Análise da eficiência energética em compressores a pistão em sistemas de ar comprimido

Abstract

Este estudo analisa a eficiência energética de compressores a pistão e seu consumo de energia elétrica utilizando motores-padrão e de alto rendimento acionados por partida direta e com softstarter. A influência de vazamentos sobre a eficiência energética foi também analisada, assim como os valores de corrente, potência, fator de potência e taxas de distorção harmônica de tensão e de corrente. Os resultados revelaram que no caso de motores de pequeno porte os de alto rendimento com partida direta têm maior eficiência energética para uso de compressores a pistão, além de apresentarem melhor desempenho em termos de fator de potência. As taxas de distorção harmônica de corrente e de tensão se mantiveram em limites aceitáveis. A substituição de motores-padrão por modelos de alto rendimento permite redução de 2% no consumo de energia elétrica. Os vazamentos de ar por orifícios de 7,06 a 43,20 mm2 durante a operação do compressor em carga-alívio provocaram consumos de energia elétrica semelhantes (113 a 114 W×h, respectivamente), revelando que nas operações de manutenção a mesma importância deve ser dada a vazamentos nessa faixa de dimensões, independente de seu diâmetro.

This study assessed the energy efficiency of piston compressors and their electric energy consumption using standard and high-efficiency motors in combination with direct-start and soft-start devices. The influence of air leakage on energy efficiency was also evaluated, as were the values of current, power, power factor, and voltage and current total harmonic distortion (THD). For low-capacity motors, the energy efficiency of piston compressors was found to be greater when high-efficiency motors were combined with direct starters. This combination also resulted in superior performance in terms of power factors. Voltage and current THD values remained within acceptable limits. A 2% reduction in electric energy consumption can be achieved by replacing standard motors by high-efficiency motors. Air leakage through holes of 7,06 a 43,20 mm2 during part-load operation of the compressor led to similar energy consumption levels (113 to 114 W×h, respectively), revealing that leaks in this range of diameters require the same level of attention during maintenance operations.