DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO DE LA GUARDERÍA Y EL CENTRO SOCIOCULTURAL TORRECERA

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1 DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO DE LA GUARDERÍA Y EL CENTRO SOCIOCULTURAL TORRECERA PLAN DE OPTIMIZACIÓN ENERGÉTICA MUNICIPAL AYUNTAMIENTO DE JEREZ DE LA FRONTERA OCTUBRE - DICIEMBRE 2011

2 ÍNDICE 1. INTRODUCCIÓN MOTIVACIÓN DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO DATOS BÁSICOS DE LA INSTALACIÓN... 5 INVENTARIO CLIMATIZACIÓN UNIDADES AUTÓNOMAS DE CLIMATIZACIÓN ILUMINACIÓN ENVOLVENTE TÉRMICA EQUIPOS DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO CONSUMO ENERGÉTICO GLOBAL DEL EDIFICIO BALANCE ENERGÉTICO PROPUESTAS DE ACTUACIÓN CLIMATIZACIÓN Y PRODUCCIÓN DE ACS ILUMINACIÓN ENVOLVENTE TÉRMICA RESUMEN DE MEDIDAS DE AHORRO ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1. Datos básicos del edificio... 5 Tabla 2. Unidad Climatización Tipo Tabla 3. Distribución de consumos en iluminación según tipo de lámpara... 7 Tabla 4. Consumos energéticos... 9 Tabla 5. Toma de datos para realización del balance energético Tabla 6. Distribución del consumo energético global Tabla 7. Resumen medidas de ahorro con PRS< Tabla 8. Resumen medidas de ahorro con PRS> de 18

3 ÍNDICE DE ILUSTRACIONES Ilustración 1. Imagen general del edificio... 5 Ilustración 2. Bomba de calor... 7 Ilustración 3. Lámpara de bajo consumo de 13 W en un aseo... 8 Ilustración 4. Grupo de 4 lámparas fluorescentes de 36 W empotradas en el techo... 8 ÍNDICE DE GRÁFICAS Gráfico 1. Distribución del consumo energético global por usos de 18

4 1. INTRODUCCIÓN 1.1. MOTIVACIÓN El consumo de energía crece en paralelo al desarrollo económico; por lo que es primordial implantar medidas que optimicen la demanda energética en los edificios públicos de una población. Desde aquellos edificios con consumos energéticos más elevados, por ejemplo colegios públicos o residencias, a los más pequeños, pistas polideportivas u oficinas, las medidas encaminadas a la eficiencia energética son múltiples y, a menudo, muy económicas DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO El diagnóstico energético consiste en la inspección y análisis de los flujos de energía en un edificio, proceso o sistema. Mediante el diagnóstico energético se estudia de forma exhaustiva el grado de eficiencia energética de una instalación, analizando los equipos consumidores de energía, la envolvente térmica y/o los hábitos de consumo. De los resultados obtenidos, se recomiendan las acciones idóneas para optimizar el consumo en función de su potencial de ahorro, la facilidad de implementación y el coste de ejecución. El diagnóstico energético facilita la toma de decisiones respecto a la inversión en ahorro y eficiencia energética. El Excmo. Ayuntamiento de Jerez, concienciado con la importancia estratégica de reducir los consumos energéticos así como las emisiones de CO 2 asociadas a estos consumos, está realizando una serie de estudios energéticos en sus edificios públicos. El objetivo que persigue el Ayuntamiento de Jerez es aumentar el grado de eficiencia energética de sus edificios e instalaciones. El presente documento describe el diagnóstico energético realizado en las instalaciones de la Guardería y el CentroSociocultural Torrecera. 4 de 18

5 1.2. DATOS BÁSICOS DE LA INSTALACIÓN Tabla 1. Datos básicos del edificio Nombre del centro Guardería y el CentroSociocultural Torrecera Tipo de edificio Educación Pedan Rural FEIL Dirección C/ Ina S/N - Torrecera - Pedanías Superficie útil 150 m2 Número de usuarios 30 Consumo energético anual kwh Ilustración 1. Imagen general del edificio Respecto al horario de funcionamiento de la Guardería y el Centro Sociocultural Torrecera es: - De lunes a viernes: 9:00 h -15:00 h - Fines de semana: cerrado. 5 de 18

6 INVENTARIO 1.3. CLIMATIZACIÓN UNIDADES AUTÓNOMAS DE CLIMATIZACIÓN En la Guardería y el Centro Sociocultural Torrecera existen instaladas las siguientes unidades autónomas de climatización: Tabla 2. Unidad Climatización Tipo 1 Tipo de equipo Bomba Calor Autónoma Marca Johnson Modelo Mae-45-bc Unidades 2 Estancias a las que da servicio Aulas Capacidad calefacción W COP 300% Capacidad refrigeración W EER 300% Refrigerante R-410A Tipo de unidad interior Split 6 de 18

7 Ilustración 2. Bomba de calor En total, en la Guardería y el Centro Sociocultural Torrecera se dispone de dos unidades autónomas de climatización. Como observamos, las bombas disponen de un refrigerante adaptado a la nueva reglamentación, el R410A ILUMINACIÓN Lámparas y luminarias La instalación de iluminación artificial está basada mayoritariamente en lámparas tipo fluorescente de 18 W, y en menor medida, en lámparas de bajo consumo de 26 W y fluorescente de 36 W. A continuación se presenta una estimación del consumo eléctrico en iluminación por tipo de lámpara, según el balance energético realizado. Tabla 3. Distribución de consumos en iluminación según tipo de lámpara Tipo de lámpara Potencia lámpara (W) Unidades Consumo Anual (kwh) Porcentaje (%) Fluorescente ,1% Bajo consumo ,4% Fluorescente ,5% TOTAL % 7 de 18

8 A partir del balance energético realizado, se obtiene que la mayor parte del consumo, el 64,5%, procede de las lámparas tipo fluorescente de 18 W. Ilustración 3. Lámpara de bajo consumo de 13 W en un aseo Ilustración 4. Grupo de 4 lámparas fluorescentes de 36 W empotradas en el techo 8 de 18

9 1.5. ENVOLVENTE TÉRMICA Se ha analizado la envolvente térmica del edificio. Podemos encontrar acristalamiento en el edificio, ventanas con vidrio simple y carpintería metálica. un tipo de 1.6. EQUIPOS Los equipos presentes en la Guardería y el Centro Sociocultural Torrecera de Jerez pueden ser clasificados en: Equipos de imagen y sonido Como equipos de imagen y sonido, en el edificio estudiado tenemos: Tv color (24-29pulg) y radio grabadora. 2. DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO 2.1. CONSUMO ENERGÉTICO GLOBAL DEL EDIFICIO La contabilidad energética, económica y en emisiones de CO 2 para el consumo energético evaluado en el presente informe es la siguiente: Tabla 4. Consumos energéticos Fuente energética Consumo energético anual (kwh) Coste energético anual ( ) Emisiones de CO2 anuales (kg) Electricidad Total de 18

10 2.2. BALANCE ENERGÉTICO El balance energético global nos muestra la distribución de los consumos energéticos en función de las diferentes variables. En un edificio, por ejemplo, es interesante diferenciar su consumo en función de los principales usos, distribuyendo así el consumo anual en climatización, iluminación, equipos, producción de agua caliente sanitaria, etc. El método utilizado para el cálculo del balance energético se basa en la fórmula de cálculo del consumo. El consumo sigue la siguiente fórmula: Consumo energético (kwh) = Potencia (kw) x Tiempo (h) Por lo tanto, para calcular el consumo que se produce en cada área estudiada, es necesario conocer la potencia de los equipos, lámparas, etc. y el tiempo de utilización, es decir las horas en las que está funcionando cada uno de los equipos consumidores de energía. Para cada uno de los siguientes grupos de consumo es conveniente tener en cuenta: Iluminación: es necesario conocer la potencia de la lámpara, el tipo de equipo auxiliar y las horas de funcionamiento. Climatización: la potencia de los equipos, en este caso las calderas y los equipos de aire acondicionado, así como las bombas de recirculación, etc. También es necesario conocer el factor de uso y el horario de funcionamiento. Equipos: es necesario para calcular el consumo de estos equipos conocer la potencia de cada uno de ellos, así como el factor de uso. Por último, se requiere conocer las horas de funcionamiento. Los cálculos de las distribuciones de consumo se realizan utilizando la potencia de los equipos consumidores de energía y el horario de funcionamiento obtenido a través de varias vías, como las entrevistas con los usuarios de la instalación y con el personal de mantenimiento. El consumo obtenido se contrasta con los valores de consumo que reflejan las facturas. 10 de 18

11 Esta toma de datos se resume en la siguiente tabla: Tabla 5. Toma de datos para realización del balance energético Áreas de consumo Información de potencia Información de tiempo Climatización Iluminación Equipos Inventario de equipos Inventario de equipos Inventario de equipos Entrevistas con el personal mantenimiento Entrevistas con el personal mantenimiento Entrevistas con el personal mantenimiento Distribución del consumo energético global por usos La siguiente tabla muestra la distribución del consumo energético total anual. Tabla 6. Distribución del consumo energético global Uso energético Consumo (kwh) Consumo (%) Iluminación % Equipos 168 3% Climatización % Otros 173 3% Total % Esta distribución por usos queda reflejada en la siguiente gráfica: 11 de 18

12 Gráfico 1. Distribución del consumo energético global por usos La distribución energética global de la Guardería y el Centro Sociocultural Torrecera queda de la siguiente manera: Como se observa en el gráfico, el consumo de la climatización representa la mayor parte del consumo energético total, alcanzando el 70% del consumo total anual de la Guardería y el Centro Sociocultural Torrecera. El siguiente grupo de consumo es la iluminación, que supone un 24% del consumo energético total anual. A continuación se encuentra el consumo debido a los equipos, que supone un 3% del total. Por último, el consumo destinado a otros supone el 3%. En este grupo de consumo se incluyen todos aquellos consumos que se producen en el edificio y que no han sido contemplados en los anteriores grupos (equipos conectados a la red ocasionalmente y no están en el inventario, iluminación de emergencia, vigilancia, seguridad, etc.). 12 de 18

13 3. PROPUESTAS DE ACTUACIÓN 3.1. CLIMATIZACIÓN Y PRODUCCIÓN DE ACS Sustitución de las bombas de calor actuales por otras más eficientes La medida que se propone es la sustitución de las bombas de calor actuales por otras más eficientes, con mejor rendimiento. El ahorro energético se obtiene al aumentar los rendimientos de generación de frío y calor (EER y COP) respecto a las bombas de calor actuales, considerando la misma demanda térmica del edificio. El ahorro económico se obtiene como la diferencia entre el coste económico del consumo energético del sistema de climatización actual y el coste económico del consumo energético del sistema de climatización propuesto. La inversión necesaria se calcula como la suma de todos los costes existentes: costes de equipos, costes de mano de obra y costes de proyecto. Así se recomienda: La sustitución de las unidades autónomas de climatización tipo 1: marca Johnson y modelo Mae-45-bc, por equipos de la marca Mitsubishi, modelo SRK 50 ZJX. Se aconseja una consulta de presupuesto con diferentes casas comerciales para realizar el cambio con las máximas garantías y el menor coste posibles ILUMINACIÓN Sustitución de lámparas fluorescentes convencionales por otras más eficientes La mejora consiste en la sustitución de las lámparas fluorescentes actuales, tipo T8 de 18 W y 36 W por otras de última generación de 16 W y 32 W. Estas nuevas lámparas conservan el mismo nivel de iluminación (misma cantidad de lúmenes) pero emplean una menor cantidad de energía. Su mayor ventaja es que pueden sustituir a los tubos fluorescentes actuales sin necesidad de cambiar la luminaria, por lo que el único coste asociado es el de la compra de la nueva lámpara (más la mano de obra). 13 de 18

14 El ahorro económico se ha obtenido teniendo en cuenta el ahorro generado por el menor consumo de energía y el ahorro por el menor número de reposiciones debido a la mayor vida útil de la lámpara propuesta. Sustitución de balastos electromagnéticos por balastos electrónicos Respecto a los balastos electromagnéticos se propone la sustitución de los mismos por balastos electrónicos. La función del balasto es generar el arco eléctrico que requiere el tubo durante el proceso de encendido y mantenerlo posteriormente, limitando también la intensidad de corriente que fluye por el circuito del tubo. Además, los balastos electromagnéticos dificultan la instalación adicional de un sistema de control y regulación en función de la presencia de personas y el aporte de luz natural. Las principales ventajas de los balastos electrónicos son las siguientes: Encendido: Con estos balastos, que utilizan un sistema de encendido en el que la lámpara sufre menos, se aumenta la vida útil del tubo en un 50%, pasando de las horas que se dan como vida estándar de los tubos tri-fosfóricos de nueva generación a horas. Además, existen los balastos con encendido de precaldeo, adecuados para lugares con constantes encendidos y apagados para evitar el deterioro de la lámpara. Parpadeos y efecto estroboscópico: Por un lado se consigue eliminar el parpadeo típico de los tubos fluorescentes y por otro el efecto estroboscópico queda totalmente fuera de la percepción humana. Regulación: Existen balastos regulables con los que es posible regular el nivel de iluminación entre el 3 y el 100% del flujo nominal. Esto se puede realizar de varias formas: manualmente, automáticamente mediante célula fotoeléctrica y mediante infrarrojos. Vida de los tubos: El balasto electrónico con encendido por precaldeo es particularmente aconsejable en lugares donde el alumbrado vaya a ser encendido y apagado con cierta frecuencia, ya que la vida de estos tubos es bastante mayor. Flujo luminoso útil: El flujo luminoso se mantendrá constante a lo largo de toda la vida de los tubos. 14 de 18

15 Desconexión automática: Se incorpora un circuito que desconecta los balastos cuando los tubos no arrancan al cabo de algunos intentos. Con ello se evita el parpadeo existente al final de la vida útil del equipo. Reducción del consumo: Todos los balastos de alta frecuencia reducen en un alto porcentaje el consumo de electricidad. Dicho porcentaje varía entre el 22% en tubos de 18 W sin regulación y el 70% cuando se le añade regulación de flujo. Factor de potencia: Los balastos de alta frecuencia tienen un factor de potencia muy parecido a la unidad, por lo que no habrá consumo de energía reactiva. Encendido automático sin necesidad de cebador ni condensador de compensación. Instalación de interruptores temporales: Se ha observado durante la visita a las instalaciones que la iluminación permanece encendida durante más tiempo del necesario en los aseos. Se ha estudiado la posibilidad de instalar interruptores temporales en los mismos. La mejora que se propone consiste en la instalación de interruptores temporales en aquellas zonas de ocupación intermitente que controlen electrónicamente el encendido y apagado de las lámparas según un tiempo de retardo programable. El ahorro que se obtiene por la instalación del interruptor temporal es debido a la disminución de horas de luz necesarias ENVOLVENTE TÉRMICA Sustitución de los vidrios actuales ineficientes por otros vidrios de tipo doble con cámara de aire. Se recomienda la sustitución de las ventanas de cristal simple por otras con mayor aislamiento térmico, con doble acristalamiento y cámara de aire tipo climalit. Este tipo de ventanas pueden alcanzar valores de transmisividad térmica (U) tan bajo como 1,3 W/m 2 K. Este tipo de ventanas son las exigidas actualmente por el Código Técnico de la Edificación, aunque éste no sea de aplicación a edificio objeto de estudio, siempre que no existan reformas sustanciales. 15 de 18

16 Esta medida no se incluye dentro de las medidas propuestas, por presentar periodos de retorno muy altos debido a que exige la realización de trabajos de albañilería y carpintería. 16 de 18

17 4. RESUMEN DE MEDIDAS DE AHORRO A continuación se presentan las medidas de ahorro con un PRS menor de 10 años Tabla 7. Resumen medidas de ahorro con PRS<10 Medida Nº Descripción de la mejora Ahorro (kwh/año) Ahorro Energético (%) Ahorro ( /año) Inversión inicial ( ) Periodo de retorno (años) Ahorro (KgCO2/año) Fluorescentes eficientes Balastos electrónicos Interruptores temporales 121 2% , % , % ,7 18 TOTAL 354 6% , de 18

18 En la siguiente tabla se presentan las medidas de ahorro con un PRS mayor de 10 años. Tabla 8. Resumen medidas de ahorro con PRS>10 Nº Descripción de la mejora Ahorro (kwh/año) Ahorro Energético (%) Ahorro ( /año) Inversión inicial ( ) Periodo de retorno (años) Ahorro (KgCO2/año) 1 Sustitución unid. clima ,3% , de 18