Post on 10-Jul-2015
Jornada técnicaAhorro energético en sistemas de aire comprimido
EL AHORRO ENERGÉTICO
EN LOS SISTEMAS NEUMÁTICOS
Jornada técnicaAhorro energético en sistemas de aire comprimido
ContenidoCoste del Aire ComprimidoPilares para el Ahorro de Energía
PresiónSectorizaciónMedición y controlCalidad de Aire
Estudio de aplicaciones específicasResumen
Jornada técnicaAhorro energético en sistemas de aire comprimido
Coste del Aire Comprimido – GENERACIÓN
Un compresor de 125 CV (90kW) es capaz de proporcionarnos un caudal de unos 16 m3/min. Funcionando en continuo durante un año consumiría cerca de 80.000 € en energía eléctrica (depende del coste del kW/h)
1 Nm3 ≈
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Coste del Aire Comprimido – FUGA / SOPLADO
Programa para el cálculo de las fugas y su coste
Presión (bar) 5,0Diámetro del orificio (mm) 3,0Coste del aire (€/Nm3) 0,01Horas fuga/día 24Días fuga/año 365
Fugas Nl/min Nm3/hora Nm3/año €/hora €/día €/año420 25,2 220.883,0 0,25 6,05 2.209
Una fuga de 3mm de diámetro soplando a 5 bar consume una energía equivalente a 5 bombillas de 100W funcionando en continuo
Jornada técnicaAhorro energético en sistemas de aire comprimido
Los PILARES del Ahorro de Energía
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Jornada técnicaAhorro energético en sistemas de aire comprimido
Debemos asegurar que la presión a la que trabajen las máquinas sea la MENOR posible
Programa para el cálculo del consumo en cilindros
Presión (bar) 7,0Diámetro del cilindro (mm) 50Número de cilindros 10Carrera (mm) 600Ciclos/min 5Coste del aire (€/Nm3) 0,010Horas trabajo/día 16Días de trabajo/año 250
Nl/min Nm3/hora Nm3/año €/hora €/día €/año942 56,5 226.080 0,57 9,04 2.261
Presión
Jornada técnicaAhorro energético en sistemas de aire comprimido
Presión
Programa para el cálculo del consumo en cilindros
Presión (bar) 5,5Diámetro del cilindro (mm) 50Número de cilindros 10Carrera (mm) 600Ciclos/min 5Coste del aire (€/Nm3) 0,010Horas trabajo/día 16Días de trabajo/año 250
Nl/min Nm3/hora Nm3/año €/hora €/día €/año765 45,9 183.690 0,46 7,35 1.837
Reduciendo la presión de funcionamiento de la máquina de 7 a 5.5bar, ahorraremos casi un 20% en el consumo de energía. Las FUGAS de la máquina se reducirán también en un 20%
Jornada técnicaAhorro energético en sistemas de aire comprimido
Presión
012345678
Máquina1
Máquina2
Máquina3
Máquina4
Máquina5
TIPO 1TIPO 2TIPO 3COMPRESOR
Al reducir la presión podemos encontrarnos con 3 casos diferentes. Debemos analizar nuestra instalación
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PresiónAR: Reducción de la presión por máquina
EVBA: Aumento de la presión sólo para aplicaciones puntuales
ISE30: Control visual y mediante señales digital/analógicas del rango de presión adecuado
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Sectorización
Formas de sectorizar nuestro circuito:
Por Zonas → Se consigue eliminar FUGAS en periodos de no operaciónPor Niveles de Presión → Se consigue reducir el consumo de las máquinas y de las fugas
Jornada técnicaAhorro energético en sistemas de aire comprimido
Presión (bar) 7,0
Diámetro del cilindro (mm) 50Número de cilindros 10Carrera (mm) 600Ciclos/min 5Coste del aire (€/Nm3) 0,010Horas trabajo/día 16Días de trabajo/año 250
Nl/min Nm3/hora Nm3/año €/hora €/día €/año942 56,5 226.080 0,57 9,04 2.261
Presión (bar) 7,0Diámetro del orificio (mm) 2,0Coste del aire (€/Nm3) 0,010Horas fuga/día 24Días fuga/año 365
Fugas Nl/min Nm3/hora Nm3/año €/hora €/día €/año261 15,7 137.438,3 0,16 3,77 1.374
COSTE ENERGÉTICO TOTAL ANUAL
3.635 €
Sectorización
Jornada técnicaAhorro energético en sistemas de aire comprimido
Presión (bar) 5,5
Diámetro del cilindro (mm) 50Número de cilindros 10Carrera (mm) 600Ciclos/min 5Coste del aire (€/Nm3) 0,010Horas trabajo/día 16Días de trabajo/año 250
Nl/min Nm3/hora Nm3/año €/hora €/día €/año765 45,9 183.690 0,46 7,35 1.837
Presión (bar) 5,5Diámetro del orificio (mm) 2,0Coste del aire (€/Nm3) 0,010Horas fuga/día 24Días fuga/año 365
Fugas Nl/min Nm3/hora Nm3/año €/hora €/día €/año205 12,3 107.987,2 0,12 2,96 1.080
COSTE ENERGÉTICO TOTAL ANUAL
2.917 €
Reduciendo la presión de trabajo de la máquina de 7 a 5.5 bar hemos reducido su consumo energético en un 20%
Sectorización
Jornada técnicaAhorro energético en sistemas de aire comprimido
Presión (bar) 5,5
Diámetro del cilindro (mm) 50Número de cilindros 10Carrera (mm) 600Ciclos/min 5Coste del aire (€/Nm3) 0,010Horas trabajo/día 16Días de trabajo/año 250
Nl/min Nm3/hora Nm3/año €/hora €/día €/año765 45,9 183.690 0,46 7,35 1.837
Presión (bar) 5,5Diámetro del orificio (mm) 2,0Coste del aire (€/Nm3) 0,010Horas fuga/día 16Días fuga/año 250
Fugas Nl/min Nm3/hora Nm3/año €/hora €/día €/año205 12,3 49.309,2 0,12 1,97 493
COSTE ENERGÉTICO TOTAL ANUAL
2.330 €
Reduciendo la presión y cortando el suministro en periodos de no operación, reducimos su consumo energético en un 36%
Sectorización
Jornada técnicaAhorro energético en sistemas de aire comprimido
AV: Corte por máquina, arranque progresivo y descarga
EVNB especial: Corte en línea hasta 2”, bajo consumo 0.5W y apertura retardada
Sectorización
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Medición y ControlUn soplado con una boquilla de 5mm de diámetro consume la misma cantidad de aire que 300 cilindros de diámetro 50mm y carrera 100mm haciendo 1 ciclo/min funcionando a 5 bar
Es habitual que el nivel de fugas en un sistema suponga un alto % (>25) del consumo energéticototal de una instalación
Ø5 mm = 300 X
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El mayor problema que encontramos para reducir fugas es como localizarlas. No es fácil saber en que puntos de nuestros sistema se están produciendo fugas
El sistema de redes interconectado hace que no podamos conocer cuanto aire se está consumiendo en cada parte del sistema
Medición y Control
Jornada técnicaAhorro energético en sistemas de aire comprimido
Presión (bar) 7,0
Diámetro del cilindro (mm) 50Número de cilindros 10Carrera (mm) 600Ciclos/min 5Coste del aire (€/Nm3) 0,010Horas trabajo/día 16Días de trabajo/año 250
Nl/min Nm3/hora Nm3/año €/hora €/día €/año942 56,5 226.080 0,57 9,04 2.261
Presión (bar) 7,0Diámetro del orificio (mm) 2,0Coste del aire (€/Nm3) 0,010Horas fuga/día 24Días fuga/año 365
Fugas Nl/min Nm3/hora Nm3/año €/hora €/día €/año261 15,7 137.438,3 0,16 3,77 1.374
COSTE ENERGÉTICO TOTAL ANUAL
3.635 €
Medición y Control
Jornada técnicaAhorro energético en sistemas de aire comprimido
Si identificamos la fuga y la eliminamos habremos reducido su consumo energético en un 38%
Presión (bar) 7,0
Diámetro del cilindro (mm) 50Número de cilindros 10Carrera (mm) 600Ciclos/min 5Coste del aire (€/Nm3) 0,010Horas trabajo/día 16Días de trabajo/año 250
Nl/min Nm3/hora Nm3/año €/hora €/día €/año942 56,5 226.080 0,57 9,04 2.261
Presión (bar) 7,0Diámetro del orificio (mm) 0,0Coste del aire (€/Nm3) 0,010Horas fuga/día 24Días fuga/año 365
Fugas Nl/min Nm3/hora Nm3/año €/hora €/día €/año0 0,0 0,0 0,00 0,00 0
COSTE ENERGÉTICO TOTAL ANUAL
2.261 €
Medición y Control
Jornada técnicaAhorro energético en sistemas de aire comprimido
Presión (bar) 5,5
Diámetro del cilindro (mm) 50Número de cilindros 10Carrera (mm) 600Ciclos/min 5Coste del aire (€/Nm3) 0,010Horas trabajo/día 16Días de trabajo/año 250
Nl/min Nm3/hora Nm3/año €/hora €/día €/año765 45,9 183.690 0,46 7,35 1.837
Presión (bar) 5,5Diámetro del orificio (mm) 0,0Coste del aire (€/Nm3) 0,010Horas fuga/día 24Días fuga/año 365
Fugas Nl/min Nm3/hora Nm3/año €/hora €/día €/año0 0,0 0,0 0,00 0,00 0
COSTE ENERGÉTICO TOTAL ANUAL
1.837 €
Reduciendo la presión de trabajo ycortando el suministro de aire en periodos de no operación, y eliminado FUGAS, hemos reducido su consumo energético en un 50%
Medición y Control
Jornada técnicaAhorro energético en sistemas de aire comprimido
PF2A: Flujostato digital programable hasta 2”. Visualización de caudal instantáneo y acumulado, salidas por pulsos, digitales y analógicasControl de consumosSeguimiento nivel de fugas e identificación de las mismasMantenimiento del nivel óptimo de consumo
Medición y Control
Jornada técnicaAhorro energético en sistemas de aire comprimido
Calidad de Aire
Polvo, suciedad, polen, humos, emisiones de gases y otras partículas
Vapor de agua
Aceite, hidrocarburos no quemados
Gases cáusticos: Óxidos de azufre, óxidos de cloro y compuestos de Cloro
La concentración de contaminantes al comprimir el aire a 7 bar aumenta en un 800%
Jornada técnicaAhorro energético en sistemas de aire comprimido
Humedad
Oxidación
Corrosión
Partículas, polvo…
Aceite, hidrocarburos
Pérdidas de carga
Fugas en las redes y elementos
Condensación
Obstrucción de la maquinaria
Pérdida calidad en producto final
Pérdida de volumen aire acumulado
Calidad de Aire
Jornada técnicaAhorro energético en sistemas de aire comprimido
Por ejemplo: Aire comprimido de calidad grado 1.4.2. Significa: Partículas de 0,1 micra y 0,1 mg/m3, agua +3°C PRP, aceite 0,1 mg/m3
Calidad Partículas Agua AceiteGrado tamaño en
micrasmax.concen-tración mg/m3
max. PRP (°C)
max.concentración mg/m3
1 0,1 0,1 -70 0,012 1 1 -40 0,13 5 5 -20 14 15 8 +3 55 40 10 +7 256 - - +10 -
Calidad de Aire: ISO 8573.1
Jornada técnicaAhorro energético en sistemas de aire comprimido
IDFA: Secador frigorífico de aire 3ºC Punto de Rocío a Presión (-,4,-)
AF y AM: Filtración de partículas y aceite entre 3 y 0,01 mm (1,-,1)
IDG: Secador de membrana para aire extremadamente seco -42º PRP (-,2,-)
Calidad de Aire
Jornada técnicaAhorro energético en sistemas de aire comprimido
Estudio de aplicaciones específicasEn la máquina del ejemplo ya hemos visto como reducir un 50% de energía consumida. Podemos conseguir un mayor ahorro si por ejemplo los cilindros del caso visto, sólo realizasen trabajo en un sentido…
Cálculo de ahorro económicoutilizando las válvulas ASR/ASQ
Datos del actuador:Nº de ciclos por minuto 5Nº de horas trabajo por día 16Nº de días trabajo por año 250Presión de trabajo (bar) 5,5Presión de retroceso (bar) 2,5Diámetro mm 50Carrera mm 600
Coste del aire en la planta:Euros/Nm3 0,01
Ahorro anual: 42,39 Euros
NOTA 1: Después de introducir cada valor pulsar enter para que se actualize el Ahorro anual.NOTA 2: Es imprescindible instalar ambas vávulas en el actuador, ya que en caso de faltar una de ellas no conseguiríamos el ahorro energético.EJEMPLO: Para un cilindro de diámetro 100, carrera 500, presión de trabajo 5bar, presión de retroceso 2 bar, que realice 15 ciclos por minuto (24h/día); el ahorro anual en euros será de 1271,7 euros (siendo el coste del aire 0,02 euros/Nm3)
Podríamos conseguir un ahorro adicional de 420 €/año, reduciendo el consumo energético de la máquina en un 62% con respecto a la situación inicial.
Jornada técnicaAhorro energético en sistemas de aire comprimido
Resumiendo…Análisis de la instalación
Coste del kWhGasto energéticoConsumos de aire comprimidoAnálisis del nivel de FUGASTurnos de trabajoTipología de las redes
¿Podemos reducir la presión?¿Podemos sectorizar?¿Nos interesa la medición continua / puntual?¿Tenemos problemas con la calidad del aire?… realizar estudio de aplicaciones específicas (vacío,…)Propuestas y Amortización