Sustitución de los controles de una bomba de vacío con variadores de frecuencia en ordeñadoras

Las granjas utilizan un sistema de vacío que opera automáticamente el equipo de ordeño que envía la leche a un tanque de enfriamiento. En el ejemplo que vamos a describir se utilizaba un sistema de vacío con una bomba de vacío con un motor de 30 HP que controla los niveles de vacío sangrando en el aire de la atmósfera. Se trata de una práctica habitual en la industria.

La bomba de vacío es accionada por un motor AC de velocidad constante. Para mantener el vacío estable en vacas lecheras, el aire debe extraerse del sistema al mismo nivel que entra en el sistema. El aire entra típicamente a través de los pulsadores, grietas y por los elementos fijados a los animales.

El control de vacío convencional se lleva a cabo por medio de una bomba de velocidad constante dimensionada para el caudal más grande posible y permitiendo que el aire salga del el sistema a través de un sistema de regulación de presión.

En el ejemplo que evaluamos se analizó la granja y se determinó que el motor del sistema estaba sobredimensionado para el vacío requerido y la granja podía reducir sus costes con un sistema más eficiente.

La granja decidió implementar un sistema mediante el cual se utilizaba un tamaño de motor reducido y operado con un variador de frecuencia variable. El motor fue reemplazado por un motor de 20 HP nuevo más eficiente. Adicionalmente, la granja instaló un VFD en el nuevo motor para ajustar la velocidad del sistema de bombeo basándose en la carga del sistema.

Resultados del proyecto

La implementación del nuevo sistema dio como resultado un ahorro energético importante y una producción más eficiente en la granja. El sistema inicial consumía 16 kW, pero con el nuevo sistema nunca se superaron los 4,5 kW, incluso en los periodos de demanda pico. La granja fue capaz de disminuir la potencia del sistema de vacío en un 30 % respecto al a capacidad total del sistema sin disminuir la presión de vacío a capacidad del sistema. Además, el VFD fue capaz de cambiar la velocidad de la bomba para acoplarse de forma más precisa a los requerimientos de vacío del proceso.

La implementación del proyecto permitió a la granja alcanzar un ahorro energético anual de $ 5.520 y 55.000 kWh, representando alrededor del 70 % de la electricidad usada por el sistema. Con un coste total de $8.200 el payback simple fue tan solo de 1,5 años (cálculos para costes en Canadá hace al menos 5 años por lo que en Europa actualmente la recuperación de este tipo de inversiones es mucho más rápida). El proyecto también redujo los costes de mantenimiento y llevó a un incremento en la vida del equipo.

Bibliografía

·         Variable frequency drives. Energy Efficiency Reference Guide. Natural Resources Canada