PARAMETROS DE DISEÑO
& AUDITORIA ENERGETICA

De todos los factores de conservación de energía, el de mayor significado en el consumo anual de una instalación será cómo se use la instalación (el modo de utilizarla). Esto es más importante que el tipo o capacidad de los sistemas de calefacción, ventilación, refrigeración, tipo de calderas, enfriadores y procesos y el total de acristalamiento o aislamiento o alumbrado.

Es esencial, por otra parte, si no obligatorio, para el ingeniero de diseño tener una relación definitiva de trabajo para cada actividad que ha de optimizar en la instalación o central antes de considerar las opciones de conservación de energía. Esta relación es parte del programa del proyecto de diseño y es un tópico discutido y deberían incluirse los siguientes ítems por cada espacio y área:

·Una descripción detallada del trabajo que se ha realizado.

·Tipo de equipo del proceso tanto en calefacción como en refrigeración.

·Número de trabajadores o personal por turnos para sábados, domingos y días festivos así como en vacaciones.

·El porcentaje del equipo que trabaja al mismo tiempo y el promedio de la capacidad total para todo el equipo por turnos de sábados, domingos, festivos y vacaciones. Si esta información no está disponible se pedirá el % de la máxima capacidad del equipo que está operando por cada hora de cada turno de sábados, domingos, festivos y vacaciones.

El presupuesto anual de energía depende del tipo de instalación (tales como oficinas, hospitales, instituciones o almacenes). El propietario o usuario establece el presupuesto energético. Si este no está disponible, el ingeniero deberá establecer un presupuesto para someterlo al propietario o usuario para su aprobación antes de iniciar el diseño. Es responsabilidad del diseñador seleccionar o diseñar un sistema integrado total cuyo consumo anual de energía no excederá el presupuesto energético del proyecto.

Si el proyecto es una instalación nueva, el ingeniero de diseño puede iniciar el diseño de conservación energética. Sin embargo, si el proyecto es de remodelación, debe efectuarse una auditoría energética de las instalaciones existentes antes de que el ingeniero diseñador pueda emprender el proyecto de conservación energética.

El propósito de una auditoría energética tipo simple:

·Enseñar o mostrar cuánta energía está siendo utilizada anualmente y para qué fines.

·Identificar áreas de potencial ahorro energético (necesidades de calefacción ó refrigeración) y áreas de despilfarro de energía.

·Obtener datos precisos para preparar planes y especificaciones para reducir, disminuir o eliminar los despilfarros identificados en la auditoría.

Es práctica general establecer prioridades para las recomendaciones de la auditoría energética, comenzando por las de mayor efectividad de costes y procesando hacia las opciones de menor efectividad de costes energéticos.

Antes de proponer o hacer cualquier modificación a un sistema en particular, el diseñador debería estudiar cuidadosamente todos los efectos posibles sobre la totalidad de la instalación. Por ejemplo, una reducción en la utilización de la energía para uno o más subsistemas puede resultar en un incremento del consumo total energético. Una visión de conjunto del trabajo de auditoría puede prepararse para instalaciones residenciales, comerciales o institucionales o por industrias seleccionando convenientemente los ítems aplicables de los siguientes procedimientos:
Consumos de la instalación.- Obtener los registros diarios y anuales de las cantidades y costes de cada tipo de energía:

·Combustibles líquidos (por clases).

·Gas (natural, propano, ciudad, etc).

·Carbón (por tipo y clase).

·Electricidad.

Si esta información está disponible por funciones, sistemas y procesos (tales como oficinas, cafetería o fabricación) deberá registrarse como tal. Identificar todos los equipos observando tiempos de parada en periodos extensos de tiempo y determinar cuáles podrían desconectarse.

Aislamiento.- Identificar zonas de aislamiento dañado o inexistente sobre los sistemas de tuberías, conductos y equipos. Ver si el tipo y espesor del aislamiento en paredes y techo y sobre tuberías o conductos está adecuado a los estándares de conservación normales de energía. Si no, ver si sería económico reemplazar con aislamiento de adecuado espesor o calidad o añadir nuevo tipo de aislamiento sobre el existente. Si hay indicios de que el aislamiento del edificio, tuberías, conductos y equipo implicado puede ser inadecuado, una revisión con equipo de infrarrojos sobre los equipos deberá usarse para identificar las áreas calientes (áreas de mayor pérdida energética).
Acristalamiento.- ¿Es el área de vidrio elevada? (25% o más del total área muros) ¿Hay grandes áreas de vidrio expuestas al Oeste y Norte? ¿Es el acristalamiento de un solo vidrio? Si el edificio está totalmente tratado con aire acondicionado, especialmente con grandes áreas de acristalamiento expuestas al oeste, deberá evaluarse la posibilidad de reemplazar los vidrios únicos con el sistema Thermopane de características sombreadas o tintadas para servicio en verano así como la reducción de las superficies vítreas.

Infiltración.- ¿Son estancas las ventanas y puertas exteriores y están en buenas condiciones sus aledaños? Todas las zonas defectuosas o cuestionables deberán ser restauradas y/o reemplazadas. ¿Hay junta de estanqueidad alrededor de las ventanas y puertas exteriores? ¿Están en buenas condiciones? Si están defectuosas, deberían ser retiradas y reemplazadas. Si faltan, deberán instalarse. Las ventanas rotas deberán ser reemplazadas. ¿Tienen todas las entradas de personal que se usan a diario vestíbulos con dobles puertas? Si no ¿es costoso su suministro? Especialmente en las zonas que tienen inviernos largos, es buena práctica colocar vestíbulos en todas las puertas que se usen con mucha frecuencia. ¿Tienen los muelles de carga tiras de cierre o cortinas de aire? Si no lo tienen ¿es costoso el proveerlos, así como a las puertas, de estos accesorios?.

UVentilación.- ¿Tiene el aire exterior un volumen de consigna bajo? Es efectivo desde un punto de vista energético no recircular sino un mínimo pie/min (m/s) de aire exterior (que es el requerido para añadir oxígeno y diluir los gases infiltrables, por ejemplo, monóxido de carbono y dióxido de carbono), a través de un sistema de filtrado usando filtros de partículas de alta eficiencia (para retirar las partículas) en serie con absorbedores de gas (para retirar los gases polucionantes).

Los absorbedores típicos contienen materiales absorbentes de gases y oxidantes tales como carbón activo y aluminio impregnado con permanganato potásico, dependiendo de los gases particulares presentes o anticipados en la corriente de aire.
Escape y reposición.- Identificar todos los sistemas que ceden moderados a grandes volúmenes de aire y humos de escape a la atmósfera. ¿Pueden reducirse estas cantidades? ¿Sería efectivo en términos de coste recuperar la energía térmica que está siendo extraída.

Hay que identificar zonas y sistemas donde la actual reposición de aire es excesiva o deficiente cuando se compara con los requerimientos del aire precisado para reposición. Determinar el medio más efectivo en términos de coste para conseguir los volúmenes de aire de reposición adecuados a las condiciones de diseño específicas para todas las áreas o sistemas excesivos y/o deficientes.

Sistemas de aire.- ¿Es el intervalo de tiempo entre el arranque matinal de las unidades de tratamiento de aire y el arranque del día de trabajo tan corto como sea posible pero suficientemente largo para conseguir una temperatura aceptable a la llegada de los empleados?

¿Es el intervalo de tiempo entre el corte del sistema de refrigeración o calefacción (dependiendo del modo de operación) y la hora final del trabajo diario tan largo como sea posible pero lo suficientemente corto para mantener una aceptable temperatura al final del día de trabajo?

Ajuste nocturno.- ¿Tienen controles y puntos de consigna nocturnos las baterías de calefacción y unidades de ventilación que cierran las persianas exteriores y ajustan los termostatos cuando los locales no están ocupados?

¿La temperatura consigna nocturna en el área no ocupada es de al menos 10º F (5.5º C) menor que la nominal (con ocupación)? La máxima temperatura de consigna nocturna debería mantenerse sin embargo al menos a 40º F (4.5º C).

Si algunas de las unidades de tratamiento de aire y calefacción y ventilación no tienen controles de ajuste de temperatura nocturna debería evaluarse el costo y efectividad de añadirlos.

Si las temperaturas de consigna nocturnas actuales no están ajustadas para mantenerse en el rango de 40 a 55º F (4.5 a 12.8º C) debe investigarse la razón de ello. Si no existe razón válida deberían de ser ajustados para trabajar en ese rango.

Ciclo de enfriamiento mínimo.- (Modo: refrigeración) ¿Tienen las unidades de tratamiento de aire un control de frío mínimo? ¿Cierra el ciclo las trampillas de toma de aire exterior (suponiendo que el edificio está desocupado), conecta y ajusta el termostato de calefacción (para locales ocupados) y desconecta los ciclos de ventilación y refrigeración?

Si existen unidades de tratamiento de aire o calefacción y ventilación que no tienen un ciclo de calentamiento debería estudiarse en términos de coste/efectividad la medida de añadirlo.

Ciclo de calentamiento.- (Modo: calefacción) ¿Tienen las unidades de tratamiento de aire, calefacción y ventilación un control del ciclo de calentamiento? ¿Cierra el ciclo la compuerta de aire exterior (suponiendo que el edificio no está ocupado), posiciona el termostato de calefacción (para el ajuste de ocupación) y desconecta los ciclos de refrigeración y ventilación? Si hay unidades de tratamiento de aire o calefacción y ventilación que no tienen ciclo de calentamiento, debería evaluarse en términos de coste-efectividad del ahorro la posibilidad de añadirlo.

Baterías (calefacción y enfriamiento).- ¿Están limpias las superficies de la batería? ¿Existe algún bloqueo o restricción al paso uniforme de aire a través de la superficie frontal de la bateria? ¿Está limpia la base de agua de la batería?¿Están los tubos aplastados o hay indicios de que la batería se ha congelado y ha sido reparada? No es inusual que las reparaciones de baterías congeladas reducen seriamente la capacidad de transferencia (eficiencia). Si este es el caso, debería considerarse el coste/efectividad de reemplazar todas las baterías reparadas.

Todas las baterías con el lado aire sucio y el lado agua en su superficie de transferencia asimismo sucio deberán limpiarse.

Todas las baterías que se vean con bloqueos o restricciones al flujo uniforme del aire deberían ser evaluadas para determinar si será conveniente en términos de coste efectividad conseguir esta situación en este momento.

Baterías de precalentamiento.- ¿Tiene el sistema baterías de precalentamiento?, ¿Pueden cerrarse algunas de ellas?

Si se precisa precalentamiento para algunas pocas zonas, pueden reemplazarse las baterías de precalentamiento por algunas cajas de volumen de aire variable (de las que bypasan aire de retorno).
¿Existe la posibilidad de usar calores perdidos como fuente de energía para las zonas que hay que precalentar?

¿Es posible reducir la temperatura media de calentamiento y mantener las temperaturas de aire de salida?

Todas las baterías de precalentamiento que no sean necesarias deben cerrarse (sus válvulas de agua). Aquélla batería de caldeo donde el cerrarla sea cuestionable y donde no haya posibilidad de enfriamiento deberían cerrarse y sus zonas respectivas monitorizarse para determinar cuáles pueden permanecer cerradas. Para estos casos donde haya unas pocas zonas que precalentar, debería estudiarse el coste-efectividad de reemplazar las baterías de calentamiento por las cajas de aire de volumen variable que bypasan el aire de retorno.

En estos casos donde hay un número significativo de puntos de recalentamiento y exista una fuente de calor perdido que pueda recuperarse, habría que evaluar la relación coste-efectividad económica de instalar un sistema de recuperación de calor para el precalentamiento.

Conductos.- ¿Hay indicios de que el conducto no es hermético? Para sistemas de baja velocidad la tasa de estanqueidad no debería ser mayor que 7 ½ % del caudal del ventilador en pie/min (m/s). Para sistemas de alta velocidad (o media velocidad), la tasa de estanqueidad no debería ser mayor que 5% del caudal de suministro del ventilador en pie/min (m/s). ¿Hay indicios de restricciones o de que el conducto ha sido pobremente (escasamente) instalado?¿Puede reducirse significativamente la presión estática de impulsión o retorno (la presión total para ventiladores axiales) modificando el conducto?

Si se encuentra alguna de estas condiciones en el sistema de conductos, debería estudiarse el coste/efectividad de la modificación de los conductos para corregirlo.

Tipos de sistemas.- Si el sistema de aire acondicionado es de volumen constante con recalentamiento terminal o conducto dual, deberá evaluarse el coste/efectividad de convertir el sistema de conductos dual en otro de volumen variable de aire (VAV). Si el sistema de aire acondicionado es multizona, debe verse el coste/efectividad de convertirlo en sistema VAV (de aire variable).

Cuando no es efectivo en términos de coste convertir el sistema dual en un sistema VAV, el conducto de aire caliente deberá permanecer cerrado durante el modo frío. Bajo estas condiciones la temperatura del conducto caliente será adecuada para las necesidades comerciales del calentamiento, siempre que la temperatura de la mezcla sea igual a la del aire más el incremento de temperatura producido por el calor añadido por el ventilador de suministro (que es el menor). Donde no se pueda eliminar el recalentamiento, son las temperaturas del aire que pasan por las baterías tan bajas como sea posible, siempre que basten para mantener las requeridas por el local.

¿Pueden reducirse las velocidades de aire del sistema de tratamiento de aire en impulsión y retorno reemplazando las correas y poleas de accionamiento y reequilibrando el sistema? Si la respuesta es afirmativa o “puede ser”, debería efectuarse el estudio para determinar si el cambio sería económicamente ventajoso por el ahorro de energía implicado.

¿Debe el sistema de aire acondicionado que sirve zonas que deben mantener temperaturas y humedades relativas los 365 días del año (salas de ordenadores, salas de temperaturas constantes, laboratorios de calibración, etc.) tener algunas medidas de usar las temperaturas de aire ambiente más fresco durante los meses de primavera, otoño e invierno para reducir costes anuales de energía?

Si no, será ventajoso dotar a los sistemas existentes de un condensador enfriador por agua con enfriadores secos.