Compresor de aire de tornillo rotativo sin aceite Atlas Copco ZR 250 VSD (FF VSD⁺)

Descripción

El lugar que ocupa el ZR 250 VSD dentro de la gama de compresores sin aceite

El modelo ZR 250 VSD ocupa un lugar central en la plataforma ZR/ZT 200-355 VSD+, la gama sin aceite que Atlas Copco fabrica para instalaciones cuya demanda de aire comprimido ha superado la clase 110-160.

Dos módulos de accionamiento de 125 kW proporcionan a la máquina sus 250 kW de potencia instalada. Las máquinas refrigeradas por agua de la gama inferior a esta están cubiertas por la ZR 160 VSD. El control VSD+ regula ambos motores dentro de un rango de reducción que llega hasta el 11% de la velocidad máxima. La plataforma comparte un único diseño de carcasa desde los 200 hasta los 355 kW, por lo que una planta que instale el modelo de 250 kW mantiene la misma disposición, el mismo concepto de mantenimiento y la misma lógica de repuestos que las máquinas más pequeñas y más grandes que la rodean.

El control VSD+ del ZR 250 VSD también lee directamente la demanda de la red.

La letra «Z» del modelo ZR 250 VSD indica que la gama cuenta con una arquitectura sin aceite. Los elementos de compresión nunca inyectan aceite en el flujo de aire, por lo que el aire suministrado no contiene aceite añadido y el ZR 250 VSD resulta adecuado para procesos de los sectores alimentario, farmacéutico, electrónico y textil en los que se controla el suministro de aire. La letra «R» indica la gama refrigerada por agua: el agua de refrigeración elimina el calor del circuito de aceite, de los elementos del compresor y de las camisas del motor, lo que mantiene el conjunto compacto y estable en salas de máquinas con temperaturas elevadas.

Mínimo, efectivo y máximo

El concepto VSD+ controla el motor entre un ajuste de presión mínima, uno efectivo y uno máximo, y los datos nominales indican un rango de caudal para cada uno de ellos. En el ajuste mínimo de 4 bar(e), el ZR 250 VSD produce entre 210 y 846 l/s (de 12,6 a 50,8 m³/min); en el ajuste efectivo de 7 bar(e), produce entre 210 y 806 l/s (de 12,6 a 48,4 m³/min), y en el ajuste máximo de 10,4 bar(e) sigue suministrando de 208 a 668 l/s (de 12,5 a 40,1 m³/min).

Una planta que adapta el tamaño de su red al punto de funcionamiento óptimo puede funcionar de forma silenciosa, lenta y eficiente durante los turnos de noche, para luego permitir que el motor alcance su velocidad máxima cuando se produzca la carga diurna.

Estas tres bandas proceden de una misma máquina. El ZR 250 VSD no cambia de relación de transmisión entre los distintos ajustes; el accionamiento simplemente desplaza los dos módulos a lo largo de su rango de velocidades, y el caudal nominal se adapta en consecuencia.

Especificaciones técnicas del ZR 250 VSD

Las cifras que figuran a continuación se han extraído de los datos técnicos oficiales del ZR/ZT 200-355 VSD+. El rendimiento de la unidad se mide según la norma ISO 1217, anexo E, edición 4 (2009), con las condiciones de referencia de humedad relativa 0%, presión absoluta de entrada de 1 bar y temperatura de entrada de 20 °C. El caudal de aire libre se mide a la presión de trabajo efectiva.

Datos nominales del equipo VSD+

La configuración «Pack» integra el compresor, el tren de engranajes, el sistema de accionamiento y los controles en una única carcasa de 3044 mm de longitud, 1760 mm de anchura y 2150 mm de altura. En la tabla se indican los tres rangos de presión para una alimentación de 50 Hz.

En el caso de las instalaciones con una alimentación de 60 Hz, el mismo Pack tiene las siguientes características nominales.

El nivel de presión acústica de emisión ponderado A en el puesto de trabajo se mide según la norma ISO 2151:2008, utilizando el método de barrido de intensidad acústica de la norma ISO 9614-2, y el valor publicado tiene una incertidumbre total de ± 3 dB(A). Con 73 dB(A), el ZR 250 VSD se mantiene dentro de los niveles sonoros de una nave industrial normal, por lo que puede instalarse en la propia planta de producción sin necesidad de una sala específica para el compresor.

Datos nominales de la versión iMD con todas las funciones

La versión «Full Feature» incorpora el secador iMD integrado, una unidad de calor de compresión a base de agua que seca el aire del interior del grupo compresor. Dado que el secador funciona con el calor que ya genera el proceso, la banda FAD se desplaza a los valores nominales que se indican a continuación.

Con una alimentación de 60 Hz, la configuración «Full Feature» de iMD es la siguiente.

Datos nominales del paquete iMDG Split

El modelo iMDG divide el concepto «Full Feature» en dos paquetes diseñados específicamente: el «Compressor Pack» y el secador de tambor, que constituye una unidad independiente en el suelo. Los datos nominales de este concepto dividido son los siguientes.

Para la alimentación a 60 Hz, los datos del iMDG son los siguientes.

El conjunto del secador de tambor del modelo iMDG mide 5.651 mm de longitud, 1.927 mm de anchura y 2.150 mm de altura. La división en dos conjuntos permite a la planta ubicar el secador donde lo requiera la red de aire, lo que acorta las tuberías entre el secador y el punto de uso y deja libre la distribución de la sala de compresores para facilitar el acceso de mantenimiento.

Dimensiones y peso

En toda la plataforma 200-355, la carrocería del Pack mantiene las mismas dimensiones, y el peso nominal del ZR Pack es de 5.439 kg (11.991 lb). El paquete iMD «Full Feature» incorpora los componentes internos del secador dentro de la misma carcasa y tiene un peso de 6.687 kg (14.742 lb). Una planta que planifique su distribución puede reservar una bahía para el Pack y, en el concepto iMDG, una segunda bahía para el paquete del secador de tambor.

Dos unidades NEOS sin pérdidas por descarga

La ZR 250 VSD cuenta con dos cuerpos de accionamiento NEOS, cada uno acoplado a su propio motor de imán permanente de 125 kW, y el sistema de control VSD+ distribuye el trabajo entre ambos a lo largo del rango de velocidades. Entre las velocidades 11% y 100%, la máquina adapta su caudal a la demanda de la planta, por lo que las fases de purga y de ralentí —que consumen energía en las máquinas de velocidad fija— simplemente no aparecen en el ciclo de trabajo. A carga parcial, cada elemento funciona muy por debajo de su potencia nominal.

La configuración de doble accionamiento distribuye la carga mecánica: cada elemento funciona a una fracción menor de su potencia nominal, lo que reduce el ruido, el desgaste y la temperatura a carga parcial.

El rango de velocidades del motor del concepto VSD+ mantiene la separación de aceite y la función de secado dentro de sus rangos de funcionamiento, mientras que el caudal se adapta a la demanda. El controlador Elektronikon coordina los dos módulos, y los ejes de transmisión, los engranajes y los cojinetes de los cuerpos NEOS están dimensionados para un funcionamiento continuo en el ciclo sin aceite.

La refrigeración por agua y el recorrido del aire en dos etapas

El aire entra en el ZR 250 VSD a través del filtro de entrada y pasa por la primera etapa de compresión, que eleva la presión hasta un nivel intermedio. El amortiguador de pulsaciones estabiliza el caudal antes del intercooler, el sistema automático de separación de humedad elimina el condensado y la segunda etapa lleva el aire a su presión final con la eficiencia que ofrece la compresión en dos etapas frente a una sola etapa en estas relaciones.

El agua de refrigeración abastece a tres circuitos. Un circuito alimenta el intercooler y el posenfriador que acondicionan el aire comprimido. Un segundo circuito estabiliza la temperatura del aceite de los engranajes y los cojinetes. El tercer circuito recorre las camisas de los motores y los elementos para mantener su temperatura de funcionamiento.

El circuito de aceite de la ZR 250 VSD bombea por sí mismo aceite refrigerado a través de un filtro de alta eficiencia hasta el tren de engranajes, y las válvulas de derivación protegen el filtro al tiempo que mantienen estable la presión del aceite en todo el rango de velocidades del accionamiento.

Pureza del aire de clase 0 para procesos críticos

La ZR 250 VSD cuenta con la certificación ISO 8573-1 Clase 0, la clase de calidad del aceite más estricta de la norma, que establece los límites totales de arrastre de aceite en los valores medidos durante la certificación, en lugar de en una cifra declarada. Junto con la clasificación de rendimiento según la norma ISO 1217 y el certificado de fabricación ISO 9001, la máquina acredita lo que aporta a los procesos que deben demostrar su calidad del aire ante los auditores.

El secador integrado por calor de compresión

En las versiones «Full Feature», la función de secado utiliza el calor de compresión en lugar de energía externa. En el paquete iMD, toda la función de secado se encuentra dentro de la carcasa del compresor. En el concepto split iMDG, aproximadamente el 60% del caudal principal se enfría en el preenfriador y el posenfriador, mientras que el caudal restante regenera el tambor de adsorción, por lo que el secador no impone ninguna pérdida por purga a la red ni requiere una alimentación eléctrica independiente.

Control y supervisión

El controlador Elektronikon del ZR 250 VSD gestiona el rango de presión, los dos módulos de accionamiento y el secador, y registra los datos de funcionamiento que necesita el equipo de mantenimiento. La pantalla muestra el estado de cada módulo, y el controlador se comunica con los sistemas de la planta para que una sala central pueda supervisar varias máquinas como si fueran un único grupo de suministro. Los responsables de la planificación del mantenimiento consultan las horas registradas y el estado de los componentes directamente desde el controlador, lo que convierte el plan de mantenimiento de la ZR 250 VSD en una tarea programada en lugar de una respuesta a problemas puntuales.

Opciones y soluciones de ingeniería

La plataforma 200-355 cuenta con una lista de opciones que permite adaptar la máquina a las necesidades de cada instalación: unidades de recuperación de energía que aprovechan el calor de refrigeración, paquetes de atenuación acústica, conjuntos de conexión para el circuito de agua y accesorios de control que integran la máquina en una red de suministro centralizada. La configuración de la ZR 250 VSD se selecciona en el momento del pedido, y los conceptos Pack, iMD e iMDG comparten el mismo diseño básico, por lo que una ampliación posterior de la planta puede incorporar máquinas de la misma familia sin necesidad de rediseñar la sala.

Aplicaciones del ZR 250 VSD

El ZR 250 VSD es adecuado para plantas que tienen una demanda continua de aire sin aceite las 24 horas del día: líneas de producción de vidrio y botellas, curado de neumáticos, dosificación de productos químicos, suministros médicos y de laboratorio centralizados, y fábricas textiles que secan y dan forma a las fibras con aire limpio. La presión máxima de 10,4 bar(e) cubre directamente las redes de alta presión, y el rango de caudal, de 208 a 846 l/s, se adapta al ritmo de los lotes de la jornada de producción.

La refrigeración por agua convierte al ZR 250 VSD en la opción ideal para instalaciones que ya cuentan con un circuito de agua de refrigeración, ya que el ZR 250 VSD no necesita conductos de salida al exterior y mantiene su potencia nominal incluso en salas de máquinas con altas temperaturas. Cuando se requiere aire seco sin necesidad de instalar equipos de secado adicionales, los modelos iMD e iMDG suministran aire de clase 0 con el punto de rocío ya controlado en el aire de suministro.

Servicio y asistencia técnica para la ZR 250 VSD

El acceso para el mantenimiento de la ZR 250 VSD sigue la disposición de la plataforma: en un lado de la carcasa se encuentran los puntos de mantenimiento rutinario, y los kits de mantenimiento de fluidos, filtros y separadores de la ZR 250 VSD se ajustan al diseño común de la familia 200-355. Atlas Copco respalda el parque instalado con una organización de servicio técnico global, y las piezas originales para la ZR 250 VSD se especifican en el plan de mantenimiento que se suministra con la máquina.

Preguntas frecuentes

¿Qué rendimiento ofrece el ZR 250 VSD a presión máxima?

En el ajuste máximo de 10,4 bar(e), la versión «Pack» produce entre 208 y 668 l/s (entre 12,5 y 40,1 m³/min), mientras que la versión «Full Feature iMD» produce entre 249 y 664 l/s (de 14,9 a 39,8 m³/min) a partir de su ajuste mínimo de 6 bar(e).

¿La ZR 250 VSD está refrigerada por agua?

Sí. La letra «R» del nombre del modelo indica que se trata de la gama refrigerada por agua, y el agua de refrigeración abastece al intercooler, al postenfriador, al circuito de aceite y a las camisas del motor a través de tres circuitos independientes.

¿Hasta qué punto está libre de aceite el aire?

La máquina cuenta con la certificación ISO 8573-1 Clase 0, y el diseño sin aceite del elemento no añade aceite al flujo de aire a ninguna velocidad del control VSD+.

¿Cuál es la diferencia entre iMD e iMDG?

Ambos son conceptos de secadores por calor de compresión. El iMD integra el secador dentro del conjunto del compresor, mientras que el iMDG ofrece el secador de tambor como un conjunto técnico independiente que mide 5651 x 1927 x 2150 mm y se instala donde la red de aire lo requiera.

¿Hasta qué punto puede bajar la máquina?

El control VSD+ regula los dos variadores hasta alcanzar el 11% de la velocidad máxima, de modo que el caudal se adapta a la demanda de la planta entre los rangos de presión mínima, efectiva y máxima sin pérdidas por descarga.

¿Qué nivel de ruido tiene la ZR 250 VSD?

El nivel de presión acústica nominal de emisión en el puesto de trabajo es de 73 dB(A) en las versiones Pack, iMD e iMDG, medido según las normas ISO 2151:2008 e ISO 9614-2, con una incertidumbre total de +/- 3 dB(A).