Tecnologías de Ahorro de Energía Para Clientes Industriales Hitachi, Ltd. Hitachi México, S.A. de C.V. 0 Copyright © Hitachi, Ltd. 2006 All rights reserved. 1 Línea de productos HITACHI para Ahorro de Energía y Mayor Confiabilidad Casa de Máquinas ? Bombas, Enfriadores, Compresores - Enfriadores Centrífugos de Alta Eficiencia Enfriadores de Absorción - Compresores de Aire con VFD - VFD (Variador de Frecuencia) (para Bombas, Ventiladores, Compresores) Fábrica ? Aire Acondicionado - Aire Acondicionado en Paquete ? VFD Directo Alto Voltaje (para Bombas, Ventiladores, Compresores) ? Equipo de Sub Estación - Transformador Amorfo ? Ahorro de Energía p/oficina - Aire Acondicionado - Aire Acondicionado c/VFD - Sistema de Control de Energía 1 ? Sistema de Tratamiento de agua Copyright © Hitachi, Ltd. 2006 All rights reserved. Variable Frequency Drive System (VFD) [Sistema Variador de Frecuencia] 2 Copyright © Hitachi, Ltd. 2006 All rights reserved. ¿Qué es VFD( Variable Frequency Drive) 2-1 Sistema Variador de Frecuencia? Si un motor es operado sin un VFD, el motor gira únicamente a velocidad constante. La velocidad de rotación depende de la frecuencia del suministro comercial de Suministro Comercial de potencia. Potencia Si la carga del motor se 60Hz vuelve pesada, la velocidad Motor de se vuelve más lenta en sólo Inducción un dos o tres porciento. Si un motor es operado con un inversor, la velocidad del motor puede ser variable. La frecuencia de un VFD VFD puede ser ajustada entre 2 y 60 Hz a voluntad. Suministro 2~ 60Hz Ud. Puede controlar la Comercial de Potencia velocidad del motor si aplica un VFD porque la 60Hz Motor de velocidad del motor Inducción depende de la frecuencia. 3 Copyright © Hitachi, Ltd. 2006 All rights reserved. 2-2 ¿Por qué el VFD es efectivo para ahorrar energía? Si Ud. usa un ventilador grande (1) Sin VFD VFD: Variable Frequency Drive (Sistema Variador de Frecuencia) M Aire Venti-lador Suministro Comercial de Potencia Compuerta de flujo de aire (2) Con VFD El ventilador es girado a velocidad constante y el flujo de aire se ajusta mediante la compuerta. Aire M Venti-lador VFD Suministro Comercial de Potencia 4 Compuerta de flujo de aire abierta El ventilador es girado a velocidad variable y el flujo de aire se ajusta mediante la velocidad del ventilador. Copyright © Hitachi, Ltd. 2006 All rights reserved. 2-3 Efecto de la tecnología VFD en el ahorro de energía Velocidad constante (Control por compuerta) Consumo de Potencia Ahorro de energía VFD: Variable Frequency Drive (Sistema Variador de Frecuencia) Velocidad Variable (Control por VFD) Flujo de aire Control por compuerta: Si Ud. Cierra la compuerta para reducir el flujo de aire, el consumo de potencia NO se reduce mucho. Control por VFD: Si Ud. hace más lenta la velocidad del ventilador para reducir el flujo de aire, el consumo de potencia se reduce mucho. A menor velocidad de operación del ventilador, mayor ahorro de energía. 5 Copyright © Hitachi, Ltd. 2006 All rights reserved. 2-4 Portafolios VFD de HITACHI Nombre del Modelo Voltaje Potencia Aprox. L200/SJ200 AC/AC 230 – 460V 1/4 – 10 HP L300P AC/AC 230 – 460V 15 – 175 HP SJ300 AC/AC 230 – 460V 0.5 - 535 HP SJ700 AC/AC 230 – 460V (Plan 60 - 535 HP) 460 V 5 - 900 HP 400 - 690V 500 – 2,750 HP 3.3 – 6.6 kV 150 – 9000 HP (Plan - 11,500 – 35,000 HP) Unidades Modulares Unidades Contenidas en Gabinetes HIVECTOL VSI-S En línea, bus DC común HIVECTOL VSI-M AC/AC – AFE – 3 Niveles HIVECTOL HVI-S/M/L AC/AC, DFE – INVERSOR CELDA HIVECTOL AC/AC - AFE – 3 Niveles VHI-ML/MH Enfr. por aire/por agua HIVECTOL VSI-H 6 AC/AC – AFE – 3 Niveles 2.3 kV 1750 – 6,000 HP (12,000 max) 3500 – 12,000 HP(24,000 max) 4 kV 5500 – 17,000 HP(34,000 max) Copyright © Hitachi, Ltd. 2006 All rights reserved. Mapa de rangos de Potencia y 2-5 Voltaje de VFD de HITACHI INVERSORES DE 3 NIVELES, USADOS PRINCIPALMENTE PARA APLICACION A MOLINOS DE LAMINACION HIVECTOL VSI H HIVECTOL VHI ML/MH HIVECTOL VHI ML/MH 35,000 HP 24,000 HP 12,000 HP PLAN HIVECTOL HVI M/S/L INVERSOR CELDA MEDIO VOLTAJE BAJO VOLTAJE HIVECTOL VSI-M HIVECTOL VSI S INVERSOR DE 3 NIVELES PRODUCTOS EN GABINETES PRODUCTOS MODULARES SJ700 PLAN SJ300 SJ200 L300P L200 0.2 HP 7 0.5 HP 1 HP 2 HP 5 HP 10 HP 20 HP 50 HP 100 HP 200 HP 500 HP 1000 2000 5000 10000 20000 50000 HP Potencia HP HP HP HP HP Copyright © Hitachi, Ltd. 2006 All rights reserved. 2-6 VFD Directo Alto Voltaje ¦ Serie DHVECTOL-DI/HI Voltaje(V) VFD Directo Alto Voltaje Sistema Inversor capacidad 8,000KVA para Motor de Inducción de 6,400kW ?Línea de Productos? 1,100~ 10,000kVA 10kV (Plan) 6kV 250~ 8,000kVA Transf. de Reducción Alta Eficiencia La eficiencia se incrementó hasta 98%, comparada con 94% del método convencional 8 ·· VFD ·· · VFD Directo Alto Voltaje IM IM : Motor de 6kV Inducción ? ? ? ? Copyright © Hitachi, Ltd. 2006 All rights reserved. 2-7 Ahorro de Energía por VFD de Alto Voltaje Ventiladores, Bombas, Sopladores Alta Alta Eficiencia Eficiencia Alto ño Alto Desempe Desempeño Arreglo Arreglo Compacto Compacto Planta/Fábrica Ahorro en Consumo de Electricidad Consumo de Energía Ahorro de Energía Mayor Ahorro De Energía Velocidad Rotacional 9 Caracter ísticas Características VDF Motores Menor Ahorro de Energía MMás ás del del 20% 20% de de ahorro ía en ahorro de de energ energía en promedio promedio es es esperado esperado con ía VFD con tecnolog tecnología VFD Tiempo 1 mes Ahorros Ahorros acumulados acumulados de energí ía de energ energía Copyright © Hitachi, Ltd. 2006 All rights reserved. VFD de Bajo Voltaje 2-8 para Compresor tipo Tornillo ¦ COMPRESOR TIPO TORNILLO HITACHI Serie Vplus con VFD 10 Copyright © Hitachi, Ltd. 2006 All rights reserved. 2-9 VFD de Bajo Voltaje para Compresor tipo Tornillo De acuerdo con la presión predeterminada, la máxima velocidad rotatoria se ajusta automáticamente. A baja carga, se incrementa la máxima capacidad de aire. También se ajusta para mayor presión mediante el decremento de la máxima capacidad de aire. MPa Ejemplo) 37kW Presión de Operación (P) Mayor Presión El rango expandido de operación con Vplus 0.83 0.69 0.59 0.49 0.44 El rango de operación del tipo convencional V Capacidad Incrementada de Aire Menor Presión 100 106% Capacidad de Descarga de Aire (Q) 11 Copyright © Hitachi, Ltd. 2006 All rights reserved. Ahorro de Energía por VFD de Bajo 2-10 Voltaje para Compresor Capacidad de Aire Incrementada 37kW La tasa de consumo de potencia (%) 100 Control Descarga Típica (0.69MPa) Descarga Típica + Control de Purga (0.69MPa) 80 Ahorro de Potencia 40% 60 40 20 0 0 12 0.83MPa 0.69MPa 0.59MPa 0.44MPa 20 En el rango entre 0.830.44MPa, la capacidad de aire se incrementa y el efecto de ahorro de energía es máximo. 106 40 60 80 100 La tasa de consumo de aire (%) Copyright © Hitachi, Ltd. 2006 All rights reserved. Ahorro de Energía por VFD de Bajo 2-11 Voltaje para Compresor Efecto en Ahorro de Energía Compresor tipo Tornillo 37kW Parámetros Consumo de aire promedio: 3.8m3/min Horas de Operación: 6,000 Horas/Año Ahorro de Energía : Ahorro en consumo de Electricidad Ahorro en costo de Electricidad 13 - 34% -73,200kWh/Year -109,800Pesos/Año (1.5Pesos/kWh) Copyright © Hitachi, Ltd. 2006 All rights reserved. Transformador Amorfo HITACHI 14 Copyright © Hitachi, Ltd. 2006 All rights reserved. 3-1 Transformador Amorfo HITACHI Lí nea de Transformadores Hitachi (Trifásicos) Tipo TipoMoldeado Moldeado Tipo TipoInmerso Inmersoen enAceite Aceite Super Amorphous SP Alta Super Amorphous MS Super Amorphous S Nuevas Series( 07/12) Cambio de Modelo( 07/12) Eficiencia Super Amorphous MC Super Amorphous C Estándard para Top Runner Mandatorio desde abril de 2006 JIS C4304 (1999)Tr (JIS-SiT) 15 Estándard para Top Runner Mandatorio desde abril de 2007 Super Top Runner (NúcleoSiFe/T-SiT) Baja Super Top Runner (SiFe Core/T-SiT) JIS C4306 (1999)Tr (JIS-SiT) Copyright © Hitachi, Ltd. 2006 All rights reserved. 3-2 Transformador Amorfo HITACHI Especificación 1 Acero al Silicio Top Runner Tipo Estándard Serie C Tipo alta eficiencia Serie S Tipo súper alta eficiencia X 1480 (100) 1620 (109) 1790 (121) Y 1075 (100) 1125 (105) 910 (85) Z 1510 (100) 1510 (100) 1510 (100) 2700 (100) 3250 (120) 3690 (137) Pérdida sin carga 1070 (100) 360 (34) 420 (39) Pérdida por carga 8460 (100) 9500 (112) 6300 (74) Pérdida Total 9530 (100) 9860 (103) 6720 (71) Pérdida Total al 50 % de carga (W) 3185 (100) 2735 (86) 1995 (63) Item Dimensión (mm) Masa (kg) Pérdida con carga al 100 % (W) 16 Super Amorfo Copyright © Hitachi, Ltd. 2006 All rights reserved. 3-3 Transformador Amorfo HITACHI Especificación 2 100.0 Tipo Inmerso en Aceite 3F 1000kVA 6kV/210V 50Hz Efficiency (%) S-AMT C-AMT SiT 99.5 Estándard D.O.E. Eficiencia 99.36% ( F.C. 50% ) 99.0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Load Factor (%) 17 Copyright © Hitachi, Ltd. 2006 All rights reserved. 3-4 Transformador Amorfo HITACHI Menor Emisión de CO2 Tipo Inmerso en Aceite 3F 1000kVA 6kV/210V 50Hz Pérdidas (W) 5,000 4,000 Energía Eléctrica Emisión de CO2 (tasa: 0.555kg/kWh) 28MWh/año 15.5t/año 3,000 2,000 Pérdida por carga (W) Pérdida sin carga (W) 24MWh/año 13.3t/año 17MWh/año 9.7t/año 2,115 2,375 1,575 1,000 1,070 0 18 Transf. Acero al Silicio 360 Transf. Amorfo Serie C 420 Transf. Amorfo Serie S Copyright © Hitachi, Ltd. 2006 All rights reserved. Muchas Gracias! Hitachi México, S.A. de C.V. TEL: 55-5282-9040 e-mail : tmx5552829042@prodigy.net.mx 19 Copyright © Hitachi, Ltd. 2006 All rights reserved.