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Abstract
El objetivo de este proyecto es la realización de una revisión energética del edificio de I+D+I de eficiencia energética CIRCE, perteneciente a la Universidad de Zaragoza, donde se ubica la sede del Instituto Universitario de Investigación mixto CIRCE (Centro de Investigación de Recursos y Consumos Energéticos). Dicha revisión energética constituye un punto indispensable para la implantación de la norma UNE-EN ISO 50001, Sistemas de gestión de la energía, proceso en el cual se encuentra el edificio CIRCE. Para su elaboración, se ha tenido en cuenta lo establecido en las normas UNE 216501 y UNE-EN 16247-1, donde figuran los requisitos para la realización de auditorías energéticas. En base a la normativa nombrada, el estudio energético ha permitido determinar los siguientes puntos: - Recopilación de información descriptiva de las características energéticas del edificio CIRCE: envolvente térmica, instalaciones, perfiles de uso, etc. - Desempeño energético actual de la organización. Se ha analizado la situación energética actual a través de la identificación de las fuentes de energía utilizadas, así como de las instalaciones, equipamiento, sistemas, procesos y personal que trabaja para, o en nombre de la organización. De esta manera, se ha evaluado el uso y consumo histórico y actual de la energía. - Identificación de los usos significativos de la energía, es decir, aquellos que tienen un consumo sustancial de energía y/o que ofrecen un alto potencial de mejora en el desempeño. Asimismo, se han determinado posibles variables que afecten a dichos usos. - La línea base de consumo de energía, así como los indicadores de desempeño energético, que permiten el seguimiento y la medición del desempeño energético. Mediante estas herramientas, que se deberán actualizar periódicamente, es posible estimar el uso y consumo futuro de energía. Identificación, evaluación y registro de oportunidades para mejorar el desempeño energético, que posteriormente permitan establecer una serie de objetivos energéticos y metas que configuren el plan de acción para la gestión energética de la organización. Royo Aguado, Francisco; Zabalza Bribian, Ignacio
Full text
3UR\HFWR)LQGH&DUUHUD'LDJQyVWLFRHQHUJpWLFRGHODVHGHGHO,QVWLWXWR8QLYHUVLWDULRGH,QYHVWLJDFLyQPL[WR&,5&(\HYDOXDFLyQWpFQLFRHFRQyPLFDGHPHGLGDVGHPHMRUD$XWRU)UDQFLVFR5R\R$JXDGR'LUHFWRU,JQDFLR=DEDO]D%ULELiQ7LWXODFLyQ,QJHQLHUtD,QGXVWULDO(VFXHODGH,QJHQLHUtD\$UTXLWHFWXUD'HSDUWDPHQWRGH,QJHQLHUtD0HFiQLFDīUHDGH0iTXLQDV\0RWRUHV7pUPLFRV=DUDJR]D1RYLHPEUHGH
Diagnóstico energético de la sede del Instituto Universitario de Investigación mixto CIRCE y evaluación técnico-económica de medidas de mejora. RESUMEN El objetivo de este proyecto es la realización de una revisión energética del edificio de I+D+I de eficiencia energética CIRCE, perteneciente a la Universidad de Zaragoza, donde se ubica la sede del Instituto Universitario de Investigación mixto CIRCE (Centro de Investigación de Recursos y Consumos Energéticos). Dicha revisión energética constituye un punto indispensable para la implantación de la norma UNE-EN ISO 50001, Sistemas de gestión de la energía, proceso en el cual se encuentra el edificio CIRCE. Para su elaboración, se ha tenido en cuenta lo establecido en las normas UNE 216501 y UNE-EN 16247-1, donde figuran los requisitos para la realización de auditorías energéticas. En base a la normativa nombrada, el estudio energético ha permitido determinar los siguientes puntos: - Recopilación de información descriptiva de las características energéticas del edificio CIRCE: envolvente térmica, instalaciones, perfiles de uso, etc. - Desempeño energético actual de la organización. Se ha analizado la situación energética actual a través de la identificación de las fuentes de energía utilizadas, así como de las instalaciones, equipamiento, sistemas, procesos y personal que trabaja para, o en nombre de la organización. De esta manera, se ha evaluado el uso y consumo histórico y actual de la energía. - Identificación de los usos significativos de la energía, es decir, aquellos que tienen un consumo sustancial de energía y/o que ofrecen un alto potencial de mejora en el desempeño. Asimismo, se han determinado posibles variables que afecten a dichos usos. - La línea base de consumo de energía, así como los indicadores de desempeño energético, que permiten el seguimiento y la medición del desempeño energético. Mediante estas herramientas, que se deberán actualizar periódicamente, es posible estimar el uso y consumo futuro de energía. - Identificación, evaluación y registro de oportunidades para mejorar el desempeño energético, que posteriormente permitan establecer una serie de objetivos energéticos y metas que configuren el plan de acción para la gestión energética de la organización.
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 2 ÍNDICE 1. INTRODUCCIÓN. ................................................................................................ 5 1.1 Objeto y alcance ............................................................................................................ 6 2. RECOPILACIÓN DE DATOS DEL EDIFICIO. ............................................................ 7 2.1 Presentación del edificio. .............................................................................................. 7 2.2 Recopilación de datos del sistema de iluminación. ...................................................... 9 2.3 Recopilación de datos del sistema de climatización y ventilación. ............................... 9 2.4 Recopilación de datos de la envolvente del edificio. .................................................. 15 2.5 Recopilación de datos de los laboratorios. ................................................................. 17 2.6 Recopilación de datos de los sistemas de ofimática. .................................................. 18 2.7 Otros. ........................................................................................................................... 19 3. BALANCES DE ENERGÍA. ................................................................................... 20 3.1 Análisis de los consumos de energía. .......................................................................... 20 3.2 Identificación de los usos de la energía. ..................................................................... 25 3.3 Curva de carga del edificio. ......................................................................................... 35 3.4 Línea base energética. ................................................................................................. 37 3.5 Indicadores de desempeño energético. ...................................................................... 40 4. MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO. ................................................................ 42 5. CONCLUSIONES. .............................................................................................. 45 BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................ 46 ANEXOS: ANEXO 1: SUPERFICIES ÚTILES DEL EDIFICIO. ANEXO 2: RECOPILACIÓN DE DATOS DEL EDIFICIO. ANEXO 3: INEFICIENCIAS OBSERVADAS, ACCIONES DE MEJORA Y ESTIMACIÓN DE AHORRO.
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 3 Índice de figuras: Figura 1. Distribución en planta del edificio y vista general. ........................................................ 8 Figura 2. Componentes del sistema de regulación de la temperatura. ...................................... 10 Figura 3. Funcionamiento de la chimenea solar y de la linterna. ............................................... 14 Figura 4. Desglose de consumes energéticos por tipo de fuente. ............................................... 21 Figura 5. Evolución mensual del consumo eléctrico para los últimos dos años. ......................... 22 Figura 6. Comparación del consume eléctrico anual para los últimos dos años. ........................ 22 Figura 7. Evolución mensual del consumo de gas natural para los últimos dos años. ............... 23 Figura 8. Desglose de las emisiones de CO2 por tipo de fuente. .................................................. 24 Figura 9. Desglose de costes energéticos según tipo de fuente. ................................................. 25 Figura 10. Desglose del consumo eléctrico de iluminación por zonas. ....................................... 26 Figura 11. Evolución del consumo medido en el cuadro principal de refrigeración y de la temperatura exterior. .................................................................................................................. 28 Figura 12. Evolución del consumo medido en el cuadro secundario de refrigeración y de la temperatura exterior. .................................................................................................................. 28 Figura 13. Correlación entre el consumo eléctrico en refrigeración y la temperatura exterior media. .......................................................................................................................................... 29 Figura 14. Medición del consume eléctrico del laboratorio IER. ................................................. 30 Figura 15. Reparto de consumos eléctricos. ................................................................................ 31 Figura 16. Reparto de consumos de gas natural. ........................................................................ 32 Figura 17. Reparto del consume de energía total por usos......................................................... 33 Figura 18. Diagrama de Pareto del consumo de energía del edificio. ........................................ 34 Figura 19. Curva de carga del mes de Mayo de 2012. ................................................................ 35 Figura 20. Curva de carga de una semana. ................................................................................. 35 Figura 21. Curva de carga durante las horas de ocupación del edificio. ..................................... 36 Figura 22. Evolución mensual del consumo de gas natural y de los grados-día de calefacción para el año 2012. ........................................................................................................................ 38 Figura 23. Línea base para el consumo de gas natural. .............................................................. 39 Índice de imágenes: Imagen 1. Unidad interior del sistema de refrigeración (izquierda) y unidades exteriores. ....... 11 Imagen 2. Termostato de regulación del sistema de aire acondicionado. .................................. 12 Imagen 3. Chimenea solar. .......................................................................................................... 13 Imagen 4. Linterna. ..................................................................................................................... 13 Imagen 5. Cubiertas verdes. ........................................................................................................ 16 Imagen 6. Toldos protectores del pasillo de despachos este. ..................................................... 16 Imagen 7. Rejilla de refrigeración para los servidores. ............................................................... 18 Imagen 8. Termostato del sistema de refrigeración de los servidores. ....................................... 18
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 4 Índice de tablas: Tabla 1. Desglose de consumos energéticos. .............................................................................. 21 Tabla 2. Desglose de costes energéticos para el año 2012. ........................................................ 24 Tabla 3. Desglose del consume eléctrico de iluminación. ........................................................... 26 Tabla 4. Desglose del consumo eléctrico de ofimática. ............................................................... 27 Tabla 5. Consumo de energía eléctrica en refrigeración. ............................................................ 29 Tabla 6. Consumos diarios del laboratorio IER. ........................................................................... 30 Tabla 7. Consumo de energía eléctrica del laboratorio IER. ....................................................... 30 Tabla 8. Desglose del consumo eléctrico por usos significativos. ............................................... 31 Tabla 9. Desglose del consumo de gas natural por usos. ............................................................ 32 Tabla 10. Resumen del consume energético total del edificio. ................................................... 32 Tabla 11. Indicadores de desempeño energético. ....................................................................... 41 Tabla 12. Tabla resumen de medidas de ahorro energético. ...................................................... 44
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 5 1. INTRODUCCIÓN. Desde los últimos años, el mundo se encuentra sumido en una profunda crisis económica. Dada esta desafortunada situación, la eficiencia energética constituye un elemento clave para el desarrollo de la economía. Gracias a ella, se obtienen importantes ahorros energéticos y, por tanto, económicos. Además, se producen impactos socioeconómicos muy positivos al generarse nuevas actividades económicas. El desarrollo del mercado de productos y servicios relacionados con la eficiencia energética y el propio ahorro energético generado, se ven reflejados en un incremento del Producto Interior Bruto y del empleo. Otros beneficios adicionales derivados de la eficiencia energética son de índole ambiental, tales como el ahorro en el uso de recursos naturales, la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero… Es decir, favorece la conservación del medio ambiente. Por tanto, teniendo en cuenta el marco actual de crisis económica mundial y de concienciación sobre el impacto ambiental de la acción humana, resulta crucial reducir los costes asociados al suministro energético, mediante un óptimo uso de la energía y la utilización de energías renovables. Las auditorías energéticas son el primer paso para alcanzar estos objetivos. Aunque tradicionalmente el sector del transporte y la industria han sido los dos grandes consumidores de energía, en la última década, el sector terciario (residencial y servicios), compuesto en su mayoría por edificios, está tomando mayor relevancia en el consumo de energía. En cada edificio se consume energía para satisfacer las necesidades de calefacción, refrigeración, disponibilidad de agua caliente sanitaria, ventilación, iluminación, cocina, lavado, conservación de los alimentos, ofimática, etc. Según IDAE (Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía), la suma de este consumo representa en España el 20% del consumo de energía final, un porcentaje que tiende, además, a incrementarse. Por todos estos motivos, la eficiencia energética en el sector terciario y, en concreto, las auditorías energéticas en los edificios, han cobrado una mayor importancia en los últimos años, puesto que cada vez es mayor el número de entidades, tanto públicas como privadas, que son conscientes de los beneficios que conlleva su aplicación. Una auditoría energética implica realizar una labor de recogida de información, para conocer el pasado y el presente del desempeño energético de la organización. Tras el análisis y clasificación de estos datos, se proponen y cuantifican acciones de mejora que conlleven una disminución de los consumos. Además, mediante herramientas como la línea base o los indicadores de desempeño energético, es posible estimar la evolución del uso y consumo de la energía. Por otra parte, las auditorías también fomentan la diversificación energética, valorando la implantación de fuentes de autoproducción de energía.
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 6 1.1Objeto y alcance. El objeto de este proyecto es la realización de una auditoría energética del edificio de I+D+I de eficiencia energética CIRCE, donde se ubica la sede del Instituto Universitario de Investigación Mixto CIRCE de la Universidad de Zaragoza. El alcance del presente estudio abarca la totalidad del edificio situado en la calle Mariano Esquillor Gómez, 15 – E, C.P. 50018, en el Campus Río Ebro de Zaragoza. Desde el punto de vista técnico, el estudio está basado en la norma UNE 216501, así como la UNE-EN 16247-1, que establecen los requisitos en la elaboración de auditorías energéticas. Con ello, se trata de obtener toda la información necesaria para la realización de la auditoría energética conforme a lo que establece la norma UNE EN ISO 50001. En base a los requisitos normativos nombrados, el estudio tendrá una profundidad y nivel de detalle acorde a la complejidad de la organización, que permitirá establecer los siguientes apartados: ·Situación energética desde el punto de vista técnico, que permita la determinación del desempeño energético actual de la organización a través de la identificación de las instalaciones, equipamiento, sistemas, procesos y personal que trabaja para, o en nombre de, la organización y que afecten significativamente al uso y consumo de la energía. ·Identificación de los usos significativos de la energía y posibles variables influyentes. ·Establecer la línea base de consumo de energía, así como los indicadores de desempeño energético. ·Estimar el uso y consumo futuro de energía. ·Identificación, evaluación y registro de oportunidades para mejorar el desempeño energético, que posteriormente permitan establecer una serie de objetivos energéticos y metas que configuren el plan de acción para la gestión energética de la organización. Por tanto, en primer lugar se presenta una recopilación de datos del edificio. Posteriormente, se analizará esta información en el apartado de Balances de Energía, para finalmente, en el último apartado, proponer medidas de ahorro energético para reducir los consumos del edificio. Adicionalmente, se adjuntan tres anexos que complementan la documentación contenida en esta memoria. En el Anexo 1 se incluyen las superficies útiles del edificio. Por su parte, el Anexo 2 contiene información relacionada con las diferentes instalaciones del edificio: inventarios, especificaciones de los equipos instalados, curvas de carga, etc. Finalmente, en el Anexo 3 se presenta la descripción detallada de cada una de las medidas de ahorro energético propuestas, incluyendo ineficiencias observadas, acciones de mejora y estimaciones de ahorro.
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 7 2. RECOPILACIÓN DE DATOS DEL EDIFICIO. 2.1Presentación del edificio. Como se ha definido anteriormente, el edificio objeto de la revisión energética es la sede del Instituto Universitario de Investigación Mixto CIRCE de la Universidad de Zaragoza, ubicado dentro del Campus Río Ebro, en concreto en la calle Mariano Esquillor Gómez, 15 – E, 50018. El edificio es utilizado por la Fundación CIRCE, pero las instalaciones son propiedad de la Universidad de Zaragoza. Se trata de un edificio de nueva construcción, cuya fecha de visado del proyecto es anterior a la entrada en vigor del Real Decreto 314/2006 (Código Técnico de la Edificación) y sus documentos básicos de Ahorro de Energía DB HE1 a HE5. También es anterior al Real Decreto 47/2007 (Certificación Energética de Edificios Nuevos) y los procedimientos y criterios de calificación energética de edificios nuevos y grandes rehabilitaciones y al Real Decreto 1027/2007 (Reglamento de Instalaciones Térmicas en Edificios) y las exigencias de eficiencia energética y seguridad en él exigidas, que deben cumplir las instalaciones térmicas y las inspecciones de calderas y equipos de aire acondicionado. En su lugar, su edificación estuvo regulada por la normativa aprobada por el Real Decreto 2429/1979, NBE – CT 79 (Normativa Básica de la Edificación, Condiciones Térmicas de los Edificios) y por el Real Decreto 1751/1998, RITE 98 (Reglamento de Instalaciones Térmicas en Edificios del año 1998) y sus Instrucciones Técnicas Complementarias (ITE). Por otro lado, cabe destacar que la edificación se realizó estrictamente según los principios de la Bioconstrucción, utilizando materiales nobles, como corcho natural, madera, piedra natural y ladrillos, que no perjudican el medio ambiente. Aplicando los criterios de sostenibilidad, no se han utilizado materiales tóxicos. Bajo estos principios se aprovecha la energía solar pasiva, para un ahorro de energía térmica, buscando una orientación favorable hacia el sol, aportando calor para el edificio en invierno, con un buen aislamiento térmico y con una gran masa térmica de acumulación en suelo y paredes. En la concepción del edificio se integran los dos aspectos fundamentales del diseño bioclimático o energético: el arquitectónico “pasivo”, y el “activo” relativo a las instalaciones térmicas y eléctricas. Se ha buscado un funcionamiento energético optimizado, limitando drásticamente los costes anuales de mantenimiento. La edificación se ubica sobre una parcela con una superficie de 4.357 m2 y ocupa 1.381 m2 en planta baja, siendo el resto superficie ajardinada. El volumen total edificado es de 9.550 m3. En total se dispone de 1.743 m2 útiles, con una superficie construida total de 1.990 m2. El edificio tiene forma compacta y está dividido en dos plantas. Se aprecian claramente tres elementos: el núcleo circular coronado con una cúpula, los despachos agrupados a su alrededor y los laboratorios. Estos constituyen una nave rectangular a 36 grados sobre el eje este-oeste, que actúa como barrera contra los vientos predominantes en la zona (dirección noroeste).
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 8 Cabe destacar los siguientes aspectos arquitectónicos que actúan como elementos pasivos en la climatización del edificio: una chimenea solar, un invernadero, una torre de refrigeración pasiva o linterna y cubiertas verdes (con vegetación). Estos elementos son indispensables para el correcto funcionamiento del edificio, y se describirán de forma más concisa en los apartados de descripción de la ventilación y la envolvente. La superficie útil de cada planta se detalla en el Anexo 1. El traslado al edificio por parte del personal comenzó aproximadamente a mediados del año 2010. El promedio de trabajadores para el año 2012 fue de 103 personas. Además de los trabajadores del edificio, existe un número variable de alumnos en diferentes períodos fijos y visitantes a diario. La ocupación del edificio por parte de los empleados comienza a las 9:00 de la mañana y se prolonga hasta alrededor de las 20:00 horas, aproximadamente. Sin embargo, el personal de conserjería llega al edificio en torno a las 8:00 horas, y cierra el mismo a las 21:30 de la noche. Además, el personal de limpieza comienza a trabajar en el edificio a las 6:00 de la mañana. El edificio se encuentra desocupado durante los fines de semana, festivos y horarios nocturnos, aunque es posible que algún trabajador acceda al puesto de trabajo de forma puntual. A continuación, se muestran dos imágenes de la ubicación de las distintas zonas, así como una fotografía de la fachada sur del edificio. Figura 1. Distribución en planta del edificio y vista general.
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 15 2.4Recopilación de datos de la envolvente del edificio. Como se ha indicado anteriormente, la edificación se ha realizado siguiendo las normas de la bioconstrucción, utilizando materiales como corcho, madera, piedra natural, ladrillos de arcilla aligerada y pinturas naturales al silicato, que no perjudican el medio ambiente. No se han utilizado materiales tóxicos. La estructura vertical está compuesta por muros de carga de diferentes espesores, que se apoyan sobre la losa de cimentación (1.000 m3) sobre zahorras compactadas, lámina de polipropileno con nódulos con geotextil como impermeabilizante y protección. Los muros principales exteriores son de dos caras: la cara exterior de bloques de termoarcilla reforzado (29 cm) con armadura en el tendel y la interior de ladrillo perforado de un pie, ambas unidas con grapas de unión de llaves de acero inoxidable. Además, en los tres muros del lado norte de los laboratorios se han fijado planchas de corcho de 3 cm de espesor. Por su parte, la estructura horizontal está formada, en la parte principal, por forjados y cubiertas de vigas de madera laminada, apoyados en zunchos de hormigón como coronación de los muros de carga. Se ha considerado un aislamiento optimizado para cada una de las zonas térmicas, dependiendo de su grado de exposición al exterior y de la diferente utilización de los espacios de accesos, zonas de paso, laboratorios u oficinas, y se ha estudiado la correcta ubicación de la masa térmica de inercia. Se ha utilizado corcho natural en planchas y en forma granular, mezcla con arcilla expandida. Se incluye en el apartado 2.3 del Anexo 2 la ficha justificativa del cálculo del indicador KG del edificio, según la norma NBE-CT-79, que era de aplicación cuando se llevó a cabo el proyecto. Dicho indicador aporta información sobre las pérdidas caloríficas del edificio a través de su envolvente. Se puede comprobar que el edificio cumple ampliamente la normativa. 2.4.1 Invernadero. Este elemento está adosado a la fachada curvada del sur. Aprovecha la energía solar pasiva, aportando calor en invierno y siendo un apoyo del sistema de calefacción. Tiene el techo acristalado y se ha construido con postes y vigas de madera de pino laminada, apoyadas encima de un murete de ladrillo perforado. Este invernadero tiene importancia no solo para el soleamiento de las estancias adyacentes durante el tiempo frío, sino que además funciona como calefacción en invierno, incluso en los momentos en que la radiación solar es menor, debido a la acumulación de calor en la masa de elevada inercia térmica de paredes y suelos. Dispone de elementos móviles, pudiéndose abrir todas las ventanas verticales de la parte central. Además, se han dispuesto toldos practicables exteriormente encima de las ventanas horizontales de la parte superior. De este modo, en verano se crea un porche en sombra, con ventilación, que protege el interior del exceso de calor y sirve para refrescar los recintos adosados. El acristalamiento del invernadero está formado a base de cristal simple (6 mm) en los cerramientos verticales. El acristalamiento exterior en puertas y ventanas es de doble vidrio
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 16 con cámara (4/16/4 mm), mientras que los vidrios interiores son simples. Todos son de baja emisividad, con una transmisión luminosa alta y un factor solar reducido. 2.4.2 Cubiertas verdes. Las cubiertas verdes (con vegetación) compensan la ocupación de espacios libres, generan oxígeno, actúan de aislamiento térmico y acústico, favorecen la absorción de partículas de polución y suciedad, evitan el recalentamiento en verano y reducen las oscilaciones extremas de temperaturas y humedad. Existen 1178 m2 de cubiertas verdes. Imagen 5. Cubiertas verdes. 2.4.3 Elementos de protección solar. Se utilizan toldos y persianas, pero sólo en aquellas zonas del edificio expuestas a la radiación solar directa, para evitar el paso de la misma al interior del edificio en verano. En invierno no se usan, para conseguir la mayor captación energética posible. Los toldos son controlados desde conserjería. Además, el edificio posee aleros que también ayudan a conseguir el efecto deseado debido a la mayor altura del sol en verano que en invierno. Imagen 6. Toldos protectores del pasillo de despachos este.
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 17 2.5Recopilación de datos de los laboratorios. Los inventarios de los principales equipos empleados en los laboratorios, junto con los consumos de energía de los diferentes ensayos en ellos realizados se detallan en el apartado 2.4 del Anexo 2. 2.5.1 Laboratorio de biomasa y co-combustión. Se trata de una instalación destinada a realizar diferentes ensayos de generación de calor, frío y electricidad, ya sea mediante la combustión de gas natural o mediante la combustión de biomasa. Atendiendo al inventario de equipos y a la información facilitada por el personal del laboratorio, se pueden estimar, en primera aproximación, los siguientes consumos: - Electricidad: El personal del laboratorio ha manifestado que se realizan al año entre 4 y 5 pruebas, lo que supone un consumo aproximado de unos 650 kWh/año. Dado el reducido consumo eléctrico que presenta este laboratorio, y puesto que las pruebas que en él se realizan son puntuales a lo largo del año, no se han tomado medidas con los analizadores de redes. - Gas natural: A partir del consumo de gas natural de los meses de verano del año 2012, época durante la cual no se emplea la calefacción, es posible extrapolar el consumo anual de esta fuente de energía debido a las pruebas del laboratorio. De esta manera, se obtiene un consumo aproximado de unos 4800 kWh/año. 2.5.2 Laboratorio de integración de energías renovables (IER). La investigación del laboratorio de integración de energías renovables está orientada a la conexión a la red eléctrica de los sistemas de generación renovables, sistemas de almacenamiento y microrredes. También se estudian aplicaciones de mejora de la calidad de red y la carga de vehículos eléctricos. En sus instalaciones se ensayan configuraciones de electrónica de potencia mediante la asociación de distintas fuentes renovables y sistemas de almacenamiento, la conexión de éstas a redes débiles o sistemas de microgeneración de corriente continua, entre otros. Se ha conectado un analizador de redes en el cuadro correspondiente al laboratorio de integración de energías renovables. Se han abarcando casi dos semanas laborales completas, que son representativas de la demanda anual ya que en el caso de este laboratorio los ensayos se llevan a cabo de forma continuada a lo largo de todo el año, y no de forma puntual como ocurre en el laboratorio de biomasa y co-combustión. El análisis detalado de la información obtenida se incluye en el apartado 2.4 del Anexo 2.
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 18 2.6Recopilación de datos de los sistemas de ofimática. Los principales equipos ofimáticos empleados en el edificio son los siguientes: ordenadores de mesa, ordenadores portátiles, monitores e impresoras. El inventario completo de equipos ofimáticos puede ser consultado en el apartado 2.5 del Anexo 2. 2.6.1 Servidores informáticos. El edificio cuenta con tres servidores que mantienen el sistema informática y un clúster de cálculo, ubicados en la primera planta del bloque de laboratorios. Los servidores presentan una potencia total de 2.340 W (780 W cada uno) y el clúster de cálculo 1.140 W. La sala de servidores posee un sistema de refrigeración propio, para controlar la temperatura de los mismos. Se trata de una bomba de calor aire-aire modelo AIRDATA MD4/3, con una potencia frigorífica de 1,5 kW. Impulsa aire frío a través de unas rejillas situadas en el suelo, tal y como se observa en la imagen siguiente. Imagen 7. Rejilla de refrigeración para los servidores. La temperatura de esta sala se mantiene a unos 18 ºC en todo momento y durante todo el año, y se puede regular mediante el termostato que se muestra a continuación. Imagen 8. Termostato del sistema de refrigeración de los servidores.
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 19 El bloque de servidores tiene instalado un analizador de redes, el cual muestra un registro de potencia promedio demandada a lo largo del año de 4,5 kW, dato que se ha tomado como válido para la estimación del consumo de los servidores informáticos que incluye también la demanda debida al sistema de refrigeración. 2.7Otros. Existen también otros equipos que no se incluyen en las instalaciones antes descritas. Este grupo engloba pequeños equipos eléctricos conectados a los enchufes, tales como cargadores de móvil, ventiladores, flexos, etc. y también los electrodomésticos existentes en el office: dos microondas, dos cafeteras y un frigorífico. Por otro lado, en la sala central del edificio se ubica una fuente de agua ornamental. Además, el edificio cuenta con un ascensor, pero su utilización es esporádica. Dicho ascensor cuenta en su interior con dos lámparas fluorescentes tubulares de 18 W, que permanecen continuamente encendidas.
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 20 3. BALANCES DE ENERGÍA. El objetivo de este capítulo es mostrar la metodología aplicada para el cálculo y desglose de los distintos balances de energía. Se establecen también las hipótesis de cálculo consideradas así como el tratamiento de los datos disponibles y los cálculos realizados. Conocidos los principales equipos consumidores de energía y el reparto por actividades en los diferentes bloques del edificio, mediante las visitas al mismo, se ha podido obtener una visión general de la forma en la cual actualmente se está consumiendo la energía. Con ello, se pretende mostrar de forma precisa cómo, dónde y cuándo se consume la energía, lo que facilitará la toma posterior de medidas encaminadas a la mejora en la gestión energética del edificio, así como a la toma de decisiones relacionadas con el suministro energético. 3.1Análisis de los consumos de energía. 3.1.1 Adquisición de datos. Los datos utilizados provienen de distintas fuentes: ·De la observación directa del estado del edificio mediante las visitas técnicas realizadas. ·De las facturas energéticas facilitadas. ·De las mediciones realizadas con equipos de medida propiedad de CIRCE. ·De los archivos, proyectos, hojas técnicas de equipos, etc. facilitados. ·De estudios de agencias y secretarías externas, así como documentos de referencia a nivel de eficiencia energética aplicada al caso a estudio. La observación de las instalaciones se ha realizado durante el mes Junio de 2013, lo que permite su caracterización mediante toma de datos in situ únicamente de la época del año anteriormente mencionada, si bien es cierto que en cada caso se detallará la extrapolación a realizar para el total anual supuesta la actuación de los equipos consumidores de energía. Han sido facilitados diversos documentos en soporte papel y electrónico necesarios para la correcta interpretación de las instalaciones, así como las características de los equipos existentes. Además, el personal de conserjería del edificio y el personal de limpieza también han ayudado a poder identificar la localización y horarios de uso de estos equipos dentro de las instalaciones.
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 21 3.1.2 Análisis de datos. Para la realización de este estudio se ha tomado como año de referencia el año 2012. Por tanto, todos los consumos anuales que aquí se presentan corresponden a ese año. El consumo energético total anual proviene de Electricidad y Gas Natural, ascendiendo a 215.526 kWh, o lo que es lo mismo, 18,5 TEP (Toneladas Equivalentes de Petróleo).El desglose por tipo de energía consumida se muestra en la siguiente tabla. DESGLOSE CONSUMOS ENERGÉTICOS CIRCE AÑO 2012 FUENTE DE ENERGÍA CONSUMO (kWh/año) CONSUMO (Tep/año) PORCENTAJE (%) EMISIONES (kgCO2) ENERGÍA ELÉCTRICA 161.402 13,8 74,8 48.421 GAS NATURAL 54.124 4,6 25,2 10.890 TOTAL 215.526 18,5 100 59.311 Tabla 1. Desglose de consumos energéticos. Como se puede observar en el gráfico de distribución porcentual, el consumo predominante se debe a energía eléctrica, con un 75 %, frente al consumo de energía térmica en forma de Gas Natural, que representa el 25 %. Figura 4. Desglose de consumes energéticos por tipo de fuente. La evolución del consumo eléctrico puede observarse en la siguiente gráfica, en la que se han representado los datos de consumos correspondientes a los 2 últimos años, de los cuales se dispone información. 75% 25% DESGLOSE CONSUMOS ENERGÉTICOS ENERGÍA ELÉCTRICA GAS NATURAL
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 22 Figura 5. Evolución mensual del consumo eléctrico para los últimos dos años. La evolución de este consumo no es variable de forma estacional, sino que es prácticamente constante, con una reducción del consumo durante los meses de menor actividad laboral (vacaciones, festivos…), debido a la existencia de menor número de personal en el edificio. Para la interpretación de la evolución del consumo eléctrico en los diferentes años considerados se muestra la siguiente gráfica, en la cual se observa un descenso de consumo eléctrico de en torno a un 2,5% de 2011 a 2012. Este descenso carece de relevancia para el presente estudio, ya que se encuentra dentro de las fluctuaciones normales que tienen lugar de un año a otro. Figura 6. Comparación del consume eléctrico anual para los últimos dos años. 0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000 16.000 18.000 Energía consumida (kWh) EVOLUCIÓN DEL CONSUMO ELÉCTRICO 2011 2012 PROMEDIO 165.505 161.402 0 20.000 40.000 60.000 80.000 100.000 120.000 140.000 160.000 180.000 Consumo de electricidad (kWh/año) EVOLUCIÓN ANUAL DEL CONSUMO ELÉCTRICO 2011 2012
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 23 De la misma forma, puede observarse en la siguiente gráfica, el consumo mensual de gas natural, en la que se han representado los datos de consumos correspondientes al año 2011 y 2012, así como el valor promedio. Figura 7. Evolución mensual del consumo de gas natural para los últimos dos años. La evolución de este consumo sigue la demanda del sistema de calefacción, obteniendo consumos relevantes únicamente durante la temporada de invierno. No obstante, esporádicamente se realizan ensayos consumidores de gas natural en el laboratorio de biomasa y co-combustión. Balance medioambiental. Por otro lado, estos consumos energéticos llevan asociados unas emisiones de dióxido de carbono. Los factores de emisión de CO2 dependen de la fuente energética utilizada, electricidad o gas natural. A continuación se detallan los factores empleados en el estudio1: ·Electricidad à 0,3 kgCO2/kWh. ·Gas Naturalà 0,201 kgCO2/kWh. En su conjunto, el total de emisiones asociadas a los consumos de energía del edificio es de 59.300 kgCO2/año. En el siguiente diagrama se presenta el reparto del total de emisiones de dióxido de carbono entre electricidad y gas natural. 1Datos obtenidos de Red Eléctrica de España (2012) y del Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE) del Ministerio de Industria, Energía y Turismo. 0 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 35.000 40.000 Consumo de Gas Natural (kWh) EVOLUCIÓN CONSUMO GAS NATURAL 2011 2012 PROMEDIO
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 24 Figura 8. Desglose de las emisiones de CO2 por tipo de fuente. Balance económico En términos monetarios, el consumo energético total supone un coste anual de, aproximadamente, 38.679 €/año. DESGLOSE COSTES ENERGÉTICOS CIRCE AÑO 2012 FUENTE DE ENERGÍA COSTE ECONÓMICO (€/AÑO) COSTE UNITARIO (€/kWh) PORCENTAJE (%) ENERGÍA ELÉCTRICA 33.890 0,210 88 GAS NATURAL 4.789 0,088 12 TOTAL 38.679 0,195 100 Tabla 2. Desglose de costes energéticos para el año 2012. En el desglose económico por fuente de energía consumida, el porcentaje de reparto varía significativamente a favor de un mayor coste de la energía eléctrica, que aumenta hasta suponer el 88%, correspondiendo el 12% restante al coste de gas natural. Además, se ha establecido el precio de la energía eléctrica (€/kWh) para los diferentes períodos horarios (punta, llano y valle). Para ello, se ha partido del precio del contrato eléctrico en cada uno de los períodos descritos, al que se le ha añadido el impuesto eléctrico y el IVA. Con estos datos, las medidas de ahorro energético serán extrapoladas a términos económicos, a través de los precios de la energía establecidos a partir del precio actual, promediado por el perfil de consumo en cada periodo donde se produzca el ahorro de energía. De esta manera, resulta un coste de 0,15 €/kWh en el caso de medidas con ahorros de energía en periodos de horario de trabajo y de 0,08 €/kWh en el caso de periodos fuera del horario laboral, principalmente horas valle. 82% 18% EMISIONES DE CO2 ENERGÍA ELÉCTRICA GAS NATURAL
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 31 extractores de los aseos, biblioteca y sala de reuniones, junto con los aerotermos de los laboratorios. 3.2.1.6 Desglose total del consumo eléctrico. Tras realizar la estimación del consumo eléctrico de cada instalación, se presenta en la siguiente tabla el desglose del consumo total de energía eléctrica en los diferentes usos significativos expuestos anteriormente: CENTROS DE CONSUMO CONSUMO (kWh/AÑO) % OFIMÁTICA 57.579 35,67% ILUMINACIÓN 58.525 36,26% REFRIGERACIÓN 5.828 3,61% LABORATORIO IER 14.221 8,81% OTROS 25.249 15,64% TOTAL 161.402 100% Tabla 8. Desglose del consumo eléctrico por usos significativos. Se ofrece también una representación gráfica del porcentaje que representa cada instalación en el consumo total de electricidad: Figura 15. Reparto de consumos eléctricos. Como se puede observar, las instalaciones que más contribuyen al consumo de electricidad son las de iluminación y ofimática, puesto que se trata de un edificio mayoritariamente compuesto por oficinas. 3.2.2 Consumo térmico (gas natural). Como se ha indicado anteriormente, la evolución de este consumo sigue la demanda del sistema de calefacción, obteniendo consumos relevantes únicamente durante la temporada de invierno. Sin embargo, el laboratorio de biomasa también participa en este consumo, dado que algunos de los ensayos que allí se realizan son consumidores de gas natural. A partir del 35,67% 36,26% 3,61% 8,81% 15,64% Reparto de consumos eléctricos OFIMÁTICA ILUMINACIÓN REFRIGERACIÓN LABORATORIO IER OTROS
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 32 consumo de los meses de verano del año 2012, época durante la cual no se emplea la calefacción, se ha extrapolado el consumo anual de esta fuente de energía debido a las pruebas del laboratorio. De esta manera, se obtiene un consumo mensual promedio de unos 400 kWh/mes en pruebas de laboratorio. Extrapolado a todo el año, el consumo asciende a unos 4.800 kWh/año. En la tabla siguiente se muestra el desglose del consumo de gas natural, y después se muestra la representación gráfica del porcentaje que representa cada uso en el consumo térmico total. Desglose consumo gas natural (kWh) Calefacción 49.291 Laboratorio biomasa 4.833 TOTAL 54.124 Tabla 9. Desglose del consumo de gas natural por usos. Figura 16. Reparto de consumos de gas natural. 3.2.3 Balance global de la energía. Se ha establecido finalmente el reparto completo del consumo energético total del edificio (gas natural y electricidad) según los principales usos detectados. En la tabla siguiente se presentan los valores numéricos, mientras que en la figura 17 se incluye el reparto porcentual en un gráfico. CENTROS DE CONSUMO CONSUMO (kWh/AÑO) % OFIMÁTICA 57.579 26,72% ILUMINACIÓN 58.525 27,15% REFRIGERACIÓN 5.829 2,70% LABORATORIO IER 14.221 6,60% CALEFACCIÓN 49.291 22,87% LABORATORIO BIOMASA 4.833 2,24% OTROS 25.249 11,71% TOTAL 215.526 100,00% Tabla 10. Resumen del consume energético total del edificio. 91% 9% Reparto del consumo de gas natural Calefacción Laboratorio biomasa
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 33 Figura 17. Reparto del consume de energía total por usos. Atendiendo al porcentaje que representa cada uso de la energía respecto del consumo total, se puede ver que la calefacción representa casi un 23%. Continuando con la climatización, se tiene que la refrigeración supone casi un 3%. Además de la calefacción, como ya se adelantaba anteriormente, existen dos grandes consumos en el edificio: la iluminación y la instalación de ofimática. Estos dos usos de la energía constituyen casi el 55% del consumo total del edificio. En cuanto al consumo de los laboratorios, se observa que entre los dos representan aproximadamente el 9%. 3.2.4 Identificación de usos significativos. Los usos significativos de energía son aquellos que tienen un consumo sustancial de energía y/o que ofrecen un alto potencial de mejora en el desempeño. Como se ha indicado al comenzar el apartado, en el presente análisis se han identificado estos usos significativos en función de la porción que representa cada uno en el consumo total de la energía y, por tanto, en el coste anual. Para ello, se ha elaborado un Diagrama de Pareto. Este consiste en graficar los diferentes usos de la energía, representando dos variables: el consumo en kWh de cada uno y el consumo porcentual acumulado. El resultado se muestra en la figura siguiente: 26,72% 27,15% 2,70% 6,60% 22,87% 2,24% 11,71% Reparto del consumos de energía total OFIMÁTICA ILUMINACIÓN REFRIGERACIÓN LABORATORIO IER CALEFACCIÓN LABORATORIO BIOMASA OTROS
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 34 Figura 18. Diagrama de Pareto del consumo de energía del edificio. Como se puede observar, los usos de iluminación, ofimática y calefacción (40% de los usos de la energía) representan aproximadamente un 80% del consumo total de energía del edificio. Por tanto, estos se consideran como usos significativos de la energía, y las medidas de ahorro energético (que se resumen en el apartado 4 del presente informe) estarán encaminadas principalmente a la reducción de estos consumos. 0,00% 20,00% 40,00% 60,00% 80,00% 100,00% 120,00% 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 % acumulado Energía consumida (kWh) CONSUMO (kWh/AÑO) % acumulado
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 35 3.3Curva de carga del edificio. Se ha obtenido la curva de carga cuarto-horaria del edificio durante el año 2012, proporcionada por la empresa comercializadora de energía eléctrica. A continuación, se presentan para su análisis las curvas de carga de un mes normal de trabajo, una semana estándar y por último la curva de potencia de una jornada laboral. Figura 19. Curva de carga del mes de Mayo de 2012. Figura 20. Curva de carga de una semana. 0 10 20 30 40 50 60 Potencia demandada (kW) Curvas de Potencia Cuarto Horaria - Mayo 2012 0 10 20 30 40 50 60 7-5-12 0:00 8-5-12 0:00 9-5-12 0:00 10-5-12 0:00 11-5-12 0:00 12-5-12 0:00 13-512 0:00 Potencia demandada (kW) Semana 07-13/05/2012
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 36 Figura 21. Curva de carga durante las horas de ocupación del edificio. Del análisis de las curvas se extraen las siguientes conclusiones: -El edificio presenta un consumo en stand by promedio de unos 14 kW. Esto se puede ver en la figura 19. Además, todas las semanas presentan un comportamiento semejante. -Tal y como se observa en la figura 20, todos los días de la semana se comportan de forma similar. -La demanda de potencia de un día de trabajo normal oscila aproximadamente entre los 16 y los 40 kW, como se aprecia en la figura 21. El pico de demanda diario se suele alcanzar en las horas centrales del día. Además, la demanda máxima registrada para el año 2012 es de 92 kW, estando el resto de picos de potencia comprendidos entre los 50 y los 80 kW. A partir de la curva de carga ha sido posible estimar la demanda de potencia del edificio en períodos de inactividad (stand by). Se ha obtenido una potencia demandada de unos 14 kW. Con este valor y la estimación de horas de inactividad al año, se ha obtenido el consumo en stand by del edificio, que asciende a 76.960 kWh/año. Este consumo representa un 48% del consumo eléctrico total anual. La potencia en stand by obtenida se puede desglosar en los siguientes usos: -Iluminación exterior: 2,3 kW. -Iluminación fija Entrada Sur: 0,8 kW. -Servidores informáticos: 4,5 kW. -Otros: 6,4 kW. En el apartado “otros” se incluye lo siguiente: -El frigorífico que se encuentra en el office. -La iluminación interior del ascensor, que permanece continuamente encendida. -Equipos ofimáticos que pueden quedar encendidos al terminar la jornada laboral, como ordenadores, monitores, impresoras, etc. 0 5 10 15 20 25 30 35 40 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 Potencia demandada (kW) Jornada laboral
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 37 3.4Línea base energética. En la Norma UNE-EN ISO 50001:2011 se establece la siguiente definición: Línea de base energética: referencia cuantitativa que proporciona la base de comparación del desempeño energético. -Nota 1: Una línea de base energética refleja un período especificado. -Nota 2: Una línea de base energética puede normalizarse utilizando variables que afecten al uso y/o al consumo de la energía, por ejemplo, nivel de producción, gradosdía (temperatura exterior), etc. -Nota 3: La línea de base energética también se utiliza para calcular los ahorros energéticos, como una referencia antes y después de implementar las acciones de mejora del desempeño energético. Se debe establecer una línea base energética que represente el comportamiento energético actual de la organización y actúe como referencia en el momento de implementar el sistema de gestión de la energía, así como las oportunidades de mejora. Mediante la línea base se cuantificarán los impactos que esto traerá sobre el desempeño energético. La utilidad de la línea base es la posibilidad de evaluar los avances o retrocesos de la organización en materia de desempeño energético, al comparar el escenario real con esta línea base. Constituye un reflejo del escenario normal de la organización y, por tanto, si se producen variaciones considerables en la situación de la misma, será necesario redefinir o modificar la línea base para adaptarla a las nuevas condiciones. A continuación, se detalla la metodología empleada para la elaboración de la línea base energética del edificio: Recopilación de datos: El punto de partida es la determinación del período de tiempo a considerar, que debe ser adecuado al uso y al consumo de energía de la organización. Se ha tomado como período de análisis el año 2012 completo. Determinación de las variables que afectan al consumo de energía: Se ha analizado separadamente la evolución de los consumos de electricidad y gas natural, con el objeto de definir qué variables son las que determinan el uso y consumo de la energía. ·Consumo de gas natural: Como se ha explicado en el análisis de los consumos de energía, el gas natural se utiliza principalmente para la calefacción del edificio, aunque también pueda ser utilizado ocasionalmente en alguno de los ensayos que tienen lugar en el laboratorio de biomasa y cocombustión. Por tanto, se ha planteado como variable relacionada con este consumo las condiciones climáticas exteriores, representadas por los grados-día de calefacción. Se trata de un indicador del grado de rigurosidad climática de un lugar, ya que relaciona la temperatura media con una
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 38 cierta temperatura de confort en el interior del edificio. Estos han sido calculados para los doce meses del año, con una temperatura interior de referencia de 21ºC, siguiendo las indicaciones recogidas en el Reglamento de Instalaciones Térmicas de edificios (RITE). Los datos de temperatura han sido proporcionados por la Asociación Aragonesa de Meteorología (www.aramet.es) que recoge los datos de la estación meteorológica más cercana al edificio, localizada en Ranillas. El siguiente gráfico muestra el comportamiento similar del consumo de gas y de la variable elegida para el año 2012. Figura 22. Evolución mensual del consumo de gas natural y de los grados-día de calefacción para el año 2012. ·Consumo de electricidad: En el caso de la electricidad, este consumo depende de numerosas variables. No se trata de un edificio de oficinas habitual, en el que el consumo eléctrico depende fundamentalmente de las condiciones climáticas exteriores y de la actividad laboral; en este caso, el edificio también cuenta con laboratorios. En concreto, como se ha visto en este apartado, el laboratorio de Integración de Energías Renovables tiene gran importancia en el consumo eléctrico. La demanda de electricidad, presentada en el análisis de los consumos de energía, resulta prácticamente constante a lo largo del año, con pequeñas variaciones entre los distintos meses. De entre las variables que ocasionan estas variaciones entre unos meses y otros se pueden destacar las siguientes: -El número de días laborables al mes. -El número de trabajadores promedio en el edificio cada mes. -Las pruebas realizadas en el laboratorio de Integración de Energías Renovables, de las cuales no se dispone de un historial. -La temperatura exterior, que influye en el consumo del sistema de refrigeración. Por tanto, al existir tantas variables que influyen en esta demanda, ha sido imposible encontrar una correlación aceptable que relacione el consumo eléctrico del edificio con alguna 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000 16.000 Grados día de calefacción Consumo de gas natural (kWh) Consumo de gas natural Grados día de calefacción
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 39 de ellas. Esto es debido a que no existe una única variable que condicione fuertemente la demanda de electricidad, sino que todas influyen de forma similar. Además, atendiendo al consumo del sistema de aire acondicionado, se optó por distinguir entre los períodos de otoño-invierno (Octubre – Marzo) y primavera-verano (Abril – Septiembre), obteniendo dos líneas base distintas. Desafortunadamente, ninguno de los resultados obtenidos fue satisfactorio. Representación de los datos y construcción de la línea base: Una vez definidas las variables relacionadas con los consumos energéticos, se procede a graficar la pareja de datos variable-consumo en un diagrama de dispersión x-y. En el eje y se ubica la escala de consumo energético y en el eje x la escala de la variable seleccionada. Se ha incluido una línea de regresión generada a partir de la correlación entre el consumo de energía y la variable en cuestión. A partir de esta línea de regresión, se obtiene la ecuación que más se ajusta al comportamiento de la relación entre la variable y el consumo. Para la determinación de esta ecuación se utiliza el criterio general de los mínimos cuadrados, que significa que la suma de los cuadrados de las distancias verticales de los puntos a la línea de tendencia debe ser la mínima posible. En la figura siguiente se presenta la línea base del consumo de gas natural, que corresponde a una exponencial: Figura 23. Línea base para el consumo de gas natural. Como se ha indicado en apartados anteriores, el parámetro R2 nos da información sobre la calidad de la correlación entre el consumo de energía y la variable elegida. La correlación presenta un valor de R2 de 0,97. Por lo tanto, se puede afirmar que la correlación obtenida es buena. y = 398,45e 0,01x R² = 0,97 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 Consumo (kWh) Grados día de calefacción (ºC) Línea base - consumo gas natural
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 40 3.5Indicadores de desempeño energético. Una vez desarrollada la línea base energética del edificio, se procede a la determinación de los indicadores de desempeño energético (IDEns). En la Norma UNE-EN ISO 50001:2011 se establece la siguiente definición: “un indicador de desempeño energético es un valor cuantitativo o medida del desempeño energético tal como lo defina la organización.” Resulta necesario identificar los IDEns apropiados para poder realizar el seguimiento y la medición del desempeño energético de una forma adecuada. Además, los IDEns serán revisados y comparados con la línea de base energética de forma apropiada. Estos indicadores se actualizarán cuando se produzcan cambios en las actividades desarrolladas o en las líneas de base que afecten de forma significativa. Determinación de los indicadores de desempeño energético: Se procede a calcular un IDEn para cada uno de los usos significativos de la energía detectados previamente. Estos son: iluminación, ofimática y calefacción. -Iluminación (kWhilu/m2): establecido como el consumo eléctrico en iluminación por cada metro cuadrado iluminado. Para calcularlo se necesita, por tanto, el consumo eléctrico anual de la instalación de iluminación. Dicho consumo ha sido estimado a partir del inventario de equipos de iluminación y la estimación de las horas de funcionamiento. Ha sido presentado anteriormente en el apartado 3.2 Identificación de los usos de la energía y asciende a aproximadamente 58.525 kWh/año. Toda la superficie útil del edificio (1.743 m2) es superficie iluminada. -Ofimática (kWhofi/nº trabajadores): establecido como el consumo eléctrico en ofimática por cada trabajador en el edificio. El consumo eléctrico anual de la instalación de ofimática ha sido obtenido de forma similar al de iluminación. Presenta un consumo de 57.579 kWh/año. Se ha considerado un promedio de 103 trabajadores durante el período de análisis (año 2012). -Calefacción: consumo de gas natural para calefacción por cada metro cuadrado calefactado y grado día de calefacción. Para obtener el consumo de gas natural en calefacción, tal y como se ha explicado previamente, se ha descontado la estimación del consumo del laboratorio de biomasa (aproximadamente un 9% en 2012) del consumo total de gas natural. Se tiene un consumo en calefacción de 49.291 kWh/año. Asimismo, para posteriores actualizaciones de los indicadores de desempeño energético, se deberá estimar el consumo de gas natural del laboratorio de biomasa para obtener el consumo para calefacción del edificio. En caso de no ser posible dicha estimación, se considerará que un 10% del consumo total de gas natural se debe a los ensayos en el laboratorio de biomasa. Los grados día de calefacción (con una temperatura han sido obtenidos de ARAMET, Asociación Aragonesa de Meteorología, al igual que para el cálculo de la línea base del
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 47 PHILIPS, Catálogo de luminarias, http://www.lighting.philips.es/. RED ELÉCTRICA ESPAÑOLA, Informe anual 2012, http://www.ree.es/es/. UNE 216501, Requisitos de las auditorías energéticas, 2009. UNE-EN ISO 50001, Sistemas de gestión de la energía, 2011. UNE-EN 16247, Auditorías energéticas, 2012. SUBLIMEX TUBULAR MOTORS, Catálogo de productos, http://www.sublimexmotors.com/es/.
ANEXOS
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 2 Índice de anexos ANEXO 1: SUPERFICIES ÚTILES DEL EDIFICIO. ............................................................. 5 ANEXO 2: RECOPILACIÓN DE DATOS DEL EDIFICIO..................................................... 7 2.1 Sistema de iluminación. ................................................................................................ 7 2.2 Sistemas de climatización y ventilación. ..................................................................... 15 2.3 La envolvente del edificio............................................................................................ 20 2.4 Laboratorios. ............................................................................................................... 21 2.5 Sistemas de ofimática. ................................................................................................ 25 ANEXO 3: INEFICIENCIAS OBSERVADAS, ACCIONES DE MEJORA Y ESTIMACIÓN DE AHORRO................................................................................................................. 27 3.1 Medidas de ahorro energético en iluminación. .......................................................... 27 3.2 Medidas de ahorro energético en climatización. ........................................................ 45 3.3 Medidas de ahorro energético en ofimática. .............................................................. 53 3.4 Medidas de ahorro energético en resto de equipos eléctricos. ................................. 57 3.5 Medidas de gestión de consumos. .............................................................................. 60 3.6 Medidas de ahorro energético en facturación. .......................................................... 65 3.7 Medidas de ahorro energético singulares. ................................................................. 69
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 3 Índice de figuras: Figura 1. Desglose de potencia instalada en iluminación. .......................................................... 14 Figura 2. Datos del analizador de redes conectado en el cuadro principal de refrigeración. ..... 16 Figura 3. Datos del analizador de redes conectado en el cuadro secundario de refrigeración. . 17 Figura 4. Evolución de la temperatura exterior en Zaragoza durante el período de medición. .. 17 Figura 5. Evolución de la demanda de potencia durante una semana. ...................................... 18 Figura 6. Evolución de la demanda de potencia durante un día laboral. .................................... 18 Figura 7. Evolución de la demanda de potencia durante el fin de semana................................. 19 Figura 8. Ficha justificativa del cálculo del indicador KG según la norma NBE-CT-79. ................ 20 Figura 9. Datos del analizador de redes del laboratorio IER. ...................................................... 24 Figura 10. Gráfica comparativa entre el “horario solar” y el horario laboral aproximado. ........ 41 Figura 11. Diferencias entre programado y orto y ocaso real. .................................................... 44 Figura 12. Ejemplo del equipo de control automático de toldos. ................................................ 46 Figura 13. Gráfica comparativa entre temperatura media exterior y temperatura de confort marcada por el R.I.T.E. ................................................................................................................ 51 Figura 14. Interpretación de la etiqueta energética. .................................................................. 58 Figura 15. Gráfica anual de demanda y facturación de potencia eléctrica. ............................... 65 Figura 16. Dimensiones características del perfil IPE 120. .......................................................... 71 Figura 17. Estructura 1 para soporte de módulos fotovoltaicos. ................................................ 72 Figura 18. Estructura 2 para soporte de módulos fotovoltaicos. ................................................ 72 Figura 19. Esquema de ubicación de la cimentación para las estructuras. ................................ 73 Índice de imágenes: Imagen 1. Iluminación de despachos y oficinas. ........................................................................... 7 Imagen 2. Derecha: aseo sin luz natural. Izquierda: aseo con luz natural. ................................... 8 Imagen 3. Laboratorio de biomasa y laboratorio de Integración de Energías Renovables. ......... 9 Imagen 4. Derecha: pasillo oeste. Izquierda: pasillo este. Sensor de proximidad. ...................... 10 Imagen 5. Entrada sur. ................................................................................................................ 10 Imagen 6. Cúpula central. ........................................................................................................... 11 Imagen 7. Sistema de iluminación individual por puesto de trabajo. ......................................... 42 Imagen 8. Imagen de los toldos a controlar ................................................................................ 45 Imagen 9. Regletas con interruptor: izquierda – con filtro de red; derecha – sin filtro de red. .. 53 Imagen 10. Analizador de redes modelo CVM-Mini. ................................................................... 61 Imagen11. Efficiency Data Server (EDS). ..................................................................................... 62
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 4 Índice de tablas: Tabla 1. Superficies útiles del edificio. ........................................................................................... 6 Tabla 2. Horas de encendido de la iluminación exterior. ............................................................ 12 Tabla 3. Inventario de iluminación del edificio. ........................................................................... 14 Tabla 4. Potencia eléctrica instalada en el laboratorio de biomasa. .......................................... 21 Tabla 5. Potencia de gas instalada en el laboratorio de biomasa. ............................................. 22 Tabla 6. Consumos de electricidad y gas del laboratorio de biomasa. ....................................... 22 Tabla 7. Inventario de equipos del laboratorio IER. .................................................................... 23 Tabla 8. Resumen del inventario de equipos ofimáticos. ............................................................ 26 Tabla 9. Consumo actual del edificio debido al sistema de iluminación tubular. ....................... 28 Tabla 10. Posibilidades de sustitución de lámparas fluorescentes por lámparas de tecnología LED. .............................................................................................................................................. 29 Tabla 11. Propuesta de sustitución de lámparas fluorescentes por lámparas LED. ................... 29 Tabla 12. Equipos a sustituir y nuevo sistema elegido para iluminación en despachos. ............ 30 Tabla 13 Evaluación económica de la propuesta de sustitución de fluorescentes. ..................... 31 Tabla 14. Ahorros conseguidos con la sustitución de puntos de luz tipo downlight. .................. 32 Tabla 15. Evaluación económica de la propuesta de sustitución de downlight. ......................... 33 Tabla 16. Evaluación económica sustitución downlight con sistema de control. ....................... 34 Tabla 17. Evaluación económica de la propuesta de sustitución de halógenas. ........................ 37 Tabla 18. Propuesta de regulación de la iluminación en función de la presencia....................... 39 Tabla 19. Situación actual de la iluminación en despachos y propuesta de iluminación LED. .... 41 Tabla 20. Características de ahorro con sectorización de iluminación en despachos. ................ 42 Tabla 21. Características del sistema actual y propuesta LED. ................................................... 43 Tabla 22. Características de la medida de iluminación individual. ............................................. 43 Tabla 23. Horas de encendido/apagado iluminación exterior. ................................................... 44 Tabla 24. Ahorros conseguidos con sistema de regulación de iluminación exterior. .................. 44 Tabla 25. Ahorros conseguidos con sistema de control automático de toldos. .......................... 46 Tabla 26. Características de ahorro del sistema propuesto para refrigeración. ......................... 48 Tabla 27. Características del sistema propuesto para eliminar el consumo en stand by. .......... 50 Tabla 28. Sistema propuesto para eliminar consumo stand by días no laborables. ................... 50 Tabla 29. Ahorros en el consumo de ofimática. .......................................................................... 54 Tabla 30. Tabla resumen de funciones de ahorro de energía en ordenadores. .......................... 55 Tabla 31. Características del sistema propuesto para el ascensor. ............................................ 57 Tabla 32. Inversión sistema de monitorización de consumos. .................................................... 62 Tabla 33. Ahorro con la incorporación de monitorización y control de consumos energéticos. . 63 Tabla 34. Ahorro obtenido en calefacción siguiendo el manual de buenas prácticas. ............... 64 Tabla 35. Desglose de facturación con contratación de potencia actual. .................................. 65 Tabla 36. Discriminación horaria – tres períodos. ....................................................................... 66 Tabla 37. Desglose de facturación con contratación de potencia óptima. ................................. 67 Tabla 38. Valores de potencia a contratar propuestos. .............................................................. 68 Tabla 39. Facturación en término de potencia con valores de potencia propuestos. ................. 68 Tabla 40. Radiación solar global media sobre la horizontal. kWh/m2 día. ................................. 69 Tabla 41. Características técnicas de los paneles fotovoltaicos disponibles. .............................. 70 Tabla 42. Ahorro obtenido con el sistema fotovoltaico. ............................................................. 74
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 5 ANEXO 1: SUPERFICIES ÚTILES DEL EDIFICIO. PLANTA BAJA Sala Superficie (m2) Almacén Biomasa 16,5 Almacén Común 19,18 Almacén Despachos 9,64 Almacén Instalaciones 11,74 Ascensor 3,21 Aseo Caballeros 1 4,54 Aseo Caballeros 2 4,67 Aseo Caballeros 3 4,92 Aseo Señoras 1 7,48 Aseo Señoras 2 4,42 Aseo Señoras 3 5,47 Chimenea solar 3,28 Consejería y Atención 10,84 Cuarto Limpieza 5,91 Cuarto de Cuadro General de Electricidad 14,07 Despacho 01 18,03 Despacho 02 17,86 Despacho 03 17,86 Despacho 04 17,86 Despacho 05 17,86 Despacho 06 17,86 Despacho 07 19,26 Despacho 08 30,22 Despacho 09 17,49 Despacho 10 18,43 Despacho 11 18,6 Distribuidor Norte 21,41 Entrada Este 18,24 Entrada Norte 6,52 Entrada Sur 45,93 Escalera Norte 18,35 Escalera Sur 6,61 Invernadero Este 13,09 Invernadero Oeste 13,09 Invernadero Sur 14,38 Laboratorio de I+D+i de integración de Energías Renovables 107,38 Laboratorio de I+D+i Biomasa y Co-combustión 162,39 Office 15,51 Pasillo Oeste 24,69 Sala Biblioteca CIRCE 36,3 Sala General de Eficiencia Energética 185,06
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 6 Sala Maquina Ascensor 4,46 Sala Reuniones 35,93 Sala de Calderas y Equipos Técnicos 20,03 Sala de Refrigeración 44,11 Secretaría 1 19,73 Secretaría 2 18,9 Vestíbulo Previo 1 4,03 Vestíbulo Previo 2 5,87 Vestíbulo Previo 3 3,19 Vestíbulo Previo 4 1,81 TOTAL PLANTA BAJA 1.220,99 m2 PLANTA PRIMERA Sala Superficie (m2) Almacén común laboratorios 15,16 Ascensor 3,21 Aseo Caballeros 1 9,43 Aseo Señoras 1 8 Chimenea Solar 3,28 Cuarto Baterías 1,98 Cuarto Limpieza 4,49 Cuarto de Telecomunicaciones 13,04 Despacho 01 18,66 Despacho 02 17,98 Despacho 03 17,98 Despacho 04 17,99 Despacho 05 17,57 Despacho 06 37,97 Despacho 07 26,43 Despacho 08 37,97 Despacho 09 17,56 Despacho 10 17,98 Despacho 11 26,26 Distribuidor 19,96 Ducha y Vestuario Señoras 5,87 Ducha y Vestuario Caballeros 6,28 Escalera Sur 7,28 Galería - Distribuidor 46,68 Laboratorio Simulación y Control de Procesos 31,11 Pasillo y Escalera Norte 33,34 Sala Exposición 50,14 WC Caballeros 2 4,65 WC Señoras 2 4,65 TOTAL PLANTA PRIMERA 522,88 m2 Tabla 1. Superficies útiles del edificio.
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 7 ANEXO 2: RECOPILACIÓN DE DATOS DEL EDIFICIO. 2.1 Sistema de iluminación. 2.1.1 Sistema de iluminación de oficinas y despachos. En este apartado, además de la iluminación de oficinas y despachos, tanto de planta baja como de planta primera, ubicadas en la zona del edificio con forma circular, se incluyen también los archivos y almacenes de planta baja, por disponer de luminarias semejantes. En general, para la iluminación de esta zona se emplean luminarias abiertas que incorporan dos fluorescentes tubulares de 36 W, así como luminarias estancas con dos fluorescentes de 58W y balasto electromagnético, en ambos casos con una clasificación en cuanto a eficiencia energética B2. Predomina el uso de los fluorescentes de 36W, siendo los de 58 W utilizados solamente en los archivos y almacenes. Dependiendo de la superficie de la sala, se disponen entre dos y seis luminarias, con encendido manual mediante un único interruptor de sala en la mayoría de los casos. Únicamente se cuenta con dos interruptores en cuatro de las dependencias con seis luminarias: la biblioteca y los tres despachos de la primera planta situados sobre la entrada sur del edificio. Todos los despachos cuentan con luz natural, gracias a la ubicación de una ventana en cada uno de ellos. Sin embargo, esta ventana no es suficiente para aportar iluminación natural a todo el despacho, siendo necesario el uso de las luminarias durante prácticamente la totalidad de la jornada laboral. Solo se dispone de un interruptor en cada habitación, por lo cual no es posible encender solo la línea de luminarias más alejada de la ventana. De esta manera, permanecen todas las luminarias encendidas. En la siguiente imagen se muestra la iluminación característica de despachos y oficinas. Imagen 1. Iluminación de despachos y oficinas. El nivel de iluminación en este tipo de salas varía en función del aporte de luz natural y la proximidad del puesto de trabajo a una luminaria. Se han medido los siguientes valores: - Oficinas con aporte de luz natural (la mayoría): entre 800 y 1.000 lux para los puestos de trabajo próximos a la ventana y entre 400 y 600 para el resto de zonas. - Oficinas sin aporte de luz natural, como la biblioteca: entre 250 y 500 lux, dependiendo de la proximidad a las luminarias.
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 8 En conjunto, el total de lámparas instaladas en las salas descritas en este apartado es de 117 pantallas fluorescentes tubulares de 36 W y 10 pantallas fluorescentes estancas de 58 W, lo que en términos de potencia instalada (lámpara + equipo auxiliar) asciende a, aproximadamente, 12 kW. 2.1.2 Sistema de iluminación de aseos, duchas y vestuarios. Para la iluminación de los aseos de todo el edificio se emplean lámparas incandescentes tipo halógenas de 50 W ubicadas en el techo. En función de la superficie del aseo, se han colocado entre una y cinco luminarias. Cuentan con luz natural los aseos situados en la entrada este del edificio y los situados en la primera planta del bloque de naves. Imagen 2. Derecha: aseo sin luz natural. Izquierda: aseo con luz natural. El encendido se realiza mediante sensores de proximidad. Para cada aseo, se ha colocado un sensor en la zona de lavabos y otro sensor en cada cabina sanitaria. En total, se encuentran instaladas 27 luminarias de este tipo, lo que supone una potencia de 1,35 kW. En cuanto a los dos cuartos de duchas y vestuarios, ubicados en el bloque de laboratorios (planta primera), se iluminan con puntos de luz tipo downlight, formados por dos lámparas fluorescentes compactas de 26 W. Cada cuarto de ducha y vestuario cuenta con dos de estas luminarias y un sensor de proximidad para su encendido. Además, los dos cuartos cuentan con aporte de luz natural. La iluminación en el cuarto de limpieza se realiza de la misma manera, puesto que se trata de una habitación contigua a los dos cuartos de duchas y vestuarios y de dimensiones similares. Para este tipo de estancias, los niveles de iluminación obtenidos varían de nuevo en función del aporte de luz natural, y también en función del tipo de luminaria. Se han medido valores entre 50 lux (aseo sin luz natural iluminado con lámparas incandescentes de 50 W) y 400 lux (cuarto de ducha y vestuario, con aporte de luz natural e iluminado mediante puntos de luz tipo downlight).
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 9 2.1.3 Sistema de iluminación de los laboratorios. En el bloque de laboratorios la iluminación se realiza, en la mayor parte de los casos, mediante luminarias estancas que incorporan fluorescentes tubulares de 36 W y de 58 W, en luminarias de dos elementos y balasto electromagnético. Cada laboratorio cuenta con dos circuitos de iluminación, de manera que es posible encender únicamente una de las líneas de luminarias. Además, todos los laboratorios gozan de abundante luz natural. El nivel de iluminación media para los laboratorios es de 500 lux. También se incluye en este apartado la iluminación de la sala de caldera y refrigeración, pero para el estudio no se contabiliza ninguna hora de encendido al año, dado que su uso es esporádico. Imagen 3. Laboratorio de biomasa y laboratorio de Integración de Energías Renovables. En total, esta parte del edificio cuenta con 38 pantallas fluorescentes de 36 W y 13 pantallas fluorescentes de 58 W, lo que en términos de potencia instalada (lámpara + equipo auxiliar) asciende a, aproximadamente, 5,5 kW. 2.1.4 Sistema de iluminación de zonas de paso: pasillos, distribuidores y cúpula central. En los pasillos que dan acceso a los despachos y oficinas (también en el pasillo de la primera planta del bloque de laboratorios) y las escaleras, la iluminación se lleva a cabo mediante apliques de pared con dos lámparas fluorescentes compactas de 18 W cada uno. El encendido se realiza mediante sensores que combinan el encendido por proximidad y nivel de iluminación. Los pasillos de los despachos de la planta baja cuentan con luz natural, y desde el cuadro eléctrico de conserjería desconectan la iluminación de los mismos durante las horas de luz para evitar problemas con el sensor. La iluminación natural se consigue en el pasillo oeste mediante huecos o claraboyas practicadas en el techo, mientras que el pasillo este cuenta con un techo acristalado de 35,3 m2, protegido mediante un toldo automático para las horas de mayor radiación en verano.
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 16 2.2.2 Sistema de refrigeración. Los equipos instalados son los siguientes: - Bomba de calor Mitsubishi Pumy – P200YJM-A R410A. oPotencia: 22 kW modo frío/25 kW modo calor. - Bomba de calor Mitsubishi Pumy – 125YHM-B R410A. oPotencia: 4,27 kW modo frío/ 4,29 kW modo calor. - Bomba de calor Mitsubishi MXZ – SC100VA R410A. oPotencia: 10 kW modo frío/12 kW modo calor. - Bomba de calor Mitsubishi P140YHM-B R410A. oPotencia: 5,32 kW frío/5,32 kW modo calor. - Bomba de calor Mitsubishi MXZ-2C82VA R410A. oPotencia: 5,2 kW modo frío/6,4 kW modo calor. Curvas de carga del sistema de refrigeración: La mayor parte de los equipos de refrigeración están conectados al cuadro principal, y el resto minoritario están conectados al cuadro secundario. Se han tomado medidas durante el período comprendido entre el 17/06/2013 y el 08/07/2013. A continuación se presentan los datos obtenidos de potencia demandada por este sistema: Figura 2. Datos del analizador de redes conectado en el cuadro principal de refrigeración. 0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000 16.000 18.000 Potencia (W) Potencia demandada sistema refrigeración (cuadro principal)
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 17 Figura 3. Datos del analizador de redes conectado en el cuadro secundario de refrigeración. Asimismo, se incluye la evolución de las temperaturas media y máxima en Zaragoza durante el período de medición: Figura 4. Evolución de la temperatura exterior en Zaragoza durante el período de medición. Tal y como se aprecia en la figura anterior, durante el mes de Junio las temperaturas en Zaragoza no fueron elevadas, por lo que no fue necesario el uso del aire acondicionado en el edificio. Esto puede observarse en las gráficas de los analizadores de redes para los días comprendidos entre el 17/06/2013 y el 30/06/2013, que presentan un consumo mínimo. A partir del día 01/07/2013, se comenzó a utilizar el sistema de aire acondicionado de forma normal y el consumo ya es representativo del período de verano. En la figura 7 se muestra el consumo de la primera semana de Julio. Por otro lado, los datos han permitido comprobar una demanda de potencia en stand by de aproximadamente 300 W de forma constante en el horario desde las 0:00 hasta la hora de arranque del sistema a las 9:00. 0 500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 Potencia (W) Potencia demandada sistema refrigeración (cuadro secundario) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 17/06/2013 22/06/2013 27/06/2013 02/07/2013 07/07/2013 Temperatura exterior (ºC) Tª Media Tª Maxima
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 18 Figura 5. Evolución de la demanda de potencia durante una semana. Para poder apreciar con mayor detalle la evolución del consumo durante un día laboral, se incluye la siguiente gráfica, que muestra la potencia demandada durante el día 01/07/2013: Figura 6. Evolución de la demanda de potencia durante un día laboral. El sistema automático que controla la conexión y desconexión del sistema de refrigeración está programado para desconectarlo a las 18:00 y volverlo a conectar a las 9:00 horas del día siguiente; sin embargo, esto no ocurre así. En la curva de carga anterior se aprecia que la desconexión del sistema tiene lugar a la hora prefijada (18:00), pero el sistema se vuelve a conectar al día siguiente las 0:00 horas, manteniéndose en stand by hasta que los usuarios del edificio comienzan a utilizarlo. La demanda alcanza un máximo de 18 kW en torno a las 16:00 horas. Por último, se presenta también el detalle del consumo durante el fin de semana del 06/07/2013 al 07/07/2013: 0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000 16.000 18.000 20.000 Potencia (W) Demanda semana 01-07/07/2013 0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000 16.000 18.000 20.000 0:00:00 2:00:00 4:00:00 6:00:00 8:00:00 10:00:00 12:00:00 14:00:00 16:00:00 18:00:00 20:00:00 22:00:00 Potencia (W) Demanda 01/07/2013
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 19 Figura 7. Evolución de la demanda de potencia durante el fin de semana. Otro aspecto importante, que se deduce de la información proporcionada por esta última gráfica de los analizadores de redes, es que durante los fines de semana no se desconecta el sistema de refrigeración. Es decir, se conecta el sábado a las 0:00 horas, pero ya no se desconecta hasta el lunes por la tarde a las 18:00. 2.2.3 Ventilación. Los equipos de ventilación son los siguientes: Planta baja: - Aseos norte: Soler&Palau MIXVENT-TD-500/150. - Aseos sur señoras: Soler&Palau MIXVENT-TD-500/150. - Aseos sur caballeros: Soler&Palau MIXVENT-TD-250/100. - Aseos sur minusválidos: Soler&Palau MIXVENT-TD-250/100. - Biblioteca: Soler&Palau TH-800N. - Sala reuniones: Soler&Palau TH-800N. Planta primera: - Aseos sur señoras: Soler&Palau MIXVENT-TD-500/150. - Aseos sur caballeros: Soler&Palau MIXVENT-TD-500/150. - Ducha y limpieza: Soler&Palau MIXVENT-TD-250/100. El modelo Soler&Palau MIXVENT-TD-250/100 demanda una potencia máxima de 24 W, mientras que el modelo Soler&Palau MIXVENT-TD-500/150 demanda una potencia máxima de 50 W. 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 0:00:00 4:00:00 8:00:00 12:00:00 16:00:00 20:00:00 0:00:00 4:00:00 8:00:00 12:00:00 16:00:00 20:00:00 Potencia (W) Demanda fin de semana 06-07/07/2013 Domingo Sábado
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 20 2.3 La envolvente del edificio. Ficha justificativa del cálculo del indicador KG del edificio según la norma NBE-CT-79. Figura 8. Ficha justificativa del cálculo del indicador KG según la norma NBE-CT-79. El presente cuadro expresa que los valores de K especificados para los distintos elementos constructivos del edificio cumplen los requisitos exigidos en los artículos 4º y 5º de la Norma Básica de la Edificación NBE-CT-79 «Condiciones Térmicas en los Edificios». Superf. Coeficiente K S . K Coef. n . S s . K Elemento constructivo S kcal/h m² ºC kcal/h ºC correct. Kcal/h ºC m² (W/m² ºC) (1) (W/ºC) n (W/ºC) Apartado E Tipo SEKESEKE1SSEKE Cerramientos en Huecos exteriores verticales, Vidrio Doble 109,16 1,10 120,08 120,08 contacto con el puertas, ventanas Vidrio Inv 22,73 0,94 21,25 21,25 ambiente exterior Puertas madera 33,08 3,00 99,24 99,24 Puertas metalicas 52,34 4,00 209,36 209,36 Cerramientos verticales o ME47 19,27 0,47 9,04 9,04 inclinados mas de 60º con la ME46 597,57 0,47 282,05 1 282,05 horizontal ME45 218,30 0,73 158,92 158,92 ME44 394,56 0,73 289,61 289,61 ME32 148,04 0,56 82,16 82,16 M_INV 74,61 0,65 48,65 48,65 Forjados sobre espacios exteriores Apartado N Tipo SNKNSNKN0,5 0,5SSNKN Cerramientos de Cerramientos verticales de MI25 167,73 2,01 337,31 168,65 separación con otros separación con locales no MI24 197,00 2,06 405,62 202,81 edificios o con locales calefactados, o medianeras MI12 159,38 3,05 486,11 243,05 no calefactados MI11 12,51 2,66 33,21 16,61 Forjados sobre espacios F8 46,47 0,30 13,80 6,90 cerrados no calefactados de F9 14,07 0,27 3,81 1,91 altura > 1 m F11 6,52 0,67 4,34 2,17 F12 5,87 0,50 2,93 0,5 1,46 F13 64,14 0,67 43,10 21,55 F14 26,41 0,50 13,28 6,64 F17 6,51 0,25 1,65 0,82 F18 67,46 0,25 16,60 8,30 Huecos, puertas, ventanas Vidrio doble 2,18 1,10 2,40 1,20 Sep-Chimenea 6,00 5,00 30,00 15,00 Puertas madera 8,40 3,00 25,20 12,60 Apartado Q Tipo SQKQSQKQ0,8 0,8SSQKQ Cerramientos de Huecos, lucernarios, Cristalera-Ala-E 35,30 5,00 176,50 141,20 techo o cubierta claraboyas Claraboya 2,01 3,00 6,03 4,82 Azoteas (3) Cub. Verde H 557,72 0,25 137,20 109,76 Cub. Verde M 620,55 0,25 157,00 125,60 Azotea 128,05 0,25 32,52 0,8 26,02 Cubiertas inclinadas menos Cub Lab-Cupula 9,24 0,25 2,33 1,86 de 60º con la horizontal Cubierta Zinc 201,32 0,18 35,63 28,51 Apartado S Tipo SSKSSSKS0,5 0,5SSSKS Cerramientos de Soleras Despachos 410,01 0,48 196,39 98,20 separación con el Laboratorios 287,56 0,97 280,08 140,04 terreno Suelo piedra 98,97 0,97 96,40 48,20 (2) Suelo zonas publicas 173,42 0,43 74,74 37,37 Forjados sobre cámara de aire 0,5 de altura <= m Muros enterrados o semienterrados 4 S Total 4.984,47 S Total 2.791,62 Superficie total S 4.984,47 1 Factor de forma f en m-1 = = = 0,69 3 Volumen total V 7.195,78 2 Exigencia de la Norma (Art. 4.º) Cumplimiento de la exigencia de la Norma Zona Tipo de Factor de climática C 2.791,62 4 energía forma KG del edificio = 0,56 <0,89 I 0,69 0,89 4.984,47 1 (1) Estos coeficientes deben cumplir los requisitos exigidos en el artículo 5º de la Norma. Para los edificios situados en las islas Canarias será suficiente cumplimentar esta columna. (2) Como se indica en 3.2. pueden emplearse coeficientes lineales de transmisión de calor ks en vez de Ks siempre que cumpla la condición de que: ks.Ls = Ks.Ss en kcal/h ºC(W/ºC). (3) Se pueden incluir en este apartado las azoteas ajardinadas y forjados enterrados. 5 KG < 5 3
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 21 2.4 Laboratorios. 2.4.1 Laboratorio de biomasa y co-combustión. A continuación, se presenta el inventario de equipos instalados en este laboratorio, tanto consumidores de electricidad como de gas, junto con la potencia de los mismos. POTENCIA ELÉCTRICA INSTALADA DESCRIPCIÓN DE LA CARGA Nº unidades CIRCUITO ELÉCTRICO POTENCIA Unitaria (W) POTENCIA INSTALADA (kW) Ventiladores de alimentación aire primario y secundario (SODECA) CMP514-2T // Motors CIME MSL63A-2 3 Trifasico. Generación energía Térmica 180 0,540 Motor - Tornillo sinfín del sistema de alimentación de combustible // GYROS MS63A-2 2 Trifasico. Generación energía Térmica 180 0,360 Motor - Empujador de parrilla cámara de combustión // GYROS MS63B-4 1 Trifasico. Generación energía Térmica 180 0,180 Motor - sistema de limpieza turbuladores caldera // GYROS MS63A2 2 Trifasico. Generación energía Térmica 180 0,360 Motor - Aero 175 kW DGS504BD30 CR // A4D500-AM03-01 4 Trifasico. Generación energía Térmica 720 2,880 Motor - Aero 165 kW DGS634CD52 CR // A4D630-AR01-01 4 Trifasico. Generación energía Térmica 1250 5,000 Extractor humos chimenea (SODECA) CMAT-545-2T-4/R 1 Trifasico. Generación energía Térmica 3000 3,000 Motor - Equipo de transporte y almacenamiento de combustible // GYROS MS712-4 1 Trifasico. Generación energía Térmica 370 0,370 Bomba circuito secundario agua (GRUNDFOS) TPE 40-180/2 A-FA BUBE 1 Monofásico. Generación energía Térmica 550 0,550 Bomba circuito primario agua+glicol (GRUNDFOS) TPE 40-360/2 A-FA BQQE 1 Trifasico. Generación energía Térmica 4000 4,000 Motor - Generador trifásico11 kW, 3000 rpm, 380 V (ABB) // M2AA 160 M4 1 Trifásico. ORC 11000 11,000 Bomba de engranajes ZPA 2354 NLFCV/R/K-M2, 2B35/PTFE (BEINLICH) 1 Trifásico. ORC 2200 2,200 Quemador de gas de aire soplado (ECOFLAM) BLU 250 // MT TC 1 Monofásico. GAS 560 0,560 EQUIPOS AUXILIARES DE MEDICIÓN Y MUESTREO Analizador de gases MRU VARIO PLUS "INDUSTRIAL" 1 Monofásico. Red general laboratorio. 100 0,100 Impactador de partículas DEKATI con bomba de aspiración SOLMA 1 Monofásico. Red general laboratorio. 750 0,750 TOTAL POTENCIA INSTALADA (kW) = 31,85 Tabla 4. Potencia eléctrica instalada en el laboratorio de biomasa.
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 22 POTENCIA DE GAS INSTALADA DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO Nº unidades POTENCIA TÉRMICA Máx. (kW) POTENCIA TÉRMICA Mín. (kW) POTENCIA INSTALADA (kW) Caldera de gas con quemador de gas de aire soplado (ECOFLAM) BLU 250 1 230 95 140 Tabla 5. Potencia de gas instalada en el laboratorio de biomasa. Este laboratorio cuenta también con un compresor, pero su consumo resulta despreciable en comparación con el resto de equipos. Asimismo, se incluyen también los consumos de la instalación para los diferentes ensayos que en ella se realizan, proporcionados por el personal del área de investigación que opera en este laboratorio. Aproximadamente, se llevan a cabo cuatro o cinco ensayos al año. CONSUMO ENERGÍA ELÉCTRICA MODO DE OPERACIÓN TIEMPO OPERACIÓN PRUEBA (h) POTENCIA ÚTIL (kW) CONSUMO DE ENERGÍA (kWh) MODO GENERACIÓN DE CALOR CON BIOMASA 16 18,09 289,44 MODO GENERACIÓN DE FRIO CON BIOMASA 6 17,34 104,04 MODO GENERACIÓN DE ELÉCTRICIDAD (ORC) CON BIOMASA 6 20,10 120,60 MODO GENERACIÓN DE FRIO CON GAS 6 16,09 96,54 MODO GENERACIÓN DE ELÉCTRICIDAD (ORC) CON GAS 6 18,29 109,74 CONSUMO ENERGÍA TÉRMICA MODO DE OPERACIÓN TIEMPO OPERACIÓN PRUEBA (h) POTENCIA ÚTIL (kW) CONSUMO DE ENERGÍA (kWh) MODO GENERACIÓN DE FRIO CON GAS 6 140,00 840,00 MODO GENERACIÓN ELÉCTRICA (ORC) CON GAS 6 140,00 840,00 Tabla 6. Consumos de electricidad y gas del laboratorio de biomasa.
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 23 2.4.2 Laboratorio de integración de energías renovables (IER). El inventario de los equipos más relevantes empleados en este laboratorio es el siguiente: POTENCIA ELÉCTRICA INSTALADA Equipo Tensión (Vac) Corriente (A) Potencia (kW) Consumo Cargador rápido de vehículo eléctrico (SGTE) 400 80 50 Una carga consume 8KWh. Se realizan dos cargas por semana aproximadamente. Cargador rápido de vehículo eléctrico por inducción 400 40 30 Una prueba de carga 1KWh. Actualmente solo funciona para las visitas. Cargador de baterías CRAVE 400 30 20 Se realizan pruebas de carga y descarga de baterías. El consumo total son las pérdidas del equipo y las baterías. Bancada de pruebas Kliux-AVER 400 10 4 La potencia consumida para mover la bancada se devuelve a red con el inversor. El consumo total son las pérdidas. Aerogenerador Kliux 230 16 3,5 Equipo de generación. Actualmente parado. Cargador de baterías GEBE 50kW 400 100 50 Se han realizado pruebas de carga y descarga de baterías a 20kW. Se lleva al CEDER. Bancada de WAVE 400 80 50 Se instalará en un futuro. Aerogenerador GEBE 10kW 400 15 10 Se realizarán pruebas a partir de Septiembre de 2013 Aerogenerador Atlantic 50kW 400 80 50 Se realizarán pruebas a partir de Septiembre de 2013 Tabla 7. Inventario de equipos del laboratorio IER.
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 24 Curva de carga del laboratorio IER: Las mediciones se han llevado a cabo durante el período de tiempo comprendido entre el lunes 17/06/2013 y el viernes 28/06/2013. La potencia demandada por el laboratorio durante este período se presenta en la figura siguiente. Figura 9. Datos del analizador de redes del laboratorio IER. Los picos de potencia demandada que se aprecian corresponden a los ensayos de carga de baterías para el vehículo eléctrico. Los picos más altos corresponden al cargador de 50 kW, mientras que los más bajos son debidos a los cargadores de 20 y 30 kW. Asimismo, se observan picos de potencia negativa. Esto es debido a que en determinados ensayos se devuelve la potencia a la red. Se tiene una demanda media de potencia de 2,15 kW. Por otro lado, el promedio de la potencia demandada en un día de trabajo, durante las horas laborales, asciende a 5,17 kW. De la misma forma, se ha calculado la demanda media durante los ensayos en el laboratorio, obteniendo un valor de 19,54 kW. En el apartado de balances de energía se presenta el cálculo de la energía eléctrica consumida al año por este laboratorio. - 40.000 - 20.000 0 20.000 40.000 60.000 80.000 100.000 120.000 17/06/2013 18/06/2013 19/06/2013 20/06/2013 21/06/2013 22/06/2013 23/06/2013 24/06/2013 25/06/2013 26/06/2013 27/06/2013 Potencia (W) Potencia demandada por el laboratorio IER
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 25 2.5 Sistemas de ofimática. 2.5.1 Ordenadores. Se utilizan principalmente dos tipos de ordenadores de mesa, atendiendo a la fuente de alimentación que utilizan: - PC tipo 1: Procesador AMD/Intel Fuente de alimentación de 500 W - PC tipo 2: Equipos Intel i5/i7 Fuente de alimentación de 700 W Se ha medido la potencia real demandada por un ordenador de mesa, operando en situación normal, y se ha obtenido una potencia de 50 W. Este dato se ha utilizado para el cálculo del consumo del sistema de ofimática, que se presenta en el apartado de balances de energía. Además, se cuenta también con tres tipos de ordenadores portátiles: - Portátil tipo 1: Portátiles HP/Toshiba Calificación ENERGY STAR Potencia demandada: 65 W - Portátil tipo 2: Portátil HP Calificación ENERGY STAR. Potencia demandada: 90 W - Mac: Portátil MacBook PRO Calificación ENERGY STAR. Potencia demandada: 70 W
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 32 2. MAE-IL Sustitución de luminarias downlight por luminarias de tecnología LED. Ineficiencias observadas Para la iluminación de las zonas comunes de planta baja, las tres entradas del edificio (sur, este y norte), así como el distribuidor de la primera planta de la zona de despachos se emplean puntos de luz tipo downlight, formados por dos lámparas fluorescentes compactas de 26 W El número de horas de encendido es diferente según la zona en la que se encuentren instaladas, de forma que las luminarias de la entrada este permanecen encendidas un total de 4.050 h/año aproximadamente, y las del distribuidor de planta primera un total de 2.747 h/año. Sin embargo, las luminarias de la entrada sur permanecen siempre encendidas, con un total de 8.760 h/año ya que existe una cámara de seguridad en esa zona, y precisa de una iluminación constante. Características de la solución propuesta. La reducción del consumo de energía por la mejora de la eficiencia energética de este tipo de sistemas ya de por sí de elevado rendimiento se consigue con la utilización de luminarias tipo downlight de tecnología LED. En este caso se ha planteado el uso de la luminaria modelo Coreline Compact DN 120 B 840 del fabricante Philips. Esta solución es más eficiente que los tradicionales downlights con lámparas fluorescentes compactas, consiguiendo una vida útil de en torno a 30.000 horas frente a 6.500 horas de los actuales equipos con una garantía de 5 años, proporcionada por el fabricante. La sustitución respecto de los sistemas instalados actualmente es prácticamente directa al ir empotradas en falso techo (2-30 cm de grosor) y fijadas mediante clips. Se propone la solución de 28 downlights de 56 W (lámparas + equipos auxiliares), con distintas horas de uso según localización (señaladas anteriormente) y un consumo actual total de 9.460 kWh/año, y de 1.400 €/año. Mediante la aplicación de la medida citada se consigue un ahorro de 4.900 kWh/año, lo que representa unos 930 €/año, teniendo presente el consumo eléctrico y el gasto en mantenimiento, debido a la duración de las luminarias actuales. A continuación se muestra la tabla resumen con los datos económicos obtenidos. La inversión a realizar es de aproximadamente 2.687 € que junto con el ahorro anteriormente citado proporciona un periodo de amortización de 2,6 años. SISTEMA PROPUESTO PARA ILUMINACIÓN TIPO DOWNLIGHT Ahorro energético (kWh/año) Ahorro económico (€/año) Ahorro de emisiones (kgCO 2 /año) COSTE (€) PAY BACK (AÑOS) Porcentaje de ahorro sobre sistema actual (%) Comentarios 4.900 930 1.470 2.687 2,9 47% Ahorro con la implantación de tecnología LED Tabla 14. Ahorros conseguidos con la sustitución de puntos de luz tipo downlight.
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 33 EVALUACIÓN ECONÓMICA DE LA PROPUESTA DE SUSTITUCIÓN DE DOWNLIGHT RETORNO DE LA INVERSIÓN 2, 9 años AÑO 1 AÑO 2 AÑO 3 AÑO 4 AÑO 5 AÑO 6 AÑO 7 AÑO 8 AÑO 9 AÑO 10 ACTUAL Coste Mto. 195 199 203 207 211 215 219 224 228 233 Coste Energía 1.419 1.490 1.564 1.643 1.725 1.811 1.901 1.997 2.096 2.201 Coste Total 1.614 3.302 5.070 6.919 8.855 10.881 13.002 15.222 17.547 19.981 PROPUESTA Coste Inicial 2.687 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Coste Mto. 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Coste Energ. 684 718 754 792 832 873 917 963 1.011 1.061 Coste Total 3.371 4.089 4.844 5.636 6.467 7.340 8.257 9.220 10.230 11.292 Retorno Inv. -1.757 -787 226 1.283 2.387 3.540 4.745 6.002 7.316 8.689 Coste inicial 2.687,00 € Ahorro en mantenimiento 195 199 203 207 211 215 219 224 228 233 Ahorro en consumo 735 772 810 851 893 938 985 1.034 1.086 1.140 Flujos de Caja Operativos -2.687€ 930 970 1.013 1.057 1.104 1.153 1.204 1.258 1.314 1.373 TIR - Tasa Interna Rentabilidad del Proyecto 37% VAN - Valor Actual Neto del Proyecto 4.071 € Tabla 15. Evaluación económica de la propuesta de sustitución de downlight. 0 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Coste (€/año) ACTUAL PROPUESTA
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 34 EVALUACIÓN ECONÓMICA DE LA PROPUESTAS DE SUSTITUCIÓN DE DOWNLIGHT CON LA INCORPORACIÓN DE CONTROL RETORNO DE LA INVERSIÓN 13 años AÑO 1 AÑO 2 AÑO 3 AÑO 4 AÑO 5 AÑO 6 AÑO 7 AÑO 8 AÑO 9 AÑO 10 ACTUAL Coste Mto. 191 195 199 203 207 211 215 219 224 228 Coste Energía 1.374 1.443 1.515 1.590 1.670 1.753 1.841 1.933 2.030 2.131 Coste Total 1.565 3.202 4.915 6.708 8.585 10.549 12.605 14.757 17.011 19.370 PROPUESTA Coste Inicial 16.794 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Coste Mto. 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Coste Energ. 273 286 301 316 331 348 365 384 403 423 Coste Total 17.067 17.353 17.654 17.969 18.301 18.649 19.014 19.398 19.801 20.224 Retorno Inv. -15.502 -14.151 -12.739 -11.261 -9.716 -8.100 -6.409 -4.641 -2.790 -854 Coste inicial 16.794 € Ahorro en mantenimiento 191 195 199 203 207 211 215 219 224 228 Ahorro en consumo 1.101 1.156 1.214 1.275 1.338 1.405 1.476 1.549 1.627 1.708 Flujos de Caja Operativos -16.794€ 1.292 1.351 1.413 1.477 1.545 1.616 1.691 1.769 1.851 1.936 TIR - Tasa Interna Rentabilidad del Proyecto -1% VAN - Valor Actual Neto del Proyecto -7.337 € Tabla 16. Evaluación económica sustitución downlight con sistema de control. 0 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Coste (€/año) ACTUAL
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 35 Según las características de las zonas con este tipo de iluminación se ha observado la posibilidad de incorporar un sistema de iluminación capaz de regular el flujo luminoso, disminuyéndolo según la presencia de personas en la zona. Se propone la utilización de la luminaria LuxSpace Mini BBS480 PSD, que es regulable y un sistema de control AccuSwitch DALI como elemento controlador, en la zona donde existe una utilización durante 8.760 horas al año. Estos sistemas se encargan de disminuir el consumo de la luminaria hasta un 75%, puesto que se trata de una zona de paso de personal. No obstante como se indica en la anterior tabla, aunque los ahorros son ligeramente mayores la inversión es mucho mayor, lo que propicia un periodo de amortización elevado.
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 36 3. MAE-IL Sustitución de lámparas halógenas por lámparas de tecnología LED. Ineficiencias observadas Para la iluminación del acceso a los baños hay instaladas lámparas incandescentes halógenas de 50 W, con transformador a 12 V con un encendido de aproximadamente 153 horas/año, debido a la instalación de un sensor de control de presencia. Este tipo de lámparas incandescentes tienen un coste inicial menor que otras lámparas, pero a lo largo de su vida útil tienen un mayor coste funcional además de un mantenimiento más frecuente y costoso. Su rendimiento es bajo, en torno a 20 lm/W, aumentando el consumo en iluminación y las cargas térmicas de la oficina en el periodo de refrigeración ya que del total de energía consumida aproximadamente el 80 % se transforma en calor disipado en el ambiente. Además el número de horas de vida útil es reducido, en torno a 2.000 horas. Por ello, no solo hay que considerar el precio inicial de adquisición de las lámparas a utilizar en una instalación. Es necesario tener en cuenta los costes de mantenimiento y reposición y no siempre las lámparas con un precio inicial alto resultan caras a medio o largo plazo. Características de la solución propuesta. La medida de ahorro energético propuesta consiste en la su sustitución por lámparas de tecnología LED. Su rendimiento energético (lm/W) mejorado permite la sustitución directa de un sistema de lámpara halógena de 50 W por otro de tecnología LED de 4 W o 6 W, aumentando además la vida útil a 50.000 horas. Se propone la sustitución de todos los equipos halógenos, con un consumo actual de 207 kWh/año, que suponen un elevado coste económico anual tanto por consumo energético como por labores de mantenimiento. Los equipos LED que se proponen permiten ahorros de aproximadamente 45 €/año entre consumo y mantenimiento, con una inversión de 1.058 €. A continuación se muestra la tabla resumen con los datos económicos obtenidos, en los que se puede observar un periodo de tiempo de amortización excesivamente elevado debido al sistema de control de encendido que en la actualidad tienen ya este tipo de lámparas.
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 37 EVALUACIÓN ECONÓMICA DE LA PROPUESTAS DE SUSTITUCIÓN DE HALÓGENOS RETORNO DE LA INVERSIÓN 23,5 años AÑO 1 AÑO 2 AÑO 3 AÑO 4 AÑO 5 AÑO 6 AÑO 7 AÑO 8 AÑO 9 AÑO 10 ACTUAL Coste Mto. 13 13 13 14 14 14 14 15 15 15 Coste Energía 39 41 43 45 47 49 52 54 57 60 Coste Total 52 105 161 220 281 344 411 480 552 627 PROPUESTA Coste Inicial 1.058 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Coste Mto. 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Coste Energ. 8 9 9 10 10 11 11 12 12 13 Coste Total 1.066 1.075 1.085 1.094 1.105 1.115 1.127 1.139 1.151 1.164 Retorno Inv. - 1.015 - 970 -923 -875 -824 -771 -716 -659 - 599 -537 Coste inicial -1.058 € Ahorro en mantenimiento 13 13 13 14 14 14 14 15 15 15 Ahorro en consumo 30 32 33 35 37 39 41 43 45 47 Flujos de Caja Operativos -1.058€ 45 47 49 51 53 55 57 60 62 62 TIR - Tasa Interna Rentabilidad del Proyecto -11% VAN - Valor Actual Neto del Proyecto -748 € Tabla 17. Evaluación económica de la propuesta de sustitución de halógenas. 0 200 400 600 800 1.000 1.200 1.400 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Coste (€/año) ACTUAL PROPUESTA
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 38 4. MAE-IL Regulación de la iluminación en función de la presencia Ineficiencias observadas Actualmente la iluminación de los despachos permanece constantemente conectada durante el periodo de tiempo de trabajo, conectándose al comienzo de la jornada, por parte de los empleados de cada despacho. En despachos, existen periodos de tiempo en los que la iluminación está conectada sin presencia, debido a la salida de alguno de los trabajadores del despacho (café, comida, reuniones, etc.) Características de la solución propuesta. Se propone la instalación de equipos que permitan controlar la iluminación en función de la presencia de trabajadores en el despacho. Con ello se conseguiría el encendido de la luz únicamente cuando se detecte presencia de personas en el despacho. Para ello resulta necesaria la instalación del equipo detector de presencia, asociado al interruptor automático que conecta cada circuito de iluminación. El detector con tecnología PIR (detección infrarroja + pasiva) y cobertura de 360 º estaría empotrado en el techo y asociado a un botón pulsador estándar para encender la luz manualmente. Al encender el sistema el detector comprueba si hay ocupantes. El equipo propuesto del fabricante LEGRAND consiste en un detector modelo DETECTOR DUAL 360º, 90M2empotrable. Los estudios realizados por LEGRAND basados en el cálculo del ahorro como consecuencia de la instalación de este equipo, según marca la UNE 15193, es posible reducir el consumo de energía alrededor de un 10 %, debido a las características de trabajo en los despachos del edificio CIRCE. Evaluación energética y económica de la solución propuesta. Se propone la regulación de cada uno de los despachos, la biblioteca, el office y conserjería, en los que se encuentra un total de 111 puntos de luz, con una potencia de 9,9 kW, y un consumo de 27.102,37 kWh/año, de tal forma que se pueden conseguir ahorros del 10%. Se ha calculado el ahorro de energía conseguido sobre el sistema actual y teniendo presente los efectos cruzados sobre el sistema anteriormente propuesto del cambio a luminarias LED. Estos sistemas de ahorro tienen unas necesidades de inversión aproximadas de 120 € por equipo de control de presencia, debiendo situar un equipo en cada despacho.
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 39 SISTEMA PROPUESTO PARA DESPACHOS Ahorro energético (kWh/año) Ahorro económico (€/año) Ahorro de emisiones (kgCO2 /año) COSTE (€) Porcentaje de ahorro sobre sistema actual (%) Comentarios 662,5 99 199 2.880 10% Ahorro con la implantación de tecnología LED 2.710 407 813 2.880 10% Ahorro con tecnología actual INDICADORES ECONÓMICOS PAY BACK (AÑOS) TIR VAN (€) Comentarios 29 -12% -2.141 Tecnología LED 7 11% 144 Tecnología actual Tabla 18. Propuesta de regulación de la iluminación en función de la presencia.
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 40 5. MAE-IL Sectorización de la iluminación por despacho. Ineficiencias observadas Actualmente la totalidad de la iluminación de cada despacho, o zona de trabajo se conecta a través de un único interruptor, de esta forma, en caso de precisar iluminación únicamente en la zona del despacho más alejada de la iluminación natural, se deben encender el total de las luminarias del despacho. Prácticamente la totalidad de los despachos tienen acceso de luz natural, por lo que en algunos momentos la iluminación existente puede estar por encima de los 800-900 lux, en las zonas cercanas a las ventanas. Sin embargo, el sistema actual de control no permite la desconexión de circuitos de alumbrado según zonas o puestos de trabajo, a través de interruptores manuales, lo que impide la desconexión por puestos o áreas, e incluso en el caso de que únicamente este un empleado trabajando, la totalidad de la iluminación del despacho está conectada. Características de la solución propuesta. Se propone la sectorización de despacho en dos diferentes zonas/circuitos de forma que se pueda desconectar una o más líneas de luminarias en el caso de no ser precisas debido al acceso de luz natural o por la presencia de menos trabajadores. Esta medida es compleja de definir de forma exacta ya que el nivel de ocupación de los puestos de trabajo es variable. En cualquier caso se plantea la adaptación del circuito único actual de cada despacho en 2 circuitos diferenciados. Comparando las horas de sol en la ciudad de Zaragoza (registradas según horarios: amanecer y ocaso solar), se puede observar la existencia de muchas horas con presencia de luz solar durante la jornada laboral. Este tipo de sectorización servirá para poder hacer uso de sistemas de control de la iluminación en función de la luz natural de forma manual, aprovechando las horas de luz natural.
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 41 Figura 10. Gráfica comparativa entre el “horario solar” y el horario laboral aproximado. Valoración energético-económica La inversión a realizar es de aproximadamente 80€ por despacho, puesto que al encontrarse la totalidad de la instalación de iluminación vista, las acciones a realizar son sencillas. Debido a la buena orientación del edificio, con la práctica totalidad de los despachos situados en orientación sur y este, se espera que las luminarias junto a la línea de ventanas estén desconectadas aproximadamente 6 horas/día laboral. Para el cálculo de esta medida se han tenido presentes las distintas acciones de ahorro que pueden existir: SITUACIÓN ACTUAL Y PROPUESTA LED Consumo actual (kWh/año) Coste económico actual (€/año) Potencia actual (kW) Potencia “Apagada en horas de sol” (kW) Comentarios 6.625 993 4,8 2,4 Tecnología LED 27.102 4.065 9,9 4,9 Tecnología actual Tabla 19. Situación actual de la iluminación en despachos y propuesta de iluminación LED. 0:00 2:24 4:48 7:12 9:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36 0:00 Amanecer Atardecer Comienzo Jornada Laboral Fin Jornada laboral
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 48 Valoración económica Para la valoración económica y a partir de las temperaturas de consigna observadas, se establece una discordancia de 1-2ºC entre la temperatura de consigna establecida en los termostatos de control y la temperatura anteriormente recomendada. Por lo que se han calculado los siguientes ahorros: SISTEMA PROPUESTO PARA REFRIGERACIÓN Ahorro energético (kWh/año) Ahorro económico (€/año) Ahorro de emisiones (kgCO 2 /año) COSTE (€) PAY BACK (AÑOS) Porcentaje de ahorro sobre sistema actual (%) Comentarios 466,24 70 140 0 - 8% REFRIGERACIÓN - - - - - 7% CALEFACCIÓN Tabla 26. Características de ahorro del sistema propuesto para refrigeración. Al haberse realizado el presente estudio en época de verano, no se ha podido comprobar el comportamiento exacto de la instalación de calefacción. No obstante, se espera un comportamiento similar en el personal.
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 49 3. MAE-HVAC Control automático de encendido y stand by del sistema de refrigeración. Ineficiencias observadas Como se ha indicado en el presente documento el sistema de clima presenta un sistema de automatización que enciende/apaga el sistema de climatización en función de un horario prefijado. Se ha detectado a través del análisis de la curva de carga del sistema de climatización, que este sistema de control permite la conexión de los equipos desde primera hora de la mañana hasta las 18.00 horas, permaneciendo totalmente desconectadas hasta las 0.00h cuando se reinicia el estado “modo en espera” pudiendo conectarse en caso de actuar sobre el termostato, permaneciendo en este modo el fin de semana completo. Debido a este control, conviene destacar que se ha observado la conexión de los equipos los fines de semana, con un consumo aproximado de 19,37 kWh/día festivo. Durante el tiempo en el que la instalación de clima se encuentra funcionando en modo espera, se ha observado que demanda una potencia constante de 300 W. Esto es debido al circuito de maniobra que tienen todas las máquinas de respuesta automática, es decir, se trata del sistema que permite el “apagado activo de la máquina” de tal forma que el sistema mantiene controlado a una temperatura determinada el cárter de aceite de cada compresor frigorífico. Para esto, algunos equipos disponen de unas resistencias externas en forma de cinta y otros "inyectando" impulsos a baja frecuencia a las bobinas del compresor a través del variador (sistema inverter) sin que sea lo suficiente para que éste comience a girar demandando una mayor potencia. Características de la solución propuesta. Con el fin de eliminar este consumo innecesario en las horas fuera del horario laboral, se debe colocar un dispositivo de corte automático que desconecte el magneto-térmico del cuadro eléctrico de control de cada una de las máquinas que integran el sistema de climatización de forma que se desconecten totalmente, eliminando por completo el consumo del edificio en stand by (8 horas durante la noche en época de verano (15 de Junio a 10 septiembre, aprox.), y todo el día el resto del año. (El ahorro ha sido calculado para el cuadro principal).
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 50 SISTEMA PROPUESTO PARA LA DISMINUCIÓN DEL CONSUMO EN STANDBY DE LAS INSTALACIONES DE CLIMATIZACIÓN Horas de funcionamiento en Stand by Consumo en Ahorro energético (kWh/año) Ahorro económico (€/año) Ahorro de emisiones (kgCO2/año) COSTE (€) Stand by (kWh/año) 7.368 2.210 2.210 177 663 *50€ INDICADORES ECONÓMICOS PAY BACK (AÑOS) TIR VAN (€) 0,3 359% 1.267 Tabla 27. Características del sistema propuesto para eliminar el consumo en stand by. Los ahorros obtenidos debido a la utilización del sistema propuesto son de 2.210 kWh/año, equivalentes a 177 €/año, con un periodo de retorno de 0,3 años. Como inversión* únicamente se contempla la intervención de un técnico de mantenimiento que reconfigure/sustituya el equipo de control de la instalación. En el caso de la conexión del sistema de climatización fuera del horario laboral, no se ha planteado la desconexión del sistema debido a la presencia de trabajadores durante este tiempo, por lo que se deja a la elección de la organización. SISTEMA PROPUESTO PARA LA DISMINUCIÓN DEL CONSUMO EN DIAS FESTIVOS Dias festivos/año Días festivos en periodo de refrigeración Consumo medio día festivo (kWh/año) Ahorro energético (kWh/año) Ahorro económico (€/año) Ahorro de emisiones (kgCO2/año) COSTE (€) 118 27 19,37 522 41,76 156,6 *50€ INDICADORES ECONÓMICOS PAY BACK (AÑOS) TIR VAN (€) 1,2 88% 261 Tabla 28. Sistema propuesto para eliminar consumo stand by días no laborables. También se propone complementar el sistema de control automático de encendido del sistema de climatización, a través de una sonda de temperatura exterior, que inhabilite la conexión de los equipos de frío en caso de la que la temperatura exterior sea menor a la temperatura de confort de 25ºC. De tal forma que se pueda producir una ventilación natural del edificio a través de la apertura de las ventanas de los despachos. Observando la evolución de temperaturas medias exteriores, en el periodo de encendido del sistema de refrigeración de 2012, se puede observar un total de 41 días con una temperatura media menor a 26ºC, no obstante, a lo largo del día, principalmente a las horas centrales, sí que se precisará del encendido de los equipos.
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 51 Figura 13. Gráfica comparativa entre temperatura media exterior y temperatura de confort marcada por el R.I.T.E. Esta limitación de funcionamiento puede ser sustituida por un protocolo de actuación de los trabajadores, en el que se utilicen al máximo las posibilidades de refrigeración pasiva del edificio. 0 5 10 15 20 25 30 35 Temperatura ºC Dias periodo de Refrigeración Tª Media Exterior Tª Confort
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 52 1. RE-HVAC Mejoras en el manto vegetal Ineficiencias observadas Se han observado deficiencias en el mantenimiento de la cubierta vegetal del edificio. Esta cubierta vegetal produce importantes mejoras en el comportamiento térmico del mismo. Se disminuyen las pérdidas de energía a través de la cubierta debido al aislamiento térmico que proporciona la tierra vegetal y durante el verano son menores las ganancias solares debido a la inercia térmica del manto vegetal. Este efecto supone un aumento de las condiciones de confort y un ahorro energético en el sistema de climatización del edificio. Asimismo, las cubiertas vegetales mejoran estéticamente el edificio y el microclima del entorno, reduciendo el efecto "isla de calor" y mejorando la calidad del aire al absorber CO2 y proporcionar O2. Al encontrarse en mal estado este manto vegetal, el funcionamiento térmico pasivo de esta parte del edificio se ve considerablemente afectada, además de poder ocasionar problemas técnicos de la envolvente. También conviene destacar que la vegetación de hoja caduca planteada en el proyecto del edificio rodeando todo el perímetro del edificio, se encuentra en un estado de muy bajo crecimiento. Esta vegetación tiene una serie de características que permiten mejorar el comportamiento de los edificios y hace que mejoren las condiciones ambientales a su alrededor: •Regulación de la temperatura (mejora el microclima). •Protección contra el ruido. •Mejora de la calidad del aire. •Protección del viento. •Protección solar y aislamiento térmico. Características de la solución propuesta. Se propone la restauración del sustrato vegetal de la cubierta del edificio, además de la recuperación, replantación y aumento de la vegetación perimetral del edificio. Las capacidades de ahorro de estos sistemas vegetales son difíciles de cuantificar, ya que dependen de multitud de variables, debiéndose verificar de forma experimental, mediante mediciones in situ.
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 53 3.3 Medidas de ahorro energético en ofimática. 1. MAE-OF Disminución del consumo energético en stand by. Descripción de la Medida de Ahorro Energético Al acabar la jornada laboral, muchos ordenadores, monitores, impresoras… siguen consumiendo energía aunque nadie los use al permanecer en posición stand by (con el piloto luminoso encendido), e incluso aunque estén apagados del todo, por el simple hecho de permanecer conectados a la red. Algunos dispositivos ópticos, como teclados o ratones, siguen también encendidos aunque se haya apagado el ordenador. Por eso es importante desconectar todos los equipos por completo de la red. Para evitar estos “consumos fantasma” tan habituales en un edificio y asegurarse de que no se producen consumos de energía innecesarios en modo espera durante las ausencias nocturnas, festivos y fines de semana, se recomienda conectar todos los equipos de una zona de trabajo en una base de enchufes múltiple, o regleta, con interruptor, de manera que al acabar la jornada laboral se puedan apagar todos a la vez de la toma de corriente pulsando el interruptor de la regleta. Cabe destacar que la utilización de regletas con filtro de red, aportaría seguridad a la instalación eléctrica y fiabilidad a los equipos, puesto que este tipo de regletas evitarían fluctuaciones bruscas en la tensión de la red eléctrica y minimizarían también la posibilidad de fallo de las fuentes de alimentación lo que alargaría su vida útil y evidentemente reduciría costes de mantenimiento. Imagen 9. Regletas con interruptor: izquierda – con filtro de red; derecha – sin filtro de red. También pueden usarse enchufes programables que permiten el apagado y encendido automático de todos los equipos conectados a ellos, dentro de los horarios seleccionados por los usuarios, evitando así tener que apagar manualmente la regleta o incorporar su desconexión al sistema de gestión del edificio de la misma forma que se hace con el sistema de climatización. En el mercado también pueden encontrarse regletas protectoras, que mediante una conexión USB apagan o encienden los periféricos del ordenador (o del equipo de multimedia) cuando este se enciende o apaga. Igualmente, muchos dispositivos ópticos en el mercado incorporan una función de ahorro de energía mediante la cual se apagan automáticamente pasados 30 minutos de inactividad.
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 54 Evaluación energética y económica de la solución propuesta. Se propone la instalación de regletas con filtros de red, a cada una de las cuales se conectarán los equipos ofimáticos de la zona de trabajo correspondiente. Se han contabilizado 28 salas en las que se trabaja con equipos de ofimática, incluyendo todos los despachos y oficinas, la conserjería, el laboratorio IER y la sala de informática, colocándose un promedio de dos regletas en cada sala. Se ha estimado que el coste unitario de las mismas es de 20 € para una regleta de cinco conexiones con filtro de red. La instalación de ofimática tiene una demanda de potencia algo inferior a los 10 kW y presenta un consumo de unos 18.200 kWh/año. Con la medida que se propone, se pueden conseguir ahorros de hasta el 30%, ya que como se ha mostrado en la revisión energética, una parte importante del consumo de energía en stand by proviene de los equipos ofimáticos y su conexión tras la jornada laboral. La estimación del ahorro económico se ha calculado considerando un coste de la energía eléctrica de 0,08 €/kWh, puesto que el ahorro de energía eléctrica se produce fundamentalmente en períodos fuera del horario laboral (horas valle). Se ha estimado un ahorro máximo del 30%. SISTEMA PROPUESTO PARA ELIMINAR EL CONSUMO EN STAND BY DE EQUIPOS OFIMÁTICOS Ahorro energético (kWh/año) Ahorro económico (€/año) Ahorro de emisiones (kgCO2 /año) COSTE (€) Porcentaje de ahorro sobre sistema actual (%) PAY BACK (AÑOS) TIR VAN (€) 2.730 220 820 1.120 30% 2,5 19% 505 Tabla 29. Ahorros en el consumo de ofimática. Otras recomendaciones: Otro sistema de ahorro en equipos ofimáticos es la correcta configuración de estos, con el fin de que presenten el menor consumo. Para ello se debe configurar el modo energía del ordenador de tal forma que en momentos de inactividad, el equipo reduzca al máximo su consumo. Las recomendaciones de configuración son las siguientes: -Apagar el monitor: 5 minutos de inactividad. -El sistema hibernará: 15 minutos de inactividad. Por último, se adjunta a continuación una tabla explicativa acerca de cómo gestionar el equipo al finalizar el trabajo.
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 55 TABLA RESUMEN FUNCIONES AHORRO DE ENERGÍA EN ORDENADORES CARACTERÍSTICAS ESTADO AL VOLVER A UTILIZAR EL ORDNADOR ¿CUÁNDO UTILIZARLO? SUPENDER Interrumpe el suministro de energía en todos los elementos, salvo en la memoria RAM. Permite seguir descargando información y ejecutando los programas activos. El sistema vuelve al mismo estado antes de suspenderse, en pocos segundos. Si hay un corte de luz se pueden perder los datos y trabajos activos que no se hubieran guardado · En periodos cortos que no se use el equipo (10 - 30 min). · Ahorrar energía de las baterías en los portátiles. HIBERNAR Guarda una imagen del escritorio con todos los archivos y documentos abiertos y desconecta la alimentación del equipo. Los archivos y documentos se abren en la misma ubicación y estado en que se encontraban previamente, sin perder los trabajos ante cortes de luz. · Durante periodos largos de inactividad. · Evita tener que cerrar todos los archivos, apagar, reiniciar y volver a abrir los archivos APAGAR Apaga por completo el sistema. El sistema se reinicia por completo. · Para pausas largas de más de 1 hora. · Al finalizar la jornada. Tabla 30. Tabla resumen de funciones de ahorro de energía en ordenadores. Como medida de bajo coste, se recomienda llevar a cabo una campaña de divulgación de estos criterios de utilización de los equipos informáticos. Formando a los empleados en este sentido se pueden alcanzar ahorros de entre el 10 y el 20% de la energía.
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 56 1. RE-OF Adquisición de equipos más eficientes. Descripción de la Medida de Ahorro Energético A la hora de plantear la compra de equipos informáticos, se recomienda considerar el consumo energético de los equipos optando por aquellos que poseen un mayor rendimiento energético y que pueden llegar a consumir un 50 % menos de energía que un equipo convencional. Además, se recomienda la comprobación de la existencia en los ordenadores de la etiqueta “EnergyStar”. Esta etiqueta indica que los dispositivos electrónicos tienen la capacidad de entrar en un modo de baja energía o “modo reposo” después de un periodo de actividad. Características de la solución propuesta. Se recomienda tener en cuenta criterios de eficiencia energética a la hora de adquirir nuevos equipos, de tal forma que otro de los factores para determinar el modelo de compra sea su consumo de energía. Para consultar una muestra de los equipos más eficientes del mercado se puede acudir a la página Top-ten Europa (www.topten.eu) correspondiente a un proyecto europeo encuadrado dentro del programa “IntelligentEnergyforEurope”.
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 57 3.4 Medidas de ahorro energético en resto de equipos eléctricos. 1.MAE-OEE Diminución del consumo energético en ascensores Ineficiencia observada Como se ha indicado anteriormente en la presenta revisión energética, el ascensor presenta un nivel de utilización mínimo. Sin embargo, su iluminación interior, formada por dos fluorescentes tubulares de 18 W, permanece encendida 24 horas al día y 365 días al año. Características de la solución propuesta La normativa vigente para ascensores1 establece que: “En ascensores equipados con puertas automáticas se puede apagar la luz de cabina si la cabina está aparcada con puertas cerradas.” La solución que se propone para mitigar este consumo de energía continuo es incorporar un detector de presencia. El dispositivo propuesto, con tecnología PIR (detección infrarroja + pasiva) y cobertura de 360 º, es el mismo que en el caso de los despachos: equipo del fabricante LEGRAND, consistente en un detector modelo DETECTOR DUAL 360º,90M2empotrable. El precio unitario del equipo que se plantea asciende a unos 120 €. SISTEMA PROPUESTO PARA EL ASCENSOR Ahorro energético (kWh/año) Ahorro económico (€/año) Ahorro de emisiones (kgCO2 /año) COSTE (€) Porcentaje de ahorro sobre sistema actual (%) Comentarios 395 60 119 120 100% Se ha considerado un ahorro del 100 % debido a la utilización mínima del ascensor. INDICADORES ECONÓMICOS PAY BACK (AÑOS) TIR VAN (€) 2 54% 326 Tabla 31. Características del sistema propuesto para el ascensor. 1Real Decreto 88/2013, de 8 de febrero, por el que se aprueba la Instrucción Técnica Complementaria AEM 1 “Ascensores” del Reglamento de aparatos de elevación y manutención, aprobado por el Real Decreto 2291/1985, de 8 de noviembre.
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 64 2. MAE-GE Revisión del protocolo de buenas prácticas. Tal y como se ha indicado al inicio de la presente auditoría, el edificio CIRCE es un claro ejemplo de arquitectura bioclimática, aplica los principios de la bioconstrucción y tiene como finalidad comportarse como una máquina térmica que proporcione confort en todas las estaciones del año, con el máximo respeto al medio ambiente. Para alcanzar un aprovechamiento óptimo de los sistemas activos y pasivos que se encuentran integrados en el edificio, es completamente indispensable que todo el personal usuario del mismo cumpla con unas instrucciones de uso o buenas prácticas, para que el edificio funcione tal y como se desea y para el objeto que ha sido diseñado. Por este motivo, se propone la revisión del actual documento de buenas prácticas del edificio y su difusión a los trabajadores y personal de conserjería, limpieza, mantenimiento, etc. En dicho documento se reúnen los protocolos de actuación para los distintos sistemas e instalaciones, tanto activas como pasivas. Debe describir las pautas a seguir para utilizar de forma eficiente cada uno de los sistemas del edificio en invierno, en verano y en épocas de climatología intermedia. Con el desarrollo de la medida propuesta se pretende actuar en la disminución de la demanda de energía del edificio para la época de calefacción y refrigeración, siendo especialmente significativo por su peso en el consumo de energía total del edificio en el caso de la calefacción. REVISIÓN DEL MANUAL DE BUENAS PRÁCTICAS Ahorro energético (kWh/año) Ahorro económico (€/año) Ahorro de emisiones (kgCO2 /año) COSTE (€) Porcentaje de ahorro sobre sistema actual (%) Comentarios 5.400 475 1.100 900 8-10 % Se considera un ahorro aproximado del 10 % sobre el total del consumo de gas en calefacción del edificio INDICADORES ECONÓMICOS PAY BACK (AÑOS) TIR VAN (€) 1,9 57% 2.365 Tabla 34. Ahorro obtenido en calefacción siguiendo el manual de buenas prácticas.
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 65 3.6 Medidas de ahorro energético en facturación. 1. MAESE Optimización de potencia contratada Se ha observado una potencia facturada muy alta respecto a la demanda del edifico, tal y como se observa en la gráfica adjunta, la potencia contratada es de 200 kW (Se factura el 85% de esta potencia, 170 kW), sin embargo la potencia máxima demandada en 2012 fue de 92 kW en el mes de marzo, esto produce un sobre coste en la facturación del edifico. Figura 15. Gráfica anual de demanda y facturación de potencia eléctrica. A partir de la facturación actual se observa un coste anual de 7.036 €, en concepto de término de potencia contratada, según se muestra en la siguiente tabla. TARIFACIÓN EN 3 PERIODOS PARA LAS POTENCIAS ACTUALES (SIN OPTIMIZAR) P. contratada (kW) (€/kW año) Máxima potencia demandada (kW) Enero Febr. Marzo Abril Mayo Junio Julio Ago. Sept. Oct. Nov. Dic. Punta 200 23,541922 48 64 40 76 52 56 56 48 44 64 52 52 Llano 200 14,517671 56 76 92 36 52 48 48 40 48 76 60 56 Valle 200 3,329068 24 24 52 40 44 60 48 44 44 48 52 52 POTENCIA FACTURADA (kW) Punta 170 170 170 170 170 170 170 170 170 170 170 170 Llano 170 170 170 170 170 170 170 170 170 170 170 170 Valle 170 170 170 170 170 170 170 170 170 170 170 170 FACTURACIÓN (€) Punta 333 333 333 333 333 333 333 333 333 333 333 333 Llano 205 205 205 205 205 205 205 205 205 205 205 205 Valle 47,2 47,2 47,2 47,2 47,2 47,2 47,2 47,2 47,2 47,2 47,2 47,2 TOTAL 586 586 586 586 586 586 586 586 586 586 586 586 TOTAL 7.036,07 € Tabla 35. Desglose de facturación con contratación de potencia actual. 0 50 100 150 200 250 1-1-12 0:00 1-2-12 0:00 1-3-12 0:00 1-4-12 0:00 1-5-12 0:00 1-6-12 0:00 1-7-12 0:00 1-8-12 0:00 1-9-12 0:00 1-10-12 0:00 1-11-12 0:00 Potencia (kW) Potencia demandada Potencia Facturada Potencia Contratada
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 66 Es necesario explicar brevemente la distinción entre períodos de punta, llano y valle (discriminación horaria de tres períodos), así como la metodología a seguir para calcular le potencia facturada a partir de la potencia medida. •Discriminación horaria: Según establece el Ministerio de Industria, Turismo y Comercio en la Orden ITC/3801/2008, los períodos de punta (máximo coste), llano (coste medio) y valle (mínimo coste) corresponden a las siguientes franjas horarias: Periodos de facturación eléctrica (3 períodos) ORDEN ITC/3801/2008 INVIERNO VERANO FIN DE SEMANA + FESTIVOS 0:00-1:00 VALLE VALLE VALLE 1:00-2:00 2:00-3:00 3:00-4:00 4:00-5:00 5:00-6:00 6:00-7:00 7:00-8:00 8:00-9:00 LLANO LLANO 9:00-10:00 10:00-11:00 PUNTA 11:00-12:00 12:00-13:00 13:00-14:00 14:00-15:00 15:00-16:00 16:00-17:00 LLANO 17:00-18:00 PUNTA 18:00-19:00 LLANO 19:00-20:00 20:00-21:00 21:00-22:00 22:00-23:00 23:00-24:00 LLANO Tabla 36. Discriminación horaria – tres períodos.
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 67 •Metodología de cálculo de la potencia facturada: Para la determinación de potencia a facturar se parte de la medida de un maxímetro. Este dispositivo es un instrumento de medida eléctrica que indica la potencia media demandada cada cuarto de hora. A partir de esta medida, se calcula la potencia a facturar según las ecuaciones siguientes: -Si la potencia máxima registrada por el maxímetro (PR) es inferior al 85% de la potencia contratada (PC): PR < 0,85 PC La potencia de facturación será: PF = 0,85 PC Por este motivo, la potencia facturada actual en CIRCE es de 170 kW (85% de 200 kW). -Si la potencia máxima registrada por el maxímetro es igual o superior al 85% de la potencia contratada, pero menor o igual al 105% de la potencia contratada: 0,85 PC ≤ PR ≤ 1,05 PC La potencia de facturación será: PF = PR -Si la potencia máxima registrada por el maxímetro es superior al 105% de la potencia contratada: PR > 1,05 PC La potencia de facturación será: PF = PR + 2 (PR - 1,05 PC) Características de las medidas propuestas Con el fin de reducir este coste se ha realizado un proceso iterativo, con distintas potencias, con el fin de observar cuál de ellas produce una menor facturación, y el resultado obtenido es el siguiente: TARIFACIÓN EN 3 PERIODOS PARA LAS POTENCIAS ACTUALES (OPTIMIZADAS) P. contratada (kW) (€/kW año) Maxim a potencia demandada (kW) Enero Febr. Marzo Abril Mayo Junio Julio Ago. Sept. Oct. Nov. Dic. Punta 60,97638893 23,541922 48 64 40 76 52 56 56 48 44 64 52 52 Llano 65,88256867 14,517671 56 76 92 36 52 48 48 40 48 76 60 56 Valle 51,38390035 3,329068 24 24 52 40 44 60 48 44 44 48 52 52 POTENCIA FACTURADA (kW) Punta 52 64 52 100 52 56 56 52 52 64 52 52 Llano 56 90 138 56 56 56 56 56 56 90 60 56 Valle 44 44 52 44 44 72 48 44 44 48 52 52 FACTURACIÓN (€) Punta 102 126 102 196 102 110 110 102 102 126 102 102 Llano 68 108 167 68 68 68 68 68 68 108 73 68 Valle 12 12 14 12 12 20 13 12 12 13 14 14 TOTAL 182 246 283 276 182 198 191 182 182 247 189 184 TOTAL 2.540,59 € Tabla 37. Desglose de facturación con contratación de potencia óptima.
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 68 Es importante destacar, que aunque los valores anteriormente mostrados son los óptimos para al cálculo desde el punto de vista de las restricciones contractuales, la potencia a contratar deberá ser de: POTENCIA A CONTRATAR PROPUESTA Punta 61 Llano 66 Valle 66 Tabla 38. Valores de potencia a contratar propuestos. Esto es debido a que la potencia contratada deber ser PUNTA ≤ LLANO ≤ VALLE, y tratarse de un número entero. Por lo tanto, el ahorro conseguido es el siguiente: Tabla 39. Facturación en término de potencia con valores de potencia propuestos. Finalmente, los ahorros son de 4.470 €/año, debiendo tener presente que la compañía puede realizar un cargo debido a la variación de la potencia según condiciones acordadas en el contrato de suministro. Antes de llevar a cabo la medida propuesta, se debe comprobar posibles ampliaciones que se tengan pensadas realizar en el edificio que modifiquen el nivel de potencia demandada. TARIFACIÓN EN 3 PERIODOS PARA LAS POTENCIAS ACTUALES (OPTIMIZADAS) P. contratada (kW) (€/kW año) Maxima potencia demandada (kW) Enero Febr. Marzo Abril Mayo Junio Julio Ago. Sept. Oct. Nov. Dic. Punta 61 23,541922 48 64 40 76 52 56 56 48 44 64 52 52 Llano 66 14,517671 56 76 92 36 52 48 48 40 48 76 60 56 Valle 66 3,329068 24 24 52 40 44 60 48 44 44 48 52 52 POTENCIA FACTURADA (kW) Punta 52 64 52 100 52 56 56 52 52 64 52 52 Llano 56 90 138 56 56 56 56 56 56 90 60 56 Valle 44 44 52 44 44 72 48 44 44 48 52 52 FACTURACIÓN (€) Punta 102 126 102 196 102 110 110 102 102 126 102 102 Llano 68 108 167 68 68 68 68 68 68 108 73 68 Valle 16 16 16 16 16 17 16 16 16 16 16 16 TOTAL 185 249 284 279 185 194 193 185 185 249 190 185 TOTAL 2.565,69 €
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 69 3.7 Medidas de ahorro energético singulares. A continuación se propone una medida denominada “singular” ya que debido a sus características, volumen de inversión o al depender de la aparición de nuevas normativas en un primer momento no se considere, pero en un futuro sea posible su realización. 1. MAE-MS Autoconsumo de energía a través de la generación de pequeña potencia. Como medida singular se propone la colocación de una instalación de energía solar fotovoltaica con el fin de auto-consumir la energía generada evitando por tanto la compra de una parte del total de energía consumida por el edificio. Actualmente, esta opción viable desde el punto de vista normativo, de acuerdo con el Real Decreto 1699/2011, por el que se regula la conexión a red de instalaciones eléctricas de pequeña potencia. Es legal el autoconsumo de la energía generada, no siendo posible todavía su gestión de venta de excedentes en el modelo de Balance Neto, que se espera sea aprobado en la próxima reforma energética. Por tanto, se trata de generar la máxima energía posible y consumirla en el propio edificio al 100 % sin generar excedentes, permitiendo cubrir un porcentaje de la demanda del edificio y no siendo necesaria la compra de esa electricidad, lo que repercute en un menor coste en la facturación eléctrica. Debido a que no se plantea ningún tipo de almacenamiento de energía, el edificio permanecerá con el actual sistema de conexión y la energía restante demandada provendrá del actual contrato eléctrico. Las condiciones de radiación existentes en el emplazamiento del edificio, según el atlas climático de Aragón son las siguientes: Tabla 40. Radiación solar global media sobre la horizontal. kWh/m2 día. A partir de los estudios realizados por el Área de Recursos Naturales de CIRCE, se va a dimensionar el sistema de anclaje y estructura, así como la configuración eléctrica de un generador fotovoltaico ubicado en las inmediaciones del edificio Circe. Este generador fotovoltaico estará compuesto por paneles de seis tecnologías diferentes: Monocristalino, Policristalino, CIS, silicio amorfo, bifacial y silicio amorfo de triple unión.
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 70 El primer punto a tener en cuenta será contabilizar el número de paneles que están disponibles (ya se han adquirido pero no se han instalado) por tecnología, así como las características técnicas de los mismos. En la tabla 41 se encuentra la información disponible sobre estos paneles fotovoltaicos: Fabri can te Modelo Tec nolo gía Pot. pico (W) Unidades Medidas (m) Eficiencia (%) Icc (A) Vca (V) Solarfun SF080-18 m-Si 80 8 1.21x0.55 11.97 5 21.8 Solarfun SF120-18 p-Si 120 8 1.49x0.68 11.87 7.37 22.3 Würth WS11007 CIS 75 10 1.20x0.60 10.56 2.4 44.5 Kaneka GEA 60 a-Si 60 12 0.99x0.96 6.35 1.19 91.8 Unisolar ES-124 a-Si triple 124 6 2.46x0.79 6.25 5.1 42 S olarwin d MSW 100/40 bifacial 100/ 40 10 1 .18x0. 65 - 7 21.6 Tabla 41. Características técnicas de los paneles fotovoltaicos disponibles. El segundo punto a tener en cuenta será la ubicación del generador fotovoltaico. Se ha analizado la superficie disponible en la explanada de tierra ubicada en las proximidades del edificio Circe, de manera que el cableado esté cercano al laboratorio de integración de EERR. La anchura disponible es de 18 metros. La longitud desde la elevación de tierra en dirección sur, hasta la puerta del laboratorio de integración de EERR es de 35 metros, por lo que se dispone de una parcela de 630 m2 con orientación sur, donde ubicar el generador fotovoltaico. Para minimizar costes de estructuras y puesto que se dispone de profundidad disponible, se ha decidido ubicar los paneles en dos estructuras orientadas al sur, con una inclinación de 30 grados (óptima para producción anual). Puesto que cada una de las tecnologías de los paneles posee unas características técnicas en cuestión de tensión y corriente muy diferentes, se ha optado por conectar cada una de las tecnologías a un inversor independiente. La potencia total fotovoltaica contabilizando los 54 paneles mostrados en la tabla 41 es de 5214 W pico. Puesto que hay seis tecnologías diferentes, se requerirán seis inversores fotovoltaicos de baja potencia.
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 71 Estructuras de anclaje: Una vez mostrada la tipología y número de paneles que compondrán el generador fotovoltaico del edificio Circe, así como la posible ubicación del mismo, a continuación se detallará el prediseño de las estructuras de anclaje para soportar al generador. Tras analizar las dimensiones y número de paneles fotovoltaicos disponibles, se ha considerado como una opción interesante la instalación de dos estructuras fijas de idénticas dimensiones. Este sistema proporciona la ventaja de ocupar poca superficie de terreno, dimensiones adecuadas para poder realizar con facilidad operaciones de mantenimiento o medición y robustez suficiente como para soportar las cargas de viento a las que el generador se verá expuesto. La estructura de anclaje diseñada estará compuesta por: -Perfiles de acero tipo IPE definidos mediante las normas: UNE 36526:1994 - Productos de Acero Laminados en Caliente. Perfiles IPE. Medidas y UNE-EN 10034:1994 - Perfiles I y H de Acero Estructural. Tolerancias dimensionales y de forma. Se recomienda utilizar un perfil IPE 120 cuyas dimensiones características se muestran resumidas en la figura siguiente. Este perfil posee un peso de 10,4 kg/m. Figura 16. Dimensiones características del perfil IPE 120. -Pletina de anclaje de acero para fijación a cimentación. -Tirantes de acero para la estructura para soportar cargas de viento. -Raíles de sujeción de acero galvanizado tipo MQ-41 de la empresa Hilti. A partir de la información anterior, se han diseñado dos estructuras gemelas donde se instalarán los paneles fotovoltaicos. La primera estructura se ha dimensionado para soportar la totalidad de los paneles SF080-18, SF 120-18, WS 11007/75 y MSW 100/40. La segunda estructura ha sido dimensionada para ubicar la totalidad de los paneles GEA 60 y seis de los siete paneles ES-124. Ambas estructuras estarán compuestas por tres pórticos triangulares compuestos a su vez por tres perfiles IPE 120 (nueve perfiles), seis pletinas de anclaje y cuatro tirantes. El número de raíles de sujeción variará dependiendo del número y tipología de paneles fotovoltaicos a soportar. En la primera estructura se recomiendan un total de doce raíles y en la segunda estructura un total de ocho raíles.
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 72 A continuación, se muestra una vista 3D de ambas estructuras. Figura 17. Estructura 1 para soporte de módulos fotovoltaicos. Figura 18. Estructura 2 para soporte de módulos fotovoltaicos. En dichas figuras se muestran las estructuras y los diferentes paneles fotovoltaicos donde la leyenda por colores es la siguiente: Figura 17: -Gris: diez paneles WS11007/75 -Amarillo: ocho paneles SF080-18 -Cian: ocho paneles SF120-18 -Rojo: diez paneles MSW100/40 Figura 18: -Rosa: doce paneles GEA 60 -Verde: seis paneles ES-124. Para la ubicación final de ambas estructuras, se ha elegido disponer la estructura 1 con orientación sur. La separación con la elevación en dirección sur deberá ser de al menos 8 metros para evitar sombreamientos. La estructura 2 se dispondrá alineada con la estructura 1 con una distancia de separación entre ambas estructuras que asegure, según recomendaciones del IDAE, cuatro horas de sol al mediodía el día 21 de Diciembre. Esta separación ha sido calculada y ha resultado ser de 11,37
Auditoría energética Edificio CIRCE Francisco Royo Aguado 73 metros. Puesto que se dispone de espacio suficiente, se recomienda dejar una distancia de separación de 12 metros. Cimentación: Para plantear la cimentación de soporte se plantean dos posibilidades diferentes: -La primera de ellas, se basa en realizar cimentación mediante hormigón únicamente en los sistemas de anclaje con el suelo. Se propone un cubo de un metro de lado (1 m3) para cada una de las seis fijaciones al suelo por cada estructura, siendo un total de doce. Esta cimentación permitiría una protección suficiente contra las cargas propias y ambientales con un consumo mínimo de hormigón. Esto haría un total de 12 m3 de hormigón. -El segundo de los sistemas que se propone es una solera en lámina para toda la estructura. La superficie de esta lámina será de 5,5 metros en dirección Sur y 8 metros en dirección Este-Oeste por cada una de las estructuras (44 m2). La profundidad recomendada para esta solera será similar a la del caso anterior (zapata de 1 m de profundidad y 0.5 m de ancho) en las zonas donde se vaya a perforar para hacer los amarres y podrá tener una profundidad de unos 10 cm para el resto de la zona inferior de la estructura. En la figura siguiente, se muestra la posible ubicación de las estructuras. Figura 19. Esquema de ubicación de la cimentación para las estructuras.