Al margen un sello con el Escudo Nacional, que dice: Estados Unidos Mexicanos.- Secretaría de Energía.- Comisión Nacional para el Ahorro de Energía.- Comité Consultivo Nacional de Normalización para la Preservación y Uso Racional de los Recursos Energéticos (CCNNPURRE).
JUAN CRISTOBAL MATA SANDOVAL, Presidente del Comité Consultivo Nacional de Normalización para la Preservación y Uso Racional de los Recursos Energéticos, con fundamento en los Arts. 33 fraccs. VIII y IX de la Ley Orgánica de la Administración Pública Federal; 38 fracc. II, 40 fraccs. I, X y XII, 41, 43, 44, 45, 46, 47 y 51 de la LFSMN; 28 y 34 del Reglamento de la LFSMN; Arts. 3 fracc. VI inciso C, 34 fracc. XXII y 40 del RI de la SENER; Arts. 3o. fraccs. I, X y XII del Decreto por el que se crea la Comisión Nacional para el Ahorro de Energía, como órgano desconcentrado de la SENER; 1o. del Acuerdo por el que se delega en favor del Director General de la Comisión Nacional para el Ahorro de Energía, las facultades para presidir el Comité Consultivo Nacional de Normalización para la Preservación y Uso Racional de los Recursos Energéticos, así como expedir las NOM's en el ámbito de su competencia, publicados el 20/septiembre y 29/X/1999 respectivamente, y
CONSIDERANDO
Que la Ley Orgánica de la Administración Pública Federal, define las facultades de la SENER, entre las que se encuentra la de expedir NOM's que promueven la eficiencia del sector energético;
Que la LFSMN señala como una de las finalidades de las NOM's el establecimiento de criterios y/o especificaciones que promuevan el mejoramiento del medio ambiente, la preservación de los recursos naturales y salvaguardar la seguridad al usuario;
Que habiéndose cumplido el procedimiento establecido en la LFSMN para la elaboración de PROY-NOM's, el Presidente del Comité Consultivo Nacional de Normalización para la Preservación y Uso Racional de los Recursos Energéticos, ordenó la publicación del PROY-NOM-004-ENER-2005, Eficiencia energética de bombas y conjunto motor-bomba, para bombeo de agua limpia, en potencias de 0,187 kW a 0,746 kW. Límites, métodos de prueba y etiquetado; lo que se realizó el 16/I/2008, con el objeto de que los interesados presentaran sus comentarios al citado Comité Consultivo que lo propuso;
Que durante el plazo de 60 días naturales contados a partir de la fecha de publicación de dicho PROY-NOM y la Manifestación de Impacto Regulatorio a que se refiere el Art. 45 de la LFSMN, estuvo a disposición del público en general para su consulta; y que dentro del mismo plazo, los interesados presentaron sus comentarios al PROY-NOM, los cuales fueron analizados por el citado Comité Consultivo, realizándose las modificaciones procedentes, mismas que fueron publicadas el 20/VI/2008, y
Que la LFSMN establece que las NOM's se constituyen como el instrumento idóneo para la prosecución de estos objetivos, se expide la siguiente: NOM-004-ENER-2008, Eficiencia energética de bombas y conjunto motor-bomba, para bombeo de agua limpia, en potencias de 0,187 kW A 0,746 kW. Límites, métodos de prueba y etiquetado.
NOM-004-ENER-2008, EFICIENCIA ENERGETICA DE BOMBAS Y CONJUNTO MOTOR-BOMBA, PARA BOMBEO DE AGUA LIMPIA, EN POTENCIAS DE 0,187 kW A 0,746 kW.- LIMITES, METODOS DE PRUEBA Y ETIQUETADO
1. Objetivo
Esta NOM establece los niveles mínimos de eficiencia energética que deben cumplirse para las bombas y los valores máximos de consumo de energía para el conjunto motor-bomba, que utilizan motores monofásicos de inducción tipo jaula de ardilla, para manejo de agua de uso doméstico; establece además, los métodos de prueba con que deben verificarse dicho cumplimiento, así como los requisitos de información al público que debe contener la etiqueta.
2. Campo de aplicación
Esta Norma aplica a las bombas y conjunto motor-bomba, que utilizan motores monofásicos de inducción tipo jaula de ardilla, para manejo de agua de uso doméstico en potencias de 0,187 kW hasta 0,746 kW, comercializadas en México. Se excluyen del campo de aplicación los siguientes tipos de bombas y conjunto motor-bomba:
a) Para fuentes ornamentales.
b) Contra incendio.
c) Para hidromasaje.
d) Jet (tipo inyector).
e) Multietapa.
f) Para el manejo de sólidos (de superficie o sumergible).
g) Aspersoras.
h) De achique.
i) Para alberca.
3. Referencias
Para la correcta aplicación de la NOM debe consultarse y aplicarse las NOM's siguientes o las que las sustituyan:
NOM-008-SCFI-2002 Sistema General de Unidades de Medida, publicada el 27/XI/2002.
NOM-014-ENER-2004 Eficiencia energética de motores eléctricos de corriente alterna, monofásicos, de inducción, tipo jaula de ardilla, enfriados con aire, en potencia nominal de 0,180 kW a 1,500 kW. Límites, método de prueba y marcado; publicada el 19/IV/2005.
4. Definiciones
Para efectos de la presente NOM se establecen las definiciones siguientes:
4.1 Bomba.- Máquina hidráulica que transfiere energía al agua incrementándole su velocidad, la cual se reduce al transformarse en energía de presión.
4.2 Carga dinámica total, en metros de columna de agua (m.c.a.)..- Es la suma algebraica de las cargas totales de succión y de descarga y se determina con la siguiente ecuación:
En donde:
H | Carga dinámica total, en m.c.a. |
hd | Carga en la descarga, en m.c.a. |
hs | Carga en la succión, en m.c.a. |
Pgs | Presión en la succión de la bomba, en Pa, medida directamente en el manómetro en la succión y convertida a, m.c.a. |
hvs | Carga dinámica en la succión, en m.c.a. (Ver tablas 4 y 6), la cual es despreciable para fines prácticos. |
Zs | Distancia vertical desde el nivel de referencia al centro del manómetro en la succión, en m.c.a. |
Pgd | Presión en la descarga de la bomba, en Pa, medida directamente en el manómetro en la descarga y convertida a, m.c.a. |
hvd | Carga dinámica en la descarga, en m.c.a. (ver tablas 4 y 6), la cual es despreciable para fines prácticos. |
Zd | Distancia vertical desde el nivel de referencia al centro del manómetro en la descarga, en m.c.a. |
Nota:
+ Se refiere a la localización por arriba del nivel de referencia;
- se refiere a la localización por abajo del nivel de referencia;
4.3 Conjunto motor-bomba.- Máquina hidráulica impulsada por un motor eléctrico que transfiere energía al agua incrementándole su velocidad, la cual se transforma en energía de presión.
4.4 Eficiencia de la bomba (ηb).- Es la razón de la potencia hidráulica en la descarga de la bomba (Ps) entre la potencia mecánica suministrada a la flecha de la bomba (Peb).
4.5 Eficiencia del motor (ηm).- Es la razón entre la potencia mecánica de salida en la flecha y la potencia eléctrica de entrada del motor.
4.6 Eficiencia en el punto óptimo de operación.- Es la eficiencia máxima que se puede obtener de una bomba, de acuerdo con su curva de operación carga-gasto.
4.7 Equilibrio térmico.- Es el que se alcanza cuando la diferencia de la temperatura del motor eléctrico entre dos mediciones continuas, en un lapso de 30 min., no exceda de 1ºC, trabajando a la máxima potencia hidráulica del conjunto motor-bomba.
4.8 Flujo volumétrico; caudal; gasto.- El flujo volumétrico, caudal o gasto es el volumen de agua que fluye por unidad de tiempo para cierta condición de carga.
4.9 Máxima potencia hidráulica.- De acuerdo a la curva de operación del conjunto motor-bomba, es el punto donde la potencia hidráulica alcanza su máximo valor.
4.10 Motor de inducción monofásico.- Motor eléctrico que opera en sistemas eléctricos monofásicos en el cual solamente una parte, el rotor o el estator, se conecta a la fuente de energía y la otra trabaja por inducción electromagnética.
4.11 Motor de inducción monofásico tipo jaula de ardilla.- Motor de inducción, en el cual los conductores del rotor son barras colocadas en las ranuras del núcleo secundario, que se conectan en corto circuito por medio de anillos en sus extremos semejando una jaula de ardilla.
4.12 Motor eléctrico.- Máquina rotatoria que convierte la energía eléctrica en energía mecánica.
4.13 Frecuencia de rotación (n).- Es el número de revoluciones por unidad de tiempo a las que gira la flecha del conjunto motor-bomba, expresada en revoluciones por minuto (r/min).
5. Clasificación
Los equipos, objeto de esta NOM, se clasifican como sigue:
5.1 De acuerdo con la potencia del motor de la bomba:
0,187 kW;
0,373 kW;
0,560 kW;
0,746 kW.
6. Especificaciones (Ver Criterio 36del Manual)
Las bombas y los conjuntos motor-bomba para manejo de agua de uso doméstico, incluidas en el objetivo y campo de aplicación de esta NOM, deben satisfacer lo siguiente:
6.1 Bombas
Las bombas, deben de cumplir con la carga especificada en la tabla 1, a válvula de descarga cerrada, es decir gasto cero.
TABLA 1.- Valores mínimos de caudal, carga, eficiencia de la bomba que deben cumplir los equipos para manejo de agua de uso doméstico.
| Valores mínimos |
Potencia
(kW) | Caudal a válvula de descarga abierta, en el punto óptimo de operación de la bomba, (l/min) | Carga a válvula de descarga cerrada (kPa) | Eficiencia en el punto óptimo de operación de la bomba % |
0,187 | 105 | 176,36 | 45 |
0,373 | 120 | 215,56 | 45 |
0,560 | 135 | 244,95 | 50 |
0,746 | 145 | 293,94 | 55 |
El valor de eficiencia obtenida en el punto óptimo de operación para las bombas para manejo de agua de uso doméstico debe ser siempre mayor que el correspondiente establecido en la tabla 1.
6.2 Conjunto motor-bomba
Todos los conjuntos motor-bomba, deben de cumplir cuando menos con un valor de consumo de energía igual o menor a lo indicado en la tabla 1a, que utiliza para subir agua a una determinada altura, (carga dinámica total).
TABLA 1a.- Valores máximos de energía que el conjunto motor-bomba debe cumplir, para manejo de agua de uso doméstico.
Carga dinámica total (m.c.a.) | 5 | 8 | 11 | 14 | 17 | 20 | 23 | 26 |
Consumo máximo de energía (Wh) para cualquier conjunto motor bomba doméstico en potencias de 0,187 kW a 0,746 kW, para subir 1 100 litros de agua potable a la altura mínima indicada, en un tiempo máximo de 20 minutos. | 140 | 155 | 170 | 225 | 250 | 300 | 310 | 370 |
6.3 Determinación de la eficiencia y el consumo de energía
La eficiencia energética de las bombas y el consumo de energía para los conjuntos motor-bomba para manejo de agua de uso doméstico, en potencias de 0,187 kW hasta 0,746 kW debe obtenerse mediante el método de prueba descrito en el Capítulo 9, de la presente NOM.
7. Muestreo
7.1 Selección de la muestra
Se toman al azar una muestra de tres equipos, de la producción o importadas, del modelo que requiera probarse.
8. Criterios de aceptación
8.1 Certificación
El modelo de la bomba o conjunto motor-bomba bajo prueba, cumple con los requisitos de la presente NOM, si satisface las condiciones siguientes respectivamente:
8.1.1 Bombas
a) La media aritmética de los resultados de la prueba de “carga a válvula de descarga cerrada”, debe ser mayor o igual que la especificada en la tabla 1 del inciso 6.1.
b) La media aritmética de los resultados de las pruebas de eficiencia y el caudal en el punto óptimo de operación, de acuerdo con el Capítulo 9, de la muestra debe ser igual o mayor a los límites de eficiencia y caudal requeridos en la tabla 1 del inciso 6.1 de esta NOM, de acuerdo con la potencia del modelo.
En caso de no cumplirse con alguna de las condiciones anteriores, se procede a probar la segunda muestra de tres bombas, la cual debe satisfacer las condiciones siguientes:
c) La media aritmética de los resultados de la prueba de “carga a válvula de descarga cerrada”, debe ser mayor o igual que la especificada en la tabla 1 del inciso 6.1.
d) La media aritmética de los resultados de las pruebas de eficiencia y el caudal en el punto óptimo de operación, de acuerdo con el Capítulo 9, de la segunda muestra de tres bombas, debe ser igual o mayor a los límites de eficiencia y caudal requeridos en la tabla 1 del inciso 6.1 de esta NOM, de acuerdo con la potencia del modelo.
Si el modelo de bomba bajo prueba no satisface las condiciones del inciso 8.1.1, entonces el modelo no cumple con la NOM, por lo tanto se rechaza y no debe ser autorizado para comercializarse en los EUM.
8.1.2 Conjunto motor-bomba
La media aritmética de los resultados de las pruebas de carga dinámica total y consumo máximo de energía, en la primera muestra de tres conjuntos motor-bomba, debe ser como mínimo la establecida en la tabla 1a del inciso 6.2 de esta NOM.
En caso de no cumplirse el requisito anterior, se procede a tomar la segunda muestra de tres conjuntos motor-bomba y se procede con lo que a continuación se menciona:
La media aritmética de los resultados de las pruebas de carga dinámica total y consumo máximo de energía, en la segunda muestra de tres conjuntos motor-bomba, debe ser como mínimo la establecida en la tabla 1a del inciso 6.2 de esta NOM.
Si el conjunto motor-bomba bajo prueba no satisface estas condiciones, entonces el modelo no cumple con la NOM, por lo tanto se rechaza y el conjunto motor-bomba bajo prueba no debe ser autorizado para comercializarse en los EUM.
8.2 Etiqueta
Para informar el valor de consumo de energía al usuario se debe constatar que se siguen y cumplen los requisitos de muestreo y certificación de esta NOM. El valor a reportarse en la etiqueta de eficiencia energética de cada modelo es:
8.2.1 El promedio de la eficiencia energética o consumo de energía de la muestra con que se obtuvo la certificación o en su caso lo siguiente.
8.2.2 El titular (fabricante, importador o comercializador) es quien propone el valor de consumo de energía en Wh, que debe utilizarse en la etiqueta del modelo o familia que desee certificar; este valor debe cumplir con las siguientes condiciones:
a) Ser siempre igual o menor al nivel de consumo máximo permisible por la presente NOM, según la altura (inciso 6.2, tabla 1a).
b) El valor de consumo obtenido en cualquier prueba (certificación inicial, renovación, muestreo, ampliación, etc.) debe ser igual o menor que el valor indicado en la etiqueta, en caso contrario sólo se debe permitir un incremento de 3 % de variación siempre y cuando este valor no sea mayor que el límite máximo permisible de la tabla 1a.
9. Método de prueba
9.1 Requisitos para la prueba
9.1.1 Aplicación del método de prueba
Aplica para pruebas de aceptación de bombas o conjunto motor-bomba de hasta 0,746 kW de potencia, de uso doméstico, con agua que cumpla con las propiedades especificadas en el inciso 9.1.3.
9.1.2 Laboratorio de pruebas
Las pruebas de aceptación deben realizarse en cualquier laboratorio acreditado y aprobado en los términos de la LFSMN y su Reglamento, para la realización de pruebas de acuerdo a la presente NOM.
9.1.3 Características del fluido para la prueba
Para efectuar esta prueba se debe utilizar agua limpia a la temperatura ambiente.
9.1.4 Equipos de medición
Todo el equipo de medición debe contar con los informes de calibración que muestren su vigencia.
9.1.4.1 Instrumentos de medición eléctrica
Los instrumentos eléctricos de medición deben seleccionarse, para que el valor leído esté dentro del intervalo de la escala recomendada por el fabricante del instrumento o, en su defecto, en el tercio superior de la escala del mismo.
Los instrumentos analógicos o digitales deben estar calibrados con una incertidumbre de ± 0,5%.
Cuando se utilicen transformadores de corriente y/o de potencial, se deben realizar las correcciones necesarias para considerar los errores de relación y fase en las lecturas de tensión y corriente eléctricas. Estos errores no deben ser mayores de 0,25%.
9.1.4.2 Condiciones eléctricas de prueba
La frecuencia eléctrica de alimentación para la prueba debe ser de 60 Hz ± 0,5%.
Las magnitudes eléctricas que varíen senoidalmente en el tiempo deben expresarse en valores eficaces (valores r.c.m.), a menos que se especifique otra cosa.
La tensión eléctrica de alimentación de la corriente alterna para la prueba debe ser la tensión indicada en placa del motor y debe mantenerse dentro de una variación del ± 1%. La Distorsión Armónica Total (DAT) de la onda de tensión eléctrica no debe ser mayor al 5%.
La Distorsión Armónica Total (DAT) es un indicador del contenido de armónicas en una onda de tensión eléctrica. Se expresa como un porcentaje de la fundamental y se define como:
donde:
Vi es la amplitud de cada armónica
V1 es la amplitud de la fundamental
Las magnitudes eléctricas que varíen senoidalmente, deben expresarse en valores eficaces, a menos que se especifique otra cosa.
9.1.5 Informe de la prueba
La evaluación de los resultados de la prueba se deben procesar inmediatamente, incluyendo gráficas de la curva de operación de la bomba, para que en caso que resulte alguna inconsistencia se repita la prueba.
9.1.6 Características de la instalación
La instalación para realizar las pruebas de la bomba y del conjunto motor-bomba, deben cumplir con las siguientes características:
Tubería de succión y descarga deben ser de los diámetros especificados por el fabricante y de acuerdo al diseño intrínseco de la bomba.
Para el caso de la descarga el diámetro de la tubería después del manómetro podrá variar de acuerdo a los requerimientos del laboratorio.
Sin válvula de pie (pichancha).
Figura 1.- Diagrama típico de instalación
9.2 Condiciones de la prueba (Bomba)
9.2.1 Puntos a probar
Para cada punto de prueba de las bombas se deben medir las siguientes variables:
Con motor patrón
Carga de succión en pascales;
Carga de descarga en pascales;
Flujo volumétrico en m3/s;
Frecuencia de rotación de la bomba en r/min;
Potencia de entrada al motor en watts;
Tensión de alimentación al motor en volts;
Corriente del motor en amperes;
Frecuencia eléctrica de alimentación en hertz.
Incluir condiciones de estabilidad térmica en el motor patrón y el laboratorio de pruebas debe contar con el informe de resultados de un laboratorio acreditado y aprobado en la NOM-014-ENER-2004 o la que la sustituya.
Con torquímetro
Carga de succión en pascales;
Carga de descarga en pascales;
Flujo volumétrico en m3/s;
Frecuencia de rotación de la bomba en r/min;
Par de entrada a la flecha en newton-metro.
La temperatura ambiente debe de registrarse al inicio y al final de la prueba en ºC.
Para definir el intervalo de operación de la bomba se debe obtener un mínimo de 10 puntos de la curva gasto-carga. La bomba debe ser operada desde gasto máximo hasta gasto cero, con decrementos de carga no mayores al 10% del flujo obtenido con la válvula de descarga completamente abierta.
9.2.2 Incisos a verificar antes y durante la prueba
1) Que los instrumentos de medición cumplan con el Inciso 9.1.4;
2) Que las condiciones de operación sean estables sin exceder los límites permisibles de oscilación y variación de las lecturas de acuerdo con el Inciso 9.2.4.
9.2.3 Parámetros garantizados
Los parámetros que deben ser garantizados por el fabricante son: la eficiencia de la bomba, la carga y el flujo para la que fue diseñada.
9.2.4 Oscilaciones permisibles en los instrumentos de medición
Se permite una oscilación máxima para los instrumentos de medición especificada en la tabla 2.
TABLA 2.- Máxima oscilación permisible en los instrumentos
Variable medida | Máxima oscilación permisible * |
Flujo, carga, par, potencia | ± 3% |
Frecuencia de rotación | ± 1% |
Nota.- *En aparatos analógicos el valor nominal a medir debe quedar entre el 10% y el 90% de la escala de medición.
9.2.5 Número de lecturas a tomar durante la prueba
Se deben de registrar un mínimo de tres lecturas de cada punto de prueba sin exceder los límites de oscilación y las variaciones permitidas en las lecturas. El resultado para cada punto debe ser el promedio de las lecturas.
Para garantizar las condiciones estables durante las mediciones, los límites de variación entre las lecturas repetidas son los indicados en la tabla 3.
TABLA 3. - Diferencia máxima permisible entre la mayor y menor lectura
Núm. de lecturas | Máxima diferencia permisible entre la lectura mayor y menor de cada variable (%) |
Flujo, carga, par, potencia |
Hasta 5 | 1,6 |
Hasta 7 | 2,2 |
Hasta 9 | 2,8 |
9.3 Condiciones de la prueba (conjunto motor-bomba)
Antes de iniciar las pruebas se deben colocar tres detectores de temperatura por resistencia o termopares en los devanados o superficies accesibles del motor, mediante los cuales se detecta el equilibrio térmico durante la prueba de funcionamiento a la máxima potencia hidráulica de la bomba. Cada detector se debe instalar en forma tal que quede protegido contra corrientes de aire de enfriamiento y debe permanecer firme en su posición durante toda la prueba.
Durante la prueba se debe de evitar las corrientes de aire y el cambio brusco de temperatura ambiente.
9.3.1 Prueba de funcionamiento y consumo de energía
Se hace funcionar el conjunto motor-bomba hasta alcanzar la carga nominal indicada en su placa de datos y/o en la etiqueta de eficiencia energética, a la tensión de alimentación medida en sus terminales y frecuencia eléctrica de prueba, y se hace trabajar el motor hasta alcanzar el equilibrio térmico definido en el inciso 4.7, en los tres puntos de medición de temperatura.
Se miden y registran:
1) La distancia desde el nivel de referencia a la línea de centros del manómetro en la succión Zs en m
2) La temperatura del motor Tm, en °C
3) La tensión eléctrica de alimentación en las terminales del motor eléctrico, en V;
4) La frecuencia eléctrica de alimentación, en Hz;
5) La potencia de entrada al motor Pe, en W;
6) La frecuencia de rotación, en r/min;
7) La distancia desde el nivel de referencia a la línea de centros del manómetro en la descarga Zd, en m
8) Carga de succión en Pa;
9) Carga de descarga en Pa;
10) Flujo volumétrico en m3/s;
11) Consumo de energía Wh
Se determina la carga dinámica total indicada en su placa de datos y/o en la etiqueta de eficiencia energética H como se indica a continuación y se comprueba que cumple con lo indicado en el inciso 6.2.
Tabla 4.- Secuencia de cálculo
# | Símbolo | Descripción |
1 | Zs | Distancia vertical desde el nivel de referencia al centro del manómetro en la succión, en m.c.a. |
2 | Pgs | Presión en la succión de la bomba, en Pa, medida directamente en el manómetro en la succión y convertida a, m.c.a. |
3 | As | Area interior del tubo en la succión, en m2
= π × Dis2/4 = 3,1416× Dis2/4 Dis= diámetro interior del tubo de succión |
4 | r | Densidad del agua utilizada, en kg/m3 |
5 | g | Gravedad = 9,81 m/s2 |
6 | qv | Flujo, en m3/s |
7 | hvs | Carga dinámica en la succión, en m.c.a.
= [{(6)/(3)}2/2g] |
8 | hs | Carga en la succión, en m.c.a.
= [ (1) + (2) + (7) ] |
9 | Zd | Distancia vertical desde el nivel de referencia al centro del manómetro en la descarga, en m.c.a. |
10 | Pgd | Presión en la descarga de la bomba, en Pa, medida directamente en el manómetro en la descarga y convertida a, m.c.a. |
11 | Ad | Area interior del tubo en la descarga, en m2.
= [π × Did2/4] = 3,1416× Did2/4 Did= diámetro interior del tubo de descarga |
12 | hvd | Carga dinámica en la descarga, en m.c.a.
= [ {(6)/(11)}2/2g] |
13 | hd | Carga en la descarga, en m.c.a.
= [ (9) + (10) + (12) ] |
14 | H | Carga dinámica total, en m.c.a.
= [ (13) - (8) ] |
15 | E | Consumo de energía, en Wh. |
9.4 Métodos de medición
9.4.1 Medición de flujo
Esta medición se puede realizar mediante cualquier método que cumpla con lo especificado en los incisos 9.2.3, 9.2.4 y 9.2.5; a continuación se mencionan algunos métodos:
9.4.1.1 Valores obtenidos mediante el promedio en un intervalo de tiempo.
Método de pitometría (tubo pitot) y el método del tanque volumétrico.
9.4.1.2 Valores instantáneos
Placas de orificio calibrado, tubos vénturi, toberas, rotámetros y medidores de flujo externos magnéticos.
9.4.2 Medición de la carga
9.4.2.1 Carga dinámica total de bombeo
La carga dinámica total de bombeo debe expresarse en pascales y se obtiene de acuerdo con las ecuaciones de la definición del inciso 4.2.
9.4.2.2 Instrumentos para medir la presión
9.4.2.2.1 Manómetro
Debe usarse Manómetros de Bourdon calibrados para la medición de la presión tanto a la descarga como a la succión de la bomba, o también se puede usar manómetros digitales con sensores de presión (transductor) ambos instrumentos deben contar con certificado de calibración; su precisión debe de ser de ±0,5% a escala plena.
9.4.3 Medición de la frecuencia de rotación
La frecuencia de rotación debe ser medida mediante alguno de los siguientes instrumentos: tacómetro de indicación directa, contador óptico, frecuencímetro o estroboscopio.
9.4.4 Medición de la potencia a la entrada de la bomba
La potencia de entrada a la bomba debe ser determinada mediante la frecuencia de rotación y el par, o mediante la medición de la potencia demandada por un motor eléctrico de eficiencia certificada (por el fabricante del motor), que esté directamente acoplado a la bomba.
9.4.5 Medición del par
El par debe ser medido por un torquímetro colocado entre el acoplamiento de motor y bomba o mediante la medición de la fuerza aplicada a cierto brazo de palanca, en ambos casos debe cumplir con los requerimientos del inciso 9.2.3.
9.4.6 Medición de la potencia a la entrada del conjunto motor-bomba
La potencia de entrada al conjunto motor-bomba debe ser medida directamente de la alimentación del motor, para esta medición deberá hacerse de acuerdo a lo definido en 9.3.1
9.4.6.1 Medición del consumo de energía
La potencia eléctrica y el consumo de energía deben ser medidas en forma directa mediante un wáttmetro, analizador de potencia o en forma indirecta mediante vóltmetro, ampérmetro, factorímetro, etc., debidamente calibrado. Esta medición debe hacerse lo más cercano a las terminales de alimentación del motor.
Los instrumentos de medición deben seleccionarse para que el valor leído esté dentro del intervalo de la escala recomendado por el fabricante del instrumento o, en su defecto, en el tercio superior de la escala del mismo.
Los instrumentos analógico o digitales deben de estar calibrados con una incertidumbre máxima de ± 0,3% a plena escala. Cuando se utilicen transformadores de corriente y potencial, se deben de realizar las correcciones necesarias para considerar los errores de relación y fase en las lecturas de tensión y corriente eléctricas. Estos errores no deben de ser mayores a 0,3%.
9.4.7 Informe de la prueba
Los resultados de la prueba deben incluirse en un informe, el cual, debe ser firmado por el responsable de la prueba de acuerdo con los lineamientos de la entidad de acreditación.
Contenido del informe:
1. Lugar y fecha de la prueba.
2. Nombre del fabricante, tipo y características de la bomba o conjunto motor-bomba, número de serie, y año de construcción.
3. Variables garantizadas y condiciones de operación durante la prueba (incluidas en la Tabla 6).
4. Especificaciones del motor de la bomba.
5. Descripción del procedimiento de prueba y los aparatos de medición usados incluyendo los datos de calibración.
6. Las lecturas realizadas.
7. La evaluación y análisis de los resultados de la prueba.
8. Construcción de la curva característica de la bomba, de acuerdo con los datos obtenidos durante la prueba.
9. Conclusiones.
10. Anexos.
Se debe entregar un plano de la instalación indicando todas las cotas, incluyendo las distancias del centro del impulsor al centro del manómetro, tanto a la succión como en la válvula de descarga.
En la tabla 5, se muestra un ejemplo del formato de registro de lecturas para cada punto de prueba.
Todos los cálculos involucrados en el desarrollo de las pruebas de bombas están indicados a continuación
TABLA 5.- Registro de lecturas para cada punto de prueba
|
Liq. De prueba | Densidad, en kg/m3: | Viscosidad, en m2/s: | Sólidos disueltos, en kg/m3: |
Bomba | Tipo: | No. serie: |
Datos de placa del motor | Marca: | Tensión (V): | Velocidad de rotación (r/min): |
Tipo: | Corriente (A) | Potencia (kW): |
Condiciones de la prueba | Presión barométrica (Pa): | Diám. Int. de la tubería, en m.
En la succión:
En la descarga: | Carga dinámica total, en m.c.a |
Inicio | Hora: | Temp. del agua (ºC): | Temp. ambiente (ºC): |
Final | Hora: | Temp. del agua (ºC): | Temp. ambiente (ºC): |
Núm. de punto de prueba | Medición de flujo (m3/s) | Presión en la succión en m.c.a. | Presión en la descarga en m.c.a. | Potencia demandada (W) | Vel. rotación (r/min) |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
1 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
2 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
3 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
4 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
5 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
6 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
7 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
8 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
9 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
10 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
TABLA 6.- Secuencia de cálculo
# | Símbolo | Descripción | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
1 | Zs | Distancia vertical desde el nivel de referencia al centro del manómetro en la succión, en m.c.a. | | | | | |
2 | Pgs | Presión en la succión de la bomba, en Pa, medida directamente en el manómetro en la succión y convertida a, m.c.a. | | | | | |
3 | As | Area interior del tubo en la succión, en m2.
= π × Dis2/4 = 3,1416× Dis2/4
Dis= diámetro interior del tubo de succión | | | | | |
4 | r | Densidad del agua utilizada, en kg/m3 | | | | | |
5 | g | Gravedad = 9,81 m/s2 | | | | | |
6 | qv | Flujo (m3/s) | | | | | |
7 | hvs | Carga dinámica en la succión, en m.c.a.
= [{(6)/(3)}2/2g] | | | | | |
8 | hs | Carga en la succión, en m.c.a.
= [ (1) + (2) + (7) ] | | | | | |
9 | Zd | Distancia vertical desde el nivel de referencia al centro del manómetro en la descarga, en m.c.a. | | | | | |
10 | Pgd | Presión en la descarga de la bomba, en Pa, medida directamente en el manómetro en la descarga y convertida a, m.c.a. | | | | | |
11 | Ad | Area interior del tubo en la descarga, en m2.
= [π × Did2/4] = 3,1416× Did2/4
Did= diámetro interior del tubo de descarga | | | | | |
12 | hvd | Carga dinámica en la descarga, en m.c.a.
= [ {(6)/(11)}2/2g] | | | | | |
13 | hd | Carga en la descarga, en m.c.a.
= [ (9) + (10) + (12) ] | | | | | |
14 | H | Carga dinámica total, en m.c.a.
= [ (13) - (8) ] | | | | | |
15 | F | Fuerza, en N | | | | | |
16 | L | Brazo de palanca, en m | | | | | |
17 | t | Par, en N×m
= (15)×(16) | | | | | |
18 | n | Velocidad de rotación en la bomba, en r/min | | | | | |
19 | Peb | Potencia de entrada a la bomba en W.
= (17)x(18)/60 | | | | | |
19a | Pem | Potencia de entrada al motor, en W | | | | | |
20 | Ps | Potencia de salida de la bomba, en W
= [(6) × (14) × r × g] | | | | | |
21 | b | Eficiencia de la bomba, en %
= [(20) / (19) × 100] | | | | | |
22 | b | Eficiencia del conjunto motor-bomba, en %
= [(20) / (19a) × 100] | | | | | |
10. Etiquetado (Ver Criterios 36 y 43del Manual)
Las bombas y conjunto motor-bomba para manejo de agua de uso doméstico, objeto de esta NOM y que se comercialicen en los EUM, deben llevar una etiqueta que proporcione a los usuarios información sobre la eficiencia energética de este producto, de forma que pueda ser comparada con otras bombas y conjunto motor-bomba de la misma potencia.
10.1 Permanencia
La etiqueta debe ir adherida o colocada en el producto ya sea por medio de un engomado, o en su defecto por medio de un cordón, en cuyo caso, la etiqueta debe tener la rigidez suficiente para que no se flexione por su propio peso. En cualquiera de los casos la etiqueta debe permanecer en el producto hasta el momento de adquisición por el consumidor final.
10.2 Ubicación
La etiqueta debe estar ubicada en un área de exhibición del producto visible al consumidor.
10.3 Información
La etiqueta de eficiencia energética debe contener como mínimo la información que se lista a continuación, impresa en forma legible e indeleble.
El tipo de letra puede ser Arial o Helvética.
10.3.1 La leyenda "EFICIENCIA ENERGETICA", en tipo negrita.
10.3.2 La leyenda "Eficiencia en el Punto Optimo de Operación" en tipo normal.
10.3.3 La leyenda "Determinado como se establece en la NOM-004-ENER-2008", en tipo normal.
10.3.4 La leyenda "Marca(s)" seguida del nombre y/o marca(s) registrada(s) del fabricante, en tipo normal.
10.3.5 La leyenda "Modelo(s)" seguida del modelo(s) del producto, en tipo normal.
10.3.6 La leyenda "Potencia:" seguida de la potencia del aparato en kW, según 5.1, en tipo normal.
10.3.7 La leyenda "Caudal en el punto óptimo de operación:" seguida del caudal en el punto óptimo de operación en l/min, obtenido durante la prueba, en tipo normal.
10.3.8 La leyenda "Carga en el punto óptimo de operación:" seguida de la carga en el punto óptimo de operación en kPa (m.c.a.), obtenido durante la prueba, en tipo normal.
10.3.9 La leyenda "Carga a válvula de descarga cerrada:" seguida de la carga a válvula de descarga cerrada en kPa (m.c.a.), obtenido durante la prueba, en tipo normal.
10.3.10 La leyenda "Eficiencia mínima en el punto óptimo de operación (%):", en tipo normal, seguida de la eficiencia mínima en el punto óptimo de operación, según 6.1, en tipo negrita.
10.3.11 La leyenda "Eficiencia en el punto óptimo de operación (%):", en tipo normal, seguida de la eficiencia en el punto óptimo de operación, obtenida durante la prueba, según 8.2, en tipo negrita.
10.3.12 La leyenda "Compare la eficiencia en el punto óptimo de operación de este producto, con otros similares antes de comprar.", en tipo negrita.
10.3.13 La leyenda "Ahorro de energía" colocada de manera horizontal, en tipo negrita.
10.3.14 Una barra horizontal de 8 cm ±0,5 cm de tonos crecientes, del claro hasta el negro, indicando el porciento de ahorro de energía, del 0% al 50%.
Debajo de la barra en 0% debe colocarse la leyenda "menor ahorro", en tipo negrita y debajo de la barra en 50% debe colocarse la leyenda "mayor ahorro", en tipo negrita.
10.3.15 La leyenda "Ahorro de energía de este producto", en tipo normal.
10.3.16 Una flecha con el porcentaje de ahorro de energía que tiene el aparato, obtenido con el siguiente cálculo, en negrita:
Ahorro de energía = Eficiencia en el punto óptimo de operación del producto - Eficiencia mínima en el punto de óptimo de operación.
Esta flecha debe colocarse de tal manera que coincidan su punta y los tonos de la barra que descritos en el inciso anterior en el punto en que el ahorro de energía se represente gráficamente.
10.4 Dimensiones
Las dimensiones de la etiqueta son las siguientes:
Alto 14,0 cm ±1cm
Ancho 10,0 cm ±1cm
10.5 Distribución de la información y colores
10.5.1 La información debe distribuirse como se muestra en la figura 1, que presenta un ejemplo de etiqueta.
10.5.2 La distribución de los colores se realiza de la siguiente manera:
Toda la información descrita en el inciso 10.3, así como las líneas y contorno de las flechas debe ser de color negro.
El contorno de la etiqueta debe ser sombreado.
El resto de la etiqueta debe ser de color amarillo.
11. Vigilancia
La SENER y la Procuraduría Federal del Consumidor, conforme a sus atribuciones y en el ámbito de sus respectivas competencias, son las autoridades que están a cargo de vigilar el cumplimiento de la presente NOM.
El incumplimiento de la presente NOM debe ser sancionado conforme a lo dispuesto por la LFSMN, la Ley del Servicio Público de Energía Eléctrica, su Reglamento y demás disposiciones.
12. Evaluación de la conformidad
La evaluación de la conformidad de la bomba y del conjunto motor-bomba objeto de la presente NOM debe demostrarse por medio de un certificado emitido por la dependencia competente o por personas acreditadas y aprobadas para ello en términos de lo dispuesto por la LFSMN y su Reglamento.
13. Bibliografía
LFSMN, publicado el 1/VII/1992.
Reglamento de la LFSMN, publicado el 14/I/1999.
Hydraulic Institute Standards for centrifugal, rotary and reciprocating pumps, published by hydraulic Institute, 1975, 13a. Edición.
ISO 9906 Rotodynamic pumps-Hydraulic performance acceptance tests-Grades 1 and 2, First edition (1999-12-15).
14. Concordancia con normas extranjeras
Esta Norma coincide parcialmente con la Norma ISO 9906 (first edition 1999-12-15)
TRANSITORIOS
Primero. La presente NOM una vez publicada en el DOF y a su entrada en vigor, cancelará y sustituirá a la NOM-004-ENER-1995, Eficiencia energética de bombas centrífugas para bombeo de agua para uso doméstico en potencias de 0,187 kW a 0,746 kW.- Límites, método de prueba y etiquetado, que fue publicada el 22/XII/1995.
Segundo. La presente NOM una vez publicada en el DOF, entrará en vigor 60 días naturales después de dicha publicación y a partir de esta fecha todas las bombas y conjunto motor-bomba, comprendidos en el campo de aplicación de esta NOM, deben ser certificados con base en la misma.
Tercero. Las bombas y conjuntos motor-bomba con certificado de cumplimiento con la NOM-004-ENER-1995, otorgado antes de la fecha de entrada en vigor de la presente NOM, por un organismo de certificación acreditado y aprobado, podrán comercializarse hasta agotar el inventario del producto amparado por el certificado.
Cuarto. No es necesario esperar el vencimiento del certificado de cumplimiento con la NOM-004-ENER-1995 para obtener el certificado de cumplimiento con la NOM-004-ENER-2008, si así le interesa al comercializador.
Sufragio Efectivo. No Reelección.
México, D.F., a 7 de julio de 2008.- El Presidente del Comité Consultivo Nacional de Normalización para la Preservación y Uso Racional de los Recursos Energéticos (CCNNPURRE) y Director General de la Conae, Juan Cristóbal Mata Sandoval.- Rúbrica.
NOTAS:
Esta NOM publicada el 25/VII/2008, quedó eliminada y sustituida por la NOM-004-ENER-2014(Apartado Primero del Numeral 15 de la propia NOM) la cual entró en vigor a los 60 días naturales después del 30/IX/2014 y a partir de esta fecha todos los conjunto motor-bomba, deben ser certificados con la nueva NOM (Apartado segundo del Numeral 15 de la propia NOM). Las bombas y conjuntos motor-bomba con certificado de cumplimiento con esta NOM, expedido por los organismos de certificación acreditados y aprobados antes de la entrada en vigor de la NOM-004-ENER-2014, podrán ser comercializados como máximo hasta el término de su vigencia estipulada en el mismo (Apartado Tercero del Numeral 15 de la propia NOM) y no es necesario esperar el vencimiento del certificado de cumplimiento con la NOM-004-ENER-2008 para obtener el certificado de cumplimiento con la NOM-004-ENER-2014, si así le interesa al comercializador (Apartado Cuarto del Numeral 15 de la propia NOM).
Se recomienda leer:
NMX-J-521/2-41-ANCE-2011 Aparatos Electrodomésticos y Similares-Seguridad-Parte 2-41: Requisitos Particulares para las Bombas Eléctricas (DOF 25/IX/2012)
APENDICE A (Normativo)
Etiqueta de eficiencia energética
EFICIENCIA ENERGÉTICA
Eficiencia en el Punto Óptimo de Operación
Determinado como se establece en la NOM-004-ENER-2008 |
Marca(s): | Norm-EE | | Potencia (kW): | 0,746 |
Modelo(s): | EE-007 | | | |
Caudal en el punto óptimo de operación (l/min) | 145 |
Carga en el punto óptimo de operación en kPa (m.c.a.) | 294 (29.98) |
Carga a válvula de descarga cerrada en kPa (m.c.a.) | 150 (15.31) |
Eficiencia mínima en el punto óptimo de operación (%): | 55 |
Eficiencia en el punto óptimo de operación del producto (%): | 58 |
Compare la eficiencia en el punto óptimo de operación de este producto, con otros similares antes de comprar. |
Ahorro de Energía
Ahorro de energía
de este producto
|
| 0% | 5% | 10% | 15% | 20% | 25% | 30% | 35% | 40% | 45% | 50% | |
Menor Ahorro | | | | | | | Mayor Ahorro |
Importante El consumo de energía efectivo dependerá de los hábitos de uso y localización del producto.
La etiqueta no debe retirarse del producto hasta que haya sido adquirido por el consumidor final. |
APENDICE B (Informativo)
FACTORES DE CONVERSIÓN
Las unidades en otro sistema de unidades que no sea el sistema internacional que se pueden utilizar para la aplicación de los métodos de prueba de esta Norma son:
-Presión:
1 Pa | = | 101,97 x 10-6 metros columna de agua |
9 806 Pa | = | 1 metro columna agua |
1 kPa | = | 1 000 Pa |
1 Pa | = | 1 N/m2 |
1 N/m2 | = | 1 kg/ms2 |
1m3/s | = | 60 000 l/min |
0,145038 psi | = | 0,101978 m columna de agua |
-Temperatura:
1°C | = | (1/1,8) x (oF-32) |
1°F | = | (°C x 1,8) + 32 |
-Potencia:
1 kW | = | 1,34 CP |
1 CP | = | 0,746 kW |
_____________________________