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BLOG GRUPO GAHERMA

Gestión y ahorro energético de la climatización. – PARTE I –

Reducir el consumo de energía no sólo supone un ahorro significativo a nivel económico, sino que además supone un importante ahorro en recursos naturales. Los europeos debemos tomar consciencia para disminuir el consumo de energía. Nuestro consumo aumenta cada año y cada vez somos más dependientes del abastecimiento de petróleo y de gas procedentes del exterior de nuestras fronteras.

La estrategia de Ahorro y Eficiencia Energética en España 2004-2012 ( E4 ), aprobada el 28 de noviembre de 2003 , propone , para cada uno de los principales sectores involucrados , una serie de medidas que deben establecerse durante el citado período. Dicha estrategia se elaborada mediante una aproximación sectorial, es decir, para sectores afines o que realicen actividades similares, a fin de detectar las barreras existentes que hay en los diferentes ámbitos de consumo que dificultan el ahorro y eficiencia energética y evaluar la tipología de medidas e instrumentos capaces de superar dichas barreras. Pero de momento, debido a su dificultad, en el desarrollo de la mencionada estrategia no se recoge una especificación detallada de las actuaciones concretas a realizar, ni los plazos, ni la responsabilidad de los diferentes organismos públicos involucrados ni, tampoco, y la identificación de líneas de financiación o partidas presupuestarias asociadas en cada caso. Por ello fue necesario que Gobierno desarrollara un Plan de Acción (inicialmente, para el periodo 2005-2007). Este Plan trata de resolver la propia indeterminación de la estrategia, inventariando y concretando las actuaciones que se deben poner en marcha, a corto y medio plazo, en cada uno de los sectores, detallando para ello los objetivos, plazos, recursos y responsabilidades y evaluando finalmente los impactos globales derivados de estas actuaciones.

Posteriormente se presenta el Plan de Acción para el periodo 2008-2012 (PAE4+) en el que los objetivos estratégicos son los siguientes:

  •  Reconocer en el ahorro y la eficiencia energética un instrumento del crecimiento económico y de bienestar social.
  • Conformar las condiciones adecuadas para que se extienda y se desarrolle, en la sociedad, el conocimiento sobre el ahorro y la eficiencia energética en todas las estrategias nacionales y especialmente la Estrategia Española de Cambio Climático.
  • Fomentar la competencia en el mercado bajo el principio rector del ahorro y la eficiencia energética.
  • Consolidar la posición de España en la vanguardia del ahorro y la eficiencia energética.

El Plan PAE4+ conforma medidas para los sectores de: industria, transporte, edificación, servicios públicos, equipamiento residencial y ofimático, agricultura y transformación de la energía. El PAE4+ se integrará en el Plan de Acción de Eficiencia Energética a nivel comunitario,

y trabaja para alcanzar, según decisión del Consejo Europeo de 9 de marzo de 2007, niveles de ahorro del 20% en el horizonte de 2020. En el Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE), también se han fijado unos requisitos mínimos de eficiencia energética que se deben cumplir y establece un procedimiento de inspección periódica de calderas y de los sistemas de aire acondicionado.

GRUPO GAHERMA posee más de 25 años de experiencia diseñando e implementando planes de mantenimiento tanto en instalaciones como en equipos productivos. Abarcamos todas las disciplinas del mantenimiento: técnico-legal, preventivo, predictivo, conductivo y correctivo. Teniendo como objetivo maximizar la vida útil de la instalación o equipo productivo, su fiabilidad y su disponibilidad, siempre al menor coste posible.

Partiendo de esta base, GRUPO GAHERMA ha evolucionado junto con el mercado y según las necesidades específicas de nuestros clientes, incorporando la eficiencia energética a nuestra manera de trabajar, lo que nos ha permitido poder crear el modelo de mantenimiento integral GG_SPAREN, alcanzando un objetivo añadido de alto valor para nuestros clientes, convirtiendo la amortización, el mantenimiento y el consumo de las instalaciones o equipos productivos en un concepto de coste variable que el cliente asumirá en proporción a su uso del activo.

¿De qué manera?

Como ejemplo práctico, nos centraremos en una de las áreas de actuación que desde GRUPO GAHERMA nos permite tener el control, mantenimiento y reducción de costes eléctricos de todo tipo de equipos de climatización de cualquier fabricante (Climaveneta, Carrier, Hitecsa, Ciatesa, Lennox, Trane, Ferroli, etc.) y a través de la que se esta obteniendo un ahorro de entre el 15% y 50% del consumo eléctrico de los equipos, según estado y gestión de la propia instalación: Área producción de frío (sistema de refrigeración por compresión).

Los sistemas de producción de frío o enfriadoras están basados en ciclos termodinámicos, donde de manera continua tiene lugar un transporte de energía térmica entre una región a baja temperatura y una región a alta temperatura. En la figura se muestra el ciclo termodinámico (simplificado), seguido por cualquier refrigerante, y común siempre que se utiliza el método de refrigeración por evaporación de líquido.

CURBA
Ciclo termodinámico – refrigeración por compresión.

Los procesos de producción frigorífica se pueden clasificar en dos grupos:

Ciclo abierto: El refrigerante se pierde en la atmósfera después de evaporarse. Este tipo de acondicionadores consisten en un panel humidificado con agua a través del cual circula aire (fluido que se quiere enfriar) impulsado por un ventilador.

Ciclo cerrado: El refrigerante no se pierde en la atmósfera, sino que circula permanentemente por el interior de un circuito cerrado. Principalmente se utilizan dos ciclos:

  • Compresión mecánica: Comprime un vapor saturado a baja temperatura y presión, llevándolo a un estado de mayor presión y entalpía, a costa de un trabajo externo. Está compuesto por cuatro elementos básicos: el evaporador, el compresor, el condensador y el expansor.
  • Refrigeración por absorción: Se sustituye el compresor, de un ciclo mecánico, por un absorbedor y un generador. Este sistema consume energía térmica utilizando un fluido secundario, llamado absorbente (bromuro de litio, etc.), para absorber el fluido primario que ha sido vaporizado en el evaporador.

Medidas de eficiencia: 

  • Intentar que la sala de máquinas esté lo más cercana posible a los lugares de demanda de frío; cualquier diseño que no esté dirigido en este sentido penalizará en la instalación frigorífica, tanto en rendimientos (pérdidas de presión en líneas, ganancia de calor, etc.) como en inversión inicial (mayor trazado de tubería con su consiguiente aislamiento y cableado).
  • A partir de una temperatura exterior de 5ºC, se tendría que hacer pasar el refrigerante por el condensador para enfriar sin necesidad de comprimir en el compresor, de forma que evitaremos su consumo.
  • El equipamiento debe estar diseñado adecuadamente. El sobredimensionado conlleva pérdidas excesivas e innecesarias.
  • Verificar el nivel de refrigerante de la instalación.
  • Eliminar fugas en las instalaciones.
  • Colocar las unidades condensadoras fuera de las zonas a acondicionar.
  • Desconexión del sistema de climatización en periodos de no ocupación o cuando se detecte ventanas abiertas.
  • Colocar el aislamiento necesario en todas las áreas, partes y superficies que lo requieran (tuberías de agua fría y refrigerante en paredes y techos que puedan considerarse ligeros desde el punto de vista térmico , en canales o conductores de aire, etc .).
  • La utilización de compresores abiertos es, energéticamente, mejor que el de compresores herméticos o semi-herméticos, ya que en estos el gas aspirado debe absorber el equivalente térmico de las pérdidas del motor.
  • Cuanto más elevada sea la presión de aspiración (o la temperatura de evaporación), menor será el consumo energético por unidad de refrigeración. Cada vez que se disminuyen 3ºC en la temperatura del aire aspirado, aumenta un 1% de gas comprimido para el mismo consumo de energía.
  • Se disminuye el consumo energético por unidad de refrigerante con la disminución de la temperatura de condensación.
  • Facilitar en todo lo posible la ventilación de los equipos, no poniendo obstáculos a su alrededor.
  • Interesa situar las sondas de control del sistema de producción de frío en aquellas zonas más representativas del medio, evitando las falsas alarmas o medidas erróneas.

 Caso real de optimización en sistemas de frio:

En uno de nuestros clientes la producción de frío se realiza únicamente para climatización. Hay instaladas 3 enfriadoras y sus características son las siguientes:TABLA

Partiendo de los datos obtenidos de los analizadores de panel montados en las instalaciones de nuestro cliente, se observa un consumo acumulado por producción de frío de 884.921 kWh, un 31% del consumo total de electricidad. Las enfriadoras instaladas son equipos de máxima eficiencia.

Medidas realizadas:

Para el análisis del funcionamiento de las enfriadoras se llevaron a cabo medidas con analizadores de redes. Se registraron sus consumos obteniendo los siguientes resultados:

Curva de intensidad ENFRIADORA 1: 1

Curva de intensidad ENDRIADORA 2:

2

Curva de intensidad ENDRIADORA 3:3

Conclusiones del funcionamiento de las enfriadoras:

  • En las enfriadoras, según valoración de sus funcionamientos por separado, se observan desequilibrios entre fases sensiblemente superiores al 10%, considerado como el umbral máximo aceptable.

Al realizar las medidas de las tres enfriadoras simultáneamente se dispone del funcionamiento de las mismas en el tiempo. Se puede analizar la gestión de los equipos, así como el consumo de energía para la producción de frío.

Curva de potencia trifásica:

4

Se observa como las 3 enfriadoras trabajan a muy baja carga y se aprecian paradas y arranques continuos de los equipos, una media de cuatro arranques cada hora por equipo. Esta situación repercute en la vida útil de la máquina y en su mantenimiento y repercute en el consumo debido a las intensidades máximas que se dan en el momento del arranque. Por lo que se recomienda llevar a cabo una gestión de los equipos de producción de frío que optimice el funcionamiento de las enfriadoras a carga nominal óptima y evite los continuos arranques/paradas y realice un control de la temperatura de condensación.

Una vez tenemos los resultados y acciones correctoras a realizar, GRUPO GAHERMA incorpora el software necesario para la monitorización, análisis de parámetros, seguimiento de consumos y ahorros en tiempo real, integrando unos algoritmos de control y alertas personalizadas para cada instalación, lo que hace del sistema una solución inteligente capaz de ahorrar de una manera autónoma.

Las principales ventajas son:

  • Software personalizado y de fácil acceso.
  • Ahorro de consumo eléctrico de más del 20% mediante algoritmos internos de control y gestión en equipos.
  • Cumplimiento de la normativa RITE, rendimiento equipos diarios controlados remotamente.
  • Interacción on-line en tiempo real. Control on-line de los equipos.
  • Control remoto ON-OFF, temperaturas, freecooling, desde cualquier dispositivo.
  • Histórico de consumos, ahorros conseguidos, gráficas de comparativa con otros centros del cliente, ratios de consumo, etc.

Resumen gráfico del sistema de control:

Selección equipos:

5

Visualización consumos equipos de climatización:

6

Estado equipos en tiempo real:

7

 

Autor: Sergio Barrones.

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