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Ing Carlos Vargas Julio 23 de 2013 Cartagena, Colombia

TECNOLOGÍA DE VSD EN ENFRIADORES DE AGUA

CIAR 2013

Tecnología VSD en Plantas de Agua Fría Agenda

  JCI

  Consumo Eléctrico en Plantas de Agua Fría

  Ahorro Energético en Enfriadores

  Mitos sobre VSD en Enfriadores

  Estrategia de prendido y apagado de Enfriadores (CPO 10)

  Ahorro Energético en Bombas de Agua Fría y Torres de Enfriamiento

  Secuencias posibles para Bombas y Torres (CPO 10)

  Preguntas

2

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Tecnología VSD en Plantas de Agua Fría Consumo Energético en Plantas de Agua

  Consumo Promedio

8

ELEMENTO % CONSUMO CHILLERS 75%

BOMBAS AGUA CONDENSACIÓN 2% BOMBAS AGUA FRÍA 17%

TE 6% TOTAL 100%

Tecnología VSD en Plantas de Agua Fría Consumo Energético en Plantas de Agua

  Consumo Promedio

9

75%

2%

17%

6%

CHILLERS

BOMBAS DE AGUA CONDENSACIÓN

BOMBAS DE AGUA FRÍA

TORRES DE ENFRIAMIENTO

Tecnología VSD en Plantas de Agua Fría Ahorro Energético en Enfriadores

  Consumo Eléctrico en el Compresor

  Compresor trabaja dependiendo del Lift

  Lift = Temp Entrada Agua Cond – Temp Salida Agua Fría

10 10

BAC

BAF

85° 95°

54° 44°

Condensador

Evaporador

Coil

Torre Enfriamiento

  Depende de la Aplicación

  Tecnología Piso Falso

  Pre tratamiento de Aire


  Consumo Eléctrico en el Compresor

  Compresor trabaja dependiendo al Lift

  Lift = Temp Entrada Agua Cond – Temp Salida Agua Fría

11 11

BAC

BAF

85° 95°

54° 44°

Condensador

Evaporador

Coil

Torre Enfriamiento

  Depende de la Ubicación

  Torre de Enfriamiento Alta Eficiencia

  Bajo Approach

  Entradas para el control del Compresor:

  Temperatura Actual vs Set Point en el Evaporador

  Lift

 Posición actual de los Vanos de Prerotación

 RPM actuales

 Ahorro en el Motor

12


P2 P1

= RPM2 RPM1

( )3

DELTA RPM DELTA POTENCIA

5% 14.3%

10% 27.1%

15% 38.6%

20% 48.8%

Tecnología VSD en Plantas de Agua Fría Mitos sobre VSD en Enfriadores

1.  Es mejor mantener la mayor cantidad de Enfriadores a máxima Carga en una Planta.

13


14

Temp de Entrada de Agua Condensación

Diseño Tradicional (Velocidad Constante ECWT de 75°F)

60% de Carga 100% de Carga 80% de Carga

  Al 60% de Carga el Chiller es menos eficiente que al 100% de Carga



2.  Los Chillers no funcionan a Bajas Temperaturas de Condensación.

15


16

Orificio Variable

  Válvula Modulante en la línea de líquido para Controlar el paso de Refrigerante

  Sensor de Nivel de Refrigerante que mantiene nivel óptimo en el Condensador


17


  Con la Tecnología de Orificio Variable se puede bajar a Temperaturas de hasta 55°F

  Al 100% de Carga sigue siendo más eficiente que a cargas parciales



Nuevo Diseño – Orificio Variable (Velocidad Constante Baja Temp)

60% de Carga 80% de Carga

100% de Carga



2.  Los Chillers no funcionan a Bajas Temperaturas de Condensación. X

18




3.  No se debe usar VSD en Enfriadores que trabajen a Carga Plena.

19


20

Performance de Enfriador al 100% de Carga

Chiller con VSD Performance 0.35 kW/TR 55°F ECTW

Chiller vel Cte Performance 0.41 kW/TR 55°F ECTW

100% de Carga




3.  No se debe usar VSD en Enfriadores que trabajen a Carga Plena. X

21


22




Nuevo Diseño – Orificio Variable (Velocidad Constante Baja Temp)

60% de Carga 80% de Carga

100% de Carga


Chiller con Variador de Velocidad

Ahorro 16%


1.  Es mejor mantener la mayor cantidad de Enfriadores a máxima Carga en una Planta. X



23





4.  Los VSD sólo ahorran energía en 1 sólo Enfriador

5.  La mejor eficiencia posible es 0.50 kW/Ton

24


25

ECWT

Enfriador Velocidad Cte 0.622 kW/ton

Enfriador con Orificio Variable 0.575 kW/ton

Enfriador con VSD 0.587 kW/ton


26

ECWT

  A 75°F ECWT

  2 Enfriadores Tradicionales a Velocidad CTE a Carga Plena = 0.578 kW/Ton

  1 Enfriador Tradicional a Carga Constante a Carga Parcial = 0.61 kW/Ton

Eficiencia Total de la Planta = 0.584 kW/Ton


27

ECWT

  A 75°F ECWT

  2 Enfriadores con Orificio Variable a Carga Plena = 0.493 kW/Ton

  1 Enfriador con Orificio Variable a Carga Parcial = 0.53 kW/Ton



28

ECWT

  A 75°F ECWT

  2 Enfriadores con VSD a Carga Plena = 0.473 kW/Ton

  1 Enfriador con VSD a Carga Parcial = 0.418 kW/Ton



29

ECWT

  A 75°F ECWT

  3 Enfriadores con VSD a Carga Parcial = 0.418 kW/Ton



30

Enfriador Tradicional Velocidad Cte Eficiencia de Planta Total = 0.584 kW/ton

Enfriador con Orificio Variable Eficiencia de Planta Total = 0.500 kW/ton

Enfriador con VSD Eficiencia de Planta Total = 0.462 kW/ton

Enfriadores con VSD operando a Carga Parcial

Eficiencia Total de la Planta = < 0.418 kW/ton


31

La máxima eficiencia en chillers con VSD ocurre entre el 30% y el 80%





4.  Los VSD sólo ahorran energía en 1 sólo Enfriador. X

5.  La mejor eficiencia posible es 0.50 kW/Ton. X

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  Sin Importar cuantos Chillers los VSD en los enfriadores Ahorran Energía con respecto a los enfriadores de velocidad Constante.

  La mayor eficiencia se da en cualquier lugar del mundo pues mantiene la eficiencia con diferentes condiciones de Condensación.

  La eficiencia más alta es a carga parcial con VSD

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Tecnología VSD en Plantas de Agua Fría Ventajas de Utilizar VSD

  Ahorro Energético

  Protección Eléctrica

  Corrección automática del FP a más de 0.95.

  Niveles de Ruido más Bajos

  Filtro de Armónicos

  Std 26%

  Con Filtro adicional se cumple IEEE 519-92

  Arrancador Suave

  Incrementa la Vida útil del Equipo

  Minimiza el Overshoot de Corriente

  Reinicio Rápido

  Permite reiniciar el chiller en 3 minutos

  Sin VSD se requiere una espera de 30 minutos

34

Para maximizar la eficiencia las plantas deben ser diseñadas y operadas buscando este fin

Bombas y Motores

Variadores de

Velocidad

Elementos y componentes para realizar Ahorro

Torres de Enfriamiento

Chillers

Automatización y Optimización

Tecnología VSD en Plantas de Agua Fría Estrategia de Prendido y Apagado en Enfriadores CPO 10

36

Enfriador con VSD Típico Eficiencia Aproximada Ef Aproximada por el CPO

Punto Bajo % Load

Punto Alto % Load


37

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Co

effi

cen

t o

f P

erfo

rman

ce

Tons

Carga del Edificio vs. Eficiencia (3 Chillers)

500T 800T 1000T

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Co

effi

cen

t o

f P

erfo

rman

ce

CO

P

Tons

Carga Vs Eficiencia (3 Chillers)

500T 800T 1000T 500T & 800T

500T & 1000T

800T & 1000T

3 Chillers

Selección de la combinación más Eficiente



  Cuatro Estrategias para Ubicar el Punto

1.  Medición de Consumo eléctrico del Enfriador

2.  Medición de delta de Temperatura

3.  Medición de BTU

  Medición de Flujo

  Medición de Delta Temperatura

4.  Sistema Primario Variable Secundario Variable

39

40

Sistema Primario Constante Planta de Agua Fría

41

Sistema Primario Variable Planta de Agua Fría

Flujo

VSD Presión

VALVULAS MODULANTES

Sistema de Agua Fría Primario Variable (Varios Chillers)

43

Agua Fría

Común Dedicado

Primario Variable A B

Primario / Secundario C D

Primario Constante E F

Agua de Condensación

Común Dedicado

Flujo Variable 1 2

Flujo Constante 3 4

Tecnología VSD en Plantas de Agua Fría Estrategia de Prendido y Apagado Bombas CPO 10

Un mundo más cómodo, seguro y sustentable

MUCHAS GRACIAS

¿PREGUNTAS?

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