Producció, tractament i transport d'aire comprimit per Docs@ensenyament.net

Producció i Distribució d'Aire Comprimit

Producció, tractament i distribució de l'aire comprimit
Versió: 19/08/17
Autor
Antoni Nogués i Andreu
docs@ensenyament.net
Llicencia de l'obra: alguns drets reservats
CC
BY NO SA
Nom arxiu
_compressors.odt
Pag. 1 de 35

Producció, tractament i transport d'aire comprimit (i altres gasos)

Els Compressors, Productors d'Aire Comprimit

Definició de Compressor

• Maquina que, per procediments mecanics, té com a finalitat
  augmentar la pressió d'un gas, tot disminuint-ne el volum.
  Aquest augment es realitza mitjançant un intercanvi d'energia
  en el qual el treball exercit pel compressor és transferit al gas,
  de forma que aquest gas té un increment d'energia potencial.
• La relació de compressió és la diferencia entre la pressió
  existent abans de la compressió i l'obtinguda una vegada
  comprimit el gas.

https://ca.wikipedia.org/wiki/Compressor Definició de compressor
https://ca.wikipedia.org/wiki/Ventilador Definició de ventilador

KAESER
CLASSIC 270/50 W
CLASSIC
Compressor usual en tallers mecanics.
Foto: catàleg Kaeser

Característiques Relleants dels Compressors

• Sempre que es comprimeix un gas s'incrementa la pressió i també la seva temperatura
• La majoria dels compressors tant poden comprimir aire o altres gasos (oxigen, nitrogen, argó,
  hidrogen, gas natural, gas butà, heli ... )
• Hi ha diverses tecnologies que permeten la compressió dels gasos (èmbol, cargols, paletes,
  turboventiladors ... )
• És molt habitual trobar-los, a prop del compressor, un diposit d'aire i també d'un motor, sovint
  electric o termic, el qual acciona el compressor.
• Existeixen tant fabricants com models de compressors especialitzats en sectors molt concrets
  (climatització, automoció, neveres, congeladors, compressors industrials gegants fets a mida ... )

Compressió en Etapes

• Sovint, sobretot quan la pressió que desitgem obtenir és alta, és preferible comprimir el gas en
  diferents etapes, en comptes de passar, d'una sola vegada, a la pressió final desitjada.
• Quan es comprimeix en etapes es fan associacions en sèrie. Exemple:
• A la primera etapa es comprimeix per ex: de 0 a 12 bar, en la segona es passa de 12 a 24
  bar, en la tercera de 24 a 36 bar i així successivament.
• Una altra possibilitat és que, a cada etapa, l'increment de pressió sigui inferior a l'anterior,
  Exemple:
• A la primera etapa es comprimeix per ex: de 0 a 15 bar, en la segona es passa de 15 a 25
  bar, en la tercera de 25 a 30 bar i així successivament.
• En la compressió en etapes, el volum de la cambra de compressió de la segona etapa és més
  petita que el de la primera etapa i en la tercera etapa la cambra és encara més petita que la
  segona, i així successivament.Producció, tractament i distribució de l'aire comprimit
  Versió: 19/08/17
  Autor
  Antoni Nogués i Andreu
  docs@ensenyament.net
  Llicencia de l'obra: alguns drets reservats
  CC
  BY NO SA
  Nom arxiu
  _compressors.odt
  Pag. 2 de 35
• Entre cada etapa se sol refrigerar l'aire.
• La majoria de tecnologies (èmbol, èmbol amb diafragma, cargols, paletes, turboventiladors ... )
  permet comprimir en etapes.
• Comercialment parlant, és facil trobar multi-etapes en el cas de compressors d'èmbol i en els
  turbocompressors axials.
  o Els compressors de membrana, els de cargols, els de paletes, i els scroll solen tenir una sola
  etapa o, eventualment dues, però difícilment se'n troben amb tres o més etapes.

Ubicació dels Compressors

• Els compressors de tallers i empreses caldria ubicar-los a l'exterior de la nau, en una caseta
  construïda específicament per a albergar-los. D'aquesta manera s'aconsegueix que el soroll i les
  vibracions no afectin on es duu a terme l'activitat empresarial.
• La captació d'aire, si es fa a l'exterior, acostuma a tenir més qualitat que no pas l'aire de l'interior de
  la fabrica el qual, sovint, conté més particules en suspensió que no pas l'aire exterior.
• En el BOE 2009-02-05 hi ha el reglament dels equips a pressió
• Lamentablement, sobretot en tallers i empreses petites, és usual trobar-los en racons, com ara sota
  les escales al costat de dipòsits d'aigua. Inclús, a vegades, per dissimular la seva ubicació i/o per
  reduir el soroll, es fan petites casetes, la qual cosa comporta captar aire enrarit i/o calent,
  empitjorant-se així la qualitat de l'aire comprimit.

https://marcelocassani.wordpress.com/2011/02/02/disenoinstalacionesdeaire/

Els Compressors Creen o Suporten Pressió?

• Usualment, es pensa que els compressors creen pressió, però aquesta creença és errònia en la
  majoria de casos, qui crea la pressió és el tap o coll d'ampolla que troba l'aire a la sortida del
  compressor.
• Per obtenir pressió fa falta una força i una superfície. La pressió només apareix en les superfícies.
  Fixa't en la fórmula de la pressió:
  Força
  Pressió =
  Superfície
• Si no existeix una superfície que aturi l'aire, quan surt aire d'un compressor cap a l'exterior, no es pot
  dir que aquest aire té pressió (tindrà velocitat i tal vegada força, però no pressió), atès que fa falta
  una superfície. És el mateix que succeeix amb l'aire que surt d'una pistola d'aire comprimit:
• La pressió només apareix si hi ha una superfície.
• Si l'aire de la pistola surt sense impactar/pressionar contra una superfície, no hi ha pressió.
• Si posem un dit a prop de la punta de la pistola, es crearà pressió però només a la punta del dit,
  atès que el dit és una superfície. L'aire que s'escapa sense impactar/pressionar el dit no té
  pressió, i l'aire que impacta en el dit tampoc, únicament hi ha pressió en la superfície del dit on
  impacta l'aire. L'aire aporta la força, i el dit la superfície, només en aquest lloc SÍ hi ha pressió
  perquè és l'únic lloc on hi ha força + superfície.Producció, tractament i distribució de l'aire comprimit
  Versió: 19/08/17
  Autor
  Antoni Nogues i Andreu
  docs@ensenyament.net
  Llicencia de l'obra: alguns drets reservats
  (Cc
  BY NO SA
  Nom arxiu
  _compressors.odt
  Pag. 3 de 35
  ◦
  Seguint aquest mateix exemple, si el dit no suporta la força de l'aire (el dit s'aparta o es trenca)
  tampoc hi haurà pressió.
• Continuant amb aquest mateix raonament, la pressió es crea/apareix en el moment que tapem o
  dificultem la sortida de l'aire del compressor (és el que passa quan l'aire que surt del
  compressor es fa circular per una canonada que va a parar a un dipòsit tancat).
• Els compressors (i les canonades, els dipòsits i els altres recipients o conductes que estan en
  contacte amb l'aire) el que fan és suportar la pressió. Idealment, si tapem la sortida d'aire del
  compressor, la pressió augmenta infinitament en aquest tap, però, això no passa perquè algun dels
  elements en contacte amb l'aire comprimit (des del mateix compressor a la canonada, passant per
  qualsevol altre element) en un moment o altre, rebentarà.
• La capacitat de suportar la pressió sense patir desperfectes + el marge de seguretat que es dóna a
  tots els elements pneumatics és la pressió obtinguda, la qual, com hem vist, és en realitat pressió
  suportada.Producció, tractament i distribució de l'aire comprimit
  Versió: 19/08/17
  Autor
  Antoni Nogués i Andreu
  docs@ensenyament.net
  Llicencia de l'obra: alguns drets reservats
  Cc
  BY NO SA
  Nom arxiu
  _compressors.odt
  Pag. 4 de 35

Aplicacions dels Compressors

• La majoria d'industries com a sistema d'energia
  habitual per accionar màquines i/o eines
• Sistemes de buit (com ara la subjecció mitjançant
  ventoses)
• Aspiració, tant domèstics com industrials (aspiració
  de gasos, neteja de l'aire ... )
• Producció de fred en sistemes de refrigeració i/o
  refredament (neveres, congeladors, aire condicionat),
  tant industrials com domèstics.
• Ventilació de processos industrials (per exemple en
  tractaments termics)
• Renovació de l'aire ambiental

Ventosa subjectant una planxa,
accionada amb aire comprimit.
Foto: mendizabal.es

• En vehicles terrestres (cotxes, tractors, camions, autobusos, trens) com a sistema d'energia per
  accionar frens, obrir portes, en la climatització, les suspensions, el motor (turbocompressors) i com
  energia d'emergencia. En els vehicles agricoles també com a sistema d'impulsió de productes
  fitosanitaris, tant líquids com pólvores solides (sofre, sulfat de coure ... ).
• En avions, per fer funcionar el sistema anti-gel, en la pressurització de dipòsits, en l'arrancada dels
  motors, en l'obertura de comportes en el tren aterratge ...
• En els vaixells també hi ha dispositius que funcionen amb energia pneumatica proporcionada per
  compressors.
• En algunes indústries i certs vehicles (autobusos, trens ... ) hi ha compressors + dipòsits que actuen
  com energia auxiliar substitutiva per a casos d'emergencia i/o manteniment. Els compressors
  omplen i mantenen sempre plens els dipòsits
  d'aire, utilitzant-se aquesta energia en cas
  d'emergencia.
• Plantes químiques, petroquímicas o certes
  industries, les quals necessiten pressions
  altes o molt altes (a vegades superiors a
  1000bar) per dur a terme processos de
  transformació i/o reaccions químiques.
• En els grans complexos industrials (com ara
  el complex petroquímicae Tarragona) també
  s'utilitzen grans compressors per a traslladar
  els diferents gasos d'un lloc a altre de les
  seves instal·lacions.

Tractor fent us d'un compressor per poder fumigar.
Foto: diario de Leon

• Empreses de distribució de gasos a grans distàncies, les quals disposen de grans compressors que
  transporten els gasos que comercialitzen (ex: empreses subministradores de gas natural;
  etilenoductes ... ).Producció, tractament i distribució de l'aire comprimit
  Versió: 19/08/17
  Autor
  Antoni Nogués i Andreu
  docs@ensenyament.net
  Llicencia de l'obra: alguns drets reservats
  Cc
  BY NO SA
  Nom arxiu
  _compressors.odt
  Pag. 5 de 35

Ubicacions de Compressors Industrials

KOBELCO
Air Separation
Fertilizer
Steel Plant
Petrochemical Plant
Environmental
Refinery
Gas Separation
Power Plant
LETTE
LNG Plant
Offshore/FPSO
Llocs on es poden trobar compressors enormes.
Dibuix: web Kobelco

http://www.huayicompressor.es Fabricant de compressors per a neveres, ubicat a Sant Quirze del Vallès
https://www.bosch-professional.com/es/es/herramientas-neumaticas-de-servicio-2493395-ocs-c/ Eines pneumatiques
http://www.beta-tools.com/catalog/tecnicafamilies/view/17/_lang_en/_catlang_es/_catalog_beta/_filters Eines pneumatiques
https://es.wikipedia.org/wiki/Refrigeraci%C3%B3n_por_compresi%C3%B3n Refrigeració per compressió
http://www.eaton.com Entre altres, fabrica compressors per automoció
http://www.climaveneta.it Fabricant de sistemes de climatització domèstica i industrial, fabrica compressors
http://www.gamo.com/ Fabricant de pistoles i escopetes d'aire comprimit