XORNADA EFICIENCIA ENERXÉTICA NAS ADMINISTRACIÓNS LOCAIS

Transcripción

1 XORNADA EFICIENCIA ENERXÉTICA NAS ADMINISTRACIÓNS LOCAIS viernes, 30 de mayo de 2008 manuel caride gonzález

2 Índice Introducción Edificación Normativa Criterios generales Elementos constructivos Calefacción Climatización A.C.S.

3 Introducción El desarrollo global de la sociedad. Incremento del consumo de energía. Objetivos: Modificar hábitos: Uso racional de los recursos. Reutilización de los materiales. Nuevos procedimientos, leyes, reglamentos y disposiciones que contribuyan a regular el marco energético dentro del uso racional.

4 Introducción Buenas Prácticas Coste, no implican gran inversión. Organización del consumo energético con procedimientos rutinarios. Mejoras de Carácter energético Coste, requieren un análisis de rentabilidad más profundo. La innovación tecnológica Riesgo elevado Análisis en profundidad

5 Buenas prácticas

6 Otras buenas prácticas A TENER EN CUENTA: Potencia instalada por metro cuadrado. Consumo eléctrico y de otros combustibles por metro cuadrado. Consumo eléctrico y de otros combustibles por usuario. Costes eléctricos y de combustibles por metro cuadrado. Costes eléctricos y de combustibles por usuario.

7 ENERGÍA RECURSOS NO RENOVABLES: FÓSILES MINERALES -Carbón. -Petróleo. -Gas Natural. - Uranio -Plutonio -Deuterio -AugaPesada RECURSOS RENOVABLES: -El Sol. - Hidráulica - Eólica. -Mareas. -Olas. -Biomasa. -Geotérmica?.

8 DIAGRAMA DE FLUJO DE LA ENERGÍA TRANSPORTE ALMACENAJE CONVERSIÓN ENERGÍA PRIMARIA: 1. Combustible fósil. 2. Energía nuclear. 3. Energías renovables. ENERGÍA SECUNDARIA: 1. Energía eléctrica. 2. Gas. 3. Combustible líquido. 4. Combustible sólido. 5. Energía térmica. ENERGÍA TERCIARIA: 1. Transporte. 2. Industria. 3. Residencial. 4. Servicios. 5. Agricultura.

9 GENERACIÓN PRÓXIMA AL CONSUMO

10 Edificación Normativa: RITE. R.D.1751/98. Actualmente R.D. 1027/2007 (BOE de 27 de agosto de 2007) entrada en vigor marzo de Nuevo Código Técnico de la Edificación R.D. 316/2006 de 17/03/2006. Establece las exigencias relativas a la limitación de la demanda energética de edificios Certificación Energética en Edificios de Nueva Construcción R.D. 47/2007 de 19/01/07.

11 Edificación LA DIRECTIVA 2002/91: EFICIENCIA ENERGÉTICA DE LOS EDIFICIOS Considera que: El sector de la vivienda y de los servicios..absorbe más del 40 % del consumo final de energía en la Comunidad y se encuentra en fase de expansión, tendencia que previsiblemente hará aumentar el consumo de energía y las emisiones de dióxido de carbono. La limitación de las emisiones de dióxido de carbono mediante la mejora de la eficacia energética exige.... instaurar y aplicar programas de rendimiento energético en el sector de los edificios.

12 Edificación Respecto al RENDIMIENTO Las instalaciones de calefacción, refrigeración y ventilación serán diseñadas y realizadas de tal forma que la cantidad de energía necesaria para su utilización sea reducida, habida cuenta de las condiciones climáticas del lugar y los ocupantes. La eficiencia energética de los edificios debe ser calculado con una metodología, que comprenda no sólo el aislamiento térmico sino también otros factores que desempeñan un papel cada vez más importante, tales como las instalaciones de calefacción, aire acondicionado y iluminación, la utilización de fuentes de energía renovables y el diseño del edificio.

13 Edificación Respecto al MANTENIMIENTO Las operaciones de mantenimiento periódico de las calderas y sistemas de aire acondicionado.... contribuyen a ajustarlos correctamente a las especificaciones del equipo, garantizando de ese modo un perfecto rendimiento desde el punto de vista medioambiental, energético y de seguridad. La facturación a los ocupantes de los edificios de los gastos de calefacción, climatización y agua caliente sanitaria, calculados en proporción al consumo real, podría contribuir al ahorro de energía en el sector de la vivienda. Los usuarios deben poder regular su propio consumo de calefacción y agua caliente sanitaria....

14 Edificación EFICIENCIA ENERGÉTICA EN LOS EDIFICIOS: Se trata de fomentar la Eficiencia Energética de los Edificios de la Comunidad, teniendo en cuenta las condiciones climáticas exteriores y las particularidades locales, así como los requisitos ambientales interiores y la relación coste-eficacia. Establece requisitos en relación con: a) el marco general de una metodología de cálculo de la eficiencia energética integrada de los edificios b) la aplicación de requisitos mínimos de eficiencia energética de los edificios nuevos c) la aplicación de requisitos mínimos de eficiencia energética de grandes edificios existentes quesean objeto de reformas importantes d) la Certificación Energética de Edificios e) la Inspección periódica de Calderas y Sistemas de aire acondicionado de edificios y, además, la evaluación del estado de la instalación de calefacción con calderas de más de 15 años.

15 Edificación Se nos presentan tres objetivos : Reducir la demanda del edificio. HE 1 Aumentar el rendimiento de las instalaciones. HE 2 (RITE) Uso de sistemas alternativos (energías renovables) HE 4, HE 5

16 Edificación

17 Edificación

18 Edificación

19 Edificación Recomendaciones Edificio y entorno Tipología constructiva Cimentación y estructura Cubiertas Fachadas Paramentos interiores

20 Edificación Considerar las formas a priori adecuadas del edificio en función del: Tipo de clima. Entorno construido. Conseguir el máximo aprovechamiento de luz natural y de calor. Facilitar la ventilación natural.

21 REDUCCIÓN CONSUMO ENERGÉTICO EN EDIFICIOS Disminución de l as necesidades energéticas Sustitución de fuentes convencionales de energía por fuentes gratuitas Optimización de la eficiencia de utilización en los procesos térmicos Adecuado aislamiento térmico Sistema de energía solar pasivo Adecuación del tiempo de funcionamie nto Fuente: DTIE 8.01 de ATECYR Energía solar activa Energía geotérmica Energía residual servicios propios Enfriamiento gratuito Adecuada producción con demanda Acumulación de calor Recuperación de energía residual Recuperación del calor del aire de extracción Transferencia energética entre zonas del edificio

22 Calefacción PÉRDIDAS DE ENERGÍA Por mal o falta de aislamiento. Problemas de funcionamiento. Mantenimiento preventivo Calderas Limpieza periódica. Estanqueidad en juntas. Revisión de quemadores. Radiadores Purga de radiadores Comprobación de válvulas

23 Calefacción Mal uso No abrir ventanas cuando la calefacción esté encendida. 10 min. de ventilación son suficientes. Apagar la calefacción 30 min. Antes de salir Encender la calefacción solo por las mañanas y en zonas habitadas. No cubrir los radiadores con objetos. Instalar termostatos programables. Problemas de funcionamiento

24 Calefacción Sensación de confort. Aumentar 1ºC por encima de los 20ºC 7% el consumo. Una temperatura entre 19ºC - 21ºC en invierno es suficiente. Espacio Tª media recomendada Despachos, salones de estar ºC Hall 19 ºC Cuartos de baño 22 ºC Cocinas 18 ºC Salón 21 ºC Comedor 20 ºC Hab. de niños 20 ºC Dormitorios 18 ºC

25 Calefacción Tipos de Sistemas de Calefacción Según el fluido que realiza la transferencia de calor se tiene: Sistemas de Agua Ventajas: Sencillo y flexible. Inconvenientes: Problemas de corrosión y de agresividad de sales en disolución Sistemas por Vapor Ventajas: Emisores más pequeños que en los sistemas de agua. Inconvenientes: Regulación más complicada. Sistemas por Aire Ventajas: Se puede convertir en un Sistema de Aire Acondicionado. Rápido calentamiento del aire del local.

26 Calefacción Tipos de Generadores de Calor Calderas con hogar a depresión Funcionan con el tiro de la chimenea. Presión de quemado ligeramente inferior Patm. Calderas con hogar a presión Inyección de la mezcla combustible en el hogar que se encuentra a sobrepresión. Alta velocidad en el proceso de combustión mejorando la transferencia de calor.. Calderas modulares a gas. Son un tipo de calderas a depresión. Recorrido de los gases de combustión muy sencillo, pocas pérdidas de carga. Equipos compactos y alto rendimiento.

27 Calefacción Tipos de Generadores de Calor Calderas de condensación de gas De reciente aparición. Permite utilizar al máximo la energía calorífica de la combustión. Condensan la mayor parte del vapor de agua de los productos de la combustión y recuperan parte del calor sensible y latente de los humos. Los humos salen a temperatura más baja con respecto a las calderas tradicionales. Rendimientos oscilan entre % sobre el PCI y pueden estar entre 90-92% sobre el PCI cuando la caldera no trabaja a condensación.

28 Calefacción Mejoras en la Gestión de la Instalación Control escalonado de Potencia Debido a que las necesidades de calor son marcadamente estacionales. Demanda de calor próxima a los valores máximos sólo durante un 5% de la temporada de calefacción. Durante un 75% de la temporada se requiere como máximo un 60% o menos de la potencia máxima calculada Demanda calor < capacidad generador trabaja intermitentemente desequilibrio entre capacidad de la caldera y potencia del quemador Disminución del rendimiento del generador

29 Calefacción Mejoras en la Gestión de la Instalación Modificaciones en la instalación Sustitución de equipos que no permiten obtener un rendimiento correcto de la instalación (sustitución de quemadores, sustitución de la caldera, etc.) Recuperación del calor extraído Cambio sistema climatización por otro más eficiente (en caso de rehabilitación o ampliación de instalaciones) Recuperación de calor de los gases de combustión. Pérdidas energéticas debidas al exceso de gases pueden reducirse hasta un 10% mediante la instalación de economizadores

30 Pérdidas de calor en calderas

31 Calefacción DEFINICIONES (92 / 42 / CEE) - Norma UNE 100:000:1995 Caldera estándar: Es la caldera cuya temperatura media puede limitarse a partir de su diseño (es decir, que su rendimiento es fijo a temperatura fija) Calderas de alto rendimiento: Se consideran calderas de alto rendimiento las calderas de Baja Temperatura y las de Condensación. Caldera de baja temperatura: Una caldera que puede funcionar continuamente con una temperatura de alimentación de 35 a 40 ºC y que en determinadas circunstancias puede producir condensación.

32 Calefacción Caldera de gas de condensación: Es una caldera diseñada para poder condensar de forma permanente una parte importante del vapor de agua contenido en los gases de combustión. Rendimiento: Es la relación entre el consumo de combustible de la caldera, y la cantidad de energía que se aprovecha en la misma. Rendimiento estacional: Es el rendimiento medido durante un periodo de tiempo, en diferentes condiciones de trabajo

33 Calefacción Caldera convencional ρ ~ 94-95%, depende del fabricante Tª fija ~ 80-85ºC Cuando la Tª real Tª de diseño la caldera pierde rendimiento

34 Calefacción

35 Calefacción Caldera de baja temperatura Diseñada para trabajar entre 30-80ºC ρ cte. Independiente de la carga. ρ estacional más favorable Sonda exterior de Tª varía la Tª del cuerpo de caldera, se intenta evitar la condensación. Aunque no está diseñada para condensar agua, se fabrica para poder resistir la condensación.

36 Calefacción

37 Calderas de baja temperatura

38 Calderas de baja temperatura Las calderas de Baja temperatura nacen con el objetivo de alcanzar altos rendimientos estacionales minimizando las pérdidas de la propia caldera. Menos pérdidas por radiación y convección Menos pérdidas por temperatura de humos e inquemados Definitivamente mayor rendimiento estacional que nos lleva a ahorrar energía y consumir menos combustible.

39 Calefacción Caldera de condensación (gasoleo VS gas) Idem que la de baja temperatura pero: Diseñada para recuperar parte del calor de los humos producto de la combustión. Se diseñan para provocar la condensación dentro del quemador, el cual suele tener una posición vertical. Cuanto más condense, mayor rendimiento. El gas presenta menos problemas que el gasóleo a causa de los inquemados. ρ del % sobre el PCI.

40 Calefacción

41 Calderas de condensación Rendimiento en calderas Pérdidas por radiación y convección Pérdidas por calor latente de condensación de agua Pérdidas por los productos de combustión. Sin tener en cuenta el calor latente Sobre PCI Sobre PCS C/A Rendimiento C/A B/A Rendimiento de combustión b/a

42 Calderas de baja temperatura

43 CLIMATIZACIÓN Bomba de calor

44 Bomba de calor Máquina térmica capaz de transferir calor desde una fuente de baja temperatura a otra a un nivel térmico superior, a través de un fluido frigorígeno en circuito cerrado. Presenta una eficiencia energética (relación entre la energía consumida y la energía cedida o útil)muy superior a la de los sistemas convencionales. Permiten suministrar calefacción y refrigeración Eficacia de una bomba de calor, se utiliza el coeficiente de operación teórico COP (Coeficient of Performance) relación entre la cantidad de calor Q suministrado y la energía W que absorbe el sistema. COP = Q/W

45 Bomba de calor Si la temperatura del foco frío varía con las circunstancias meteorológicas variación del COP a lo largó del año. Información sobre la eficiencia media CRE, coeficiente de rendimiento estacional relación entre la potencia calorífica suministrada por la bomba de calor y la absorbida (incluyendo el consumo de los equipos de calefacción auxiliares) a lo largo de un periodo determinado.

46 CICLOS TÉRMICOS DE COMPRESIÓN MECÁNICA Fluido intermedio o refrigerante: Recorre el ciclo intercambiado calor con los focos frío y caliente Foco frío o fuente: Cede calor al refrigerante en el evaporador Foco caliente o sumidero: Recibe calor del refrigerante mediante el condensador Compresor: Recibe trabajo V Tc Foco caliente C E Q Qo Foc o frío Tf E. E. R W C. O. P = = Tf Tc Tf Tc Tc Tf

47 Tipos de bombas de calor La unidad exterior se nombra primero Aire-aire: Intercambio con aire en ambas unidades Aire-agua: Intercambio con aire en u.ext y agua en u.int Agua-aire: Intercambio con agua en u.ext y aire en u.int Agua-agua: Intercambio con agua en ambas unidades Tierra-agua: Intercambio con terreno y agua en u.int

48 A. C. S.

49 A.C.S. Primera medida de ahorro de energía limitar las temperaturas máximas de almacenado y distribución reducir las pérdidas térmicas de la instalación La temperatura del suministro depende de: El uso específico de la misma Del sistema de producción y distribución Sistema centralizado: usos sanitarios Tªmáxima = 58ºC y Tª máxima de distribución = 50ºC (a la salida depósitos acumuladores) En edificios públicos limitar consumo (evitar suministro ACS a lavabos)

50 A.C.S. Reducir las pérdidas del intercambiador, del depósito de almacenaje y de las tuberías de distribución aislándose adecuadamente reducción del 10-30% el consumo de energía Individualizar la producción de ACS mediante la instalación de un generador especifico las calderas utilizadas a la vez para calentar agua y para calefacción tienen un rendimiento energético más bajo debido a su potencia excesiva. Dimensionar correctamente el depósito de almacenado capacidad de acumulación el calentamiento de todo el volumen se produzca en tres horas el generador de calor trabaja a la máxima potencia durante un periodo de tiempo más largo se reduce el número de paradas y arranques.

51 A.C.S. Individualizar la producción y distribución de agua caliente de los locales que se encuentren alejados de la central térmica (habitaciones, internado de enfermeras, etc.). Sustituir las partes obsoletas de la instalación (calderas, quemadores, intercambiadores) Limpiar las superficies de intercambio y evitar la obstrucción de los intercambiadores. Utilizar técnicas de recuperación del calor del agua una vez utilizada (recuperadores de placas, de tubos, etc.) y considerar la aplicación de técnicas energéticas avanzadas (bomba de calor, energía solar, etc.).

52 Recuperación de calor En cuanto a la recuperación de calor, hay que considerar las siguientes posibilidades de aprovechamiento de calores residuales: Recuperación del calor de los condensadores de las máquinas de frío. Aprovechamiento del calor de retorno de los condensados de la instalación de vapor saturado, con la incorporación de un serpentín adicional Recuperación del calor de los humos de las chimeneas de los generadores de agua caliente o vapor mediante economizadores.

53 Recuperación de calor LA RECUPERACIÓN DE CALOR Y MEJORA DE LA EFICIENCIA ENERGÉTICA IMPLICA... Menor contaminación atmosférica Disminución del Efecto Invernadero Ahorro de energía Menores costes de explotación

54 CONCLUSIONES Reducir el consumo haciendo un uso racional de la energía. Usar equipos de alta eficiencia energética. Realización de campañas de información y formación de los empleados o usuarios de las instalaciones para la implicación en medidas de ahorro. Programación de las actividades para evitar el consumo excesivo en las horas punta.

55 Gracias por su atención