Sistemas de Ahorro Energético en Ascensores

Sistemas de Ahorro Energético en Ascensores Madrid, 14 de Abril de 2016 Jornada Técnica sobre Ahorro y Eficiencia Energética en Ascensores Dirección General de Industria, Energía y Minas de la Comunidad de Madrid

Conceptos generales Soluciones para la Modernización Energética Eficiente Tendencias energéticas y medioambientales del sector 2

Sector de la Edificación, Ascensores y Energía o El sector de la edificación consume el 39% de toda la energía. Industria 33 % Transporte 28 % Edificación 39 % Fuente: U.S.G.B.C. o De ese 39%, alrededor del 5-8% es consumido por antiguos sistemas de ascensores. o Avances recientes en tecnologías de elevación han conseguido reducir significativamente este porcentaje al 2-3% del total de consumo del edificio. Fuente: USGBC - US Green Building Council 3

Consumo energético en el ciclo de vida útil del ascensor o En el reciclaje el 4.5 % (incluye el desmontaje, clasificación y transporte de residuos) o En la fabricación el 17.5 % (incluye expedición y montaje) o En el uso y servicio el 78 % (4/5 corresponden al uso y 1/5 al transporte para los servicios de mantenimiento) ISO 14040: Gestión medioambiental. Análisis del Ciclo de Vida (ACV). Principios, Introducción y Definiciones. ISO 14044: Gestión medioambiental. ACV. Requisitos y Directrices. Proceso de desarrollo. Ascensor tipo : 4 paradas, 450 Kg, 1 m/s 4

Marco Normativo o ISO 25745 Eficiencia energética de los ascensores y escaleras mecánicas. o VDI 4707 Eficiencia energética de los ascensores. Proporcionan un método objetivo para medir de la energía consumida por un ascensor y establecer una clasificación para comparar la eficiencia de diferentes ascensores 5

Descomposición de consumos Diagrama VDI 4707 3L N PE P1 Potencia Ascensor P2 Circuito auxiliar Energía principal Energía de funcionamiento principal Maniobra Interruptor principal de potencia Alumbrado de cabina Interruptor del circuito de alumbrado Alumbrado de hueco Energía auxiliar de funcionamient de funcionamiento o Motor, convertidor y freno Puertas Enchufe de techo de cabina Ventilador de cabina Enchufes en cuarto de máquinas y foso Alumbrado de cuarto de máquinas Energía Energía principal de de reposo reposo Ascensor Sistema de alarma y monitorización Fuente de alimentación de emergencia Sistema de extracción de humos Aire acondicionado cuarto maqs Edificio Energía auxiliar Energía de auxiliar reposo 6

Clasificación energética según Norma VDI 4707 o La clasificación energética VDI 4707 es afectada por tres factores principales: consumo en reposo, consumo en funcionamiento y la categoría de uso del ascensor. o La clasificación, en el caso de los ascensores, la tiene una unidad en concreto, no un modelo genérico. No obstante otra unidad con una configuración parecida, en las mismas condiciones de uso debe resultar en una eficiencia parecida. o En cualquier caso es conveniente establecer por cálculo (programa específico) la clasificación esperada del ascensor. 7

Conceptos generales Soluciones para la Modernización Energética Eficiente Tendencias energéticas y medioambientales del sector 8

Proceso de Auditoría Energética (previo a la Modernización) Toma de datos Medición VDI 4707 ISO 25745 (Opcional) Estudio Energético (Técnico Económico) Propuesta de modernización Recogida de las características principales de la instalación Medición de los valores requeridos en la VDI para el ciclo normalizado y reposo Generación de estudio energético para diferentes hipótesis de modernización Teniendo en cuenta los resultados del estudio energético y la política de sostenibilidad del cliente Eclift: software thyssenkrupp 9

Soluciones para la Modernización Energética Eficiente Sustitución Completa Ascensor tracción gearless Modernización parcial Maniobra Tracción Cabina Intensidad / frecuencia de uso Funcionamiento Reposo Energía principal Energía auxiliar Energía principal Energía auxiliar Máquina gearless Variador regenerativo Gestión eficiente del tráfico Iluminación LED Autoapagado maniobra Autoapagado iluminación y consumos auxiliares Gestión eficiente de tráfico Variador Variador regenerativo Autoapagado maniobra Autoapagado/atenuado iluminación y consumos auxiliares Tracción eléctrica Máquina gearless Variador Variador regenerativo Tracción hidráulica Válvula electrónica Variador Variador regenerativo Cabinas estándar con iluminación LED Kit decorativo con iluminación led Techos led Lámparas led Iluminación LED + Autoapagado/atenuado iluminación 10

Máquina sin reductor o Antes: generalmente se utilizaba un reductor de velocidad del motor (1000-1500 rpm) hasta la necesaria para el ascensor. o Nuevos ascensores: utilizan motores de baja velocidad (gearless) que unidos a una tracción regulada por variación de frecuencia hacen innecesario el reductor mecánico. o Representan el estado actual de la técnica. Siempre es recomendable su utilización. o La tracción gearless típicamente ahorra entre un 20% y un 40% de la energía principal de funcionamiento respecto a un 2 v. Características del caso Designación del caso Maquina con reductor 2v Maquina gearless Uso del ascensor Pasajeros Pasajeros Nº de paradas 11 11 Recorrido (m) 30,00 30,00 Nº de viviendas (Uso Viviendas) 30 30 Velocidad (m/s) 1,00 1,00 Carga nominal (Kg) 450 450 Categoría de uso VDI 4707 (Intensidad/Frecuencia) Media/Ocasional Media/Ocasional Grupo tractor Tipo de máquina Reductor de bajo rendimiento Gearless AC Tecnología de tracción 2 velocidades VVVF Resultado VDI 4707 Calificación energética funcionamiento (VDI 4707) D C Calificación energética reposo(vdi 4707) B C Calificación energética ascensor (VDI 4707) C C Ahorro energético Ahorro energía funcionamiento respecto a situación 1 (%) 49,35% Ahorro energía reposo respecto a situación 1 (%) -21,79% Ahorro energía total respecto a situación 1 (%) 22,58% 11

Variador regenerativo o Los ascensores con variadores convencionales disipan la energía generada por el ascensor en los estados favorables de carga (cuando se mueve por efecto de la gravedad). o Un variador regenerativo devuelve esta energía a la red de alimentación. o Los variadores regenerativos pueden conseguir un ahorro energético hasta del 35% de la energía principal de funcionamiento. o Utilización Ideal: Ascensores de gran potencia, largo recorrido y mucho tráfico. Características del caso Designación del caso Variador convencional Variador regenerativo Recorrido (m) 22,00 22,00 Velocidad (m/s) 1,00 1,00 Carga nominal (Kg) 450 450 Categoría de uso VDI 4707 (Intensidad/Frecuencia) Baja/Rara Baja/Rara Grupo tractor Tipo de máquina Gearless AC Gearless AC Tecnología de tracción VVVF VVVF Regenerativo Resultados VDI 4707 Calificación energética funcionamiento (VDI 4707) C B Calificación energética reposo(vdi 4707) A A Calificación energética ascensor (VDI 4707) A A Ahorro energético Ahorro energía funcionamiento respecto a situación 1 (%) 30,63% Ahorro energía reposo respecto a situación 1 (%) 0,00% Ahorro energía total respecto a situación 1 (%) 7,14% 12

Modernización en Ascensores Hidráulicos (HD) o Los ascensores HD debemos limitarlos a aplicaciones muy concretas con nivel de uso bajo. En los menos eficientes deberíamos realizar mínimo una modernización básica. En otros casos es conveniente considerar, llegado el momento, su sustitución por ascensores con calificaciones energéticas mejores. o Una modernización básica de la tracción hidráulica combinada con la utilización de la iluminación LED puede suponer un ahorro del 40%. El Cambio a tracción eléctrica gearless de última tecnología puede llegar al 80%. Características del caso Número de caso 1 2 3 4 Designación del caso HD convencional Válvula electrónica Vál. Electr. + LED Gearless eléctrico Nº de paradas 2 2 2 2 Recorrido (m) 3,90 3,90 3,90 3,90 Velocidad (m/s) 0,60 0,60 0,60 0,60 Carga nominal (Kg) 630 630 630 630 Categoría de uso VDI 4707 (Intensidad/Frecuencia) Media/Ocasional Media/Ocasional Media/Ocasional Media/Ocasional Grupo tractor Tipo de máquina Hidráulico Hidráulico Hidráulico Gearless AC Tecnología de tracción HD - Val. Mecán. HD Vál. Electr. HD Vál. Electr. VVVF Resultados VDI 4707 Caso de referencia Caso 1 Caso 1 Caso 2 Caso 3 Calificación energética funcionamiento (VDI 4707) G G G C Calificación energética reposo(vdi 4707) C C A A Calificación energética ascensor (VDI 4707) F F F B Ahorro energético Ahorro energía funcionamiento respecto a situación 1 (%) 27,55% 29,04% 90,26% Ahorro energía reposo respecto a situación 1 (%) 0,00% 65,64% 76,86% Ahorro energía total respecto a situación 1 (%) 18,36% 41,26% 85,78% Ahorro energía func. respecto a situación de referencia (%) 27,55% 2,05% 86,27% Ahorro energía reposo respecto situación de referencia (%) 0,00% 65,64% 32,65% Ahorro energía total respecto a situación de referencia (%) 18,36% 28,05% 75,80% 13

Maniobra con gestión eficiente del tráfico o Una maniobra con gestión eficiente y adecuada del tráfico redunda, para un mismo nivel de servicio, en un número de arranques y tiempo de funcionamiento menor, así como menor consumo. o Siempre que sustituyamos la maniobra debemos decantarnos por el sistema de gestión del tráfico que mejor se adapte a las necesidades del edificio. Es especialmente importante en ascensores de más uso. o Es recomendable instalar maniobras colectivas en sentido de la planta de salida agrupando ascensores que se encuentren juntos. o Una maniobra con gestión eficiente del tráfico puede ahorrar entre un 5 y un 15 % sin incrementar el coste de la instalación. Características del caso Desginación del caso Universal Colectiva en descenso Nº de paradas 11 11 Recorrido (m) 30,00 30,00 Nº de viviendas (Uso Viviendas) 20 20 Velocidad (m/s) 1,00 1,00 Carga nominal (Kg) 320 320 Categoría de uso VDI 4707 (Intensidad/Frecuencia) Baja/Rara Baja/Rara Resultado VDI 4707 Calificación energética funcionamiento (VDI 4707) C C Calificación energética reposo(vdi 4707) B B Calificación energética ascensor (VDI 4707) B B Ahorro energético Ahorro energía funcionamiento respecto a situación 1 (%) 50,48% Ahorro energía reposo respecto a situación 1 (%) -0,71% Ahorro energía total respecto a situación 1 (%) 10,49% 14

Autoapagado de la Maniobra o Los ascensores con tracción regulada convencionales mantienen el variador y los posicionales energizados incluso cuando el ascensor no está en uso. o Una maniobra con esta función de ahorro de energía en reposo apaga los sistemas de potencia y la señalización para reducir el consumo de energía principal al mínimo. o En edificios de viviendas cualquier modernización de maniobra debe incorporar esta estrategia. o Una maniobra con esta función puede ahorrar desde un 30 % hasta un 50 % de la energía principal en reposo. Características del caso Desginación del caso Maniobra convencional Maniobra con autoapagado Uso del ascensor Pasajeros Pasajeros Nº de ascensores 1 1 Nº de paradas 6 6 Recorrido (m) 15,00 15,00 Velocidad (m/s) 1,00 1,00 Carga nominal (Kg) 450 450 Categoría de uso VDI 4707 (Intensidad/Frecuencia) Baja/Rara Baja/Rara Resultado VDI 4707 Calificación energética funcionamiento (VDI 4707) C C Calificación energética reposo(vdi 4707) B A Calificación energética ascensor (VDI 4707) B A Ahorro energético Ahorro energía funcionamiento respecto a situación 1 (%) 0,00% Ahorro energía reposo respecto a situación 1 (%) 50,75% Ahorro energía total respecto a situación 1 (%) 44,84% 15

Iluminación con tecnología LED y Autoapagado o Combinar el cambio a iluminación con tecnología LED y el kit de Autoapagado electrónico (en caso de que la maniobra no disponga de él). o Siempre es recomendable, aunque el beneficio relativo se incrementa en los ascensores de poco uso dado que en este caso el consumo en reposo del ascensor es más relevante que en funcionamiento. o La iluminación con tecnología LED puede suponer hasta un 99 % de ahorro de la iluminación del ascensor si se combina con el kit de Autoapagado. Características del caso Designación del caso Iluminación fluorescente Iluminación LED con autoap. Número de caso 1 2 Nº de paradas 3 3 Recorrido (m) 9,40 9,40 Velocidad (m/s) 1,00 1,00 Carga nominal (Kg) 630 630 Categoría de uso VDI 4707 (Intensidad/Frecuencia) Baja/Rara Baja/Rara Grupo tractor Tipo de máquina Gearless AC Gearless AC Tecnología de tracción VVVF Regenerativo VVVF Regenerativo Resultado VDI 4707 Calificación energética funcionamiento (VDI 4707) B B Calificación energética reposo(vdi 4707) C A Calificación energética ascensor (VDI 4707) C A Ahorro energético Ahorro energía funcionamiento respecto a situación 1 (%) 15,14% Ahorro energía reposo respecto a situación 1 (%) 73,93% Ahorro energía total respecto a situación 1 (%) 69,99% 16

Conclusiones - Instalación ineficiente a eficiente energéticamente o El estado actual de la técnica permite incorporar estrategias de ahorro energético muy eficaces para modernizaciones. o La estrategia de MOD puede abordar la reducción del consumo de energía del ascensor en funcionamiento y/o en reposo dependiendo del caso concreto. o Tras un proceso de toma de datos, evaluación y comparación, podremos elegir la alternativa de modernización más adecuada a cada instalación. o Cuando modernizamos el ascensor en un edificio de viviendas debemos optar por maniobras colectivas, incorporar soluciones de tracción regulada y auto apagado de elementos eléctricos y electrónicos en estado de reposo del ascensor. 17

Conceptos generales Soluciones para la Modernización Energética Eficiente Tendencias energéticas y medioambientales del sector 18

Reducción del consumo energético y del impacto ambiental o Sistemas de acumulación de energía o Materiales regionales o Materiales rápidamente renovables o Decoraciones de cabina con madera certificada o Aceites biodegradables o Certificación ISO 14006 Ecodiseño (LCA) o Declaraciones Ambientales de Producto o Eco etiquetas 19

Certificaciones Medioambientales de Edificios o Certificado otorgado al edificio que mide el rendimiento medioambiental y sostenible del mismo. o En qué categorías un ascensor puede contribuir?* * LEED v3 o Parcela sostenible (10 créditos, 26 puntos) o Eficiencia de agua (4 créditos, 10 puntos) o Energía y atmósfera (6 créditos, 35 puntos) o Materiales y recursos (6 créditos, 14 puntos) o Calidad ambiental interior (10 créditos, 15 puntos) o Innovación y proceso de diseño (2 créditos, 6 puntos) o Prioridad regional (1 crédito, 4 puntos) 20

Sistemas de Ahorro Energético en Ascensores Madrid, 14 de Abril de 2016 Jornada Técnica sobre Ahorro y Eficiencia Energética en Ascensores Dirección General de Industria, Energía y Minas de la Comunidad de Madrid