Os motores elétricos normalmente ficam ocultos, mas são usados por muitos tipos de equipamentos. Em todos os tipos de edifícios, os sistemas hidráulicos e mecânicos são fortemente dependentes dos motores. Podem ser encontrados em bombas, ventiladores, compressores de ar condicionado e chillers, para citar alguns exemplos. Dada a sua utilização generalizada, os motores consomem mais de 40% da eletricidade mundial.
Os proprietários de edifícios podem reduzir significativamente as contas de energia, melhorando a eficiência do motor. Existem duas maneiras principais de conseguir isso, que podem ser combinadas para obter melhores resultados:
- Substituição de motores antigos e ineficientes por unidades mais modernas.
- Controlar a velocidade dos motores de acordo com sua carga de trabalho.
Uma fonte de alimentação adequada é fundamental para motores elétricos. Se um motor for exposto a flutuações frequentes de tensão, sua vida útil será drasticamente reduzida. Antes de atualizar seus motores e adicionar controles de velocidade, verifique se sua fonte de alimentação tem tensão e frequência estáveis.
Melhore a eficiência energética do seu edifício com uma atualização do motor elétrico.
Atualizando para motores de alta eficiência
Ao atualizar os motores de um edifício, a melhor recomendação é procurar unidades com classificações de eficiência reconhecidas. A National Electrical Manufacturers Association (NEMA) é a autoridade do setor na América do Norte, estabelecendo padrões para muitas categorias de equipamentos elétricos. No caso dos motores, Prémio NEMA é a classificação de eficiência mais alta disponível em setembro de 2019.
Os motores fabricados fora dos EUA seguem os padrões da Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC). O nível de eficiência mais alto para motores IEC em setembro de 2019 é o IE4 Eficiência Super Premium. Está sendo desenvolvida uma classificação de eficiência ainda maior, que oferecerá economia de 20% em relação ao IE4: o Eficiência IE5 Ultra Premium.
Outro fator importante é adquirir a potência certa. Os motores elétricos podem operar perto da eficiência nominal em várias condições de carga. No entanto, eles experimentam uma perda drástica de eficiência quando a carga cai para cerca de 50%. Um motor superdimensionado também tem um preço mais alto e maiores custos de manutenção.
Como o controle da velocidade do motor aumenta a eficiência
Muitos motores elétricos estão sujeitos a condições de carga variáveis, o que significa que sua potência nominal não é utilizada o tempo todo.
- Os motores muitas vezes ficam funcionando com potência máxima quando não são necessários, desperdiçando energia e potencialmente causando problemas de desempenho. Por exemplo, isto resulta em pressão excessiva nos sistemas de bombeamento e ventilação excessiva nos manipuladores de ar.
- Uma solução de controle simples é usar o motor de forma intermitente, mas isso pode ter um efeito negativo em alguns casos. Por exemplo, se uma área de edifício necessitar de ventilação contínua, o manipulador de ar não poderá funcionar de forma intermitente.
Ajustar a velocidade de um motor de acordo com sua carga de trabalho é uma solução muito melhor. O motor pode operar continuamente, consumindo menos energia do que um motor intermitente. Por exemplo, um motor a 70% da velocidade consome menos energia que um motor idêntico funcionando 70% do tempo. O melhor método para controlar a velocidade do motor depende do seu tamanho:
- Para motores acima de 1 HP, os engenheiros elétricos normalmente recomendam um inversor de frequência variável, ou VFD. Este dispositivo reduz a tensão e a frequência abaixo dos valores nominais, para reduzir a velocidade do eixo (rpm).
- Para aplicações abaixo de 1 CV com carga de trabalho variável, a melhor recomendação é um motor comutado eletronicamente, também conhecido como motor CC sem escovas. Eles possuem controles de velocidade integrados e não requerem VFDs.
Observe que alguns equipamentos vêm com motores instalados de fábrica e as garantias podem ser anuladas por uma substituição incorreta. Nestes casos, deve-se procurar motores compatíveis rotulados como OEM, que significa “fabricante de equipamento original”. Se você planeja atualizar completamente um equipamento em vez de apenas um motor, peça ao fornecedor o motor mais eficiente que pode ser instalado de fábrica na nova unidade.
Conclusão
Ao atualizar motores, o período de retorno mais curto normalmente é alcançado com motores que possuem uma programação operacional longa. Os controles de velocidade, em particular, têm melhor efeito quando os motores operam com carga parcial por longos períodos.
Considere que os sistemas HVAC representam a maior parcela do consumo na maioria dos edifícios residenciais e comerciais. Como as atualizações de motores elétricos podem melhorar a eficiência do HVAC, as economias potenciais são significativas. Motores de alta eficiência com controles de velocidade também podem economizar muita energia quando usados em sistemas de bombeamento.
