Eletrobrás PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS SISTEMAS DE BOMBEAMENTO E AR.

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1 Eletrobrás PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS SISTEMAS DE BOMBEAMENTO E AR COMPRIMIDO Prof. Tomaz Nunes Cavalcante Neto UNIFOR NOVEMBRO DE 2007

2 Eficientização Industrial Eletrobrás PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Programa de Eficientização Industrial Revisão Rápida Sobre Sistemas de Bombeamento

3 Eficientização Industrial Eletrobrás PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Programa de Eficientização Industrial Bombas n Definição –Função - Promover o deslocamento de um líquido por escoamento –Recebe trabalho mecânico do motor –Transfere a energia ao fluido sob forma de energia de pressão e cinética

4 Eficientização Industrial Eletrobrás PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Programa de Eficientização Industrial Curva da bomba Q (m 3 /h) H (m) 9" 8 1/2"

5 Eficientização Industrial Eletrobrás PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Programa de Eficientização Industrial POTÊNCIAS Hidráulica Eixo da Bomba (BHP) Eixo do Motor Elétrica bomba acoplamento motor

6 Eficientização Industrial Eletrobrás PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Programa de Eficientização Industrial Curva do sistema Q (m 3 /h) H (m) A B

7 Eficientização Industrial Eletrobrás PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Programa de Eficientização Industrial Curva do sistema n Equação Geral da Curva do Sistema

8 Eficientização Industrial Eletrobrás PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Programa de Eficientização Industrial Curva do sistema n Perda de Carga na tubulação

9 Eficientização Industrial Eletrobrás PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Programa de Eficientização Industrial Ponto de operação H1 Q1

10 Eficientização Industrial Eletrobrás PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Programa de Eficientização Industrial Potência hidráulica

11 Eficientização Industrial Eletrobrás PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Programa de Eficientização Industrial n Vazão diretamente à velocidade Leis de afinidade

12 Eficientização Industrial Eletrobrás PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Programa de Eficientização Industrial n Pressão diretamente ao quadrado da velocidade 2 2 1 2 1 RPM H H Leis de afinidade

13 Eficientização Industrial Eletrobrás PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Programa de Eficientização Industrial n Potência diretamente ao cubo da velocidade Leis de afinidade

14 Eficientização Industrial Eletrobrás PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Programa de Eficientização Industrial Válvula de estrangulamento n Abertura e fechamento parcial da válvula n Válvula instalada em série com a bomba n Possível em bombas centrífugas n Mais eficiente que o método by-pass

15 Eficientização Industrial Eletrobrás PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Programa de Eficientização Industrial Válvula de estrangulamento Pressão Vazão Válvula aberta Q1 P1 Válvula estrangulada Q2 P2

16 Eficientização Industrial Eletrobrás PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Programa de Eficientização Industrial Variação de velocidade n Mudança na curva da bomba n Diminuição da pressão dinâmica n Equivalente à troca do rotor n Grande economia de energia n Benefícios adicionais ASD

17 Eficientização Industrial Eletrobrás PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Programa de Eficientização Industrial Variação de velocidade Pressão Vazão 100% Veloc. Q1 P1 Veloc. reduzida Q2 P2

18 Eficientização Industrial Eletrobrás PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Programa de Eficientização Industrial Economia de energia Válvula de estrangulamentoVariação de velocidade

19 Eficientização Industrial Eletrobrás PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Programa de Eficientização Industrial Bombas iguais em paralelo Pressão Vazão A B B C C A

20 Eficientização Industrial Eletrobrás PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Programa de Eficientização Industrial Bombas diferentes em paralelo Pressão Vazão A B C1C1 C2C2 C2C2

21 Eficientização Industrial Eletrobrás PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Programa de Eficientização Industrial Conclusões e recomendações n Grande potencial de economia de energia n Análise do ciclo de operação n Análise da pressão ao longo do sistema n Cuidado com harmônicos na rede de alimentação

22 Eficientização Industrial Eletrobrás PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Programa de Eficientização Industrial Exercício Prático de Cálculo de Economia de Energia em Sistemas de Bombeamento

23 Eficientização Industrial Eletrobrás PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Programa de Eficientização Industrial Dados do Problema Desnível = 25 metros Vazão nominal = 100 m 3 /h Funcionamento = 8.000 horas Custo da energia = R$ 120,00 / MWh Densidade = 1 (Água) Rendimento do acoplamento = 100% Rendimento do motor = 93,1% Bomba - Tipo KSB meganorm 50-160 Curva do sistema

24 Eficientização Industrial Eletrobrás PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Programa de Eficientização Industrial Dados do Problema Ciclo de trabalho PontoVazão (m 3 /h) Horas 1 303.000 2 502.500 3 701.500 4 1001.000

25 Eficientização Industrial Eletrobrás PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Programa de Eficientização Industrial Dados do Problema Fórmula da Potência hidráulica Ph =. Q. H / 274 Onde Ph (HP) (densidade) Q - vazão (m 3 /h) H - pressão (mca)

26 Eficientização Industrial Eletrobrás PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Programa de Eficientização Industrial Válvula de estrangulamento Ponto 1 - Pressão de trabalho 62

27 Eficientização Industrial Eletrobrás PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Programa de Eficientização Industrial Válvula de estrangulamento Ponto 1 - Rendimento da bomba 57 62

28 Eficientização Industrial Eletrobrás PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Programa de Eficientização Industrial Válvula de estrangulamento

29 Eficientização Industrial Eletrobrás PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Programa de Eficientização Industrial Válvula de estrangulamento Ph = Q. H / 274 BHP = Ph / bomba Pelet (HP) = BHP / motor Pelet (kW) = Pelet (HP) * 0,746 Energia (MWh) = Horas * Pelet (kW) /1.000 Custo (R$/ano) = Energia * Custo da Energia

30 Eficientização Industrial Eletrobrás PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Programa de Eficientização Industrial Acionamento Eletrônico Ponto 1 - Pressão de trabalho 29

31 Eficientização Industrial Eletrobrás PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Programa de Eficientização Industrial Acionamento Eletrônico Ponto 1 - Rendimento da bomba 29

32 Eficientização Industrial Eletrobrás PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Programa de Eficientização Industrial Acionamento Eletrônico

33 Eficientização Industrial Eletrobrás PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Programa de Eficientização Industrial Resultados Finais Economia Anual = Energia Válvula – Energia Acionamento Redução na Conta = Custo Válvula – Custo Acionamento Tempo de Retorno do Investimento = Investimento / Redução na Conta

34 Eficientização Industrial Eletrobrás PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Programa de Eficientização Industrial LEVANTAMENTO DE DADOS / INFORMAÇÕES (COMPRESSORES) n Verificar (medir) a temperatura do ar de admissão; n Prospectar a existência de vazamentos de Ar n A questão do controle centralizado dos compressores n Verificar a capacidade dos reservatórios de ar

35 Eficientização Industrial Eletrobrás PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Programa de Eficientização Industrial

36 Eficientização Industrial Eletrobrás PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Programa de Eficientização Industrial