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AUDITORÍAS ENERGÉTICAS CURSO: Sesión 5 de 8 Auditorías Energéticas Instructor: Ramón Rosas Moya [email protected] Noviembre 8 a 24 / 2010 1 Diapositiva:

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Page 1: Curso Auditorías Energéticas7 Diapositiva: Sesión 5 de 8 Auditorías Energéticas Sistemas de Iluminación Tipo de lámpara Potencias Encendido Reencendido Vida (h) Incandescente

AUDITORÍAS ENERGÉTICAS

CURSO:

Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Instructor: Ramón Rosas [email protected]

Noviembre 8 a 24 / 2010

1Diapositiva:

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PROGRAMA

5. AUDITORÍA ENERGÉTICA ELÉCTRICA (3ª Parte)

5.9. Auditoría energética a sistemas de iluminación5.10. Auditoría energética a sistemas de aire

acondicionado y refrigeración.

Sesión 5. (Miércoles 17 de Noviembre)

2Diapositiva:

Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

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3Diapositiva:

Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Auditoría Energética a Sistemas de Iluminación

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4Diapositiva:

Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Sistemas de Iluminación

El ahorro de energía en Iluminación, consiste en utilizar equipos de la más

alta eficiencia, para satisfacer los requerimientos del sistema

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5Diapositiva:

Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Sistemas de Iluminación

El ahorro de energía en iluminación está asociado con:

n Lámparas

n Balastros

n Luminarias

n Sistemas de Control

n Aprovechamiento de luz natural

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6Diapositiva:

Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Sistemas de Iluminación

LÁMPARAS:

Las lámparas son las fuentes de luz, y en la actualidaddisponemos de varias tecnologías y tipos, las que básicamenteestán agrupadas en:

• Lámparas incandescentes• Lámparas de descarga• Lámparas LED

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Sistemas de Iluminación

Tipo de lámpara Potencias Encendido Reencendido Vida (h)

Incandescente 3 a 1500 W Instantáneo Instantáneo 1,000

Halógena 5 a 1500 W Instantáneo Instantáneo 2,000

Luz Mixta 160 a 500 W Rápido Rápido 6,000

LED 1 - 100 W Instantáneo Instantáneo 100,000

Fluorescente 4 a 215 W Rápido Rápido 7,500 a 20,000

Inducción 85 a 200 W Instantáneo Instantáneo 100,000

Sodio Baja Presión 18 a 135 W 1 a 3 min. 3 a 5 min. 16,000

Vapor de Mercurio 40 a 1000 W 1 a 3 min. 2 a 3 min. 12,000 a 24,000

Aditivos Metálicos 32 a 1500 W 3 a 5 min. 5 a 10 min. 6,000 a 20,000

Sodio Alta Presión 35 a 1000 W 1 min. 3 a 5 min. 16,000 a 24,000

Características de la Lámparas

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Sistemas de Iluminación

Características de la Lámparas

Tipo de lámpara Costo Inicial Consumo de Energía

Costo de Mtto.

Rendimiento Lum/W

IRC

Incandescente Muy Bajo Alto Alto 8 a 15 100

Halógena Bajo Alto Alto 12 a 20 100

Luz Mixta Medio Medio Medio 50 a 70 70

LED Muy Alto Medio Muy Bajo 30 a 75 85

Fluorescente Bajo Bajo Medio 60 a 100 85

Inducción Muy Alto Bajo Muy Bajo 80 a 85 85

Sodio Baja Presión Medio Muy Bajo Medio 110 a 160 20

Vapor de Mercurio Medio Medio Medio 35 a 45 50

Aditivos Metálicos Alto Bajo Alto 90 a 120 70

Sodio Alta Presión Medio Bajo Medio 100 a 140 25

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Sistemas de Iluminación

Espectro de las fuentes de luz

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Sistemas de Iluminación

Espectro de las fuentes de luz

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Sistemas de Iluminación

EL BALASTRO

El balastro es un dispositivo necesario para iniciar el arco eléctrico y

controlar la corriente que circula por una lámpara de descarga en gas.

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Sistemas de Iluminación

EL BALASTRO

Electromagnéticos Electrónicos

Convencional De bajas pérdidas y alto F.

de potencia.

Generadores para lámparas de inducción

Altas pérdidas

Bajas pérdidas

Muy Bajas pérdidas

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Sistemas de Iluminación

EL BALASTRO

¿ Que debemos esperar de un balastro ?1. Que sea de bajo consumo de energía

2. Que tenga una larga vida media

3. Que permita las acciones de control que se requieran.

4. Que tenga un costo accesible

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14Diapositiva:

Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Sistemas de Iluminación

EL SISTEMA DE CONTROL

El sistema de control, es el dispositivo mediante el cual se realizan las tareas

de encender y apagar el alumbrado, así como regular en su caso la intensidad

luminosa.

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15Diapositiva:

Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Sistemas de Iluminación

EL LUMINARIO

Un luminario es el equipo de iluminación que distribuye, filtra o controla la luz emitida por una

o varias lámparas, el cual incluye todos los accesorios necesarios para filtrar, sostener,

proteger y operar estas lámparas, y lo necesario para conectarlas al circuito de

energía eléctrica.

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Sistemas de Iluminación

ÁREAS DE OPORTUNIDAD DE AHORRO DE ENERGÍA

1. Utilización de luminarias de alto coeficiente de utilización

2. Cambio y ajuste de potencia de lámparas

3. Tecnología de la fuente de luz

4. Cambio de balastras electromagnéticas por electrónicas

5. Circuitos controlados por atenuadores de potencia

6. Circuitos con sistemas temporizadores

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Sistemas de Iluminación

ÁREAS DE OPORTUNIDAD DE AHORRO DE ENERGÍA

Cambio y ajuste de potencia de lámparas.

Lámparas de vapor de mercurio, aditivos metálicos o

luz mixta, se pueden sustituir por lámparas de vapor de

sodio de menor potencia, por lámparas de inducción o

por lámparas LED.

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18Diapositiva:

Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Sistemas de Iluminación

ÁREAS DE OPORTUNIDAD DE AHORRO DE ENERGÍA

Cambio y ajuste de potencia de lámparas.

Lámparas de vapor de mercurio, aditivos metálicos,

luz mixta, o vapor de sodio, en interiores, se pueden

sustituir por lámparas fluorescentes T5

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Sistemas de Iluminación

ÁREAS DE OPORTUNIDAD DE AHORRO DE ENERGÍA

LÁMPARAS LED

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Sistemas de Iluminación

ÁREAS DE OPORTUNIDAD DE AHORRO DE ENERGÍA

LÁMPARAS DE INDUCCIÓN

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Sistemas de Iluminación

ÁREAS DE OPORTUNIDAD DE AHORRO DE ENERGÍA

Aplicaciones en InterioresLámparas fluorescentes T5, en sustitución de las lámparas de vapor de sodio o lámparas de aditivos metálicos.

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Sistemas de Iluminación

ÁREAS DE OPORTUNIDAD DE AHORRO DE ENERGÍA

Tecnología propuesta Luz mixta equivalente Ahorro Inversión PSRI

Descripción Potencia (W)

Potencia (W) kW kWh/año USD/año ( USD ) años

T5: 3x28W 84 250 0.166 727 109.62 139.50 1.28

T5: 3x54W 162 500 0.338 1,480 222.66 193.00 0.87

Inducción 40W 40 250 0.21 920 137.97 340.00 2.46

Inducción 100W 100 500 0.4 1,752 262.80 590.00 2.25

LED 50W 50 250 0.2 876 131.40 698.00 5.31

LED 90W 90 500 0.41 1,796 269.37 850.00 3.16

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Sistemas de Iluminación

ÁREAS DE OPORTUNIDAD DE AHORRO DE ENERGÍA

Tecnología propuestaAditivos

metálicos equivalente

Ahorro Inversión PSRI

Descripción Potencia (W)

Potencia (W) kW kWh/año USD/año ( $USD) años

T5: 4x28W 112 175 0.063 276 41.39 182.00 4.40T5: 3x54W 162 250 0.088 385 57.82 193.00 3.34T5: 5x54W 270 400 0.13 569 85.41 275.00 3.22Inducción 40W 40 100 0.06 263 39.42 340.00 8.63Inducción 150W 200 400 0.2 876 131.40 680.00 5.18LED 50W 50 100 0.05 219 32.85 698.00 21.25

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Auditorías Energéticas

Sistemas de Iluminación

ÁREAS DE OPORTUNIDAD DE AHORRO DE ENERGÍA

Tecnología propuestaVapor de mercurio

equivalenteAhorro Inversión PSRI

Descripción Potencia (W)

Potencia (W) kW kWh/año $/año ( $ ) años

T5: 4x28W 162 250 0.088 385 57.82 182.00 3.15T5: 4x54W 216 400 0.184 806 120.89 237.00 1.96T5: 8x54W 432 1000 0.568 2,488 373.18 399.50 1.07Inducción 40W 40 175 0.135 591 88.70 340.00 3.83Inducción 350W 350 1000 0.65 2,847 427.05 680.00 1.59LED 50W 50 100 0.05 219 32.85 698.00 21.25

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Sistemas de Iluminación

ÁREAS DE OPORTUNIDAD DE AHORRO DE ENERGÍA

Tecnología propuestaVapor Sodio Alta Presión equivalente

Ahorro Inversión PSRI

Descripción Potencia (W)

Potencia (W) kW kWh/año $/año ( $ ) años

T5: 4x28W 112 250 0.138 604 90.67 182.00 2.01T5: 4x54W 216 400 0.184 806 120.88 237.00 1.96Inducción 40W 40 100 0.06 263 39.42 340.00 8.63Inducción 100W 100 175 0.075 329 49.27 590.00 11.97Inducción 350W 350 1000 0.65 2,847 427.05 680.00 1.59LED 50W 50 150 0.1 438 65.70 698.00 10.62

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Sistemas de Iluminación

ÁREAS DE OPORTUNIDAD DE AHORRO DE ENERGÍA

Cambio de balastros electromagnéticos por balastros electrónicos

El balastro electromagnético consumo entre un 20 y25% de la energía que consume la lámpara,mientras que el electrónico, prácticamente noconsume energía.

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Sistemas de Iluminación

ÁREAS DE OPORTUNIDAD DE AHORRO DE ENERGÍA

Circuitos controlados por atenuadores de potencia

En los horarios donde no se requieren los mismosniveles de iluminación, se pueden bajar los nivelesde iluminación, disminuyendo con ello el consumode energía de la misma.

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Sistemas de Iluminación

ÁREAS DE OPORTUNIDAD DE AHORRO DE ENERGÍA

Circuitos con sistemas temporizadores

En parques y jardines, así como en avenidas, sepuede apagar un porcentaje de las lámparas adeterminada hora, con el consecuente ahorro deenergía derivado de esta acción.

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29Diapositiva:

Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Sistemas de Iluminación

ÁREAS DE OPORTUNIDAD DE AHORRO DE ENERGÍA

Control horario:Este se realiza mediante la programación de losencendidos y apagados de circuitos de iluminación,tomando en cuanta las costumbres de uso delinmueble en cuestión. Un controlador (PLC, osimplemente un temporizador), realiza la función.

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30Diapositiva:

Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Sistemas de Iluminación

ÁREAS DE OPORTUNIDAD DE AHORRO DE ENERGÍA

EL LUMINARIO

El luminario tiene básicamente dos objetivos: albergar a lalámpara y al balastro, y el de producir los efectos de luzdirecta, indirecta, difusa, etc. Una de las característicasmás importantes del luminario para aprovechar mejor laluminosidad de la lámpara es el índice de refractancia deéste. Mientras mejor habilitado esté para reflejar los rayosluminosos que le llegan, más eficiente será.

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31Diapositiva:

Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Sistemas de Iluminación

ÁREAS DE OPORTUNIDAD DE AHORRO DE ENERGÍA

Reflector EspecularEn los sistemas de iluminaciónfluorescente, una de las técnicasde ahorro de energía másefectivas está en la instalación dereflectores especulares dentrodel luminario.

EL LUMINARIO

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32Diapositiva:

Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Sistemas de Iluminación

ÁREAS DE OPORTUNIDAD DE AHORRO DE ENERGÍA

EL LUMINARIO

Reflector Especular

El uso de reflectores especulares tiene primordialmente dosobjetivos:

1. Aumentar el nivel de iluminación sin aumentar la cargainstalada.

2. Reducir el número de watts por luminario al 50%. En elcaso de luminarios de 2 lámparas se puede tener 1instalada y en el caso de 4 lámparas, solo 2.

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33Diapositiva:

Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Sistemas de Iluminación

ÁREAS DE OPORTUNIDAD DE AHORRO DE ENERGÍA

EL LUMINARIO

Reflector Especular

En algunos casos, el uso de reflectores no proporciona elmismo nivel de iluminación al retirar el 50% de lámparas. Enestos casos se pueden efectuar las siguientes acciones:

- Instalación de lámparas de mayor emisión de flujoluminoso: por ejemplo, sustitución de luz día por blancofrío o lámparas T-8.

- Pintado de las paredes, columnas y techos a coloresmás claros.

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34Diapositiva:

Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Sistemas de Iluminación

ÁREAS DE OPORTUNIDAD DE AHORRO DE ENERGÍA

Aprovechamiento de la luz natural

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35Diapositiva:

Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Sistemas de Iluminación

ÁREAS DE OPORTUNIDAD DE AHORRO DE ENERGÍA

Aprovechamiento de la luz natural

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36Diapositiva:

Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Sistemas de Iluminación

ÁREAS DE OPORTUNIDAD DE AHORRO DE ENERGÍA

Aprovechamiento de la luz naturalDomos Solares

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37Diapositiva:

Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Auditoría Energética a Sistemas de Aire Acondicionado y

Refrigeración

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38Diapositiva:

Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas Aire Acondicionado y Refrigeración

Estrategias de operación

Rendimientodel equipo

Disminuciónde gananciasde calor

CLASIFICACIÓN DE LAS ÁREAS DE OPORTUNIDAD DE AHORRO

• Temperatura de Confort

• Administración de la Demanda

• Uso de Variadores de Frecuencia

• Sustitución del equipo

• Mantenimiento

• Mejoras al ciclo de refrigeración

• Disminuir ganancias de calor por elementos arquitectónicos.

• Reducir las cargas térmicas en el interior de las áreas acondicionadas

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39Diapositiva:

Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Estrategias de Operación• Temperatura de confort

La temperatura de confort es función de variosparámetros. Dentro los principales se encuentran:

• Humedad relativa• Tiempo de permanencia• Edad y Sexo• Aclimatación• Actividad• Circunambiente• Costumbres en el vestir

Aire Acondicionado y Refrigeración

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40Diapositiva:

Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Estrategias de Operación• Temperatura de confort

¿ A qué temperatura sedeben fijar los termostatos ?

Humedad Relativa

(%)

Temperatura de Confort

(°C)

10 28.120 27.230 26.340 25.450 24.660 23.970 23.380 22.790 22.2

100 21.7

Aire Acondicionado y Refrigeración

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41Diapositiva:

Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Estrategias de Operación• Temperatura de confort

0%

20%

40%

60%

80%

100%

0 2 4 6 8 10

Aho

rro

de e

nerg

ía (1

0%)

Aumento de la temperatua (°C)

Ahorros por ajuste de termostatos

Aire Acondicionado y Refrigeración

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42Diapositiva:

Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Estrategias de Operación• Administración de la demanda

Aire Acondicionado y Refrigeración

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43Diapositiva:

Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Estrategias de Operación• Administración de la demanda

Aire Acondicionado y Refrigeración

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44Diapositiva:

Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Estrategias de Operación• Uso de variadores de velocidad

Los variadores de frecuencia en los sistemas deaire acondicionado tienen las siguientesaplicaciones:

Ø En compresores centrífugos

Ø En ventiladores de manejadoras de caja de volumenvariable

Ø En bombas de agua helada de sistemas tipo chiller.

Ø Ventiladores en torres de enfriamiento.

Aire Acondicionado y Refrigeración

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45Diapositiva:

Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Estrategias de Operación• Uso de variadores de velocidad en compresores

Línea de operación a presión constante

% de velocidad

100%

80%

60%

40%

Gasto (%)

Presión de descarga

20 40 60 80 100

AB

Curvas Características de Operación de Compresores Centrífugos

Aire Acondicionado y Refrigeración

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46Diapositiva:

Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

La potencia eléctrica demandada por el motor delcompresor, se comporta de acuerdo a las leyes deafinidad, por lo que la reducción de la velocidad del100% al 80%, significará una reducción de la potenciademandada de:

HP80% / HP100% = (N80%)/ N100% )3 = 51.2 %

Estrategias de Operación• Uso de variadores de velocidad en compresores

Aire Acondicionado y Refrigeración

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Estrategias de Operación• Uso de variadores de velocidad en manejadoras

con caja de volumen variable.

Zona A Zona B Zona C Zona D

10,000 cfm 10,000 cfm 10,000 cfm 10,000 cfm

40,000 cfm

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

CHILLER

REFRIGERANTE

BOMBA

F&C F&C F&C F&C F&C

Estrategias de Operación• Uso de variadores de velocidad en bombas de

agua helada en sistemas tipo chiller.

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Rendimiento del Equipo

• Sustitución del equipo

• Mantenimiento

• Mejoras al ciclo de refrigeración

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Auditorías Energéticas

Rendimiento del EquipoSustitución del equipo

La sustitución del equipo es una medida muyrentable, cuando se observan las siguientescondiciones:

• El equipo es de baja eficiencia

• La eficiencia del equipo se encuentra depreciada porantigüedad y/o daños sufridos.

• El equipo es de uso intensivo.

Con frecuencia con la sola presencia de una de estascondiciones basta para que la medida sea rentable.

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Rendimiento del EquipoSustitución del equipo

Cálculo del Rendimiento

El rendimiento del equipo se determina mediantemediciones utilizando alguno de los tres métodosexistentes para hacerlo:

• Lado aire

• Lado agua (aplica para sistemas tipo chiller)

• Lado refrigerante

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Rendimiento del EquipoSustitución del equipo

Cálculo del Rendimiento (lado aire)

Este método consiste en calcular por el lado aire, lacantidad de calor que la unidad está removiendo, asíhabrá que medir:

Ø El flujo másico de aire

Ø La temperatura y humedad del aire a la entrada

Ø La temperatura y humedad a la salida

Ø Potencia eléctrica demandada

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Rendimiento del EquipoSustitución del equipo

Cálculo del Rendimiento (lado aire)

Conocida la temperatura y humedad del aire, en lacarta psicrométrica encontramos la entalpía

El calor removido es:

Q = Ma (h1 – h2 )

El rendimiento es:

EER = Q / Pe

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Carta Psicrométrica

h = 28.5 Btu/lb

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Rendimiento del EquipoSustitución del equipo

Cálculo del Rendimiento (lado agua)

Para el caso de equipos tipo Chiller, el métodoconsiste en medir:

Ø El flujo másico de agua

Ø La temperatura del agua a la entrada

Ø La temperatura del agua a la salida

Ø La potencia eléctrica demandada

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Rendimiento del EquipoSustitución del equipo

Cálculo del Rendimiento (lado agua)

Conocida la temperatura del agua a la entrada y lasalida

El calor removido es:

Q = M * CP * (T2 – T1)

El rendimiento es:

EER = Q / Pe

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Rendimiento del EquipoSustitución del equipo

Cálculo del Rendimiento (lado refrigerante)

En este método, las mediciones se realizan en el lado delrefrigerante, las mediciones a realizar son:

Ø Flujo de refrigerante

Ø Presión a la entrada del evaporador

Ø Presión a la salida del evaporador

Ø Potencia eléctrica demandada

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Rendimiento del EquipoSustitución del equipo

Cálculo del Rendimiento (lado refrigerante)

Conocida la presión de alta y baja, en el diagrama deMollier encontramos la entalpía del refrigerante

El calor removido es:

Q = Mr (h1 – h2 )

El rendimiento es:

EER = Q / Pe

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Sesión 5 de 8

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

COMPRESIÓN

CONDENSACIÓN

EXPANSIÓN

EVAPORACIÓN

h1 h2

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Rendimiento del EquipoSustitución del equipo.- Análisis de un caso

Un Hotel cuenta con un equipo de agua helada para elacondicionamiento del aire. El compresor es centrífugode 250 toneladas de refrigeración nominales, y tienemás de 20 años en servicio. Determinar el período derecuperación de la inversión, si éste se sustituye por unequipo nuevo con compresor de tornillo y un EER de16.9 Btu/W-h. Cuyo costo es de 94,870.00 USD

El costo de la energía eléctrica es de 0.133 USD/kWh

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Rendimiento del EquipoSustitución del equipo.- Análisis de un caso

Mediciones efectuadas en el lado agua

Potencia eléctrica demandada: P = 121.5 kW

Flujo de agua: M = 1,758 lt/min

= 105,489 kg/h

Temperatura del agua de salida: Ts = 7.1 °C

Temperatura del agua de retorno: Tr = 9.3 °C

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Rendimiento del EquipoSustitución del equipo.- Análisis de un caso

Determinación del calor removido por el chiller:

Q = M x CP x ( Tr – Ts )

= (105,480 kg/h) x (1 kcal/kg-°C) x (2.2°C) x (3.968 Btu/kcal)

= 920,798 Btu/h

Determinación del rendimiento:

EER = Q / P

= (920,798 Btu/h) / 121,510 W)

= 7.58 Btu/W-h

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Rendimiento del EquipoSustitución del equipo.- Análisis de un caso

Cálculo de la potencia demandada por el equipopropuesto:

è P’ = Q / EER

= (920,798 Btu/h) / (16.9 Btu/W-h)

= 54,485 W

= 54.5 kW

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Rendimiento del EquipoSustitución del equipo.- Análisis de un caso

Cálculo de la potencia eléctrica promedio ahorrada:

Pa = P – P’

= 121.5 - 54.5

= 67.0 kW

Cálculo de la energía ahorrada:

Ea = Pa x horas de operación

= 67.0 kW x 730 h/mes

= 48,910 kWh/mes

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Rendimiento del EquipoSustitución del equipo.- Análisis de un caso

Cálculo del importe de los ahorros por facturación

A$ = Ea * Costo promedio del kWh

= 48,910 kWh x 0.133 $/kWh

= 6,505 USD/mes

Cálculo del período de recuperación de la inversión

PSRI = Inversión / Ahorro anual

= USD 94,870.00 / 6,505 USD/mes

= 14.6 meses

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Rendimiento del EquipoMantenimiento

En los sistemas de aire acondicionado existe una relaciónmuy estrecha entre el mantenimiento y el consumo deenergía.

Un mantenimiento deficiente se manifestará en:

• Caída de presión del refrigerante, originada por fugas degas, que se traducen en una disminución de la capacidadde remoción de calor

• Elevación de la presión de trabajo, originada por falta decapacidad de condensación y/o evaporación, porsuciedad en el condensador y/o evaporador, la que traerácomo consecuencia un mayor consumo de energía.

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Rendimiento del EquipoMantenimiento

Medidas recomendadas:La medida consiste en recomendar la implantación de unprograma de mantenimiento predictivo y preventivo quecontemple al menos las siguientes actividades

Mtto. Preventivo• Limpieza y sustitución en su

caso de filtros• Limpieza y desincrustación de

condensadoras• Limpieza y desincrustación de

evaporadoras• Limpieza y lubricación de

componentes mecánicas

Mtto. PredictivoMedición, registro y análisis delcomportamiento de:• Presión en alta y baja del

refrigerante• La corriente y el FP de los

motores.• Vibraciones mecánicas en

rodamientos.

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Rendimiento del EquipoMejoras al ciclo de refrigeración

En algunos sistemas y bajo determinadas circunstancias,es posible lograr mejoras al ciclo de refrigeraciónmediante:

• Utilización de refrigerantes de más alto desempeño

• Instalación de turbuladores que propicien un mejorarrastre del aceite lubricante en el evaporador

• Instalación de intercambiadores de calor produzcan unsub-enfriamiento del líquido al evaporador

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Rendimiento del EquipoMejoras al ciclo de refrigeración

RefrigeranteInstalación de gases refrigerantes de menor densidad yalto efecto de refrigeración.

Por ser menos denso el refrigerante, éste trabajará amenores presiones, disminuyendo el trabajo en elcompresor. Tal es el caso de la sustitución delrefrigerante R-22, por gas hidrocarbonado HC22,mediante la cual se suelen conseguir ahorros de energíade entre 10 y 25%,

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Rendimiento del EquipoMejoras al ciclo de refrigeración

Refrigerante

Ventana de 36,000 Btu/h Unidad R-22 HC-22

Presión de Descarga Kg/cm2 16.2 13.0

Presión de Succión Kg/cm2 3.4 3.9

Potencia Eléctrica W 3,280 2,540

Efecto de Refrigeración Kcal/kg 35.9 61.4

Capacidad de Refrigeración Btu/h 28,820 30,876

Rendimiento (EER) Btu/W-h 8.79 12.16

Ahorro % 26%

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Rendimiento del EquipoMejoras al ciclo de refrigeración

Refrigerante

Paquete 120,000 Btu/h Unidad R-22 HC-22

Presión de Descarga Kg/cm2 15.10 12.29

Presión de Succión Kg/cm2 4.21 4.42

Potencia Eléctrica W 13,833 12,083

Efecto de Refrigeración Kcal/kg 37.20 63.97

Capacidad de Refrigeración Btu/h 117,685 115,186

Rendimiento (EER) Btu/W-h 8.51 9.53

Ahorro % 11.39

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Auditorías Energéticas

Rendimiento del EquipoMejoras al ciclo de refrigeración

TurbuladoresUna buena alternativa de ahorro de energía consiste eninstalar turbuladores antes del evaporador, de maneraque se incremente la turbulencia del refrigerante, semejore el arrastre del aceite lubricante, mejore latransferencia de calor en el evaporador, mejore laeficiencia del ciclo y se ahorro energía.

Ahorros de entre 10 y 15%, se suelen obtener con el usode estos dispositivos.

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Rendimiento del EquipoMejoras al ciclo de refrigeración

Intercambiadores de CalorEl intercambiador pone en contacto la tubería deaspiración y la de líquido a contracorriente de maneraque se incremente el recalentamiento y el sub-enfriamiento.

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Rendimiento del EquipoMejoras al ciclo de refrigeración

Intercambiadores de Calor

Δh

Δh'

Pres

ión

Entalpía

Subenfriamiento

Sobre calentamiento

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Disminución de Ganancias de CalorElementos arquitectónicos.

Medidas recomendadas:Ø Colocar materiales aislantes en muros y techos

Ø Aplicar acabados reflectivos en muros y techos

Ø Instalar cortinas en puertas y ventanas de vidrio

Ø Instalar elementos que produzcan sombra en puertas yventanas

Ø Instalar dobles puertas o cortinas de aire en accesos dealto transito.

Ø Sellar hendiduras por donde se tengan infiltraciones

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

Disminución de Ganancias de CalorCargas térmicas en el interior

Medidas recomendadas:

• Sustituir los sistemas de iluminación, con equipos máseficientes

• Sacar de las áreas acondicionadas equipo y maquinariaque produzca calor

• Habilitar el modo de ahorro de energía a las computadoraspersonales

• Mantener des-energizados máquinas y equipos que no seestén utilizando.

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Sesión 5 de 8

Auditorías Energéticas

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Fin de Sesión

Comentarios, dirigirse a:

Ing. Ramón Rosas [email protected]

Próxima sesión: Lunes 22 de Noviembre 9:00 a.m. hora de Quito