Regulación de los compresores de desplazamiento

El método original para regular los compresores era utilizar una válvula de sobrepresión para liberar el exceso de presión de aire a la atmósfera. La válvula, en su diseño más simple, se puede accionar mediante un muelle, por lo que la tensión del muelle determina la presión final. A menudo, en su lugar se utiliza una servoválvula controlada por un regulador. Así, la presión se puede controlar fácilmente y la válvula también puede actuar como una válvula de descarga al arrancar un compresor bajo presión. La liberación de presión crea un requisito de energía significativo, ya que el compresor debe funcionar continuamente con plena contrapresión. Una variante, que se utiliza en compresores más pequeños, es descargar el compresor abriendo totalmente la válvula para que el compresor funcione con la presión atmosférica. El consumo de energía es considerablemente inferior utilizando esta variante.

En principio, la regulación de derivación tiene la misma función que la liberación de presión. La diferencia radica en el hecho de que el aire liberado por la presión se enfría y vuelve a la entrada del compresor. Este método se utiliza a menudo en los compresores de proceso, donde el gas no puede liberarse a la atmósfera o es demasiado valioso para hacerlo.

La estrangulación es un método simple para reducir el flujo mediante el aumento de la relación de presiones en el compresor, de acuerdo con la presión insuficiente inducida en la entrada. Sin embargo, este método está limitado a un pequeño rango de regulación. Los compresores con inyección líquida, que pueden superar la alta relación de presiones, se pueden regular hasta en un 10 % de la capacidad máxima. El método de estrangulación crea un requisito de energía relativamente alto, debido a la alta relación de presiones.

Este es el método de regulación más común que se utiliza actualmente. Combina un rango de regulación máximo (0-100 %) con bajo consumo de energía: solo entre un 15 y un 30 % de la potencia de plena carga con un compresor descargado (flujo cero). La válvula de entrada se cierra aunque, con una pequeña abertura utilizada al mismo tiempo, una válvula de venteo se abre y libera el aire de descarga del compresor. Por lo tanto, el elemento compresor funciona con un vacío en la entrada y baja contrapresión. Es importante que la liberación de la presión se lleve a cabo rápidamente y que el volumen de aire liberado sea limitado para evitar pérdidas innecesarias durante la transición de carga a descarga. El sistema exige un volumen de amortiguador del sistema (depósito de aire), cuyo tamaño está determinado por la diferencia deseada entre los límites de presión de carga y descarga, así como por el número permitido de ciclos de descarga por hora.

Los compresores por debajo de 5 o 10 kW habitualmente se controlan deteniendo por completo el motor eléctrico cuando la presión alcanza un valor límite superior y reiniciándolo cuando la presión cae por debajo del valor límite inferior. Este método exige un gran volumen de amortiguador del sistema o una gran diferencia de presión entre los límites superior e inferior para minimizar la carga de calor en el motor eléctrico. Este es un método de regulación eficaz y eficiente desde el punto de vista energético, siempre que el número de arranques se mantenga bajo.

Un motor de combustión, una turbina de gas o un motor eléctrico controlado por frecuencia controlan la velocidad del compresor y, por lo tanto, el caudal. Es un método eficiente para mantener una presión de salida constante y un menor consumo de energía. El rango de regulación varía según el tipo de compresor y es más grande para los compresores con inyección líquida. Con frecuencia, la regulación de velocidad se combina con el arranque-parada en bajos niveles de carga y liberación de la presión en reposo.