TL;DR. Compresor de aire de potencia específica calificaciones — medidas en kW por m³/min — son la forma estándar de comparar la eficiencia energética de los compresores de tornillo en diferentes tamaños, presiones y configuraciones. GB 19153-2019 define los límites de potencia específicos de clase 1 (la más eficiente), clase 2 y clase 3 para compresores de aire de desplazamiento en China, y el límite de clase 1 representa el producto más eficiente permitido en el mercado. compresores de tornillo de alta eficiencia energéticaLos modelos PM VSD de una sola etapa suelen ofrecer una potencia específica de 5,8 a 6,5 kW por m3/min a 0,8 MPa, mientras que los diseños de dos etapas como el de Deman Compresor de doble etapa de alta eficiencia GGVE Ofrecen de 5,5 a 6,2 kW por m³/min a 1,0 MPa, ambos por debajo del límite de la clase 1 de la norma GB 19153. La actualización de un compresor monoetapa de velocidad fija de clase 3 a un variador de velocidad de imanes permanentes de dos etapas de clase 1 ahorra entre un 25 y un 40 % del coste energético anual, con un periodo de recuperación de la inversión de 2 a 3 años. La gama de productos Deman demuestra cómo Los compresores de bajo consumo energético reducen los costes operativos. mediante mejoras de eficiencia compuestas en el motor, el accionamiento, el elemento de tornillo y el control.
¿Qué es la potencia específica y por qué es importante para los compradores de compresores de aire?
La potencia específica es la potencia de entrada necesaria para suministrar una unidad de aire comprimido, expresada en kilovatios por metro cúbico por minuto (kW por m³/min) en condiciones de referencia estándar (20 °C ambiente, 0 MPa manométrica, 0 % de humedad relativa). Para un compresor de aire de tornillo que suministra 10 m³/min a una presión de trabajo de 0,8 MPa con un motor de entrada de 60 kW, la potencia específica es 60 ÷ 10 = 6,0 kW por m³/min. Un valor menor indica una mayor eficiencia energética, ya que el compresor consume menos potencia de entrada para suministrar la misma cantidad de aire comprimido. La potencia específica es el indicador de eficiencia energética más importante para los compresores de aire de tornillo, ya que normaliza los resultados en función de los diferentes tamaños, presiones y configuraciones, lo que permite una comparación directa entre compresores de distintas potencias.
La potencia específica es importante por tres razones comerciales. Primero, determina directamente el costo anual de electricidad para el funcionamiento del compresor, que suele ser del 60 al 80 % del costo total del ciclo de vida del compresor (el resto corresponde a la compra inicial, la instalación, el mantenimiento y la eliminación). Una reducción de 1 kW por m3/min en la potencia específica para un compresor de 22 kW que funciona 4000 horas al año ahorra aproximadamente $2400 por año a $0,10/kWh, y aproximadamente $36 000 durante los 15 años de vida útil del compresor. Segundo, la potencia específica es la base para el etiquetado gubernamental de eficiencia energética. En China, las clases 1, 2 y 3 de la norma GB 19153-2019 son obligatorias en la placa de características del compresor y en la hoja de datos del producto; en la Unión Europea, la Directiva ErP (UE) 2019/1781 establece requisitos mínimos de eficiencia para los compresores vendidos en el mercado de la UE; en Estados Unidos, el programa Compressed Air Challenge (CAC) publica puntos de referencia voluntarios de mejores prácticas. En tercer lugar, la potencia específica es el indicador clave de rendimiento para las auditorías energéticas y las revisiones de gestión energética según la norma ISO 50001.
Para un comprador de compresores, comparar la potencia específica entre modelos de la competencia resulta más útil que comparar la potencia nominal del motor, ya que esta última no indica la cantidad real de aire comprimido que suministra el compresor. Un compresor de 22 kW con una potencia específica mayor consume más electricidad por metro cúbico de aire suministrado que un compresor de 15 kW con una potencia específica menor, para el mismo caudal de aire. La comparación de la potencia específica también revela la diferencia entre un diseño de una etapa y uno de dos etapas a la misma presión de trabajo, la diferencia entre un diseño de velocidad fija y uno con variador de velocidad (VSD), y la diferencia entre un motor asíncrono IE3 y un motor PM IE5.
GB 19153-2019 Límites de eficiencia energética: Clase 1 / 2 / 3
GB 19153-2019 «Valores mínimos admisibles de eficiencia energética y grados de eficiencia energética para compresores de aire de desplazamiento» es la norma nacional china que define los límites de potencia específicos de clase 1, clase 2 y clase 3 para compresores de aire de desplazamiento (incluidos compresores de tornillo, pistón y paletas). La norma se publicó por primera vez en 2004, se revisó en 2009 y 2019, y se alinea con el marco internacional ISO 5389 para pruebas de compresores. La revisión de 2019 endureció los límites de potencia específicos en todas las potencias nominales y añadió grados explícitos de eficiencia energética para compresores de tornillo con inyección de aceite, compresores de tornillo sin aceite y compresores de velocidad variable. El límite de clase 1 es el grado de mayor eficiencia permitido en el mercado chino; la clase 2 es el grado intermedio; la clase 3 es el grado de menor eficiencia aún permitido.
Los límites de potencia específica según la norma GB 19153-2019 se presentan en tablas según la presión de trabajo (0,7, 0,8, 1,0 y 1,3 MPa), el rango de caudal de aire (pequeño, medio y grande) y el tipo de compresor (con inyección de aceite, sin aceite, de velocidad fija y con variador de velocidad). Para un compresor de tornillo con inyección de aceite de 22 kW a una presión de trabajo de 0,8 MPa, el límite de potencia específica de clase 1 es de aproximadamente 6,4 kW/m³/min, el de clase 2 es de aproximadamente 6,8 kW/m³/min y el de clase 3 es de aproximadamente 7,2 kW/m³/min. Para un compresor VSD de 22 kW a 0,8 MPa, el límite de clase 1 se establece en 6,0 kW por m³/min, el límite de clase 2 en 6,4 kW por m³/min y el límite de clase 3 en 6,8 kW por m³/min. Los límites VSD son más estrictos porque se espera que los compresores VSD ofrezcan un mejor rendimiento a carga parcial que los compresores de velocidad fija.
La normativa china sobre el etiquetado energético exige que la clasificación GB 19153 aparezca en la placa de características y en la ficha técnica de los compresores de aire de tornillo vendidos en China. La clasificación la gestiona el Instituto Chino de Evaluación de la Eficiencia Energética (CIEER) y el informe de ensayo debe provenir de un laboratorio acreditado por la CNAS. Los fabricantes internacionales de compresores que venden en China suelen ensayar sus productos en el Instituto Nacional de Metrología de China (NIM) o en un laboratorio propio con acreditación CNAS, y el informe de ensayo se publica en la página web del CIEER. El comprador puede verificar la clasificación consultando el número de informe de ensayo en la base de datos del CIEER o solicitándolo al fabricante.
Fórmula de potencia específica: Entrada kW / Salida m³/min
La fórmula de potencia específica es sencilla: potencia específica [kW por m³/min] = potencia de entrada [kW] ÷ caudal de aire [m³/min]. La potencia de entrada se mide en los terminales del motor con un medidor de potencia calibrado (clase 0,5 o superior según IEC 62053-22). El caudal de aire se mide en condiciones de referencia estándar (20 °C ambiente, 0 MPa manométrica, 0 % de humedad relativa) según ISO 1217 anexo A para el método de presión absoluta, o según GB/T 15487 (el equivalente chino de ISO 1217). El compresor debe estar en estado térmico estable antes de realizar la medición, lo que normalmente requiere de 30 a 60 minutos de funcionamiento a la presión de trabajo nominal.
La precisión de la medición es de aproximadamente ±2,5 % en el caudal de aire (según la norma ISO 1217 para el método de presión absoluta) y de ±1 % en la potencia de entrada, lo que se traduce en una incertidumbre de aproximadamente ±3,5 % en la potencia específica. Para una medición de potencia específica de 6,0 kW por m³/min, el intervalo de confianza del 95 % es de aproximadamente 5,8 a 6,2 kW por m³/min. Esta incertidumbre es importante para la verificación de la clasificación: un compresor probado a 6,5 kW por m³/min podría ser de clase 2 (límite de 6,8) o de clase 1 (límite de 6,4) dependiendo de la incertidumbre de la prueba. Los fabricantes suelen probar sus productos entre un 3 % y un 5 % por debajo del límite de la clase 1 de la norma GB 19153 para garantizar un margen frente a la incertidumbre de la prueba y la variabilidad de la producción.
La fórmula de potencia específica tiene tres variantes según el diseño del compresor. Para compresores de velocidad fija, la potencia específica se mide a la presión de trabajo nominal y a plena carga. Para compresores VSD, la norma GB 19153-2019 proporciona una potencia específica promedio ponderada que considera el perfil de rendimiento a carga parcial, calculada a partir de mediciones en 4 puntos de carga (25 %, 50 %, 75 % y 100 % del caudal nominal). Para compresores de dos etapas con intercooler, la potencia específica se mide después del intercooler, lo que significa que el caudal de aire es el aire después de enfriarse hasta la temperatura de salida del intercooler. Las dos variantes reflejan las diferencias prácticas en la forma en que se prueban los compresores en producción y en campo.
Tabla de referencia por presión de trabajo (0,7 / 0,8 / 1,0 / 1,3 MPa)
La tabla que figura a continuación resume los límites de potencia específicos de clase 1 de la norma GB 19153-2019 para compresores de aire de tornillo con inyección de aceite a las cuatro presiones de trabajo estándar (0,7, 0,8, 1,0 y 1,3 MPa) en las potencias más comunes. Los valores son típicos para compresores de 22 kW y 37 kW en 2026; los límites reales para otras potencias se publican en el anexo A de la norma GB 19153-2019 y pueden variar en ±5 % según el rango de caudal de aire y el tipo de compresor. La tabla muestra los límites de clase 1 para velocidad fija y para velocidad variable (VSD), cuando corresponda.
| Potencia del motor (kW) | 0,7 MPa Fijo (kW/m3/min) | 0,8 MPa Fijo (kW/m3/min) | 0,8 MPa VSD (kW/m3/min) | 1,0 MPa Fijo (kW/m3/min) | 1,3 MPa Fijo (kW/m3/min) |
|---|---|---|---|---|---|
| 7.5 | 6.8 | 7.0 | 6.6 | 7.4 | 7.9 |
| 11 | 6.4 | 6.7 | 6.3 | 7.1 | 7.6 |
| 15 | 6.2 | 6.5 | 6.1 | 6.9 | 7.4 |
| 22 | 6.0 | 6.4 | 6.0 | 6.8 | 7.3 |
| 30 | 5.9 | 6.3 | 5.9 | 6.7 | 7.2 |
| 37 | 5.8 | 6.2 | 5.8 | 6.6 | 7.1 |
| 45 | 5.7 | 6.1 | 5.7 | 6.5 | 7.0 |
| 55 | 5.6 | 6.0 | 5.6 | 6.4 | 6.9 |
| 75 | 5.5 | 5.9 | 5.5 | 6.3 | 6.8 |
El patrón en la tabla es consistente. La potencia específica mejora (disminuye) a medida que aumenta la potencia nominal, porque los compresores más grandes tienen una mejor eficiencia termodinámica y menores pérdidas relativas. La potencia específica se degrada (aumenta) a medida que aumenta la presión de trabajo, porque una mayor presión de trabajo requiere más trabajo de compresión. Los límites de VSD son más estrictos que los límites de velocidad fija en aproximadamente un 5%, porque se espera que los compresores VSD ofrezcan un mejor rendimiento a carga parcial. Los límites de clase 2 y clase 3 son entre un 5 y un 8% y entre un 10 y un 15% peores que el límite de clase 1, respectivamente, en toda la tabla. Un compresor con una potencia específica inferior al límite de clase 1 se considera "eficiente energéticamente" y cumple con los requisitos para la designación de clase 1 de la Etiqueta Energética de China.
Datos específicos de pruebas de potencia de los modelos principales de Deman
Los modelos de compresores de aire de tornillo convencionales de Deman se prueban según la norma GB 19153-2019 en el laboratorio de Deman acreditado por CNAS, con pruebas de verificación cruzada en laboratorios independientes. La tabla a continuación resume los valores de potencia específica para los modelos ZVE PM VSD de una etapa, GGVE PM VSD de dos etapas y ZV de velocidad fija a presiones de trabajo de 0,8 MPa y 1,0 MPa. El controlador Deman Air Commander, combinado con la plataforma de monitoreo inteligente Deman Cloud, optimiza el patrón de operación del compresor en función del perfil de demanda de aire real, lo que proporciona una mejora adicional de la potencia específica de entre un 5 % y un 10 % con respecto a la medición estática.
| Serie de modelos | Potencia del motor (kW) | Presión de trabajo (MPa) | Caudal de aire (m³/min) | Potencia específica (kW/m³/min) | Clase GB 19153 | Margen frente a límite de clase 1 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Variador de frecuencia de imanes permanentes de una sola etapa ZVE | 7.5 | 0,8 | 1.05 | 6.4 | Clase 1 | 8,6% por debajo |
| Variador de frecuencia de imanes permanentes de una sola etapa ZVE | 22 | 0,8 | 3.4 | 5.9 | Clase 1 | 7,8% por debajo |
| Variador de frecuencia de imanes permanentes de una sola etapa ZVE | 37 | 0,8 | 6.2 | 5.7 | Clase 1 | 8,1% por debajo |
| Variador de velocidad de imanes permanentes de dos etapas GGVE | 22 | 1.0 | 3.4 | 6.2 | Clase 1 | 8,8% por debajo |
| Variador de velocidad de imanes permanentes de dos etapas GGVE | 37 | 1.0 | 6.0 | 5.9 | Clase 1 | 10,6% por debajo |
| Variador de velocidad de imanes permanentes de dos etapas GGVE | 75 | 1.0 | 12.5 | 5.7 | Clase 1 | 9,5% por debajo |
| ZV de velocidad fija (estándar de la industria) | 22 | 0,8 | 3.4 | 7.1 | Clase 3 | 10,9% por encima de la clase 1 |
El compresor de tornillo de velocidad variable (VSD) de una etapa PM ZVE de Deman ofrece una potencia específica aproximadamente un 8 % inferior al límite de la clase 1 de la norma GB 19153, con un margen constante en todo el rango de potencia de 7,5 kW a 37 kW. El compresor de tornillo de velocidad variable (VSD) de dos etapas PM GGVE de Deman ofrece un margen del 9 al 11 % inferior al límite de la clase 1 a una presión de trabajo de 1,0 MPa, donde el margen mayor refleja la ganancia de eficiencia de compresión de dos etapas. El compresor de tornillo de velocidad fija ZV de referencia a 22 kW ofrece una potencia específica un 10,9 % superior al límite de la clase 1, lo que lo sitúa en la clase 3; esto representa el compresor de tornillo de velocidad fija estándar de la industria antes de la transición al VSD.
Compresión de una etapa frente a compresión de dos etapas: impacto en la potencia específica
La compresión de dos etapas con enfriamiento intermedio ofrece una potencia específica menor que la compresión de una sola etapa a la misma presión de trabajo, porque el diseño de dos etapas reduce el trabajo de compresión específico (el trabajo mínimo teórico para comprimir el aire desde la presión de admisión hasta la de descarga). Para un proceso de compresión politrópico, el trabajo de compresión mínimo teórico por kg de aire es aproximadamente n × R × T₁ / (n-1) × [(P₂/P₁)^((n-1)/n) - 1], donde n es el índice politrópico, R es la constante de los gases, T₁ es la temperatura de admisión y P₂/P₁ es la relación de presiones. La compresión de una sola etapa a una presión de trabajo de 1,0 MPa (relación de presiones aproximadamente 10) requiere más trabajo que la compresión de dos etapas a la misma presión final, porque la curva de trabajo politrópico es convexa y el proceso de dos etapas con enfriamiento intermedio sigue una trayectoria más eficiente.
La ventaja de dos etapas es más pronunciada a presiones de trabajo más altas (1,0 a 1,3 MPa), donde la relación de compresión de una sola etapa es alta (8 a 13) y el trabajo de compresión se aproxima a la región del peor caso de la curva politrópica. A presiones de trabajo más bajas (0,7 MPa), la relación de compresión es moderada (7) y la ventaja de dos etapas es menor. Cuantitativamente, la ventaja de potencia específica de dos etapas es aproximadamente del 8 al 12 % a 1,0 MPa, del 10 al 15 % a 1,3 MPa y del 3 al 5 % a 0,7 MPa. El diseño de dos etapas también funciona a menor temperatura (típicamente de 60 a 80 °C menos de temperatura de descarga), lo que prolonga la vida útil de los cojinetes y del aceite y reduce el riesgo de daños térmicos en el aceite y el tanque receptor de aire.
El compresor Deman GGVE de dos etapas con variador de velocidad PM utiliza un elemento de tornillo con inyección de aceite en cada etapa, con un intercooler refrigerado por agua entre ellas. La refrigeración por agua reduce la temperatura del aire entre etapas entre 30 y 40 °C, lo que disminuye directamente el trabajo de compresión específico en la segunda etapa. El variador de velocidad PM de la serie GGVE reduce aún más la potencia específica en funcionamiento a carga parcial entre un 20 y un 30 % en comparación con el funcionamiento a velocidad constante. El resultado es una potencia específica de clase 1 a plena carga y una eficiencia aún mayor en el perfil típico de carga parcial industrial (60 % de carga media con un 30 % de fluctuación).
Lo que reciben los compradores: GGVE de doble etapa frente al estándar de la industria de una sola etapa.
Cuando la hoja de datos del producto dice "GB 19153 clase 1", el comprador recibe un compresor que entrega una potencia específica por debajo del límite de la clase 1 a la presión de trabajo nominal y carga completa. "noopener">El compresor de doble etapa de alta eficiencia GGVE es un paquete integrado de dos etapas PM VSD que ofrece el cumplimiento de la potencia específica de la clase 1 con margen, el accionamiento PM VSD a juego, el controlador Deman Air Commander con optimización de interenfriamiento de dos etapas y la plataforma de monitoreo Deman Cloud. En comparación, un compresor estándar de la industria de una sola etapa de velocidad fija con la misma potencia nominal utiliza un elemento de tornillo de una sola etapa sin interenfriamiento y funciona con un suministro de red de velocidad fija o un esquema básico de modulación de carga-descarga. El paquete GGVE es más caro en costo inicial (típicamente de 40 a 60% sobre el equivalente de una sola etapa de velocidad fija) pero ofrece un ahorro energético anual de 25 a 40%, lo que da un período de recuperación de 2 a 3 años.
La diferencia práctica en el funcionamiento es significativa. Un compresor monofásico de velocidad fija de 22 kW y 1,0 MPa proporciona aproximadamente 3,4 m³/min con una potencia específica de aproximadamente 7,1 kW por m³/min (clase 3 según GB 19153-2019), consumiendo aproximadamente 24 kW de potencia de entrada a plena carga. Un compresor PM VSD de dos etapas de 22 kW y 1,0 MPa proporciona aproximadamente 3,4 m³/min con una potencia específica de aproximadamente 6,2 kW por m³/min (clase 1), consumiendo aproximadamente 21 kW a plena carga. El ahorro de 3 kW a plena carga se amplifica en el funcionamiento a carga parcial, donde el VSD reduce la velocidad del motor para ajustarse a la menor demanda de aire y el diseño de dos etapas continúa funcionando de manera eficiente. En un perfil de carga industrial típico, el ahorro energético anual es de aproximadamente el 30 % para el compresor PM VSD de dos etapas GGVE en comparación con el compresor monofásico de velocidad fija de referencia.
Serie Deman GGVE: Cumplimiento de la norma GB 19153 Clase 1 y reducción de costes operativos.
El compresor PM VSD de dos etapas de la serie GGVE de Deman integra dos elementos de tornillo con inyección de aceite y un enfriador de agua, un motor de imanes permanentes IE5 según la norma IEC 60034-30-2, un variador VSD compatible y el controlador Deman Air Commander. El compresor ofrece un caudal de aire de 1,5 a 25 m³/min a presiones de trabajo de 0,7 a 1,3 MPa, con potencias de motor de 7,5 kW a 200 kW. Cada compresor GGVE se prueba en el laboratorio acreditado por CNAS de Deman según la norma GB 19153-2019, y su potencia específica se publica en la ficha técnica del producto y en la etiqueta energética de China.
La potencia específica de la serie GGVE también se refleja en los datos operativos publicados por los clientes de Deman. En más de 12 000 instalaciones de GGVE desde 2017 (cuando Deman introdujo el programa de garantía de diez años), el ahorro energético anual promedio en comparación con el compresor monoetapa de velocidad fija anterior de los clientes es de aproximadamente un 32 %, con periodos de amortización de entre 18 y 30 meses, según el tamaño del compresor, las horas de funcionamiento anuales y la tarifa eléctrica local. El controlador Deman Air Commander registra la potencia específica en cada punto de carga y la envía a la plataforma Deman Cloud, lo que permite a los clientes verificar el ahorro energético declarado con los datos operativos reales.
El Los compresores de bajo consumo energético reducen los costes operativos. El marco de trabajo publicado por Deman en 2024 detalla las cuatro palancas de eficiencia que impulsan el rendimiento de la serie GGVE: el motor PM IE5 (de 3 a 6 puntos porcentuales por encima del IE3 asíncrono), la compresión de dos etapas con refrigeración por agua (reducción de potencia específica de 8 a 12 % en comparación con una sola etapa), el variador VSD (mejora de la eficiencia a carga parcial de 20 a 30 %) y el controlador Air Commander con optimización Deman Cloud (ahorro adicional de 5 a 10 %). Estas cuatro palancas se combinan de forma multiplicativa en lugar de aditiva, razón por la cual el ahorro energético anual total supera la suma de los ahorros de cada palanca individual.
Solicite el paquete de cotización GB 19153-2019 clase 1 de Deman: el informe de prueba de potencia específico para el modelo seleccionado a su presión de trabajo, el certificado de etiqueta energética de China, el informe de prueba de carga del prototipo, la hoja de cálculo de recuperación de la inversión personalizada para su potencia nominal, horas de funcionamiento anuales y tarifa eléctrica, y el programa de servicio posventa correspondiente con 10 años de garantía. La gama de productos Deman abarca variadores de velocidad PM de una etapa (serie ZVE de 7,5 a 75 kW) y variadores de velocidad PM de dos etapas (serie GGVE de 7,5 a 200 kW), todos certificados según GB 19153 clase 1. Explore la compresores de tornillo de alta eficiencia energética Consulte el catálogo o póngase en contacto con Deman directamente a través del sitio web.
Preguntas frecuentes
¿Qué es la potencia específica en la terminología de los compresores de aire?
La potencia específica es la potencia de entrada necesaria para suministrar una unidad de aire comprimido, expresada en kilovatios por metro cúbico por minuto (kW por m³/min) en condiciones de referencia estándar (20 °C ambiente, 0 MPa manométrica, 0 % de humedad relativa). Para un compresor de aire de tornillo que suministra 10 m³/min a una presión de trabajo de 0,8 MPa con un motor de entrada de 60 kW, la potencia específica es de 6,0 kW por m³/min. Una menor potencia específica significa una mayor eficiencia energética, porque el compresor consume menos potencia de entrada para suministrar la misma cantidad de aire comprimido. La norma GB 19153-2019 «Valores mínimos admisibles de eficiencia energética y grados de eficiencia energética para compresores de aire de desplazamiento» es la norma nacional china que define los límites de potencia específica de clase 1 (la más eficiente), clase 2 y clase 3 para compresores de aire de tornillo a diversas presiones de trabajo y caudales de aire.
¿En qué se diferencia la clase 1 de la clase 3 de la norma GB 19153-2019?
La clase 1 de la norma GB 19153-2019 es la más eficiente energéticamente, mientras que la clase 3 es la menos eficiente permitida en el mercado chino. Para un compresor de 22 kW que suministra 3,4 m³/min a 0,8 MPa, el límite de potencia específica de la clase 1 es de aproximadamente 6,4 kW/m³/min, el de la clase 2 es de aproximadamente 6,8 kW/m³/min y el de la clase 3 es de aproximadamente 7,2 kW/m³/min. Un compresor de clase 1 consume un 11 % menos de potencia de entrada que uno de clase 3 con el mismo caudal de aire. El grado de eficiencia energética se indica en la placa de características del compresor y en la ficha técnica del producto, según la normativa china de etiquetado energético, obligatoria para los compresores de aire de tornillo vendidos en China.
¿Cuál es el valor de referencia de potencia específico para un compresor de 7,5 kW a 0,8 MPa?
Según la norma GB 19153-2019, un compresor de aire de tornillo de 7,5 kW con una presión de trabajo de 0,8 MPa y un caudal de aire de aproximadamente 1,05 m³/min tiene un límite de potencia específica de clase 1 de aproximadamente 7,0 kW/m³/min, un límite de clase 2 de aproximadamente 7,4 kW/m³/min y un límite de clase 3 de aproximadamente 7,8 kW/m³/min. La potencia específica real de los compresores disponibles comercialmente en este rango de tamaño varía desde 6,5 kW/m³/min para los modelos VSD más eficientes hasta 8,5 kW/m³/min para los modelos más antiguos de velocidad fija. El compresor VSD PM de una etapa de la serie ZVE de Deman, de 7,5 kW, ofrece una potencia específica de aproximadamente 6,4 kW/m³/min a 0,8 MPa, que está por debajo del límite de clase 1.
¿Cómo se mide la potencia específica según la norma GB 19153?
La potencia específica según GB 19153-2019 se mide en condiciones de funcionamiento nominales a plena carga: el compresor funciona a la presión de trabajo nominal (0,7, 0,8, 1,0 o 1,3 MPa según se especifique), el caudal de aire se mide en condiciones de referencia estándar (20 °C ambiente, 0 MPa manométrica, 0 % de humedad relativa) según ISO 1217 anexo A o GB/T 15487, y la potencia de entrada se mide en los terminales del motor (excluyendo las pérdidas del cable del motor y las pérdidas del transformador de alimentación). El informe de ensayo debe hacer referencia a GB 19153-2019, el número de serie del compresor, las condiciones ambientales, la temperatura de entrada del agua de refrigeración (para modelos refrigerados por agua) y el valor de potencia específica ensayado. La precisión de la medición del aire comprimido según ISO 1217 es de ±2,5 % para el caudal de aire y de ±1 % para la potencia de entrada, lo que se traduce en una incertidumbre aproximada de ±3,5 % en la potencia específica.
¿Un compresor de dos etapas tiene una potencia específica menor que uno de una sola etapa?
Sí, en general. Un compresor de aire de tornillo de dos etapas tiene una potencia específica menor que un compresor de una sola etapa equivalente a la misma presión de trabajo, porque la compresión de dos etapas con enfriamiento intermedio reduce el trabajo de compresión específico (el trabajo mínimo teórico para comprimir el aire desde la presión de admisión hasta la de descarga). Para un compresor de 22 kW a 1,0 MPa, un diseño de una sola etapa suele ofrecer una potencia específica de 7,0 a 7,5 kW por m³/min, mientras que un diseño de dos etapas con enfriamiento intermedio ofrece de 6,3 a 6,8 kW por m³/min. La ventaja de dos etapas es más pronunciada a presiones de trabajo más altas (1,0 a 1,3 MPa); a presiones de trabajo más bajas (0,7 MPa) la ventaja es menor (mejora del 1 al 3 %). El diseño de dos etapas también funciona a menor temperatura, lo que prolonga la vida útil de los cojinetes y del aceite.
¿Cuál es la diferencia entre VSD y potencia específica de velocidad fija?
El límite de potencia específica GB 19153-2019 se aplica en el punto de funcionamiento nominal (carga completa). Para compresores de velocidad fija, este es el único punto de funcionamiento relevante, ya que el compresor no puede ajustar su potencia. En el caso de compresores VSD, la potencia específica a carga parcial es mucho menor que a carga completa, debido a que el VSD reduce la velocidad del motor para ajustarla a la menor demanda de aire y el elemento de tornillo funciona con una relación de compresión más eficiente. Un compresor VSD típico al 50 % de carga ofrece una potencia específica entre un 20 % y un 30 % menor que a carga completa. Sin embargo, la etiqueta de clasificación GB 19153 se basa en la potencia específica a carga completa, por lo que un compresor VSD puede ser de clase 1 a carga completa e incluso más eficiente a carga parcial. En cuanto al consumo energético anual total, el perfil de carga parcial del VSD suele ofrecer un ahorro energético de entre un 20 % y un 35 % con respecto al funcionamiento a velocidad fija.
¿Cómo se compara la serie Deman GGVE con el límite de clase 1 de la norma GB 19153?
El compresor PM VSD de dos etapas de la serie GGVE de Deman ofrece una potencia específica inferior al límite de la clase 1 de la norma GB 19153-2019 en todo el rango de potencia, desde 7,5 kW hasta 75 kW, a todas las presiones de trabajo estándar (0,7, 0,8, 1,0 y 1,3 MPa). Por ejemplo, el modelo GGVE de 22 kW a una presión de trabajo de 1,0 MPa ofrece una potencia específica de aproximadamente 6,2 kW por m³/min, lo que supone entre un 5 % y un 8 % menos que el límite de la clase 1 de la norma GB 19153 para esa potencia. El diseño de dos etapas con refrigeración por agua reduce el trabajo de compresión específico entre un 8 % y un 12 % en comparación con un diseño de una sola etapa, y el accionamiento PM VSD reduce aún más el consumo de energía a carga parcial entre un 20 % y un 30 %. El efecto combinado proporciona un ahorro anual en costes energéticos de entre un 25 % y un 40 % en comparación con un compresor de una sola etapa de velocidad fija con la misma potencia nominal y caudal de aire.
¿Qué ahorro energético anual puede proporcionar un compresor de clase 1?
Un compresor GB 19153 de clase 1 ofrece un ahorro energético anual del 8 al 12 % en comparación con un compresor de clase 3 con la misma potencia nominal y caudal de aire. Para un compresor de 22 kW que funciona 4000 horas al año a 0,10 $/kWh, el coste energético anual es de aproximadamente 8800 $ para un modelo de clase 3 y de aproximadamente 7900 $ para un modelo de clase 1, lo que supone un ahorro de aproximadamente 900 $ al año por compresor. En una planta de 10 compresores, el ahorro anual es de aproximadamente 9000 $, y durante la vida útil típica de 15 años del compresor, el ahorro acumulado es de aproximadamente 135 000 $. El coste inicial incremental para un modelo de clase 1 suele ser del 15 al 30 % del de un modelo de clase 3, por lo que el periodo de recuperación de la inversión es de aproximadamente 2 a 3 años. La metodología del desafío del aire comprimido publicada por compressedairchallenge.org Proporciona un marco de cálculo detallado.