proyectos de ahorro de energia · 2019. 2. 20. · proyectos de ahorro de energia caso: i-dv-190...

('

PROYECTOS DE AHORRO DE ENERGIA

CASO: I-DV-190

NUEVA GENERACION MANUFACTURAS, S.A. DE C. V.

1

Nueva Generación Manufacturas, S.A. deC.V. es una empresa dedicada a la elabo-ración de capacitores, potenciómetros yresistores de carbón. Se encuentra ubicada A continuación se muestran los diversosen AV.-TezozomocNo. 239, Fracc. Industrial porcentajescon que contribuyenlasdiversasSan Antonio, México, D.F. Cuenta con dos áreas de la planta:acometidas contratadas en tarifa , . . .HM donde se Producen alrededor Graflca 1. Demanda electrlca de la planta, MAQUINA DE

de 57898 millares de Piezas al mes AIRE COMPRIMIDO INYECCiÓN, 19% 4%

Y se laborantres turnos al día, de ELEC~~~~I~ICOS

lunes a sábado. 1%

. ANTECEDENTES

COLECTORMANTENIMIENTO

3%

MOLDE DE BOTESINYECTORES

16%

En la siguiente tabla aparecenlos datos históricos eléctricospromedio.

ALUMBRADO2%

ARMADO5%

RESISTENCIAS10% MANTENIMIENTO

6%

TARIFA HM

DEMANDA FACTURABLE, kW 635

CONSUMO ELECTRIGO, kWh/mes 105,491FACTURACION ELECTRICA, $/mes 188,856

a los diferentes elementos que conformanel capacitor (tapa plástica, bote de plástico,capuchón de plástico y electrolítico 085).Se realiza el cuerpo del capacitor, el cualconsta de una cinta de aluminio con papelelectrolítico y cinta dieléctrica, que se

MANTE~~IENTO enrollan y se impregnan con electrolítico085 para luego colocarle las zapatas deconexión. El cuerpo del capacitor se colocadentro de un bote de plástico y se le adicio-na brea, para evitar que tenga movimiento

dentro del bote, se coloca la tapa y un arnésque servirá para el fijado de la misma.Posteriormente se mide su capacitancia y seetiqueta para ser empacado y almacenado.

Gráfica 2.Consumo eléctrico de la plantaMAQUINA DEINYECCiÓN

4%AIRE COMPRIMIDO

19%

BAÑOSELECTROLITICOS

1%

MOLDE DE BOTESINYECTORES

16%

ALUMBRADO20/0

ARMADO5%

RESISTENCIAS10%

COLECTORMANTENIMIENTO

3%

Descripción del proceso

Resistores de carbón.

El proceso inicia realizando un ranurado alcuerpodel resistorpara, posteriormente,sol-dar y planchar las terminales de alambre; acontinuación, se recubre el cuerpo de dichoresistor con resina fenólica y se hornea.Después se cubre el resistor con resinaepóxica con su correspondiente horneado,procedimientoque se repite dos veces más.Una vez concluido, se lleva a cabo la codifi-cación del resistor, la seleccióneléctricay sehornea el codificado. Por último se encintayse empaca el producto para almacenarse.

Capacitores:

En la elaboración de este producto intervie-nen varios procesos de manufactura debido

Potenciómetros:

Este proceso es básicamente de ensamblede los diferentes componentes que integranel producto:

Primeraetapa: Seensambla el eje del poten-ciómetro a una rondana pará formar suesqueleto y luego se procede a ensamblarla pista de carbón (resistencia)y la escobillacon su base (porta es~obilla).

Segunda etapa: Se ensamblan las termi-nales, la cavidad, la leva, el porta barriles yel resorte en un solo componente que se lellama interruptor para que posteriormentesea integrado al potenciómetro.

Tercera etapa: Se procede a colocar la tapay se etiqueta el producto.

Etapa final: Se hace una inspección final,se empaca y almacena.

. DIAGRAMA DEL PROCESO

A continuación se muestra un diagramasimplificado de los procesos.

2

FID~

RESISTORES DE CARBON

CUERPODEL RESISTOR

r t------

ALAMBRE

- -;---PAPEL

BAJO ADHESIVO

-- - - fSOLDADO

.--PLANCHADO 1

DETERMINALES e

- .......1------------

oCAPACITO RES

RECUBRIMIENTODEL RESISTOR

r +------RECUBRIMIENTO

RESINAFENOLlCA I

;HORNEADO DE

RESINA FENOLlCA

t- --RECUBRIMIENTO

RESINA FENOLlCA

---.HORNEADO DE

RESINA FENOLlCA--- ~

------------

CODIFICACIONDEL RESISTOR

r ~------ I1 I

11 1

: - 1

1 SELECCION :

I ELECTRICA I1 1- ~-~ I1 , 11 HORNEADODEL . 1

1 CODIFICADO tI _ _ _ i I1______------..

CODIFICACION

ÉIA.P~EI~AJ_ _ _ _ _ _ _ _ --1. 1

I INSPECCION---+ ALMACEN 1

: FINAL I __ __ _ -=.!1- ':""::;;== _ _ _ .:-_ _ _ _ _ _-=-= _ _ _ _ _ _ _ _

el

II

I

EMPAQUE

r +------EMPAQUEA

GRANEL

.ENCINTADO

- -.-EMPAQUEEN CAJA

.-- --EMPAQUE

EN CARRETE-- -------------

11 I ------~ ~ I---------------------------____________

ELECTROLlTO

POTENCIOMETROS

o

1a ETAPA

t.-------------

~ ENSAMBLEEJE--* EJEI RONDANARONDANA : ;

I PRE ENSAMBLERES~ 1a SECCION

: ttI. ENSAMBLEDE

PORTA I SECCIONESCOBILLA I _, I

1 '"

BOTE PLASTICO

2a ETAPA

. __ __ __tI -------MONTAR EJE

A ENSAMBLE

tREMACHADO

DE EJE

t .

ENSAMBLE DE 12a SECCION 1

-------------

3a ETAPA

t.-------------I

TAPADO

- tMONTAJE DE 1ACCES':RIOS -,i

-------------

;ETIQUETADO

3

ETAPA FINAL

1I -------INSPECCION

FINAL Ir- - --

EMPAQUE

ALMACENAJE

-------------

fl DE,

Indices energéticos Condiciones actuales

En la siguientetabla se muestran algunosparámetroseléctricosy de producciónde laempresa.

La iluminación general de la empresafunciona con lámparas fluorescentesSlimline T-12 de 75 y 40, Watts, con

Tabla 1. Indices energéticos.

. AREAS DE OPORTUNIDAD

Sustitución de lámparas fluorescentesconvencionales por lámparas de altaeficiencia de 59 watts con reflectorespecular.

luminarias tipo sobreponer. El nivel deiluminación promedio es de 130 luxes, queestá pordebajo de loque establece la NormaOficial Mexicana NOM-025-STPS-1999,relativa a los niveles y condiciones deiluminaciónque deben tener los centros de

JI trabajo, que en este caso es de 300luxes. Se pudo observar que el nivelde iluminación no es homogéneodebido a la mala distribución de lasluminarias, por lo que hay grandesáreas de trabajo con niveles deiluminacióndemasiado bajos, y estoorigina una disminución en la

, . productividadde losoperariosdelas""~ diferentesmáquinas.

4

MES DEMANDA CONSUMO FACTURACION PRODUCCION kWh-MES/MILLARES $IkWh-MES $/MILLAR F.P.

FACT.(kW) TOTAL $/MES MILLAR PIEZA PIEZA

(kWh/mes)

DIC 497 136,800 91,468 56,863 2.40578 0.6686 1.6086 92.101

ENE 530 246,000 147,332 56,709 4.33794 0.5989 2.5980 89.403

FEB 542 240 000 141 264 51 889 4.62526 0.5886 2.7224 88.516

MAR 593 267,600 160,217 67,611 3.95794 0.5987 2.3697 88.107

ABR 601 329,400 186,652 46,626 7.06473 0.5666 4.0032 90.361

MAY 643 267,000 151,738 51,609 5.17352 0.5683 2.9401 90.503

JUN 608 284,400 165,651 72,947 3.89872 0.5825 2.2708 91.748

JUL 604 285,000 172,649 56,863 5.01205 0.6058 3.0362 '92.045

AGO 614 369,000 212,295 67,611 5.45769 0.5753 3.1399 91.487

SEP 597 273,000 162,706 58,634 4.65600 0.5960 2.7749 92.17

OCT 588 282,600 175,904 56,709 4.98334 0.6224 3.1019 93.103

NOV 619 244,200 172,188 45,728 5.34027 0.7051 3.7655 93.291

DIC 744 238 200 183 044 56 863 4.18902 0.7684 3.2190 93.903

MAXIMO 744 369 000 212295 72 947 7.06473 0.7684 4.0032 93.903

PROMEDIO 598 266,400 163,316 57,436 4.70017 0.6189 2.8885 91.288

MINIMO 497 136,800 91,468 45,728 2.40578 0.5666 1.6086 88.107

FIDEe

Tabla 2. Situación actual

Situación propuesta lámparas T-8 de 1X32 Watts. Las luminariaspropuestas cuentan con reflector de aluminioespecular y balastros electrónicos queconsumen menos energía y proporcionanplena potencia y luminosidad a las lámparas,manteniendo el mismo nivel de iluminación.

Sustituir las luminariasactuales de lámparasfluoresc,entesSlimline T-12 de 2X75 Wattspor lámparas fluorescentes T-8 de 1X59Watts, y las 2X40 Watts por luminarias con

Tabla 3. Sit t

5

LOCAlIZACION LUMINARIO LAMPARAS POR LAMPARAS WATTS POR WATTS POR kW HORAS kWhlaño FACTURACIONTIPO CANTIDAD LUMINARIO TOTALES LAMPARA BALASTRO TOTALES PROMEDIO $IAÑO

ARMADO MODELO 2 Y 3 Gavilán 12 2 24 75 30 2.16 6,050 13,068.00 9,027.44MAOUINAS ENROLLADO RAS

PLANTA ALTA Gavilán 14 2 28 75 30 2.52 6,050 15,246.00 10,532.01CAPACITORES PARA BALASTRO Gavilán 16 2 32 75 30 2.88 6,050 17,424.00 12,036.59CAPACITORES PARA BALASTRO Gavilán 6 2 12 75 30 1.08 6,050 6,534.00 4,513.72RESISTENCIAS Gavilán 1 2 2 75 30 0.18 6,050 1,089.00 752.29RESISTENCIAS Gavilán 4 2 8 75 30 0.72 6,050 4,356.00 3,009.15RESISTENCIAS Gavilán 2 2 4 75 30 0.36 6,050 2,178.00 1,504.57RESISTENCIAS Gavilán 4 2 8 75 30 0.72 6,050 4,356.00 3,009.15RESISTENCIAS HORNO Gavilán 4 2 8 75 30 0.72 6,050 4,356.00 3,009.15RESISTORES Gavilán 15 2 30 75 30 2.7 5,184 13,996.80 9,669.06RESISTORES Gavilán 37 2 74 75 30 6.66 3,850 25,641.00 17,712.93CAPACITORES

CERAMICOS (PRUEBA) Gavilán 9 2 18 75 30 1.62 3,850 6,237.00 4,308.55CAPACITORES CERAMICOS Gavilán 3 2 6 75 30 0.54 3,850 2,079.00 1,436.18MOLDEO POR ZAMAS Gavilán 6 2 12 75 30 1.08 6,050 6,534.00 4,513.72LAVADO Gavilán 11 2 22 75 30 1.98 2,595 5,138.10 3,549.43MATERIAL PORINSPECCIONAR Gavilán 13 2 26 75 30 2.34 6,050 14,157.00 9,779.73

POTENCIOMETROSMODELO 2 Y 3 Gavilán 3 2 6 75 30 0.54 6,050 3,267.00 2,256.86POTENCIOMETROS

MODELO 2 Y 3 Gavilán 4 2 8 75 30 0.72 6,050 4,356.00 3,009.15POTENCIOMETROS

MODELO 2 Y 3 Gavilán 1 2 2 75 30 0.18 6,050 1,089.00 752.29SUBTOTAL 1 165 38 330 29.70 151,101.90 104,381.95

uaclon Inopues__LOCALlZACION LUMINAR 10 LAMPAR AS POF LAMPARAS WATTS POR kW HORAS kWhlaño FACTURACION

TIPO CANTIDAD LUMINARIO TOTALES LAMPARA TOTALES PROMEDIO $IAÑOARMADOMODELO2 Y 3 Gavilán 12 1 12 59 0.64 6,050 3,861.45 2,667.51MAOUINAS ENROLLADORAS

PLANTA ALTA Gavilán 14 1 14 59 0.74 6,050 4,505.02 3,112.09CAPACITORES PARA BALASTRO Gavilán 16 1 16 59 0.85 6,050 5,148.60 3,556.68

CAPACITQ.RES PARA BALASTRO Gavilán 6 1 6 59 0.32 6,050 1,930.72 1,333.75RESISTENCIAS Gavilán 1 1 1 59 0.05 6,050 321.79 222.29RESISTENCIAS Gavilán 4 1 4 59 0.21 6,050 1,287.15 889.17RESISTENCIAS Gavilán 4 1 4 59 0.21 6,050 1,287.15 889.17RESISTENCIAS Gavilán 2 1 2 59 0.11 6,050 643.57 444.58RESISTENCIAS HORNO Gavilán 4 1 4 59 0.21 6,050 1,287.15 889.17RESISTORES Gavilán 15 1 15 59 0.80 5,184 4,135.90 2,857.10RESISTORES Gavilán 37 1 37 59 1.97 3,850 7,576.63 5,233.97CAPACITORES CERAMICOS

(PRUEBA) Gavilán 9 1 9 59 0.48 3,850 1,842.96 1,273.13CAPACITORES CERAMICOS Gavilán 3 1 3 59 0.16 3,850 614.32 424.38MOLDEO POR ZAMAS Gavilán 6 1 6 59 0.32 6,050 1,930.72 1,333.75LAVADO Gavilán 11 1 11 59 0.59 2,595 1,518.25 1,048.82MATERIAL PORNSPECCIONAR Gavilán 13 1 13 59 0.69 6,050 4,183.24 2,889.80POTENCIOMETROSMODELO 2 Y 3 Gavilán 3 1 3 59 0.16 6,050 965.36 666.88POTENCIOMETROS

MODELO 2 Y 3 Gavilán 4 1 4 59 0.21 6,050 1,287.15 889.17POTENGIOMETRm;MODELO 2 Y 3 Gavilán 1 1 1 59 0.05 6,050 321.79 222.29SUBTOTAL 1 O 165 19 165 8.78 44,648.93 30,843.71

flD[,. AHORROS ESTIMADOS

Optimización de la inyección de plásticoa través del suministro de seis variadoresde velocidad de entre 30 y 15 HP.

nSituación propuesta.

De acuerdo con las observaciones hechas,las mediciones de carga, las capacidadesde las máquinas y los ciclos de inyección,se propuso la instalación de seis variadoresde velocidad de entre 15 y 30 HP para lasmáquinas de inyección de plástico. Losahorros por la implementación de estamedida se muestran a continuación.

Tabla 4. Ahorros obtenidos por la implementación de seis variadores de velocidad

Condiciones actuales

Una de las innovaciones en los sistemas deinyección de plástico por moldeo es lautilización de los sistemas de velocidadvariable. Las diferentes etapas que sepresentanen un ciclo típico de inyeccióndanpie a la regulación de la velocidad en dichosmotores.

Dentro de las mediciones se observaron losciclos de inyección que tienen algunasinyectoras; de hecho, las variaciones estánen función del tiempo y del producto que seesté elaborando. Debido a que todasproducen botes para capacito res dearranque, el ciclo de inyección tiene untiempo similar, aproximadamente de 80segundos.

Sustitución de seis motores eléctricos deeficiencia estándar de entre 30 y 15 HP,por igual número de motores de altaeficiencia.

. CONDICIONES ACTUALES

Existen seis máquinas de inyección que seusan para producir botes de plástico paralos capacitoresde arranque.Lascondicionesgenerales de dichas máquinas de inyecciónson buenas. El régimen de operación, enalgunas ocasiones es alternado, depen-diendo de la demanda de producción exis-tente. Los parámetros eléctricos de estosmotores se muestran a continuación:

6

Ahorro en Ahorro en Ahorro Inversión T.S.R.Demanda Consumo IVA incluido IVA incluido años

(kW) (kWh/año) ($/año) $20.92 106,452.97 73,538.24 215,346.70 2.93

DEMANDA FACTOR DE %DE AHORRO kW AHORRO ANUAL INVERSION TSR

APLICACION kW UTILlZACION FLUJO % AHORRO kWh/AÑO $ NETA (MESES)

% CON IVA

MAQUINA DE INYECCION 1 15.3 68.48 82 41.09 6.3 43,545.60 $ 30,081.30 $ 82,423.19 2.74






TOTAL 69.7 23.6 163,123.20 $ 112,685.51 $306,291.39 2.72

r fl DE.

IDENTIFICACION POTENCIAl

FACTOR DEI

DEMANDAH.P. POTENCIA kW

CONSUMOI

FACTURACIONkWhmño ~año

j~

II

Tabla 5. Situación actual de los motores

13.17 63.147.79 60.85

69.29

PROPUESTA

Dadas las condiciones de los motores actuales, se consideraron cuatro factores importantespara su evaluación:

o· Diferencial de voltaje.Porcentaje de desbalanceo· Número de rebobinado· Horas de operación

Los motores de alta eficiencia propuestos tendrían los siguientes parámetros eléctricos:

Tabla 6. Situación propuesta con motores de alta eficiencia

Con lo anterior se tienen los siguiente ahorros:

Tabla 7. Ahorros con motores de alta eficiencia

o0.675.19

3,764.2229,179.14

7

AHORRO;laño

4.021.183.499.313.223.293.107.713.705.262.600.34

20,157.09

IDENTIFICACION AHORROkW1.040.900.830.80

DENTIFICACION POTENCIA DEMANDA CONSUMO FACTURACIONH.P. kW kWhlaño $/año

MAQUINA DE INYECCION 1 30 14.31 80,131.99 48,135.29 .MAQUINA DE INYECCION 2 25 11.60 64,923.62 38,999.62MAQUINA DE INYECCION 3 25 10.77 60.272.06 36.205.42MAQUINA DE INYECCION 4 15 8.07 45,195.52 27,148.95MAQUINA DE INYECCION 5 25 12.21 68,342.80 41,053.52MAQUINA DE INYECCION 6 15 7.11 39,832.45 23,927.35

TOTAL 135 64.07 358.698.44 215470.15

Sustituciónde resistencias eléctricas paracalentar la brea durante la produccióndecapacitores, por calentamientoa base degas L.P.

Condiciones actuales

En la fábrica se cuenta con cinco ollas utiliza-das para calentar brea, materialque sirvecomo relleno en los botes de los capacitoresde arranque para evitar que sus componen-tes tengan movimiento y provoquen, así,falsos contactos. Cada olla está provista, ensu base y su circunferencia, de una serie deresistencias para calentar el producto a unatemperatura promediode 192 °C,a la cual labrea alcanza el estado líquido(ver figura 1).

Figura 1. Calentamiento de la brea porresistencias eléctricas

Olla

Brea

Resistencia

Aislamientode fibra devidrio de 2"de espesor

Salida de Brea

Se hicier6nmedicionesen cadaunade lasollas, los parámetros eléctricos resultantesse muestran a continuación:

Tabla 8. Parámetros eléctricos de lasituación actual

PROPUESTA

Se propone sustituir las resistencias eléc-tricas por quemadoresa base de gas LPquecalienten las ollas de brea, ver figura 2.

Figura 2. Calentamiento de la brea porgas L.P.

Brea

Aislamientode fibra devidrio de 2;de espesor

Salida de Brea

Quemador de Gas L.P.

La evaluación de consumo para las cincoollas consideradas se presenta en elsiguiente cuadro:

Tabla 9. Situación propuesta concalentadores de gas L.P.

. BENEFICIOS:

De acuerdo con estas consideraciones y lasmediciones de carga, se puede estimar unbeneficio económico anual de:

Ahorro anual = 155,478.37 - 86,883.18 =$68,595.19 anual

8

EQUIPO kW Horas/año kWhlaño $/añoOLLA 1 5.9 7100 41,890 28,937.61OLLA 2 6.7 7100 47,570 32,861.36OLLA 3 7.4 7100 52,540 36,294.64OLLA 4 7.4 7100 52,540 36,294.64OLLA 5 4.3 7100 30,530 21,090.12

O 31.7 7100 225,070 155,478.37

EQUIPO KCal/h Horas/año KCaVaño It/año $Iaño

de gas LP

OLLA1 5,072.82 7,100 36,017,022 6,176.73 16,170.69

OLLA2 5,760.66 7,100 40,900,686 7,014.25 18,363.32

OLLA3 6,362.52 7,100 45,173,892 7,747.09 20,281.88

OLLA4 6,362.52 7,100 45,173,892 7,747.09 20,281.88

OLLA5 3,697.14 7,100 26,249,694 4,501.68 11,785.41

27,255.66 7,100 193,515,186 33,186.84 86,883.18

('

o

o

flDE.Para la cual se tiene un Tiempo Simple deRecuperación, considerando una inversiónde $127,075.00 IVAincluido, de :

En el siguiente cuadro se presentan losbeneficios de la implementación de lasmedidas presentadas anteriormente:

TSR=$127,075.00/$68,595.19/año=1.85 años.

Tabla 10. Resumen

. CONCLUSIONES

,

I

,

~

lCon las medidas de ahorro de energíaeléctrica a implementarse en Nueva Gene-ración Manufacturas, S.A. de C.V., sedemuestra la gran rentabilidad del proyecto,ya que se tiene un ahorro en la demanda de81.41 kW, en el consumo de 523,825.31kWh/año, y se tiene como consecuencia unahorro económico de $274,976.03 al año,con una inversión total de $706,881.24, y untiempo de recuperación de 2.57 años.

9

CONCEPTO AHORRO EN AHORROS AHORRO INVERSION PERIODO DE

DEMANDA EN CONSUMO ECONOMICO ($) IVA RECUPERACION

kW kWh/AÑO ($) INCLUIDO (AÑOS)

Sustitución de lámparas fluores-

centes convencionales por 20.92 106,452.97 73,538.24 215,346.70 2.93

lámparas de alta eficiencia de

59 watts con reflector especular

Optimización de la inyección de

plástico mediante el suministro 23.60 163,123.20 112,685.51 306,291.39 2.72

de 6 variado res de velocidad,

de entre 30 y 15 HP.

Sustitución de 6 motores eléc-

tricos de eficiencia standar por 5.19 29,179.14 20,157.09 58,168.15 2.89

igual numero de motores de alta

eficiencia de entre 30 y 15 HP.

Sustitución de resistencias

eléctricas por el calentamiento

de brea en la producción de 31.70 225,070.00 68,595.19 127,075.00 1.85

capacito res por calentamientoa base de Gas L.P.

TOTAL" 81.41 523,825.31 274,976.03 706,881.24 2.57

proyectos de ahorro de energia · 2019. 2. 20. · proyectos de ahorro de energia caso: i-dv-190...

Documents