Ahorro energetico en neumatica

Jornada técnicaAhorro energético en sistemas de aire comprimido

EL AHORRO ENERGÉTICO

EN LOS SISTEMAS NEUMÁTICOS


ContenidoCoste del Aire ComprimidoPilares para el Ahorro de Energía

PresiónSectorizaciónMedición y controlCalidad de Aire

Estudio de aplicaciones específicasResumen


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 ≈


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


Los PILARES del Ahorro de Energía

SE

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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


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


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%


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


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


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


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




COSTE ENERGÉTICO TOTAL ANUAL

3.635 €

Sectorización


Presión (bar) 5,5






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


Presión (bar) 5,5




Fugas Nl/min Nm3/hora Nm3/año €/hora €/día €/año205 12,3 49.309,2 0,12 1,97 493


2.330 €

Reduciendo la presión y cortando el suministro en periodos de no operación, reducimos su consumo energético en un 36%

Sectorización


AV: Corte por máquina, arranque progresivo y descarga

EVNB especial: Corte en línea hasta 2”, bajo consumo 0.5W y apertura retardada

Sectorización


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


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


Presión (bar) 7,0






3.635 €

Medición y Control


Si identificamos la fuga y la eliminamos habremos reducido su consumo energético en un 38%

Presión (bar) 7,0




Fugas Nl/min Nm3/hora Nm3/año €/hora €/día €/año0 0,0 0,0 0,00 0,00 0


2.261 €

Medición y Control


Presión (bar) 5,5




Fugas Nl/min Nm3/hora Nm3/año €/hora €/día €/año0 0,0 0,0 0,00 0,00 0


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


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


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%


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


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


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


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.


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

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