Danfoss Group. Danfoss S.A. Argentina Martes, 12 de Octubre de
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- Juan Luis Espinoza Robles
- hace 7 años
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1 Versiones de Hadware Para tener un producto personalizado que cumpla perfectamente con los requerimientos de su aplicación, el VLT puede ser elegido dentro de una oferta de más de un millón de versiones de hardware diferentes 50% Ahorro de Energía El control de velocidad de bombas y ventiladores puede en muchos casos generar un ahorro de energía significativo Casos de Ahorro de Energía a mediante el uso de Variadores de Velocidad Danfoss VLT
2 Danfoss Group Danfoss es una empresa global con sede en Dinamarca Ventas estimadas 2010: >5000 MUSD Empleados: a nivel global Producción: ítems por día Millones de drives vendidos hasta el unidades de producción 113 Compañías de ventas Danfoss S.A. Argentina Martes, 12 de Octubre de
3 Algunos de nuestros productos Danfoss Refrigeration & Air Conditioning Controls Danfoss Power Electronics VLT Drives Danfoss Heating Solutions Danfoss Commercial Compressors Danfoss District Energy Danfoss Development Danfoss S.A. Argentina Martes, 12 de Octubre de
4 Soluciones Danfoss: Nuestros clientes operan en un rango muy grande de industrias: Calefacción, HVAC (Ventilación y Aire Acondicionado) Alimentos y Bebidas Agua y procesamiento de aguas residuales Industria (Química, Textil, Petróleo y Gas, Minería, Grúas) Automotriz Energía Solar y Eólica Danfoss S.A. Argentina Martes, 12 de Octubre de
5 Danfoss Power Electronics Danfoss VLT Drives Proveemos soluciones de electrónica de potencia de alta calidad y energéticamente eficientes que le ayudan a ahorrar energía y a optimizar los procesos. Danfoss S.A. Argentina Martes, 12 de Octubre de
6 Soluciones Danfoss: Danfoss VLT Drives 26millones De toneladas menos de CO 2 Un variador de velocidad permite controlar un motor eléctrico para que gire a la velocidad mínima necesaria para satisfacer los requerimientos del proceso El control de velocidad en bombas y ventiladores permite ahorrar típicamente la mitad de la energía consumida Hoy en día solo el 8% de los motores a nivel global está accionado por un variador de velocidad Productos: Variadores de Velocidad (VLT ) Arrancadores Suaves (MCD ) Accesorios Gracias a los 2,4 millones de convertidores de frecuencia Danfoss VLT instalados globalmente. Danfoss S.A. Argentina Martes, 12 de Octubre de
7 Centros de producción de Danfoss VLT Drives: Graasten, Dinamarca Casa Matriz Producción de Drives hasta 75 KW Loves Park, Illinois, EUA Producción de Drives de más de 75 KW Milwaukee, Wisconsin, EUA Producción de tableros Haiyan, China Producción de Drives VLT MICRO FC-51 Danfoss Silicon Power, Schleswig, Alemania Producción de Módulos de Potencia (IGBT) Danfoss S.A. Argentina Martes, 12 de Octubre de
8 La experiencia de Danfoss VLT Drives Danfoss S.A. Argentina Martes, 12 de Octubre de
9 Diagrama de refrigeración industrial típico Bomba de glicol modulada por capacidad (temperatura) Compresor modulado en velocidad para mantener constante la presión de succión de acuerdo a la demanda. (Pe) VLT c/pid VLT c/pid Ventiladores de condensadores con variación de velocidad. Control por presión (Pc) Consigna = Temperatura Exterior + 10 C Mín. 20 C P Pe Pc Bomba glicol T+P Compressor P VLT c/pid Intercambiador de calor Evaporador T Control convencional Pe Pc Condensador Tc M Danfoss S.A. Argentina Martes, 12 de Octubre de
10 Capacidad Pistones 100% 80% 60% 40% 20% 0% 100% 75% 50% 25% Piston 1 Piston 2 Piston 3 Piston 4 Compresor a pistón Control de capacidad por válvulas solenoides Control de capacidad tradicional: La cantidad de pistones activos definen la capacidad (control discreto) El control se efectúa en base a la presión de succión Control lento debido a banda muerta de 150 segundos Los retardos del sistema causan pérdida de eficiencia (menor temperatura de operación que la requerida) No es posible un control contínuo (control discreto) Para un 76% de demanda se requieren los 4 pistones activos. Potencial de ahorro cercano al 25% Danfoss S.A. Argentina Martes, 12 de Octubre de
11 Estrategia de control para un compresor de 8 pistones Compresor a pistón Control de capacidad por variador de velocidad Capacidad requerida % 100,0 87,5 75,0 62,5 50,0 37,5 25,0 12,5 8 cil. 6 cil. 4 cil. 2 cil. Control de capacidad por variación de velocidad: Los pistones y el VLT actúan conjuntamente para conseguir la capacidad requerida La velocidad se define con un PID basado en la presión de succión No hay banda muerta (Rampas de menos de 30 segundos) Control lineal en un amplio rango Velocidad mínima a respetar (ventilación del motor, presión de aceite) 0, rpm Para una demanda del 76% se modula la capacidad al 76% (no hay pérdidas de eficiencia) Danfoss S.A. Argentina Martes, 12 de Octubre de
12 Potencia % Curva Real Ahorro Curva Ideal Capacidad % Válvula slide Variador de velocidad Ideal Compresor a tornillo Control de capacidad por válvula deslizante (Slide valve) Control de capacidad tradicional en un compresor a tornillo: Capacidad del compresor definida por la válvula deslizante (slide) La posición de la válvula se define por un PID basado en la presión de succión Sistema de control lento por banda muerta de 300 segundos Los retardos del sistema causan pérdida de eficiencia (menor temperatura de operación) El COP del compresor disminuye con la capacidad (ver la curva) 60% de capacidad requiere 80% de la potencia nominal del compresor Potencial de ahorro alrededor del 20% Danfoss S.A. Argentina Martes, 12 de Octubre de
13 Potencia % Zona de control válvula slide Válvula slide Capacidad % Variador de velocidad Ideal Curva Variador Zona de control variador Compresor a tornillo - Control de capacidad por variador Control de capacidad por variación de velocidad: El variador y la válvula cubren la totalidad del rango de capacidad La velocidad del variador está determinada por le PID de la presión de succión No hay banda muerta (Rampas de menos de 30 segundos) Tiempo cortos de respuesta permiten trabajar a mayor temperatura El COP es lineal hasta el 60% de la capacidad Velocidad mínima a respetar (ventilación del motor, presión de aceite) Eficiencia cercana a la ideal hasta 60% de la capacidad nominal Danfoss S.A. Argentina Martes, 12 de Octubre de
14 Configuración n de sistemas multicompresor Danfoss S.A. Argentina Martes, 12 de Octubre de
15 Cascade Control - 3 Drives Danfoss S.A. Argentina Martes, 12 de Octubre de
16 Cascade Control 1 Drive & 2 Soft starters Danfoss S.A. Argentina Martes, 12 de Octubre de
17 Caso 1 Frío o para Cervecería Compresor a pistón Sabroe SMS HP Danfoss S.A. Argentina Martes, 12 de Octubre de
18 Caso testigo en AB-InBev Compresor a pistón para NH 3 : 5 Compresores a pistón Proyecto: Sistema en cascada 1 Variador para el compresor maestro - 300HP 4 Arrancadores suaves (300HP) 1 Equipo de control UNISAB (existente) Implementación Q Danfoss S.A. Argentina Martes, 12 de Octubre de
19 Análisis de la carga térmica requerida para las diferentes situaciones de producción Registro de consumo térmico CT (kcal/h) Días Danfoss S.A. Argentina Martes, 12 de Octubre de
20 Ahorros estimados en base a las diferentes condiciones de operación y de necesidad de frío (KWh) 99,7 76,3 76,3 134,9 99,7 99,7 140,8 117,3 29,3 64,5 41,1 5,9 52,8 23,5 5,9 35,2 105,6 105,6 140,8 129,1 88,0 35,2 5,9 99,7 5,9 17,6 % cap 17% 13% 13% 23% 17% 17% 24% 20% 5% 11% 7% 1% 9% 4% 1% 6% 18% 18% 24% 22% 15% 6% 1% 17% 1% 3% % cap inv 83% 87% 87% 77% 83% 83% 76% 80% 70% 64% 68% 74% 66% 71% 74% 69% 82% 57% 51% 53% 60% 94% 74% 58% 74% 72% % cap comp 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 75% 75% 75% 75% 75% 75% 75% 75% 100% 75% 75% 75% 75% 100% 75% 75% 75% 75% Costo de la energía (US$) KwH Ahorro anual estimado (US$) 0,09 $19.241, ,0 Danfoss S.A. Argentina Martes, 12 de Octubre de
21 Los ahorros totales incluyen los debidos a la variación de carga y a los cambios de temperatura Ahorros estimados por variación de carga = Ahorros por cambio de temperatura = kwh/año Ahorros estimados totales: kwh/año (22% de reducción) Valuación económica US$ /año Pay Back menor a 18 meses Danfoss S.A. Argentina Martes, 12 de Octubre de
22 Mediciones efectuadas KPI ABInBev (kwh/hl) 3,80 3,40 3,00 3,13 3,38 3,19 3,48 2,71 2,93 Arranque del nuevo sistema con variación de velocidad 2,60 2,20 2,38 2,30 2,32 2,45 2,36 1,80 1,40 1,00 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sept Oct Nov Dec Promedio (Real) antes de la implementación = 3,16 kwh/hl Promedio (Real) después de la implementación = 2,36 kwh/hl Ahorros reales totales = 25% Ahorro medido 3% mayor que el estimado Danfoss S.A. Argentina Martes, 12 de Octubre de
23 Caso 2 Cervecería a en el sur de Brasil Compresor de frío a tornillo Mycom N-250 VMD 1000HP Danfoss S.A. Argentina Martes, 12 de Octubre de
24 Segundo caso exitoso en Brasil Compresor a tornillo NH 3 : 7 Compresores a tornillo en el sistema Proyecto: 1 Variador para el compresor maestro 1000HP (-1 C) 1 Variador para el compresor maestro 1000HP (-10 C) 1 Sistema de comunicación al UNISAB UNICOM con software ROTATUNE Implementación Q Danfoss S.A. Argentina Martes, 12 de Octubre de
25 Ahorros totales estimados Los ahorros estimados totales son de kwh/año 9,27% de reducción en la cuenta de energía eléctrica Ahorros de US$ /año Reducción del índice de consumo energético estimado en 0,32 kwh/hl Pay Back es menor a 13 meses Danfoss S.A. Argentina Martes, 12 de Octubre de
26 Lecturas de índice de consumo energético Compresor NH 3 Tornillo 1000HP - (kwh/hl Cerveza) 9,50 9,00 9,11 9,09 Implementación del proyecto kwh/hl 8,50 8,00 8,67 8,38 7,83 8,50 8,04 8,02 7,82 8,60 8,22 7,98 7,50 7,00 Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Promedio (Real) antes de la implementación = 8,96 kw/hl Promedio (Real) después de la implementación = 8,13 kw/hl Reducción del índice de consumo = 0,83 * 40% = 0,33 kw/hl Representa el 40% del consumo total de la planta Danfoss S.A. Argentina Martes, 12 de Octubre de
27 Caso 3 Compresores de aire Compresor de aire a tornillo Ingersoll Rand 250 HP Danfoss S.A. Argentina Martes, 12 de Octubre de
28 Primer caso exitoso en Argentina Compresor a tornillo aire 8 BAR Proyecto: 1 Variador para el compresor maestro 250HP (8 BAR) Aprovechamiento de las capacidades de control dedicadas del VLT FC-202: PID avanzado incorporado Modo dormir y cambio automático de consigna Equipo HPD IP54 con desconector y fusibles de fábrica Implementación Q Danfoss S.A. Argentina Martes, 12 de Octubre de
29 Ahorros totales medidos por el propio cliente: Energía consumida teórica sin Variador de Frecuencia: kwh Energía real consumida en el periodo: kwh Energía Ahorrada en el período (11 meses): kwh Esto equivale a un 21,5% Al costo de la energía en Argentina el Pay back es menor a los 18 meses. Sancor dado el éxito alcanzado en este primer piloto, ya efectuó la modificación de dos unidades compresoras mas. Danfoss S.A. Argentina Martes, 12 de Octubre de
30 Caso 4 Bombas de agua Planta de tratamiento de efluentes ( 4 x 370 KW) Danfoss S.A. Argentina Martes, 12 de Octubre de
31 40% de Ahorro en Colombia 4 Bombas HOMA (+ 1 Bomba reserva) Proyecto: 5 Variadores VLT AQUA dispuestos en sistema Maestro-Seguidor Las bombas deben asegurar una presión de 15 metros de columna de agua para garantizar un flujo adecuado para la planta de tratamiento. Aprovechamiento de las capacidades de control dedicadas del VLT AQUA: PID avanzado incorporado Función Master-Follower Implementación Q Danfoss S.A. Argentina Martes, 12 de Octubre de
32 Ahorros totales en el proyecto: Costo de la energía consumida por el sistema de control convencional: USD/año (0,12 USD/Kwh) Costo de la energía consumida por el sistema de control con velocidad variable: USD/año Ahorro: USD/año Esto equivale a un 43,7% Tiempo de Pay back = 6 meses. Otras ventajas: Menores costos de mantenimiento / mayor vida útil de las bombas. Danfoss S.A. Argentina Martes, 12 de Octubre de
33 Conclusiones Se prueba la efectividad del control de capacidad por variación de velocidad La variación de velocidad puede usarse solo en el maestro o en todas las unidades para maximizar el ahorro y la versatilidad del sistema El análisis previo es muy útil para verificar el potencial de ahorro de la instalación Hacer mediciones antes y después de la implementación del proyecto permite verificar la veracidad de los estudios previos Este tipo de proyectos con Pay back menor a 24 meses resulta muy atractivo para el mercado La experiencia global de Danfoss drives en estos proyectos asegura un resultado positivo Danfoss S.A. Argentina Martes, 12 de Octubre de
34 MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCION
Año ene ene
Año 2014 2014 L M X J V S D L M X J V S D L M X J V S D L M X J V S D L M X J V S D L M 2014 ene 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 ene feb 1 2 3 4 5 6
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