Regulação de um compressor, arranque/paragem, carga/vazio ou velocidade variável

Um compressor raramente produz exatamente o ar que a oficina consome. A sua regulação compensa a diferença. Existem três grandes famílias: o arranque/paragem, em que o motor para quando a pressão é atingida; a carga/vazio, em que o motor continua a rodar sem produzir; e a velocidade variável, em que o motor abranda para acompanhar a procura. As três assentam no mesmo: uma banda de pressão e uma reserva de ar no reservatório.

Este guia descreve o funcionamento de cada modo. Para saber se a velocidade variável compensa no seu caso, leia compressor de velocidade variável ou fixa.

O ponto de partida: dois limiares de pressão

Qualquer compressor regulado trabalha entre duas pressões:

• a pressão de paragem (ou de descarga): quando é atingida, o compressor deixa de produzir;
• a pressão de arranque (ou de carga): quando o consumo a fez descer até aí, volta a produzir.

A diferença entre ambas chama-se diferencial. É medida por um pressostato nos compressores de pistão e por um sensor de pressão ligado ao controlador nos compressores de parafuso. A pressão baixa deve ficar acima da necessidade das ferramentas, perdas da rede incluídas.

Modo 1: arranque/paragem

O motor arranca na pressão baixa, roda a pleno regime até à pressão alta e depois para completamente. É o modo dos compressores de pistão sobre reservatório.

• Vantagem: nenhuma energia consumida em paragem. Simples e robusto.
• Limite: cada arranque solicita o motor e a instalação elétrica. O número de arranques admitidos por hora é limitado, consulte o manual do motor. Com um consumo muito variável, o reservatório deve ser generoso para espaçar os ciclos.

Este modo convém a uma utilização intermitente, alguns minutos por hora: é a lógica da nossa série E, equipada com pressostato e válvula de segurança no reservatório.

Modo 2: carga/vazio

Usa-se nos compressores de parafuso de velocidade fixa. Na pressão alta, uma válvula fecha a aspiração: o parafuso continua a rodar, mas já não aspira ar. O compressor passa a vazio. Na pressão baixa, a válvula volta a abrir: regressa à carga.

• Vantagem: o motor não para em cada ciclo, o que o protege e permite ciclos muito próximos.
• Limite: em vazio, o motor continua a absorver uma parte importante da sua potência, cerca de um quarto segundo uma ordem de grandeza corrente, sem produzir ar.

A maioria destas máquinas combina os dois modos: depois de um tempo em vazio programado, o controlador para o motor e volta a arrancá-lo quando a pressão desce. Fala-se por vezes de regulação mista ou temporizada.

Modo 3: velocidade variável

Um variador de frequência comanda a velocidade do motor em função da pressão medida. Se o consumo baixa, o motor abranda; se sobe, acelera. A pressão mantém-se perto de um valor de referência, em vez de oscilar dentro de um diferencial.

A velocidade variável tem uma gama: abaixo da velocidade mínima do motor, a máquina já não consegue abrandar mais. Quando a oficina consome menos do que esse mínimo, sobe até à pressão regulada, para e volta a arrancar quando a pressão desce. É o que fazem os nossos compressores de parafuso da série S, com motor de ímanes permanentes e variador de frequência: regula a pressão de trabalho, o compressor sobe até esse valor, para sozinho e volta a arrancar automaticamente abaixo do limiar regulado.

O reservatório dá o ritmo dos ciclos

Tanto em arranque/paragem como em carga/vazio, é o reservatório que dá o tempo entre dois ciclos. O ar que restitui entre os dois limiares vale, em litros de ar livre:

reserva útil ≈ volume do reservatório (L) × diferencial (bar)

Um exemplo, com valores a adaptar:

1. Compressor de velocidade fixa de 1.100 l/min, reservatório de 500 L, banda de 7 a 8 bar. Reserva útil: 500 × 1 = 500 litros.
2. A oficina consome 600 l/min. A pressão desce de 8 para 7 bar em 500 ÷ 600 ≈ 50 segundos.
3. O compressor recupera com um excedente de 1.100 − 600 = 500 l/min: precisa de 500 ÷ 500 = 1 minuto.
4. Um ciclo completo dura cerca de 1,8 minutos, ou seja, 33 ciclos por hora.

O caso mais desfavorável é aquele em que a oficina consome cerca de metade do caudal do compressor: é aí que os ciclos ficam mais próximos. Para os espaçar, há duas alavancas:

• Um reservatório maior: com 1.000 L, desce-se para cerca de 16 ciclos por hora.
• Um diferencial mais largo: também espaça os ciclos, mas obriga a produzir a uma pressão mais alta. Cada bar adicional custa cerca de 7 % mais de consumo, segundo uma ordem de grandeza corrente.

A calculadora do reservatório de ar comprimido faz este cálculo para a sua instalação.

E com vários compressores?

Quando duas máquinas alimentam a mesma rede, regulam-se em cascata: uma máquina de base funciona em contínuo e a segunda só arranca para as pontas. Os seus limiares são desfasados para que não se revezem sem parar. Uma máquina de velocidade variável como apoio, associada a uma máquina de base, acompanha as variações sem multiplicar os períodos em vazio.

O modo certo conforme a utilização

Para quantificar o que custa o tempo em vazio, use a calculadora de consumo elétrico. O configurador parte das suas ferramentas para propor um compressor e um reservatório, e os nossos técnicos verificam as regulações consigo num pedido de orçamento.