Uso de un VFD para operar ventiladores trifásicos

09-24-2014 | Eficiencia energética

Reduce el uso energético un 27 por ciento aproximadamente

El secado de madera en hornos es un proceso que no se detiene. Es por eso que el propietario de la serrería Zena Forest Products, Ben Deumling, estaba tan ansioso por asegurarse de que el horno de secado que estaba instalando era tan eficiente en el consumo de energía como fuera posible. Deumling comenzó con un horno de secado de 7.3 metros construido a partir de un contenedor de 24 pies reconvertido e instaló un conjunto de tres ventiladores monofásicos de ¼ caballos de fuerza, para hacer circular el aire caliente sobre la madera.

Revisión de la temperatura del horno de secado con Fluke 62 MAX+
Ben revisa el funcionamiento de sus hornos de secado personalizados con su Fluke 62 MAX+ para comprobar la temperatura interna de su horno de secado personalizado. Si el calor es demasiado alto, la madera se secará demasiado rápido y se ahuecará, se abrirá o se combará.

Esa configuración funcionó bastante bien, pero era demasiado pequeña para manejar la creciente capacidad de la serrería de Zena, así que construyó un horno de secado más grande a partir de un contenedor de 40 pies (12.2 m). En el horno de secado más grande, instaló cinco ventiladores monofásicos de ½ caballo de fuerza, a fin de aumentar el flujo de aire. El interior de acero inoxidable y aluminio, y la construcción aislada hicieron que el contenedor fuese ideal para un ambiente húmedo y ácido. Además de los ventiladores, añadió un bomba para mover agua caliente por los radiadores, a fin de generar el aire caliente que distribuyen los ventiladores.

Sin embargo, como los ventiladores en el horno de secado más grande necesitaban corriente trifásica, Deumling necesitaba convertir la corriente monofásica que entraba a la serrería en trifásica, a fin de alimentar los ventiladores. Los ventiladores funcionan sin cesar durante el periodo de secado, de modo que no quería sumar esa carga al convertidor de fase rotativo.

"El convertidor de fase rotativo está diseñado para accionar un motor de 30 caballos de fuerza, así que el amperaje adicional que se consume en ralentí durante días y semanas se hubiera sumado", dijo Deumling. "Además, si el convertidor de fase rotativo funcionara a toda hora para los hornos de secado, el ciclo de trabajo y el mantenimiento necesario para los rodamientos y capacitores aumentaría drásticamente".

Dimensiones de la solución para el trabajo

Después de averiguar qué opciones tenía, Deumling instaló un variador de frecuencia (VFD) para convertir la corriente monofásica en trifásica para los cinco ventiladores en el horno grande. Normalmente, los VFD se instalan para operar un solo motor, pero él investigó un poco y averiguó que podía usar un VFD con el tamaño específico para la carga combinada de los cinco ventiladores. "Al principio pensé en comprar cinco VFD pequeños, pero como todos los ventiladores tienen exactamente el mismo ciclo de trabajo y funcionan a la misma velocidad, decidí que era una mejor idea comprar un VFD grande y programarlo para que accionara los cinco ventiladores", dice Deumling.

Instaló un relé en cada uno de los motores de los ventiladores, que se acciona si el motor se sobrecalienta. Los cinco ventiladores están cableados en serie a un circuito de control en el VFD. Si cualquiera de los motores tiene algún problema, el VFD lo apaga todo. Deumling usó su Multímetro industrial Fluke 87V para verificar la corriente en el circuito del relé y asegurarse de que la reacción de los relés no cortaba la corriente. Se asegura de que el sistema no tiene tensión y de que los capacitores se encuentran descargados y desconectados antes de hacer la prueba con el 87V.

Rendimiento constante y ahorros de energía

Una vez instalado, el VFD permitió que Deumling controlara la velocidad de los ventiladores en varios momentos durante el proceso de secado. "Durante los últimos diez días del ciclo de secado de cuatro semanas, los ventiladores no son cruciales. Con el VFD, puedo disminuir las RPM de los ventiladores y ahorrar una cantidad importante de electricidad", dice Deumling.

Durante esas últimas etapas, reduce el amperaje de 11 a 8 amperios, lo que reduce el uso energético un 27 por ciento aproximadamente. Pero esos no fueron los únicos ahorros. Al instalar el VFD, la serrería Zena Forest Products también recibió un rembolso en efectivo del Fideicomiso de energía de Oregón (Energy Trust of Oregon). El Fideicomiso de energía es una organización independiente sin fines de lucro que ayuda a los individuos y a las empresas a sacar beneficios de los ahorros energéticos al reducir los costos y construir un futuro de energía sustentable.

Información adicional

Vea un video que muestra el diagnóstico y solución de problemas de los capacitores en Zena Sawmill