Guia completo: tudo sobre compressor de alta pressão (para aplicações na Indústria em Geral)

O compressor de alta pressão é um equipamento potente para uso profissional e industrial, oferecendo alta eficiência e rendimento para as operações com altas demandas de ar comprimido.

Sua tecnologia permite que atinja limites de pressão de trabalho acima dos convencionais, fornecendo ar comprimido em até 40 bar para as mais diversas aplicações, em vários segmentos.

À medida que a pressão do ar aumenta, sua temperatura aumenta. 

É essencial reduzir, portanto, a temperatura do ar para evitar danos aos elementos mecânicos.

Se muita compressão for empregada em um único estágio, os limites absolutos de temperatura segura do equipamento podem ser excedidos e causar tensão mecânica.

Por isso, múltiplos estágios de compressão são mais eficientes em sua capacidade de comprimir o ar para a saída final:  ao resfriar o ar entre os estágios, a energia necessária é reduzida. Assim, à medida que a pressão desejada aumenta, o número de estágios necessários também aumenta.

Um compressor de três estágios é menos complexo mecanicamente do que um compressor de quatro estágios. Dada a mesma entrada de energia, no entanto, o compressor de três estágios produzirá menos ar comprimido do que o compressor de quatro estágios de tamanho equivalente.

O estágio de compressão extra adiciona vários componentes ao compressor, portanto o investimento é maior e os custos de manutenção também. 

Em geral, os ganhos em desempenho operacional e eficiência energética justificam esse investimento em aplicações que exigem um volume maior de ar comprimido, com um tempo de execução contínuo mais longo.

Em aplicações de pequeno e médio volume, o capital adicional e os custos operacionais de um sistema de quatro estágios podem não ser práticos.

No portfólio da Atlas Copco existem dois tipos principais de compressores que se enquadram na categoria de alta pressão: 

Possuem modelos de três e quatro estágios de compressão no pistão e funcionam nos ambientes mais severos, com taxas de compressão de até 42 bar. 

Podem ser lubrificados ou isentos de óleo, requisitos que vão depender das demandas da aplicação: como você já sabe, segmentos em que a qualidade do ar é mais crítica precisam de versões isentas de óleo.

No portfólio Atlas Copco, eles são representados pela série P (isento de óleo) e série LT (lubrificado).

Para fornecer um ar comprimido de alta pressão, a Atlas Copco conta também com o sistema ZD, equipamento composto por um compressor parafuso (ZR/ZT) e um booster (D) de pistão. Quando interligados como um único equipamento, eles conseguem fornecer alta pressão em quatro estágios:

• nos dois primeiros estágios, o compressor de parafuso de média pressão eleva o ar a até 9,5 bar;

• os dois estágios finais são realizados pelo booster de pistão, que eleva a pressão até o nível de 40 bar. 

Esse processo híbrido gera uma eficiência energética maior que os compressores de alta pressão disponíveis no mercado, que contam com somente estágios a pistão para chegar à máxima pressão (0 a 40 bar).

O booster apresenta-se como uma opção econômica, pois só aumenta a pressão no ponto de uso, eliminando a necessidade de investir em unidades muito maiores e de pressão mais alta em plantas industriais com demandas variáveis.

Vale destacar que esse processo é totalmente isento de água e óleo, o que garante uma aplicação de alta eficiência e reduz os custos de manutenção.

A tecnologia dessa máquina permite atingir a vazão de ar solicitada com consumo de energia abaixo do padrão dos compressores de pistão, fornecendo ar comprimido a 40 bar. A redução dos custos de energia é estimada em 10% em comparação com a compressão de três estágios.

Embora a compressão de quatro estágios possa aumentar o custo de capital (CAPEX), diminui substancialmente o custo de energia e, portanto, reduz o custo operacional do equipamento (OPEX) e as emissões de CO2.

Com o OPEX respondendo por mais de 90% dos custos do ciclo de vida do equipamento, acreditamos que nossa solução híbrida de quatro estágios ZD oferece o melhor valor para nossos clientes.

As máquinas de velocidade fixa funcionam bem com carga total, mas quando a demanda de ar flutua, um acionamento de velocidade variável garante economias substanciais.

A Atlas Copco foi pioneira no desenvolvimento do compressor de acionamento de velocidade variável integrado (VSD), que está presente no booster de pressão do ZD e reduz o consumo de energia em até 35% em comparação aos compressores de velocidade fixa.

Na prática, o compressor de ar Booster VSD vai alimentar o sistema com vazões variadas conforme a demanda. Com essa solução, não é preciso superdimensionar um equipamento para uma linha de produção, evitando ciclos e desgastes excessivos. Elimina-se também os desperdícios de ar e consumos de energia elevados.

Na indústria PET, por exemplo, diferentes tamanhos de garrafas requerem diferentes volumes de ar. 

Cedo ou tarde, as fábricas se deparam com uma questão referente à agilidade e dinâmica de produção: começam fazendo embalagens de um tamanho e depois passam a ter demanda por outros tipos de garrafa, maiores ou menores. Isso significaria ter exigências de equipamentos distintos para atender às diferentes vazões de ar necessárias.

Com a tecnologia VSD, podem ser produzidas, ao mesmo tempo e na mesma linha de produção, garrafas de 250 ml, 450 ml, 600 ml, 1L, 2L, 3L, etc. Os componentes do compressor vêm preparados para flutuações de vazão, eliminando o desperdício de energia. 

Veja este infográfico para conhecer na prática as economias proporcionadas pela tecnologia VSD nesse tipo de aplicação.

Confira também: Veja em 4 passos como uma empresa de bebidas expandiu seus negócios e melhorou a qualidade do ar de alta pressão a partir da consultoria da Atlas Copco

O equipamento conta com o secador por adsorção integrado de tambor rotativo, que não consome ar comprimido e energia para regeneração do tambor, pois aproveita o calor do compressor de parafuso para realizar a regeneração. 

Ele também torna o booster livre de condensação, preservando assim os componentes internos para maior confiabilidade. O ar não tratado poderia causar corrosão na tubulação, falha prematura e deterioração do produto. 

Veja também: Por que é importante secar o ar comprimido?

Ainda é possível adotar uma solução adicional de recuperação de energia (Energy recovery Atlas Copco), reutilizando a água quente gerada no sistema de produção para alimentar caldeiras, em chuveiros e em processos de limpeza / utilidades.

Confira aqui alguns exemplos de como os diferentes setores industriais podem reaproveitar o calor e a água dos compressores de ar.

Além de economizar energia, o ZD realiza uma compressão totalmente isenta de óleo, garantindo maior confiabilidade. 

O equipamento é certificado pela ISO 8573-1 Classe 0. Isso significa que nenhum óleo entrará em sua rede de ar, minimizando o risco de contaminação do produto final.

Outra certificação importante presente nos compressores da série é a ISO 22000, que atesta todos os padrões de segurança necessários na indústria alimentícia para evitar contaminações e garantir a qualidade dos produtos para consumo.

Graças ao projeto de sistema híbrido, o ZD reduz o número de componentes e aumenta a vida útil deles, estendendo a duração de intervalos entre as manutenções e reduzindo os custos de manutenção.

O sistema ZD é plug-and play, fácil de instalar e de utilizar: sua base é preparada para todas as vibrações, não sendo necessários conexões complexas ou preparos extras, como fundação e chumbadores químicos: basta um piso nivelado.

O compressor Z e o booster D podem ser utilizados em paralelo ou separadamente, atingindo diferentes níveis de relações de compressão entre 25 e 40 bar.

Por ser todo carenado, o compressor de alta pressão ZD produz pouco ruído, permitindo sua instalação próxima ao ambiente de trabalho, mesmo com pessoas por perto.

Saber dimensionar um compressor de ar de alta pressão corretamente é fundamental porque permite obter mais rendimento e eficiência na linha de produção. Para garantir essa acuracidade, a Atlas Copco possui seu próprio software de dimensionamento de equipamento, que considera as condições do local e de aplicação, ao informar os seguintes dados:

• vazão de ar a ser exigida pela instalação, equipamento ou sopradora;

• pressão de trabalho;

• condições do ambiente.

Clique aqui e entenda como fazer esse procedimento corretamente.