Curso Auditorías Energéticas · Diapositiva: Sesión 4 de 8 Auditorías Energéticas Motores...

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AUDITORÍAS ENERGÉTICAS

CURSO:

Sesión 4 de 8

Auditorías Energéticas

Instructor: Ramón Rosas Moyaramonrm@ergonplus.com

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 Moyaramonrm@ergonplus.com

Próxima sesión: Miércoles 17 de Noviembre

9:00 a.m. hora de Quito