Analisis Ahorro Energetico

La aplicación que tienen ustedes instalada, consta de ventiladores centrífugos, controlados, mediante compuertas (dampers) mecánicas de ajuste fijo, por lo cual el rendimiento de los ventiladores está supeditado a demasiadas variables que disminuyen su eficiencia y por ende disminuyen de manera importante la eficiencia energética, incrementando el consumo y por lo tanto el valor de la energíanecesaria para la operación.

Un Variador de Frecuencia Variable es un dispositivo electrónico que se utiliza para controlar la velocidad de un motor de inducción trifásico de CA. El número de polos del motor y la frecuencia que se le aplica, determinan su velocidad base. Es posible ajustar fácilmente la velocidad del motor modificando la frecuencia aplicada. Para cada salida de frecuenciaespecífica del variador, el motor proporciona una curva torque/velocidad diferente.

En el caso especifico de ustedes, en la línea que estamos previendo, los ventiladores tienen instalados motores de 75 HP, sin embargo, el consumo de estos es inferior a 40 A, lo cual indica que la potencia necesaria con la aplicación en carga completa puede estar entre los 40 y 50 HP. Debido a la potencia extra delmotor, las variaciones en las condiciones de trabajo de los filtros, condiciones atmosféricas y demás, van a producir cambios importantes en el rendimiento energético de los ventiladores.

Las leyes de afinidad (también conocidas como “leyes de los ventiladores”) indican que la salida o flujo del ventilador en pies cúbicos por minuto es directamente proporcional a la velocidad de éste. La presiónestática es proporcional a la velocidad del ventilador al cuadrado y los HP que requiere el ventilador son proporcionales, a su vez, a la velocidad del ventilador elevada al cubo. Por lo tanto, según las leyes de afinidad de la velocidad, la presión y la potencia, para producir un flujo de aire del 50%, el ventilador debe funcionar al 50% de su velocidad. En este punto de funcionamiento, elventilador produce el 25% de su presión nominal (0,5 X 0,5 = 0,25) y necesita solamente el 12,5% de su potencia nominal (0,5 X 0,5 X 0,5 = 0,125 ó 12,5%).

Existen varias formas de obtener un flujo de aire variable con un ventilador centrífugo. Los métodos de uso más común son los reguladores de salida de aire (Dampers), los álabes distribuidores y los variadores electrónicos de frecuencia.

Lafigura que aparece a continuación, nos permite mostrar la diferencia en la cantidad de energía que se consume cuando se utiliza una compuerta de salida de aire (Damper) o el control de flujo mediante Variador Electrónico de Frecuencia. La curva del ventilador (Línea azul en la figura) representa las características de presión y producción de flujo de un ventilador concreto. Las curvas que se elevandesde el origen de los ejes X e Y son las “curvas del sistema”. Las curvas del sistema representan el sistema físico de distribución de aire, lo que incluye conductos, filtros, reguladores de equilibrio y el mecanismo de regulación de flujo de la salida de aire del ventilador.



El punto 1 de la figura representa el flujo total, o flujo de diseño, con el regulador de salida de aire (Damper)en posición completamente abierta. En el ejemplo mostrado esto corresponde, aproximadamente, a una potencia de 25 HP, necesarios para suministrar el 100% de flujo con una presión nominal del 100%. El punto 2 representa un nivel de flujo del 75% con el regulador de salida de aire (Damper) parcialmente cerrado. Debido a la perdida de presión en el regulador de salida de aire, la presión aguas abajodel regulador disminuye. Este nivel de presión/flujo equivale a 23 HP, aproximadamente.

Finalmente, el punto 3 representa un nivel de flujo del 50%, obtenido al cerrar todavía más el regulador de salida de aire, con la consiguiente disminución del flujo e incremento de la carga en el regulador, cerrado casi por completo. Este nivel de presión/flujo equivale a 20 HP aproximadamente.

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