AUDITORÍAS ENERGÉTICAS

Transcripción

1 MÁSTER DE ENERGÍA: GENERACIÓN, GESTIÓN Y USO EFICIENTE Asignatura: GESTIÓN ENERGÉTICA AUDITORÍAS ENERGÉTICAS E.T.S. Ingenieros Industriales Dr. Eloy Velasco Gómez Profesor Titular de Universidad Dpto. Ingeniería Energética y Fluidomecánica 1

2 Parámetros a medir: equipos representativos en edificios. Calderas: Control de la combustión. Optimizar caudal de aire, consumo, etc. Pérdidas por calor sensible en humos. Limpieza del cuerpo de caldera. Salinidad del agua: Incrustaciones. Pérdidas de calor convección + radiación. Aislamiento del cuerpo de la caldera. T humos T humos T agua T agua 2

3 Parámetros a medir: equipos representativos en edificios. Calderas. Rendimientos: Pérdidas por calor sensible: 3

4 Parámetros a medir: equipos representativos en edificios. Calderas. Rendimientos: Pérdidas por inquemados: Rendimiento de combustión: El obtenido después de reducir las pérdidas por inquemados y por calor sensible. 4

5 Parámetros a medir: equipos representativos en edificios. Calderas. Rendimientos: Pérdidas por Convección y Radiación: Coeficiente de película combinado 5

6 Parámetros a medir: equipos representativos en edificios. Calderas: Cálculo del nivel de purga. Recuperadores de agua de purga. Vapor V generado Agua alimentación F, C F P, C P Agua de purga 6

7 CALDERAS DE BAJA TEMPERATURA Pueden operar con temperatura de agua ºC. Reducción de pérdidas por superficie y distribución. Temperatura de humos ºC. Evitar condensación: Modificar perfil de temperatura. Aumentar resistencia térmica. Técnica: Superficie de doble pared. 7

8 CALDERAS DE BAJA TEMPERATURA Ecuación del intercambio de calor: Q U S T media Con la técnica se reduce el coeficiente de intercambio (U). Soluciones: Aumentar la superficie de intercambio (Aletear). Aumentar el coeficiente de convección de los humos. Aumentar la diferencia de temperatura (no viable). Control transmisión Regular separación: Aumentar superficie (Aletear) 8

9 CALDERAS DE CONDENSACIÓN Temperatura de agua ºC. Temperatura de humos ºC. Se produce condensación. Aprovechar PCI Mejora de rendimiento. (Rend. estacional) No quemar con exceso de aire (Mayor [CO 2 ]) Mayor T condensación 9

10 CALDERAS DE CONDENSACIÓN Condensado Corrosivo => Material debe soportar condensación Acero inoxidable con alta aleación porcentual de Cr /Ni/Mo Para favorecer la condensación: Alto intercambio convectivo Se puede enfriar el humo hasta 5 15 ºC la temperatura del retorno de agua

11 CALDERAS DE CONDENSACIÓN Importante: Trabajar el máximo tiempo posible en condensación Temperatura de operación: Según condiciones del exterior Rangos de condensación T retorno ºC T exterior ,5 ºC Baja temperatura Siempre condensación 11 11

12 EQUIPOS UTILIZADOS EQUIPO DE COMBUSTIÓN

13 EQUIPOS UTILIZADOS EQUIPO DE COMBUSTIÓN

14 Ejemplo 1 de cálculo de combustión: Sabiendo que el consumo de gas natural anual en una instalación de calefacción centralizada es de m 3 /año y que el precio del metro cúbico medido en condiciones normales es de 65 c. Determinar: El ahorro de energía y de emisiones de CO 2. El periodo de retorno de la inversión que supone la sustitución de una caldera convencional con rendimiento estacionario de 87 % por otra de condensación cuyo rendimiento estacionario es del 98 %. El precio de la caldera nueva es de 6500 y la caldera antigua no dispone de valor residual. El precio máximo que podría tener la caldera si se pretende un retorno simple de la inversión no superior a 6 años

15 Ejemplo 2. Recuperación de calor del agua de purga. Una caldera produce 100 kg/h de vapor saturado a 8 bar (170 C), que trabaja 6000 horas cada año y utiliza agua de aporte a 20 C procedente de un proceso de osmosis inversa con un contenido en sal de 0,2 g/l. La máxima concentración de este tipo de sal aceptada en la caldera es de 6 g/l. Se pretende recuperar el calor sensible del agua de purga con un precalentador del agua de alimentación, cuya eficiencia sensible es de 0,8 sobre el agua de purga. Determinar el periodo simple de retorno de la inversión. Datos de operación son: Precio del gas natural 50 c /Nm 3 Rendimiento sobre PCI de la caldera 90 % PCI del Gas Natural kj/nm 3 Calor específico del agua 4,18 kj/kgc Inversión en el precalentador: Recalcular todo si, para evitar el tratamiento por ósmosis, se modifican la concentración de sal en el agua de aporte, aumentando hasta 1 g/l

16 Parámetros a medir en Máquinas Frigoríficas: Niveles de presión (alta y baja) Consumos del compresor. Sobrecalentamiento y subenfriamiento Limpieza de intercambiadores

17 EQUIPOS UTILIZADOS EQUIPO DE CARACTERIZACIÓN DE CICLOS FRIGORIFICOS 17 17

18 EQUIPOS UTILIZADOS EQUIPO DE CICLOS FRIGORIFICOS 18 18

19 Ejemplos de cálculo de refrigeración: Una enfriadora de 80 kw de potencia del compresor opera 3000 horas cada año y está condensada por aire operando con un COP estacional de 2. Se plantea incluir un condensador evaporativo cuyo precio es de 9000 para aumentar el COP hasta 3.0, sabiendo que el coste de mantenimiento del sistema de enfriamiento evaporativo es de 5000 cada año y que el precio de la energía eléctrica es de 15 c el kw h, determinar el periodo simple de la inversión. Una máquina frigorífica opera como ciclo simple y utiliza como refrigerante R-22 produce frío a -10 C y condensa a una temperatura 3 C superior al del aire utilizado para condensar. Las condiciones para el aire son de 35 C y HR 30 %. Para enfriar más el aire se propone un sistema de enfriamiento adiabático por micronización de agua cuyo precio es de 1200 a la entrada del aire al condensador cuya eficacia de enfriamiento es del 80 %. La necesidad de producción de frío anual es de kw h y el precio del kw h eléctrico es de 15 c. Determinar el periodo de retorno de la inversión