Tecnologías de Ahorro de Energía Para Clientes Industriales Hitachi, Ltd. Hitachi México, S.A. de C.V. 0
1 Línea de productos HITACHI para Ahorro de Energía y Mayor Confiabilidad Casa de Máquinas? Bombas, Enfriadores, Compresores - Enfriadores Centrífugos de Alta Eficiencia - Enfriadores de Absorción - Compresores de Aire con VFD - VFD (Variador de Frecuencia) (para Bombas, Ventiladores, Compresores) Fábrica? Aire Acondicionado - Aire Acondicionado en Paquete? VFD Directo Alto Voltaje (para Bombas, Ventiladores, Compresores)? Equipo de Sub Estación - Transformador Amorfo? Ahorro de Energía p/oficina - Aire Acondicionado - Aire Acondicionado c/vfd - Sistema de Control de Energía? Sistema de Tratamiento de agua 1
Variable Frequency Drive System (VFD) [Sistema Variador de Frecuencia] 2
3 2-1 Qué es VFD( Variable Frequency Drive) Sistema Variador de Frecuencia? Si un motor es operado sin un VFD, el motor gira únicamente a velocidad constante. Suministro Comercial de Potencia 60Hz Suministro Comercial de Potencia 60Hz VFD Motor de Inducción Si un motor es operado con un inversor, la velocidad del motor puede ser variable. 2~ 60Hz Motor de Inducción La velocidad de rotación depende de la frecuencia del suministro comercial de potencia. Si la carga del motor se vuelve pesada, la velocidad se vuelve más lenta en sólo un dos o tres porciento. La frecuencia de un VFD puede ser ajustada entre 2 y 60 Hz a voluntad. Ud. Puede controlar la velocidad del motor si aplica un VFD porque la velocidad del motor depende de la frecuencia.
2-2 Por qué el VFD es efectivo para ahorrar energía? Si Ud. usa un ventilador grande (1) Sin VFD VFD: Variable Frequency Drive (Sistema Variador de Frecuencia) M Aire Suministro Comercial de Potencia (2) Con VFD Venti-lador Compuerta de flujo de aire El ventilador es girado a velocidad constante y el flujo de aire se ajusta mediante la compuerta. M Aire VFD Venti-lador Suministro Comercial de Potencia Compuerta de flujo de aire abierta El ventilador es girado a velocidad variable y el flujo de aire se ajusta mediante la velocidad del ventilador. 4
2-3 Efecto de la tecnología VFD en el ahorro de energía Velocidad constante (Control por compuerta) VFD: Variable Frequency Drive (Sistema Variador de Frecuencia) Consumo de Potencia Ahorro de energía Velocidad Variable (Control por VFD) Flujo de aire Control por compuerta: Si Ud. Cierra la compuerta para reducir el flujo de aire, el consumo de potencia NO se reduce mucho. Control por VFD: Si Ud. hace más lenta la velocidad del ventilador para reducir el flujo de aire, el consumo de potencia se reduce mucho. A menor velocidad de operación del ventilador, mayor ahorro de energía. 5
2-4 Portafolios VFD de HITACHI Nombre del Modelo Unidades Modulares Voltaje Potencia Aprox. L200/SJ200 AC/AC 230 460V 1/4 10 L300P AC/AC 230 460V 15 175 SJ300 AC/AC 230 460V 0.5-535 SJ700 AC/AC 230 460V (Plan 60-535 ) Unidades Contenidas en Gabinetes HIVECTOL VSI-S En línea, bus DC común 460 V 5-900 HIVECTOL VSI-M AC/AC AFE 3 Niveles 400-690V 500 2,750 HIVECTOL HVI-S/M/L AC/AC, DFE INVERSOR CELDA 3.3 6.6 kv 150 9000 (Plan - 11,500 35,000 ) HIVECTOL VHI-ML/MH AC/AC - AFE 3 Niveles Enfr. por aire/por agua 2.3 kv 1750 6,000 (12,000 max) 3500 12,000 (24,000 max) HIVECTOL VSI-H AC/AC AFE 3 Niveles 4 kv 5500 17,000 (34,000 max) 6
2-5 Mapa de rangos de Potencia y Voltaje de VFD de HITACHI INVERSORES DE 3 NIVELES, USADOS PRINCIPALMENTE PARA APLICACION A MOLINOS DE LAMINACION HIVECTOL VHI ML/MH HIVECTOL VSI H HIVECTOL VHI ML/MH 12,000 35,000 24,000 MEDIO VOLTAJE INVERSOR CELDA HIVECTOL HVI M/S/L PLAN BAJO VOLTAJE HIVECTOL VSI-M INVERSOR DE 3 NIVELES HIVECTOL VSI S PRODUCTOS EN GABINETES SJ700 PLAN PRODUCTOS MODULARES SJ300 SJ200 L300P L200 0.2 0.5 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 2000 5000 10000 20000 50000 Potencia 7
2-6 VFD Directo Alto Voltaje Serie DHVECTOL-DI/HI DI/HI VFD Directo Alto Voltaje Sistema Inversor capacidad 8,000KVA para Motor de Inducción de 6,400kW Alta Eficiencia La eficiencia se incrementó hasta 98%, comparada con 94% del método convencional VFD IM 6kV Transf. de Reducción VFD Directo Alto Voltaje IM : Motor de Inducción Voltaje(V)?Línea de Productos? 10kV 1,100~ 10,000kVA (Plan) 6kV 250~ 8,000kVA???? 8
2-7 Ahorro de Energía por VFD de Alto Voltaje Ventiladores, Bombas, Sopladores Motores VDF Características Consumo de Energía Planta/Fábrica Ahorro en Consumo de Electricidad Alta Eficiencia Alto Desempeño Arreglo Compacto Ahorro de Energía Menor Ahorro de Energía Mayor Ahorro De Energía Velocidad Rotacional Más del 20% de ahorro de energía en promedio es esperado con tecnología VFD Tiempo 1 mes Ahorros acumulados de energía 9
2-8 VFD de Bajo Voltaje para Compresor tipo Tornillo COMPRESOR TIPO TORNILLO HITACHI Serie Vplus con VFD 10
2-9 VFD de Bajo Voltaje para Compresor tipo Tornillo De acuerdo con la presión predeterminada, la máxima velocidad rotatoria se ajusta automáticamente. A baja carga, se incrementa la máxima capacidad de aire. También se ajusta para mayor presión mediante el decremento de la máxima capacidad de aire. Presión de Operación (P) MPa 0.83 0.69 0.59 0.49 0.44 Mayor Presión El rango de operación del tipo convencional V Menor Presión Ejemplo) 37kW El rango expandido de operación con Vplus Capacidad Incrementada de Aire 11 100 106% Capacidadde Descarga de Aire (Q)
2-10 Ahorro de Energía por VFD de Bajo Voltaje para Compresor La tasa de consumo de potencia (%) 100 80 60 40 20 0 37kW Control Descarga Típica (0.69MPa) Descarga Típica + Control de Purga (0.69MPa) Ahorro de Potencia 40% Capacidad de Aire Incrementada 0.83MPa 0.69MPa 0.59MPa 0.44MPa 106 0 20 40 60 80 100 La tasa de consumo de aire (%) En el rango entre 0.83-0.44MPa, la capacidad de aire se incrementa y el efecto de ahorro de energía es máximo. 12
2-11 Ahorro de Energía por VFD de Bajo Voltaje para Compresor Efecto en Ahorro de Energía Parámetros Compresor tipo Tornillo 37kW Consumo de aire promedio: 3.8m3/min Horas de Operación: 6,000 Horas/Año Ahorro de Energía : Ahorro en consumo de Electricidad - 34% -73,200kWh/Year Ahorro en costo de Electricidad -109,800Pesos/Año (1.5Pesos/kWh) 13
Transformador Amorfo HITACHI 14
3-1 Transformador Amorfo HITACHI Línea de Transformadores Hitachi (Trif( Trifásicos) Tipo Tipo Inmerso Inmerso en en Aceite Aceite Tipo Tipo Moldeado Moldeado Super Amorphous SP Alta Super Amorphous MS Super Amorphous S Cambio de Modelo( 07/12) Super Amorphous C Eficiencia Nuevas Series( 07/12) Super Amorphous MC Estándard para Top Runner Mandatorio desde abril de 2006 Super Top Runner (NúcleoSiFe/T-SiT) Estándard para Top Runner Mandatorio desde abril de 2007 Super Top Runner (SiFe Core/T-SiT) JIS C4304 (1999)Tr (JIS-SiT) Baja JIS C4306 (1999)Tr (JIS-SiT) 15
3-2 Transformador Amorfo HITACHI Especificación 1 Acero al Silicio Super Amorfo Item Top Runner Tipo Estándard Serie C Tipo alta eficiencia Serie S Tipo súper alta eficiencia Dimensión (mm) X 1480 (100) 1620 (109) 1790 (121) Y 1075 (100) 1125 (105) 910 (85) Z 1510 (100) 1510 (100) 1510 (100) Masa (kg) 2700 (100) 3250 (120) 3690 (137) Pérdida con carga al 100 % (W) Pérdida sin carga Pérdida por carga 1070 (100) 8460 (100) 360 (34) 9500 (112) 420 (39) 6300 (74) Pérdida Total 9530 (100) 9860 (103) 6720 (71) Pérdida Total al 50 % de carga (W) 3185 (100) 2735 (86) 1995 (63) 16
3-3 Transformador Amorfo HITACHI Especificación 2 100.0 Tipo Inmerso en Aceite 3F 1000kVA 6kV/210V 50Hz S-AMT C-AMT SiT Efficiency (%) 99.5 17 99.0 Estándard D.O.E. Eficiencia 99.36% ( F.C. 50% ) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Load Factor (%)
3-4 Transformador Amorfo HITACHI Menor Emisión de CO2 Tipo Inmerso en Aceite Pérdidas (W) 3F 1000kVA 6kV/210V 50Hz 5,000 Energía Eléctrica Emisión de CO2 (tasa: 0.555kg/kWh) Pérdida por carga (W) Pérdida sin carga (W) 4,000 3,000 2,000 1,000 28MWh/año 15.5t/año 2,115 24MWh/año 13.3t/año 2,375 17MWh/año 9.7t/año 1,575 0 1,070 Transf. Acero al Silicio 360 420 Transf. Amorfo Serie C Transf. Amorfo Serie S 18
Muchas Gracias! 19 Hitachi México, S.A. de C.V. TEL: 55-5282-9040 e-mail : tmx5552829042@prodigy.net.mx