Ahorro de energía Calculo de la eficiencia energética.

Ahorro de energía: Calculo de la eficiencia energética.

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Instituto tecnológico de México (Campus Ensenada)

Blvd. Tecnológico #150 Ex Ejido Chapultepec

1. Introducción.

La eficiencia energética de un edificio se determina calculando o midiendo el consumo de energía necesaria para satisfacer anualmente la demanda energética del edificio en unas condiciones normales de funcionamiento y ocupación. La eficiencia energética de un edificio suele expresarse de forma cualitativa o cuantitativa de distintas formas: mediante indicadores, índices, calificación o letras de una escala que varía de mayor a menor eficiencia, determinada convencionalmente. En este documento se establece la metodología para realizar una calificación energética expresable en forma de letras e indicadores que den información relevante a los usuarios finales de los edificios expresable de forma sintética en una etiqueta energética. (Duarte, J. 2014)

1. Consumo de energía.

El consumo de energía ya sea de calefacción, refrigeración o agua caliente sanitaria de un edificio para atender a la demanda de los usuarios, viene dado por una sencilla expresión. (Rivera, O. 2013).

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De esta fórmula podemos extraer como primera conclusión que para disminuir el consumo de energía en el edificio podemos actuar de distintas maneras:

• Disminuir la demanda de energía.

• Aumentar el rendimiento del sistema.

• Actuar de forma conjunta sobre demanda y rendimiento del sistema.

1. Concepto de desempeño energético e indicadores de desempeño

El objeto de la Norma UNE-EN ISO 50001:2011 es especificar los requisitos para establecer, implementar, mantener y mejorar un sistema de gestión de la energía, con el propósito de permitir a una organización contar con un enfoque sistemático para alcanzar una mejora continua en su desempeño energético, que incluye conceptos como la eficiencia energética, el uso y el consumo de la energía. (Carretero, A. 2012)

La norma específica los requisitos aplicables a usos y consumos de la energía, a partir de los que se establecen las actividades de medición, documentación e información, las prácticas para el diseño y adquisición de equipos, sistemas, procesos y personal que contribuyen al desempeño energético, y se aplica a todas las variables que afectan al desempeño energético que puedan ser controladas por la organización y sobre las que pueda tener influencia.

En este sentido, el objeto y campo de aplicación de la norma no difiere de otras modalidades de gestión experimentadas, salvo por su focalización en el concepto de desempeño energético, que la norma define así:

Desempeño energético: resultados medibles relacionados con la eficiencia energética, el uso de la energía y el consumo de la energía.

Otras definiciones relacionadas con la anterior son las siguientes:

Uso de la energía: forma o tipo de aplicación de la energía. Ejemplo: Ventilación, iluminación, calefacción, refrigeración, transporte, procesos, líneas de producción.

Consumo de energía: cantidad de energía utilizada.

Indicador de desempeño energético (IDEn): Valor cuantitativo o medida del desempeño energético tal como lo defina la organización.

Eficiencia energética: proporción u otra relación cuantitativa entre el resultado en términos de desempeño, de servicios, de bienes o de energía y la entrada de energía. Ejemplo: Eficiencia de conversión; energía requerida/energía utilizada; salida/entrada; valor teórico de la energía utilizada/energía real utilizada.

En la figura 1 se muestran los indicadores más comunes de desempeño energético. (Aenor, 2012)

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Figura 1 | Lista de indicadores de desempeño energético habituales |

1. Condiciones normales de funcionamiento y ocupación del edificio

El cálculo de la calificación de eficiencia energética se realizará considerando unas condiciones normales de funcionamiento del edificio, basadas en las solicitaciones interiores, solicitaciones exteriores y condiciones operacionales; y en las condiciones normales de ocupación del edificio, que están incluidas en el documento reconocido “Condiciones de aceptación de procedimientos alternativos”, en función de los distintos usos de los edificios. (Duarte, J. 2014)

1. Método del cálculo del consumo.

La metodología de cálculo deberá contemplar el cálculo del consumo de energía final hora a hora, mediante el cálculo de la demanda horaria y el cálculo del rendimiento medio horario de los sistemas que cubren las necesidades anteriormente descritas.

1. Consideraciones para el cálculo.

1. Diseño, emplazamiento y orientación del edificio.
2. Condiciones ambientales interiores y condiciones climáticas exteriores.
3.  Características térmicas de los cerramientos, teniendo en cuenta la capacidad térmica, el aislamiento, la calefacción pasiva, los elementos de refrigeración, y los puentes térmicos, etc.)
4.  Sistemas solares pasivos y protección solar.
5.  Instalaciones térmicas de los edificios individuales y colectivas (calefacción, refrigeración y producción de agua caliente) y sistemas de calefacción y refrigeración urbana; incluyendo las características de aislamiento de tuberías y conductos.
6.  Ventilación natural y mecánica
7.  Instalación de iluminación interior artificial. h) Iluminación natural.
8.  Sistemas solares activos u otros sistemas de calefacción o producción de electricidad basados en fuentes de energía renovables.
9.  Electricidad producida por cogeneración. (Duarte, J. 2014)

1. Escala de calificación térmica.

La escala de calificación energética mide el consumo de energía que se considera necesario para satisfacer la demanda energética de nuestro edificio, así como sus emisiones de CO2, en condiciones normales de uso. (CertificadosEnergeticos.com. 2016)

En la figura 2 se presenta la fórmula para determinar las escalas de eficiencia térmica. (Serrano, P. 2016)

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Figura 2 | Formula para índice de eficiencia|

En la figura 3 se da a conocer la simbología para utilizar las formulas anteriores. (Serrano, P. 2016)

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Figura 3 | Simbología del índice|

Resultados de la formula se dan a conoces en las siguientes imágenes 4,5 dependiendo el tipo de sitio

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Figura 4 | Resultados para viviendas|

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Figura 5 | Resultados para construcciones de trabajo|

1. Sistemas de vapor

Si se analizan las pérdidas globales en una instalación de vapor, podremos comprobar que aproximadamente el 25% se producen en la generación, el 45% en la red de distribución y el 30% restante son debidas a la no utilización de los condensados como se muestra en la figura 6. (Servigraf Artes Gráficas, 2016) Por tanto, un buen diseño (longitud y diámetros de tuberías apropiados, aislamientos, uso de purgadores adecuados, etc.) y mantenimiento de la red de vapor (eliminar fugas en tuberías, comprobar el buen funcionamiento de los purgadores, etc. (s/a, 2016)

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Figura 6 | Porcentajes de pérdidas en una instalación de vapor |

1. Eficiencia térmica.

El objeto de este apartado es describir los datos necesarios, y el procedimiento a seguir, para evaluar las pérdidas de energía en forma de calor asociadas a la falta o al deterioro del aislamiento en las tuberías de una red de vapor.

Para caracterizar el estado de una red de distribución de vapor, es necesario realizar una inspección ocular y termografía de la misma, que permita evaluar los tramos de tuberías cuyo aislamiento se encuentra deteriorado.

1. Datos requeridos.

Teniendo eso como datos para partir se analizan las tuberías para determinar el calor que alcanzan durante el uso día a día.

Ejemplo:

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Esta imagen muestra un análisis con una cámara que detecta el calor en los materiales.

             A partir del estudio termografico realizado, se evalúan los metros lineales de tuberías con aislamiento defectuoso. En la siguiente tabla se detalla, para cada una de las distintas secciones de tuberías, la longitud de estas con aislamiento defectuoso y sus correspondientes temperaturas superficial.

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