Este post trás o
entendimento sobre o que acontece quando utilizamos um Inversor DE FREQUÊNCIA
em uma BOMBA CENTRÍFUGA, questões como:
● Porque
usá-lo?
● O
que acontece com a bomba?
● Quais
são as vantagens?
● Potência
consumida vai bem, DINHEIRO pode ser economizado?
● etc...
Primeiro, Porque usar um inversor de frequência?
Primeiro, Porque usar um inversor de frequência?
Primeiramente temos que ter o
conhecimento da base, ou seja, é necessário saber que a APLICAÇÃO DE UMA BOMBA
CENTRÍFUGA pode ser muito abrangente, desde uma simples
transferência de água de uma cisterna para uma caixa d´água como um sistema
complexo de irrigação para um plantio ou irrigação para um campo de golfe até
um sistema de abastecimento de caldeiras na indústria.
Na maioria das APLICAÇÕES o
consumo de água não é constante, algumas possuem diferentes demandas em cada
período, dessa forma um inversor de frequência é muito interessante para variar
o FLUXO/VAZÃO de acordo com o consumo do sistema em questão.
O que acontece com a bomba?
Quando a rotação do eixo é
variada, existem três questões para se levar em conta, como segue:
●
Primeiro >> VAZÃO (m³/h ou litros por
minuto ou m³/segundo ou GPM ...);
●
Segundo >> PRESSÃO (metros (mc.a / mc.l) /
bar / PSI / ...);
●
Terceiro >> CONSUMO DE POTENCIA (kW / cv
/ HP).
A base é a vazão devido à
aplicação conforme informado antes, porém nós devemos saber que se variarmos a
VAZÃO, certamente a PRESSAO e a POTENCIA CONSUMIDA irão sofrer com a alteração.
Através do aumento ou diminuição
da rotação, a VAZÃO usualmente varia linearmente,
nós podemos dizer que é PROPORCIONAL.
Um simples exemplo é dado:
Rotação do motor = 1750 rpm;
 |
| Bomba THEBE - TH 150/500 |
Vazão = 100m³/h;
Variação da Rotação = 1600 rpm;
De acordo com as LEIS DA SIMILARIDADES, o triângulo de
velocidades permanecem geometricamente similares.
Veja as fórmulas abaixo:
VARIAÇÃO DE VAZÃO = Vazão1750rpm
x (Nova Rotação / Antiga Rotação);
VARIAÇÃO DE VAZÃO = 100m³/h x
(1600 / 1750) = 91,42m³/h >>
RELAÇÃO PROPORCIONAL;
Agora pense sobre a PRESSÃO da
bomba que pode ser um pouco diferente da VAZÃO, ou seja, a nova PRESSÃO não é
proporcional, ela possui uma variação QUADRÁTICA ou um polinômio de segundo
grau, conforme segue:
Baseado no mesmo exemplo dado
anteriormente, porém levando em conta que a PRESSÃO a 1750rpm seja 100mc.a;
VARIAÇÃO DE PRESSÃO = Pressão1750rpm
x (Nova Rotação / Antiga Rotação)²;
VARIAÇÃO DE PRESSÃO = 100 x (1600
/ 1750)² = 83,59mc.a >> RELAÇÃO QUADRÁTICA;
Por fim e talvez a mais
importante, o que acontece com a POTENCIA?
Com esta variação, a POTENCIA
possui uma relação CUBICA através da alteração da rotação, veja o exemplo
abaixo:
Considerando uma potência
consumida (fictícia) = 100kW;
VARIAÇÃO DA POTENCIA = POTENCIA1750rpm
x (Nova Rotação / Antiga Rotação)³;
VARIAÇÃO DA POTENCIA = 100Kw x
(1600 / 1750)³ = 76,42kW >> RELAÇÃO CÚBICA;
OBS: Para um fácil entendimento, outras informações
importantes foram negligenciadas como VARIAÇÃO DA EFICIÊNCIA DO MOTOR E DA
BOMBA que serão explicados em outro post.
Quais são as vantagens?
É notório agora que abrimos
nossas mentes que ao utilizar um INVERSOR DE FREQUENCIA em cada aplicação,
teremos como resultado a vazão exata demanda pelo sistema em questão, ou em
outro ponto de vista, é possível atingir uma precisão de pressão em um dado
sistema, exemplo >> Na linha conforto residencial é comum aplicar um
INVERSOR DE FREQUENCIA para as bombas que alimentam os chuveiros e torneiras e
assim consegue-se manter a pressão constante em diferentes horas do dia
(diferente demanda), o que significa conforto garantido.
Pense agora sobre a manutenção da
bomba e motor quando é possível manter a rotação baixa, os rolamentos podem
atingir uma vida mais longa.
Potência consumida,
DINHEIRO pode ser economizado?
Algumas pesquisas indicam que as
bombas são responsáveis por aproximadamente 12% de todo consumo energia
elétrica, e a energia é o ponto, porque eficiência significa dinheiro e também
atinge o meio ambiente, assim usuários de bombas e engenheiros devem ter esta
consciência e aplicar o máximo possível ideias relativas à eficiência como
esta.
Baseado em um calculo grosseiro é
fácil enxergar uma grande diferença de consumo em acordo com as fórmulas
abaixo:
Vamos assumir um bombeamento de
08 horas por dias e comparar;
Considere o preço da energia ≈ R$ 0,36 kWh
Bombeamento Normal 1750rpm
>> (Potência (kW) / Eficiência do Motor) x Horas/dia x Nº dias x Meses x
Preço
Bombeamento Normal 1750rpm
>> (100kW / 94%) x 8horas/dia x 30Dias x 12meses x R$ 0,36 ≈ R$ 110.297/ano
BOMBEAMENTO COM USO DE INVERSOR
DE FREQUENCIA, vamos assumir 70% do bombeamento sendo controlado para a rotação
de 1600rpm:
30% do tempo 1750rpm: >>
(100kW / 94%) x [(8horas/dia x 30Dias x 12meses)x0,3] x 0,36 ≈ R$ 33.098/ano
70% do tempo 1600rpm: >> (76,42kW / 94%) x [(8horas/dia x 30Dias x 12meses)x0,7] x
0,36 ≈ R$ 59.002/ano
CONUMO TOTAL COM VARIADOR DE
FREQUENCIA ≈ R$ (33.098 + 59.002) ≈ R$
92.100/ano
Dinheiro economizado ≈ CONSUMO
NORMAL – CONSUMO C/ APLICAÇÃO DE VARIDOR DE FREQUENCIA
Dinheiro economizado ≈ R$ (110.297 – 92.100) = R$
18.197/ano
Espero que você tenha entendido
esta simples avaliação sobre a combinação de tecnologias >> HIDRÁULICA e
ELÉTRICA/AUTOMAÇÃO para seu benefício e o mais importante, melhor para o meio
ambiente.
Eng. Vinicius F. Piconi
THEBE BOMBAS HIDRÁULICAS S.A.
Revisão:
Me.
Engenheiro Bruno Muswieck
Eletroeste
Materiais Elétricos & Tecnologia e Automação
Nenhum comentário:
Postar um comentário
Gostou do texto? Expresse aqui a sua opinião.