Monitorización energética del aire comprimido
Mida la electricidad de los compresores junto con el aire entregado y la presión del colector. Compare periodos completos antes de decidir qué investigar.
- Medir
- Electricidad de compresores y secador, caudal entregado, presión del colector y estado en carga y descarga
- Calcular
- Potencia específica instantánea en kW/(m³/min) y energía específica del periodo en kilovatios hora por metro cúbico
- Sensores
- ZIO-20, una interfaz para la salida de 4–20 mA de cada transmisor de caudal o presión Ficha técnica: Sensor de señales analógicas
- En el emplazamiento
- Gateway ZGW-20, con monitorización de potencia de compresores y cálculos locales Ficha técnica: Gateway
Defina la pregunta antes de elegir el cociente
La monitorización del aire comprimido empieza por un límite físico y una pregunta operativa. Identifique cada alimentación eléctrica dentro de ese límite, defina dónde lo cruza el aire suministrado y registre las condiciones de referencia del caudal y la presión de entrega. El cociente instantáneo entre potencia y caudal ayuda a ver el estado actual; un resultado de periodo requiere registros completos y alineados de energía y volumen. Ninguno de los dos diagnostica fugas ni promete ahorro por sí solo.
| Estado instantáneo | Periodo completo | |
|---|---|---|
| Entradas | Potencia eléctrica actual, caudal de referencia y presión del colector | Energía eléctrica y volumen entregado a la condición de referencia, con idénticas horas de inicio y fin |
| Responde a | Cuánta potencia se utiliza por unidad de caudal actual | Cuánta energía eléctrica se utilizó por unidad de aire entregado |
| No concluya | Una sola lectura no representa la eficiencia anual | El consumo nocturno no implica automáticamente una fuga |
Hardware para medir aire comprimido
Mida todas las alimentaciones eléctricas que no se solapan dentro del límite declarado. Adquiera cada transmisor externo de caudal o presión por su propio canal de interfaz y verifique aparte los datos del controlador frente al modelo, firmware y mapa de registros exactos.
El compresor y, si están dentro del límite, el secador y los auxiliares
1 por alimentación trifásica, 3 o 4 hilos
- Elija los TC para cada alimentación: núcleo partido de 120 A o bobinas Rogowski de 300 A, 1 kA y 3 kA
Un transmisor externo de caudal o presión con salida de 4–20 mA alimentada externamente
1 por señal use dos para bucles separados de caudal y presión
De 0 a 20 mA con resolución de 0,001 mA, hasta 36 V CC, alimentación de red
Reúne los registros de potencia, caudal, presión y estado opcional, y evalúa cálculos configurados localmente
Empiece con 1 por zona de compresores y estudie la cobertura cantidad de dispositivos, distribución del edificio y cobertura radioeléctrica verificadas in situ
Si el controlador tiene un mapa de registros publicado
Estado en carga, en descarga y de secuenciación del controlador del compresor
1 por controlador hasta 30 registros
Mida un único límite declarado de la sala de compresores
La entrada eléctrica y el caudal entregado deben cubrir el mismo límite físico y periodo. El caudal necesita una condición de referencia declarada; la presión, el punto y la banda de entrega controlados. El estado opcional del controlador aporta contexto, pero no sustituye ninguna de las dos entradas medidas.
De las mediciones de la sala de compresores a un resultado comparable
Las alimentaciones eléctricas y los transmisores de proceso externos siguen vías de adquisición distintas antes de que Edge reúna los registros identificados y evalúe los cálculos configurados.
- Enlace
- Zigbee
- Cableado
- Edge
- Plataformas
| Ubicación | Qué indica la medición | Referencia | Sensor |
|---|---|---|---|
| Electricidad incluida | Energía o potencia consumida por los compresores, secador y auxiliares incluidos en el límite | Utilice alimentaciones separadas que no se solapen y mantenga las mismas cargas incluidas en cada comparación | ZEM-65 (en esta página) |
| Caudal entregado | Aire que cruza el límite de entrega declarado | Registre si el transmisor indica volumen real, estándar, normal o caudal de aire libre (FAD), y conserve su temperatura y presión de referencia DOE | ZIO-20 (en esta página) |
| Presión del colector | Condición de servicio a la que se entregó el aire y banda de control que mantuvo la instalación | Adquiera un transmisor separado en el colector de entrega controlado y conserve el intervalo de presión, no solo el promedio DOE | ZIO-20 (en esta página), segunda interfaz |
| Estado opcional del controlador | Cuándo un compresor identificado comunica funcionamiento en carga, en descarga, parado o secuenciado | Use únicamente registros documentados para el modelo y firmware exactos del controlador, en un bus con maestro y direcciones conocidos Ficha técnica: Interfaz Modbus | ZMB-31 (en esta página) |
Indique las condiciones de referencia. Las condiciones estándar, normales, reales y de caudal de aire libre dan volúmenes en metros cúbicos distintos. Dos cifras con la misma unidad no son comparables hasta que coincidan las referencias.
Indique qué hay dentro del límite. Secadores, purgas, ventiladores de refrigeración y un compresor en espera pueden cambiar el cociente. Enumérelos junto al resultado.
Compruebe el caudal nocturno antes de atribuirlo a una fuga. Los usuarios previstos, la purga del secador, los drenajes y el almacenamiento en el depósito pueden contribuir. Establezca el contexto operativo antes de etiquetar la carga base nocturna como fuga.
Cómo calcular la potencia específica del aire comprimido y la energía del periodo
Use la potencia y el caudal actuales para obtener un cociente instantáneo de funcionamiento. Para el resultado del periodo, use las variaciones completas de energía eléctrica y volumen entregado con idénticas horas de inicio y fin. Nunca promedie cocientes instantáneos para formar el valor del periodo.
live specific power = Ptotal ÷ Qref
period specific energy = ΔEtotal ÷ ΔVref
Ptotal or ΔEtotal = compressors + dryer + included auxiliaries- Ptotal
- potencia eléctrica actual dentro del límite, kW
- Qref
- caudal entregado actual en la condición de referencia declarada, m³/min
- ΔEtotal
- energía eléctrica usada dentro del límite durante el periodo completo, kWh
- ΔVref
- volumen de aire entregado durante el mismo periodo completo y con la misma base de referencia, m³
Ejemplo práctico
Dos compresores consumen 75 kW y el secador y auxiliares incluidos consumen 4 kW, mientras que el caudal de referencia es de 11,5 m³/min. La potencia específica instantánea es 79 ÷ 11,5 = 6,87 kW/(m³/min). Si esas tasas se mantuvieran constantes durante ocho horas completas, la energía sería 632 kWh y el volumen entregado 5.520 m³, es decir, 0,114 kilovatios hora por metro cúbico. Este segundo resultado es ilustrativo: los informes reales deben usar totales coincidentes o una integración validada, no la hipótesis de tasas constantes.
En Edge
Un cálculo instantáneo en Edge puede sumar las entradas de potencia elegidas y dividirlas por el caudal de referencia actual. Las entradas pueden tener marcas de tiempo diferentes; defina una política para datos obsoletos, rechace un caudal nulo o casi nulo e inspeccione la marca de tiempo del resultado, pues puede seguir mostrándose un valor anterior después de suprimir la evaluación. Calcule la energía específica del periodo a partir de registros completos y alineados de energía y volumen, resolviendo lagunas, reinicios de contadores y cambios del aire almacenado en el depósito antes de dividir.
Comprobaciones de puesta en marcha
Demuestre el límite físico, cada señal adquirida y un cálculo completo antes de usar el cociente para comparar el funcionamiento.
-
Medir todas las alimentaciones incluidas
Enumere los compresores, secadores y auxiliares dentro del límite y localice el contador de cada uno.
Se supera si la lista y los contadores coinciden, ningún alimentador aguas arriba se solapa con un subcontador y se documentan todas las cargas excluidas.
-
Registrar la identidad y referencia del caudal
Registre el modelo de transmisor, configuración del gas, rango, unidades, validez a bajo caudal y temperatura y presión de referencia a partir de su pantalla o manual; compárelos con Edge.
Se supera si ambos extremos coinciden, incluido si el valor es caudal real, estándar, normal o de aire libre.
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Verificar la escala analógica y el comportamiento ante fallos
Use puntos de referencia acordados para comparar cada bucle de 4–20 mA con la indicación del transmisor. Después compruebe valores por debajo y por encima del rango y la interrupción del bucle en un entorno de prueba aprobado.
Se supera si los valores de caudal y presión quedan dentro de la tolerancia acordada y una señal no válida nunca se convierte en un valor de proceso aparentemente verosímil.
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Medir la presión donde se controla
Compare el transmisor con un manómetro independiente en el colector controlado bajo demanda estable y cambiante.
Se supera si ambos coinciden y la tendencia muestra la banda de control, no un único promedio.
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Conciliar las entradas eléctricas con la instalación
Confirme la correspondencia de fases de tensión y TC, el sentido del TC y la opción de orden elegida frente a una condición de funcionamiento conocida y la documentación de instalación aplicable.
Se supera si cada alimentación incluida tiene el signo y la magnitud esperados, y en la suma del límite no falta ni se duplica ningún alimentador.
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Usar estados del controlador específicos del modelo
Confirme el modelo y firmware exactos del controlador, propiedad del bus, dirección, tipos de datos y escala. Observe después un ciclo de carga o descarga disponible frente a la máquina.
Se supera si cada estado publicado usado como contexto coincide con la máquina observada y los códigos desconocidos siguen siendo desconocidos.
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Retener el resultado instantáneo si falta caudal o es casi nulo
En un entorno de prueba aprobado, haga que una entrada necesaria quede obsoleta y pruebe por separado un caudal nulo o casi nulo. Inspeccione el valor y la marca de tiempo del resultado antes y después de la recuperación.
Se supera si la evaluación se suprime o se marca claramente como no válida, ningún dato ausente se convierte en cero y todo resultado retenido se distingue por su marca de tiempo anterior.
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Conciliar manualmente un periodo completo
Tome registros de energía y volumen con las mismas horas de inicio y fin; compruebe lagunas y reinicios, anote la banda de presión y el estado del depósito o almacenamiento; después divida manualmente las diferencias.
Se supera si el resultado manual coincide con el cálculo del periodo para el mismo límite, referencia y marcas de tiempo exactas.
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Preservar el significado de cada registro exportado
En la plataforma receptora, compare la identidad del activo, límite, valor, unidad, base de referencia, marca de tiempo de origen y estado de actualidad con Edge.
Se supera si el registro receptor coincide; el transporte correcto por sí solo no basta como verificación semántica.
Límites de esta medición
Los dos cocientes describen un punto de funcionamiento o periodo declarados. No diagnostican el sistema ni autorizan cambios de control.
- Los caudales en distintas condiciones de referencia no son comparables, aunque las unidades parezcan iguales.
- La potencia específica o energía específica del periodo no cuantifica por sí sola fugas, producción útil, calidad del aire, purga del secador ni comportamiento del depósito y el almacenamiento.
- El estado del controlador y una firma de potencia no asignan el aire entregado a un compresor cuando depósitos u otras máquinas alimentan el mismo colector.
- Reducir la presión es una decisión de sistema que requiere una evaluación competente del aire comprimido y respetar los límites del equipo.
- La monitorización no sustituye los controles de seguridad del sistema a presión, los instrumentos certificados ni los requisitos de instalación del fabricante del transmisor.
Fuentes
- Mejora del rendimiento de sistemas de aire comprimido: guía para la industria (se abre en una pestaña nueva) Departamento de Energía de EE. UU. y Compressed Air Challenge
- ISO 11011:2013, Aire comprimido: evaluación de la eficiencia energética (se abre en una pestaña nueva) (se abre en una nueva pestaña) Organización Internacional de Normalización
- Verificación del rendimiento de compresores de aire y resultados de pruebas (se abre en una pestaña nueva) (se abre en una nueva pestaña) Compressed Air & Gas Institute
- Ficha técnica: Monitor inalámbrico de electricidad trifásica (se abre en una pestaña nueva) EpiSensor. Especificaciones, rangos y códigos de pedido.
Contenido relacionado
- ResumenMonitorización energética
- CalculadoraCalculadora de margen de tensión para lazos de 4–20 mA
- GuíaLímites de medida del rendimiento de equipos
- GuíaFicha de proyecto de monitorización energética
Dispositivos de terceros para esta aplicación
Más dispositivos en el directorio: Energy meters (56), Current transformers (7)
Traiga las alimentaciones, transmisores y la pregunta operativa
Un ingeniero puede acordar el límite, verificar las señales de caudal y presión, revisar cualquier mapa del controlador y dimensionar los contadores eléctricos para una primera zona de compresores.