Los variadores de frecuencia, VFDs no son nuevos, por supuesto. Pero las actualizaciones recientes de tecnología los han hecho una herramienta más aceptable para el ahorro de energía y una operación más eficiente.
Los avances en tecnología están ofreciendo a los administradores de instalaciones opciones para diseños de sistemas HVAC que prometen mayor confiabilidad y menores costos de energía. Estos avances se producen en el equipo que se está diseñando, en los propios sistemas y en el software con los que se comunican y controlan esos sistemas. Dado que estos avances brindan el potencial de reducir el uso de energía por pie cuadrado para un edificio institucional comercial entre un 15 y un 20 por ciento, los administradores de las instalaciones lo están notando. Si bien se pueden aplicar a prácticamente cualquier edificio, estos avances son más efectivos cuando se integran en diseños de edificios nuevos o renovados.
Los accionamientos de frecuencia variable (VFD) no son nuevos; se han utilizado para regular la velocidad de ventiladores y bombas durante años. Es solo que finalmente se han aceptado como una herramienta importante en la gestión del uso de energía. Como resultado, su uso se está expandiendo a casi cualquier tipo de sistema impulsado por motor que sirva a una carga que varía, incluidos los enfriadores y compresores de refrigeración.
Un sistema de aire acondicionado en un edificio está diseñado con la capacidad suficiente para cumplir con la carga máxima servida por ese sistema. Si eso no fuera cierto, los espacios acondicionados en una instalación se calentarían inadecuadamente o se enfriarían insuficientemente durante las condiciones climáticas pico. Pero las cargas máximas de calefacción y refrigeración ocurren en menos del tres por ciento del número total de horas de funcionamiento en un año típico. Y a medida que la carga cae, el accionamiento de ventiladores y bombas pueden reducirse un poco, pero su uso de energía se reduce solo ligeramente. La instalación de un VFD puede cambiar eso.
Por ejemplo, la mayoría de los sistemas de agua helada, de calefacción y de condensador de los edificios están diseñados como sistemas de flujo constante, sin importar la carga del sistema. Esto significa que la bomba seguirá utilizando la misma cantidad de energía incluso cuando se haya reducido la carga en el sistema.
Se puede usar un VFD instalado en esa misma bomba para reducir la velocidad de la bomba a medida que se reduce la carga en el sistema. Para un sistema de bombeo típico, reducir el flujo en un 50 por ciento reduce el consumo de energía del motor de la bomba en más del 80 por ciento.
Los ahorros son aún mayores con los compresores de refrigeración centrífugos. Un enfriador centrífugo típico con un sistema de control de paletas convencional que opera al 50 por ciento de su capacidad de carga completa consume casi el 80 por ciento de la energía que usa a carga completa. Ese mismo enfriador que funciona al 50 por ciento de carga cuando está equipado con un VFD consumiría solo un tercio de su uso de energía a plena carga. Y las enfriadoras, al igual que otros equipos HVAC, operan a carga parcial la gran mayoría del tiempo.
Los VFD ofrecen otras ventajas, incluida una mayor vida útil del motor y un menor mantenimiento del motor y el variador. Cada vez que se pone en marcha un motor que impulsa un ventilador o una bomba, la corriente que consume es mucho mayor que la corriente que consume incluso cuando funciona a plena carga. Esta corriente de entrada genera calor y estrés en los devanados del motor. Este calor y estrés, particularmente en motores que se arrancan y se detienen con frecuencia, pueden provocar una falla prematura del motor.
Los VFD reducen en gran medida este daño al realizar un arranque suave del motor. Cada vez que se arranca el motor, el VFD aplica inicialmente baja frecuencia y voltaje, incrementándolo gradualmente hasta el voltaje y frecuencia de funcionamiento normal del motor, lo que permite que el motor arranque sin estar sujeto a una gran corriente de entrada.
Tomado de la revista Facilities Net
Por: James Piper, P.E. HVAC
