curso de eficiencia energética duoc uc alameda · caldera convencional – en torno al 15 % llegan...
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Curso Eficiencia Energética – Duoc UC 2013
• Introducción
• Demanda de climatización
• Sistemas de producción
• Sistemas de distribución
• Salidas – terminales
• Sistemas de ventilación
• Medidas de ahorro energético
ÍNDICE AGENDA
Curso Eficiencia Energética – Duoc UC 2013
• Temperatura• Humedad• Calidad del aire
• Entendemos climatización como CONJUNTO‐ Producción: calderas, bombas de calor, etc. ‐ Distribución‐ Salidas – terminales
• Factores de los que depende el uso de climatización: clima, tamaño, ocupación, aislamientos…
PARÁMETROS DE CONFORT
SISTEMAS DE CLIMATIZACIÓN
FACTORES QUE INFLUYEN
INTRODUCCIÓN
¿Qué es la climatización y que factores influyen en ella?
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INTRODUCCIÓN
Curso Eficiencia Energética – Duoc UC 2013
• Introducción
• Demanda de climatización
• Sistemas de producción
• Sistemas de distribución
• Salidas – terminales
• Sistemas de ventilación
• Medidas de ahorro energético
ÍNDICE AGENDA
Curso Eficiencia Energética – Duoc UC 2013
QconducciónQinf / vent
QradiaciónQocupaciónQequipos
Qiluminación
La demanda de calefacción es:
Qnecesario = Qconducción + Qinf / vent – (Qradiación + Qocupación + Qequipos + Qiluminación)
Qnecesario
INVIERNO
La temperatura en una estancia es el resultado de los aportes y las pérdidas de calor
DEMANDA DE CLIMATIZACIÓN
25%
75%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Pérdidas de Calor
Distribución típica de las pérdidas de calor
Qconducción
Qinfiltración
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DEMANDA DE CLIMATIZACIÓN
Curso Eficiencia Energética – Duoc UC 2013
La demanda de refrigeración es:
Qnecesario = Qconducción + Qinf / vent + Qradiación + Qocupación + Qequipos + Qiluminación
VERANO
QconducciónQinf / vent
QradiaciónQocupaciónQequipos
Qiluminación
Qnecesario
60%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Aportaciones de Calor
Distribución típica de las aportaciones de calor
QocupaciónQiluminaciónQequiposQinfiltraciónQconducciónQradiación
La temperatura en una estancia es el resultado de los aportes y las pérdidas de calor
DEMANDA DE CLIMATIZACIÓN
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DEMANDA DE CLIMATIZACIÓN
Curso Eficiencia Energética – Duoc UC 2013
• Introducción
• Demanda de climatización
• Sistemas de producción
‐ Calefacción
‐ Refrigeración
• Sistemas de distribución
• Salidas – terminales
• Sistemas de ventilación
• Medidas de ahorro energético
ÍNDICE AGENDA
Curso Eficiencia Energética – Duoc UC 2013
Existen diferentes maneras de generar calor y frío
FRÍOCALOR
• Bombas de calor
• Enfriadoras
• Sistemas de absorción
SISTEMAS DE PRODUCCIÓN
• Calderas
• Sistemas eléctricos ‐ Sistemas de resistencia eléctrica‐ Bombas de calor
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SISTEMAS DE PRODUCCIÓN
Curso Eficiencia Energética – Duoc UC 2013
• Calefacción‐ Calderas
o Esquemao Tipos de calderaso Tipos de combustibles
‐ Radiadores eléctricos
‐ Bombas de calor
• Refrigeración‐ Enfriadoras / Bombas de calor
‐ Maquina de absorción
Agenda
ÍNDICE
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SISTEMAS DE PRODUCCIÓN
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Las calderas se consideran como una “caja negra” en la que entra agua fría y un combustible para producir agua caliente
CombustibleCALDERA
Agua Fría
Agua Caliente
‐Gas Natural
‐Gasóleo
‐Biomasa
Gases de Escape
CALEFACCIÓN / CALDERAS SISTEMAS DE PRODUCCIÓN
10
10
SISTEMAS DE PRODUCCIÓN >> CALDERAS
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Tipos de calderas
• Calderas convencionales
• Calderas de baja temperatura
• Calderas de condensación
• Calderas atmosféricas
• Calderas estancas
SEGÚN LA EFICIENCIA
• Combustibles sólidos− Carbón− Biomasa
• Combustibles líquidos− Gasóleo− Fuel
• Combustibles sólidos− Gas natural− Propano− Butano
SEGÚN EL COMBSUTIBLESEGÚN LA CÁMARA DE COMBUSTIÓN
CALEFACCIÓN / CALDERAS SISTEMAS DE PRODUCCIÓN
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SISTEMAS DE PRODUCCIÓN >> CALDERAS
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Realizamos una comparativa entre los tipos de calderas, estudiando su eficiencia, combustible utilizado, etc.
Convencionales Baja temperatura Condensación
¿Qué combustible utilizan?
Característica fundamental
Rendimiento con el que trabajan
Gasóleo, propano, gas
natural
Sólo Gas Natural
Funcionan a altas temperaturas
La temperatura de entrada es menor que en las convencionales
Condensan parte de los gases de escape
de la combustión
80 – 85 % 90 – 95 % 100 – 105 %
Ahorro respecto a la caldera convencional
– En torno al 15 % Llegan hasta el 25 % de ahorro
Limitaciones – Temperatura de los terminales
Temperatura de los terminales
Gasóleo, propano, gas
natural
CALEFACCIÓN / CALDERAS SISTEMAS DE PRODUCCIÓN
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SISTEMAS DE PRODUCCIÓN >> CALDERAS
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Tipos de combustible• Una combustión es una reacción química entre un combustible y un
comburente (oxígeno) que genera energía en forma de calor
• Los combustibles más utilizados son materiales orgánicos compuestos principalmente por Carbono e Hidrógeno, además de otros elementos (N, S…)
− Gas natural (Metano): CH4
− Butano: C4H10
− Gasóleo: C12H26
Definición
Comparativa
• Cuanto mayor sea la proporción de Hidrógeno en la molécula del combustible
− Más limpia será la combustión
• Cuanto mejor sea la mezcla entre el combustible y el oxígeno del aire más eficiente será la combustión
Gas natural
Propano
Butano
Gasolina
Gasóleo
Queroseno
Pode
r cal
orífi
co Emisiones
CALEFACCIÓN / CALDERAS SISTEMAS DE PRODUCCIÓN
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SISTEMAS DE PRODUCCIÓN >> CALDERAS
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A continuación se comparan tres combustibles tipo (sólido, líquido y gaseoso)
Gasóleo Gas Natural Biomasa
¿Unidades en lasque se mide?
¿Cuánta energía proporciona?
¿Emisiones?
¿De dónde proviene este suministro?
Litros m3 kg
12 kWh / kg 13,9 kWh / kgCada kg de biomasa
proporciona unas 3.500 kcal 4 - 5 kWh/kg
0,08 € / kWh 0,06 € / kWh -
El gasóleo se produce en las refinerías a partir del petróleoque llega.
Primero se sacan los gases (propano, butano) luego gasolina y queroseno y por último gasoil, betunes, etc.
El gas se obtiene de yacimientos de petróleo, disuelto o disociado, o en depósitos de carbón.El GN puede llegar de dos formas:1. GNL procedente de metaneros2. Gas que viene por gaseoductosde Argelia principalmente
Proviene de recursos biológicos. 1. Forestal2. Agrícola: residuos de cultivos o cultivos especiales.
¿Coste del combustible?
0,26 kg de CO2 / kWh 0,20 kg de CO2 / kWh Emisiones de CO2neutras
CALEFACCIÓN / CALDERAS SISTEMAS DE PRODUCCIÓN
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SISTEMAS DE PRODUCCIÓN >> CALDERAS
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SISTEMAS DE PRODUCCIÓN
• Calefacción‐ Calderas
o Esquemao Tipos de calderaso Tipos de combustibles
‐ Radiadores eléctricos
‐ Bombas de calor
• Refrigeración‐ Enfriadoras / Bombas de calor
‐ Maquina de absorción
Agenda
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Los sistemas eléctricos por resistencia eléctrica se basan en la ley de Joule
CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTALES
MODO DE FUNCIONAMIENTO
• Alto rendimiento de la máquina
• Bajo rendimiento por el ciclo
• Sistemas poco utilizados‐ Coste electricidad > Coste
combustibles‐ Sistemas poco confortables
Resistencia eléctrica
Corriente
Calor
Combustible Calor (Centraleléctrica) Calor
CALEFACCIÓN / SISTEMAS ELÉCTRICOS
Electricidad
SISTEMAS DE PRODUCCIÓN
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SISTEMAS DE PRODUCCIÓN >> RADIADORES ELÉCTRICOS
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SISTEMAS DE PRODUCCIÓN
• Calefacción‐ Calderas
o Esquemao Tipos de calderaso Tipos de combustibles
‐ Radiadores eléctricos
‐ Bombas de calor
• Refrigeración‐ Enfriadoras / Bombas de calor
‐ Maquina de absorción
Agenda
Curso Eficiencia Energética – Duoc UC 2013
La calefacción puede producirse mediante bombas de calor, analizaremos su esquema de funcionamiento y sus principales características
PARÁMETROS IMPORTANTESFUNCIONAMIENTO
• Rendimiento de la instalación COP
• Calores útiles frente a trabajos realizados
• Parámetros de los que depende el valor del COP
• Esquema de funcionamiento
• Componentes de la instalación‐ Compresor‐ Evaporador‐ Condensador‐ Válvula de expansión
CALEFACCIÓN / SISTEMAS ELÉCTRICOS SISTEMAS DE PRODUCCIÓN
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SISTEMAS DE PRODUCCIÓN >> BOMBAS DE CALOR
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GASLÍQUIDO
∆T ∆P T P
INTERIOR
EXTERIOR
VÁLVULA COMPRESOR
Q1
Q2
W
El circuito principal de la bomba de calor lo recorre un refrigeranteEn el interior de la habitación se libera calor porque la Tª int < Tª refrigerante
El refrigerante pierde calor y cambia de fase
En la máquina exterior el refrigerante que está a una temperatura menor que el ambiente, roba calor y se evapora
El refrigerante llega como líquido a la válvula, donde se establecen las condiciones de P y T necesarias para el evaporador
VÁLVULA COMPRESOR
EVAPORADOR
CONDENSADOR
CALEFACCIÓN / SISTEMAS ELÉCTRICOS SISTEMAS DE PRODUCCIÓN
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SISTEMAS DE PRODUCCIÓN >> BOMBAS DE CALOR
Curso Eficiencia Energética – Duoc UC 2013
GASLÍQUIDO
∆T ∆P T P
INTERIOR
EXTERIOR
VÁLVULA COMPRESOR
Q1
Q2
W
El rendimiento de una bomba de calor (COP) depende de calor obtenido y del trabajo aportado El calor útil o calor obtenido es el que se
aporta a la habitación que queremos climatizarEn el condensador pueden existir ventiladores para expulsar el aire que suponen un consumo eléctrico mínimo
En el evaporador también podemos encontrar ventiladores, así como bombas a lo largo del circuito, pero su consumo frente al del compresor es prácticamente despreciable
COP = Q2 / W realizado
COP=coefficient performanceCEE= coef. eficiencia energética
A menor diferencia de tª, mayor COP
CALEFACCIÓN / SISTEMAS ELÉCTRICOS SISTEMAS DE PRODUCCIÓN
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SISTEMAS DE PRODUCCIÓN >> BOMBAS DE CALOR
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Existe una normativa que indica qué tipo de refrigerantes se pueden utilizar en este tipo de instalaciones
• La normativa europea CE 2037/2000 respecto el R-22 dice lo siguiente:‐ Hasta el 1 de enero de 2010 será distribuido‐ A partir de esa fecha se prohibirá su distribución pero se permitirá su uso
reciclado hasta el 2014
• En nuevos equipos de refrigeración el R-22 ha sido sustituido por el R-404A o el R134-A. En equipos de Aire Acondicionado primero se utilizó el R-407C y ahora el R-410A.
• En equipos existentes se puede sustituir por varios productos: ‐ R-422D‐ R-422A y R-417A‐ R-427A‐ E-22
CALEFACCIÓN SISTEMAS DE PRODUCCIÓN
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SISTEMAS DE PRODUCCIÓN >> BOMBAS DE CALOR
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SISTEMAS DE PRODUCCIÓN
• Calefacción‐ Calderas
o Esquemao Tipos de calderaso Tipos de combustibles
‐ Radiadores eléctricos
‐ Bombas de calor
• Refrigeración‐ Enfriadoras / Bombas de calor
‐ Maquina de absorción
Agenda
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DIFERENTES SISTEMAS DE PRODUCCIÓN: Sistemas de producción de calor y de frio
FRÍOCALOR
• Bombas de calor
• Enfriadoras
• Sistemas de absorción
• Calderas‐ Convencionales‐ Baja temperatura‐ Condensación
• Sistemas eléctricos‐ Resistencia eléctrica‐ Bomba de calor
Funcionamiento equivalente*
Nota: *La diferencia entre una enfriadora y una bomba de calor es que la enfriadora sólo produce frío mientras que la bomba de calor puede producir frío o calor 23
SISTEMAS DE PRODUCCIÓN >> ENFRIADORAS / BOMBAS DE CALOR
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El funcionamiento de la bomba de calor para refrigeración es similar al analizado en la producción de calor
PARÁMETROS IMPORTANTESFUNCIONAMIENTO
• Rendimiento de la instalación EER
• Calores útiles frente a trabajos realizados
• Parámetros de los que depende el valor del EER
• Esquema de funcionamiento
• Componentes de la instalación‐ Compresor‐ Evaporador‐ Condensador‐ Válvula de expansión
REFRIGERACIÓN / BOMBAS DE CALOR
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SISTEMAS DE PRODUCCIÓN >> ENFRIADORAS / BOMBAS DE CALOR
Curso Eficiencia Energética – Duoc UC 2013
GASLÍQUIDO
∆T ∆P T P
EXTERIOR
INTERIOR
VÁLVULA COMPRESOR
Q1
Q2
W
El frío que sentimos en una instalación de climatización se produce por una “ausencia” de calor
En la máquina exterior el refrigerante que está a una temperatura mayor que el ambiente, desprende calor y se condensa
El refrigerante pierde calor y cambia de fase
En el interior de la habitación no se libera frío
El refrigerante “roba” calor a la habitación porque la Tª int > Tª refrigerante
El refrigerante llega como líquido a la válvula, donde se establecen las condiciones de P y T necesarias para el evaporador EVAPORADOR
CONDENSADOR
REFRIGERACIÓN / BOMBAS DE CALOR
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SISTEMAS DE PRODUCCIÓN >> ENFRIADORAS / BOMBAS DE CALOR
Curso Eficiencia Energética – Duoc UC 2013
GASLÍQUIDO
∆T ∆P T P
EXTERIOR
INTERIOR
VÁLVULA COMPRESOR
Q1
Q2
W
El calor útil en esta configuración de la bomba de calor es el calor “robado” a la habitación
En el condensador pueden existir ventiladores para expulsar el aire y refrigerarlo, pero suponen un consumo eléctrico mínimo
El calor útil o calor obtenido es el que se “roba” a la habitación que queremos climatizar
EER = Q1 / W realizado
EER= Energy EfficiencyRatio
A menor diferencia de Tª, mayor EER
REFRIGERACIÓN / BOMBAS DE CALOR
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SISTEMAS DE PRODUCCIÓN >> ENFRIADORAS / BOMBAS DE CALOR
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Una enfriadora es una bomba de calor que sólo genera “frío”
TIPOS DE ENFRIADORASFUNCIONAMIENTO Y PARÁMETROS IMPORTANTES
• Aire – aire
• Aire – agua
• Agua – agua
• Esquema de funcionamiento
• Componentes de la instalación
• Rendimiento = EER
REFRIGERACIÓN / ENFRIADORA
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SISTEMAS DE PRODUCCIÓN >> ENFRIADORAS / BOMBAS DE CALOR
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EER= Q1 / W
∆T ∆P T P
EXTERIOR
INTERIOR
VÁLVULA COMPRESOR
Q1
Q2
W
El esquema de funcionamiento dependerá en función del tipo de enfriadora con el que nos encontremos
Agua: UTAAire: conductos de aire
Agua: Torres de refrigeración
Aire: ventiladores para refrigerar
REFRIGERACIÓN / BOMBAS DE CALOR
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SISTEMAS DE PRODUCCIÓN >> ENFRIADORAS / BOMBAS DE CALOR
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Los tipos de enfriadoras se diferencian en el rendimiento, así como en la existencia o no de circuitos secundarios
Aire – Aire Aire – Agua Agua – Agua
Circuito Secundario
No necesitanTuberías de agua en la
salida de frio para canalizar el agua fría producida a una UTA
Torre de refrigeración y tuberías para el
agua fría
No presentan problemas
No son recomendables las
torres de refrigeración
RendimientoEERCOP
Legionela
¿Dónde se utilizan ?
Splits en casa, la oficina, etc.
Grandes instalaciones centralizadas
No presentan problemas
Grandes instalaciones centralizadas
REFRIGERACIÓN / BOMBAS DE CALOR
2,5 - 3,52,5 - 3,5
2,5 - 33 - 3,5
4 - 5-
VRV
Circula refrigerante
3,2 - 43,8 - 4,2
No presentan problemas
Grandes instalaciones centralizadas
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SISTEMAS DE PRODUCCIÓN >> ENFRIADORAS / BOMBAS DE CALOR
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SISTEMAS DE PRODUCCIÓN
• Calefacción‐ Calderas
o Esquemao Tipos de calderaso Tipos de combustibles
‐ Radiadores eléctricos
‐ Bombas de calor
• Refrigeración‐ Enfriadoras / Bombas de calor
‐ Maquina de absorción
Agenda
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EER= Q1 / Q3
GASLÍQUIDO
EXTERIOR
INTERIOR
VÁLVULA
BOMBA
Q1
Q2
En los sistemas por absorción el trabajo del compresor se sustituye por el calor que se necesita para la separación
ABSORBENTE
ABSORCIÓN
SEPARACIÓN
Q3
Compresión térmica
REFRIGERACIÓN / SISTEMAS POR ABSORCIÓN
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SISTEMAS DE PRODUCCIÓN >> MÁQUINA DE ABSORCIÓN
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El inconveniente de esta alternativa es que el rendimiento que se obtiene es bajo
REFRIGERACIÓN
• Las máquinas de absorción tienen un rendimiento bajo
• Por cada kW de calor vamos a obtener 0,7 kW de frío
• Con una enfriadora común por cada kW eléctrico se obtienen entre 2 y 3 kWde frío
• Coste de mantenimiento elevado ya que requiere personal especializado
• Por esto el uso de las máquinas de absorción se reduce a instalacionesespecíficas:
−Instalaciones sin acceso a la red eléctrica−Instalaciones donde el calor es gratuito
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SISTEMAS DE PRODUCCIÓN >> MÁQUINA DE ABSORCIÓN
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• Introducción
• Demanda de climatización
• Sistemas de producción
• Sistemas de distribución
• Salidas – terminales
• Sistemas de ventilación
• Medidas de ahorro energético
AGENDA
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Los sistemas de distribución pueden ser por tuberías, por conductos de aire o por UTA’S, las cuales explicaremos con detalle
SISTEMAS DE TUBERÍAS
• Llamadas UTAS• Sistemas de distribución
de calor y tratamiento de aire
• Agua caliente• Común para:
‐ Suelo radiante‐ Sistema de radiadores‐ Fancoils
• Aire caliente• Común para:
‐ Bombas de calor como los Splits
CONDUCTOS DE AIRE CALIENTE
UNIDADES DE TRATAMIENTO DE AIRE
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SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN
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Vista del conjunto impulsión, UTA, conductos de aire
UTA’S
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SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN
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• Introducción
• Demanda de climatización
• Sistemas de producción
• Sistemas de distribución
• Salidas – terminales
• Sistemas de ventilación
• Medidas de ahorro energético
AGENDA
Curso Eficiencia Energética – Duoc UC 2013
Los radiadores convencionales se llenan con el agua caliente que proviene de la caldera
Sistema de radiadores
Suelo radiante Fan coils
• Intercambiador de calor: radiación y convección
• Sistema convencional
• Muy común en calefacciones centrales
• Temperatura alta (70ºC)
Agua / Aire Caliente
SISTEMA DE RADIADORES
Conductos sin impulsión
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SALIDAS / TERMINALES
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El suelo radiante proporciona calor por conducción y convección
• Intercambiador de calor: conducción y convección
• Calor uniforme en toda la vivienda
• El calor sube hasta una altura de 2 - 3 m
• Sistema de tubos de poliestileno
• Temperatura media (45ºC)
SISTEMA DE SUELO RADIANTE
Sistema de radiadores
Suelo radiante Fan coils
Agua / Aire Caliente
Conductos sin impulsión
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SALIDAS / TERMINALES
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Estratificación del calor con distintos sistemas de calefacción
SISTEMA DE SUELO RADIANTE
El suelo radiante proporciona una
distribución de calor optima. Es
interesante su instalación en edificios
con techos altos: Hall de centros
comerciales, aeropuertos,…
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SALIDAS / TERMINALES
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Los Fan coils tienen un funcionamiento similar a las UTA’S
• Intercambio de calor agua – aire
• Ventilador más pequeño que el de la UTA
• Temperatura baja (35ºC)
FAN COILS
Sistema de radiadores
Suelo radiante Fan coils
Agua / Aire Caliente
Conductos sin impulsión
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SALIDAS / TERMINALES
Curso Eficiencia Energética – Duoc UC 2013
Existen salidas de climatización sin impulsión ni terminar. Es el final de los conductos
• No hay ventilador de impulsión
• Salida directamente de losconductos de aire
• Temperatura baja (35ºC)
Sistema de radiadores
Suelo radiante Fan coils
Agua / Aire Caliente
Conductos sin impulsión
FAN COILS
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SALIDAS / TERMINALES
Curso Eficiencia Energética – Duoc UC 2013
• Introducción
• Demanda de climatización
• Sistemas de producción
• Sistemas de distribución
• Salidas – terminales
• Sistemas de ventilación
• Medidas de ahorro energético
AGENDA
Curso Eficiencia Energética – Duoc UC 2013
La ventilación puede suponer un incremento considerable del consumo en climatización de un edificio
Tipos de ventilaciónImportancia de la ventilación
• La ventilación en sí misma supone un consumo energético bajo
− La ventilación se consigue mediante ventiladores y extractores
− Estos equipos tienen un consumo bajo
• Sin embargo, la ventilación puede suponer un gran incremento del consumo en climatización
− La renovación de aire implica que debe climatizarse el nuevo aire que se introduce en las estancias
− Una mayor renovación supone un mayor consumo en climatización
• Ventilación Natural. La renovación del aire se consigue a través de los vanos y las infiltraciones de aire
− Viviendas− Pequeños edificios
• Ventilación forzada. La renovación se consigue a través de sistemas activos: ventiladores y extractores
− Grandes edificios terciarios
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SISTEMAS DE VENTILACIÓN
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• Introducción
• Demanda de climatización
• Sistemas de producción
• Sistemas de distribución
• Salidas – terminales
• Sistemas de ventilación
• Medidas de ahorro energético‐ Estimación del consumo energético‐ Tipos de medidas
AGENDA
Curso Eficiencia Energética – Duoc UC 2013
El consumo energético es igual al producto de la potencia, el tiempo y el factor de carga
EQUIPOS EN FUNCIONAMIENTO TODO O NADA
• Están parados o funcionando 100%
EQUIPOS EN FUNCIONAMIENTO CONTROLADO
DESCRIPCIÓN
EQUIPOS
CÁLCULO DEL CONSUMO
• Están controlados por sensores (tª, humedad, presión…) y funcionan discontinuamente, con marchas y paros
• Radiador eléctrico• Caldera sin termostato• Bomba sin variador de f
• La mayor parte de los equipos− Split de AA− Caldera con termostato− Enfriadora− Bomba con variador de f
Consumo Energético (equipo)= P x t Consumo Energético (equipo) = P x t x FC*
Nota: *FC es Factor de carga 45
MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO >> ESTIMACIÓN CONSUMO
Curso Eficiencia Energética – Duoc UC 2013
Es complicado estimar el valor del factor de carga de los equipos
CÓMO ESTIMAR EL FACTOR DE CARGA DE LOS EQUIPOS
Mediciones
Ajuste del consumo
Observación durante las visitas
Experiencia
Simulación del edificio
Consumo a través de Facturas
Consumo a través de las demandas
Consumo = Demanda / Rendimiento
ALTERNATIVAS
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MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO >> ESTIMACIÓN CONSUMO
Curso Eficiencia Energética – Duoc UC 2013
Debido a esto, es complicado estimar el ahorro de las medidas de ahorro
Medidas que disminuyen la
demanda
EJEMPLOS
CÁLCULO DEL AHORRO
• Mejora aislamiento• Doble ventana• Toldos
• Cambio de caldera• Cambio de enfriadora
Es necesario Simular
Nota: Estas medidas se refieren al sistema de producción o de distribución del calor o el frío
Consumo global (CAL o REF) = Demanda / Rendimiento
Medidas que aumentan el rendimiento*
Mejora de equipos (Reducir P o t)
• Variador de frecuencia en bombas
• Recuperador de calor
Consumo Energético = P x t
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MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO >> ESTIMACIÓN CONSUMO
Curso Eficiencia Energética – Duoc UC 2013
• Introducción
• Demanda de climatización
• Sistemas de producción
• Sistemas de distribución
• Salidas – terminales
• Sistemas de ventilación
• Medidas de ahorro energético‐ Estimación del consumo energético‐ Tipos de medidas
AGENDA
Curso Eficiencia Energética – Duoc UC 2013
Posibilidades de ahorro en climatización
Reducción de la demanda• Aumentar aislamiento
de cerramientos• Sombrear ventanas
Adaptación del sistema• Cambio de volumen
constante a volumen variable
Sustitución de equipos
• Sust. Calderas• Sust. Enfriadoras
Aumento del rendimiento
• Sombrear enfriadoras• Aislar conducciones
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MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO >> TIPOS DE MEDIDAS
Curso Eficiencia Energética – Duoc UC 2013
La conducción es más importante en calefacción que en refrigeración, un aumento de los aislamientos puede suponer una disminución o un aumento del consumo en refrigeración
• Sustituir puertas y ventanas
• Aislamiento de paredes
• Aislamiento de conductos
TIPOS DE AISLAMIENTOS • Qconducción es pequeño en refrigeración
−Qconducción = k x (Te - Ti)− (Te - Ti) es pequeño en refrigeración−Puede ser incluso negativo
Para reducir el consumo en refrigeración no es recomendable la reducción de la conducción. Esta medida puede tener efectos negativos.
50
MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO >> REDUCCIÓN DE LA DEMANDA
Curso Eficiencia Energética – Duoc UC 2013
Reducir Qinfiltración
• Evitar infiltraciones de aire en puertas y ventanas
• Soluciones:‐ Burletes‐ Cortinas de aire y puertas giratorias‐ Dobles puertas
• Qinfiltración puede ser importante• Qinfiltración = k x (he – hi)
−h crece con la temperatura− (Te - Ti) es grande en calefacción
¿Cómo reducimos las pérdidas por infiltración ?
5151
MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO >> REDUCCIÓN DE LA DEMANDA
Curso Eficiencia Energética – Duoc UC 2013
La radiación es el aporte de calor más importante que se debe compensar con la refrigeración
• Mejorar el factor solar de las superficies opacas (color)
• Mejorar el factor solar de las ventanas
• Evitar la insolación directa sobre las ventanas (toldos, persianas venecianas)
• Evitar la radiación infrarroja sobre las ventanas (láminas opacas a IR)
¿CÓMO REDUCIR LA RADIACIÓN?
• Qradiación es muy importante en refrigeración
• Qradiación depende de la radiación solar y de los materiales del edificio
52
MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO >> REDUCCIÓN DE LA DEMANDA
Curso Eficiencia Energética – Duoc UC 2013
Existen medidas como los sombreamientos. Los ahorros serán importantes pero se trata de medidas caras
• Se coloca una tela metálica en paralelo a la fachada para evitar la radiacion solar excesiva 53
MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO >> REDUCCIÓN DE LA DEMANDA
Curso Eficiencia Energética – Duoc UC 2013
La demanda de calefacción es:
Qnecesario = Qconducción + Qinfiltración – (Qradiación + Qocupación + Qequipos + Qiluminación)
AJUSTE DE LA TEMPERATURA DE CONFORT EN INVIERNO
• Qconducción y Qinfiltración son mayores cuanto mayor sea la temperatura de confort
• Por otra parte si la calefacción se consigue mediante bomba de calor, el rendimiento del equipo disminuye cuanto mayor sea la tª interior
• Por cada grado que se reduce la temperatura interior se consigue un ahorro energético de alrededor del 7% del consumo
El RITCh obliga a los edificios a mantener una temperatura interior de 20-22ºC en invierno
Aumento del rendimiento de los equipos
54
MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO >> REDUCCIÓN DE LA DEMANDA
Curso Eficiencia Energética – Duoc UC 2013
AJUSTE DE LA TEMPERATURA DE CONFORT EN VERANO
• Una enfriadora (o una bomba de calor) tiene mayor rendimiento cuanto menor es la diferencia de temperaturas entre el exterior y el interior
• Por cada grado que se aumenta la temperatura interior se consigue un ahorro energético de alrededor del 8% del consumo
El RITCh obliga a los edificios a mantener una temperatura interior de 23-25ºC en verano
Aumento del rendimiento de los equipos
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MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO >> REDUCCIÓN DE LA DEMANDA
Curso Eficiencia Energética – Duoc UC 2013
SITUACIÓN ACTUALLas estancias se encuentran climatizadas a 23ºC en invierno y a 20ºC en verano.
PROPUESTA DE AHORROModificar la temperatura de consigna de las estancias climatizadas hasta los 21ºC en invierno y los 26ºC enverano (según recomendaciones de confort del IDAE)
Ahorro energético (kWh/año) 113.794
Ahorro económico ($ CLP/año) 5.565.657
Inversión ($ CLP) 0
PRS (años) -
Ahorro ambiental (kg CO2/año) 44.493
Temperatura actual Temperatura deseada
Invierno Verano Invierno Verano23 ºC 20 ºC 21 ºC 26 ºC
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MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO >> REDUCCIÓN DE LA DEMANDA
Ejemplo en Duoc UC Alameda: Regulación temperatura de consigna
Curso Eficiencia Energética – Duoc UC 2013
La sustitución de los principales equipos que componen el sistema de climatización supone un ahorro energético
Cambiar la caldera por una más eficiente
Sustituir enfriadoras o bombas de calor
Sustituir los motores de las bombas o las Climatizadoras
• La sustitución de equipos siempre supone un ahorro energético considerable
• El inconveniente de estas medidas es que generalmente la sustitución de equipos es cara
• Interesante en instalaciones antiguas
− En el caso de calderas es más interesante cuando la sustitución de equipo implica también un cambio de combustible
− En el caso de enfriadoras y bombas de calor en ocasiones hay además una “obligación legal” – R22
Sustitución de equipos
Ejemplos de sustitución de equipos
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MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO >> SUSTITUCIÓN DE EQUIPOS
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SITUACIÓN ACTUALLas plantas 1, 2, 3 y 5 se encuentran climatizadas por equipos autónomos independientes en cada estancia queutilizan R-22 como refrigerante.
PROPUESTA DE AHORROInstalación de equipos VRV con recuperador de calor.
Ventajas Inconvenientes
Aprovechamiento del factor de simultaneidad Equipos con una alta inversión asociada
Regula la cantidad de refrigerante hacia el compresor según las necesidades
La mejorar de eficiencia de los VRV con respecto a los equipos instalados no es muy elevada
Recuperación de calor en estaciones con temperaturas suaves Es necesario sustituir las unidades interiores
Ahorro energético (kWh/año)
Ahorro económico ($ CLP/año) Inversión ($ CLP) PRS (años) Ahorro ambiental
(kg CO2/año) 72.472 3.544.589 120.891.579 34,1 28.336
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MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO >> SUSTITUCIÓN DE EQUIPOS
Ejemplo en Duoc UC Alameda: Instalación de sistemas VRV
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Hay diferentes posibilidades de aumentar el rendimiento de los equipos de climatización
• Conseguir que los equipos funcionen con un mayor rendimiento tiene un efecto directo sobre el consumo energético de los mismos
• Estas medidas generalmente son más rentables que la sustitución directa de los equipos, aunque los ahorros suelen ser menores
• En general, en instalaciones existentes, estas medidas son más interesantes
Aumento del rendimiento de los equipos
Cambiar el quemador de la caldera
Recuperadores de calor
Aislar conducciones
Ejemplos de aumento de rendimiento de quipos
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MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO >> AUMENTO DE RENDIMIENTO EQUIPOS
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SITUACIÓN ACTUALLa sede Alameda de DUOC UC cuenta con 3 VRV distribuidas en la cubierta del edificio y sinsombreamiento alguno que los proteja de la radiación solar directa.
PROPUESTA DE AHORROInstalación de pérgolas de madera que generen sombra sobre la superficie de las máquinas de generación
de climatización.• Aumento del rendimiento de refrigeración de los equipos (EER) y reducción del de calefacción (COP).• Menor consumo energético global de la máquina.
Ahorro energético (kWh/año) 799
Ahorro económico ($ CLP/año) 39.063
Inversión ($ CLP) 118.406
PRS (años) 3,0
Ahorro ambiental (kg CO2/año) 312
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MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO >> AUMENTO DE RENDIMIENTO EQUIPOS
Ejemplo en Duoc UC Alameda: Sombreamiento equipos VRV existentes
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Estas medidas consisten en adaptar el sistema a las condiciones variables de clima, ocupación…
• Las necesidades de climatización son siempre diferentes, ya que dependen de diversos factores variables
− Clima: temperatura, radiación…− Ocupación− Uso
• En muchas ocasiones los sistemas de climatización son “fijos” no se adaptan a estas condiciones variables
− Muchas veces el consumo no se reduce proporcionalmente con la demanda
• Estas medidas consisten en ser capaz de adaptar el sistema para que se adapte de manera eficiente a una demanda variable
Adaptación del sistema de climatización
Variadores de frecuencia en bombas o torres de
refrigeración
Control del caudal de ventilación
Control de la tª de funcionamiento de las
calderas
Ejemplos de adaptación del sistema
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MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO >> ADAPTACIÓN SISTEMA
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• En algunas ocasiones hay necesidad de refrigeración aunque la temperatura exterior sea menor que la interior
- Qradiación sea elevado- Qiluminación sea elevado- Qequipos sea elevado
• Obligatorio por normativa a partir de cierto caudal
El Free Cooling es un enfriamiento gratuito utilizando el aire exterior siempre que las condiciones lo permitan
REFRIGERACIÓN
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MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO >> ADAPTACIÓN SISTEMA
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Rafael FernándezCrearaespecialistas en eficiencia y ahorro de energía