Curso de Eficiencia Energética Duoc UC Alameda

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1 Curso de Eficiencia Energética Duoc UC Alameda de octubre de 2013 Sistemas de climatización

2 AGENDA ÍNDICE Introducción Demanda de climatización Sistemas de producción Sistemas de distribución Salidas terminales Sistemas de ventilación Medidas de ahorro energético

3 INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN Qué es la climatización y que factores influyen en ella? PARÁMETROS DE CONFORT Temperatura Humedad Calidad del aire SISTEMAS DE CLIMATIZACIÓN Entendemos climatización como CONJUNTO Producción: calderas, bombas de calor, etc. Distribución Salidas terminales FACTORES QUE INFLUYEN Factores de los que depende el uso de climatización: clima, tamaño, ocupación, aislamientos 3

4 AGENDA ÍNDICE Introducción Demanda de climatización Sistemas de producción Sistemas de distribución Salidas terminales Sistemas de ventilación Medidas de ahorro energético

5 DEMANDA DE CLIMATIZACIÓN DEMANDA DE CLIMATIZACIÓN La temperatura en una estancia es el resultado de los aportes y las pérdidas de calor Distribución típica de las pérdidas de calor INVIERNO 100% Q necesario 80% Q radiación Q ocupación Q equipos Q iluminación Q conducción Q inf / vent 60% 40% 20% 75% 25% Qconducción Qinfiltración 0% Pérdidas de Calor La demanda de calefacción es: Q necesario = Q conducción + Q inf / vent (Q radiación + Q ocupación + Q equipos + Q iluminación ) 5

6 DEMANDA DE CLIMATIZACIÓN DEMANDA DE CLIMATIZACIÓN La temperatura en una estancia es el resultado de los aportes y las pérdidas de calor VERANO Q necesario 100% Distribución típica de las aportaciones de calor Q radiación Q ocupación Q equipos Q iluminación Q conducción Q inf / vent 80% 60% 40% 20% 60% Qocupación Qiluminación Qequipos Qinfiltración Qconducción Qradiación 0% Aportaciones de Calor La demanda de refrigeración es: Q necesario = Q conducción + Q inf / vent + Q radiación + Q ocupación + Q equipos + Q iluminación 6

7 AGENDA ÍNDICE Introducción Demanda de climatización Sistemas de producción Calefacción Refrigeración Sistemas de distribución Salidas terminales Sistemas de ventilación Medidas de ahorro energético

8 SISTEMAS DE PRODUCCIÓN SISTEMAS DE PRODUCCIÓN Existen diferentes maneras de generar calor y frío CALOR FRÍO Calderas Sistemas eléctricos Sistemas de resistencia eléctrica Bombas de calor Bombas de calor Enfriadoras Sistemas de absorción 8

9 SISTEMAS DE PRODUCCIÓN ÍNDICE Agenda Calefacción Calderas o Esquema o Tipos de calderas o Tipos de combustibles Radiadores eléctricos Bombas de calor Refrigeración Enfriadoras / Bombas de calor Maquina de absorción 9

10 CALEFACCIÓN SISTEMAS DE / CALDERAS PRODUCCIÓN >> CALDERAS SISTEMAS DE PRODUCCIÓN Las calderas se consideran como una caja negra en la que entra agua fría y un combustible para producir agua caliente Agua Fría Gases de Escape Combustible Gas Natural Gasóleo Biomasa CALDERA Agua Caliente 10 10

11 CALEFACCIÓN SISTEMAS DE / CALDERAS PRODUCCIÓN >> CALDERAS SISTEMAS DE PRODUCCIÓN Tipos de calderas SEGÚN LA CÁMARA DE COMBUSTIÓN SEGÚN LA EFICIENCIA SEGÚN EL COMBSUTIBLE Calderas atmosféricas Calderas estancas Calderas convencionales Calderas de baja temperatura Calderas de condensación Combustibles sólidos Carbón Biomasa Combustibles líquidos Gasóleo Fuel Combustibles sólidos Gas natural Propano Butano 11

12 CALEFACCIÓN SISTEMAS DE / CALDERAS PRODUCCIÓN >> CALDERAS SISTEMAS DE PRODUCCIÓN Realizamos una comparativa entre los tipos de calderas, estudiando su eficiencia, combustible utilizado, etc. Convencionales Baja temperatura Condensación Qué combustible utilizan? Gasóleo, propano, gas natural Gasóleo, propano, gas natural Sólo Gas Natural Característica fundamental Funcionan a altas temperaturas La temperatura de entrada es menor que en las convencionales Condensan parte de los gases de escape de la combustión Rendimiento con el que trabajan % % % Limitaciones Temperatura de los terminales Temperatura de los terminales Ahorro respecto a la caldera convencional En torno al 15 % Llegan hasta el 25 % de ahorro 12

13 CALEFACCIÓN SISTEMAS DE / CALDERAS PRODUCCIÓN >> CALDERAS SISTEMAS DE PRODUCCIÓN Tipos de combustible Definición Una combustión es una reacción química entre un combustible y un comburente (oxígeno) que genera energía en forma de calor Los combustibles más utilizados son materiales orgánicos compuestos principalmente por Carbono e Hidrógeno, además de otros elementos (N, S ) Gas natural (Metano): CH 4 Butano: C 4 H 10 Gasóleo: C 12 H 26 Comparativa Cuanto mayor sea la proporción de Hidrógeno en la molécula del combustible Poder calorífico Gas natural Propano Butano Gasolina Gasóleo Queroseno Emisiones Más limpia será la combustión Cuanto mejor sea la mezcla entre el combustible y el oxígeno del aire más eficiente será la combustión 13

14 CALEFACCIÓN SISTEMAS DE / CALDERAS PRODUCCIÓN >> CALDERAS SISTEMAS DE PRODUCCIÓN A continuación se comparan tres combustibles tipo (sólido, líquido y gaseoso) Gasóleo Gas Natural Biomasa Unidades en las que se mide? Litros m 3 kg Cuánta energía proporciona? 12 kwh / kg 13,9 kwh / kg Cada kg de biomasa proporciona unas kcal 4-5 kwh/kg De dónde proviene este suministro? El gasóleo se produce en las refinerías a partir del petróleo que llega. Primero se sacan los gases (propano, butano) luego gasolina y queroseno y por último gasoil, betunes, etc. El gas se obtiene de yacimientos de petróleo, disuelto o disociado, o en depósitos de carbón. El GN puede llegar de dos formas: 1. GNL procedente de metaneros 2. Gas que viene por gaseoductos de Argelia principalmente Proviene de recursos biológicos. 1. Forestal 2. Agrícola: residuos de cultivos o cultivos especiales. Emisiones? 0,26 kg de CO 2 / kwh 0,20 kg de CO 2 / kwh Emisiones de CO 2 neutras Coste del combustible? 0,08 / kwh 0,06 / kwh - 14

15 SISTEMAS DE PRODUCCIÓN Agenda Calefacción Calderas o Esquema o Tipos de calderas o Tipos de combustibles Radiadores eléctricos Bombas de calor Refrigeración Enfriadoras / Bombas de calor Maquina de absorción 15

16 CALEFACCIÓN SISTEMAS DE / SISTEMAS PRODUCCIÓN ELÉCTRICOS >> RADIADORES ELÉCTRICOS SISTEMAS DE PRODUCCIÓN Los sistemas eléctricos por resistencia eléctrica se basan en la ley de Joule MODO DE FUNCIONAMIENTO CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTALES Corriente Calor Resistencia eléctrica Alto rendimiento de la máquina Bajo rendimiento por el ciclo Sistemas poco utilizados Coste electricidad > Coste combustibles Sistemas poco confortables Combustible Calor (Central eléctrica) Electricidad Calor 16

17 SISTEMAS DE PRODUCCIÓN Agenda Calefacción Calderas o Esquema o Tipos de calderas o Tipos de combustibles Radiadores eléctricos Bombas de calor Refrigeración Enfriadoras / Bombas de calor Maquina de absorción 17

18 CALEFACCIÓN SISTEMAS DE / SISTEMAS PRODUCCIÓN ELÉCTRICOS >> BOMBAS DE CALOR SISTEMAS DE PRODUCCIÓN La calefacción puede producirse mediante bombas de calor, analizaremos su esquema de funcionamiento y sus principales características FUNCIONAMIENTO Esquema de funcionamiento Componentes de la instalación Compresor Evaporador Condensador Válvula de expansión PARÁMETROS IMPORTANTES Rendimiento de la instalación COP Calores útiles frente a trabajos realizados Parámetros de los que depende el valor del COP 18

19 CALEFACCIÓN SISTEMAS DE / SISTEMAS PRODUCCIÓN ELÉCTRICOS >> BOMBAS DE CALOR SISTEMAS DE PRODUCCIÓN El circuito principal de la bomba de calor lo recorre un refrigerante En el interior de la habitación se libera calor porque la Tª int < Tª refrigerante LÍQUIDO INTERIOR GAS Q 2 El refrigerante pierde calor y cambia de fase VÁLVULA VÁLVULA CONDENSADOR COMPRESOR COMPRESOR T T P P El refrigerante llega como líquido a la válvula, donde se establecen las condiciones de P y T necesarias para el evaporador EXTERIOR Q 1 W En la máquina exterior el refrigerante que está a una temperatura menor que el ambiente, roba calor y se evapora EVAPORADOR 19

20 CALEFACCIÓN SISTEMAS DE / SISTEMAS PRODUCCIÓN ELÉCTRICOS >> BOMBAS DE CALOR SISTEMAS DE PRODUCCIÓN El rendimiento de una bomba de calor (COP) depende de calor obtenido y del trabajo aportado LÍQUIDO INTERIOR GAS Q 2 El calor útil o calor obtenido es el que se aporta a la habitación que queremos climatizar En el condensador pueden existir ventiladores para expulsar el aire que suponen un consumo eléctrico mínimo VÁLVULA COMPRESOR T T P P COP = Q2 / W realizado W COP=coefficient performance CEE= coef. eficiencia energética A menor diferencia de tª, mayor COP EXTERIOR Q 1 En el evaporador también podemos encontrar ventiladores, así como bombas a lo largo del circuito, pero su consumo frente al del compresor es prácticamente despreciable 20

21 CALEFACCIÓN SISTEMAS DE PRODUCCIÓN >> BOMBAS DE CALOR SISTEMAS DE PRODUCCIÓN Existe una normativa que indica qué tipo de refrigerantes se pueden utilizar en este tipo de instalaciones La normativa europea CE 2037/2000 respecto el R-22 dice lo siguiente: Hasta el 1 de enero de 2010 será distribuido A partir de esa fecha se prohibirá su distribución pero se permitirá su uso reciclado hasta el 2014 En nuevos equipos de refrigeración el R-22 ha sido sustituido por el R-404A o el R134-A. En equipos de Aire Acondicionado primero se utilizó el R-407C y ahora el R-410A. En equipos existentes se puede sustituir por varios productos: R-422D R-422A y R-417A R-427A E-22 21

22 SISTEMAS DE PRODUCCIÓN Agenda Calefacción Calderas o Esquema o Tipos de calderas o Tipos de combustibles Radiadores eléctricos Bombas de calor Refrigeración Enfriadoras / Bombas de calor Maquina de absorción 22

23 SISTEMAS DE PRODUCCIÓN >> ENFRIADORAS / BOMBAS DE CALOR DIFERENTES SISTEMAS DE PRODUCCIÓN: Sistemas de producción de calor y de frio CALOR Calderas Convencionales Baja temperatura Condensación Bombas de calor Enfriadoras FRÍO Funcionamiento equivalente* Sistemas eléctricos Resistencia eléctrica Bomba de calor Sistemas de absorción Nota: *La diferencia entre una enfriadora y una bomba de calor es que la enfriadora sólo produce frío mientras que la bomba de calor puede producir frío o calor 23

24 REFRIGERACIÓN SISTEMAS DE / BOMBAS PRODUCCIÓN DE CALOR >> ENFRIADORAS / BOMBAS DE CALOR El funcionamiento de la bomba de calor para refrigeración es similar al analizado en la producción de calor FUNCIONAMIENTO PARÁMETROS IMPORTANTES Esquema de funcionamiento Componentes de la instalación Compresor Evaporador Condensador Válvula de expansión Rendimiento de la instalación EER Calores útiles frente a trabajos realizados Parámetros de los que depende el valor del EER 24

25 REFRIGERACIÓN SISTEMAS DE / BOMBAS PRODUCCIÓN DE CALOR >> ENFRIADORAS / BOMBAS DE CALOR El frío que sentimos en una instalación de climatización se produce por una ausencia de calor En la máquina exterior el refrigerante que LÍQUIDO GAS está a una temperatura mayor que el ambiente, desprende calor y se condensa EXTERIOR Q 2 El refrigerante pierde calor y cambia de fase VÁLVULA CONDENSADOR COMPRESOR T T P P El refrigerante llega como líquido a la válvula, donde se establecen las condiciones de P y T necesarias para el evaporador INTERIOR EVAPORADOR Q 1 W En el interior de la habitación no se libera frío El refrigerante roba calor a la habitación porque la Tª int > Tª refrigerante 25

26 REFRIGERACIÓN SISTEMAS DE / BOMBAS PRODUCCIÓN DE CALOR >> ENFRIADORAS / BOMBAS DE CALOR El calor útil en esta configuración de la bomba de calor es el calor robado a la habitación LÍQUIDO EXTERIOR GAS Q 2 En el condensador pueden existir ventiladores para expulsar el aire y refrigerarlo, pero suponen un consumo eléctrico mínimo VÁLVULA COMPRESOR T T P P EER = Q1 / W realizado W EER= Energy Efficiency Ratio A menor diferencia de Tª, mayor EER INTERIOR Q 1 El calor útil o calor obtenido es el que se roba a la habitación que queremos climatizar 26

27 REFRIGERACIÓN SISTEMAS DE / ENFRIADORA PRODUCCIÓN >> ENFRIADORAS / BOMBAS DE CALOR Una enfriadora es una bomba de calor que sólo genera frío FUNCIONAMIENTO Y PARÁMETROS IMPORTANTES TIPOS DE ENFRIADORAS Esquema de funcionamiento Componentes de la instalación Rendimiento = EER Aire aire Aire agua Agua agua 27

28 REFRIGERACIÓN SISTEMAS DE / BOMBAS PRODUCCIÓN DE CALOR >> ENFRIADORAS / BOMBAS DE CALOR El esquema de funcionamiento dependerá en función del tipo de enfriadora con el que nos encontremos Aire: ventiladores para refrigerar EXTERIOR Q 2 Agua: Torres de refrigeración EER= Q 1 / W VÁLVULA COMPRESOR T T P P W INTERIOR Q 1 Aire: conductos de aire Agua: UTA 28

29 REFRIGERACIÓN SISTEMAS DE / BOMBAS PRODUCCIÓN DE CALOR >> ENFRIADORAS / BOMBAS DE CALOR Los tipos de enfriadoras se diferencian en el rendimiento, así como en la existencia o no de circuitos secundarios Aire Aire Aire Agua Agua Agua VRV Circuito Secundario No necesitan Tuberías de agua en la salida de frio para canalizar el agua fría producida a una UTA Torre de refrigeración y tuberías para el agua fría Circula refrigerante Rendimiento EER 2,5-3,5 2, ,2-4 COP 2,5-3,5 3-3,5-3,8-4,2 Legionela No presentan problemas No presentan problemas No son recomendables las torres de refrigeración No presentan problemas Dónde se utilizan? Splits en casa, la oficina, etc. Grandes instalaciones centralizadas Grandes instalaciones centralizadas Grandes instalaciones centralizadas 29

30 SISTEMAS DE PRODUCCIÓN Agenda Calefacción Calderas o Esquema o Tipos de calderas o Tipos de combustibles Radiadores eléctricos Bombas de calor Refrigeración Enfriadoras / Bombas de calor Maquina de absorción 30

31 SISTEMAS DE PRODUCCIÓN >> MÁQUINA DE ABSORCIÓN REFRIGERACIÓN / SISTEMAS POR ABSORCIÓN En los sistemas por absorción el trabajo del compresor se sustituye por el calor que se necesita para la separación LÍQUIDO GAS Q 3 EXTERIOR Q 2 SEPARACIÓN ABSORBENTE VÁLVULA BOMBA ABSORCIÓN EER= Q 1 / Q 3 INTERIOR Q 1 Compresión térmica 31

32 REFRIGERACIÓN SISTEMAS DE PRODUCCIÓN >> MÁQUINA DE ABSORCIÓN El inconveniente de esta alternativa es que el rendimiento que se obtiene es bajo Las máquinas de absorción tienen un rendimiento bajo Por cada kw de calor vamos a obtener 0,7 kw de frío Con una enfriadora común por cada kw eléctrico se obtienen entre 2 y 3 kw de frío Coste de mantenimiento elevado ya que requiere personal especializado Por esto el uso de las máquinas de absorción se reduce a instalaciones específicas: Instalaciones sin acceso a la red eléctrica Instalaciones donde el calor es gratuito 32

33 AGENDA Introducción Demanda de climatización Sistemas de producción Sistemas de distribución Salidas terminales Sistemas de ventilación Medidas de ahorro energético

34 SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN Los sistemas de distribución pueden ser por tuberías, por conductos de aire o por UTA S, las cuales explicaremos con detalle SISTEMAS DE TUBERÍAS CONDUCTOS DE AIRE CALIENTE Agua caliente Común para: Suelo radiante Sistema de radiadores Fancoils Aire caliente Común para: Bombas de calor como los Splits UNIDADES DE TRATAMIENTO DE AIRE Llamadas UTAS Sistemas de distribución de calor y tratamiento de aire 34

35 UTA S SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN Vista del conjunto impulsión, UTA, conductos de aire 35

36 AGENDA Introducción Demanda de climatización Sistemas de producción Sistemas de distribución Salidas terminales Sistemas de ventilación Medidas de ahorro energético

37 SISTEMA SALIDAS DE RADIADORES / TERMINALES Los radiadores convencionales se llenan con el agua caliente que proviene de la caldera Agua / Aire Caliente Sistema de radiadores Suelo radiante Fan coils Conductos sin impulsión Intercambiador de calor: radiación y convección Sistema convencional Muy común en calefacciones centrales Temperatura alta (70ºC) 37

38 SISTEMA SALIDAS DE SUELO / TERMINALES RADIANTE El suelo radiante proporciona calor por conducción y convección Agua / Aire Caliente Sistema de radiadores Suelo radiante Fan coils Conductos sin impulsión Intercambiador de calor: conducción y convección Calor uniforme en toda la vivienda El calor sube hasta una altura de 2-3 m Sistema de tubos de poliestileno Temperatura media (45ºC) 38

39 SISTEMA SALIDAS DE SUELO / TERMINALES RADIANTE Estratificación del calor con distintos sistemas de calefacción El suelo radiante proporciona una distribución de calor optima. Es interesante su instalación en edificios con techos altos: Hall de centros comerciales, aeropuertos, 39

40 FAN SALIDAS COILS / TERMINALES Los Fan coils tienen un funcionamiento similar a las UTA S Agua / Aire Caliente Sistema de radiadores Suelo radiante Fan coils Conductos sin impulsión Intercambio de calor agua aire Ventilador más pequeño que el de la UTA Temperatura baja (35ºC) 40

41 FAN SALIDAS COILS / TERMINALES Existen salidas de climatización sin impulsión ni terminar. Es el final de los conductos Agua / Aire Caliente Sistema de radiadores Suelo radiante Fan coils Conductos sin impulsión No hay ventilador de impulsión Salida directamente de los conductos de aire Temperatura baja (35ºC) 41

42 AGENDA Introducción Demanda de climatización Sistemas de producción Sistemas de distribución Salidas terminales Sistemas de ventilación Medidas de ahorro energético

43 SISTEMAS DE VENTILACIÓN La ventilación puede suponer un incremento considerable del consumo en climatización de un edificio Importancia de la ventilación Tipos de ventilación La ventilación en sí misma supone un consumo energético bajo La ventilación se consigue mediante ventiladores y extractores Estos equipos tienen un consumo bajo Sin embargo, la ventilación puede suponer un gran incremento del consumo en climatización La renovación de aire implica que debe climatizarse el nuevo aire que se introduce en las estancias Una mayor renovación supone un mayor consumo en climatización Ventilación Natural. La renovación del aire se consigue a través de los vanos y las infiltraciones de aire Viviendas Pequeños edificios Ventilación forzada. La renovación se consigue a través de sistemas activos: ventiladores y extractores Grandes edificios terciarios 43

44 AGENDA Introducción Demanda de climatización Sistemas de producción Sistemas de distribución Salidas terminales Sistemas de ventilación Medidas de ahorro energético Estimación del consumo energético Tipos de medidas

45 MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO >> ESTIMACIÓN CONSUMO El consumo energético es igual al producto de la potencia, el tiempo y el factor de carga EQUIPOS EN FUNCIONAMIENTO TODO O NADA EQUIPOS EN FUNCIONAMIENTO CONTROLADO DESCRIPCIÓN Están parados o funcionando 100% Están controlados por sensores (tª, humedad, presión ) y funcionan discontinuamente, con marchas y paros EQUIPOS Radiador eléctrico Caldera sin termostato Bomba sin variador de f La mayor parte de los equipos Split de AA Caldera con termostato Enfriadora Bomba con variador de f CÁLCULO DEL CONSUMO Consumo Energético (equipo)= P x t Consumo Energético (equipo) = P x t x FC* Nota: *FC es Factor de carga 45

46 MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO >> ESTIMACIÓN CONSUMO Es complicado estimar el valor del factor de carga de los equipos Observación durante las visitas CÓMO ESTIMAR EL FACTOR DE CARGA DE LOS EQUIPOS Mediciones Ajuste del consumo Experiencia Consumo a través de las demandas Consumo = Demanda / Rendimiento ALTERNATIVAS Simulación del edificio Consumo a través de Facturas 46

47 MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO >> ESTIMACIÓN CONSUMO Debido a esto, es complicado estimar el ahorro de las medidas de ahorro Medidas que disminuyen la demanda Medidas que aumentan el rendimiento* Mejora de equipos (Reducir P o t) EJEMPLOS Mejora aislamiento Doble ventana Toldos Cambio de caldera Cambio de enfriadora Variador de frecuencia en bombas Recuperador de calor CÁLCULO DEL AHORRO Es necesario Simular Consumo global (CAL o REF) = Demanda / Rendimiento Consumo Energético = P x t Nota: Estas medidas se refieren al sistema de producción o de distribución del calor o el frío 47

48 AGENDA Introducción Demanda de climatización Sistemas de producción Sistemas de distribución Salidas terminales Sistemas de ventilación Medidas de ahorro energético Estimación del consumo energético Tipos de medidas

49 MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO >> TIPOS DE MEDIDAS Sustitución de equipos Sust. Calderas Sust. Enfriadoras Reducción de la demanda Aumentar aislamiento de cerramientos Sombrear ventanas Posibilidades de ahorro en climatización Aumento del rendimiento Sombrear enfriadoras Aislar conducciones Adaptación del sistema Cambio de volumen constante a volumen variable 49

50 MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO >> REDUCCIÓN DE LA DEMANDA La conducción es más importante en calefacción que en refrigeración, un aumento de los aislamientos puede suponer una disminución o un aumento del consumo en refrigeración TIPOS DE AISLAMIENTOS Sustituir puertas y ventanas Aislamiento de paredes Qconducción es pequeño en refrigeración Q conducción = k x (T e - T i ) (T e - T i ) es pequeño en refrigeración Puede ser incluso negativo Aislamiento de conductos Para reducir el consumo en refrigeración no es recomendable la reducción de la conducción. Esta medida puede tener efectos negativos. 50

51 MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO >> REDUCCIÓN DE LA DEMANDA Cómo reducimos las pérdidas por infiltración? Reducir Q infiltración Evitar infiltraciones de aire en puertas y ventanas Soluciones: Burletes Cortinas de aire y puertas giratorias Dobles puertas Q infiltración puede ser importante Q infiltración = k x (h e h i ) h crece con la temperatura (T e - T i ) es grande en calefacción 51

52 MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO >> REDUCCIÓN DE LA DEMANDA La radiación es el aporte de calor más importante que se debe compensar con la refrigeración CÓMO REDUCIR LA RADIACIÓN? Mejorar el factor solar de las superficies opacas (color) Mejorar el factor solar de las ventanas Evitar la insolación directa sobre las ventanas (toldos, persianas venecianas) Q radiación es muy importante en refrigeración Q radiación depende de la radiación solar y de los materiales del edificio Evitar la radiación infrarroja sobre las ventanas (láminas opacas a IR) 52

53 MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO >> REDUCCIÓN DE LA DEMANDA Existen medidas como los sombreamientos. Los ahorros serán importantes pero se trata de medidas caras Se coloca una tela metálica en paralelo a la fachada para evitar la radiacion solar excesiva 53

54 MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO >> REDUCCIÓN DE LA DEMANDA Aumento del rendimiento de los equipos AJUSTE DE LA TEMPERATURA DE CONFORT EN INVIERNO La demanda de calefacción es: Q necesario = Q conducción + Q infiltración (Q radiación + Q ocupación + Q equipos + Q iluminación ) Q conducción y Q infiltración son mayores cuanto mayor sea la temperatura de confort Por otra parte si la calefacción se consigue mediante bomba de calor, el rendimiento del equipo disminuye cuanto mayor sea la tª interior Por cada grado que se reduce la temperatura interior se consigue un ahorro energético de alrededor del 7% del consumo El RITCh obliga a los edificios a mantener una temperatura interior de 20-22ºC en invierno 54

55 MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO >> REDUCCIÓN DE LA DEMANDA Aumento del rendimiento de los equipos AJUSTE DE LA TEMPERATURA DE CONFORT EN VERANO Una enfriadora (o una bomba de calor) tiene mayor rendimiento cuanto menor es la diferencia de temperaturas entre el exterior y el interior Por cada grado que se aumenta la temperatura interior se consigue un ahorro energético de alrededor del 8% del consumo El RITCh obliga a los edificios a mantener una temperatura interior de 23-25ºC en verano 55

56 MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO >> REDUCCIÓN DE LA DEMANDA Ejemplo en Duoc UC Alameda: Regulación temperatura de consigna SITUACIÓN ACTUAL Las estancias se encuentran climatizadas a 23ºC en invierno y a 20ºC en verano. PROPUESTA DE AHORRO Modificar la temperatura de consigna de las estancias climatizadas hasta los 21ºC en invierno y los 26ºC en verano (según recomendaciones de confort del IDAE) Temperatura actual Temperatura deseada Invierno Verano Invierno Verano 23 ºC 20 ºC 21 ºC 26 ºC Ahorro energético (kwh/año) Ahorro económico ($ CLP/año) Inversión ($ CLP) PRS (años) Ahorro ambiental (kg CO 2 /año)

57 MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO >> SUSTITUCIÓN DE EQUIPOS Sustitución de equipos La sustitución de los principales equipos que componen el sistema de climatización supone un ahorro energético Ejemplos de sustitución de equipos La sustitución de equipos siempre supone un ahorro energético considerable Cambiar la caldera por una más eficiente Sustituir enfriadoras o bombas de calor Sustituir los motores de las bombas o las Climatizadoras El inconveniente de estas medidas es que generalmente la sustitución de equipos es cara Interesante en instalaciones antiguas En el caso de calderas es más interesante cuando la sustitución de equipo implica también un cambio de combustible En el caso de enfriadoras y bombas de calor en ocasiones hay además una obligación legal R22 57

58 MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO >> SUSTITUCIÓN DE EQUIPOS Ejemplo en Duoc UC Alameda: Instalación de sistemas VRV SITUACIÓN ACTUAL Las plantas 1, 2, 3 y 5 se encuentran climatizadas por equipos autónomos independientes en cada estancia que utilizan R-22 como refrigerante. PROPUESTA DE AHORRO Instalación de equipos VRV con recuperador de calor. Ventajas Aprovechamiento del factor de simultaneidad Regula la cantidad de refrigerante hacia el compresor según las necesidades Recuperación de calor en estaciones con temperaturas suaves Inconvenientes Equipos con una alta inversión asociada La mejorar de eficiencia de los VRV con respecto a los equipos instalados no es muy elevada Es necesario sustituir las unidades interiores Ahorro energético (kwh/año) Ahorro económico ($ CLP/año) Inversión ($ CLP) PRS (años) Ahorro ambiental (kg CO 2 /año) ,

59 MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO >> AUMENTO DE RENDIMIENTO EQUIPOS Aumento del rendimiento de los equipos Hay diferentes posibilidades de aumentar el rendimiento de los equipos de climatización Ejemplos de aumento de rendimiento de quipos Conseguir que los equipos funcionen con un mayor rendimiento tiene un efecto directo sobre el consumo energético de los mismos Cambiar el quemador de la caldera Estas medidas generalmente son más rentables que la sustitución directa de los equipos, aunque los ahorros suelen ser menores Recuperadores de calor En general, en instalaciones existentes, estas medidas son más interesantes Aislar conducciones 59

60 MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO >> AUMENTO DE RENDIMIENTO EQUIPOS Ejemplo en Duoc UC Alameda: Sombreamiento equipos VRV existentes SITUACIÓN ACTUAL La sede Alameda de DUOC UC cuenta con 3 VRV distribuidas en la cubierta del edificio y sin sombreamiento alguno que los proteja de la radiación solar directa. PROPUESTA DE AHORRO Instalación de pérgolas de madera que generen sombra sobre la superficie de las máquinas de generación de climatización. Aumento del rendimiento de refrigeración de los equipos (EER) y reducción del de calefacción (COP). Menor consumo energético global de la máquina. Ahorro energético (kwh/año) Ahorro económico ($ CLP/año) Inversión ($ CLP) PRS (años) Ahorro ambiental (kg CO 2 /año) ,

61 MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO >> ADAPTACIÓN SISTEMA Adaptación del sistema de climatización Estas medidas consisten en adaptar el sistema a las condiciones variables de clima, ocupación Ejemplos de adaptación del sistema Variadores de frecuencia en bombas o torres de refrigeración Control del caudal de ventilación Control de la tª de funcionamiento de las calderas Las necesidades de climatización son siempre diferentes, ya que dependen de diversos factores variables Clima: temperatura, radiación Ocupación Uso En muchas ocasiones los sistemas de climatización son fijos no se adaptan a estas condiciones variables Muchas veces el consumo no se reduce proporcionalmente con la demanda Estas medidas consisten en ser capaz de adaptar el sistema para que se adapte de manera eficiente a una demanda variable 61

62 REFRIGERACIÓN MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO >> ADAPTACIÓN SISTEMA El Free Cooling es un enfriamiento gratuito utilizando el aire exterior siempre que las condiciones lo permitan En algunas ocasiones hay necesidad de refrigeración aunque la temperatura exterior sea menor que la interior - Q radiación sea elevado - Q iluminación sea elevado - Q equipos sea elevado Obligatorio por normativa a partir de cierto caudal 62

63 Rafael Fernández Creara especialistas en eficiencia y ahorro de energía /

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