Variadores de velocidad, eficiencia y ahorro
Eficiencia y ahorro energético en los equipos de bombeo, gracias a la instalación de los variadores de velocidad
Conforme la electrónica avanza y la generación de energía es cada vez más costosa, se torna rentable y muy necesario hacer cada vez más eficientes los equipos de impulsión. Es el caso de los grupos de bombeo para impulsión de agua. Haciendo uso de controles de frecuencia o de variadores de velocidad, pueden ser más eficientes y con ello ahorrar energía.
Los sistemas de velocidad variables se pueden aplicar en aquellas instalaciones en donde se requiere regular el flujo a diferentes cargas.
Los organismos operadores de agua potable, las comunidades de regantes y las instalaciones y sistemas de riego por aspersión tienen un gran potencial de ahorro de energía mediante la aplicación de velocidad variable a sus sistemas de bombeo directo a la línea, ya que éste es el caso donde la carga es variable.
Regulación del flujo en bombas centrífugas
En muchas ocasiones es preciso trabajar durante mucho tiempo en condiciones de caudal inferiores al nominal; en esta situación se pueden realizar planteamientos que permitan ahorros energéticos considerables, implantando el sistema de regulación de caudal más apropiado.
Los métodos de regulación de caudal se obtienen mediante: modificación de la curva presión-caudal del sistema sobre el que trabaja la bomba; modificación de la curva presión-caudal de la bomba; modificación simultánea de ambas características (sistema y bomba); arranque o paro de la bomba.
Leyes de afinidad
Las bombas centrífugas se comportan de acuerdo a las leyes de afinidad, éstas nos indican que: el flujo tiene un comportamiento lineal con la velocidad; la presión tiene un comportamiento cuadrático con la velocidad; la potencia de entrada tiene un comportamiento cúbico con la velocidad.
Ventajas de los variadores de velocidad
Con ellos podemos acelerar y desacelerar a voluntad, controlar la velocidad y mantener el factor de potencia.
Ajustando el torque motor a la carga resistente logramos eliminar el choque hidráulico o golpe de ariete. Al acelerar suavemente el aire de la tubería vacía, se va retirando lentamente y no golpea las válvulas de retención al abrir. Además evitamos la cavitación del impulsor en el momento de arranque cuando el agua está detenida. Al parar el motor suavemente reducimos muchísimo el golpe de ariete. Evitando golpes de ariete y demás, se aumenta la vida mecánica del motor. Por otro lado ahorramos energía ya que podemos regular el caudal.
En combinación con relé programable zelio e interface de comunicación para zelio, podemos controlar el funcionamiento y las incidencias de la instalación, a distancia, mediante teléfono móvil.
Hola, estoy interesado en comprar un variador de velocidad de 50 hp para una extrusora de plásticos de baja densidad.
Para determinar el variador de velocidad más adecuado, necesitamos conocer: la tensión de alimentación del motor; la potencia del motor; si la aplicación es severa (mucho par de arranque), o estándar; y las peculiaridades de control (si se desea control a distancia, o introducir los parámetros directamente sobre el variador)
Hola, mi nombre es Pedro Lara.
Soy ingeniero agrónomo y estoy haciendo un proyecto de regadío, con un bombeo a presión directamente a hidrantes para unas 30 hectáreas. Las fincas (salvo algunas que tienen 1 hectárea) son inferiores a 0,5 has. En total hay unos 40 hidrantes, se pretende regar por goteo o microaspersión, hay que garantizarles unas 5 atm a la entrada del hidrante.
Me ha parecido muy interesante la puntualización de adecuar el variador a la bomba. Tengo especial interés en este tema, me gustaría ponerme en contacto con ustedes y que me facilitaran información sobre sus variadores y los relés de control.
Muchas gracias de antemano.
Hola Pedro, estamos a su disposición para ampliar cualquier información que precise. Para determinar el variador de velocidad más adecuado, necesitamos conocer los siguientes datos:
1. Tensión de alimentación del motor. (V)
2. Potencia del motor (HP)
3. Si la aplicación es severa (necesita mucho par de arranque), o es estándar.
4. Peculiaridades de control (si se desea control a distancia, o introducir los parámetros directamente sobre el variador).
Conocidos estos datos podemos indicarle los modelos más adecuados. Saludos.
Me gustaría conocer los otros componentes que aparecen en el vídeo.
Hola Gabriel, los otros componentes son: variador de velocidad, relé zelio (con o sin pantalla), fuente de alimentación que funciona como transformador y pasarela, y módulo GSM para contactar por teléfono móvil.
Para identificar el modelo de cada elemento es necesario conocer la tensión y potencia de las bombas, el voltaje, y qué queremos controlar (las prestaciones).
Debo armar un tablero para dos bombas centrífugas de 5 HP cada una, trifásicas. Necesito que varíen su velocidad según la presión o el caudal de agua requerido; además deben arrancar escalonadamente según la demanda o consumo de agua. Agradecería sus consejos técnicos.
Para el tipo de instalación que plantea tenemos la solución de un variador de la gama ATV61 con la opción de tarjeta de control multibomba.
Este equipo puede controlar la velocidad de una bomba y también la puesta en marcha de hasta tres bombas más con caudal fijo, según la demanda, que controlaríamos a través de un presostato y, opcionalmente, de caudalímetros.
La bomba de caudal fijo, podría accionarse a través de un contactor o a través de un arrancador suave, permitiendo de este modo un arranque progresivo controlado.
Para seleccionar el variador concreto de la gama, hay que definir el rango de presiones de trabajo, las tensiones de maniobra y otros aspectos de la instalación.
¿Es posible utilizar variadores de velocidad con cualquier tipo de líquido?
Sí, el variador es un elemento electrónico cuyo cometido es regular la velocidad del motor de la bomba.
Tengo una bomba sumergida de 80 caballos accionada por un grupo electrógeno de 160 Kva, la tensión es 400V. ¿Qué variador de velocidad necesito? O en este caso, ¿sería suficiente un arrancador?
Para esta aplicación, con un arrancador progresivo funcionaría perfectamente. Sería suficiente con configurar una rampa de arranque y otra de parada.
Tengo una bomba sumergible de unos 20 Hp, a unos 230 m de profundidad, accionada por un grupo electrógeno y necesito regular la presión del agua a la salida de la bomba. ¿Con el variador de frecuencia puedo controlar arranque y regulación de la presión del agua, o necesito arrancador suave para el arranque y además el variador para lo de la presión del agua?
Según los datos que nos facilita, con el variador sólo es suficiente. Por ejemplo, con un variador ATV320 llegamos a los 15 Kw.
Tengo una bomba de riego sumergible de 5,5 kw y necesito disminuir el caudal, ¿con un variador de frecuencia sería posible?
Con un variador de frecuencia variable podemos modificar la velocidad de la bomba y con ello bajar el caudal, pero siempre dentro del régimen óptimo de trabajo, para ello debemos conocer la curva de prestaciones (mínimas-máximas) de la bomba.
Tengo varias bombas y varios ventiladores que se están encendiendo y apagando constantemente, si le pongo variadores a cada uno sin modificar la frecuencia, ¿me ayudaría a ahorrar energía?, ¿siempre o únicamente en los arranques y paros?
Con variador modificando la velocidad en vez de seccionar el caudal, se ahorra normalmente mucha energía.
Los variadores cuando arrancan, limitan la intensidad y en esos picos de arranque, ahorran.
Los variadores para manejo de bombas y ventiladores, suelen tener una función de ahorro energético en la que se ajusta la intensidad para la demanda de par del motor. En este caso el ahorro es menos considerable, pero también importante.
Para la instalación de 2 bombas centrífugas para bombeo de agua de 70 HP, de las cuales una trabaja de reserva o en stand by, ¿es posible que puedan trabajar ambas solo con un variador de velocidad? ¿Qué ventajas o desventajas tendría?
Sí, se podrían gestionar. Si la demanda es grande y tuvieran que entrar las dos, con un transductor de presión se podría gestionar la presión en el circuito. Hacer que una regulara velocidad y la otra entrara en directo o con un arrancador suave y con la que estuviera conectado el variador regularíamos velocidad para mantener la presión constante.