Modernización del sistema de distribución de agua en un edificio residencial mediante el uso de variadores de velocidad electrónicos

Abstract

El presente trabajo tiene como objetivo demostrar el ahorro de energía que se obtiene mediante el uso de un sistema de bombeo a velocidad variable en una edificación residencial. El ahorro de energía activa se tiene gracias al uso de un variador de velocidad electrónico que regula la velocidad de la bomba optimizando su consumo a solamente lo necesario. El segundo gran beneficio del uso de este sistema es que mantiene una presión constante independientemente de la demanda de agua, brindando confort a los usuarios. Entre otros beneficios se pueden mencionar el menor mantenimiento de la mecánica del sistema gracias a la eliminación del golpe de ariete en el sistema, ya que el tiempo de parada de la bomba es controlado, evitando una parada brusca y por consiguiente el golpe de ariete en la tubería. Asimismo, el mantenimiento del tablero de control se ve reducido al mínimo gracias al uso de electrónica en el comando del motor vía el variador de velocidad. Otro beneficio indirecto es el alto factor de potencia (muy cercano a la unidad) que brinda el variador de velocidad lo que evita el uso de condensadores para la corrección del factor de potencia del motor y futuros pagos por energía reactiva a la empresa de distribución. Para una mejor presentación del informe de suficiencia, se ha creído conveniente dividirlo en siete capítulos. En el capítulo 1 corresponde a la introducción a este trabajo. Aquí se define los objetivos que se esperan obtener de él. En el capítulo 2, se desarrolla toda la base teórica a fin de conocer el comportamiento ele los sistemas usados convencionalmente (lauque elevado y tanque hidroneumático) y por otra parte los sistemas de velocidad variable, lo que finalmente nos demostrará los beneficios que trae el uso de variaciones de velocidad electrónicos. En el capítulo 3, se presentan todos los datos de entrada para la concepción del sistema. Esta información es normalmente entregada por el contratista y es desarrollada por el responsable sanitario de la obra. En el capítulo 4, se analiza las diversas soluciones para los sistemas de velocidad variable. En ella se evalúan el comportamiento de cada solución y se define el método de control que será usado. Una vez definido el tipo de sistema de velocidad variable, se desarrolla en el capítulo 5, las especificaciones técnicas con las que deberá contar el equipamiento. En este capítulo se indican las características técnicas de los equipos que conforman el suministro del sistema de presión constante. El capítulo 6, muestra las tablas de metrado y presupuesto de la instalación y equipamiento tanto para la solución de velocidad fija (tanque hidroneumático) como para la solución de velocidad variable. Se han desarrollado ambas soluciones para poder calcular los indicadores de factibilidad del uso de un sistema de velocidad variable en el capítulo 7. En el capítulo 7, se cuantifica el consumo anual de energía en un sistema de velocidad fija con tanque hidroneumático y el consumo anual de energía de un sistema de velocidad variable con el uso de variadores de frecuencia. Esta diferencia en los consumos anuales nos indica el ahorro de energía y con el costo del kWh el ahorro de dinero que obtendremos al usar esta solución. Con este resultado y la inversión adicional que resulta de usar el sistema de velocidad variable, obtenemos los indicadores de factibilidad del uso de este nuevo sistema (TIR, Payback, VAN). Quiero dejar constancia de mi agradecimiento al Ingeniero Ángel Corzo de Hidro ingeniería e igualmente al Ingeniero Ronald Cueva por su ayuda prestada para la elaboración de este informe de suficiencia.