Eficiencia Energética en Sistemas de Cargas Cuadráticas con VDF

  • Por SOLTEX CHILE
  • 07 dic, 2017

VDF

Requerimientos de energía de un sistema de ventilación bajo diferentes métodos de control. Marzo 2013
En cualquier fábrica o planta industrial, es factible encontrar un proceso que involucre aplicaciones con cargas del tipo cuadráticas, tales como ventiladores, bombas centrífugas u otros elementos. Si bien existen varios métodos de control para este tipo de dispositivos, los variadores de frecuencia, además de ofrecer una mayor precisión en el control y una importante mejora de su vida útil, logran reducir el consumo energético que necesitan estos equipos.
En Chile, más del 50% de todo el consumo eléctrico en el sector industrial, se debe a motores eléctricos, y un 60% de esta utilización corresponde a aplicaciones de bombas centrífugas y ventiladores. Ahora bien, considerando que el costo de energía en el país es superior en un 30% al de Brasil, un 40% mayor que México y casi 300% más caro que Perú, se puede definir el ahorro de energía como un factor fundamental para la competitividad global de las empresas.

Además de hacer más competitiva una empresa, reducir el consumo de energía ahorra recursos naturales, protege el medio ambiente, es una gran oportunidad de negocio, y además hoy en día es un importante tema político y de RSE.
Ventiladores y bombas
Típicamente diseñados para flujo máximo, con grandes reservas incluidas durante la etapa de diseño, los sistemas de ventiladores operan, en general, bajo el punto de diseño y su flujo es controlado por medio de un dámper o un giro de aletas. En promedio, la potencia consumida por estos sistemas varía en forma cúbica respecto a la variación de velocidad (Potencia Consumida - Velocidad3).

Por su parte, los sistemas de bombeo están diseñados para un flujo máximo con múltiples factores de servicios adicionados. En general, operan bajo el punto de capacidad máxima y el flujo es controlado tradicionalmente por control de salida, utilizando válvulas para estrangulación de flujo o por bypass (recirculación) en el que la salida de flujo es enviada a la entrada de la bomba.

En este contexto, la eficiencia promedio del bombeo es inferior a 40%, considerando que la eficiencia típica de una bomba es del 70% y un 10% de las mismas funcionan a eficiencias inferiores al 10%. Esto se debe a que tradicionalmente, las bombas y sistemas anexos se sobre dimensionan y no se diseñan para operar a un nivel próximo al punto de mayor eficiencia de la bomba (BEP).

Por lo tanto, las bombas consumen mucha energía, resultando en un menor rendimiento de las instalaciones y aumento de reactivos, lo que se refleja en una reducción sustancial de la vida útil del equipo y de sus componentes y en una mayor cantidad de fallas, además de incremento de los bancos de condensadores para corregir reactivos o el pago de multas por mal factor de potencia.

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