Auditoria energética del laboratorio mecanico del tecnológico de Zacatepec

Una auditoría de eficiencia energética es un método mediante el cual se estudia de forma exhaustiva el grado de eficiencia energética de una instalación. Se realiza un análisis de los equipos consumidores de energía, la envolvente térmica y los hábitos de consumo.

Una vez comprendido cómo se comporta la instalación energéticamente y que demanda energética requiere, 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 objeto de estudio de esta auditoría energética es el laboratorio mecánico del instituto tecnológico de Zacatepec.

OBJETIVOSLos principales objetivos que se pretenden alcanzar con este diagnósticoenergético son los siguientes:

Cuantificar, analizar y clasificar los consumos energéticos de la colegio.

Identificar las áreas donde existen los mayores ahorros potenciales deenergía. Cuantificar estos ahorros tanto energética como económicamente y proponer una metodología para la implementación de estas medidas

DESARROLLO DEL TRABAJOFase I: Recopilación inicial de información

entrevista con el ing. Olarte paredes jefe del laboratorio y estudiantes que realizan su servicio social en el mismo horarios de trabaja Superficie, distribución y número de usuarios en la instalación.

DATOS BÁSICOS DE LA INSTALACIÓN

Tabla 1. Datos básicos de la instalación

Tabla 2 Plano del laboratorio mecánico

Consta de 8 áreas de trabajo a) Metrologíab) Termo fluidos c) Neumática e hidráulica d) Manufactura e) Pruebas destructivas y no destructivasf) Transferencia de calorg) Caseta h) Oficina del jefe

tipo de edificio colegioSuperficie 528m2Uso educativoUsuarios 200consumo anual 35223.32kwh

Horario de servicio del laboratorio mecánico El laboratorio mecánico tiene un horario de servicio de 7 am – 7pm y a tiende aproximadamente de 200 a 300 alumnos al día.

Tabla 3 horario del laboratorio

Fase II: Realización de medidas y toma de datos

Toma de datos de las instalaciones consumidoras de energía Toma de datos necesarios para la elaboración del informe de auditoría Energética, con el alcance especificado Realización de mediciones de parámetros eléctricos en puntos interesantes

Iluminación

En el laboratorio mecánico la iluminación está compuesta por los siguientes tipos de lámparas:

Lámparas fluorescentes instaladas principalmente en aulas, pasillos. . Estas lámparas cuentan con balastos electromagnéticos y tienen 36 lámparas de 60 cm de 30W, y 44 lámparas de 120 cm de 59W de potencia.

lamparas flourecente kwh consumo mensual(kwh) consumo anual (kwh) coste($) emisiones de c02 kg/kwh30w 12.96 388.8 4730.4 804.168 785.2459w 31.152 934.56 11370.48 1932.9816 1887.49

Se distribuyen de la siguiente manera:

Metrología 6 lámparas fluorescentes de 30 w 60cm Manufactura y pruebas destructivas y no destructivas 38 lámparas fluorescentes de 59 w

de 120cm y 6 de 30 w de 60cm Caseta

Lámparas fluorescentes

T5 ECOLINE Alta Eficacia - ENERGY SAVER

Características

• Hasta un 10% de ahorro eléctrico con un balasto electrónico de corriente continua• Reducción en el consumo eléctrico de hasta 7W• Alta eficacia de hasta 116 lm/W• Mismo rendimiento luminoso que los tubos LUXLINE T5 FHE y FHO trifósforos• Hasta un 10 % menos de emisiones de CO2• Reemplazo 1 a 1 de los tubos T5 trifósforos• Vida útil 24 000 h a ciclos de encendido de 3 h y 29 000 h a ciclos de encendido de 12

h

Aplicaciones

• Iluminación general y arquitectónica Oficinas HospitalesCentros escolares Establecimientos comerciales

Tabla 4 consumo energético de las lámparas fluorescentes

lamparas led kwh consumo mens.(kwh) consumo anual(kwh) coste ($) emisiones de c02(kg/kwh)35w 13.86 415.8 5058.9 860.013 839.77

Las lámparas led se encuentran en aulas y pasillos cuentan con 32 lámparas led de 36wSe distribuyen de la siguiente manera:

Termofluidos, investigación y neumática e hidráulica 32 lampas led 35w de 120cm Oficina 1lampara led 35w 120cm

LED Tube T8

Características

Eficacia de hasta 100 lm/W Tensión 85-264 VACÓptica integrada, el tubo no requiere accesorios adicionales para generar una distribución uniforme y adecuada de la luz Fácil instalaciónDriver integrado en la lámparaVida útil promedio 50 000 hrsTemperatura de operación de -30 ºC a 40 ºC

Aplicaciones

Sustitución directa de lámparas fluorescentes T8 (17 W, 32 W y 59 W) Iluminación generalEscuelasEstacionamientosBodegasOficinas

Tabla 5 consumo de lámparas led

61%

39%

distribucion de lamparas

lamparas flourecentes lampara led

Tabla 7 distribución de lámparas en el laboratorio

Tabla 8 consumo total de la iluminación en el laboratorio

Climatización

La climatización del laboratorio mecánico consiste en un sistema de 2 aire acondicionado modelo mini Split carrier que tiene un consumo de 20.16 kwh que se encuentra en las siguientes áreas :

• Transferencia de calor • Metrología

luminacion total kwh consumo mensual(kwh)consumo anual (kwh) coste($) emisiones de c02 kg/kwhtotal 57.82 1736.16 21123.28 3590.95 3506.46

Aire acondicionado modelo Minisplit Carrier

Características:

*Filtro de Carbón Activado que purifica el aire* Protección anticorrosiva en la condensadora*Bajo en consumo de energía*Display de led interactivo*Control remoto inalámbrico*Timer 24 hrs*Sleep: Modo de dormir*Modo de encendido automático*Air Swing: control automático de rejillas*Operación silenciosa*Capacidad de 12,000 a 24,000 BTU’s**Sólo frío y Heat PumpRefigerante R-22

Tabla 6 consumo anual del sistema de aire acondicionado

aire acondicionado kwh consumo mensual(kwh)consumo anual (kwh) coste($) emisiones de c02 kg/kwhsplit carrier 20.16 604.8 7592 1290.64 1260.27

Envolvente

El laboratorio mecánico en el aspecto de envolventes el techo está compuesto por láminas de asbesto y un aislante de aire ,debajo del techo se encuentra un aislate compuesto de láminas y madera y a su vez la separa una distancia de 30cm del techo y el envolvente como se muestra en la siguiente figura.

Con respecto a los salones cuentan con ventanas de vidrio con armazón de aluminio para el

aislamiento térmico de los salones .

Equipos

En el laboratorio mecánico se encuentran multitud de equipos consumidores de energía eléctrica, en la mayoría son equipo que trabajan con motores , estos equipos se utilizan para hacer prácticas en el laboratorio de las distintas materias que ofrece el tecnológico. En la siguiente tabla se muestra un inventario de los equipos en las diferentes área del laboratorio .

TERMOFLUIDOS (hidrodinamica)nombre num de serie modelo kwh mensual (kwh) anual(kwh) coste banco de pruebas multibombas de agua H128D .8kwh 24kwh 292 49.64banco de pruebas multibombas de agua 2 1161200841420400032001700003 barometro faltante .8kwh 24kwh 292 49.64banco de prueba 116120084I920400032931700003 .8kwh 24kwh 292 49.64banco de pruebas de turbina francis I330000036-00001(en reparacion) .8kwh 24kwh 292 49.64banco de prueba de turbina pelton I42040032951700001 .8kwh 24kwh 292 49.64visor 1visor 2banco de pruebas en perdidas de tuberias 0.7kwh 21 255.5 43.43tunel de viento cod.970652 .8kwh 24kwh 292 49.64banco de pruebas 1.1612E+27 0.7kwh 21 255.5 43.43AIRE ACONDICIONADOColumna1 modelo num.serie kwh mensual (kwh) anual(kwh) coste banco de pruba 1 420800218-02/90 .8kwh 24kwh 292 49.64banco de pruba 2 mod.RCT/EV 42040003202/95 .8kwh 24kwh 292 49.64TRANSFERENCIA DE CALORColumna1 modelo num.serie kwh mensual (kwh) anual(kwh) coste intercambiador de flujo cruzado I33000110011700001 .7kwh 21 255.5 43.43GENERADORESColumna1 modelo num.serie kwh mensual (kwh) anual(kwh) coste generador termoelectrica 116120084I820400032931300004 1kwh 30 365 62NEUMATICA E HIDRAULICAColumna1 modelo num.serie kwh mensual (kwh) anual(kwh) coste banco de prueba 1 1161200841420400032901700005 .7kwh 21 255.5 43.43banco de prueba 2 420400032-02/gg .7kwh 21 255.5 43.43banco de prueba 3 mod.REXRCTH I42040003297170001 .8kwh 24kwh 292 49.64vitrina Avitrina Bvitrina Dloquer C 116120084I450400126loquer D 116120084I4504001292banco de pruebas .7kwh 21 255.5 43.43gavinete Agavinete Bloquer A

MANUFACTURA Y PROCESOSColumna1 modelo num.serie kwh mensual (kwh) anual(kwh) coste torno 1 VCIMU I420800552901700007 .8kwh 24kwh 292 49.64torno 2 geomatic 116120084I420800552 901700004 .8kwh 24kwh 292 49.64fresadora induma 421400044-07190 .8kwh 24kwh 292 49.64torno 3 r.tapella(tacota italy) 420800486-05/90 .8kwh 24kwh 292 49.64torno 4 lax-740 421400020 03/96 .8kwh 24kwh 292 49.64taladro inevma .8kwh 24kwh 292 49.64rectificador misal 420800004-01/90 .8kwh 24kwh 292 49.64prensa christensen 0.7kwh 255.5 43.43rectificadora fanamher .8kwh 24kwh 292 49.64

Tabla 7 equipos del laboratorio mecánico

En la siguiente tabla se muestra el consumo total de energía de todos los equipos del laboratorio

total anual(kwh) emisiones c02(kg/kwh) coste equipos 35223.35 5847.07 5987.96

Tabla 8

Evidencia de equipos

MATERIALES Columna1 modelo num.serie kwh mensual (kwh) anual(kwh) coste taladro vimalet .7kwh 21 255.5 43.43maquina de torsion 1 risga I060600556951700001 .5kwh 182.5 31.025torsor risga .5kwh 182.5 31.025esmeril .7kwh 21 255.5 43.43maquina tension compresion C.R.O.D.E .7kwh 21 255.5 43.43maquina de impacto C.R.O.D.E 060600414-00001/96maquina de flexion maquina de dureza rockweellmaquinas de pruebas universal .8kwh 292pulidor espejo .7kwh 21 255.5 43.43METROLOGIAColumna1 modelo num.serie kwh mensual (kwh) anual(kwh) coste motor nissan de datsun .8kwhmesa de marmol 1 24 292 49.64mesa de marmol 2mesa de marmol 3

luminacion total kwh consumo mensual(kwh)consumo anual (kwh) coste($) emisiones de c02 kg/kwhtotal 65.812 1974.36 24021.38 4083.63 3987.54

Fase III: Análisis y evaluación del estado actual de la instalación

Análisis de los registros de energía realizados Análisis técnico de la situación energética actual de las instalaciones Elaboración de un balance energético global

El balance energético global nos muestra la distribución de los consumos energéticos en función de las diferentes variables. En un edificio, por ejemplo, esinteresante diferenciar su consumo en función de los principales usos,distribuyendo así el consumo anual en climatización, iluminación, equipos,producción de agua caliente sanitaria, etcétera.

En el caso del Colegio se realizará un balance energético por usos, asícomo uno eléctrico y otro térmico también diferenciando por usos.Para cada uno de los siguientes grupos de consumo es conveniente tener encuenta:

Iluminación: es necesario conocer la potencia de la lámpara, el tipo deequipo auxiliar y las horas de funcionamiento.

Climatización: la potencia de los equipos también es necesario conocer el factor de uso y elhorario de funcionamiento.

Equipos: es necesario para calcular el consumo de estos equipos conocerla potencia de cada uno de ellos, así como el factor de uso. Por último, serequiere conocer las horas de funcionamiento.

total anual(kwh) emisiones c02(kg/kwh) coste

equipos 35223.35 5847.07 5987.96

aire acondicionado kwh consumo mensual(kwh)consumo anual (kwh) coste($) emisiones de c02 kg/kwhsplit carrier 20.16 604.8 7592 1290.64 1260.27

Tabla 9 Distribución global del consumo

energético

36%

11%

53%

distribucion de consumo

iluminacion climatizacionequipos

Como se observa en el gráfico, los equipos representan la mayor parte delconsumo eléctrico, alcanzando el 53% del consumo eléctrico anual del laboratorio.El siguiente grupo de consumo es la iluminación, que supone un 36% y por ultimo laclimatizacion con 11% del consumo eléctrico anual.

PROPUESTAS DE MEJORA DE LASDIFERENTES INSTALACIONES

Iluminación

Cambiar todas las lámparas fluorescentes a led

Tabla10 Consumo de energía de las lámparas led

lamparas led kwh consumo mensual(kwh)consumo anual (kwh) coste($) emisiones de c02 kg/kwh35w 47.46 1423.8 17322.9 2944.893 2875.6

balance fuentes de energia kwhiluminacion 24021.28climatizacion 7592equipos 35223.35

coste actual anual coste con la propuesta ahorro de energia 0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

4083.63

2944.839

1138.79

ahorro de energia

Con esta propuesta se tendrá un ahorro de energia del 28.88 % del costo anual con respecto a la energia consumida por la illuminacion

Además de otras ventajas que tiene las lamparas led con respecto a las fluorecentes que se muestran a continuación

También implementar sensores de movimiento ya que las luminarias se encuentran encendidas las 12 horas de servicio aunque a veces el área del laboratorio se encuentra desocupada Los detectores de presencia de ThebenHTS le ofrecen todas las opciones posibles para controlar la iluminación de una forma energéticamente eficiente e inteligente. Además de su aplicación clásica para controlar la luz en salas de oficinas, pasillos y edificios públicos, también permiten controlar la calefacción y el aire acondicionado. De este modo, ahorra costes energéticos y reduce notablemente las emisiones de CO2. Los detectores de presencia reaccionan a los más mínimos movimientos y, al mismo tiempo, miden la luminosidad de la habitación. Si no se registra ningún movimiento o si se supera un valor de luminosidad definido, el detector de presencia apaga la luz automáticamente.

Climatización

En el laboratorio hay instalados 2 equipos de aire acondicionado quefuncionan con refrigerante R-22.Según la normativa UE 2037/2000, la recarga de los sistemas de refrigeración y aire acondicionado con refrigerantes HCFC vírgenes (predominantemente el R-22) será prohibida a partir del 1 de enero de 2010.

Además los refrigerantes nuevos, tales como el R-407 por ejemplo, son más eficientes que el R-22, por lo que no sólo se recomienda la sustitución de estos equipos por el imperativo legal sino porque también conlleva un ahorro energético.El ahorro energético asociado a la implementación de esta medida deahorro se debe a la mayor eficiencia de los equipos de aire acondicionado actualesfrente a los actualmente instalados.