¿Sabe cuánto cuesta hacer funcionar ese equipo?

Deben tomarse decisiones:ahorrar energía, ahorrar dólares. Tener datos concretos en los que basar esas decisiones elimina el "factor de conjetura" y, en última instancia, tiene un efecto positivo en el resultado final. Sin embargo, ¿puede el registro de datos, el análisis de resultados y luego la toma de decisiones inteligentes tener un efecto tan grande en dólares? La respuesta es "¡Absolutamente sí!"

Comparación de compresores de aire de 200 caballos de fuerza

Considere este ejemplo de planta de fabricación. La instalación poseía dos compresores de aire de 200 caballos de fuerza utilizados para suministrar aire a la planta. Dado que el compresor número uno tenía una capacidad ligeramente mayor en pies cúbicos por minuto (cfm) que el compresor número dos, muchos meses antes se había tomado la decisión de hacer funcionar el compresor número uno como el compresor principal y usar el compresor número dos como el "trim ”Compresor.

Por lo tanto, el compresor de compensación funcionaría solo cuando el compresor número uno no pudiera mantener la presión del sistema. Esto suena lógico, especialmente porque ambos tienen la misma potencia:debería haber poca o ninguna diferencia en los costos operativos eléctricos.

Figura 1. El software del registrador de datos grafica automáticamente el uso de energía para un compresor de aire de 200 caballos de fuerza. Esta descripción general rápida muestra que el compresor tiene un promedio de poco más de 50 kilovatios de consumo de energía durante un período de funcionamiento de tres días. Conociendo el cargo por tarifa eléctrica de $ / kWh, sería fácil estimar el costo de operación de este compresor durante este período.

Se instalaron registradores de energía en cada unidad durante varios días para determinar el costo operativo real de energía eléctrica. Cada unidad se hizo funcionar por sí misma para asegurarse de que su funcionamiento no se viera influenciado por la otra unidad. Se descubrió que el compresor número dos era significativamente más eficiente energéticamente y también era bastante capaz de satisfacer las necesidades de aire de la planta. El compresor número dos era un diseño más nuevo y de mayor eficiencia energética que su contraparte.

A la instalación se le cobraba $ 0.07 por kilovatio hora (kWh). Los tiempos de ejecución y el uso de energía en kilovatios se extrajeron de los datos registrados y se determinaron los costos operativos reales. Dichos cálculos son relativamente simples y pueden integrarse fácilmente en una hoja de cálculo para su uso en toda la planta.

El resultado final:el funcionamiento del compresor número dos como el compresor de aire de la planta principal resultó en un ahorro anual estimado de $ 29,510. Obviamente, los datos registrados demostraron ser mucho más precisos que la "mejor estimación" basada únicamente en los datos de la placa de identificación. La instalación de registradores de energía y luego la descarga de datos en una PC para su análisis toma solo unos minutos. En este caso, una pequeña inversión para una gran rentabilidad.

¿Cuánto cuesta hacer funcionar 50 molinillos durante la pausa del almuerzo?

En otra planta de fabricación se hizo la pregunta:"¿Cuánto cuesta permitir que esos 50 molinillos funcionen durante la hora del almuerzo?" La lógica para permitir que las amoladoras funcionen cuando no están en uso era que las amoladoras eran cargas relativamente pequeñas en comparación con equipos mucho más grandes, y el aceite de corte permanecería circulando por toda la amoladora.

Y, dado que la trituradora estaba efectivamente "inactiva" sin carga, simplemente no valía la pena el esfuerzo de apagar la trituradora durante períodos tan cortos.

Para verificar la decisión, se utilizó un multímetro digital de grabación con una pinza de CA para determinar el costo operativo real de un molinillo durante el período de descanso para el almuerzo. Curiosamente, los ahorros llegaron a solo $ 0.55 por un molinillo. Sin embargo, multiplicar los 55 centavos por 50 molinillos arrojó un ahorro de $ 27,50 a la hora del almuerzo.

Dadas las variables de trabajo por turnos y días festivos, los ahorros anuales estimados de apagar las trituradoras durante los períodos de almuerzo llegaron a poco menos de $ 8,000. Una vez más, una verificación de 30 minutos reveló un ahorro significativo que podría lograrse presionando solo dos botones por molinillo:uno para "detener" antes del almuerzo y otro para "comenzar" después del almuerzo.

Costos operativos para motores más grandes

Los motores más grandes para diversas aplicaciones siempre deben conocer su costo operativo. En una instalación, se utilizó un motor de 100 caballos de fuerza (HP) para bombear agua desde un estanque de retención a varios cientos de pies hasta donde se usaba el agua para el enfriamiento del proceso. El motor funcionó continuamente durante las operaciones de la planta.

Se estaban explorando otras opciones para enfriar el agua. La pregunta que debía responderse para determinar la recuperación de la inversión antes de poder tomar una decisión era:"¿Cuánto nos está costando operar el sistema de bombeo actual que tenemos?"

Al registrar los kilovatios consumidos por el motor y la cantidad de horas que estuvo funcionando durante un ciclo de la planta, se determinó que el motor de 100 caballos de fuerza casi siempre estaba funcionando a su capacidad máxima de 100 HP. Le estaba costando a la empresa $ 33,241 al año. Luego se tomaron decisiones comerciales para reemplazar el sistema existente con un diseño de bomba y motor más eficiente.

Pero, ¿por qué no confiar simplemente en los datos de la placa de identificación para determinar el costo de operación de un motor? Después de todo, los motores NEMA están marcados con las clasificaciones requeridas, incluidas sus clasificaciones de potencia y eficiencia. La respuesta es que los motores rara vez funcionan según las especificaciones de la placa de identificación. Espere que los costos operativos reales varíen.

Por ejemplo, un motor de 100 HP de eficiencia estándar, trifásico y de 460 voltios que funcione a plena carga durante 8,760 horas al año probablemente cueste un poco más de $ 48,000 por año para operar a una tarifa eléctrica de $ 0,10 por kWh. Pero, ¿qué pasa si el motor no funciona a plena carga en todo momento? Entonces, el costo operativo total puede disminuir significativamente.

La única forma de saberlo con certeza es medir y registrar datos. Luego, analice los datos y determine el valor real en dólares que el motor está contribuyendo a esa factura de servicios públicos. Dependiendo de la aplicación, dicho motor puede ser candidato para grandes ahorros de energía con el uso de un variador de frecuencia (VFD).

Hora

Mínimo total de potencia activa (vatios)

Promedio total de potencia activa (vatios)

Máximo total de potencia activa (vatios)

08:10:07 0ms

32110.238

32097.152

32031.729

08:10:17 0 ms

32064.441

32090.611

32142.949

08:10:27 0 ms

32097.152

32103.695

32129.865

08:10:37 0ms

32097.152

32103.695

32149.492

08:10:47 0ms

32090.611

32123.322

32123.322

08:10:57 0ms

32084.068

32110.238

32136.408

Figura 2. Información del registrador de datos importada a una hoja de cálculo para su análisis. Este motor de bomba centrífuga de 100 caballos de fuerza, si está completamente cargado, debería consumir cerca de 80.000 vatios (80 kW). Los 32,000 vatios (32 kW) indican que el motor está solo parcialmente cargado, operando de manera ineficiente y que puede ser candidato para un VFD, lo que podría resultar en ahorros de energía significativos. Las lecturas promediaron cada 10 segundos durante un período de un minuto. Promedio de vatios consumidos por el motor durante los últimos 10 segundos.

El costo de la iluminación

La iluminación es uno de los mayores consumidores de energía eléctrica en la mayoría de las instalaciones industriales y comerciales. Por ejemplo, el costo anual de iluminación en una instalación industrial de 160,000 pies cuadrados es de aproximadamente $ 85,030. Estos montos en dólares a menudo se pueden reducir rápida y significativamente, si sabe dónde encontrar los mayores ahorros. Hay muchas opciones de iluminación disponibles y seleccionar las adecuadas requiere una toma de decisiones inteligente.

La pregunta es:"¿Cuánto cuesta mantener esas luces encendidas?" Luego, se pueden hacer estimaciones para sistemas de reemplazo más nuevos y eficientes utilizando datos publicados. Puede hacer estimaciones bastante precisas contando los accesorios, identificando los vatajes y tipos de lámparas, teniendo en cuenta el funcionamiento del balasto y conociendo las horas reales de las luces encendidas y cuándo. Sin embargo, para la toma de decisiones, se pueden obtener datos rápidos y precisos con lecturas simples de la pinza amperimétrica de CA en los circuitos de iluminación en cuestión.

Por ejemplo, se dejó encendida cierta iluminación fluorescente en una instalación comercial durante períodos prolongados con lo que se pensó que era una buena justificación. Un error común es que es más eficiente en energía dejar la iluminación fluorescente encendida que apagarla. Esto es cierto solo hasta cierto punto, ya que los ahorros se atribuyen a evitar la pequeña cantidad de corriente de entrada al encender estas lámparas.

Además, el apagado y encendido excesivo, como varias veces al día, puede acortar la vida útil de la lámpara. La regla general del Departamento de Energía de EE. UU. Es que la iluminación fluorescente debe apagarse si la habitación se deja desocupada durante más de 15 minutos. Sin embargo, en algunas áreas del país, este número puede ser tan bajo como cinco minutos si las tarifas eléctricas son altas.

Es bastante fácil usar una pinza amperimétrica de CA y medir el voltaje y la corriente suministrados a un circuito de iluminación para obtener rápidamente números precisos. Puede hacer un cálculo rápido del costo de operar ese circuito de iluminación. Pero, ¿qué pasa si asume que las luces se apagan en ciertos momentos cuando, de hecho, no es así? Después de todo, colocó un letrero que recuerda a todos los trabajadores que apaguen todas las luces de trabajo en las estaciones de trabajo al final de su turno.

Probablemente no se sorprenda de que la corriente eléctrica y los kW no lleguen a cero en todos estos circuitos de iluminación al final de cada día. Entonces, ¿cuánto te cuestan las luces que alguien olvidó apagar? No lo sabrá hasta que lo mida. Luego coloque carteles que muestren a los trabajadores los montos en dólares asociados con los gastos de iluminación y seguramente generará cierto interés.

El costo por hora de funcionamiento del equipo

A veces, a los gerentes de operaciones e instalaciones simplemente les gusta saber cuánto cuesta hacer funcionar un equipo específico por hora. Dicha información debe proporcionarse al 100 por ciento de carga, al 90 por ciento de carga, al 80 por ciento de carga, etc. Luego, los gerentes pueden extrapolar la información para tomar decisiones operativas. “¿Qué pasa si presiono el número 5 en este proyecto en lugar de presionar el número 3? ¿Cuál me permite hacer la misma pieza por menos? " Una pregunta justa que debería tener una respuesta concreta.

Es fácil mirar una factura de servicio eléctrico y saber cuál es el cargo del mes. Administrar y reducir esa factura es el objetivo de la administración de energía y requiere la cooperación de todo el personal de la instalación. Para tomar decisiones inteligentes, debes saber a dónde va esa energía eléctrica cada mes.

Debe medir y registrar datos de energía en los principales equipos y sistemas eléctricos. Lo mejor es usar un registrador de energía durante al menos un ciclo de planta o más. Determine los costos anuales y por hora para operar ese equipo. Lleve un registro de estos datos y téngalos disponibles y sepa cuánto cuesta hacer funcionar su equipo. Es mucho más cómodo tomar decisiones basadas en hechos que en estimaciones y mejores conjeturas.

Sobre el autor:
Randy Barnett tiene más de 35 años de experiencia en capacitación y mantenimiento eléctrico industrial. Se graduó de la Escuela de Energía Nuclear de la Marina de los EE. UU. Y aprendió el oficio eléctrico industrial como electricista en el servicio de submarinos. Ha trabajado como electricista oficial en centrales eléctricas nucleares y de carbón, en locomotoras de ferrocarril, en entornos de fabricación industrial y en la construcción comercial e industrial. Randy es un auditor de energía certificado y autor de "Cableado comercial e industrial", "Introducción al mantenimiento eléctrico" y numerosos artículos. Puede ser contactado en [email protected].