capítulo 3. ahorro energético en instalaciones de...

AHORRO ENERGÉTICO EN ACCIONAMIENTOS DE VELOCIDAD VARIABLE

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Capítulo 3. Ahorro energético en instalaciones de ventilación.

3.1. Fundamentos sobre instalaciones de ventilación.

En este apartado se expondrán y explicarán los fundamentos básicos sobre

instalaciones de ventilación necesarios para la comprensión de los

diferentes puntos que se abordarán en el presente texto.

3.1.1. Curva característica gasto – presión de un ventilador.

La curva característica gasto – presión de un ventilador representa los

diferentes puntos en los que el ventilador puede funcionar para una

determinada velocidad de funcionamiento. Los puntos vienen definidos en

la misma por una abscisa que define el gasto que el mismo puede desplazar

y una ordenada que define la presión que el mismo puede proporcionar al

fluido. En la curva (figura 3.1) se puede observar que todos los puntos de

funcionamiento no están permitidos, ya que el ventilador no podría

funcionar en el punto P1 proporcionando una presión al fluido p1 y un gasto

Q1. La curva característica gasto – presión nos da la relación entre el gasto

que un ventilador puede desplazar Q2 y la presión que puede proporcionar

al fluido p2 en un punto P2, que en este caso está sobre la curva y es

permisible.

3.1.2. Variación de la curva gasto – presión de un ventilador al variar la

velocidad de funcionamiento del mismo.

La variación de la característica gasto presión de un ventilador al variar su

velocidad sigue la Ley de Semejanza de las Máquinas Hidráulicas aplicadas

a ventiladores. Esta ley proporciona unas ecuaciones que relacionan los

puntos de la característica gasto – presión a una velocidad de giro 1ω con

los puntos de dicha característica a una velocidad de giro 2ω . Estos puntos


76

relacionados para diferentes velocidades de funcionamiento del ventilador

son llamados puntos homólogos y tienen el mismo rendimiento (3.1) y (3.2).

Figura 3.1. Curva característica gasto - presión de un ventilador.

22

221

1 pp

ω=

ω (3.1)

2

2

1

1 QQω

=ω

(3.2)

donde:

p1 = Presión de un punto P1 en la curva del ventilador para velocidad ω1, Pa

o in-water.

Q1 = Gasto de un punto P1 en la curva del ventilador para velocidad ω1,

m3/s o cfm.

p2 = Presión de un punto P2 en la curva del ventilador para velocidad ω2, Pa

o in-water.


77

Q2 = Gasto de un punto P2 en la curva del ventilador para velocidad ω2,

m3/s o cfm.

ω1 = Velocidad de funcionamiento 1, rpm.

ω2 = Velocidad de funcionamiento 2, rpm.

Para obtener el lugar geométrico de los puntos homólogos (en este caso P1

y P2 son dos puntos homólogos) al variar la velocidad de funcionamiento

(figura 3.2), basta con eliminar de (3.1) y (3.2) las velocidades (3.3).

222

222

1

122

2

21

22

21

2

1

2

1

2

1 QKpQQp

pQQ

pp

QQ

⋅=⇒⋅=⇒=ωω

=⇒=ωω

(3.3)

Figura 3.2. Curva de iso-rendimiento y puntos homólogos (mismo rendimiento) para dos velocidades de funcionamiento.

3.1.3. Curva característica de un sistema.

Todo sistema tiene una curva característica gasto – presión que depende de

la morfología del mismo (número, morfología de los conductos y

compuertas existentes, etc.). Dicha curva representa la presión que debe


78

suministrar un ventilador a un fluido para que circule un determinado gasto

del mismo por el sistema.

Tomando las ecuaciones de mecánica de fluidos simplificadas las pérdidas

en un sistema son cuadráticas con el gasto, por lo que la curva del sistema

tiene carácter parabólico (figura 3.3).

Figura 3.3. Curva del sistema.

Cuando se utiliza un ventilador, con su determinada característica gasto –

presión, para desplazar un determinado fluido en un sistema, con su

determinada característica gasto – presión, el punto de funcionamiento del

ventilador se obtendrá como el cruce de las dos curvas características, la

del ventilador y la del sistema (figura 3.4).


79

Figura 3.4. Punto de funcionamiento del ventilador.

3.1.4. Curva gasto – rendimiento de un ventilador.

El rendimiento al que trabaja un ventilador depende del punto en el que

esté funcionando el mismo, es decir, depende de la presión que esté

suministrando al fluido y del gasto de fluido que esté desplazando (figura

3.5). En principio sería imposible representar una curva gasto – rendimiento

ya que el rendimiento depende de dos variables (Q y p) y no sólo del gasto.

Pero al estar estas dos variables, gasto y presión, relacionadas en un

ventilador por medio de su curva característica gasto – presión para una

determinada velocidad de funcionamiento, se puede construir una curva

gasto – rendimiento (figura 3.6) y (3.4).

( )( ) ( )QfQfp

p,Qf3

2

1 =η→

=

=η (3.4)


80

Figura 3.5. Curvas de rendimiento de un ventilador.

Figura 3.6. Curva gasto - rendimiento de un ventilador.

Por lo tanto, la curva gasto – rendimiento de un ventilador representa el

rendimiento al que trabaja el mismo para un determinado gasto de

funcionamiento, ya que la presión de funcionamiento para dicho gasto


81

viene fijada por la curva característica gasto – presión del mismo. Destacar

de nuevo que la curva gasto – rendimiento de un ventilador varía al variar

la velocidad de funcionamiento del mismo.

3.1.5. Variación de la curva gasto – rendimiento de un ventilador al

variar la velocidad de funcionamiento del mismo.

Si se conoce la curva gasto – rendimiento de un ventilador para una

determinada velocidad de funcionamiento 1ω y se desea conocer dicha

curva característica para una velocidad de funcionamiento 2ω , se puede

obtener mediante la Ley de Semejanza de las Máquinas Hidráulicas

aplicadas a ventiladores. Se toma un punto de la curva característica gasto

– presión del ventilador P1 a una velocidad 1ω . Dicho punto viene definido

por un gasto Q1 y una presión p1. Conociendo el gasto Q1 se puede conocer

el rendimiento de dicho punto 1η mediante la curva característica gasto –

rendimiento del ventilador a velocidad 1ω . Conocido un punto R1 en la

curva de rendimiento a velocidad 1ω , definido por un gasto Q1 y un

rendimiento 1η , se podrá conocer donde se desplazará dicho punto de la

curva cuando la velocidad del mismo cambie de 1ω a 2ω . En primer lugar,

se debe encontrar el punto homólogo (de mismo rendimiento) al punto P1

en la curva gasto – presión del ventilador a velocidad 2ω . Dicho punto P2

definido por un gasto Q2 y una presión p2 puede ser obtenido mediante las

ecuaciones de Semejanza de las Máquinas Hidráulicas aplicadas a

ventiladores (3.1) y (3.2).

Una vez obtenido el punto P2, con el gasto Q2 y el rendimiento 1η se tiene

definido el punto R2, ya que se cumple que 12 η=η . El punto R2 forma

parte de la nueva curva gasto – rendimiento del ventilador a velocidad 2ω .

Realizando este procedimiento con tantos puntos como se desee, se puede


82

trazar la nueva curva gasto – rendimiento de un ventilador funcionando a

velocidad 2ω a partir de dicha curva a velocidad 1ω .

3.2. Métodos de regulación de gasto en instalaciones de ventilación.

3.2.1. Regulación de gasto mediante dampers.

Este método de regulación consiste en colocar unos dampers (compuertas

para la ventilación) a la salida del ventilador (figura 3.7). Mediante dichos

dampers se pueden variar las pérdidas de carga del sistema alterando la

característica gasto – presión del mismo introduciendo una presión p

adicional. Ajustando la misma se puede obtener un cruce con la

característica del ventilador en un punto de funcionamiento gasto – presión

deseado.

Figura 3.7. Colocación de dampers para regulación del gasto.

En este método se puede observar que la característica gasto – presión del

ventilador permanece inalterada mientras que la característica gasto –

presión del sistema varía. La velocidad de funcionamiento del ventilador no

varía por lo que funciona a velocidad nominal. Por lo tanto, los puntos de

funcionamiento para diferentes gastos deseados se van desplazando por la

curva gasto – presión del ventilador (figura 3.8).


83

Figura 3.8. Desplazamiento de los puntos de funcionamiento al actuar sobre los dampers.

Este método de regulación de gasto es sencillo de implementar y requiere

poco mantenimiento. A pesar de dichas ventajas en cuanto a

implementación y mantenimiento, tiene un gran inconveniente, al

producirse grandes pérdidas de carga en los dampers que se traducen en

unas pérdidas elevadas de energía en el sistema de ventilación.

3.2.2. Regulación de gasto mediante recirculación del gasto desplazado.

Este método de regulación consiste en recircular una fracción del flujo

desplazado por el ventilador para adecuar el gasto no recirculado a las

necesidades del proceso (figura 3.9).

Este método es sencillo de implementar y de fácil mantenimiento pero su

mayor inconveniente es que el ventilador desplaza un gasto superior al

utilizado en el proceso, por lo que el gasto desplazado sobrante, al

recircularse, se traduce en pérdidas en el sistema de ventilación. Se


84

observa que la energía consumida por el ventilador para desplazar el gasto

sobrante se desaprovecha en términos de eficiencia.

Figura 3.9. Colocación de un conducto de recirculación para regulación del gasto.

El ventilador siempre funciona a gasto y velocidad nominal, por lo que la

característica gasto – presión del mismo permanece inalterada. En este

método de regulación de gasto la característica del sistema tampoco varía

ya que las pérdidas de carga y la configuración del mismo no varían (figura

3.10). El ventilador funciona en el punto nominal P1 desplazando un gasto

Q1 y suministrando una presión p1, para regular el gasto que recibe el

sistema a Q2 se recircula un gasto desplazado q = Q3 - Q2, desplazando el

ventilador un gasto Q3 y suministrando una presión p2.

3.2.3. Regulación de gasto mediante accionamiento mecánico o

hidráulico.

Este método de recirculación consiste en interponer entre el motor y el

ventilador del sistema un variador de velocidad mecánico o hidráulico.

Estos dispositivos de transmisión permiten obtener una velocidad de salida

deseada ante una velocidad de entrada (figura 3.11).


85

Figura 3.10. Estrategia de regulación de gasto mediante la recirculación del gasto desplazado.

Figura 3.11. Diagrama de funcionamiento de un accionamiento hidráulico o mecánico.

La estrategia de regulación consiste en mantener el motor en

funcionamiento a velocidad nominal, para obtener la velocidad deseada a

la salida del accionamiento. Dicha velocidad deseada será a la que gire el

ventilador. Variando la velocidad de funcionamiento del ventilador se

puede variar la característica gasto – presión del mismo, con dicha

variación se pueden obtener cruces con la característica del sistema, que

permanece inalterada, en un punto de funcionamiento gasto – presión

deseado (figura 3.12).


86

Figura 3.12. Desplazamiento de los puntos de funcionamiento al variar la velocidad del ventilador mediante accionamiento mecánico o hidráulico.

La variación de la característica de un ventilador al variar su velocidad

sigue la Ley de Semejanza de las Máquinas Hidráulicas aplicadas a


3.2.4. Regulación de gasto mediante palas guía a la entrada de ángulo

variable.

Este método de regulación consiste en colocar en la entrada del ventilador

(succión) unas palas guía del flujo de entrada al mismo. El ángulo de

inclinación de dichas palas guía es variable, por lo que se puede ajustar

para regular el flujo de entrada al ventilador (figura 3.13). Con dichas palas

se puede crear una pérdida de presión en el ventilador que se traduce en

una reducción de la presión que proporciona el mismo, que se acentúa aún

más a mayores caudales (figura 3.14).


87

Figura 3.13. Colocación de palas guía de ángulo variable a la entrada del ventilador.

Figura 3.14. Variación de la curva gasto - presión de un ventilador al variar las palas guía a la entrada.

Este método es sencillo de implementar pero su mayor inconveniente es

que para regular el flujo en el ventilador, se incurre en elevadas pérdidas

en las palas de entrada, debido a las pérdidas de presión que se da en las

mismas.


88

La característica del ventilador varía reduciendo la presión que aporta al

fluido (figura 3.14). En este método de regulación de gasto la característica

del sistema no varía ya que las pérdidas de carga y la configuración del

mismo no varían. Esto es debido a que las palas guía a la entrada influyen

directamente sobre el ventilador, entendiendo como sistema lo que se

encuentra “aguas arriba” del mismo (figura 3.15). El ventilador funciona en

el punto nominal P1 desplazando un gasto Q1 y suministrando al fluido una

presión p1, para regular el gasto que recibe el sistema a Q2 se cambia el

ángulo de las palas de entrada, variando la curva del ventilador hasta que

el cruce con al característica del sistema sea P2, suministrando una presión

p2.

Figura 3.15. Estrategia de regulación de gasto mediante palas guía a la entrada de ángulo variable.


89

3.2.5. Regulación de gasto mediante accionamiento eléctrico.

Este método de regulación consiste en interponer entre la fuente de

alimentación y el motor un accionamiento eléctrico. Estos dispositivos

proporcionan una velocidad de giro del motor deseada variando la

frecuencia de alimentación al mismo (figura 3.16). Dicha velocidad deseada

será a la que gire el ventilador. Variando la velocidad de funcionamiento

del ventilador se puede variar la característica gasto – presión del mismo, y

con dicha variación se pueden obtener cruces con la característica del

sistema, que permanece inalterada, en un punto de funcionamiento gasto

– presión deseado (figura 3.17).

Figura 3.16. Diagrama de funcionamiento de un accionamiento eléctrico.

Figura 3.17. Desplazamiento de los puntos de funcionamiento al variar la velocidad del ventilador mediante accionamiento eléctrico.


90

La variación de la característica de un ventilador al variar la velocidad

sigue la Ley de Semejanza de las Máquinas Hidráulicas aplicadas a


3.3. Ahorro energético con accionamientos eléctricos.

Con la inserción de un accionamiento eléctrico para la regulación de gasto

en una instalación de ventilación se pueden conseguir unos ahorros

energéticos elevadísimos, ya que éste es el método de regulación más

eficiente de todos.

Si se instalan unos dampers, se realiza una recirculación, se utiliza un

accionamiento mecánico o hidráulico, o se instalan unas palas guía a la

entrada en una instalación de ventilación se incurre en un gasto menor de

inversión que el que supone la compra de un accionamiento eléctrico, pero

si se analizan los costes asociados a un mayor consumo de energía a lo largo

de los años de vida del accionamiento, se puede observar como el método

de regulación de gasto por accionamiento eléctrico es el más conveniente.

3.3.1. Ahorro energético frente a regulación de gasto mediante

dampers.

Comparando los dos métodos desde el punto de vista energético, se puede

observar que mediante la inserción en una instalación de un accionamiento

eléctrico en vez de unos dampers para regular el gasto se pueden conseguir

ahorros energéticos elevados. La ventaja de instalar unos dampers es que

son sencillos de instalar, de poco mantenimiento y de un coste de inversión

inicial bajo, pero hay que analizar otra serie de puntos a la hora de

emprender un proyecto de inversión energético, como son los costes

derivados del pago de la energía a lo largo de la vida del accionamiento.


91

La potencia consumida por un ventilador se expresa por (3.5).

0V

pV

pQkP

ρ⋅η

⋅⋅ρ⋅= (3.5)

donde:

PV = Potencia consumida por el ventilador, W.

ρ = Densidad del aire que se desplaza, kg/m3.

Q = Gasto de fluido desplazado, m3/s.

ηV = Rendimiento del ventilador.

p = Presión proporcionada por el ventilador, Pa.

ρ0= Densidad del aire a 20 ºC, kg/m3.

kp= Coeficiente, p.u.

El coeficiente kp depende de la presión estática absoluta del aire en el

conducto de entrada al ventilador pta (3.6).

η⋅⋅−=

ta

Vp p

p0035.01k (3.6)

Cuando se utiliza un sistema de control de gasto por dampers, la potencia

consumida por el sistema de ventilación se expresa por (3.7).

m0V

p

m

V pQkPP

η⋅ρ⋅η

⋅⋅ρ⋅=

η= (3.7)

donde:



92







ηm = Rendimiento del motor.

Cuando se utiliza un sistema de control de gasto por accionamiento

eléctrico, la potencia consumida por el sistema de ventilación se expresa

por (3.8).

accm0V

p

accm

V pQkPP

η⋅η⋅ρ⋅η

⋅⋅ρ⋅=

η⋅η= (3.8)

donde:









ηacc = Rendimiento del accionamiento eléctrico.

El ventilador funcionará en un punto gasto – presión que vendrá

determinado por el cruce de la característica gasto – presión del ventilador

y la característica gasto – presión del sistema (figura 3.18). Si se considera

el punto P1 de la figura 3.18 como punto de funcionamiento nominal con un


93

gasto nominal de funcionamiento Q1 y una presión nominal de

funcionamiento p1, y se quiere regular el gasto por necesidad del proceso a

Q2, se tendrá un nuevo punto de funcionamiento P2 o P3 (para método de

regulación por dampers y accionamiento eléctrico respectivamente) como

cruce de ambas características del sistema y del ventilador. Este nuevo

cruce proporcionará una presión de funcionamiento p2 o p3

respectivamente.

Figura 3.18. Comparativa de puntos de funcionamiento dampers - accionamiento eléctrico.

Se comparará la energía consumida por el ventilador en ambos puntos P2 y

P3 (3.9) y (3.10).

02V

222p2

pQkP

ρ⋅η

⋅⋅ρ⋅= (3.9)

03V

333p3

pQkP

ρ⋅η

⋅⋅ρ⋅= (3.10)


94

Se puede observar en la figura 3.18 que p3 < p2 y que Q2 = Q3. La densidad ρ

del fluido no varía al considerar en ventiladores el funcionamiento a ρ=cte.

Si se busca el punto homólogo del P3 a velocidad nominal (la del punto P1)

se obtiene el punto P4 cumpliéndose que ηV3 = ηV4. Al estar en la curva

gasto – presión del ventilador el punto P4 más cerca del punto de

funcionamiento nominal P1 que el P2 poseerá un rendimiento mayor que

este (figura 3.19), por lo que se cumple que ηV2 < ηV4 = ηV3.

Figura 3.19. Comparación de rendimientos de P2 y P3.

Resumiendo se obtiene que:

§ p3 < p2

§ kp2 ≅ kp3

§ Q3 = Q2

§ ηV2 < ηV3

§ P3 < P2


95

Por lo que queda constatado que utilizando un método de regulación por

accionamiento eléctrico frente a una regulación por dampers se produce

una reducción de la energía demandada por el ventilador para un gasto de

servicio. El ahorro obtenido en el ventilador viene dado por 3.11.

η

⋅−

η

⋅⋅

ρ⋅ρ

=−=3V

33p

2V

22p

0

232

pkpkQPPAhorro (3.11)

Si se obvian las constantes y el ahorro debido a la diferencia de

rendimientos, y se tiene en cuenta que los coeficientes kp2 y kp3 difieren

muy poco, se puede representar cualitativamente el ahorro obtenido en el

ventilador en la figura 3.20.

Figura 3.20. Representación cualitativa del ahorro obtenido mediante la utilización de un accionamiento eléctrico frente a unos dampers.

Ahora se estudiará el consumo de energía del sistema de ventilación para

cada método de regulación. Para el método de regulación de gasto

mediante dampers la energía consumida por el sistema de ventilación viene

dada por (3.7).


96

Para el método de regulación de gasto mediante accionamiento eléctrico la

energía consumida por el sistema de ventilación viene dada por (3.8).

Como se puede observar en el cálculo de la potencia consumida por el

sistema de ventilación, en el caso de la regulación de gasto por

accionamiento eléctrico se tiene un término en el divisor no considerado en

el caso de la regulación de gasto por dampers que es el rendimiento del

accionamiento ηacc. Podría parecer que este término hace que se ahorre

menos energía cuando se opta por un accionamiento eléctrico con respecto

a otros métodos, y así es, lo que ocurre es que el rendimiento de un

accionamiento eléctrico es muy elevado en un amplio rango de velocidades

de funcionamiento del motor, por lo que el impacto de este término es

mínimo y es compensado con creces por el ahorro en el consumo del

ventilador.

En cuanto a los rendimientos del motor ηm2 y ηm3 funcionando en los puntos

P2 y P3 respectivamente no suelen diferir mucho, además el motor

necesario en el proceso al utilizar un accionamiento eléctrico para regular

el gasto frente a otros métodos de regulación es de menor potencia y por lo

tanto de menor dimensión. Esto es debido a que las solicitaciones de

potencia por parte del ventilador son menores en el caso de la utilización

de un accionamiento eléctrico como ya se ha visto.

Por lo que resumiendo se tiene:

§ P3 < P2

§ kp2 ≅ kp3

§ ηacc ≅ 1

§ ηm2 ≅ ηm3

§ Psist3 < Psist2


97

El ahorro obtenido en el sistema de ventilación al implantar un método de

regulación de gasto mediante accionamiento eléctrico frente a uno

mediante dampers se expresa en (3.12).

η⋅η⋅η

⋅−

η⋅η

⋅⋅

ρ⋅ρ

=

=η⋅η

−η

=−=

acc3m3V

33p

2m2V

22p

0

2

acc3m

3

2m

23sist2sistsist

pkpkQ

PPPPAhorro

(3.12)


recirculación del gasto desplazado.



eléctrico en vez de realizar una recirculación del gasto desplazado para

regular el gasto se pueden conseguir ahorros energéticos elevados. La

ventaja de realizar una recirculación es que es sencilla de realizar y

controlar, requiere poco mantenimiento y un coste de inversión inicial

mínimo, pero hay que analizar otra serie de puntos a la hora de emprender

un proyecto de inversión energético, como son los costes derivados del

pago de la energía a lo largo de la vida del proyecto.

Cuando se utiliza un sistema de control de gasto por recirculación del gasto

desplazado, la potencia consumida por el sistema de ventilación se expresa

por (3.13).

m0V

p

m

V pQkPP

η⋅ρ⋅η

⋅⋅ρ⋅=

η= (3.13)

donde:



98










por (3.8).



y la característica gasto – presión del sistema, como se puede ver en la

figura 3.21. Si se considera el punto P1 de la figura 3.21 como punto de

funcionamiento nominal con un gasto nominal de funcionamiento Q1 y una

presión nominal de funcionamiento p1, y se quiere regular el gasto por

necesidad del proceso a Q2, se tendrá un nuevo punto de funcionamiento P3

o P2 (para método de regulación por recirculación y accionamiento

eléctrico respectivamente) como cruce de ambas características del

sistema y del ventilador. Este nuevo cruce proporcionará una presión de

funcionamiento p3 o p2 respectivamente, que en este caso son iguales.

Se comparará la energía consumida por el ventilador en ambos puntos P2 y

P3 (3.14) y (3.15).


99

Figura 3.21. Comparativa de puntos de funcionamiento recirculación del gasto desplazado - accionamiento eléctrico.

02V

222p2

pQkP

ρ⋅η

⋅⋅ρ⋅= (3.14)

03V

333p3

pQkP

ρ⋅η

⋅⋅ρ⋅= (3.15)

Se puede observar en la figura 3.21 que p3 = p2 y que Q3 > Q2. La densidad ρ

del fluido no varía al considerar en ventiladores el funcionamiento a ρ=cte.

Si se busca el punto homólogo del P2 a velocidad nominal (la del punto P1)

se obtiene el punto P4 cumpliéndose que ηV2 = ηV4. Al estar normalmente en

la curva gasto – presión del ventilador el punto P4 más cerca del punto de

funcionamiento nominal P1 que el P3 (figura 3.22) poseerá un rendimiento

mayor que este, por lo que se cumple que ηV3 < ηV4 = ηV2.


100

Figura 3.22. Comparación de rendimientos de P2 y P3.


§ p3 = p2

§ kp2 ≅ kp3

§ Q2 < Q3

§ ηV2 < ηV3 (en la mayoría de los casos)

§ P2 < P3

Por lo que queda constatado que utilizando un método de regulación por

accionamiento eléctrico frente a una recirculación del gasto desplazado se

produce una reducción de la energía demandada por el ventilador para un

gasto de servicio. El ahorro obtenido en el ventilador viene dado por (3.16).

η

⋅−

η

⋅⋅

ρ⋅ρ

=−=2V

22p

3V

33p

0

223

QkQkpPPAhorro (3.16)

Si se obvian las constantes y el ahorro debido a la diferencia de

rendimientos, y se tiene en cuenta que los coeficientes kp2 y kp3 difieren


101

muy poco, se puede representar cualitativamente el ahorro obtenido en el

ventilador en la figura 3.23.

Figura 3.23. Representación cualitativa del ahorro obtenido mediante la utilización de un accionamiento eléctrico frente a recirculación del gasto desplazado.



mediante recirculación del gasto desplazado la energía consumida por el

sistema de ventilación viene dada por (3.13).



En cuanto a los rendimientos del motor ηm2 y ηm3 funcionando en los puntos

P2 y P3 respectivamente no suelen diferir mucho, además el motor

necesario en el proceso al utilizar un accionamiento eléctrico para regular

el gasto frente a otros métodos de regulación es de menor potencia y por lo

tanto de menor dimensión. Esto es debido a que las solicitaciones de

potencia por parte del ventilador son menores en el caso de la utilización

de un accionamiento eléctrico como ya se ha visto.


102

Por lo que resumiendo se tiene:

§ P2 < P3

§ ηacc ≅ 1

§ ηm2 ≅ ηm3

§ kp2 ≅ kp3

§ Psist2 < Psist3



mediante recirculación del gasto desplazado se expresa en (3.17).

η⋅η⋅η

⋅−

η⋅η

⋅⋅

ρ⋅ρ

=

=η⋅η

−η

=−=

2acc2m2V

22p

3m3V

33p

0

2

2acc2m

2

3m

32sist3sistsist

QkQkp

PPPPAhorro

(3.17)


accionamiento mecánico o hidráulico.



eléctrico en vez un accionamiento mecánico o hidráulico para regular el

gasto se pueden conseguir ahorros energéticos elevados. La ventaja de

utilizar un accionamiento mecánico o hidráulico es que son más robustos,

requieren menor mantenimiento y tienen un coste de inversión inicial

menor, pero hay que analizar otra serie de puntos a la hora de emprender

un proyecto de inversión energético, como son los costes derivados del

pago de la energía a lo largo de la vida del proyecto.


103


mecánico o hidráulico, la potencia consumida por el sistema de ventilación

se expresa por (3.18).

accmhm0V

p

accmhm

V pQkPP

η⋅η⋅ρ⋅η

⋅⋅ρ⋅=

η⋅η= (3.18)

donde:









ηaccmh = Rendimiento del accionamiento mecánico o hidráulico.



por (3.8).



y la característica gasto – presión del sistema (figura 3.24). Si se considera

el punto P1 de la figura 3.24 como punto de funcionamiento nominal con un

gasto nominal de funcionamiento Q1 y una presión nominal de

funcionamiento p1, y se quiere regular el gasto por necesidad del proceso a

Q2, se tendrá un nuevo punto de funcionamiento P2 o P3 (para método de

regulación mediante accionamiento mecánico o hidráulico y accionamiento

eléctrico respectivamente) como cruce de ambas características del


104

sistema y del ventilador. Este nuevo cruce proporcionará una presión de

funcionamiento p2 o p3 respectivamente. En este caso al utilizar ambos

métodos la misma estrategia de regulación, los puntos P2 y P3 coinciden.

Figura 3.24. Comparativa de puntos de funcionamiento accionamiento mecánico o hidráulico - accionamiento eléctrico.



mediante accionamiento mecánico o hidráulico la energía consumida por el

sistema de ventilación viene dada por (3.18).



En cuanto a los rendimientos del motor ηm2 y ηm3 como los puntos P2 y P3

son coincidentes se cumple ηm2 = ηm3. En lo que se consigue un mayor

ahorro del sistema de regulación de gasto mediante accionamiento

eléctrico frente al mecánico o hidráulico es en su rendimiento. Mientras

que los accionamientos mecánicos o hidráulicos funcionan a rendimientos


105

aceptables en un rango muy estrecho de velocidades, el accionamiento

eléctrico mantiene un alto rendimiento en un rango de velocidades muy

amplio. Esto produce un elevado ahorro especialmente a velocidades bajas

donde el accionamiento mecánico o hidráulico sufre un descenso acentuado

de su rendimiento.



mediante accionamiento mecánico o hidráulico se expresa en (3.19).

η

−η

⋅ρ⋅η⋅η

⋅⋅ρ⋅=

=η⋅η

−η⋅η

=−=

3acc2accmh02V2m

222p

3acc3m

3

2accmh2m

23sist2sistsist

11pQk

PPPPAhorro

(3.19)

3.3.4. Ahorro energético frente a regulación de gasto mediante palas

guía a la entrada del ventilador.



eléctrico en vez de palas guía a la entrada para regular el gasto se pueden

conseguir ahorros energéticos elevados. La ventaja de utilizar palas guía a

la entrada es que son más robustas, requieren menor mantenimiento y

tienen un coste de inversión inicial menor, pero hay que analizar otra serie

de puntos a la hora de emprender un proyecto de inversión energético,

como son los costes derivados del pago de la energía a lo largo de la vida

del proyecto.

Cuando se utiliza un sistema de control de gasto por palas guía a la

entrada, la potencia consumida por el sistema de ventilación se expresa

por (3.20).


106

m0V

p

m

V pQkPP

η⋅ρ⋅η

⋅⋅ρ⋅=

η= (3.20)

donde:











por (3.8).



y la característica gasto – presión del sistema, como se puede ver en la

figura 3.25. Si se considera el punto P1 de la figura 3.25 como punto de

funcionamiento nominal con un gasto nominal de funcionamiento Q1 y una

presión nominal de funcionamiento p1, y se quiere regular el gasto por

necesidad del proceso a Q2, se tendrá un nuevo punto de funcionamiento P2

o P3 (para método de regulación mediante palas guía a la entrada y

accionamiento eléctrico respectivamente) como cruce de ambas

características del sistema y del ventilador. Este nuevo cruce proporcionará

una presión de funcionamiento p2 o p3 respectivamente. En este caso, los

puntos P2 y P3 coinciden.


107

Figura 3.25. Comparativa de puntos de funcionamiento palas guía a la entrada - accionamiento eléctrico.

Se comparará la energía consumida por el ventilador en los puntos P3 y P2

coincidentes (3.21) y (3.22).

02V

222p2

pQkP

ρ⋅η

⋅⋅ρ⋅= (3.21)

03V

333p3

pQkP

ρ⋅η

⋅⋅ρ⋅= (3.22)

Aún siendo P2 y P3 coincidentes, el consumo por parte del ventilador para

los dos métodos de regulación no es el mismo, ya que al variar la curva del

ventilador de forma diferente para cada método para alcanzar los puntos P2

y P3, los rendimientos en dichos puntos para el ventilador no coinciden. Ahí

es donde reside el ahorro energético al utilizar un accionamiento eléctrico

para la regulación del gasto, en vez de unas palas guía a la entrada del

ventilador. Al existir pérdidas en las palas guía a la entrada del ventilador

que no existen en la regulación de gasto mediante accionamiento eléctrico,


108

se cumplirá que ηV2 < ηV3, por lo que el consumo por parte del ventilador

cuando se regula el gasto del mismo mediante palas guía a la entrada es

mayor que cuando se regula el gasto del mismo mediante accionamiento

eléctrico.


§ p3 = p2

§ kp2 ≅ kp3

§ Q3 = Q2

§ ηV2 < ηV3

§ P3 < P2

El ahorro obtenido en el ventilador al implantar un método de regulación

de gasto mediante accionamiento eléctrico frente a uno mediante palas

guía a la entrada del ventilador se expresa en (3.23).

η

−η

⋅ρ

⋅⋅ρ⋅=−=

3V2V0

222p32

11pQkPPAhorro (3.23)



mediante palas guía a la entrada la energía consumida por el sistema de

ventilación viene dada por (3.20).



Aún siendo los puntos P2 y P3 coincidentes, al variar el rendimiento del

ventilador en ese punto de un método de regulación a otro, la solicitación

de potencia al motor será más elevada cuando se regula el gasto mediante

palas guía a la entrada.


109

En cuanto a los rendimientos del motor ηm2 y ηm3 no se conocen. Esto es

debido a que la solicitación de potencia por parte del ventilador es mayor

cuando se regula el gasto mediante palas guía a la entrada, pero se puede

tener en la instalación un motor dimensionado adecuadamente a la

solicitación de potencia del ventilador. Cuando se emprenda el proyecto de

inversión en la compra de un accionamiento eléctrico para la regulación del

gasto en el ventilador, quizás sea necesaria la compra de un motor de

menores dimensiones debido a que la solicitación de potencia por parte del

ventilador disminuye, por lo que el rendimiento del motor sería óptimo

también. Por todo esto en la mayoría de los casos se cumplirá que los

rendimientos son parecidos por lo que se tomará que ηm2 ≅ ηm3.


§ p3 = p2

§ kp2 ≅ kp3

§ Q3 = Q2

§ ηV2 < ηV3

§ ηm2 ≅ ηm3

§ P3 < P2

§ ηacc3 ≅ 1



mediante palas guía a la entrada del ventilador se expresa en (3.24).

η⋅η⋅η

−η⋅η

⋅ρ

⋅⋅ρ=

=η⋅η

−η

=−=

3acc3m3V

3p

2m2V

2p

0

22

3acc3m

3

2m

23sist2sistsist

kkpQ

PPPPAhorro

(3.24)


110

3.4. Descripción del programa informático ESIVENTILADOR 1.0.

ESIVENTILADOR 1.0. es una herramienta informática de cálculo en Microsoft

Excel que estima la energía ahorrada cuando se instala en una instalación

de ventilación una regulación de gasto mediante un accionamiento

eléctrico en vez de otros métodos como son los dampers, la recirculación

del gasto desplazado, accionamiento mecánico o hidráulico, o palas guía a

la entrada del ventilador.

ESIVENTILADOR 1.0. recoge la posibilidad de realizar los cálculos tanto con

unidades métricas internacionales como en unidades anglosajonas. La

herramienta dispone de unos campos de recepción de datos del usuario y

unos campos de resultados donde se apreciará no sólo el ahorro energético

calculado sino también el consecuente ahorro económico, disminución

equivalente de emisiones de CO2 a la atmósfera, así como otros resultados

de carácter económico como el cálculo del VAN del proyecto de inversión,

el periodo de amortización, etc.

A continuación, se describirá cómo realiza la herramienta informática los

cálculos necesarios para llegar a los resultados finales.

3.4.1. Tratamiento de datos del ventilador.

Los datos del ventilador que son necesarios para los cálculos son:

§ Curva gasto – presión.

§ Curva gasto – rendimiento.

§ Punto de funcionamiento nominal (gasto y presión nominal) Qn y pn.

§ Velocidad de funcionamiento nominal.


111

3.4.1.1. Curva gasto – presión.

La introducción de la curva gasto – presión del ventilador se realizará punto

por punto mediante unos campos a rellenar. Se pueden seleccionar cuantos

puntos se desea introducir con un mínimo de 3 y un máximo de 10 puntos.

El tratamiento informático de los puntos se ha realizado por interpolación.

Dicho tratamiento varía dependiendo del número de puntos introducidos

para definir la curva.

El programa tiene información de 3 a 10 puntos dependiendo del criterio

del usuario. En el tratamiento informático se trata de realizar un

interpolante que pase por la cantidad de puntos seleccionada por el usuario

y permita la representación gráfica de una curva, además de la evaluación

del valor (Q,p) de puntos de la curva no introducidos por el usuario. El

interpolante utilizado en este caso es especial, se obtendrá “a trozos”. Se

realizará la explicación para 10 puntos que es el caso más amplio, pero los

resultados se pueden extrapolar para 3 a 9 puntos. El interpolante utilizado

se obtiene de forma análoga al punto 2.4.1.1.2.

3.4.1.2. Curva gasto – rendimiento.

La introducción de la curva gasto – rendimiento del ventilador se realizará

punto por punto mediante unos campos a rellenar. Se pueden seleccionar

cuantos puntos se desea introducir con un mínimo de 7 y un máximo de 10

puntos. Se ha tomado un mínimo de 7 y no de 3 puntos como en el caso de

la curva gasto – presión porque se estima que con un número de puntos

inferior a 7 la curva obtenida por interpolación no reflejaría con exactitud

aceptable la curva gasto – rendimiento del ventilador.


112

El tratamiento informático de los puntos se ha realizado por interpolación.

Dicho tratamiento varía dependiendo del número de puntos introducidos

para definir la curva.

En el tratamiento informático se trata de realizar un interpolante que pase

por la cantidad de puntos seleccionados por el usuario y permita la

representación gráfica de una curva, además de la evaluación del valor

(Q,η) de puntos de la curva no introducidos por el usuario. El interpolante

utilizado en este caso es especial, se obtendrá “a trozos”. Se realizará la

explicación para 10 puntos que es el caso más amplio, pero los resultados

se pueden extrapolar para 7 a 9 puntos. El interpolante utilizado se obtiene

de forma análoga al punto 2.4.1.1.2.

3.4.2. Tratamiento de datos de funcionamiento.

En el programa existe un campo de entrada donde el usuario introducirá el

número de horas en un año en las que el ventilador estará funcionando.

Para analizar cuanto tiempo está funcionando el ventilador a distintos

gastos, se ha optado por utilizar 10 escalones de gasto (10% - 100 % del

gasto nominal). El usuario deberá introducir que porcentaje del tiempo de

funcionamiento anual funciona a un determinado gasto. Los datos

introducidos por el usuario vendrán representados en un gráfico adjunto.

3.4.3. Tratamiento de datos del sistema.

El programa proporciona un campo de entrada para la introducción de la

densidad del aire a la temperatura ambiente media a la que estará el fluido

en el sistema.

También se proporciona en el programa un campo de entrada para la

introducción de la presión estática a la entrada del sistema. Esta presión

depende de la aplicación. Si no se conoce su valor pueden tomarse 101.3


113

kPa que corresponden a la presión normal de aire atmosférico (1013 mbar).

La curva del sistema se puede obtener construyendo una parábola que

posea el vértice en el punto P1(0,0), y el punto P2 definido por una presión

p2 = pn y un gasto Q2 = Qn. Siendo pn la presión de funcionamiento nominal y

Qn el gasto de funcionamiento nominal (3.25).

2QAp ⋅= (3.25)

Imponiendo el paso por el punto P1 se obtiene (3.26).

C0CQAp 211 =→+⋅= (3.26)

Imponiendo el paso por el punto P2 se obtiene (3.27).

2n

n2nn

222

Q

pAQApQAp =→⋅=→⋅= (3.27)

Por lo que la curva del sistema vendrá definida por (3.28).

22n

n QQ

pp ⋅

= (3.28)

Mediante esta expresión se podrán definir todos los puntos que se deseen

en la curva del sistema.

3.4.4. Sistema de medida.

Todos los cálculos podrán ser realizados por el programa ESIVENTILADOR

1.0. tanto en unidades métricas internacionales como en unidades

anglosajonas. Dicha opción deberá ser seleccionada por el usuario,

exponiéndose todos los resultados en las unidades seleccionadas.


114

3.4.4.1. Sistema métrico internacional.

Las unidades métricas internacionales utilizadas en el programa

ESIVENTILADOR 1.0. se muestran en la tabla 3.1.

Tabla 3.1

Concepto Unidad Expresión

Gasto metro cúbico por segundo m3/ s

Presión pascal Pa

Velocidad de giro revoluciones por minuto r.p.m.

Tiempo de funcionamiento hora h

Densidad kilogramos por metro cúbico kg / m3

Potencia kilovatio kW

Tensión voltios V

Frecuencia hertzios Hz

Precio de la energía euro por kilovatio hora € / kWh

Vida útil año año

Ahorro energético anual kilovatio hora kWh

Reducción anual de CO2 kilogramo kg

Emisión de CO2 por unidad kilogramo por kilovatio hora kg / kWh

Período de amortización año año

3.4.4.2. Sistema métrico anglosajón.

Las unidades métricas estadounidenses utilizadas en el programa



115

Tabla 3.2

Concepto Unidad Expresión

Gasto pie cúbico por minuto cfm

Presión pulgadas de altura de agua in-water

Velocidad de giro revoluciones por minuto r.p.m.

Tiempo de funcionamiento hora h

Densidad libra por pie cúbico lb / ft3

Potencia caballo de vapor hp

Tensión voltios V

Frecuencia hertzios Hz

Precio de la energía dólar por kilovatio hora $ / kWh

Vida útil año año

Ahorro energético anual kilovatio hora kWh

Reducción anual de CO2 libra lb

Emisión de CO2 por unidad libra por kilovatio hora lb / kWh

Período de amortización año año

3.4.4.3. Equivalencia entre los sistemas métricos utilizados.

La equivalencia entre los sistemas de medida utilizados en el programa


Tabla 3.3

Concepto Cantidad Ud. Sist. Internacional Cantidad Ud. Sist. Anglosajón

Gasto 1 m3 / s 2118.88 cfm

Presión 1 Pa 0.00402 in-water

Densidad 1 kg / m3 62.4280 lb / ft3

Potencia 1 kW 1.3410 hp

Peso 1 kg 2.2046 lb


116

3.4.5. Tratamiento de datos del motor.

3.4.5.1. Cálculo de la potencia recomendada para un motor.

A la hora de afrontar la elección de un motor adecuado para un proceso

determinado el primer cálculo que se ha de realizar es la solicitación de

potencia del proceso al mismo. Con dicha potencia solicitada se podrá

seleccionar el motor en cuanto a potencia nominal.

El programa ESIVENTILADOR 1.0. realiza este cálculo, recomendando la

potencia nominal del motor a instalar para que dicho motor se ajuste de

manera óptima a las demandas de potencia del proceso que se esté

analizando. La estrategia tomada para obtener la potencia nominal

recomendada para un motor es la misma a la expuesta en el punto 2.4.5.1.

3.4.5.2. Tratamiento informático de datos de la curva carga –

rendimiento del motor.

El programa ESIVENTILADOR 1.0. requiere para el tratamiento informático

de la curva carga – rendimiento del motor al menos 6 puntos de la misma.

Se han tomado 6 puntos por considerar que son los mínimos requeridos si se

desean hacer unos cálculos con cierta seriedad y exactitud. En el

tratamiento informático se trata de realizar un interpolante que pase por

los 6 puntos y permita la representación gráfica de una curva, además de la

evaluación del valor (P,η) de puntos de la curva no introducidos por el

usuario. El interpolante utilizado se obtiene de forma análoga al punto

2.4.1.1.2.


117

3.4.5.3. Tratamiento informático de datos de la curva velocidad de

funcionamiento – rendimiento del motor (caso de accionamiento

mecánico o hidráulico).

Se puede observar en el programa ESIVENTILADOR 1.0. que existen dos

cuadros independientes en cuanto a introducción de datos referentes al

motor. Uno de ellos se rellena cuando la regulación de gasto se realiza por

medio de dampers, recirculación del gasto desplazado o palas guía a la

entrada del ventilador, mientras que existe otro para rellenar en el caso de

que la regulación de gasto se realice por medio de accionamiento mecánico

o hidráulico. Esta diferenciación es debida a que los accionamientos

mecánicos e hidráulicos vienen acompañados normalmente del motor,

integrándose ambos, motor y accionamiento en una sola unidad compacta.

Al tratarse de una única unidad compacta (motor + accionamiento) los

rendimientos del motor vienen integrados en los rendimientos del conjunto

motor + accionamiento. En el caso de regulación de gasto mediante

accionamiento mecánico o hidráulico el rendimiento del conjunto depende

tanto de la carga solicitada en porcentaje sobre la potencia nominal como

de la velocidad a la que deba de funcionar el accionamiento (velocidad de

salida del mismo, a la que funciona el ventilador).

En este caso, como el rendimiento del conjunto depende tanto de la carga

en porcentaje con respecto a la potencia nominal como de la velocidad de

funcionamiento del accionamiento, se recepcionarán los datos con respecto

a dicha pareja de valores (carga y velocidad de funcionamiento). Para el

tratamiento informático de los datos, se tomará una simplificación,

realizando el tratamiento mediante una curva velocidad de funcionamiento

- rendimiento. Dicha simplificación es aceptable ya que al representarse el

rendimiento del conjunto con respecto a la velocidad de funcionamiento

como una familia de curvas, cada una para cada situación de carga (figura

2.17 y 2.18), se pueden localizar los puntos de rendimiento introducidos

por el usuario en dicha gráfica y trazar un interpolante velocidad de


118

funcionamiento – rendimiento. Esto no podría realizarse si la variación del

rendimiento con respecto a la carga fuera brusca y no suave, situación que

se conoce que no es así. La progresión del rendimiento con respecto a la

carga es suave, por lo que dicha simplificación es válida. Otro aspecto a

tener en consideración es que debería de haber una relación entre la carga

y la velocidad de funcionamiento para realizar dicha simplificación. Esto

también se da en los procesos que se están analizando, porque si se regula

el gasto por medio de la variación de velocidad del ventilador mediante un

accionamiento, si disminuye la velocidad del accionamiento, la solicitación

de potencia en el proceso disminuye (figura 3.26).

Figura 3.26. Disminución de la potencia cedida al disminuir la velocidad del ventilador.

El programa ESIVENTILADOR 1.0 requiere para el tratamiento informático

de la curva velocidad – rendimiento del motor al menos 6 puntos de la

misma. Se han tomado 6 puntos por considerar que son los mínimos

requeridos si se desean hacer unos cálculos con cierta seriedad y exactitud.


por los 6 puntos y permita la representación gráfica de una curva, además

de la evaluación del valor (N,η) de puntos de la curva no introducidos por


119

el usuario. El interpolante utilizado se obtiene de forma análoga al punto

2.4.1.1.2.

3.4.6. Tratamiento de datos del accionamiento eléctrico.

3.4.6.1. Cálculo de la potencia recomendada para un accionamiento

eléctrico.

El caso de un accionamiento eléctrico es diferente al de un motor en

cuanto al cálculo de la potencia nominal recomendada para el mismo dado

un ciclo de trabajo. Debido a que un accionamiento no puede soportar

sobrecargas al igual que un motor, se ha optado por la primera opción que

se expuso en el punto 2.4.5.1 para el motor. Se ha tomado como potencia

recomendada nominal para el accionamiento la que resulta de calcular la

máxima solicitación de potencia que tendrá el mismo y aplicarle un

coeficiente de sobredimensionado de seguridad del 5 %.

3.4.6.2. Tratamiento informático de datos de la curva carga –

rendimiento del accionamiento eléctrico.

El rendimiento de un accionamiento eléctrico depende tanto de la carga

solicitada al mismo en porcentaje con respecto a la potencia nominal como

de la frecuencia de salida del accionamiento que alimenta al motor, se

recepcionarán los datos con respecto a dicha pareja de valores (carga y

frecuencia de salida). Para el tratamiento informático de los datos, se

tomará una simplificación, realizando el tratamiento mediante una curva

frecuencia de salida - rendimiento. Dicha simplificación es aceptable ya

que al representarse el rendimiento del accionamiento con respecto a la

carga como una familia de curvas, cada una para cada frecuencia de salida

(figura 2.22), se pueden localizar los puntos de rendimiento introducidos

por el usuario en dicha gráfica y trazar un interpolante frecuencia de salida

– rendimiento. Esto no podría realizarse si la variación del rendimiento con


120

respecto a la frecuencia fuera brusca y no suave, situación que se conoce

que no es así. La progresión del rendimiento con respecto a la frecuencia

de salida es suave, por lo que dicha simplificación es válida. Otro aspecto a

tener en consideración es que debería de haber una relación entre la carga

y frecuencia para realizar dicha simplificación. Esto también se da en los

procesos que se están analizando, ya que si se regula el gasto por medio de

la variación de velocidad del ventilador (variación de frecuencia de salida

del accionamiento) mediante un accionamiento eléctrico, si disminuye la

frecuencia de salida del accionamiento, la solicitación de potencia en el

proceso disminuye (figura 3.26).

El programa ESIVENTILADOR 1.0 requiere para el tratamiento informático

de la curva frecuencia – rendimiento del motor al menos 6 puntos de la

misma. Se han tomado 6 puntos por considerar que son los mínimos

requeridos si se desean hacer unos cálculos con cierta seriedad y exactitud.


por los 6 puntos y permita la representación gráfica de una curva, además

de la evaluación del valor (f,η) de puntos de la curva no introducidos por el

usuario. El interpolante utilizado se obtiene de forma análoga al punto

2.4.1.1.2.

3.4.7. Tratamiento informático de los datos económicos.

3.4.7.1. Moneda.

El programa ESIVENTILADOR 1.0. permite al usuario realizar los cálculos

económicos en unidades monetarias tanto europeas (€) como anglosajonas

($).


121

3.4.7.2. Precio de la energía.

El usuario del programa ESIVENTILADOR 1.0. deberá introducir el coste

asociado al consumo energético de su proceso en €/kWh o $/kWh.

3.4.7.3. Aumento anual del coste de la energía.

El usuario del programa ESIVENTILADOR 1.0. deberá introducir el

porcentaje de aumento esperado anual del coste asociado al consumo

energético de su proceso.

3.4.7.4. Coste de la inversión.

El usuario del programa ESIVENTILADOR 1.0. deberá introducir el

desembolso inicial de llevar a cabo el proyecto de instalación de un

accionamiento eléctrico. Además, se deberá incluir, si procede, el

desembolso inicial de un posible cambio de motor para el proceso (opción

de mejora también contemplada en el programa ESIVENTILADOR 1.0.).

3.4.7.5. Tasa de interés.

Se utiliza para calcular el valor cronológico del dinero y está asociado a la

estructura financiera de la empresa o a las condiciones del mercado

financiero. Se denota por k y representa el interés anual generado al

invertir un capital.

3.4.7.6. Horizonte temporal del proyecto de inversión.

Es el tiempo usualmente expresado en años que transcurre desde el inicio

de la inversión (desembolso inicial) hasta que el proyecto de inversión deja

de producir ingresos. En el caso que se estudia, sería el tiempo expresado

en años desde que se compra el accionamiento hasta que el accionamiento


122

deja de ser útil, queda obsoleto y debe ser reemplazado. Por ello, si el

proyecto de inversión es la compra de una máquina industrial, el horizonte

temporal pasa a llamarse vida útil de la misma.

3.4.8. Resultados.

El programa ESIVENTILADOR 1.0. a través de todos los datos introducidos

proporciona una serie de resultados. Dichos resultados constatarán el

objetivo del proyecto, ya que se podrá comprobar mediante los mismos, la

rentabilidad de realizar el desembolso inicial en la compra de un

accionamiento eléctrico.

3.4.8.1. Gráfico comparativo de energía consumida.

En dicho gráfico se representa la energía anual consumida regulando el

gasto del ventilador por medio de un accionamiento eléctrico con la

energía anual consumida al regular el gasto del mismo por medio de otro

método seleccionado.

3.4.8.2. Reducción anual de emisiones de CO2.

Representa la cantidad anual de CO2 que no se emite al ambiente en las

centrales térmicas debido al ahorro energético anual conseguido al instalar

un accionamiento eléctrico para la regulación del gasto del ventilador

(2.43).

3.4.8.3. Ahorro económico anual medio.

Es el ahorro económico anual derivado del ahorro energético anual

conseguido al instalar un accionamiento eléctrico para la regulación del

gasto del ventilador. Se calcula el ahorro económico anual medio porque el


123

precio de la energía puede variar a lo largo de la vida útil del

accionamiento (2.44).

3.4.8.4. Período de amortización.

Es el tiempo expresado en años que se tardará en recuperar la inversión

inicial del proyecto de inversión (2.46).

3.4.8.5. Valor actual neto. VAN.

Es un valor económico que representa lo ventajoso que será el realizar un

proyecto de inversión. Representa la cantidad total de dinero que se ganará

durante la vida útil del accionamiento al llevar a cabo el proyecto de

inversión (en este caso la compra del mismo). Las ecuaciones empleadas en

el cálculo del VAN son idénticas a las del punto 2.4.8.5.

3.4.8.6. Índice de rentabilidad.

Es el valor actual neto dividido por el coste de inversión inicial (2.51).

Representa la cantidad de dinero que se ganará llevando el proyecto de

inversión a cabo por cada unidad monetaria gastada en el desembolso

inicial. Si se poseen varios proyectos de inversión planificados y se desea

realizar uno de ellos, el que tenga la tasa de rentabilidad más elevada, es

el que debería realizarse primero.

capítulo 3. ahorro energético en instalaciones de...

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