AHORRO DE ENERGÍA UTILIZANDO VARIADORES DE FRECUENCIA EN APLICACIONES DE PAR VARIABLE

Transcripción

2 Utilizando Variadores de Frecuencia Razones para el uso de variadores de frecuencia Necesidad de Regulación de Velocidad Optimización del Control Reducción del Estrés Eléctrico/Mecánico Ahorro de Energía Copyright 2009 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 2

3 Utilizando Variadores de Frecuencia Necesidad de Regulación de Velocidad Ventajas en costo de adquisición y mantenimiento sobre otros métodos de variación de velocidad: - Clutch/Variador de Corrientes de Eddy - Variadores de C.D. - Variadores/Coples Hidráulicos - Bandas Cónicas Copyright 2009 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 3

4 Utilizando Variadores de Frecuencia Optimización del Control Regulación de velocidad con ajuste de hasta 0.1% Propiedades de comunicación (puede formar parte de una red de control y adquisición de información) y de integración Incrementar la Calidad de un Producto, Flexibilidad de una Máquina, Eficiencia de un Proceso, etc. Copyright 2009 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 4

5 Utilizando Variadores de Frecuencia Reducción del Estrés Mecánico Aceleración y desaceleración tipo rampa o curva S Reducción en costos de mantenimiento por reposición de sellos, acoplamientos, ductos, bandas, etc. Alto par de arranque por lo que se evita que el motor tome de 6 a 8 veces la corriente nominal del motor, esto implica una reducción en los picos de demanda Copyright 2009 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 5

6 Información de Soporte - Ahorro de Energía Cuales son las diferencias entre las cargas de Par Variable y Par Constante si: Par = Fuerza x Distancia Fuerza = Masa x Aceleración Que es Par Constante? Si la masa permanece constante, los requerimientos de Par permanecerán constantes independientemente de la velocidad. Por ello el término: Par Constante. Que es Par Variable? Ya que la masa decrece con la velocidad, los requerimientos de Par decrecen como decrezca la velocidad. Por ello, el termino: Par Variable. Copyright 2009 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 6

7 Información de Soporte - Ahorro de Energía Más Ejemplos del 60% de aplicaciones la energía eléctrica demandada Ejemplos en de aplicaciones la actualidad es consumida de Par por Constante motores eléctricos. Por esto, uno de Par de Variable los puntos más relevantes para la industria en general ha sido estudiar el conjunto motor-carga y tratar de optimizar el proceso completo. Lo normal es encontrarse con motores que trabajan en condiciones de carga variable (líquidos, gases, etc.). En estos casos, la regulación electrónica de la velocidad de los motores en función de las necesidades, sustituye a los sistemas tradicionales de control con resultados energéticos espectaculares. Transportadores Grúas Mezcladoras Extrusores Bombas de Desplazamiento Positivo Todo Tipo de Cargas Centrífugas Bombas Ventiladores Sopladores Copyright 2009 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 7

8 Ahorro de Energía con Variadores de Frecuencia Perfil de Carga u Operación del Sistema % Tiempo de Operación a los CFM dados El ahorro de energía se determina por la fracción de tiempo operando bajo un nivel de carga en particular y el período de operación bajo esas condiciones. Los ahorros más importantes los tendremos en las cargas de torque cuadrático, donde una pequeña disminución de velocidad produce una gran disminución de potencia absorbida por el motor % CFM (Pies cúbicos por minuto) Copyright 2009 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 8

10 Ahorro de Energía con Variadores de Frecuencia Tipos de Modulación Actual: Arrancando y Parando el Motor Con Persianas ò Dampers a la Salida ó Descarga, Alimentación de C.A. O bien, a la Entrada ó Succión. Copyright 2009 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 10

11 Ahorro de Energía con Variadores de Frecuencia Modulando el Perfil de Carga con Persianas de Salida ó Descarga % Presión % Entrada de Potencia % Flujo % Flujo Copyright 2009 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 11

12 Ahorro de Energía con Variadores de Frecuencia Modulando el Perfil de carga con Persianas/Alabes a la Entrada o Succión % Presión % Entrada de Potencia % Flujo % Flujo Copyright 2009 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 12

14 Ahorro de Energía con Variadores de Frecuencia Modulando el Perfil de Carga con Variadores de Frecuencia % Pressure % Input Power % Flow % Flow Copyright 2009 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 14

15 Ahorro de Energía con Variadores de Frecuencia Comparación de los Costos de Operación entre la Persiana de Salida y el Variador de Frecuencia $10,656 Persiana de Salida HP $4,560 Variador de Frecuencia % CFM Copyright 2009 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 15

16 Velocidad Variable Toma ventaja del cambio de la curva del ventilador Las Leyes de Afinidad aplican en todos los equipos centrífugos: El Flujo (Q) cambia linealmente con la Velocidad (N) La Presión (P) es proporcional al cuadrado de la Velocidad (N) o el Flujo (Q) La Potencia (HP) es proporcional al cubo de la Velocidad (N) o el Flujo (Q) Copyright 2009 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved.

17 Aplicaciones, Tipos Par Variable Flujo varia linealmente con la velocidad El Par y Presión varían al cuadrado de la velocidad La potencia varia al cubo de la velocidad Copyright 2009 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 17

18 Ventiladores o Sopladores Formulas de HP s Donde: CFM = Pies Cúbicos por Minuto Cubic Feet per Minute PSF = Libras por Pie Cuadrado Pounds per Square Foot PIW = Pulgadas de Agua Inches of Water gauge PSI = Libras por Pulgada Cuadrada Pounds per Square Inch Copyright 2009 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 18

21 Ahorro de Energía con Variadores de Frecuencia Modulando el Perfil de Carga con una Válvula Válvula Bomba Al Proceso Control Proceso Retroalimentación Copyright 2009 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 21

22 Ahorro de Energía con Variadores de Frecuencia Modulando el Perfil de Carga con Encendido y Apagado Recirculación Alimentación de C.A. Copyright 2009 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 22

23 Ahorro de Energía con Variadores de Frecuencia Comparación de los Costos de Operación entre la Válvula y el Variador de Frecuencia Cabeza Total en Pies " Dia. Cabeza Estática Total Cabeza de Descarga Estática Válvula Elevación de Succión Estática Variador de Frecuencia Galones por Minuto Copyright 2009 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 23

29 Sustentabilidad La percepción de la sustentabilidad se ha transformado. De una visión centrada en el deterioro del medio ambiente se ha transitado hacia una definición más integral que incluye muchos otros aspectos vinculados con la calidad de vida del ser humano. El concepto de sustentabilidad promueve una nueva alianza naturaleza-cultura fundando una nueva economía, reorientando los potenciales de la ciencia y de la tecnología, así como construyendo una nueva cultura política fundada en una ética de la sustentabilidad. Copyright 2009 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 29

30 Sustentabilidad Las instituciones financieras mexicanas se han visto influenciadas de manera importante por las tendencias mundiales hacia un desarrollo sustentable de las naciones. La banca mexicana reconoce la problemática mundial sobre medio ambiente y la necesidad de adoptar las medidas necesarias para revertir el deterioro. En México, las instituciones financieras reconocen que es necesario adoptar los criterios de sustentabilidad como uno de los grandes pilares para el desarrollo de las naciones y deberá ser cada vez más un distintivo de toda empresa, institución o asociación que se precie de ser actual. Fuente: HACIA DONDE VA EL SECTOR FINANCIERO Y LA SUSTENTABILIDAD EN MÉXICO? Arturo Arenas Asociación de Bancos de México Copyright 2009 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 30

31 Sustentabilidad El FIDE promueve e induce con acciones y resultados, el uso eficiente de energía eléctrica, a través de programas y proyectos que permitan la vinculación entre la innovación tecnológica y la demanda para lograr un mercado natural para las tecnologías eficientes Su Visión es desarrollar una cultura integral de ahorro y uso eficiente de energía eléctrica en la sociedad mexicana a través de la difusión, concientización y educación a todos los niveles, ofreciendo programas y proyectos de alta calidad e innovación, generando beneficios económicos, sociales y ambientales para el país. Donde su principal objetivo es: Contribuir al desarrollo sustentable del país. Disminuir el costo del consumo eléctrico de los usuarios. Apoyar la realización de proyectos demostrativos que permitan inducir y promover el ahorro, y uso racional de la energía eléctrica en la industria, comercio y servicios, así como asesorar e incidir en los hábitos de consumo eléctrico de la población. Fomentar en el sector consumidor la adquisición y uso de productos que destacan en el ahorro de energía eléctrica. Favorecer la utilización de productos eficientes en el consumo de energía eléctrica en los proyectos y programas que promueve el FIDE Copyright 2009 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 31

32 Sustentabilidad Un acercamiento a la sustentabilidad puede ayudar a que las operaciones sean mas limpias, seguras, mas eficientes y por tanto mas competitivas. No. de Publicación: SUST-BR001B-EN-P June 2009 Copyright 2009 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. 32