Descripción
La Atlas Copco ZR 55 VSD es la máquina refrigerada por agua más grande del grupo ZR/ZT 37-55 VSD, con una potencia nominal de 55 kW / 75 hp y diseñada en torno al elemento rotativo dentado sin aceite. Las cámaras de compresión funcionan sin lubricación alguna, por lo que el aire sale del equipo libre de aceite, y la gama cuenta con la certificación ISO 8573-1 CLASE 0 (2010) verificada por TÜV.
El variador de velocidad integrado regula el motor entre el 30 y el 100 por ciento de su capacidad máxima, lo que convierte un caudal fijo en un caudal que se adapta a la planta. Una versión de presión de 8,6 bar(e) cubre un caudal de aire libre de 42,4 a 140,6 l/s, y el circuito refrigerado por agua evacua el calor de compresión fuera del bastidor para su recuperación en otro lugar de la instalación.
Dónde se sitúa el ZR 55 VSD dentro de la gama de compresores sin aceite
La gama ZR/ZT 15-55 (VSD) abarca una potencia sin aceite de entre 15 y 55 kW en dos formatos de refrigeración, y el modelo ZR 55 VSD ocupa el primer puesto en la gama de refrigeración por agua. Por debajo se sitúan los modelos ZR 37 VSD y ZR 45 VSD, basados en la misma plataforma, mientras que el ZT 55 VSD ofrece la misma potencia con refrigeración por aire para instalaciones que funcionan sin circuito de agua de refrigeración.
Todas las máquinas del grupo son compresores rotativos dentados sin aceite: dos rotores mecanizados con precisión giran dentro de una carcasa sin entrar en contacto entre sí, y en ningún momento entra aceite en la cámara de compresión. Por lo tanto, el ZR 55 VSD es ideal para procesos en los que un solo rastro de aceite estropea el producto, y lo hace en un bastidor que mide 2.440 mm de longitud.
Velocidad fija o velocidad variable
La misma potencia nominal de 55 kW se presenta en dos modalidades de funcionamiento. La de velocidad fija ZR 55 de la ZR/ZT 55-90 mantiene un caudal constante de 148,3 l/s a 7,5 bar(e) y funciona con o sin carga en torno a ese punto, mientras que la ZR 55 VSD oscila entre 41,3 y 140,6 l/s según varíe la demanda. Una planta con un perfil de consumo constante se decanta por la máquina de velocidad fija, mientras que una planta cuya demanda oscila entre turnos opta por la ZR 55 VSD y elimina las pérdidas por descarga.
La elección no depende del tamaño, sino de la forma de la curva de carga. Un compresor que pasa la mayor parte del tiempo funcionando a carga parcial desperdicia energía cada hora en un diseño de velocidad fija, ya que el motor sigue girando a plena velocidad mientras se expulsa el aire. El ZR 55 VSD soluciona este problema reduciendo la velocidad del motor.
«Estándar» y «Completa»: qué aportan ambas versiones
El modelo ZR 55 VSD se presenta en dos formatos de suministro, cada uno de los cuales se adapta a una instalación diferente:
- Versión estándar: solo el compresor, con los enfriadores refrigerados por agua y el elemento sin aceite, listo para alimentar una cadena de tratamiento de aire instalada a continuación.
- Full Feature: el paquete con un secador integrado en el toldo, de modo que el aire seco sale directamente del armazón.
El modelo ZR 55 VSD Full Feature admite dos tecnologías de secado. El secador por refrigeración ID alcanza un punto de rocío de presión de 3 °C / 38 °F con la menor inversión, mientras que el secador por calor de compresión iMD reduce el punto de rocío en 40 °C / 72 °F y alcanza los -20 °C / -4 °F a una temperatura ambiente de 20 °C / 68 °F, sin pérdida de aire de purga y sin necesidad de energía adicional para un ventilador o un calentador.
Cómo influye la elección de la secadora en el peso
Las tres configuraciones tienen un peso diferente sobre el mismo chasis. La ZR 55 VSD sin secador pesa 1.360 kg, la versión ID 1.490 kg y la versión iMD 1.595 kg, mientras que las dimensiones de la base se mantienen en 2.440 × 1.026 × 1.880 mm para todas las versiones. Esas dimensiones comunes permiten a una planta adquirir primero el paquete estándar e instalar el secador en el mismo espacio más adelante.
Además, un secador integrado elimina las tuberías entre dos máquinas, y cada conexión que se elimina supone una fuga y una caída de presión que ya no se producen. El secador funciona bajo el control de la misma unidad Elektronikon, que lee ambos lados del paquete y mantiene el punto de rocío dentro del rango que requiere el proceso.
Cómo se amortiza el VSD integrado
La energía representa el 70 % del coste del ciclo de vida de un compresor, calculado a lo largo de diez años, mientras que la inversión y la instalación suponen el 15 % y el mantenimiento, el 15 % restante. El ZR 55 VSD aborda la parte más importante: el variador se adapta a la demanda de aire ajustando la velocidad del motor, lo que se traduce en un ahorro energético de hasta un 35 % en comparación con una máquina de velocidad fija.
La regulación funciona de forma continua entre el 30 y el 100 por ciento de la capacidad máxima, y el motor puede mantener cualquier velocidad dentro de ese rango sin que haya que evitar frecuencias de resonancia. No se expulsa aire comprimido a la atmósfera, y la presión de la red se mantiene constante, en lugar de oscilar entre los puntos de consigna de carga y descarga de una máquina de velocidad fija.
Los componentes de hardware del ZR 55 VSD
- Convertidor de frecuencia NEOS de diseño propio, instalado en un armario que garantiza un funcionamiento estable hasta los 50 °C / 122 °F.
- Motores eléctricos diseñados para funcionar con variadores de velocidad (VSD), con un sistema de refrigeración adaptado al funcionamiento a baja velocidad.
- Pruebas y certificación de conformidad electromagnética en todos los compresores VSD, para que la máquina no interfiera con los equipos vecinos.
- Componentes mecánicos que se mantienen por debajo de los niveles críticos de vibración en todo el rango de velocidades.
El controlador Elektronikon incorpora tres algoritmos que reducen aún más la factura. La función «Delayed Second Stop» permite que la máquina se detenga cuando no haya precedido ningún arranque del motor; las funciones de temporizador apagan el equipo cuando no se necesita aire; y una banda de presión dual reduce la presión de la red por las noches y los fines de semana, cuando el proceso funciona a menor capacidad.
Especificaciones técnicas del ZR 55 VSD
En la siguiente tabla se recogen las cifras más destacadas del ZR 55 VSD:
| Parámetro | Valor |
|---|---|
| Modelo | Atlas Copco ZR 55 VSD |
| Tipo de compresor | Diente rotativo sin aceite, refrigerado por agua, con variador de velocidad integrado |
| Control de capacidad | Velocidad variable, capacidad máxima de 30-100% |
| Potencia del motor instalado | 55 kW / 75 hp |
| Versión a presión | 8,6 bar(e), rango de funcionamiento de 4 a 8,6 bar(e) |
| Entrega gratuita por vía aérea | 41,4-140,6 l/s en los puntos de trabajo |
| Nivel sonoro | 67 dB(A) |
| Pureza del aire | ISO 8573-1 CLASE 0 (2010), certificado por TÜV |
| Peso | 1.360 kg sin secador, 1.595 kg con secador iMD |
| Dimensiones (largo × ancho × alto) | 2.440 × 1.026 × 1.880 mm |
Datos nominales en cada punto de funcionamiento
El modelo ZR 55 VSD se comercializa con tres puntos de trabajo en su versión única de 8,6 bar(e). El caudal de aire libre de una máquina de velocidad variable se indica a la presión máxima de trabajo de la variante, de acuerdo con la norma ISO 1217:
| Punto de trabajo | Presión | FAD (l/s) | FAD (m³/min) | FAD (cfm) |
|---|---|---|---|---|
| Mínimo | 4 bar(e) | 42.4-140.6 | 2.5-8.4 | 89.8-297.9 |
| Vigente | 7 bar(e) | 41.3-139.4 | 2.5-8.4 | 87.5-295.4 |
| Máximo | 8,6 bar(e) | 41.4-135.0 | 2.5-8.1 | 87.1-286.1 |
El intervalo entre el caudal mínimo y el máximo a una misma presión constituye la banda de regulación del variador. A 7 bar(e), el ZR 55 VSD cubre un rango de 41,3 a 139,4 l/s, lo que equivale a 87,5 a 295,4 cfm, y el caudal mínimo se mantiene por encima de los 41 l/s en todos los puntos de trabajo.
Un ancho de banda amplio es fundamental cuando el consumo de una instalación varía a lo largo del día. El ZR 55 VSD sigue esa curva sin necesidad de arrancar y parar el motor, por lo que la presión de la red se mantiene y el variador realiza el trabajo que, en otros sistemas, corresponde a un ciclo de carga y descarga.
Dimensiones y peso
El ZR 55 VSD mantiene el mismo perfil en las tres configuraciones:
| Configuración | Peso | Dimensiones (largo × ancho × alto) |
|---|---|---|
| ZR 55 VSD, estándar | 1.360 kg / 2.998 lb | 2.440 × 1.026 × 1.880 mm (96,1 × 40,4 × 74,0 pulgadas) |
| ZR 55 VSD, versión completa con secador ID | 1.490 kg / 3.285 lb | 2.440 × 1.026 × 1.880 mm (96,1 × 40,4 × 74,0 pulgadas) |
| ZR 55 VSD, versión completa con secador iMD | 1.595 kg / 3.516 lb | 2.440 × 1.026 × 1.880 mm (96,1 × 40,4 × 74,0 pulgadas) |
Las tres versiones comparten la misma longitud, 2.440 mm, y la misma anchura, 1.026 mm, por lo que el secador se aloja dentro del recinto en lugar de junto a él. El modelo ZR 55 VSD cabe en una sola bahía de una sala de instalaciones estándar, por lo que no se necesita espacio adicional en el suelo para el secador.
Aire de clase 0, el elemento dental y el tren de transmisión
Atlas Copco ha sido pionera en la tecnología de aire sin aceite durante más de sesenta años y fue el primer fabricante en obtener la certificación ISO 8573-1 CLASE 0. TÜV sometió la gama a pruebas con los métodos más rigurosos disponibles, midiendo todas las formas posibles de aceite en diferentes temperaturas y presiones, y no encontró ningún rastro de aceite en el flujo de salida.
Esta certificación es la que permite que el modelo ZR 55 VSD se utilice en plantas de alimentación y bebidas, naves farmacéuticas y salas de electrónica, donde la norma define las partículas sólidas, la humedad y el aceite como los tres contaminantes que deben controlarse. La planta de Amberes, donde se fabrica la gama Z, también cuenta con la certificación ISO 22000 para su sistema de gestión de la seguridad alimentaria.
El tren de transmisión mecánico
El modelo ZR 55 VSD combina el elemento dentado sin aceite con un motor IE4 de eficiencia superpremium y un diseño de caja de cambios de probada eficacia en toda la base instalada. El circuito de aceite abastece a los cojinetes, los engranajes y las camisas de los elementos: la bomba aspira desde el cárter a través del enfriador de aceite y un filtro de alta eficiencia, y el aceite vuelve a la carcasa del engranaje. El aceite nunca entra en contacto con el aire.
Esa separación es la razón por la que el elemento dentado funciona a baja velocidad con intervalos de mantenimiento prolongados. Los rotores no soportan carga de contacto, los engranajes de sincronización mantienen la holgura y el calor de compresión se disipa a través de los refrigeradores en lugar de a través de las superficies de la carcasa.
Refrigeración por agua, recuperación de calor e instalación
La letra «ZR» indica que se trata de un modelo refrigerado por agua. Un enfriador de aceite de tubos y carcasa, un intercooler y un posenfriador forman tres circuitos paralelos, y el agua de refrigeración evacua el calor de compresión lejos del bastidor, en lugar de hacia la sala. Este diseño mantiene el nivel sonoro del ZR 55 VSD en 67 dB(A) y garantiza la estabilidad del conjunto en una sala de máquinas con temperatura elevada.
Ese mismo calor se convierte en una ventaja. Dado que la energía se disipa en el agua, la ZR 55 VSD puede alimentar un circuito de recuperación de calor para agua de proceso, agua de lavado o calefacción de locales, y la energía recuperada aumenta la eficiencia de toda la instalación.
Dimensiones de instalación y opciones
El paquete se entrega como una unidad «plug and play»: no es necesario conectar componentes adicionales, no se requiere una sala de compresores independiente y cuenta con una cubierta insonorizada que permite su instalación en la mayoría de los entornos de trabajo. Las opciones permiten adaptar el ZR 55 VSD a las necesidades de cada instalación:
- Almohadillas de anclaje, bridas ANSI y un interruptor seccionador de alimentación principal para la conexión mecánica y eléctrica.
- Derivación integrada de la secadora, válvula de corte de agua y calentadores anticondensación con termistores para estancias húmedas y periodos de inactividad.
- Variante para temperaturas ambientales elevadas, con rotor sin silicona para MD, y la variante IT para entornos de proceso especiales.
- Conectividad SMARTLINK, bobinas de entrada 5% y un certificado de pruebas que acredita la aceptación.
Control, supervisión y coordinación entre varias máquinas
La pantalla táctil Elektronikon controla el compresor y el convertidor integrado desde una única interfaz. Muestra las condiciones de funcionamiento, realiza un seguimiento del estado de mantenimiento, emite avisos proactivos de mantenimiento y apaga la máquina en caso de alarma de seguridad; además, el sistema operativo incorpora los algoritmos de control que optimizan el consumo energético del ZR 55 VSD.
Cuando la planta cuenta con tres máquinas o más, un controlador central se encarga de la gestión. Los algoritmos EQ4i y EQ6i integrados, el secuenciador Equalizer 4.0 y el controlador Optimizer 4.0 se adaptan cada uno a un tamaño de instalación diferente, y todos ellos coordinan el variador de velocidad ZR 55 con el resto de la sala mejor de lo que lo harían los ajustes individuales. SMARTLINK añade la supervisión remota a través de una red segura e informa sobre el destino de la energía.
Aplicaciones del ZR 55 VSD
Las plantas de alimentación y bebidas utilizan el ZR 55 VSD para procesos de fermentación, aireación, llenado y taponado, donde el certificado CLASS 0 elimina el riesgo de contaminación del registro de auditoría. La producción farmacéutica requiere el mismo nivel de pureza, desde el recubrimiento de comprimidos hasta el embotellado, y los fabricantes de productos electrónicos utilizan aire seco y libre de aceite para eliminar residuos microscópicos de los chips y las placas.
Las plantas químicas, textiles y de baterías completan el panorama, y el formato refrigerado por agua se adapta a las instalaciones que ya cuentan con un circuito de agua de refrigeración para otros equipos. Una planta con una carga base constante incorpora una máquina de velocidad fija como unidad base y deja que la ZR 55 VSD regule los picos, que es la combinación que mejor gestiona un controlador central.
Servicio técnico y recambios para el ZR 55 VSD
El ZR 55 VSD está diseñado para ofrecer largos intervalos entre revisiones, pocas intervenciones de servicio y unos costes de mantenimiento mínimos, y cada unidad se somete a pruebas antes de salir de la línea de producción. Una red global de servicio técnico, con ingenieros sobre el terreno en 160 países, da soporte a la base instalada, y las auditorías AIRScan, junto con la simulación AIRchitect, permiten detectar dónde sigue habiendo pérdidas de energía en una instalación en funcionamiento.
Seadweer suministra recambios originales de Atlas Copco y kits de mantenimiento para el modelo ZR 55 VSD y sus variantes «Full Feature», que abarcan los componentes del circuito de aceite, las piezas del sistema de admisión y del enfriador, así como los artículos de mantenimiento del secador. Envíanos el modelo de la máquina junto con los recambios que necesitas y te confirmaremos los artículos correctos junto con el presupuesto de una sola vez.
Preguntas frecuentes
¿Qué rendimiento ofrece el ZR 55 VSD a 7 bar(e)?
En el punto de trabajo efectivo de 7 bar(e), el ZR 55 VSD suministra entre 41,3 y 139,4 l/s, lo que equivale a entre 2,5 y 8,4 m³/min o entre 87,5 y 295,4 cfm. Ese intervalo constituye la banda de regulación del variador a esa presión.
¿Está disponible el ZR 55 VSD en más de una versión de presión?
El modelo ZR 55 VSD se comercializa en una única versión de 8,6 bar(e), con un rango de funcionamiento de 4 a 8,6 bar(e). El modelo ZT 55 VSD, refrigerado por aire, incorpora además una versión de 10 bar(e) para redes que requieren una presión más elevada.
¿Cuánto pesa el ZR 55 VSD?
El conjunto pesa 1.360 kg sin secador, 1.490 kg con el secador de refrigerante ID y 1.595 kg con el secador de calor de compresión iMD. Las tres versiones comparten las mismas dimensiones: 2.440 × 1.026 × 1.880 mm.
¿Es muy silencioso el ZR 55 VSD?
El nivel de presión acústica es de 67 dB(A), tres decibelios por debajo del modelo ZT 55 VSD refrigerado por aire de la misma potencia. El circuito de refrigeración por agua evacua el calor del bastidor, lo que mantiene el equipo silencioso incluso en una habitación cálida.
¿Qué aporta la versión «Full Feature» al ZR 55 VSD?
La función «Full Feature» integra un secador en el interior de la cubierta. El secador de refrigerante ID proporciona un punto de rocío a presión de 3 °C / 38 °F, mientras que el secador por calor de compresión iMD reduce el punto de rocío en 40 °C / 72 °F sin pérdida de aire de purga.
¿En qué medida está libre de aceite el aire que expulsa el ZR 55 VSD?
La gama cuenta con la certificación ISO 8573-1 CLASE 0 (2010), verificada por TÜV, que es la clase más exigente de la norma. El elemento dentado funciona sin lubricación en la cámara de compresión, por lo que no puede llegar aceite a la corriente de aire.
Emil Karlsson –
Elegimos el ZR 55 VSD porque el circuito de agua de refrigeración ya estaba instalado en el edificio, por lo que el calor se expulsa con el agua en lugar de acumularse en la sala. El variador se adapta a una demanda que oscila entre dos turnos, la banda de presión se mantiene constante a 7 bar y la documentación de clase 0 cumplió con la auditoría de nuestro cliente sin objeciones. Seadweer confirmó la configuración «Full Feature» con el secador ID y la entrega se ajustó a las especificaciones.