Ahorro Bombas

7/25/2019 Ahorro Bombas

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Centro de Estudios de Energa

Mtodo correcto de clculo de ahorros

de energa para justificar controladores

de frecuencia variable en motores debombas centrfugas

Ron Carlson, The correct method of calculating energy savings to justify adjustable-frequency drives on ums,! "EEE Transactions on "ndustry #lications, $ol%

&', (o% ', (ovember ) *ecember +"gor % .arassi/, .eneth % 0acnaughton, 1ombas, selecci2n, uso y mantenimiento,! 0c3ra4-5ill, 6789, ":1(; 7'8-


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Nomenclatura:Nomenclatura:

Carga de la bomba: H, [ft !lujo volumtrico: ", [gpm #ravedad especfica: ge, [$ %elocidad de la bomba: N, [rpm

&otencia hidrulica: hhp, [hp &otencia al freno: bhp, [hp

Nombre de la %ariableNombre de la %ariable 'imbolo (nidades 'imbolo (nidades


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)N*+-(CC).N

/os 0!- a1udan a reducir el consumo de energa elctrica2s necesario determinar con e3actitud los ahorros

para justificar la instalaci4n de un 0!-5/os ahorros dependen de las caractersticas delsistema5

/as f4rmulas para describir las caractersticas de

un sistema son fcilmente mal aplicadas2l modelar los sistemas a1uda a mejorar los clculos 1 los anlisis evitando errores


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0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

5500

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500

Flujo (gpm)

H(ft),B

HP(hp)

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

Eficiencia(%)

P1-bomba P-sistema Potencia Eficiencia

Curva Caracterstica de la 6ombaCurva Caracterstica de la 6omba1 del 'istema1 del 'istema

hpd

hphp QcaBHP +=

+QcaH SSS +=

+QcaH ppP +=

BHP

geHQEff

p

=&7'


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7-4nde se consume la energa en un sistema87-4nde se consume la energa en un sistema8

2n el ajuste de la presi4n de la bomba a losre9uerimientos del sistema mediante:

05 Cada directa de la presi4n 2strangulaci4n;

65 0umento del flujo en la bomba +ecirculaci4n;


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Control por vlvula de contrapresin ! "irarControl por vlvula de contrapresin ! "irar

e#ceso de presine#ceso de presin

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000flujo (gm!

"a#ga(ft!

0.00

0.15

0.30

0.45

0.60

0.75

0.90

Eficiencia

$ $s %$P E&ceso $ Eff

( )&7'

SGHHQhhp

Sp

VALV

=

motorEff

bhphp

?#:TE =

Eff

hhpbhp VALVEWASTE =

>otencia que entra a la bombaara ser deserdiciada

PUMP

SYS

SYSEff

hhpbhp =

( )

&7'

SGHQhhp SSYS

= >otencia que entra a la

bomba y es utili@adaen el sistema

>otencia que entra al motor araser deserdiciada en la v=lvula


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65 +ecirculaci4n de !lujo65 +ecirculaci4n de !lujo

0edidorde >resi2n

0edidor

de Alujo

Recirculaci2n

de flujo

1omba


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0

1000

20003000

4000

5000

6000

0 2000 4000 6000 8000

flujo (gm!

"a#ga(ft!

0.00

0.10

0.20

0.300.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

$ $s %$P E&ceso 'e flujo Eff

Control por recirculacin ! "irarControl por recirculacin ! "irar

e#ceso de flujoe#ceso de flujo

( )&7'

SGQQHhhp

Sp =

Eff

hhpbhp=

motorEff

bhphp

motoralentrada =

>otencia que entra al motory se deserdicia en la

v=lvula

*e manera similar se uede obtener la otencia que entra al motor y se utili@a

en el sistemaB la suma de la deserdiciada y la utili@ada es la que entra al motor


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/as curvas caractersticas de sistema 1 de la bombason diferentes

2l


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/ograr la intersecci4n de las curvas en cual9uierotra condici4n de operaci4n elimina la prdida deenerga de la sobrepresi4n5

/a intersecci4n se logra variando la velocidaddel impulsor de la bomba a travs de un 0!-5

7C4mo ahorran energa los 0!-87C4mo ahorran energa los 0!-8

&ara una condici4n de flujo re9uerido es necesariodeterminar: /a nueva velocidad, N

/a nueva potencia, bhp


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resi2n-$elocidad

>otencia-$elocidad&

+

6

+

6

=NN

BHPBHP


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2rror en los clculos alutili>ar le1es de afinidad

&ara determinar los ahorros en electricidad,usando un control de velocidad, con 0!-, sedeben determinar los bhpa velocidad fija 1

a velocidad ajustable5

2l error ms com?n 9ue se comete en elcaso de velocidad ajustable es el hacer uso

inadecuado de las le1es de afinidad5


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0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000

lujo (gm!

P#esi)n(ft!*

b+(+!

0.00

0.15

0.30

0.45

0.60

0.75

0.90

Eficiencia

$ $s "u#,a 'e afini'a' %$P Eficiencia

(so incorrecto de las le1es de afinidad

( )ft&+8+gm,


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2jemplo: !orma err4nea

-eterminar el ahorro en potencia al usar un 0!- para controlaruna bomba 9ue da @ABA ft de carga a un flujo de DDD gpm 1re9uiere DAE hp, 1 en la nueva condici4n trabajar con FDDD gpm

0 un "GFDDD gpm, la bomba re9uiere AED bhp 1 el sistema

re9uiere FDE ft de carga de presi4n,

(sando le1es de afinidad+ +

++ 6

6

& &

++ 6

6

6&+8+ +


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/os valores de "GFDDD gpm 1 HGADE ft no interceptan la curva delsistema por lo tanto la potencia consumida de @ bhp no es correcta%er figura: (so incorrecto de las le1es de afinidad;

2n forma err4nea se utili>an las le1es de afinidad al considerar unacaracterstica de operaci4n de la bomba como los valores iniciales 1reali>ar las operaciones con las ecuaciones de afinidad sin tomar encuenta 9ue la curva de afinidad construida as, no intercepta la curvade re9uerimientos del sistema en el flujo deseado5

2jemplo: !orma err4nea


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!orma correcta de usar las /e1es de0finidad

F5 'e debe dibujar una curva de afinidad 9ue intersecte la curva del sistema en la condici4n

final de flujo5

A5 -onde la curva de afinidad intersecte la curva decarga de la bomba se tomar como la condici4ninicial5

@5 -eterminando el flujo inicial, la curva de potenciade la bomba dar la potencia inicial5

5 Con la potencia inicial, flujo inicial 1 flujo finalse determinar la potencia final5


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(so Correcto de las le1es de afinidad

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0 500 1000 1500 2000 2500

flujo (gm!

"a#ga(ft!*

%$P

$ P#esi)n-sistema cu#,a 'e afini'a' . %$P

+

+

+

+

+

+

6

6C

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