Por fortuna, los consultores y los ingenieros que operan en la industria del acondicionamiento se han concientizado de la importancia que tiene elegir correctamente cada equipo y sistema para el ahorro total de una instalación.
por Alfredo Sotolongo*
Siento gran satisfacción al ver que cada vez más ingenieros consultores se preocupan por hacer la selección correcta de las bombas de agua para el sistema de aire acondicionado.
Se aseguran de que toman en consideración lo siguiente:
- Si el sistema de bombeo es cerrado, como en el caso del agua fría de un enfriador (chiller).
- Si el sistema es abierto, como en el caso del agua de condensación en las torres de enfriamiento.
- Cuando las bombas operan más de una a la vez, ya sea en paralelo o en serie.
- Cuando el sistema es abierto toman en consideración el NPSHR (Net Positive Suction Head Required) especialmente si la bomba está separada de la torre y existe una caída de presión considerable entre la salida de la torre y la entrada de la bomba.
Al tomar en consideración estos conceptos básicos, se debe evitar que una vez el sistema comience a operar se presenten problemas de cavitación, aire en el sistema o falta de capacidad térmica que en ese momento podría ser tarde y/o costoso de reparar. Muchas veces no se detecta ningún problema a simple vista y, sin embargo, el sistema no opera a la eficiencia para la cual fue diseñado, creando un gasto adicional en el consumo eléctrico.
Hablando de eficiencias, cada vez que se selecciona un bomba se debe investigar la posibilidad de justificar variadores de frecuencia, ya sea externos o como parte integral de la bomba. Esto aplica no sólo a bombas de caudal variable, sino también a bombas de caudal constante. El programa de selección de las bombas Armstong permite analizar el comportamiento de la bomba y su consumo a distintas velocidades de rotación.
Como les he explicado en muchos artículos anteriores, la relación entre el caudal de agua y el consumo eléctrico es exponencial al cubo, en otras palabras, si una bomba al 100% de su capacidad consume el 100% de la energía, cuando la capacidad baja 50%, la energía se reduce al 12,5%.
Ejemplo:
Caudal máximo 1000 GPM y caballaje 100 HP. Si aplicamos la ecuación de las leyes de afinidad, entonces:
Nuevo HP = Original HP (Nuevo GPM / Original GPM)³, donde
Nuevo HP = 100 (500 / 1000)³ = 100 (0,125) = 12,5 HP
Debido a que es muy difícil determinar durante el diseño el punto exacto de operación de la bomba, ya que está sujeto a la instalación; la aplicación de variadores de frecuencia en sistemas de caudal constante se está haciendo cada día más popular. En lugar de balancear el sistema creando caídas de presión artificialmente, se reduce la velocidad de rotación y se minimiza el consumo de energía. La energía que se ahorra contribuye a recuperar la inversión del variador de frecuencia en muy corto tiempo.
Entre las empresas que fabrican bombas de agua para sistemas de aire acondicionado, la que está al frente en la investigación y desarrollo de equipos para reducir el consumo de energía es Armstrong, que, con el concepto IVS, integra el variador de frecuencia a la bomba sin necesidad de sensores externos el cual ofrece las siguientes ventajas:
En el variador de frecuencia se programan las condiciones de operación de la bomba correspondientes a 10 diferentes velocidades de rotación para un mismo diámetro de impelente. Los datos que se integran son: potencia, presión y caudal.
Para cada valor de consumo eléctrico corresponde un caudal y un diferencial de presión, por lo tanto, cuando se presenta un cambio en el consumo eléctrico el controlador lo compara con la velocidad de rotación y lleva la velocidad de rotación al valor coincidente en la curva de operación del sistema.
El logro más importante es que el consumo eléctrico va a ser, en todo momento, solo el mínimo necesario para cumplir con la necesidad del sistema de bombeo.
Debido al costo de la energía eléctrica en constante aumento, los ingenieros consultores han logrado educar a los propietarios de edificios en depender más de sistemas que permitan minimizar el consumo, resultando en un ahorro considerable de dinero para sus clientes y en beneficios ecológicos para el país.
De necesitar más información de cualquiera de los temas tratados en esta columna, favor de comunicarse conmigo al correo: [email protected].
* Presidente de Protec, Inc., está certificado como ingeniero profesional en Puerto Rico y en el estado de la Florida; tiene más de 40 años de experiencia en la aplicación y venta de sistemas y equipos para la conservación de energía. Es miembro de ASME (American Society of Mechanical Engineers), AEE (Association of Energy Engineers), ASHRAE y fue presidente del capítulo Miami de dicha asociación.
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