AUDITORÍAS ENERGÉTICAS
CURSO:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Instructor: Ramón Rosas [email protected]
Noviembre 8 a 24 / 2010
1Diapositiva:
PROGRAMA
5.AUDITORÍA ENERGÉTICA ELÉCTRICA (2ª Parte)
5.5. Auditoría energética a motores eléctricos5.6. Auditoría energética a sistemas de bombeo5.7. Auditoría energética a sistemas de aire
comprimido.5.8. Aplicación de velocidad variable
Sesión 4. (Martes 16 de Noviembre)
2Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Motores Eléctricos
3Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Energía eléctrica de
entrada
Energía mecánica de
salida
Pérdidas en forma de calor
Auditoría Energética a Motores Eléctricos
4Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Auditoría Energética a Motores Eléctricos
Potencia mecánicaEficiencia = -------------------------------
Potencia eléctrica
La primera actividad como parte de la auditoríaenergética, es determinar la eficiencia deoperación de los motores eléctricos
Motores Eléctricos
5Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Eficiencia de los Motores Eléctricos
EFICIENCIA ESTÁNDARD
ALTA EFICIENCIA
Evolución de la Eficiencia de los Motores en los últimos
añosEFICIENCIA PREMIUM
Un motor de eficiencia premiunpuede tener una eficiencia entre 4 y 6% superior a uno estándar.
Motores Eléctricos
6Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Un motor que ha sido reparado (rebobinado) pierde entre 2 y 3 % de su eficiencia en el proceso de reparación
MOTOR REPARADO
EFICIENCIA PREMIUM
EFICIENCIA ESTÁNDARD
Un motor de eficiencia premiun tiene una eficiencia 8% superior a uno estándar
que ha sido rebobinado.
Eficiencia de los Motores Eléctricos
Motores Eléctricos
7Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Motores Eléctricos
Eficiencia de los Motores Eléctricos
Métodos para la determinación de la eficiencia de motores eléctricos
• Método del Deslizamiento
• Método de depreciación de la curva de eficiencia.
8Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Motores Eléctricos
Eficiencia de los Motores Eléctricos
Método del Deslizamiento
Ns – NrHPr = HPn -------------
Ns - Nn
Donde: HPr: Potencia mecánica entregada por el motorHPn: Potencia mecánica nominal del motorNs: Velocidad sincrónicaNr: Velocidad a las condiciones de operaciónNn: Velocidad nominal de operaciónPe: Potencia eléctrica demandada
HPr * 0.746ηm = --------------------
Pe
9Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Motores Eléctricos
Eficiencia de los Motores Eléctricos
Método del Deslizamiento. (Análisis de un caso)Como parte de los trabajos en campo de la auditoría energética auna instalación industrial, se realizaron mediciones de potenciademandada y velocidad de operación a un motor eléctrico deinducción:
Datos de Placa:Potencia: HPn = 75# de polos = 4Velocidad Nn = 1770Voltaje: V = 480
Mediciones:Potencia eléctrica: Pe = 29.5 kWVelocidad Nr = 1786Voltaje: V = 444
Se trata de determinar por el método del deslizamiento la eficienciacon la que está trabajando el motor
10Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Motores Eléctricos
Eficiencia de los Motores Eléctricos
Método del Deslizamiento. (Análisis de un caso)
Ns – NrHPr = HPn -------------
Ns - Nn
1800 – 1786 14HPr = 75 ------------------ = -75 -------- = 35 HP
1800 – 1770 30
11Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Motores Eléctricos
Eficiencia de los Motores Eléctricos
Método del Deslizamiento. (Análisis de un caso)
HPr * 0.746ηm = --------------------
Pe
35 * 0.746ηm = ----------------- = 0.885
29.5
12Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Motores Eléctricos
Eficiencia de los Motores Eléctricos
Método del Deslizamiento.
Observaciones:
• Motores que han sido reparados (rebobinados), cambiansus condiciones de operación, lo que significa que losdatos de placa, no aplican y por lo tanto el método no sepuede usar.
• El tacómetro para medir la velocidad de operación, debetener una muy buena precisión. Un error del ±0.1%significará un error de más del 10% en el valor de laeficiencia.
13Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Motores Eléctricos
Eficiencia de los Motores EléctricosMétodo de depreciación de la curva de eficiencia.
0
20
40
60
80
100
0 20 40 60 80 100 120
Efic
ienc
ia
Factor de Carga
Depreciación de la eficiencia del motor
Eficiencia Nominal Eficiencia Depreciada
14Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Motores Eléctricos
Eficiencia de los Motores EléctricosMétodo de depreciación de la curva de eficiencia.
1er Paso: Conseguir la curva de la eficiencia nominaldel motor.
0
20
40
60
80
100
0 20 40 60 80 100 120
Efic
ienc
ia
Factor de Carga
Curva de eficiencia del motor
15Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Motores Eléctricos
Eficiencia de los Motores EléctricosMétodo de depreciación de la curva de eficiencia.
2° Paso: Determinar la depreciación de la eficiencia delmotor por rebobinados.
Temperatura a la que se sometió el motor
(°C)
Depreciación de la eficiencia
(puntos porcentuales)< 633 0.40633 0.53683 1.17733 2.50
16Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Motores Eléctricos
Eficiencia de los Motores EléctricosMétodo de depreciación de la curva de eficiencia.
3er Paso: Determinar la depreciación de la eficiencia porsuministro de voltaje diferente al nominal.
0%
2%
4%
6%
8%
10%
-30% -20% -10% 0% 10% 20% 30%Dep
reci
ació
n de
la E
ficie
ncia
Variación de Voltaje
Depreciación de la eficiencia del motor por voltaje diferente al nominal
17Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Motores Eléctricos
Eficiencia de los Motores EléctricosMétodo de depreciación de la curva de eficiencia.
4° Paso: Determinar la depreciación de la eficiencia pordesbalance de voltaje.
0.0%
2.0%
4.0%
6.0%
8.0%
10.0%
0.0% 2.0% 4.0% 6.0% 8.0%
Dep
reci
ació
n de
la E
ficie
ncia
Desbalance de Voltaje
Depreciación de la eficiencia del motor por desbalance de voltaje
18Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Motores Eléctricos
Eficiencia de los Motores EléctricosMétodo de depreciación de la curva de eficiencia.
5° Paso: Determinar la depreciación total de la eficienciadel motor.
DEt = DER + DEVV + DEDV
Donde: DEt es la depreciación total de la eficienciaDER es la depreciación por rebobinadosDEVV es la depreciación por voltaje diferente al
nominal.DEDV es la depreciación por desbalance de voltaje.
19Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Motores Eléctricos
Eficiencia de los Motores EléctricosMétodo de depreciación de la curva de eficiencia.
6° Paso: Aplicar la depreciación total a la eficiencianominal del motor y encontrar la eficiencia deoperación como función del factor de carga
0
20
40
60
80
100
0 20 40 60 80 100 120
Efic
ienc
ia
Factor de Carga
Depreciación de la eficiencia del motor
Eficiencia Nominal Eficiencia Depreciada
20Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Auditoría Energética a Sistemas de Bombeo
Potencia Hidráulic
aPotencia Mecánica
Pérdidas
Las Bombas son máquinas que transforman la potencia
mecánica en potencia hidráulica.
21Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Sistemas de Bombeo
Eficiencia de bombas
Las bombas, a diferencia de otras
máquinas transformadoras de energía,
presentan su mejor eficiencia en una
zona muy pequeña, y fuera de ella, la
eficiencia cae significativamente.
22Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Sistemas de Bombeo
Eficiencia de bombas
Muchas bombas se encuentran trabajando
fuera de su zona óptima de diseño, lo que
se traduce en bajas eficiencias de
operación.
Problemática.
23Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Sistemas de Bombeo
Eficiencia de bombasProblemática.
Punto de Diseño
Punto de Operación
24Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Sistemas de Bombeo
Determinación de la eficiencia en bombas
1er Paso: Calcular la eficiencia del motor y la potenciamecánica que está entregando en la flecha.
ηm ηb
PePhPm
Pm = Peηm
25Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Sistemas de Bombeo
Determinación de la eficiencia en bombas
2° Paso: Calcular la potencia hidráulica que entrega labomba.
Ph = Q x ρ x g x H
Donde: Q = es el caudal (m3/s)ρ = es el peso específico (kg/m3)g = es la aceleración de la gravedad (m/s2)H = es la carga de bombeo (mca)Ph = es la potencia hidráulica (W)
ηm ηb
Pe PhPm
26Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Sistemas de Bombeo
Determinación de la eficiencia en bombas
3er Paso: Calcular la eficiencia de la bomba.
ηb = Ph / Pm
Donde: ηb = es la eficiencia de la bombaPh = es la potencia hidráulica (kW)Pm = es la potencia mecánica (kW)
ηm ηb
Pe PhPm
27Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Sistemas de Bombeo
¿ Como determinar la carga de bombeo ?En bombas horizontales
Ps Pd
H = Pd - Ps
Donde: H = es la carga de bombeo (mca)Pd = es la presión en la descarga (mca)Pm = es la presión en la succión (mca)
28Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Sistemas de Bombeo
¿ Como determinar la carga de bombeo ?En bombas verticales
Donde: H = es la carga de bombeo (mca)Pd = es la presión en la descarga (mca)ND = es la distancia del nivel de referencia al
espejo de agua (mca)Xm = es la distancia del nivel de referencia al
centro del manómetroHfr = son las pérdidas por fricción en la tubería
entre la bomba y el manómetro (mca)Hv = v2/2g; son las pérdidas de carga por
velocidad (mca)
Nivel de Agua
ND
Xm
Pd
H = Pd + ND + Xm + Hfr +Hv
29Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Sistemas de Bombeo
Eficiencia electromecánica
EFICIENCIA ELECTROMECÁNICA
ηm ηb
PePhPm
ηem = Ph / Pe
30Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Sistemas de Bombeo
Eficiencia electromecánicaAnálisis de un caso
El trabajo de campo para evaluar la eficiencia de operación de la bomba de un pozo que trabaja 4,200 h/año, donde el costo de la energía es de 0.12 USD/kWh, arrojó los siguientes datos:
Gasto: Q = 61.0 lps (0.062 m3/s)
Nivel Dinámico: ND = 62.5 m
Diámetro de la tubería: D = 8” (0.2 m)
D. ref-manómetro: Xm = 0.5 m
Pérdidas por fricción: Hfr = 0.3 mca
Presión de descarga: Pd = 1.3 kg/cm2 (13 mca)
Potencia eléctrica: P = 105.27 kW
Tipo de bomba: Turbina Vertical
Potencia nominal del Motor: 150 HP
31Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Sistemas de Bombeo
Eficiencia electromecánicaAnálisis de un caso
Cálculo de la carga de velocidad
A = π x D2 / 4 = 0.03142 m2
v = Q / A = 0.062 / 0.03141 = 1.97 m/s
Hv = v2 / 2g = (1.97)2 / (2 x 9.81) = 0.198 mca
32Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Sistemas de Bombeo
Eficiencia electromecánicaAnálisis de un caso
Cálculo de la carga de bombeo
H = Pd + ND + Xm + Hfr +Hv
= 13 + 62.5 + 0.5 + 0.3 + 0.198
= 76.498 mca
33Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Sistemas de Bombeo
Eficiencia electromecánicaAnálisis de un caso
Cálculo de la potencia hidráulica
Ph = Q x ρ x g x H
= 0.062 x 1000 x 9.81 x 76.498
= 46,527 W
= 46. 5 kW
34Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Sistemas de Bombeo
Eficiencia electromecánicaAnálisis de un caso
Cálculo de la eficiencia electromecánica
ηem = Ph / Pe
= 46.5 / 105.27
= 44.17 %
35Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Sistemas de Bombeo
Eficiencia electromecánicaAnálisis de un caso
Cálculo de la eficiencia electromecánica
ηem = Ph / Pe
= 46.5 / 105.27
= 44.17 %
La eficiencia es muy baja, porlo que existe un potencial deahorro, mediante su sustitución
36Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Sistemas de Bombeo
Eficiencia electromecánicaAnálisis de un caso
Propuesta de ahorro
La propuesta consiste en sustituir el equipoactual por un nuevo conjunto motor-bomba conlas siguientes características:
Eficiencia de la bomba: ηb = 82.20%
Eficiencia del motor: ηm = 95.60%
Eficiencia electromecánica: ηem = 78.58%
Coso de inversión: 21,415 USD
37Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Sistemas de Bombeo
Eficiencia electromecánicaAnálisis de un caso
Cálculo de la potencia demandada por el nuevo equipo
Pe’ = Ph / ηem
= 46.5 / 0.7858
= 59.17 kW
38Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Sistemas de Bombeo
Eficiencia electromecánicaAnálisis de un caso
Cálculo de la potencia ahorrada
∆P = Pe – Pe’
= 105.27 - 59.17 kW
= 46.10 kW
39Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Sistemas de Bombeo
Eficiencia electromecánicaAnálisis de un caso
Cálculo del ahorro de energía
∆E = ∆P x # horas de operación
= 46.10 kW x 4,200 h/año
= 193,620 kWh/año
40Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Sistemas de Bombeo
Eficiencia electromecánicaAnálisis de un caso
Cálculo del ahorro en facturación
∆$ = ∆E x Costo unitario de la energía
= 193,620 kWh/año x 0.12 USD/kWh
= 23,234.40 USD/año
41Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Sistemas de Bombeo
Eficiencia electromecánicaAnálisis de un caso
Evaluación económica del proyecto
PSRI = Inversión / Ahorro
= 21,,415.00 USD / 23,234.40 USD/año
= 0.92 años
42Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Auditoría Energética a Sistemas de Aire
Comprimido
43Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Sistemas de Aire Comprimido
Áreas de Oportunidad de Ahorro
• Eficiencia del equipo
• Condiciones del aire en la succión
• Reducción de pérdidas en la tubería
• Reducción de fugas
44Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Sistemas de Aire Comprimido
Paso 1.- Identificar a los equipos
Ubicación
Compresor Motor
AñoID Marca Tipo Modelo Flujo
(m3/hr)HP Votaje
Planta 1
#1 Worthington Reciprocante 39091 100 440 1953#2 Worthington Reciprocante 39017 75 440 1953#3 Worthington Reciprocante 39017 75 440 1953#4 Worthington Reciprocante 200 440 1968
400 Atlas Copco Tornillo ZR 400 500 440 2003
Planta 2
AC 102 Atlas Copco Tornillo ZR-3 1,100 177 460 1997AC 104 Atlas Copco Tornillo ZR-5 3,500 536 2300 1982AC 105 Atlas Copco Tornillo ZR-5 3,500 550 2300 1982AC 106 Atlas Copco Tornillo ZR750 6,500 899 2300 1999AC 107 Atlas Copco Tornillo ZR-5 3,500 547 2300 1997
45Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Sistemas de Aire Comprimido
Paso 2.- Mediciones
Ubicación ID
Aire de succión Aire ambiente Aire de descarga Potencia
eléctrica demandada
(kW)T (°C) HR (%) T (°C) HR (%) Flujo (m3/h)
Presión (kg/cm2)
Planta 1
#1 38.1 47.3 35.2 49.8 557 5.2 58
#2 38.5 49.6 35.2 49.8 543 5.2 61
#3 37.4 49.9 35.2 49.8 352 5.2 44
#4 38.7 46.8 35.2 49.8 1,027 5.2 139
400 36.5 52.0 36.4 52.6 2,546 5.6 345
Planta 2
AC-102 32.7 60.4 33.1 60.4 934 5.3 105
AC 104 32.8 60.1 33.1 60.4 3,640 4.5 322
AC-105 32.1 62.6 33.1 60.1 3,490 5.8 336
AC 106 34.6 57.3 33.1 60.4 5,274 5.6 534
AC 107 34.1 58.1 33.1 60.4 3,662 5.6 425
46Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Sistemas de Aire Comprimido
Paso 3.- Cálculo del consumo específico
Ubicación
Compresor Consumo específico (kWh/m3)ID Modelo Flujo
(m3/hr)Demanda
(kW)
Planta 1
#1 39091 557 58 0.104
#2 39017 543 61 0.112
#3 39017 352 44 0.125
#4 1,027 139 0.135
ZR400 ZR 400 2,546 345 0.136
Planta 2
AC 102 ZR-3 934 105 0.112
AC 104 ZR-5 3,640 322 0.088
AC 105 ZR-5 3,490 336 0.096
AC 106 ZR750 5,274 534 0.101
AC 107 ZR-5 3,662 425 0.116
Total 22,024 2,369 0.108
47Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Sistemas de Aire Comprimido
Paso 4.- Evaluación de las condiciones de succión.
Red IDTemperatura (°C) Humedad relativa
Ambiente Succión Diferencia Ambiente Succión Diferencia
Planta 1
#1 35.2 38.1 -2.9 49.8 47.3 2.5
#2 35.2 38.5 -3.3 49.8 49.6 0.2
#3 35.2 37.4 -2.2 49.8 49.9 -0.1
#4 35.2 38.7 -3.5 49.8 46.8 3.0
400 36.4 36.5 -0.1 52.6 52.0 0.6
Planta 2
AC-102 33.1 32.7 0.4 60.4 60.4 0.0
AC 104 33.1 32.8 0.3 60.4 60.1 0.3
AC-105 33.1 32.1 1.0 60.1 62.6 -2.5
AC 106 33.1 34.6 -1.5 60.4 57.3 3.1
AC 107 33.1 34.1 -1.0 60.4 58.1 2.3
48Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Sistemas de Aire Comprimido
Paso 5.- Cálculo de la eficiencia
ηem = Trabajo / Energía de entrada
Trabajo =144
(k
) P1 V1 [(P2
)k-1/k
-1 ]33,000 k-1P1
Donde: k es constante (para el aire = 1.4)P1 es la presión del aire en las condiciones de succión (psia)P2 es la presión del aire en las condiciones de descarga (psia)V1 es el desplazamiento volumétrico del compresor (cfm)
49Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Sistemas de Aire Comprimido
Paso 5.- Cálculo de la eficiencia
Red ID k Flujo (cfm)
P succ(psia)
P desc(psia)
Potencia Eléctrica
(kW)
Trabajo Teórico
(kW)
Eficiencia Electromec
Planta 1
#1 1.4 327 14.2 88.0 58 36.2 62%#2 1.4 319 14.2 88.0 61 35.4 58%#3 1.4 207 14.2 88.0 44 22.9 52%#4 1.4 604 14.2 88.0 139 66.9 48%
400 1.4 1,497 14.2 93.7 345 173.1 50%
Planta 2
AC-102 1.4 549 14.2 88.8 105 61.1 58%AC 104 1.4 2,141 14.2 78.1 322 217.4 68%AC-105 1.4 2,053 14.2 95.9 336 241.0 72%AC 106 1.4 3,102 14.2 93.7 534 358.6 67%AC 107 1.4 2,154 14.2 93.7 425 249.0 59%
Total 12,953 2,369 63%
50Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Sistemas de Aire Comprimido
Paso 6.- Análisis del sistema de conducción
Caídas de presión
Diversas zonas y aplicaciones
Pulidora
Problema: 32 m de tubería de un diámetro
menor causan una caída de presión de casi
2 kg/cm2
51Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Sistemas de Aire Comprimido
Paso 7.- Prueba de fugas
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 5 10 15 20 25
Ef = ( tc ) x #h x Petc + ts
52Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Sistemas de Aire Comprimido
Paso 7.- Prueba de fugas
Análisis de un caso• tiempo de operaión con carga: 8 min, 36 seg
• tiempo de operación sin carga: 13 min, 16 seg
• horas de operación del sistema: 8,200 h/año
• potencia eléctrica demandad: 254 kW
Ef = (tc
) x #h x Petc + ts
Ef = (8.6
) x 8,200 x 254 = 819,025 kWh/año21.87
53Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Sistemas de Aire Comprimido
Paso 8.- Identificación de fugas y usos dispendiosos
ÁREA:UBICACIÓN: DESCRIPCIÓN:
depues del Filtro regulador
? fuga 5 mm Flujo 85.6 m3/hPresión 5 kg/cm2 Energía 74,978 kWh/añoOperación 8760 h/año Costo: 79,274 $/año
Fabrica de CoplesRoscadora PMC-3Fuga de aire comprimido en maguera rajada
ÁREA:UBICACIÓN: DESCRIPCIÓN:
φ fuga 4 mm Flujo 61 m3/hPresión 6.0 kg/cm2 Energía 53,404 kWh/añoOperación 8760 h/año Costo: 56,464 $/año
Fuga en purga del Tanque PulmónTanque Pulmón No 30-UF10030-02SAUX
54Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Sistemas de Aire Comprimido
Paso 8.- Identificación de fugas y usos dispendiosos
ÁREA:UBICACIÓN: DESCRIPCIÓN:
Velocidad
φ fuga 13 mm Flujo 511.0 m3/hPresión 4 kg/cm2 Energía 447,671 kWh/añoOperación 8760 h/año Costo: 473,323 $/año
Uso dispendioso del AC., Enfriando a Variador de
Estirado en FríoTablero de Fuerza End. Extubicar
ÁREA:UBICACIÓN: DESCRIPCIÓN:
se requiere burbuja en agua caliente.
φ fuga 4.0 mm Flujo 47.22 m3/hPresión 4.0 kg/cm2 Energía 41,366 kWh/añoOperación 8760 h/año Costo: 43,737 $/año
Elaboración en Frío (FAT 2)Fosfatizado No 22Uso dispendioso de AC., en tina de fosfatizado
55Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Aplicación de Velocidad Variable
56Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Aplicación
Velocidad Variable
Los variadores de velocidad de estadosólido, pueden ser usados como alternativaa los sistemas de control de máquinascentrífugas, tales como ventiladores,bombas y compresores
57Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Aplicación en bombeo
Velocidad Variable
Potencia de Bombeo
0
100
0 100
Gasto (Q)
Car
ga (H
) (Q1, H1)
Q1
H1
Ph = Q1 x H1
58Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Aplicación en bombeoSistemas de control
Velocidad Variable
Modificación de la Curva del Sistema
0.0
100.0
0 100
Gasto (Q)
Carg
a (H
)
Curva 2 Curva 1 Bomba
(Q1, H1)
(Q2, H2)
Q1Q2
H2
H1
59Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Aplicación en bombeoSistemas de control
Velocidad Variable
Modificación de la Curva del Sistema
0.0
100.0
0 100
Gasto (Q)
Carg
a (H
)
Curva 2 Curva 1 Bomba
(Q1, H1)
(Q2, H2)
Q1Q2
H2
H1
60Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Aplicación en bombeoSistemas de control
Velocidad Variable
Modificación de la Curva de la Bomba
0.0
100.0
0 100
Gasto (Q)
Carg
a (H
)
Curva 2 Curva 1 Bomba N1 Bomba N2
(Q1, H1)
(Q2, H2)
Q1Q2
H2
H1
H2'(Q2, H2')
N2
N1
61Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Aplicación en bombeoSistemas de control
Velocidad Variable
Modificación de la Curva de la Bomba
0.0
100.0
0 100
Gasto (Q)
Carg
a (H
)
Curva 2 Curva 1 Bomba N1 Bomba N2
(Q1, H1)
(Q2, H2)
Q1Q2
H2
H1
H2'(Q2, H2')
N2
N1
62Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Aplicación en bombeoSistemas de control
Velocidad Variable
Modificación Simultánea de las Curvas del Sistema y la Bomba
0.0
100.0
0 100
Gasto (Q)
Car
ga (H
)
Curva 2 Curva 1 Bomba N1 Bomba N2
(Q1, H1)
Q1Q2
H1(Q2, H1)
N1
N2'
63Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Aplicación en bombeoSistemas de control
Velocidad Variable
Modificación Simultánea de las Curvas del Sistema y la Bomba
0.0
100.0
0 100
Gasto (Q)
Car
ga (H
)
Curva 2 Curva 1 Bomba N1 Bomba N2
(Q1, H1)
Q1Q2
H1(Q2, H1)
N1
N2'
64Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Aplicación en bombeoAnálisis de un caso
Velocidad Variable
Caso de un Hotel.
Características del Sistema: El sistema de bombeo de agua heladacuenta con dos bombas de 20 HP (una en operación y otra en reserva)con motor marca US, 60 Hz, 3525 RPM, 230/460 V, durante 8760horas al año.
Costo Integrado de la Energía = 0.122 USD/kWh
65Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Aplicación en bombeoAnálisis de un caso
Velocidad Variable
CHILLER
REFRIGERANTE
BOMBA
F&CF&CF&CF&CF&C
66Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Aplicación en bombeoAnálisis de un caso
Velocidad Variable
Costos de Operación Actuales
OperaciónHoras/año
DemandakW
EnergíakWh/año
USD/año
8760 15 131,400 16,030.80
67Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Aplicación en bombeoAnálisis de un caso
Velocidad Variable
Observaciones efectuadas durante la auditoríaenergética:
Durante muy pocas horas al año, realmente se requieretodo el gasto de la bomba, ya que: las habitacionesdurante el día muy pocas se encuentran ocupadas, ydurante la noche la cafetería no trabaja
68Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Aplicación en bombeoAnálisis de un caso
Velocidad Variable
Propuesta de ahorro:
Se propone instalar un sistema de velocidad variable en elmotor de la bomba, que controle la presión en la descarga,de tal manera que cuando esté parado un fan & coil, dejede pasar el agua helada hacia la habitacióncorrespondiente o la cafetería. Esto presurizará la línea yel controlador hará que baje la velocidad del motor y conello la potencia demanda.
69Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Aplicación en bombeoAnálisis de un caso
Velocidad Variable
Situación Hrs/año P. EléctricakW
EnergíakWh/año
CostoUSD/año
Al 100% 876 15.0 13,140 1,603.08
Al 75% 3,504 6.76 23,687 2,889.81
Al 50% 4,380 2.44 10,687 1,303.81
Total 8,760 15 47,514 5,796.70
70Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
Aplicación en bombeoAnálisis de un caso
Velocidad Variable
Análisis Económico:
è Inversión: 8,541.46 $
è Ahorros: 10,234.10 $/año
è PSRI: 0.83 años
Diapositiva:
Sesión 4 de 8
Auditorías Energéticas
71
Fin de Sesión
Comentarios, dirigirse a:
Ing. Ramón Rosas [email protected]
Próxima sesión: Miércoles 17 de Noviembre
9:00 a.m. hora de Quito
Top Related