View
220
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
1/69
Guía de gestión energética dezonas verdes y campos de golf
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
2/69
NORMATIVA Eup
EFICIENCIA INTERNA DE UNA BOMBA
CURVAS CARACTERÍSTICAS DE UNA BOMBA.
VARIADORES DE FRECUENCIA O VARIADORES
DE VELOCIDAD
EFICIENCIA DEL MOTOR. MOTORES DE ALTORENDIMIENTO.
COMPARATIVO ENERGÉTICO SISTEMAS DEIMPULSIÓN
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
3/69
Reducción de costesPerfil sostenible
Instalación de mayor eficiencia
Esto, le dará a todos lospropietarios de instalacionescomerciales una oportunidadpara reducir sus emisiones de
CO2 en sus instalaciones.
En 2007, la Unión Europea acordó recortar las emisiones de CO₂ enun 20% para 2020. Los 27 miembros de la UE deben cumplir esteobjetivo.
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
4/69
La EU ha reconocido este hecho en la aplicación de motoreseléctricos y ha aprovado la normativa de motores eléctricos:EuP Directive on electric motors (EC640/2009)
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
5/69
¿Se pueden efectuarahorros?En todos los sistemas de impulsión, las bombas son una parte importante. ¿Sepuede ahorrar energía?
Como fabricante de bombas, noscentramos en la reducción delconsumo energético de los equiposen sistemas como:
• Aire acondicionado• Calefacción• Equipos de presión• Sistemas de ACS
• Aguas residuales
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
6/69
¿Por qué mirar a los equipos debombeo?
Es posible mirar más detalladamente en todas las instalaciones
• Un mínimo del 10% del consumo energéticomundial está relacionado con equipos de
bombeo.• Los motores de las bombas representan el
24% de toda la energía usada por motores.
• 2/3 de todas las bombas instaladas
actualmente funcionan a velocidadconstante. Esto, sólo es necesario en un de las horas totales de funcionamiento.
• Simplemente cambiando los equipos de
velocidad constante a variable, se puedereducir su consumo energético entre un 20%y un 50%.
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
7/69
MediciónIdent. Bomba
MeasuresMultiple pumps
Customerinterview
MeasuresQ, ∆p, P
Analysisof data
Customerinterview
MeasuresQ, ∆p, P
∆t, outdoor t,
CalculationHeat emissionPressure loss
Controlcurves
Analysisof data
Auditoríabombeo
Auditoríaenergética
EnergyChecks
Sustitución
Cálculo de:
Consumo energético
Emisiones deCO2Coste Ciclo de Vida
Retorno de Inversión
Recomendación para
nuevas bombas
Nuevo enfoque
Conducted by Grundfos
MeasuresMultiple pumps
Customerinterview
MeasuresMultiple pumps
MeasuresQ, ∆p, P
Customerinterview
MeasuresMultiple pumps
Analysisof data
MeasuresQ, ∆p, P
Customerinterview
MeasuresMultiple pumps
Analysisof data
Analysisof data
MeasuresQ, ∆p, P
Customerinterview
MeasuresMultiple pumps
MeasuresQ, ∆p, P
∆t, outdoor t,
CalculationHeat emissionPressure loss
Controlcurves
Analysisof data
Analysisof data
MeasuresQ, ∆p, P
Customerinterview
MeasuresMultiple pumps
Entrevistacon cliente
MediciónQ, ∆p, P
∆t, outdoor t,
CálculosHeat emissionPressure loss
Controlcurves
Análisisinfo.
Análisisinfo.
MediciónQ, ∆p, P
Entrevistacon cliente
MediciónVarias bombas
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
8/69
La EU ha reconocido este hecho en la aplicación de motoreseléctricos y ha aprovado la normativa de motores eléctricos:EuP Directive on electric motors (EC640/2009)
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
9/69
La clasificación energética
Clase Índice deRendimiento
Energético (EEI)
A EEI
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
10/69
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
11/69
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
12/69
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
13/69
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
14/69
(
)
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
15/69
2
3 ( ).
20 .
2
0.000 .
Fuente : Ministerio de Clima y Energía deDinamarca
LA NUEVA OBLIGATORIEDAD EN LOS NIVELESDE EFICIENCIA PARA LOS MOTORESELECTRICOS PROVOCARÁ UNA DISMINUCIÓNDE EMISIONES DE CARBONO
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
16/69
( )
%
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
17/69
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
18/69
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
19/69
Las nuevas Clases deeficiencia tienen nuevanomenclatura:
IE1 (Eficiencia )
IE2 (Eficiencia )IE3 (Eficiencia )
IE = International Efficiency.
2
NEMAPremium (IE3)
IE2
IE1
IE3
NEMA EPAct(IE2)
N i v e l d e
E f i c i e n c i a
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
20/69
30 , 300
, . 40%
, ,
.
. ,
.
IE2
IE3
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
21/69
, 3
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
22/69
EuP Lote de 11 Motors – Final
Coimbra, 18 de Febrero 2008
“ , %
,
%
.” (pagina57)
100
130
160
100
120
140
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
Low kW High kW Low kW High kW Low kW High kW
Eff2 / IE1 Eff1 / IE2 IE3
E f f 2
=
i n d e x
1 0 0
Cost small
Cost big
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
23/69
6 Julio 2005 EU adoptó la “Eco-design” Directiva (2005/32/EC) para
Productos que utilicen Energía un marco general que secomplementa con “medidas de implementación” (Ej. MEPS).
22 Julio 2005 Comisión de la UE adoptó un reglamento para aplicar losrequisitos de “eco-design” para motores eléctricos(Reglamento 640/2009), con efecto a partir de mediados de2011, dando a los fabricantes 2 años para garantizar que susproductos cumplen.
16 Julio 2011 Etapa 1: motores deben cumplir con el nivel de eficiencia IE2
1 Enero 2015 Etapa 2: Los motores con una potencia de salida ≥ 7.5 – 375Kw. deben cumplir el nivel de eficiencia IE3 o el nivel de IE2 siesta equipado con un accionamiento de velocidad variable.
1 Enero 2017 Etapa 3: Los motores con una potencia nominal de 0,75 a 375kW deberán cumplir con el nivel de eficiencia IE3 o el nivel IE2si esta equipado con un accionamiento de velocidad variable
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
24/69
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
25/69
Consumo global depotencia eléctrica:
• Se utiliza entre el 20% yel 25% para elfuncionamiento de la
bomba•Se podría ahorrar entre el30% y el 50% de la energíaconsumida por los
sistemas de bombeo
GRUNDFOS SP
25
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
26/69
GRUNDFOS SP
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
27/69
GRUNDFOS SP
27
Initial cost: 5%
Coste inicial: 5%Coste mantenimiento:10%Coste energía:85%
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
28/69
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
29/69
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
30/69
06
, .
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
31/69
Energía, Potencia yRendimientoProceso de transformación de la energía
ENERGIA HIDRAULICA
ENERGIA MECANICA
ENERGIA ELECTRICA
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
32/69
,
Rendimiento: P2
P1
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
33/69
P1
P2
P3
P4
Los diferentes niveles de potencia
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
34/69
motor
P
P η
2
1 =
En función de la intensidad consumidala potencia eléctrica
MonofásicoTrifásico Φ= cos*)(*)(*3)(1 amperios I volt U watt P
Φ= cos*)(*)()(1 amperios I volt U watt P
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
35/69
hidráuliceta
PP
)(
43
η =
32
η (% )
6 8
1 8
H (m)
Q (m3 /h)
Q (m3 /h)
2 ,3
P 3 ( kW)
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
36/69
η ( % )
6 8
1 8
H ( m )
Q (m3 /h )
1 8
H ( m )
Q (m3 /h )η ( % )
6 8
6560
70
6572
70
18
H (m)
Q (m3 /h)
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
37/69
P4 = r . g . Q . H1. P4 : potencia en watios (W);2. r (ro): densidad del líquido en kilogramos por metro cubico (kg/m3)3. g: aceleración gravitatoria en metros por segundo cuadrado (m/s2);4. Q : caudal en metros cúbicos por segundo (m3/s);5. H : presión o altura manométrica total suministrada por la bomba (m).
367
)(*) / ( 3
4
m H hmQP =
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
38/69
20 , 3/ ,
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
39/69
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
40/69
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
41/69
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
42/69
H(m)
Q1 Q (m3/h)
H1
Q2
P1P3
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
43/69
VENTAJAS EN "AGUA FRÍA" :
- obtener una presión constante en ladescarga
- Para obtener un caudal constante- control por medio de una señal 4-20mA/0-10V
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
44/69
+
-1 periodo
t
Corriente alterna:
La frecuencia (Hz), és la cantidad de periodos o ciclos que hay en 1 segundo
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
45/69
M
3
1x230V
ou 3x400V
Filtro de corrientealterna
Puente
rectificador
Filtro C.C.
Inversor
Motor
.
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
46/69
VARIACION DE FRECUENCIA
Sin limite de potencia
Rendimiento elevadoNo afecta al rendimiento del motor deforma importanteFlexible para utilizar en un amplio
rango de velocidades
Electrónica máscomplejaMás caro
VENTAJAS INCONVENIENTES
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
47/69
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
48/69
Consumo de energía
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
49/69
Caudal [m³/h]
Horas
200
150
100
50
0
¿Cuantas bombas en paralelo?> ¿Cuales son los caudales annuales mínimo y máximo requeridos?> ¿Cuales son los caudales diarios mínimo y máximo requeridos?
> ¿Cómo es el perfil diario?
Ejemplo de perfil de carga
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
50/69
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
51/69
Curva de potencia
H
Q
Q
P
P4
P2
P1= P2 x Motor h
P1
P2P3
P4
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
52/69
1 : Punto de trabajo con pobre
2 : Punto de trabajo con bueno
Q
H1
2
%
0
0
Q
ηηηη
0
0
η
η
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
53/69
Rendimiento - Fórmula
Q = m³/s
m = H [m]g = 9.81 m/sD (densidad) = kg/m³
η
Dg H Q
P
×××
=
72.21
100081.91
3600
1
=
×××
=P
[ ]kW
m H hmP =
×
××=
1000
72.2 / 3
η
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
54/69
H
Q
Q
P
P4
P2
P1= P2 x Motor h
P1
P2P3
P4
Capacidad: 130 m³/hAltura: 16 m
P4:
P2:
P1:
( )kW
H mhm65.5
1000
72.216 / 130 3
=××
( )kW
H mhm53.7100075.0
72.216 / 130 3
=×
××
( )kW
H mhm07.9
100075.083.0
72.216 / 130 3
=××
××
Ejemplo: LP 100-125/137
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
55/69
Adaptación delrendimiento
de la bomba al punto detrabajo del momento
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
56/69
d1 d2Fórmula teórica
¡Ojo!El cambio de díametro cambia
también el rendimiento
Impulsor
Díametro cambiante del impulsor
121
2 d d Q
Q×=
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
57/69
Q2
H
Q
0
0
1
212
QQd d ×=
50
40
2162 ×=d
1932 =d
Q1
2161 =d
1932 =d
Díametro cambiante del impulsor
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
58/69
Control de velocidad
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
59/69
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
60/69
Ley de afinidad
La velocidad n es proporcional
al caudal Q
La altura H es proporcional alcaudal Q elevado al cuadrado
La potencia de entrada P es proporcionalal caudal Q elevado al cubo
=
Q
Q
n
n x x
2
=
Q
Q
H
H x x
3
=
Q
Q
P
P x x
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
61/69
Efectos de la velocidad variable
2
3
H
Q
n1 = 2900
n1 x (Q2/Q1) = n22900 x (12.5/25) = 1450
H1 x (Q2/Q1) = H210 x (12.5/25) = 2.5
P1 x (Q2/Q1) = P21.2 x (12.5/25) = 0.15
2
3
12.5 25
10
2.5
1.2
0.15
n2 = 1450
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
62/69
•TP 100-125/137
•120•110•100•90•80•70•60•50•40•30•20 •140•130•10
•4
•24
•20
•16
•12
•8
•H [m]
•Q [m³/h]
•50% •60%
•70%
•70%
•75%
•75%
•79%
•60% •50%
Bomba estándar
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
63/69
Cálculo con bomba estándar
1
4
3
2
[ ]kW
mhead hmP =
×
××=
1000
72.2 / 3
η
kW 20.6100076.0
72.216110=
×
××
kW 71.5100078.0
72.22082=
×
××
kW 91.4100067.0
72.22255=
×
××
kW 05.3100047.0
72.22422 =×××
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
64/69
Bombas VFD / Presión constante
TP 100-125/137
1201101009080706050403020 14013010
4
24
20
16
12
8
H [m]
Q m³/h
50% 60%
70%
70%
75%
75%
79%
60%
50%
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
65/69
Cálculo con bombas VFDPresión constante
1
4
3
2
[ ]kW
malturahmP =
×
××=
1000
72.2 / 3
η
kW 20.6
100076.0
72.216110=
×
××
kW 51.4100079.0
72.21682=
×
××
kW 28.3
100073.0
72.21655=
×
××
kW 99.1100048.0
72.21622=
×
××
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
66/69
Bomba VFD / Presión porporcional
TP 100-125/137
1201101009080706050403020 14013010
4
24
20
16
12
8
H [m]
Q m³/h
50% 60%
70%
70%
75%
75%
79%
60%
50%
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
67/69
Cálculo con bomba VFDPresión proporcional
1
4
3
2
[ ]kW
malturahmP =
×
××=
1000
72.2 / 3
η
kW 20.6100076.0
72.216110=
×
××
kW 75.3100078.0
72.21182=
×
××
kW 72.11000785.0
72.2955=
×
××
kW 65.0100064.0
72.2722=
×
××
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
68/69
Cálculo, un año
Bomba estándarControl de frecuencia
Presión constante Presión proporcional
Caudal
[m3
/h]
Caudal
[%]
HorasP1
[kW]Sum:[kWh]
P1[kW]
Sum:[kWh]
P1[kW]
Sum:[kWh]
110 100 380 6.20 2,356 6.20 2,356 6.20 2,356
82.5 75 1450 5.71 8,279 4.51 6,539 3.75 5,437
55 50 2850 4.91 13,993 3.28 9,348 1.72 4,902
22 20 4080 3.05 12,444 1.99 8,119 0.65 2,652
37,072 26,362 15,347
100% 71% 42%
8/16/2019 05 Sistemas de Impulsión BOMBAS GRUNDFOS Fenercom 2012
69/69
Recommended