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INFORME TÉCNICO

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE LA ENERGÍA (ITE) Centro Tecnológico CT nº 74

Página 1 de 88 Fecha emisión: 11/12/20014

Domicilio Social Campus de la U.P.V. Edificio Institutos 2 Camino de Vera, s/n Valencia

Sede Central Contabilidad, facturas, correspondencia Parque Tecnológico de Valencia Av. Juan de la Cierva, 24 46980 Paterna (Valencia)

Tel.: +34 96 136 66 70 Fax: +34 96 136 66 80 www.ite.es · [email protected] Rev. 0

INFORME

E2.1. Diseño

Herramienta tecnológica REGEENER

REcurso de GEstión de activos ENERgéticos para sector servicios, industrial y terciario.

REGEENER

Autor: Instituto Tecnológico de la Energía (ITE)

Dirección: Avda. Juan de la Cierva 24 (Parque Tecnológico de Valencia)

Ciudad: Paterna (Valencia) C.P.: 46980 País España

Este informe se compone de 88 páginas.

Financiado por:

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mailto:[email protected]

E.2.1REGEENER INFORME TÉCNICO






ÍNDICE

1. Características generales ........................................................................................................................... 6

1.1 Garantías ............................................................................................................................................. 6

1.2 Observaciones importantes ................................................................................................................ 6

2. Objeto del documento y alcances. ..................................................................................................... 7 3. Herramienta REGEENER: Diseño ....................................................................................................... 7

3.1 Arquitectura de la plataforma REGEENER ........................................................................................... 7

3.2 Especificaciones del sistema global ................................................................................................... 10

3.3 Módulos de la plataforma REGEENER ............................................................................................... 13

3.4 Diseño de módulos REGEENER .......................................................................................................... 18

3.4.1 Módulo controlador .................................................................................................................. 18

3.4.2 Módulo de comunicaciones controlador – plataforma de gestión (nube) ............................... 20

3.4.3 Módulo plataforma de gestión en la nube e interfaz ................................................................ 20

3.5 Indicadores específicos de seguimiento y control ............................................................................ 25

3.5.1 SECTOR SERVICIOS: SUPERMERCADOS ..................................................................................... 25

3.5.1.1 Instalación de climatización....................................................................................................... 26

3.5.1.1 Instalación de producción de frío .............................................................................................. 37

3.5.1.1 Instalación de iluminación ......................................................................................................... 43

3.5.1.1 Otras instalaciones .................................................................................................................... 47

3.5.2 SECTOR SERVICIOS: ALUMBRADO PÚBLICO .............................................................................. 48

3.5.1 SECTOR INDUSTRIAL: CMO GENERAL ........................................................................................ 51

3.5.2 SECTOR INDUSTRIAL: INSTALACIÓN DE AIRE COMPRIMIDO ..................................................... 55

3.5.3 SECTOR RESIDENCIAL: EDIFICIOS DE VIVIENDAS ....................................................................... 61

3.5.3.1 Instalación de climatización y ACS centralizada ........................................................................ 62

3.5.3.2 Instalación de climatización centralizada .................................................................................. 63

3.5.3.3 Instalación de climatización y ACS individual. ........................................................................... 63

3.5.3.4 Instalación de climatización individual ...................................................................................... 68

3.5.3.5 Instalación de ACS individual ..................................................................................................... 74

3.5.3.6 Iluminación ................................................................................................................................ 79

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3.5.3.7 Ascensores ................................................................................................................................. 79

3.5.1 INDICADORES HORIZONTALES: APLICABLES A TODO TIPO DE ACTIVOS ................................... 82

3.6 Normativa y legislación que aplica .................................................................................................... 84

3.7 Estándares y tecnologías aplicables .................................................................................................. 86

4. Conclusión.............................................................................................................................................. 88

5. Bibliografía ............................................................................................................................................. 88

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ÍNDICE DE FIGURAS

Fig. 1: Esquema de Plataforma REGEENER de gestión de activos energéticos. Fuente: ITE. .............................. 7 Fig. 2: Controladores locales. Fuente: ITE. .......................................................................................................... 8 Fig. 3: Plataforma de gestión (nube). Fuente: ITE. .............................................................................................. 8 Fig. 4: Colector - almacenador (plataforma de gestión). Fuente: ITE. ................................................................ 9 Fig. 5: Predictor de tendencias (plataforma de gestión). Fuente: ITE. ................................................................ 9 Fig. 6: Detector de anomalías (plataforma de gestión). Fuente: ITE. .................................................................. 9 Fig. 7: Interfaces (plataforma de gestión). Fuente: ITE. ...................................................................................... 9

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ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1: Características módulo ‘Controlador’. Fuente: ITE. ............................................................................. 13 Tabla 2: Características módulo ‘Comunicaciones – plataforma de gestión’. Fuente: ITE. .............................. 14 Tabla 3: Características módulo ‘Plataforma de gestión’. Fuente: ITE. ............................................................. 14 Tabla 4: Características módulo ‘Colector – Almacenador (Plataforma de gestión)’. Fuente: ITE. .................. 15 Tabla 5: Características módulo ‘Predictor de tendencias (Plataforma de gestión)’. Fuente: ITE. ................... 15 Tabla 6: Características módulo ‘Detector de anomalías (Plataforma de gestión)’. Fuente: ITE. ..................... 16 Tabla 7: Características módulo ‘Plataforma de gestión - usuario’. Fuente: ITE. .............................................. 16 Tabla 8: Características módulo ‘Interfaz de usuario’. Fuente: ITE. .................................................................. 17 Tabla 9: Características del controlador para iluminación-climatización. Fuente: ITE. .................................... 19 Tabla 10: Características del controlador para máquinas eléctricas rotativas. Fuente: ITE. ............................ 19 Tabla 11: Características del modem (Módulo de Comunicaciones). Fuente: ITE. ............................................ 20 Tabla 17: Funcionalidades generales (Módulo Planificación Energética). Fuente: ITE. .................................... 23 Tabla 42: Indicadores específicos para activos terciarios: supermercados - clima. Fuente: ITE. ...................... 37 Tabla 43: Indicadores específicos para activos terciarios: supermercados - frío. Fuente: ITE. ......................... 43 Tabla 44: Requisitos mínimos de iluminación. Fuente: UNE EN 12464-1:2011. ................................................ 47 Tabla 45: Indicadores específicos para activos terciarios: supermercados - iluminación. Fuente: ITE. ........... 47 Tabla 46: Indicadores específicos para activos terciarios: supermercados - otros. Fuente: ITE. ...................... 48 Tabla 47: Indicadores específicos para activos terciarios. Fuente: ITE. ............................................................ 51 Tabla 48: Indicadores específicos para activos terciarios. Fuente: ITE. ............................................................ 55 Tabla 49: Indicadores específicos para activos industriales. Fuente: ITE. ......................................................... 61 Tabla 50: Indicadores específicos para activos residenciales. Fuente: ITE. ...................................................... 81 Tabla 50: Indicadores específicos para activos residenciales. Fuente: ITE. ...................................................... 84

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1. Características generales

1.1 Garantías

El Instituto Tecnológico de la Energía (ITE) garantiza la fidelidad de los datos que aparecen en este informe como resultado de los trabajos realizados y en las condiciones que se indican.

El ITE garantiza la confidencialidad de su actuación en todo lo referente a los resultados obtenidos. Todos los datos referentes al trabajo realizado serán tratados de manera confidencial.

1.2 Observaciones importantes

1. Se autoriza la reproducción de este informe, siempre que el resultado sea una copia fiel del original y se realice de forma completa.

2. Este informe no podrá ser modificado ni reproducido parcialmente sin autorización por escrito expresa del ITE.

3. Este informe sólo se refiere a los trabajos solicitados que se reflejan en este documento.

4. Este informe, por sí mismo, no constituye o implica, en manera alguna una aprobación del producto o servicio resultante, por el ITE, por un organismo de certificación o por cualquier otro organismo.

5. Este informe o parte del mismo no será utilizado por el cliente, o por alguien autorizado por el cliente, con fines promocionales o publicitarios, cuando el ITE considere improcedente tal utilización.

6. La fidelidad de los datos que explícitamente aparezcan en este informe, como exhibidos por el peticionario, es responsabilidad única de éste.

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2. Objeto del documento y alcances.

El presente informe contiene los resultados del trabajo del entregable E2.1 del paquete de trabajo PT2 ‘Desarrollo REGEENER como herramienta tecnológica de mejora energético - productiva’ perteneciente a la actividad 4, ‘act. 4 REcurso de GEstión de activos ENERgéticos para sector servicios, industrial y terciario. Acrónimo REGEENER’ del plan de actividades de carácter no económico del Instituto Tecnológico de la Energía para 2014 (PROMECE).

3. Herramienta REGEENER: Diseño

3.1 Arquitectura de la plataforma REGEENER

Como ya se indicó en el entregable E1.1. ‘Concepto REGEENER: estrategias óptimas de gestión energética’ del paquete de trabajo 1 ‘PT1: Concepto y Metodología REGEENER, optimización energética-productiva’, la solución tecnológica REGEENER para la telegestión, monitorización y control de activos energéticos constituye la siguiente plataforma formada por los siguientes módulos o entidades:

1. Controlador/es de campo para las distintas funciones de monitorización y control energético necesarios en distintos puntos finales de consumo o generación.

2. Comunicaciones entre los controladores y la infraestructura en la nube o plataforma de gestión.

3. Infraestructura en la nube de monitorización y análisis inteligente energético.

4. Comunicaciones entre la infraestructura en la nube de gestión y las interfaces de usuario.

5. Interfaces de usuario personalizados en cada escenario de uso planteado.

La arquitectura planteada tiene el objetivo de obtener en cada aplicación una mejora en la eficiencia energética y fiabilización de la operación y rendimiento de las instalaciones de consumo y generación sobre la que se emplee dicha herramienta.

Fig. 1: Esquema de Plataforma REGEENER de gestión de activos energéticos. Fuente: ITE.

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Los módulos que conforman la arquitectura de la plataforma REGEENER son:

• Módulo 1: CONTROLADOR LOCAL

Este módulo es un elemento hardware que actúa como conector entre la plataforma de gestión y la realidad tecnológica existente en cada infraestructura. Cada instalación, infraestructura o planta que se gestione por medio de la plataforma REGEENER, dispondrá de un controlador local.

Fig. 2: Controladores locales. Fuente: ITE.

• Módulo 2: COMUNICACIÓN CONTROLADOR-NUBE

Este módulo permite el intercambio de información entre el controlador / es y la plataforma de gestión. Niveles, estados, etc. son intercambiados a través del medio físico ADSL o GPRS. El protocolo a implementar es TCP/IP, disponiendo de un modelo de datos propio.

• Módulo 3: INFRAESTRUCTURA EN LA NUBE O PLATAFORMA DE GESTIÓN DE DATOS

Constituye el núcleo de Información de la solución propuesta considerándose un recurso computacional en la nube que consolida toda la información que gestionan los controladores locales. Esta infraestructura engloba un conjunto de mecanismos computacionales con funciones específicas.

Fig. 3: Plataforma de gestión (nube). Fuente: ITE.

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o Mecanismo 3.1. : COLECTOR Y ALMACENADOR DE DATOS. Se encarga de recolectar la información de los controladores y transmitirla a la plataforma.

Fig. 4: Colector - almacenador (plataforma de gestión). Fuente: ITE.

o Módulo 3.2. : PREDICTOR DE TENDENCIAS. Su misión es obtener información de previsión futura de necesidad de uso energético asociado a un activo.

Fig. 5: Predictor de tendencias (plataforma de gestión). Fuente: ITE.

o Módulo 3.3. : DETECTOR DE DESVIACIONES. Determina desviaciones y avisos en referencia a los parámetros monitorizados.

Fig. 6: Detector de anomalías (plataforma de gestión). Fuente: ITE.

• Módulo 4: COMUNICACIÓN PLATAFORMA DE GESTIÓN – USUARIO

Dicho módulo tiene la misión de intercambiar información entre la infraestructura de la nube y los interfaces de usuario, así como con cualquier otro sistema tercero. Este intercambio de información se realiza mediante de servicios web, a través de ADSL, GPRS, 3G o 4G. El modelo de datos empleado es propio. Los mecanismos que habilitan estas funciones son el Presentador e Integrador.

• Módulo 5: INTERFAZ DE VISUALIZACIÓN Y GESTIÓN

Cada instalación, infraestructura o planta que se gestione por medio de la plataforma REGEENER, dispone de un periférico que permita la interacción del usuario final o gestor.

Fig. 7: Interfaces (plataforma de gestión). Fuente: ITE.

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Los interfaces que se plantean en el proyecto son del tipo Web pudiéndose ejecutar en todo tipo de terminales. Además dispone de posibilidad de interactuar con interfaz programático contra recursos computaciones de otros sistemas terceros.

Con todos los módulos presentados la arquitectura de la solución está formada por cinco grandes módulos: Controlador local, comunicaciones controlador-plataforma, plataforma de gestión, comunicaciones plataforma-interfaces e interfaz de usuario, que interactúan entre sí con el objetivo de monitorizar los datos y optimizar la gestión energética de las instalaciones, infraestructuras o plantas en las que se encuentra instalado.

La versatilidad que ofrece la plataforma propuesta permite asumir multitud de controladores en campo, con sus diversas funcionalidades y configuraciones de operación, hacia un sistema de unificación, centralización y procesado de información y gestión energética en la nube. Desde el cual se gestiona el enlace de dicha información y capacidad de mando hacia diversos interfaces (centros de control convencionales, aplicación Web, aplicaciones móviles) de monitorización y control que pueden ser personalizados a medida de las necesidades de los usuarios finales: gestores energéticos, gestores productivos, gestores de mantenimiento, propietarios, entidades públicas, usuarios finales.

Por tanto, la herramienta REGEENER se desarrolla para la gestión de activos energéticos con minimización de consumos, cargas inteligentes, generación y almacenamiento distribuido.

3.2 Especificaciones del sistema global

Como se especificó en el entregable E1.1. el objetivo del proyecto es desarrollar una herramienta tecnológica que permita optimizar la gestión energética en los sectores servicios, industria y edificación. Se trata de una plataforma automatizada de información y comunicaciones que permite reducir gastos y aumentar beneficios. Esta plataforma se centra en analizar sistemáticamente, mejorar y mantener adecuadamente la productividad y rendimientos de los principales activos energéticos integrados de instalaciones, plantas industriales y edificios para los sectores servicios, industria y edificación, puesto que los nuevos usos energéticos, con la llegada de las Redes Inteligentes, así lo requieren.

Las funciones de análisis globales de la herramienta se describen a continuación:

A. Obtención automatizada de KPI´s energéticos y de mantenimiento de alto valor añadido para cada uno de los activos energéticos integrado en la plataforma, así como conjunto de varios activos y planta:

o Habilitar integración de la información productiva, energética y de contexto relevantes en sistemas de información:

Por medio de controlador energético de campo.

Por medio de servicios información y comunicaciones.

o KPI´s específicos de Activo Energético.

o KPI´s específicos de Grupo de Activos Energéticos.

o KPI´s globales de Planta o Infraestructura.

o KPI´s de rendimiento y seguimiento de mantenimiento a todos los niveles planteados.

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o KPI´s específicos orientados a unidad de producto producida u operación en relación con energía empleada o generada.

o Detección de anomalías en KPI´s.

B. Planificación energética virtual

o Planificación virtual de recursos energéticos asociados a producción y recursos empleados para ello. Simulación energética.

o Función integrada en sistemas de información habitual y relacionada con los parámetros de producción y entorno que ofrecen.

C. Sistematización de medidas de mejoras energéticas (MMEE)

o Determinación automática de impacto de MMEE para instalaciones y procesos concretos orientados a la mejora energético – productiva:

Procesos horizontales en diferentes escenarios: iluminación, climatización, etc.

Específica según escenario y sector seleccionado.

o Verificación sistemática de ahorro energético obtenido al implementar una MMEE

o Estimación y cálculo del impacto automático de mejora a obtener.

Simulador de ajuste de planificación energética de MMEE dentro de planificación global de punto B anterior: determinación consumos y ahorros estimados, determinación de inversiones, análisis de viabilidad (costes e inversiones) y posible retorno de inversión.

Con estas funcionalidades (A, B, C) el objetivo es que la herramienta permita a los usuarios mejorar el conocimiento del estado y gestión energética – productiva de sus activos energéticos asociados a instalaciones, plantas industriales y edificios. Esta gestión avanzada permite que se mejore su rendimiento optimizando su correcto funcionamiento y tiempo de operación, reduciendo gastos y aumentando beneficios. Asimismo, se consigue minimizar los costes de gestión, incrementando el atractivo de la inversión en infraestructuras energéticamente eficientes, y mejorar su mantenimiento asociado, incluyendo técnicas predictivas de análisis energético y detección de anomalías.

Se presentan a continuación las especificaciones que surgen a partir de las funciones mencionadas:

1. Monitorización

La herramienta REGEENER tiene la capacidad de acceder a los datos de consumo, parámetros ambientales, datos de procesos, etc.

2. Tratamiento

La herramienta dispone de un mecanismo sistemático para tratar los datos y adecuarlos a las necesidades operacionales de la misma.

3. Gestión

La herramienta REGEENER es capaz de gestionar el estado e información de los dispositivos dispuestos para la monitorización. Además el controlador dispone de entradas adecuadas:

- Entradas digitales

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- Entradas analógicas. Pueden ser adquiridas señales en corriente de 0 a 20mA o de 4 a 20mA o en tensión de 0 a 5V, de 0 a 10V, de -5 a 5V y de -10 a 10V.

- Módulo de comunicaciones en caso que el acceso a los datos del dispositivo de medida sea por protocolo.

4. Control

La herramienta diseñada es capaz de controlar recursos de la infraestructura para disminuir los consumos, mejorar la productividad de los recursos y realizar un uso adecuado de los mismos. Para ello se controlan los elementos actuadores de la instalación / infraestructura o planta. Es necesario, por tanto, que el controlador disponga de:

- Salidas digitales

- Puerto de comunicaciones

5. Base de datos

El sistema dispone de una base de datos que permitirá almacenar datos e información que provenga 1) de los elementos sensores, 2) del usuario, 3) gestores externos. El almacenamiento de estos datos es configurable por el usuario y ordenado por fecha y hora.

6. Integración

REGEENER permite la interconexión con otras aplicaciones terceras. Por medio de Servicio Web

7. Comunicación

Se establecen los protocolos necesarios de forma que las comunicaciones entre los diversos módulos del sistema queden cubiertas:

7.1. Comunicación por medio de protocolo con controladores.

7.2. Capacidad de comunicaciones y transferencia de datos con interfaces.

8. Visualización

Dispone de una herramienta de visualización y gestión de información Web, de forma que se muestren: históricos de datos, resultados, alarmas de estado de los dispositivos, variables tratadas a valores legibles por el usuario, gráficas en función del tiempo en la instalación / infraestructura / planta, mensajes que provengan de la plataforma de gestión, etc.

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3.3 Módulos de la plataforma REGEENER

En el siguiente apartado se describe en detalle la funcionalidad/es de cada módulo:

• MÓDULO 1: CONTROLADOR

Ubicación

El controlador local se ubica en la instalación, infraestructura o plataforma objeto de ser gestionada mediante la plataforma REGEENER. Existiendo tantos controladores como grupos de activos instalaciones se deseen gestionar.

Funciones

Adquirir señales de campo e integrar elementos de campo

Transferir datos desde los dispositivos a la plataforma de gestión

Ejecutar acciones de control de entorno

Almacenar datos en local

Ejecutar programaciones en local

Especificaciones

Los datos deben ser adquiridos de modo periódico determinista

Los datos deben ser enviados a remoto de manera periódica y determinista

El controlador debe operar autónomamente por un tiempo limitado cuando la conectividad con la plataforma de gestión se vea interrumpida

Tabla 1: Características módulo ‘Controlador’. Fuente: ITE.

• MÓDULO 2: COMUNICACIONES CONTROLADOR - PLATAFORMA DE GESTIÓN (NUBE)

Ubicación

El módulo de comunicaciones ‘controlador-plataforma de gestión’ se ubica entre el controlador/es locales y la plataforma de gestión

Funciones

Establecer la comunicación aguas abajo (entre la plataforma de gestión y los controladores que se encuentran en cada instalación / infraestructura / planta)

Establecer la comunicación aguas arriba (entre los controladores y la plataforma de gestión)

Especificaciones

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La comunicación establecida será bidireccional

El medio físico será red ADSL o GPRS

El protocolo que se empleará será TCP/IP. Cliente-Servidor

Modelo de datos a medida adecuado a parámetros energético-productivos

Tabla 2: Características módulo ‘Comunicaciones – plataforma de gestión’. Fuente: ITE.

• MÓDULO 3: PLATAFORMA DE GESTIÓN

Ubicación

Infraestructura de información ubicado en la nube

Funciones

Gestión y configuración de la plataforma REGEENER para: - Usuarios - Activos: Instalaciones / Infraestructuras / Plantas

Almacenar las series de históricos

Normalizar los datos recogidos de los diversos controladores

Calcular la planificación energética

Interactuar con dispositivos y componentes computacionales de los sistemas de la plataforma

Informar a usuarios finales

Especificaciones

El interfaz programático se basaré en servicios web REST

Informar a usuarios finales en tiempo real

Tabla 3: Características módulo ‘Plataforma de gestión’. Fuente: ITE.

o Módulo 3.1. : COLECTOR Y ALMACENADOR DE DATOS

Ubicación

El módulo ‘colector y almacenador de datos’ se ubicado en la plataforma de gestión, por tanto, localizado en la nube.

Funciones

Servir de nexo entre los controladores locales y la plataforma de gestión

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Recolectar datos de los controladores locales

Recibir datos

Especificaciones

La recolección de datos se realizan de modo periódico (recolección activa) y de modo desatendido (recolección pasiva)

El colector debe ser capaz de soportar un perfil de recolección para cada una de las infraestructuras

Tabla 4: Características módulo ‘Colector – Almacenador (Plataforma de gestión)’. Fuente: ITE.

o Módulo 3.2. : PREDICTOR DE TENDENCIAS

Ubicación

El módulo ‘predictor de tendencias’ se ubica en la plataforma de gestión, por tanto, localizado en la nube.

Funciones

Predecir futuros valores de las variables deseadas

Generar información sobre los recursos gestionados

Visualizar la desviación entre valores reales y predichos

Especificaciones

Analizar detalladamente la desviación entre valores reales y predichos con objeto de que el módulo ‘detector de anomalías’ pueda detectar correctamente las mismas

Tabla 5: Características módulo ‘Predictor de tendencias (Plataforma de gestión)’. Fuente: ITE.

o Módulo 3.3. : DETECTOR DE DESVIACIONES

Ubicación

El módulo ‘detector de anomalías’ se ubica en la plataforma de gestión, por tanto, localizado en la nube.

Funciones

Detectar anomalías

Especificaciones

Aplicar tecnologías basadas en históricos de datos o técnicas de Inteligencia Artificial al sistema objeto del proyecto

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Detectar anomalías a través de : - Estados y niveles en los componentes gestionados - Desviaciones en las tendencias predichas

Tabla 6: Características módulo ‘Detector de anomalías (Plataforma de gestión)’. Fuente: ITE.

• MÓDULO 4: COMUNICACIÓN PLATAFORMA DE GESTIÓN (NUBE) – USUARIO

Ubicación

El módulo de comunicaciones ‘plataforma de gestión-usuario’ se ubica entre la plataforma de gestión y el interfaz de usuario

Funciones

Establecer la comunicación aguas abajo (entre la interfaz de usuario y la plataforma de gestión)

Establecer la comunicación aguas arriba (entre la plataforma de gestión y la interfaz de usuario)

Especificaciones

La comunicación establecida será bidireccional

El medio físico a emplear será ADSL/GPRS/3G/4G

El protocolo que se emplee será uno de los que englobe la tecnología Web Services, tales como SOAP, REST (mensajería XML)

El modelo de datos será modelo propio

Tabla 7: Características módulo ‘Plataforma de gestión - usuario’. Fuente: ITE.

• MÓDULO 5: INTERFAZ DE USUARIO

Ubicación

El interfaz de usuario se ubica en Web para su consulta desde Internet

Funciones

Generar información que sirva como base para la toma de decisiones vinculadas con la optimización de la gestión energética

Analizar niveles de variables energéticas en el pasado y previsión de uso

Generar informes de interés

Integrar la plataforma con sistemas computacionales terceros (interfaz programático)

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Realizar la medida de parámetros energéticos: contador / analizador de energía

Realizar la medida de temperatura: sensor de temperatura y humedad

Monitorizar la operatividad y estado de instalaciones

Control de cargas

Especificaciones

La información a generar comprensible al ususario

El estado debe conocerse en tiempo real

La integración con sistemas computacionales terceros debe realizarse de modo que flujos de información no requieran del esfuerzo de recursos humanos

El servidor web debe ser accesible mediante autenticación

Deben existir distintos formatos visuales para la representación de datos: - Iconos de estado - Tablas de valores - Gráficas

Tabla 8: Características módulo ‘Interfaz de usuario’. Fuente: ITE.

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3.4 Diseño de módulos REGEENER

Se detallan a continuación los módulos que han sido diseñados:

3.4.1 Módulo controlador

El controlador es el sistema encargado de realizar la adquisición de datos, es decir, tiene la misión de recoger todas las variables significativas de los activos a monitorizar, ya sea por medio de sensores instalados, o por medio de comunicaciones industriales con otros dispositivos que se necesiten integrar.

Este equipo permite:

o Integrar señales / datos de medida de energía.

o Integrar señales / datos de entorno o estados.

o Procesado de señales o información obtenida por medio de protocolos de comunicaciones.

o Centralizado y guardado de información de manera segura y robusta, ya desde nivel de planta.

o Programación de funcionalidades de actuación y secuencias de funcionamiento.

o Conectividad y comunicación robusta con sistema en la nube.

o Habilitar otras posibilidades de adaptación y ampliación del sistema: más puntos de medida, otro tipo de medidas, otro tipo de funcionalidades, conectividad con otros equipos de visualización, etc.

El controlador es un equipo industrial programable (vida media garantizada de 20 años de operación ininterrumpida) de concentración de datos, procesado y almacenamiento de información en local, procesado de instrucciones y secuencias en referencia a la operatividad de iluminación u otras necesarias y habilitación de comunicaciones aguas arriba y abajo.

Las características básicas del controlador escogido se detallan a continuación:

Características Descripción

Entradas digitales 18

Salidas digitales 12

Entradas de contador/respuesta rápida/interrupción 6

Capacidad de E/S Total 150

Puerto RS-232C 1

Puerto RS-485 1

Entradas de contactor de alta velocidad 2 (100kHz máx.) y 4 (10kHz max)

Velocidad de procesamiento (mínima) 1,19µs/instrucción básica 7,9µs/instrucción especial

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Capacidad de programa 8.000 pasos

Capacidad de memoria de datos 8.000 palabras

Reloj de tiempo real Sí

Batería Sí

Unidades de expansión Hasta 6

Tabla 9: Características del controlador para iluminación-climatización. Fuente: ITE.

Mediante el Controlador se obtienen datos relevantes de operación y/o consumo, así como ambientales, para poder disponer de ellos en un sistema tecnificado de muestra y almacenamiento de información, de manera segura y estructurada según las necesidades.

Otro posible tipo de controlador es un sistema embebido por:

o Adecuación a la aplicación en cuanto a integración de elementos de campo y comunicaciones.

o Flexibilidad y potencia en la forma de programación.

o Flexibilidad y potencia en la forma de preparar información enfocada a representación gráfica.

o Dimensiones reducidas.

o Posibilidad de ampliación (capacidad, entradas/Salidas, puertos).

Las características generales de este tipo de dispositivo son las siguientes:

Características Descripción

Capacidad de procesamiento 800MHz

Sistema de almacenamiento 1GB

Puertos intercambiables RS232/RS485 4

Dimensiones reducidas 90x96mm

Consumo mínimo <5VA

Posibilidad de ampliación Nuevos conectores, entradas/salidas digitales/analógicas

Tabla 10: Características del controlador para máquinas eléctricas rotativas. Fuente: ITE.

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3.4.2 Módulo de comunicaciones controlador – plataforma de gestión (nube)

Aguas arriba del controlador se plantea el uso de un equipo de transmisión de datos inalámbrico de largo alcance. Este equipo habilita el envío y recepción de datos y comandos desde el controlador en campo a la infraestructura de monitorización en la nube. Se propone comunicar los controladores e infraestructura en la nube por medio de comunicaciones ADSL o en su defecto GPRS.

Dispositivo para GPRS: Incorporación de un modem de comunicación de largo alcance de características de operación industriales con tecnología en 2G, cuatribanda (850/900/1800/1900MHz) GSM/GPRS con stack TCP/IP y GPRS clase 10. Las características básicas se presentan a continuación:

Características

GSM – GPRS Cuatribanda (Worlwide)

GPRS clase 10

Tensión entrada extendida 8 – 32V

Stack TCP/IP para los siguientes servicios Internet:

- TCP Client/Server

- Transparent TCP

- UDP Client

- FTP Client

- HTTP Client

- SMTP/POP3 Client

- DNS Service

Tamaño compacto

Tabla 11: Características del modem (Módulo de Comunicaciones). Fuente: ITE.

De esta manera se posibilita la conexión a las redes de telefonía móvil permitiendo un acceso deslocalizado a los activos ubicados en puntos aislados, y realizar las acciones de telegestión remota a los mismos.

3.4.3 Módulo plataforma de gestión en la nube e interfaz

Los datos van desde los controladores de campo a la infraestructura en la nube de gestión, almacenamiento y operación de datos energéticos. Esta infraestructura alimenta a los interfaces de usuario o interfaz hombre - máquina se basa en la premisa de que el usuario pueda obtener información real a través de un formato accesible Web.

Se ha valorado mostrar interfaces relativos a los siguientes activos energéticos:

- Sector servicios:

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o Iluminación pública

o locales comerciales: Climatización , iluminación, refrigeración.

- Sector industrial:

o Proceso general y específicos industriales

o Instalación de aire comprimido

o Máquinas eléctricas rotativas

- Sector residencial:

o Edificios o locales: climatización, iluminación, ACS. Generación FV, generación térmica.

En el diseño de los interfaces algunas funciones son:

• Identificación de usuario

Pantalla que solicitará la identificación del usuario, ya que dependiendo del agente que haga uso de la aplicación se permitirán unas funciones u otras. Únicamente se permite acceder a las pestañas o módulos de la aplicación, una vez ha sido identificado el operador de la aplicación. De este modo se avanza a la pantalla siguiente, de manera automática.

• Niveles jerárquicos de navegación

En cada interfaz se definen los niveles de navegación necesarios para gestionar los diversos activos integrados. Así como grupos de activos y plantas.

• Monitorización energética

Este módulo permite la monitorización de parámetros energéticos de las instalaciones integradas en la plataforma.

La siguiente pantalla muestra diseños iniciales de la interfaz de monitorización para los casos específicos de alumbrado público e industria, las pantallas resultan extrapolables a otro tipo de aplicaciones.

Figura: Diseños pantallas de monitorización energética para CMO de alumbrado e industria. Fuente.

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Proyecto REGEENER. ITE.

• Indicadores de rendimiento

Este módulo tiene como objetivo que el usuario pueda llevar a cabo la evaluación y seguimiento de diferentes indicadores de rendimiento energético – productivo.

Según el activo energético se considerarán unos u otros indicadores, y por tanto, se requerirán unas u otras variables de entrada y salida. Los indicadores se definen en detalle en el apartado 3.5 del presente informe, indicándose el tipo de indicador, variable y cálculos para su obtención, y aplicación, entre otros aspectos.

La siguiente pantalla muestra ejemplos de diseños iniciales para las interfaces de seguimiento de indicadores:

Figura. Diseños pantallas de indicadores energéticos para CMO de industria y aire comprimido. Fuente. Proyecto REGEENER. ITE.

• Planificación energética

Este módulo tiene la misión de prever el uso energético de un activo para un periodo de tiempo determinado futuro con objeto de llevar a cabo una planificación energética del mismo.

En función del activo energético integrado a gestionar el módulo requerirá de unas variables de entrada y ofrecerá unas variables de salida.

Funcionalidades

El módulo de planificación energética se define por las siguientes funcionalidades generales, independientemente del tipo de activo monitorizado.

GENERALES

F1 - Visualización de consumo energético real del periodo de referencia (mensual y total anual)

F2 – Visualización de consumo energético real acumulado durante el periodo de planificación (mensual y total anual) F3 – Visualización de consumo energético previsto hasta final del periodo de planificación (mensual y total anual) F4 – Configuración y visualización de objetivos de consumo (y ahorro). F5 – Visualización de desviaciones respecto a objetivos.

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Tabla 12: Funcionalidades generales (Módulo Planificación Energética). Fuente: ITE.

Diseño interfaz

A continuación se muestra el diseño inicial de la pantalla del módulo de planificación energética, el cual considera la introducción de medidas de mejora energética orientadas a la optimización de los activos integrados en la plataforma. Esta pantalla se adaptará a los diferentes ámbitos de aplicación de la herramienta.

Figura. Diseño módulo de planificación y mejora energética. Fuente: proyecto REGEENER, ITE.

La interfaz permite la introducción de objetivos de mejora energética y ajustar, en base a estos, las previsiones de consumo hasta un horizonte temporal de un año.

• Módulo de detección de desviaciones

Este módulo detecta desviaciones asociadas al módulo de planificación (desviación frente a objetivos previstos) y al módulo de indicadores (desviación respecto a valores de referencia). Asimismo, permite identificar anomalías asociadas a parámetros energético-operativos previamente configurados.

Diseño interfaz

A continuación se muestran ejemplos de diseño que se han considerado para el módulo de detección de desviaciones, según diferentes casos de aplicación:

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Figura. Representación desviación de valores en kpis.

Figura. Representación de desviación de objetivos de energéticos.

Figura. Representación detección de anomalías en CMO de alumbrado.

• Módulo de mejora energética (MMEE)

El módulo de mejora energética realiza la función de analizar los resultados o impactos esperados al poner en marcha las medidas de mejora previstas (ajuste de horas de funcionamiento de máquinas, encendido/apagado de equipos, revisión/mantenimiento periódico de activos, etc.).

Se ha planteado la distribución de este módulo en dos partes, una de ellas se resuelve mediante una hoja de cálculo, en la cual se lleva a cabo el cálculo de las medidas de mejora y la determinación de los ahorros, para cada uno de los activos energéticos analizados. Obteniéndose de forma sistemática la viabilidad técnico-económica de las medidas planteadas. Las medidas de mejora están predefinidas, únicamente siendo necesaria la introducción de los valores adecuados a cada instalación concreta.

La segunda parte del módulo va unida al módulo de planificación energética de la aplicación web desarrollada para cada uno de los CMO. La interfaz permite la introducción de los objetivos de ahorro según los cálculos de mejora realizados y ajustar y planificar los consumos energéticos en base a estas soluciones.

Diseño interfaz

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A continuación se muestra un ejemplo de diseño que se ha considerado para el módulo de MMEE, tanto para la definición de la hoja de cálculo como para la configuración de MMEE en la interfaz web:

Figura. Plantilla mejora aire comprimido. Hoja de cálculo.

Figura. Configuración de medidas de mejora en interfaz web “planificador MMEE”.

3.5 Indicadores específicos de seguimiento y control

La plataforma REGEENER a través del uso de KPIs específicos permitirá llevar a cabo un seguimiento de los diferentes activos energéticos monitorizados orientado a la reducción de consumos de energía, mejora del desempeño energético-productivo y optimización de las labores de mantenimiento, así como a la detección y control de anomalías y evaluación de medidas de mejora.

A continuación se muestran los indicadores específicos de los diferentes activos energéticos gestionados por REGEENER, los cuales, tras calcularse en la plataforma de gestión, se mostrarán en la aplicación de usuario.

3.5.1 SECTOR SERVICIOS: SUPERMERCADOS

Las principales instalaciones consumidoras en los supermercados son aquellas que se dedican a abastecer de frío los lineales y armarios de comida refrigerada y congelada, así como las instalaciones de climatización e iluminación, tal y como muestra el siguiente ejemplo de reparto de consumos energéticos en un supermercado:

Q aire laborable

(l/s)

Potencia laborable

(kW)

Ahorro (kW)

Situación futura

laborables (kW)

Q aire fin de

semana(l/s)

Potencia fin de semana

(kW)

Ahorro (kW)

Situación futura fin

de semana (kW)

0:00 0 25,91 25,91 0 0 25,91 25,91 00:05 0 30,2 30,2 0 0 30,2 30,2 00:10 0 28,1 28,1 0 0 28,1 28,1 00:15 0 27,27 27,27 0 0 27,27 27,27 00:20 0 28,77 28,77 0 0 28,77 28,77 00:25 0 29,17 29,17 0 0 29,17 29,17 00:30 0 27,26 27,26 0 0 27,26 27,26 00:35 0 26,97 26,97 0 0 26,97 26,97 00:40 0 30,46 30,46 0 0 30,46 30,46 0

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Figura: Reparto de consumos en supermercados. Fuente: Alimarket Energía.

A continuación se muestran los KPIs definidos para estos tres activos principales de los supermercados: clima, frío e iluminación.

3.5.1.1 Instalación de climatización

KPI’S – ACTIVOS ENERGÉTICOS SECTOR SERVICIOS

SUPERMERCADOS: CLIMA

Instalación y componentes

• Generadores de calor/frío

- Bombas de calor/enfriadoras: El principio de funcionamiento de las bombas de calor/enfriadora se basa en la extracción de la energía del entorno mediante un ciclo frigorífico reversible (funciona en modo calor o modo frío en función de las necesidades interiores a climatizar). Este ciclo extrae calor de una zona para cederlo a otra, para poder realizar esta operación necesita aporte de energía eléctrica que se realiza con un compresor.

- Calderas: Las calderas de agua caliente son equipos en los cuales, mediante la combustión de un gas natural/gasóleo… se calienta el agua que se encuentra circulando por el interior de estos equipos. En aplicaciones para climatización, las calderas que se utilizan son de producción de agua caliente.se utilizan calderas de producción de agua caliente.

- Distribución del fluido caloportador:bombas de agua fría/caliente: Para la circulación del agua fría/caliente generada en las calderas o enfriadoras/bombas de calor, se utilizarán bombas centrífugas.

- Puntos de consumo: climatizadores/fan coils: La distribución del aire calentado/refrigerado se realizará bien mediante climatizadores o bien utilizando además fan-coils. Los climatizadores son sistemas de intercambio de calor, en los que llega el agua caliente/fría e intercambia con el aire exterior para adquirir la temperatura necesaria en el interior de la

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planta. Para poder realizar la circulación del aire desde el exterior al interior y viceversa, los climatizadores disponen de dos o más ventiladores.

A continuación se muestra un esquema de una instalación de climatización que utiliza bombas de calor/enfriadoras para la climatización de sus instalaciones:

Figura: Esquema de principio de una instalación de climatización. [1]

Información necesaria

De cada uno de los elementos que componen la instalación habría que conocer cierta información para poder conocer la instalación de climatización que se está analizando. A continuación se explican los datos necesarios para cada uno de los equipos:

Generadores - Nº de generadores

- Tipo de generador: (Bomba de calor/Enfriadora, Caldera o ambos)

- Potencia eléctrica/Térmica de cada uno de los generadores.

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- Rendimiento/COP teórico del generador.

Distribución - Nº de bombas de agua fría/caliente.

- Potencia eléctrica de cada una de las bombas de agua.

- Rendimiento teórico de la bomba.

Puntos de consumo

- Nº de puntos de consumo.

- Potencia eléctrica instalada de cada equipo.

- Potencia térmica de cada equipo.

Indicadores específicos: energéticos

KPI_1: Energía consumida en climatización por unidad de superficie.

Definición

El indicador calcula el consumo eléctrico o térmico o ambos de climatización por unidad de superficie del supermercado, a continuación se muestra la fórmula:

Ee climatización (kWhe)Super�icie (m2)

Et climatización (kWht)Super�icie (m2)

Definición de parámetros necesarios para el cálculo del indicador.

Parámetros

• Consumo eléctrico de la instalación de climatización.

• Consumo de gas de la instalación de climatización.

• Superficie climatizada de la instalación.

Cálculos

Los cálculos a realizar, una vez monitorizados los parámetros se definen con las siguientes fórmulas:

𝐸𝑒 𝑐𝑙𝑖𝑚𝑎𝑡𝑖𝑧𝑎𝑐𝑖ó𝑛 (𝑘𝑊ℎ𝑒)𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 (𝑚2)

𝐸𝑡 𝑐𝑙𝑖𝑚𝑎𝑡𝑖𝑧𝑎𝑐𝑖ó𝑛 (𝑘𝑊ℎ𝑡)

𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 (𝑚2)

Ee climatización (kWhe); Energía eléctrica consumida en climatización. Et climatización (kWht); Energía térmica consumida en climatización.

Información El KPI proporciona información de consumos específicos por superficie, que servirán de guía para comparar con

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otros consumos específicos de otros supermercados de la propia empresa o del propio sector. Da información del nivel de consumo en el que se encuentra y establece el punto de partida para siguientes cálculos.

Requisito

Puesto que es un parámetro que se utiliza como guía y para comparar, no se establece un requisito mínimo ni máximo puesto que su valor será comparado con otros valores de otros supermercados.

Periodicidad Se calculará y comparará con una periodicidad mensual.

Importancia (1>2>3)

Este indicador se define con un grado de importancia 1 (alta).

Responsable

El responsable visualizará el resultado de los KPIs calculados en la aplicación desarrollada. Va dirigido al responsable o gestor de mantenimiento del edificio.

KPI_2: Potencia térmica/frigorífica media instalada.

Definición

El indicador calcula la potencia térmica/frigorífica media instalada para abastecer la climatización del supermercado, a continuación se muestra la fórmula:

𝑃𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎/𝑓𝑟𝑖𝑔𝑜𝑟í𝑓𝑖𝑐𝑎 (𝑘𝑊)𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 (𝑚2)

Parámetros

No es necesario monitorizar ninguna variable puesto que se trata de un indicador teórico que utiliza la potencia térmica/frigorífica teórica de los equipos instalados para climatización.

Cálculos

La fórmula del cálculo a realizar se muestra a continuación:


Siendo, 𝑃𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎/𝑓𝑟𝑖𝑔𝑜𝑟í𝑓𝑖𝑐𝑎 (𝑘𝑊); la potencia térmica/frigorífica instalada para la climatización del supermercado. 𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 (𝑚2); la superficie climatizada en el supermercado.

Información Nos informa sobre la potencia instalada en climatización en el supermercado. Es interesante cuando se realicen benchmarkings de consumo y utilización entre

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supermercados para poder establecer comparaciones entre consumos y potencia instaladas en cada uno de ellos.

Requisito Puesto que se trata de un valor informativo teórico, no requiere requisito de comprobación.

Periodicidad Se calculará al inicio del análisis y siempre que se realicen modificaciones de los equipos instalados en climatización.

Importancia (1>2>3)

Este indicador se define con un grado de importancia 3.

Responsable Va dirigido al responsable o gestor de mantenimiento del edificio.

KPI_3: Potencia eléctrica media instalada en climatización

Definición Potencia eléctrica media instalada en climatización.

Parámetros

El indicador calcula la potencia eléctrica media instalada en climatización para abastecer la climatización del supermercado, a continuación se muestra la fórmula:

𝑃𝑒𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 (𝑘𝑊)𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 (𝑚2)

No es necesario monitorizar ninguna variable puesto que se trata de un indicador teórico que utiliza la potencia eléctrica teórica de los equipos instalados para climatización.

Cálculos



Siendo, 𝑃𝑒𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 (𝑘𝑊); la potencia eléctrica instalada para la climatización del supermercado. 𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 (𝑚2); la superficie climatizada en el supermercado.

Información

Nos informa sobre la potencia eléctrica instalada en climatización en el supermercado. Es interesante cuando se realicen benchmarkings de consumo y utilización entre supermercados para poder establecer comparaciones entre consumos y potencia instaladas en cada uno de ellos.



Importancia Este indicador se define con un grado de importancia 3.

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(1>2>3)


Indicadores específicos: mantenimiento

KPI_4: COP/EER

Definición

𝐶𝑂𝑃 = 𝑄𝑐𝑜𝑛𝑑𝑃𝑎𝑏𝑠

, coeficiente de eficiencia de la bomba de calor

en modo calor. 𝐸𝐸𝑅 = 𝑄𝑒𝑣𝑎𝑝

𝑃𝑎𝑏𝑠, coeficiente de eficiencia de la bomba de calor

en modo frío.

Parámetros

Variables a monitorizar: • Caudal de recirculación del agua que pasa por el

condensador /evaporador. • Temperaturas de entrada y salida del agua al

condensador/evaporador. • Consumos eléctricos de la bomba de calor reversible.

Cálculos

Los cálculos a realizar, una vez monitorizados los parámetros se definen con las siguientes fórmulas: 𝐶𝑂𝑃 = 𝑄𝑐𝑜𝑛𝑑


en modo calor. 𝐸𝐸𝑅 = 𝑄𝑒𝑣𝑎𝑝


en modo frío. La potencia absorbida se obtendrá de las mediciones eléctricas que se realicen con el analizador. El calor del condensador (𝑄𝑐𝑜𝑛𝑑) y el calor del evaporador (𝑄𝑒𝑣𝑎𝑝) se obtendrán de las mediciones térmicas que se realicen.

𝑄𝑐𝑜𝑛𝑑 = 𝑚 ∙ 𝐶𝑝𝑎𝑔𝑢𝑎 ∙ (𝑇𝑆𝐶−𝑇𝐸𝐶) (kW)

𝑄𝑒𝑣𝑎𝑝 = 𝑚 ∙ 𝐶𝑝𝑎𝑔𝑢𝑎 ∙ (𝑇𝑆𝐸−𝑇𝐸𝐸) (kW) Siendo: ��, caudal másico de agua en kg/s.

𝐶𝑝𝑎𝑔𝑢𝑎 = 4,18 𝑘𝐽𝑘𝑔 º𝐶

𝑇𝑆𝐶 , temperatura de salida del condensador (ºC). 𝑇𝐸𝐶 , temperatura de entrada del condensador (ºC). 𝑇𝑆𝐸 , temperatura de salida del evaporador (ºC). 𝑇𝐸𝐸 , temperatura de entrada en el evaporador (ºC)

Información COP o EER: Mediante este valor se puede conocer la eficiencia energética del equipo de climatización en todo momento.

Requisito Para comprobar el buen funcionamiento de la instalación se establecen a continuación los criterios a tener en cuenta:

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1. Si COP/EER>= 80% COP/EER nominal, el funcionamiento de la máquina es correcto.

2. Si 50% COP/EER nominal <=COP/EER< 80% COP/EER nominal, el funcionamiento de la máquina no es el correcto, es recomendable revisión.

3. Si COP/EER< 50% COP/EER nominal, funcionamiento inadecuado, revisión urgente.

COP/EER nominal

>=80% COP/EER nominal

50% <=COP/EER< 80%

<50% COP/EER nominal

Correcto Funcionamiento no

correcto Funcionamiento

inadecuado Tabla: Definición de requisitos. Fuente: ITE.

Además de este requisito es interesante conocer que el RITE (IT 4.2.2) marca un EER mínimo en los generadores de frío de 2.

Periodicidad El indicador se calculará con una periodicidad mensual.

Importancia (1>2>3)


Responsable


KPI_5: Rendimiento de las bombas de circulación del agua caliente/fría.

Definición Rendimiento de las bombas

Parámetros

Variables a monitorizar: • Caudal de recirculación del agua que impulsa la

bomba. • Consumos eléctricos de las bombas de recirculación.

Cálculos

Rendimiento de la bomba. 𝜂𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎=𝑔 · 𝑄 · 𝐻

𝜂𝑒𝑙 · 𝑃𝑒𝑙

El cálculo del rendimiento de las bombas de recirculación implica la medida del caudal, la altura y la potencia absorbida por la máquina eléctrica asociada según la anterior ecuación. Dónde: g: aceleración de la gravedad (m/s2) Q: Caudal que trasiega la bomba (m3/s)

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H: Carga total de agua en una sección dada (m) ηel: Rendimiento eléctrico del motor Pel: Potencia eléctrica que absorbe el motor (kW)

Información Estado de funcionamiento de la bomba, si se encuentra funcionando a pleno rendimiento o si, por el contrario, está teniendo algún tipo de pérdidas en su funcionamiento.

Requisito

Para comprobar el buen funcionamiento de la instalación se tendrán en cuenta los rendimientos mínimos indicados que indica el fabricante WILO [1]:

Rendimiento de bombas estándar

con rotor húmedo (valores orientativos)

Valor η_el · P_el η_bomba

Hasta 100 W 5%-25%

100-500 W 20%-40%

500-2500 W 30%-50%

Tabla: Rendimientos para bombas de rotor húmedo. Fuente:[1]

Rendimiento de bombas estándar

con rotor seco (valores orientativos)

Valor η_el · P_el η_bomba

Hasta 1,5 kW 30%-65%

1,5-7,5 kW 35%-75%

7,5-45,0 kW 40%-80%

Tabla: Rendimientos para bombas de rotor seco. Fuente:[1]


Importancia (1>2>3)


Responsable El responsable visualizará el resultado de los KPIs calculados en la aplicación desarrollada. Va dirigido al responsable o gestor de mantenimiento del edificio.

KPI_6: Rendimiento de la climatizadora/fan-coil.

Definición

Finalmente el agua fría/caliente llega al elemento terminal para climatizar el ambiente. En el caso de la climatizadora y fan-coil, éstos equipos suelen tener ventilador por lo que tienen consumo eléctrico y, por tanto, habrá que evaluar su rendimiento. Se define, por tanto, el siguiente rendimiento de la climatizadora:

𝜂𝑡𝑒𝑟𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙 =𝑄ú𝑡𝑖𝑙

𝑃𝑒𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎

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Siendo el Qútil el calor/frío que climatiza el ambiente y la Peléctrica la potencia eléctrica que necesita el climatizador/fan-coil. En el caso de que el elemento terminal sea un radiador, se considerará que el rendimiento de este equipo es cercano a la unidad puesto que no tienen ningún consumo energético adicional.

Parámetros

Las variables a monitorizar para conseguir este indicador son las siguientes:

• Caudal de aire: velocidad del aire de salida en las unidades terminales.

• Temperatura de salida del aire de las unidades terminales.

• Temperatura de retorno del aire de las unidades terminales.

• Consumo eléctrico de los ventiladores del climatizador y/o unidades terminales.

Cálculos

Rendimiento del elemento terminal:

𝜂𝑡𝑒𝑟𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙 =𝑄ú𝑡𝑖𝑙

𝑃𝑒𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎

Siendo, Qútil el calor/frío que climatiza el ambiente 𝑄ú𝑡𝑖𝑙 = 𝑚 ∙ 𝐶𝑝𝑎𝑖𝑟𝑒 ∙ (𝑇𝑆𝐶−𝑇𝐸𝐶) (kW) ��, caudal másico de aire en kg/s.

𝐶𝑝𝑎𝑖𝑟𝑒 = 1,01 𝑘𝐽𝑘𝑔 º𝐶

𝑇𝑆𝐶 , temperatura de salida del climatizador (ºC). 𝑇𝐸𝐶 , temperatura de entrada del climatizador (ºC). Peléctrica la potencia eléctrica que necesita el climatizador/fan-coil.

Información

El KPI del terminal da la relación entre el calor útil que está entregando al ambiente la unidad terminal y la electricidad que está empleando para conseguirlo. Es un ratio con un valor mucho mayor que 1. Variaciones de este valor respecto del teórico o de referencia pueden suponer deficiencias en el funcionamiento del equipo de ventilación o problemas en el intercambio de calor.

Requisito

Para comprobar el buen funcionamiento de la instalación se establecen a continuación los criterios a tener en cuenta: 1. Si 𝜂𝑡𝑒𝑟𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙>= 80% 𝜂𝑡𝑒𝑟𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙nominal, el

funcionamiento de la máquina es correcto.

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2. Si 50% ηterminal_nominal <=ηterminal< 80% ηterminal_nominal, el funcionamiento de la máquina no es el correcto, es recomendable revisión.

3. Si 𝜂𝑡𝑒𝑟𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙< 50% 𝜂𝑡𝑒𝑟𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙_𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙 , funcionamiento inadecuado, revisión urgente.

𝜂𝑡𝑒𝑟𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙 𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙

>=80% 50% <=𝜂𝑡𝑒𝑟𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙<

80% <50%





Importancia (1>2>3)


Responsable


KPI_7: Rendimiento de la caldera.

Definición

El rendimiento de la caldera es el valor que se obtiene del cociente entre el calor proporcionado al agua de salida de caldera (Qútil) y el calor de entrada del combustible (Qcomb). Es decir,

𝜂𝑐𝑎𝑙𝑑𝑒𝑟𝑎 =𝑄ú𝑡𝑖𝑙

𝑄𝑐𝑜𝑚𝑏

Parámetros

Las variables a monitorizar para conseguir este indicador son las siguientes:

• Caudal de agua que pasa por la caldera. • Temperaturas de entrada y salida del agua en la

caldera. • Caudal de combustible de entrada a la caldera.

Cálculos

A partir de las variables monitorizadas los cálculos a realizar para calcular el rendimiento de la caldera son los siguientes:

𝑄ú𝑡𝑖𝑙 = 𝑚 ∙ 𝐶𝑝𝑎𝑔𝑢𝑎 ∙ (𝑇𝑆𝐶−𝑇𝐸𝐶) (kW) Siendo: ��, caudal másico de agua en kg/s.


𝑇𝑆𝐶 , temperatura de salida de la caldera (ºC). 𝑇𝐸𝐶 , temperatura de entrada de la caldera (ºC).

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𝑄𝑐𝑜𝑚𝑏 = 𝑃𝐶𝐼 ∙ ��𝑐𝑜𝑚𝑏

Siendo: 𝑃𝐶𝐼, poder calorífico inferior del gas natural. ��𝑐𝑜𝑚𝑏 , caudal de gas natural que entra en la caldera.

Información

El KPI proporciona información sobre el rendimiento de la caldera que está generando el agua caliente para la calefacción.

Requisito

Para comprobar el buen funcionamiento de la instalación se tendrán en cuenta que el rendimiento mínimo que marca el RITE (IT 4.2.1) [2] para las calderas es del 80%:

𝜂𝑐𝑎𝑙𝑑𝑒𝑟𝑎 >=80% <80%

Correcto Funcionamiento inadecuado Tabla : Rendimientos mínimos de las calderas. Fuente: RITE,[2]


Importancia (1>2>3)


Responsable Va dirigido al responsable o gestor de mantenimiento del edificio. Visualizará el resultado de los KPIs calculados en la aplicación desarrollada.

KPI_8: Rendimiento de la combustión.

Definición

El calor que puede obtenerse en una combustión es el correspondiente al Poder Calorífico del combustible (PCI o PCS). El rendimiento de la combustión es aquel que define la eficiencia que se ha llevado a cabo en la combustión del gas natural al convertirse en gases calientes encargados de calentar el agua de la caldera. Este rendimiento solamente tiene en cuenta las pérdidas que se efectúan en la combustión del gas y la transformación de este a gases de escape. La relación entre la cantidad de kJ efectivamente desprendidos por la combustión y la cantidad de kJ correspondientes al poder calorífico inferior de la cantidad de combustible empleado se denomina rendimiento de la combustión.

Parámetros

Para obtener el rendimiento de la combustión será necesario colocar un analizador de gases de combustión fijo en la salida de la chimenea. Este equipo facilita varios datos interesantes del proceso de combustión, entre ellos

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el rendimiento de la combustión que se realiza en el hogar de la caldera.

Cálculos Puesto que el equipo ya proporciona el dato, no es necesario realizar ningún cálculo.

Información Información sobre cómo se está realizando la combustión en el interior de la caldera.

Requisito

Para comprobar el buen funcionamiento de la instalación, en base al rendimiento de la combustión, se establece el siguiente criterio: Se considerará que la combustión es adecuada cuando el rendimiento sea mayor o igual al 85%. Dicho valor, establecido a partir del método simplificado CE3X, es válido para calderas estándar, calderas de baja temperatura y calderas de condensación, alimentadas con combustibles líquidos o gaseosos (fuelóleo, gasóleo C, gas natural, propano). Cabe aquí citar que método CE3X se trata de un programa informática de iniciativa pública, aprobado por el Ministerio de Industria, Energía y Turismo.

𝜂𝑐𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖ó𝑛 >=85% <85%

Correcto Funcionamiento inadecuado Tabla: Definición de requisitos. Fuente: Minetur.


Importancia (1>2>3)


Responsable


Tabla 13: Indicadores específicos para activos terciarios: supermercados - clima. Fuente: ITE.

3.5.1.1 Instalación de producción de frío


SUPERMERCADOS: PRODUCCIÓN DE FRÍO

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Los sistemas de producción de frío se basan en el ciclo termodinámico de producción de frío, los sistemas más utilizados son los conocidos como “Ciclo de compresión frigorífica” y utilizan el principio de funcionamiento que se muestra en la siguiente figura:

Compresor

Refrigerante

Condensador

Evaporador

Ciclo de frío

2

3

1

4

Tec Tsc

Tse TeeTevaporación; Pevaporación

Tcondensación; Pcondensación

P_elect_ abs

Aire/agua glicolada

Aire/agua

Qútil

Qcond.

Aire/agua glicolada

Aire/agua glicolada

Aire/agua glicolada

Figura: Ciclo de producción de frío. Fuente: ITE.

La producción de frío se realiza en el evaporador que es el elemento que está o bien ubicado directamente en las cámaras frígoríficas o que intercambia con un fluido refrigerante (agua glicolada) que se recircula mediante bombas de circulación a las cámaras frigoríficas.

Los principales elementos componentes de los ciclos de producción de frío son los que se muestran en la figura anterior y que se describen a continuación:

• Compresor: Eleva a la presión del refrigerante mediante compresión mecánica, se alimenta de energía eléctrica.

• Condensador: lugar donde se produce la condensación (el paso de gas a líquido) del refrigerante. Durante este fenómeno se libera calor al ambiente.

• Evaporador: situado en la cámara de refrigeración o en un intercambiador con agua glicolada. Se produce la evaporación (paso de líquido a gas) del refrigerante absorbiendo calor del aire de la cámara frigorífica o del agua glicolada.

• Válvula de expansión: la válvula realiza la expansión del fluido refrigerante que sale del condensador.

El ciclo se pone en funcionamiento mediante el compresor que se alimenta con energía eléctrica, el calor que entra al evaporador (y se extrae del ambiente) y el que sale del condensador se obtienen de la recirculación del fluido refrigerante por los diferentes elementos a diferentes condiciones de presión y temperatura.

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De cada uno de los elementos que componen la instalación habría que conocer cierta información para poder conocer la instalación de producción de frío que se está analizando. A continuación se explican los datos necesarios para cada uno de los equipos:

Compresores frigoríficos

- Nº de compresores frigoríficos.

- Potencia eléctrica de cada uno de los compresores.

Condensadores - Tipo de condensadores utilizados: Torres de refrigeración, condensadores evaporativos…

- Nº de condensadores.

- Potencia eléctrica de los condensadores.

Evaporadores - Nº de evaporadores.


- Potencia frigorífica de cada equipo.


KPI_1: Energía consumida en el ciclo de frío por unidad de superficie.

Definición

El indicador calcula el consumo eléctrico de frío por unidad de superficie del supermercado, a continuación se muestra la fórmula:

𝐸𝑒 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑓𝑟í𝑜 (𝑘𝑊ℎ𝑒)𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 (𝑚2)

Parámetros

Variables monitorizadas. • Consumo eléctrico de la instalación de producción de

frío. • Superficie climatizada de la instalación.

Cálculos


𝐸𝑒 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑓𝑟í𝑜 (𝑘𝑊ℎ𝑒)


𝐸𝑒 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑓𝑟í𝑜 (𝑘𝑊ℎ𝑒); energía eléctrica consumida en la producción de frío.

Información El KPI proporciona información de consumos específicos por superficie, que servirán de guía para comparar con otros consumos específicos de otros supermercados de la

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propia empresa o del propio sector. Da información del nivel de consumo en el que se encuentra y establece el punto de partida para siguientes cálculos.

Requisito



Importancia (1>2>3)



KPI_2: Potencia frigorífica media instalada.

Definición

El indicador calcula la potencia frigorífica media instalada para abastecer la producción de frío del supermercado, a continuación se muestra la fórmula:

𝑃𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜_𝑓𝑟í𝑜 (𝑘𝑊)𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 (𝑚2)

Parámetros

No es necesario monitorizar ninguna variable puesto que se trata de un indicador teórico que utiliza la potencia frigorífica teórica de los equipos instalados para producción de frío.

Cálculos


𝑃𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜_𝑓𝑟í𝑜 (𝑘𝑊)𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 (𝑚2)

Siendo, 𝑃𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜_𝑓𝑟í𝑜 (𝑘𝑊); la potencia frigorífica instalada para la producción de frío del supermercado. 𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 (𝑚2); la superficie refrigerada en el supermercado.

Información

Nos informa sobre la potencia instalada en producción de frío en el supermercado. Es interesante cuando se realicen benchmarkings de consumo y utilización entre supermercados para poder establecer comparaciones entre consumos y potencia instaladas en cada uno de ellos.



Importancia (1>2>3) Este indicador se define con un grado de importancia 3.

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KPI_3: Potencia eléctrica media instalada en producción de frío.

Definición

El indicador calcula la potencia eléctrica media instalada en la producción de frío para abastecer la climatización del supermercado, a continuación se muestra la fórmula:

𝑃𝑒𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎_𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜_𝑓𝑟í𝑜 (𝑘𝑊)𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 (𝑚2)

Parámetros

No es necesario monitorizar ninguna variable puesto que se trata de un indicador teórico que utiliza la potencia eléctrica teórica de los equipos instalados para climatización.

Cálculos


𝑃𝑒𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎_𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜_𝑓𝑟í𝑜 (𝑘𝑊)𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 (𝑚2)

Siendo, 𝑃𝑒𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎_𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜_𝑓𝑟í𝑜 (𝑘𝑊); la potencia eléctrica instalada para la producción de frío del supermercado. 𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 (𝑚2); la superficie refrigerada en el supermercado.

Información

Nos informa sobre la potencia eléctrica instalada en climatización en el supermercado. Es interesante cuando se realicen benchmarkings de consumo y utilización entre supermercados para poder establecer comparaciones entre consumos y potencia instaladas en cada uno de ellos.





Indicadores: mantenimiento

KPI_4: COPR.

Definición 𝐶𝑂𝑃𝑅 = 𝑄𝑒𝑣𝑎𝑝𝑃𝑎𝑏𝑠

, coeficiente de eficiencia del ciclo de frío.

Parámetros

Variables monitorizadas. • Caudal de recirculación del agua/aire que pasa por el

evaporador. • Temperaturas de entrada y salida del agua/aire

evaporador. • Consumos eléctricos de loe elementos eléctricos del

ciclo de frío (compresores, ventiladores…).

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Cálculos


𝐶𝑂𝑃𝑅 = 𝑄𝑒𝑣𝑎𝑝𝑃𝑎𝑏𝑠

, coeficiente de eficiencia del ciclo

de frío. La potencia eléctrica absorbida se obtendrá de las mediciones eléctricas que se realicen con el analizador. El frío producido en el evaporador (𝑄𝑒𝑣𝑎𝑝) se obtendrá de las mediciones térmicas que se realicen. 𝑄𝑒𝑣𝑎𝑝 = 𝑚 ∙ 𝐶𝑝 ∙ (𝑇𝑆𝐸−𝑇𝐸𝐸) (kW)

Siendo: ��, caudal másico de agua en kg/s. 𝐶𝑝; siendo 𝐶𝑝𝑎𝑔𝑢𝑎 = 4,18 𝑘𝐽

𝑘𝑔 º𝐶 , si se trata de agua y


; si se trata de aire

𝑇𝑆𝐶 , temperatura de salida del condensador (ºC). 𝑇𝐸𝐶 , temperatura de entrada del condensador (ºC). 𝑇𝑆𝐸 , temperatura de salida del evaporador (ºC). 𝑇𝐸𝐸 , temperatura de entrada en el evaporador (ºC)

Información COPR: Mediante este valor se puede conocer la eficiencia energética del equipo de producción de frío en todo momento.

Requisito

Para comprobar el buen funcionamiento de la instalación se establecen a continuación los criterios a tener en cuenta: 1. Si COP/EER>= 80% COP/EER nominal, el

funcionamiento de la máquina es correcto. 2. Si 50% COP/EER nominal <=COP/EER< 80% COP/EER

nominal, el funcionamiento de la máquina no es el correcto, es recomendable revisión.

3. Si COP/EER< 50% COP/EER nominal, funcionamiento inadecuado, revisión urgente.

COP nominal >=80% COP nominal 50% <=COP< 80% <50% COP nominal

Correcto Funcionamiento no correcto

Funcionamiento inadecuado

Tabla: Definición de requisitos. Fuente: ITE.




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Tabla 14: Indicadores específicos para activos terciarios: supermercados - frío. Fuente: ITE.

3.5.1.1 Instalación de iluminación


SUPERMERCADOS: ILUMINACIÓN


Las instalaciones de alumbrado suponen una buena oportunidad de mejora de cara a la reducción de costes económicos, puesto que permiten tanto la mejora de las instalaciones instaladas como una optimización en el tiempo y modo de uso de estas tecnologías.

La optimización energética del alumbrado no debe estar reñida con el mantenimiento de los niveles de calidad y confort lumínico requeridos para el correcto desarrollo de la actividad económica. Una iluminación adecuada mejora la seguridad de los trabajadores y su nivel de satisfacción, lo que repercute en una mejora de los niveles de calidad, motivación y productividad.

Por el contrario, una mala iluminación lleva consigo consecuencias negativas tales como la aparición de fatiga, falta de atención, aumento de errores, insatisfacción, reducción de la calidad, falta de seguridad e incremento de riesgo de accidentes y enfermedades.

Los requisitos que debe cumplir un sistema de alumbrado son:1) Buen rendimiento de color para optimizar las condiciones de trabajo; 2) Ausencia de deslumbramientos, 3) Alta eficiencia luminosa para ahorrar energía; 4) Prolongada vida útil para minimizar la reposición de lámparas; 5) Fiabilidad y robustez para reducir costes de mantenimiento e interrupciones; 6) Posibilidad de reciclado y mínimo uso de sustancias peligrosas para proteger el medio ambiente.

Los elementos básicos de un sistema de alumbrado son los siguientes:

1) Fuente de luz o lámpara: Es el elemento destinado a suministrar la energía lumínica. Lámparas de termorradiación (bajo rendimiento luminoso, generación de calor):

incandescentes (de filamento) y halógenas (se añade un gas aditivo halogenado) Lámparas de descarga (tubo de descarga con gas ionizable): de vapor de sodio (de baja y de

alta presión); de vapor de mercurio, fluorescentes, de inducción: sin electrodos, excitado por bobinas inductoras.

2) Luminaria: aparato cuya función principal es distribuir la luz proporcionada por la lámpara. 3) Equipo auxiliar: muchas fuentes de luz no pueden funcionar con conexión directa a la red, y

necesitan dispositivos que modifiquen las características de la corriente de manera que sean aptas para su funcionamiento.


De cada uno de los elementos que componen la instalación habría que conocer cierta información para poder conocer la instalación de iluminación que se está analizando. A continuación se explican los datos necesarios para cada uno de los equipos:

Tipo de lámparas y de luminarias utilizadas, ¿disponen de equipo auxiliar?

Nº de lámparas por luminaria y nº de luminarias totales.

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Potencia eléctrica de las lámparas instaladas.

Potencia eléctrica de los equipos auxiliares


KPI_1: Energía consumida en iluminación por unidad de superficie.

Definición

El indicador calcula el consumo eléctrico de iluminación por unidad de superficie del supermercado, a continuación se muestra la fórmula:

𝐸𝑒 𝑖𝑙𝑢𝑚𝑖𝑛𝑎𝑐𝑖ó𝑛 (𝑘𝑊ℎ𝑒)𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 (𝑚2)

Parámetros Variables monitorizadas. Consumo eléctrico de la instalación de iluminación. Superficie iluminada de la instalación.

Cálculos


𝐸𝑒 𝑖𝑙𝑢𝑚𝑖𝑛𝑎𝑐𝑖ó𝑛 (𝑘𝑊ℎ𝑒)


𝐸𝑒 𝑖𝑙𝑢𝑚𝑖𝑛𝑎𝑐𝑖ó𝑛 (𝑘𝑊ℎ𝑒); energía eléctrica consumida

Información

El KPI proporciona información de consumos específicos por superficie, que servirán de guía para comparar con otros consumos específicos de otros supermercados de la propia empresa o del propio sector. Da información del nivel de consumo en el que se encuentra y establece el punto de partida para siguientes cálculos.

Requisito




Responsable

El responsable visualizará el resultado de los KPIs calculados en la aplicación desarrollada. Va dirigido al responsable o gestor de mantenimiento del edificio. El indicador se calculará con una periodicidad mensual.

KPI_2: Potencia iluminación instalada por unidad de superficie.

Definición

El indicador calcula la potencia media instalada para abastecer la iluminación del supermercado, a continuación se muestra la fórmula:

𝑃𝑖𝑙𝑢𝑚𝑖𝑛𝑎𝑐𝑖ó𝑛 (𝑘𝑊)𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 (𝑚2)

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Parámetros No es necesario monitorizar ninguna variable puesto que se

trata de un indicador teórico que utiliza la potencia instalada.

Cálculos

La fórmula del cálculo a realizar se muestra a continuación: 𝑃𝑖𝑙𝑢𝑚𝑖𝑛𝑎𝑐𝑖ó𝑛 (𝑘𝑊)𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 (𝑚2)

Siendo, 𝑃𝑖𝑙𝑢𝑚𝑖𝑛𝑎𝑐𝑖ó𝑛 (𝑘𝑊); la potencia instalada en iluminación. 𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 (𝑚2); la superficie iluminada en el supermercado.

Información

Nos informa sobre la potencia instalada en iluminación en el supermercado. Es interesante cuando se realicen benchmarkings de consumo y utilización entre supermercados para poder establecer comparaciones entre consumos y potencia instaladas en cada uno de ellos.

Requisito

El HE3 del Documento Básico HE Ahorro de energía define unos valores de potencia máxima instalada en iluminación. A continuación se muestra la tabla del documento, en el que la potencia máxima instalada para un edificio de uso comercial es de 15 W/m2:

Tabla: Potencia máxima de iluminación. Fuente: DB-HE (HE3)[3]


Importancia (1>2>3) Este indicador se define con un grado de importancia 3 (baja).


KPI_3: VEEI.

Definición

El VEEI o valor de eficiencia energética de la instalación se determina mediante la siguiente fórmula:

𝑉𝐸𝐸𝐼 =𝑃 ∙ 100𝑆 ∙ 𝐸𝑚

Parámetros La principal variable a monitorizar es la iluminancia (Em) que se mide con la ayuda de un luxómetro, encargado de medir los luxes en cada una de las zonas de medición.

Cálculos La fórmula del cálculo a realizar se muestra a continuación:

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𝑉𝐸𝐸𝐼 =𝑃 ∙ 100𝑆 ∙ 𝐸𝑚

Donde, 𝑃 (𝑊); la potencia de la lámpara más el equipo auxiliar. 𝑆 (𝑚2); la superficie iluminada. 𝐸𝑚; la iluminancia media horizontal mantenida (lux)

Información Nos informa sobre la potencia instalada en iluminación por unidad de superficie y por cada 100 lux.

Requisito

El HE3 del “DB HE Ahorro de energía” establece los valores límites de VEEI para varias zonas de actividad diferenciada. En concreto para los supermercados, hipermercados y grandes almacene el valor límite para el VEEI es de 5. A continuación se muestra la tabla de los valores límites que se muestra en el HE3:

Tabla: Valores límite de eficiencia energética de la instalación.

Fuente: DB-HE (HE3)[3]

Periodicidad Se calculará con una periodicidad de un mes.

Importancia (1>2>3) Este indicador se define con un grado de importancia 1 (alta).



KPI_4: Índice de iluminancia

Definición Índice de iluminancia

Parámetros La iluminancia a los puestos de trabajo, expositores, zonas de paso y almacén se medirá mediante un luxómetro.

Cálculos No es necesario realizar cálculos porque el parámetro se medirá directamente con un luxómetro.

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Información Nos informa sobre el nivel de iluminación que hay en los pasillos, expositores, zonas de paso, almacén y puestos de trabajo.

Requisito

Según la norma UNE EN 12464-1:2011, los requisitos mínimos de iluminación en zonas comerciales son los que se muestran a continuación:

Tabla 15: Requisitos mínimos de iluminación. Fuente: UNE EN

12464-1:2011.

Periodicidad Se calculará con una periodicidad mensual.



Tabla 16: Indicadores específicos para activos terciarios: supermercados - iluminación. Fuente: ITE.

3.5.1.1 Otras instalaciones


SUPERMERCADOS: OTRAS INSTALACIONES


En otras instalaciones entrarán el resto de instalaciones consumidoras de energía del supermercado como pueden ser ascensores, escaleras mecánicas, hornos, etc.

Indicadores específicos

KPI_1: Energía consumida en otras instalaciones por unidad de superficie.

Definición

El indicador calcula el consumo eléctrico de iluminación por unidad de superficie del supermercado, a continuación se muestra la fórmula:

𝐸𝑒 𝑜𝑡𝑟𝑜𝑠 (𝑘𝑊ℎ𝑒)𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 (𝑚2)

Parámetros Variables monitorizadas. Consumo eléctrico del resto de instalaciones. Superficie de la instalación.

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Cálculos


𝐸𝑒 𝑜𝑡𝑟𝑜𝑠 (𝑘𝑊ℎ𝑒)𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 (𝑚2)

𝑜𝑡𝑟𝑜𝑠 (𝑘𝑊ℎ𝑒); energía eléctrica consumida en otras instalaciones (no clima, iluminación ni frío)

Información

El KPI proporciona información de consumos específicos por superficie, que servirán de guía para comparar con otros consumos específicos de otros supermercados de la propia empresa o del propio sector. Da información del nivel de consumo en el que se encuentra y establece el punto de partida para siguientes cálculos.

Requisito



Importancia (1>2>3)


Responsable


Tabla 17: Indicadores específicos para activos terciarios: supermercados - otros. Fuente: ITE.

3.5.2 SECTOR SERVICIOS: ALUMBRADO PÚBLICO


ALUMBRADO PÚBLICO


La instalación de alumbrado público depende de cada municipio, pudiendo encontrarse lámparas de diversa tipología:

- Lámparas fluorescentes - Lámparas de vapor de mercurio a alta presión - Lámparas de vapor de sodio a baja presión - Lámparas de vapor de sodio a alta presión - Lámparas de mercurio con halogenuros metálicos - Lámparas de descarga por inducción - Lámparas de tecnologías led

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Se dispondrá del inventario de luminarias y lámparas instaladas.


KPI_1: Consumo energético por superficie

Definición El indicador calcula el consumo eléctrico de iluminación por unidad de superficie del municipio.

Parámetros

Variables monitorizadas. Consumo eléctrico de la instalación de iluminación.

Superficie del municipio.

Cálculos





Información

El KPI proporciona información de consumos específicos por superficie, que servirán de guía para comparar con otros consumos específicos de otros municipios.

Da información del nivel de consumo en el que se encuentra.

Requisito Puesto que es un parámetro que se utiliza como guía y para comparar, no se establece un requisito mínimo ni máximo.

Periodicidad Se calculará y comparará con una periodicidad diaria/semanal/mensual.


Responsable El responsable visualizará el resultado de los KPIs calculados en la aplicación desarrollada. Va dirigido al gestor del servicio de alumbrado del municipio, así como a las entidades locales.

KPI_2: Potencia instalada por superficie

Definición El indicador calcula la potencia media instalada para abastecer la iluminación del municipio.

Parámetros No es necesario monitorizar ninguna variable puesto que se trata de un indicador teórico que utiliza la potencia instalada.

Cálculos


𝑃𝑖𝑙𝑢𝑚𝑖𝑛𝑎𝑐𝑖ó𝑛 (𝑘𝑊)𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 (𝑚2)

Siendo, 𝑃𝑖𝑙𝑢𝑚𝑖𝑛𝑎𝑐𝑖ó𝑛 (𝑘𝑊); la potencia instalada en iluminación.

𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 (𝑚2); la superficie del municipio

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Información Nos informa sobre la potencia instalada en iluminación en el municipio. Es interesante cuando se realicen comparativas entre municipios.

Requisito Cumplir con lo estipulado en el RD 1890/2008.


Importancia (1>2>3) Este indicador se define con un grado de importancia 3 (baja).

Responsable

Va dirigido, principalmente, a las entidades municipales. También puede orientarse a las ESEs responsables del servicio de alumbrado, con objeto de establecer comparaciones entre varias instalaciones que gestionen.

KPI_3: Consumo por habitante

Definición El indicador calcula el consumo eléctrico de iluminación por habitante del municipio.

Parámetros

Variables monitorizadas. Consumo eléctrico de la instalación de iluminación.

Número de habitantes.

Cálculos



𝐻𝑎𝑏𝑖𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠 (𝑛º)


Información

El KPI proporciona información de consumos específicos por habitante, que servirán de guía para comparar con otros consumos específicos de otros municipios.

Da información del nivel de consumo en el que se encuentra.

Requisito Puesto que es un parámetro que se utiliza como guía y para comparar, no se establece un requisito mínimo ni máximo.

Periodicidad Se calculará y comparará con una periodicidad diaria/semanal/mensual.


Responsable El responsable visualizará el resultado de los KPIs calculados en la aplicación desarrollada. Va dirigido al gestor del servicio de

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alumbrado del municipio, así como a las entidades locales.

Tabla 18: Indicadores específicos para activos terciarios. Fuente: ITE.

3.5.1 SECTOR INDUSTRIAL: CMO GENERAL


CMO GENERAL: EJEMPLO AZULEJERA


Los indicadores generales de planta tienen en consideración la demanda energética de todas las instalaciones y procesos existentes, considerando el consumo total o el parcial según zonas de interés (líneas productivas, climatización, iluminación, aire comprimido….) u objetivos específicos de cada indicador.


KPI_1: Indicador energético- productivo: producción.

Consumo por unidad de producto general

Definición El indicador calcula el consumo energético general o parcial (zona o proceso específico) asociado a la producción general o parcial (de esa zona o proceso específico) .

Parámetros

Variables monitorizadas. • Consumo eléctrico general o parcial por

instalaciones/procesos/zonas. • Producción general o parcial

Cálculos

𝐸𝑒 (𝑘𝑊ℎ𝑒)

𝑃𝑔 (𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜 𝑔𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙: 𝑘𝑔,𝑚2,𝑚,𝑢𝑑, 𝐿, 𝑒𝑡𝑐. )

𝐸𝑒 (𝑘𝑊ℎ𝑒): Energía eléctrica total consumida, o parcial por instalaciones, zonas o procesos.

Pg (𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜: 𝑘𝑔,𝑚2,𝑚,𝑢𝑑, 𝐿, 𝑒𝑡𝑐): Producción general total o parcial por instalaciones, zonas o procesos

Información

El KPI proporciona información del consumo de energía asociado a la producción general de planta o a la producción parcial de una zona o proceso concreto. Este indicador permite comparar el comportamiento energético de plantas industriales similares, así como el comportamiento energético de diferentes sectores dentro de una misma planta productiva. Asimismo, la monitorización continuada de este indicador permite detectar rápidamente desviaciones debidas a anomalías energéticas y/o productivas-operacionales, posibilitando una intervención rápida orientada tanto a labores de mejora de mantenimiento, como a la optimización del ajuste energético-productivo.

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Requisito

Los umbrales se fijarán en función de valores normalizados o indicadores de referencia del mismo sector productivo. En caso de no disponer de valores de referencia externos se obtendrán ratios promedio a partir de un periodo de análisis energético inicial realizado en las propias instalaciones. Lo Los KPIs obtenidos se tomarán como línea base sobre la que llevar un seguimiento orientado a la mejora.

Periodicidad

Se realizarán cálculos con diferente periodicidad:

Indicador energético-productivo continuo.

Indicador energético-productivo diario.

Indicador energético-productivo mensual.

Indicador energético-productivo anual.


Responsable El responsable visualizará el resultado de los KPIs calculados en la aplicación desarrollada. Va dirigido al responsable o gestor de mantenimiento-energía de la industria.

KPI_2: Indicador energético- productivo: producción.

Consumo por unidad de producto específico

Definición El indicador calcula el consumo energético general o parcial asociado a un producto específico.

Parámetros


instalaciones/procesos/zonas. • Producción general o parcial de producto específico x.

Cálculos


𝑃𝑒 (𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑜: 𝑘𝑔,𝑚2,𝑚,𝑢𝑑, 𝐿, 𝑒𝑡𝑐. )


Pe (𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑜: 𝑘𝑔,𝑚2,𝑚,𝑢𝑑, 𝐿, 𝑒𝑡𝑐): Producción específica total o parcial por instalaciones, zonas o procesos.

Información

El KPI proporciona información del consumo de energía asociado a un producto específico. Este indicador permite comparar el comportamiento energético de plantas industriales que procesen el mismo tipo de producto, así como el comportamiento energético de diferentes sectores dentro de una misma planta productiva y de diferentes tipos de productos procesados.

Asimismo, la monitorización continuada de este indicador permite detectar rápidamente desviaciones debidas a anomalías energéticas

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y/o productivas-operacionales, posibilitando una intervención rápida orientada tanto a labores de mejora de mantenimiento, como a la optimización del ajuste energético-productivo.

Requisito

Los umbrales se fijarán en función de valores normalizados o indicadores de referencia del mismo sector productivo. En caso de no disponer de valores de referencia externos se obtendrán ratios promedio a partir de un periodo inicial de análisis energético realizado en las propias instalaciones. Los KPIs obtenidos se tomarán como línea base sobre la que llevar un seguimiento orientado a la mejora.

Periodicidad







Responsable El responsable visualizará el resultado de los KPIs calculados en la aplicación desarrollada. Va dirigido al responsable o gestor de mantenimiento-energía de la industria.

KPI_3: Indicador energético- productivo: consumo de materias primas.

Consumo por unidad de recurso consumido

Definición El indicador calcula el consumo energético general o parcial (zona o proceso específico) asociado a la producción general o parcial (de esa zona o proceso específico).

Parámetros


instalaciones/procesos/zonas. • Consumo de materia prima general o parcial

Cálculos


𝑀𝑃𝑥 (𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑐𝑢𝑟𝑠𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑜: 𝑘𝑔,𝑚2,𝑚,𝑢𝑑, 𝐿, 𝑒𝑡𝑐. )


MPx (𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑐𝑢𝑟𝑠𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑜: 𝑘𝑔,𝑚2,𝑚,𝑢𝑑, 𝐿, 𝑒𝑡𝑐): Materia prima consumida total o parcial por instalaciones, zonas o procesos.

Información Este indicador proporciona información acerca del consumo energético asociado al consumo de las diferentes materias primas utilizadas en el proceso de producción. Este indicador permite

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comparar el gasto energético asociado a la utilización de diferentes recursos de cara a llevar un seguimiento de procesos, comparación de ratios energéticos entre diferentes materias primas y selección de recursos con menor coste energético asociado.

Requisito

Los umbrales se fijarán en función de valores normalizados o indicadores de referencia del mismo sector productivo. En caso de no disponer de valores de referencia externos se obtendrán ratios promedio a partir de un periodo inicial de análisis energético realizado en las propias instalaciones. Los KPIs obtenidos se tomarán como línea base sobre la que llevar un seguimiento orientado a la mejora.

Periodicidad







Responsable

El responsable visualizará el resultado de los KPIs calculados en la aplicación desarrollada. Va dirigido al responsable o gestor de mantenimiento-energía de la industria. Transmitirá las observaciones oportunas a los responsables de compras si se detectan necesidades de sustitución de productos.

KPI_4: Ratios energéticos- generales:

Energía consumida por unidad de superficie.

Energía consumida por persona.

Definición

Se plantean dos variantes para este indicador, la primera calcula el consumo eléctrico general o parcial por unidad de superficie de la industria, y el segundo calcula el consumo energético por persona.

Parámetros


instalaciones/procesos/zonas.

Otros parámetros necesarios:

• Superficie de la planta o área específica. • Personas por planta o área específica.

Cálculos


𝐸𝑒 (𝑘𝑊ℎ𝑒)𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 (𝑚2)


𝑃𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎 (𝑝𝑒𝑟𝑠)

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𝐸𝑒 (𝑘𝑊ℎ𝑒); Energía eléctrica total consumida, o parcial por instalaciones, zonas o procesos.

Información

El KPI proporciona información de consumos específicos por superficie o trabajador, que servirán de guía para comparar con otros consumos de otras plantas de la propia empresa o del propio sector y datos estadísticos.

Da información del nivel de consumo en el que se encuentra y establece el punto de partida para siguientes cálculos.

Requisito Puesto que es un parámetro que se utiliza como guía y para comparar, no se establece un requisito mínimo ni máximo puesto que su valor será comparado con otros valores de otras plantas.



Responsable


Tabla 19: Indicadores específicos para activos terciarios. Fuente: ITE.

3.5.2 SECTOR INDUSTRIAL: INSTALACIÓN DE AIRE COMPRIMIDO

KPI’S – ACTIVOS ENERGÉTICOS SECTOR INDUSTRIAL

AIRE COMPRIMIDO


• Compresor: Elemento encargado de aumentar la presión del aire a la necesaria de trabajo en la fábrica o edificio. Para ello, necesita un motor eléctrico que realice este aumento de presión. La mayoría de los compresores utilizados en las industrias son de tipo tornillo (scroll). Los rangos de potencias de este tipo de compresores varían entre 3 y 400 kW. Los caudales de aire que pueden trasegar estos equipos son hasta 5.000 l/s.

• Pulmones o depósitos de aire: Son dispositivos de almacenamiento para suavizar la demanda del compresor. Reducen la fluctuación de demanda en los controles del compresor.

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Figura: Ejemplo de pulmón o depósito de aire comprimido.

Fuente: Atlas Copco.

• Secadores: Eliminan la humedad que hay en el aire, para ello, se puede hacer mediante secadores de diferentes tipos: Frigorífico (eliminan la humedad del aire a un punto de rocío de 3-4ºC), desecantes o de adsorción, de membranas.

• Filtros: Se sitúan aguas abajo del compresor y eliminan las partícula, condensado y lubricante. Cuando están sucios pueden realizar estrangulamiento debido a la caída de presión.

A continuación se muestra un ejemplo de esquema de una instalación de aire comprimido:

Figura: Esquema de principio de una instalación de aire comprimido.

Fuente: Energylab


De cada uno de los elementos que componen la instalación habría que conocer cierta información para poder conocer la instalación de aire comprimido que se está analizando.

Compresor - Nº de compresores componentes de la instalación.

Para cada uno de los compresores, hay que solicitar la siguiente información:

- Potencia eléctrica del equipo.

- Caudal de producción de aire.

- Presión de trabajo.

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Secador - Nº de secadores componentes de la instalación.

- Potencia eléctrica del equipo.

Pulmones o depósitos de aire

- Nº de Pulmones o depósitos de aire componentes de la instalación.

- Volumen de los depósitos de aire.

Filtros - Nº de filtros de aire componentes de la instalación.


KPI_1: Caudal de aire generado por energía consumida.

Definición Evalúa la producción de caudal de aire del compresor por la energía eléctrica consumida para conseguir esta producción.

Parámetros

Para realizar el cálculo es necesario conocer el caudal de aire producido por el compresor y el consumo eléctrico necesario para obtener este caudal de aire, por lo que será necesario realizar dos mediciones:

• Caudal de aire generado por el compresor o grupo de compresores (l/s, m3/h)

• Consumo eléctrico del compresor o grupo de compresores (kWh).

Cálculos 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑎𝑖𝑟𝑒 𝑝𝑜𝑟 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 =𝑄𝑎𝑖𝑟𝑒_𝑔𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜

𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑒𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑎 (𝑙 𝑠�𝑘𝑊ℎ)

Información

El KPI proporciona información del grado de carga medio diario al que está trabajando el compresor o conjunto de compresores (en caso de ser una instalación centralizada con varios compresores). A mayor grado de carga el equipo presentará mayor eficiencia.

Requisito Para valores menores que 0.3, lo que significa grados de carga menores del 30% será interesante revisar el modo de funcionamiento del compresor o conjunto de compresores.

Periodicidad Se realizará un cálculo de este indicador para un período de tiempo diario, para conocer cómo ha estado trabajando cada día el compresor.

Importancia (1>2>3) Este indicador se define con un grado de importancia 2 (media).

Responsable Va dirigido al responsable o gestor de mantenimiento del edificio/planta industrial. Visualizará el resultado de los KPIs

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calculados en la aplicación desarrollada.

KPI_2: Caudal de aire generado por potencia demandada

Definición Evalúa la producción de caudal de aire del compresor por la potencia eléctrica media consumida para conseguir esta producción.

Parámetros

Para realizar el cálculo del indicador es necesario conocer el caudal de aire producido por el compresor y el consumo eléctrico necesario para obtener este caudal de aire, por lo que será necesario realizar dos mediciones:

• Caudal de aire generado por el compresor o grupo de compresores (l/s, m3/h)

• Potencia eléctrica demandada por el compresor o grupo de compresores (kW).

Cálculos 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑎𝑖𝑟𝑒 𝑝𝑜𝑟 𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 =𝑄𝑎𝑖𝑟𝑒_𝑔𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜

𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑒𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 𝑑𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎𝑑𝑎 (𝑙 𝑠�𝑘𝑊)

Información

El KPI proporciona información del grado de carga instantáneo al que está trabajando el compresor o conjunto de compresores (en caso de ser una instalación centralizada con varios compresores). A mayor grado de carga el equipo presentará mayor eficiencia.

Requisito Para valores menores que 0.3, lo que significa grados de carga menores del 30% será interesante revisar el modo de funcionamiento del compresor o conjunto de compresores.

Periodicidad

Se realizará un cálculo de este indicador para cada período de tiempo que se haya elegido realizar la monitorización de la producción de aire y de la potencia eléctrica demandada.

Es decir, si el intervalo de tiempo de representación es de 5 minutos, se realizará el cálculo para el caudal medio y la potencia demandada media de cada 5 minutos.

Se promediará para un período de una hora y se obtendrán 24 indicadores al día.


Responsable Va dirigido al responsable o gestor de mantenimiento del edificio/planta industrial. Visualizará el resultado de los KPIs calculados en la aplicación desarrollada.

KPI_3: % pérdidas

Definición El KPI evalúa las pérdidas por fugas y caída de presión que tiene la instalación de aire comprimido.

Parámetros Para realizar el cálculo del indicador es necesario conocer la presión de generación del aire comprimido y la presión cuando llega a los

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puntos de trabajo.

Por tanto, será necesario realizar mediciones de presión en el punto de generación y en cada uno de los puntos de trabajo para conocer el % de pérdidas que hay en cada puesto de trabajo.

Cálculos %_pérdidas =Paire generado − Ppunto trabajo

Paire generado ∙ 100

Información El KPI da información sobre las pérdidas de carga y las fugas que se tienen en cada uno de los puntos de trabajo.

Requisito

Según indicaciones en algunos documentos técnicos12 se ha obtenido que al menos un 10% de pérdidas por fugas son admisibles. Por tanto, si se considera un 5% adicional por pérdida de carga, se obtiene que se admiten un 15% de pérdidas por fugas y pérdidas de carga. Para valores mayores del 15% indicará que es necesario realizar una revisión de la instalación de aire comprimido.




KPI_4: % pérdidas de calor en el compresor

Definición

Seguimiento de las pérdidas de calor del compresor. Normalmente es habitual que el 85% de la energía consumida por el compresor se disipe en forma de calor. Por tanto, es interesante monitorizar estas pérdidas para evitar que se produzcan mayores pérdidas en la disipación del calor del compresor.

Parámetros Para poder calcular el indicador es necesario conocer el caudal de aire/agua que utiliza el compresor para su refrigeración y las temperaturas de este aire/agua de entrada y salida al compresor.

1 Energy efficiency analysis of industrial compressed air systems. Alin do A. Martins, Ciciane Chiovatto, Décio Bispo, Marcos Vinícius Silva, Sérgio F. P. Silva. Federal University of Uberlândia, Department of Electrical Engineering, Uberlândia-MG.

2 Energy Efficiency of Compressed Air Systems. Smaeil Mousavi, Sami Kara*, Bernard Kornfeld.School of Mechanical and Manufacturing Engineering, Sustainable Engineering and Life Cycle Engineering Research Group, the University of New South Wales, Sydney, Australia

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Figura: Esquema de funcionamiento de un compresor y circuitos de

refrigeración. Fuente: Atlas Copco.

Cálculos

%pérdidas_calor_compresor

= QCalor disipado

Peléctrica demandada∙ léct

m ∙ léctrica dPeléctrica demandada

∙ léc

Siendo:

m; el caudal másico del aire/agua de refrigeración.

Cp; la capacidad calorífica del aire/agua

Te; temperatura de entrada del aire/agua al circuito de refrigeración del compresor.

𝑇𝑠; temperatura de salida del aire/agua al circuito de refrigeración del compresor.

Información Proporciona el porcentaje de pérdidas térmicas del compresor.

Requisito

Valores superiores al 85% serán considerados como inadecuados y, por tanto, a revisar por el personal de mantenimiento.

%pérdidas de calor en el compresor

<85% >=85%

Admisible Inadecuado

Tabla: Definición de requisitos. Fuente: ITE.

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Importancia (1>2>3) Este indicador se define con un grado de importancia 2 (media).


Tabla 20: Indicadores específicos para activos industriales. Fuente: ITE.

3.5.3 SECTOR RESIDENCIAL: EDIFICIOS DE VIVIENDAS

Las principales instalaciones en los edificios residenciales pueden estudiarse desde a nivel general de edificio considerando las instalaciones del edificio como centralizadas o desde el punto de vista individual, considerando que la iluminación es común, pero la calefacción y ACS son individuales.

Por tanto, si se estudia considerando que las instalaciones de calefacción y/o ACS son centralizadas, el reparto del consumo en el edificio será similar al mostrado en la siguiente figura:

Figura: Reparto de consumos en edificios de uso residencial, zonas comunes. Fuente: Fenercom.[5]

Si, por el contrario se considera que solamente la instalación de iluminación (y ascensores) es comunitaria y la climatización y/o ACS son individuales, el reparto a nivel individual será similar al que se muestra a continuación:

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Figura: Reparto de consumos en edificios de uso residencial, vivienda individual. Fuente: IDAE, [6]

3.5.3.1 Instalación de climatización y ACS centralizada

KPI’S – ACTIVOS ENERGÉTICOS SECTOR RESIDENCIAL

EDIFICIOS: CLIMA Y ACS CENTRALIZADO


La instalación de climatización y ACS centralizada tiene la misma estructura y los mismos componentes que la descrita en el apartado de edificios, con la única diferencia de que la caldera de agua caliente no solamente se utiliza para calentar el agua para calefacción sino también para ACS.

Por tanto, la información necesaria a recopilar para cada uno de los componentes será la misma y la única diferencia se tendrá en la definición de los indicadores de energía.


KPI_1: Energía consumida en climatización y ACS por unidad de superficie

Definición

El indicador calcula el consumo eléctrico o térmico o ambos de climatización por unidad de superficie del edificio, a continuación se muestra la fórmula:

𝐸𝑒 𝑐𝑙𝑖𝑚𝑎𝑡𝑖𝑧𝑎𝑐𝑖ó𝑛 (𝑘𝑊ℎ𝑒)


𝐸𝑡 𝑐𝑙𝑖𝑚𝑎𝑡𝑖𝑧𝑎𝑐𝑖ó𝑛 + 𝐴𝐶𝑆 (𝑘𝑊ℎ𝑡)


Parámetros

Variables monitorizadas. Consumo eléctrico de la instalación de climatización. Consumo de gas de la instalación de climatización y ACS. Superficie climatizada de la instalación.

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Cálculos






𝐸𝑒 𝑐𝑙𝑖𝑚𝑎𝑡𝑖𝑧𝑎𝑐𝑖ó𝑛 (𝑘𝑊ℎ𝑒); energía eléctrica consumida en climatización. 𝐸𝑡 𝑐𝑙𝑖𝑚𝑎𝑡𝑖𝑧𝑎𝑐𝑖ó𝑛 + 𝐴𝐶𝑆 (𝑘𝑊ℎ𝑡); energía térmica consumida en climatización y ACS.

Información

El KPI proporciona información de consumos específicos por superficie, que servirán de guía para comparar con otros consumos específicos de otros edificios de la propia empresa o del propio sector. Da información del nivel de consumo en el que se encuentra y establece el punto de partida para siguientes cálculos.

Requisito Puesto que es un parámetro que se utiliza como guía y para comparar, no se establece un requisito mínimo ni máximo puesto que su valor será comparado con otros valores de otros edificios.



Responsable


NOTA: El resto de indicadores serían los mismos que los KPIs definidos en el apartado de climatización de supermercados.

3.5.3.2 Instalación de climatización centralizada

La instalación de climatización centralizada tiene la misma estructura y utilizará los mismos indicadores que en el caso de supermercados.

3.5.3.3 Instalación de climatización y ACS individual.



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La instalación que facilita climatización (en este caso calefacción) y ACS conjunta es la que está formada por caldera de gas y genera el agua caliente tanto para calefacción como para ACS.



Generador - Nº de calderas.

- Tipo de caldera.

- Potencia térmica de cada una de las calderas.

- Rendimiento de la caldera.

Distribución - Nº de bombas de agua.



Puntos de consumo




KPI_1: Energía consumida en climatización y ACS por unidad de superficie

Definición

El indicador calcula el consumo térmico de climatización y ACS por unidad de superficie del supermercado, a continuación se muestra la fórmula:

𝐸𝑡 𝑐𝑙𝑖𝑚𝑎𝑡𝑖𝑧𝑎𝑐𝑖ó𝑛 + 𝐴𝐶𝑆 (𝑘𝑊ℎ𝑡)𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 (𝑚2)

Parámetros Variables monitorizadas. Consumo de gas de la instalación de climatización. Superficie climatizada de la instalación.

Cálculos




𝐸𝑡 𝑐𝑙𝑖𝑚𝑎𝑡𝑖𝑧𝑎𝑐𝑖ó𝑛 + 𝐴𝐶𝑆 (𝑘𝑊ℎ𝑡); energía térmica consumida en climatización y ACS.

Información El KPI proporciona información de consumos específicos por superficie, que servirán de guía para comparar con otros consumos

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específicos de otros edificios Da información del nivel de consumo en el que se encuentra y establece el punto de partida para siguientes cálculos.

Requisito Puesto que es un parámetro que se utiliza como guía y para comparar, no se establece un requisito mínimo ni máximo puesto que su valor será comparado con otros valores de otros edificios.


Importancia (1>2>3)



KPI_2: Potencia térmica media instalada.

Definición

El indicador calcula la potencia térmica media instalada para abastecer la calefacción y ACS de la vivienda, a continuación se muestra la fórmula:

𝑃𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎 (𝑘𝑊)


Parámetros No es necesario monitorizar ninguna variable puesto que se trata de un indicador teórico que utiliza la potencia térmica teórica de los equipos instalados para climatización.

Cálculos

La fórmula del cálculo a realizar se muestra a continuación: 𝑃𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎 (𝑘𝑊)


Siendo, 𝑃𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎 (𝑘𝑊); la potencia térmica/frigorífica instalada para la climatización del supermercado. 𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 (𝑚2); la superficie climatizada en el supermercado.

Información

Nos informa sobre la potencia instalada en climatización en el supermercado. Es interesante cuando se realicen benchmarkings de consumo y utilización entre edificios para poder establecer comparaciones entre consumos y potencia instaladas en cada uno de ellos.



Importancia Este indicador se define con un grado de importancia 3.

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(1>2>3)

Responsable Va dirigido al responsable o gestor de mantenimiento del edificio

KPI_3: Rendimiento de la caldera.

Definición

El rendimiento de la caldera es el valor que se obtiene del cociente entre el calor proporcionado al agua de salida de caldera (Qútil) y el calor de entrada del combustible (Qcomb). Es decir,



Parámetros

Las variables a monitorizar para conseguir este indicador son las siguientes: Caudal de agua que pasa por la caldera. Temperaturas de entrada y salida del agua en la caldera. Caudal de combustible de entrada a la caldera.

Cálculos




𝑇𝑆𝐶 , temperatura de salida de la caldera (ºC). 𝑇𝐸𝐶 , temperatura de entrada de la caldera (ºC).

𝑄𝑐𝑜𝑚𝑏 = 𝑃𝐶𝐼 ∙ ��𝑐𝑜𝑚𝑏 Siendo: PCI, poder calorífico inferior del gas natural. mcomb, caudal de gas natural que entra en la caldera.

Información El KPI proporciona información sobre el rendimiento de la caldera que está generando el agua caliente para la calefacción.

Requisito

Para comprobar el buen funcionamiento de la instalación se tendrán en cuenta que el rendimiento mínimo que marca el RITE (IT 4.2.1( [2] para las calderas es del 80%:


Correcto Funcionamiento inadecuado Tabla: Rendimientos mínimos de las calderas. Fuente: RITE [2]


Importancia (1>2>3)


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KPI_4: Rendimiento de la combustión

Definición

El calor que puede obtenerse en una combustión es el correspondiente al Poder Calorífico del combustible (PCI o PCS). El rendimiento de la combustión es aquel que define la eficiencia que se ha llevado a cabo en la combustión del gas natural al convertirse en gases calientes encargados de calentar el agua de la caldera. Este rendimiento solamente tiene en cuenta las pérdidas que se efectúan en la combustión del gas y la transformación de este a gases de escape. La relación entre la cantidad de kJ efectivamente desprendidos por la combustión y la cantidad de kJ correspondientes al poder calorífico inferior de la cantidad de combustible empleado se denomina rendimiento de la combustión.

Parámetros

Para obtener el rendimiento de la combustión será necesario colocar un analizador de gases de combustión fijo en la salida de la chimenea. Este equipo facilita varios datos interesantes del proceso de combustión, entre ellos el rendimiento de la combustión que se realiza en el hogar de la caldera.

Cálculos Puesto que el equipo ya proporciona el dato, no es necesario realizar ningún cálculo.

Información Información sobre cómo se está realizando la combustión en el interior de la caldera.

Requisito

Para comprobar el buen funcionamiento de la instalación, en base al rendimiento de la combustión, se establece el siguiente criterio: Se considerará que la combustión es adecuada cuando el rendimiento sea mayor o igual al 85%. Dicho valor, establecido a partir del método simplificado CE3X, es válido para calderas estándar, calderas de baja temperatura y calderas de condensación, alimentadas con combustibles líquidos o gaseosos (fuelóleo, gasóleo C, gas natural, propano). Cabe aquí citar que método CE3X se trata de un programa informática de iniciativa pública, aprobado por el Ministerio de Industria, Energía y Turismo.

𝜂𝑐𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖ó𝑛 >=85% <85%

Correcto Funcionamiento inadecuado Tabla: Definición de requisitos. Fuente: Minetur.

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Importancia (1>2>3)



3.5.3.4 Instalación de climatización individual




La instalación de climatización individual está compuesta en las viviendas o bien por equipos autónomos de bomba de calor (AA) reversible o bien de una instalación térmica de caldera de gas natural. Por tanto, los componentes de la instalación de climatización en una vivienda pueden ser:

- Bomba de calor reversible, suelen instalarse como equipos partidos con una o varias unidades instaladas (Split, cassette o unidad interior) en la estancia a climatizar y una unidad exterior, ubicada en la azotea del edificio.

Figura: Instalación de aire acondicionado con una unidad interior que distribuye por conductos y una unidad exterior.

Fuente: [4] - Caldera de gas natural: unidad de calefacción que reparte a diferentes radiadores de la casa.

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Figura: Instalación central de calefacción con elementos terminales. Fuente: [5]



Generador

- Nº de generadores

- Tipo de generador: (Bomba de calor/Enfriadora, Caldera o ambos)


- Rendimiento/COP teórico del generador.

Distribución - Nº de bombas de agua fría/caliente.



Puntos de consumo





KPI_1: Energía consumida en

Definición El indicador calcula el consumo eléctrico o térmico o ambos de climatización por unidad de superficie de la vivienda, a continuación se muestra la fórmula:

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climatización por unidad de superficie





Parámetros

Variables monitorizadas. Consumo eléctrico de la instalación de climatización. Consumo de gas de la instalación de climatización. Superficie climatizada de la instalación.

Cálculos


𝐸𝑒 𝑐𝑙𝑖𝑚𝑎𝑡𝑖𝑧𝑎𝑐𝑖ó𝑛 (𝑘𝑊ℎ𝑒)𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 (𝑚2)



𝐸𝑒 𝑐𝑙𝑖𝑚𝑎𝑡𝑖𝑧𝑎𝑐𝑖ó𝑛 (𝑘𝑊ℎ𝑒); energía eléctrica consumida en climatización. 𝐸𝑡 𝑐𝑙𝑖𝑚𝑎𝑡𝑖𝑧𝑎𝑐𝑖ó𝑛 (𝑘𝑊ℎ𝑡); energía térmica consumida en climatización.

Información

El KPI proporciona información de consumos específicos por superficie. Da información del nivel de consumo en el que se encuentra y establece el punto de partida para siguientes cálculos.

Requisito Puesto que es un parámetro que se utiliza como guía y para comparar, no se establece un requisito mínimo ni máximo puesto que su valor será comparado.


Importancia (1>2>3)



KPI_2: Potencia térmica/frigorífica media instalada.

Definición

El indicador calcula la potencia térmica/frigorífica media instalada para abastecer la climatización de la vivienda, a continuación se muestra la fórmula:


Parámetros No es necesario monitorizar ninguna variable puesto que se trata de un indicador teórico que utiliza la potencia térmica/frigorífica teórica de los equipos instalados para climatización.

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Cálculos

La fórmula del cálculo a realizar se muestra a continuación: 𝑃𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎/𝑓𝑟𝑖𝑔𝑜𝑟í𝑓𝑖𝑐𝑎 (𝑘𝑊)


Siendo, 𝑃𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎/𝑓𝑟𝑖𝑔𝑜𝑟í𝑓𝑖𝑐𝑎 (𝑘𝑊); la potencia térmica/frigorífica instalada para la climatización de la vivienda. 𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 (𝑚2); la superficie climatizada en la vivienda.

Información Nos informa sobre la potencia instalada en climatización en la vivienda..



Importancia (1>2>3)



KPI_3: Potencia eléctrica media instalada en climatización.

Definición

El indicador calcula la potencia eléctrica media instalada en climatización para abastecer la climatización de la vivienda, a continuación se muestra la fórmula:


Parámetros No es necesario monitorizar ninguna variable puesto que se trata de un indicador teórico que utiliza la potencia eléctrica teórica de los equipos instalados para climatización.

Cálculos

La fórmula del cálculo a realizar se muestra a continuación: 𝑃𝑒𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 (𝑘𝑊)𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 (𝑚2)

Siendo, 𝑃𝑒𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 (𝑘𝑊); la potencia eléctrica instalada para la climatización de la vivienda. 𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 (𝑚2); la superficie climatizada en la vivienda.

Información Nos informa sobre la potencia eléctrica instalada en climatización en la vivienda.



Importancia (1>2>3)


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KPI_4:

Definición COP o EER: es el coeficiente de eficiencia de la instalación en modo calor o modo frío respectivamente.

Parámetros

Las variables a monitorizar en la instalación de climatización con ciclo de frío reversible son las que se muestran en el siguiente esquema:

Compresor

Refrigerante

Condensador

Evaporador

Ciclo de frío-calor reversible

2

3

1

4

Tec Tsc

Tse Tee

Tevaporación; Pevaporación

Tcondensación; Pcondensación

M_cond

M_ev

P_elect_ abs

Aire/agua

Aire/agua

Aire/agua

Aire/agua

Figura: Esquema del ciclo de calor reversible. Fuente: ITE.

Donde se requiere medir: Temperaturas: de entrada y salida del aire (agua) del

condensador y evaporador. Caudal: de recirculación por el condensador y evaporador del

aire (agua). Se necesitará un anemómetro para el aire y un caudalímetro para el agua.

Temperaturas del gas refrigerante en el condensador y el evaporador.

Presiones del gas refrigerante a la entrada y salida del evaporador y condensador.

Potencia eléctrica demandada por el compresor

Cálculos


𝐶𝑂𝑃 = 𝑄𝑐𝑜𝑛𝑑𝑃𝑎𝑏𝑠

, coeficiente de eficiencia de la bomba de calor en

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modo calor.

𝐸𝐸𝑅 = 𝑄𝑒𝑣𝑎𝑝𝑃𝑎𝑏𝑠

, coeficiente de eficiencia de la bomba de calor en

modo frío.

La potencia absorbida se obtendrá de las mediciones eléctricas que se realicen con los equipos de medida presentes en la instalación (analizador, contador inteligente, etc.).

El calor del condensador (𝑄𝑐𝑜𝑛𝑑) y el calor del evaporador (𝑄𝑒𝑣𝑎𝑝) se obtendrán de las mediciones térmicas que se realicen.

Al tratarse de una instalación individual, el equipo intercambia con el aire:

𝑄𝑐𝑜𝑛𝑑 = 𝑚 ∙ 𝐶𝑝𝑎𝑖𝑟𝑒 ∙ (𝑇𝑆𝐶−𝑇𝐸𝐶) (kW)

𝑄𝑒𝑣𝑎𝑝 = 𝑚 ∙ 𝐶𝑝𝑎𝑖𝑟𝑒 ∙ (𝑇𝑆𝐸−𝑇𝐸𝐸) (kW)

Siendo:

��, caudal másico de aire en kg/s.


𝑇𝑆𝐶 , temperatura de salida del condensador (ºC).

𝑇𝐸𝐶 , temperatura de entrada del condensador (ºC).

𝑇𝑆𝐸 , temperatura de salida del evaporador (ºC).

𝑇𝐸𝐸 , temperatura de entrada en el evaporador (ºC

Información COP o EER: Mediante este valor se puede conocer la eficiencia energética del equipo de climatización en todo momento.

Requisito

Para comprobar el buen funcionamiento de la instalación se establecen los siguientes criterios:

Si COP/EER>= 80% COP/EER nominal, el funcionamiento de la máquina es correcto.

o Si 50% COP/EER nominal <=COP/EER< 80% COP/EER nominal, el funcionamiento de la máquina no es el correcto, es recomendable revisión.

o Si COP/EER< 50% COP/EER nominal, funcionamiento

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inadecuado, revisión urgente. COP/EER nominal

>=80% COP/EER nominal

50% <=COP/EER< 80%

<50% COP/EER nominal



inadecuado Tabla Definición de requisitos. Fuente: ITE.

Además de este requisito es interesante conocer que el RITE (IT 4.2.2) marca un EER mínimo en los generadores de frío de 2.


Importancia (1>2>3)


Responsable


NOTA: Se ha definido un indicador de mantenimiento para el equipo de climatización de bomba de calor reversible, para los equipos térmicos se utilizarán los mismos indicadores q ue en el caso de la instalación de climatización y ACS.

3.5.3.5 Instalación de ACS individual




La instalación de ACS de las viviendas puede estar formada principalmente por dos tipos de instalaciones:

- Instalación térmica o de gas natural.

La instalación que utiliza gas natural para la producción de ACS, suele utilizar calentadores de gas que caliente el agua en función de la demanda de ACS que haya en el momento.

A continuación de muestra un ejemplo de un calentador a gas:

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Figura: Imagen de un calentador de agua a gas. Fuente: Junkers.

- Instalación eléctrica: calentador o termo eléctrico.

Figura: Imagen de un calentador eléctrico. Fuente: Junkers.


La principal información a recopilar en caso de una instalación de ACS de vivienda es la siguiente:

Generador - Nº de generadores

- Tipo de generador: (Calentador de gas/Termo eléctrico)


- Rendimiento del generador.


KPI_1: Energía consumida en ACS por unidad de superficie.

Definición

El indicador calcula el consumo eléctrico o térmico de ACS por unidad de superficie de la vivienda, a continuación se muestra la fórmula:

𝐸𝑒 𝐴𝐶𝑆 (𝑘𝑊ℎ𝑒)𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 (𝑚2)

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𝐸𝑡 𝐴𝐶𝑆 (𝑘𝑊ℎ𝑡)𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 (𝑚2)

Parámetros Variables monitorizadas. Consumo eléctrico o de gas de la instalación de ACS. Superficie climatizada de la instalación.

Cálculos


𝐸𝑒 𝐴𝐶𝑆 (𝑘𝑊ℎ𝑒)𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 (𝑚2)

𝐸𝑡 𝐴𝐶𝑆 (𝑘𝑊ℎ𝑡)𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 (𝑚2)

𝐸𝑒 𝐴𝐶𝑆 (𝑘𝑊ℎ𝑒); energía eléctrica consumida en climatización. 𝐸𝑡 𝐴𝐶𝑆 (𝑘𝑊ℎ𝑡); energía térmica consumida en climatización.

Información

El KPI proporciona información de consumos específicos por superficie. Da información del nivel de consumo en el que se encuentra y establece el punto de partida para siguientes cálculos.

Requisito Puesto que es un parámetro que se utiliza como guía y para comparar, no se establece un requisito mínimo ni máximo puesto que su valor será comparado con otros valores.


Importancia (1>2>3)


Responsable


KPI_2: Potencia térmica/eléctrica media instalada.

Definición

El indicador calcula la potencia térmica/eléctrica media instalada para abastecer el ACS de la vivienda, a continuación se muestra la fórmula:

𝑃𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎/𝑒𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 (𝑘𝑊)𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 (𝑚2)

Parámetros

No es necesario monitorizar ninguna variable puesto que se trata de un indicador teórico que utiliza la potencia térmica/frigorífica teórica de los equipos instalados para climatización.

Cálculos La fórmula del cálculo a realizar se muestra a continuación:

𝑃𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎/𝑒𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 (𝑘𝑊)𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 (𝑚2)

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Siendo, 𝑃𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎/𝑒𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 (𝑘𝑊); la potencia térmica/frigorífica instalada para la climatización del supermercado. 𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 (𝑚2); la superficie climatizada en el supermercado.

Información Nos informa sobre la potencia instalada en ACS en la vivienda.



Importancia (1>2>3)




KPI_3: Rendimiento de la caldera/termo eléctrico

Definición

El rendimiento de la caldera es el valor que se obtiene del cociente entre el calor proporcionado al agua de salida de caldera (Qútil) y el calor de entrada del combustible (Qcomb) o la energía eléctrica consumida. Es decir,



𝜂𝑡𝑒𝑟𝑚𝑜_𝑒𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑜 =𝑄ú𝑡𝑖𝑙

𝐸.𝐸𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎

Parámetros

Las variables a monitorizar para conseguir este indicador son las siguientes: Caudal de agua que pasa por la caldera o caudal de agua

necesaria para el consumo. Temperaturas de entrada y salida del agua en la

caldera/termo eléctrico. Caudal de combustible de entrada a la caldera/Energía

eléctrica necesaria para el agua caliente, medida mediante analizador de redes.

Cálculos




𝑇𝑆𝐶 , temperatura de salida de la caldera (ºC).

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𝑇𝐸𝐶 , temperatura de entrada de la caldera (ºC). Para el caso del gas natural:

𝑄𝑐𝑜𝑚𝑏 = 𝑃𝐶𝐼 ∙ ��𝑐𝑜𝑚𝑏 Siendo: 𝑃𝐶𝐼, poder calorífico inferior del gas natural. ��𝑐𝑜𝑚𝑏 , caudal de gas natural que entra en la caldera. Para el caso de la electricidad: 𝐸.𝐸𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎; energía eléctrica consumida, medida por el analizador de redes.

Información El KPI proporciona información sobre el rendimiento de la caldera/termo eléctrico que está generando el agua caliente para la calefacción.

Requisito

Para el gas natural: Para comprobar el buen funcionamiento de la instalación se tendrán en cuenta que el rendimiento mínimo que marca el RITE (IT 4.2.1) [2][3] para las calderas es del 80%:


Correcto Funcionamiento inadecuado Tabla: Rendimientos mínimos de las calderas. Fuente: RITE, [2]

Para la electricidad: Para comprobar el buen funcionamiento de la instalación se tendrán en cuenta que el rendimiento nominal de los termos eléctricos es del 100%, por tanto se asumirá que para rendimientos menores del 90%, el termo está teniendo un funcionamiento inadecuado.

𝜂𝑡𝑒𝑟𝑚𝑜 𝑒𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑜 >=90% <90%

Correcto Funcionamiento inadecuado Tabla: Rendimientos mínimos de las calderas. Fuente: RITE, [2]


Importancia (1>2>3)



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3.5.3.6 Iluminación

La instalación de iluminación centralizada tiene la misma estructura y utilizará los mismos indicadores que en el caso de edificios. Para el caso de viviendas a nivel individual también podrán utilizarse los indicadores definidos en el apartado de supermercados.

3.5.3.7 Ascensores




La energía media consumida por la instalación de los ascensores puede oscilar entre un 2% y un 10% de la factura eléctrica total [7]. Además, es una instalación importante en los edificios dada su contribución a la accesibilidad el edificio.


• Número de ascensores.

- Tipología de ascensor: eléctrico o hidráulico.

- Potencia eléctrica de cada uno los ascensores.

- Rendimiento teórico del motor.

- ¿El motor incluye variador de velocidad? (Si/No)

• Nº de lámparas instaladas en la cabina del ascensor.

- Tipología de lámparas.

- Potencia de cada una de las lámparas.


KPI_1: Energía consumida/ciclo.

Definición

Es el resultado de la medición de energía eléctrica consumida durante todo un día y el número de ciclos realizados por el ascensor.

Basado en los métodos de medida y verificación de la ISO 25.745-1, se ha definido un parámetro que registre el consumo medio del ascensor por el número de ciclos que desarrolla a lo largo de un día.

Parámetros Variables monitorizadas.

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Tensiones de alimentación. Intensidades de cada una de las fases. Potencias eléctricas de cada una de las fases y totales. Energía eléctrica. Número de ciclos diarios de cada ascensor.

Cálculos

𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎/𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 =𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑎

𝑁º 𝑑𝑒 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜𝑠

𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑎; energía eléctrica consumida por el ascensor durante un período de 24 horas. 𝑁º 𝑑𝑒 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜𝑠; número de ciclos del ascensor durante un período de 24 horas.

Información El KPI da información sobre la energía media consumida por el ascensor diariamente.

Requisito

Para poder comprobar si la energía media que está consumiendo el ascensor se encuentra en valores habituales, se establecerá un valor de referencia que se establecerá durante la puesta en marcha del ascensor o después de alguna modificación.

Energía/ciclo referencia Energía/ciclo medida <= 1,05*Energía/ciclo

referencia

Energía/ciclo medida > 1,05*Energía/ciclo

referencia Funcionamiento



Periodicidad El indicador se calculará con una periodicidad diaria.

Importancia (1>2>3)




KPI_2: Intensidad principal en funcionamiento

Definición

Según la ISO 25.745-1, el envejecimiento del ascensor puede afectar al consumo energético cuando esté está en funcionamiento. Por este hecho establece realizar mediciones de la intensidad principal de funcionamiento del ascensor para comprobar el buen funcionamiento de éste.

Parámetros Variables monitorizadas: Intensidad principal de funcionamiento de cada una de las

fases.

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Cálculos No es necesario realizar cálculos, puesto que es un parámetro que se obtiene directamente de las mediciones.

Información Indica si el equipo se encuentra funcionando en sus condiciones operativas re de referencia o, si por el contrario, está teniendo consumos excesivos.

Requisito

Se establecerá un valor de intensidad principal de funcionamiento de referencia durante la puesta en marcha del ascensor y cada vez que haya que realizar una modificación.

Intensidad principal de funcionamiento de referencia (IPFR)

IPF medida <= 1,05*IPFR

IPF medida > 1,05*IPFR

Funcionamiento correcto

Funcionamiento inadecuado

Se realizarán mediciones de la intensidad para períodos diarios representado cada una de las tres curvas de intensidad de cada una de las fases y se comprobarán con las tres gráficas de referencia.

Periodicidad El indicador se calculará con una periodicidad diaria.

Importancia (1>2>3)



Tabla 21: Indicadores específicos para activos residenciales. Fuente: ITE.

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3.5.1 INDICADORES HORIZONTALES: APLICABLES A TODO TIPO DE ACTIVOS

KPI’S – HORIZONTALES

CMO GENÉRICO


KPI_1: Indicadores energéticos horizontales

Definición Estos indicadores reflejan valores absolutos y relativos de consumo energético de los diferentes activos y grupos de activos integrados en la plataforma.

Parámetros

- Energía activa total (kWh): media, min, max. - Energía activa parcial (kWh): media, min, max. - Energía reactiva total (kWh): media, min, max. - Energía reactiva parcial (kWh): media, min, max.

Cálculos

Los valores absolutos se obtienen directamente de los parámetros monitorizados.

Los valores relativos se obtienen según la siguiente ecuación:

𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑎𝑐𝑡𝑖𝑣𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑐𝑖𝑎𝑙 (𝑘𝑊ℎ)𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑎𝑐𝑡𝑖𝑣𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 (𝑘𝑊ℎ)

𝑥100

Información Aportan información relativa a la cantidad y distribución del consumo energético de cada instalación y conjunto de instalaciones.

Requisito No se contemplan.

Periodicidad Se establecerán diferentes periodos de obtención del indicador (horario, diario, semanal, mensual, anual).

Importancia (1>2>3) Importancia alta (1).

Responsable Responsable de mantenimiento de las instalaciones.

KPI_2: Indicador emisiones

Definición Emisiones derivadas del consumo energético de los activos monitorizados.

Parámetros - Consumo energético - Factor de emisiones

Cálculos Consumo de energía(kWh) x factor de emisiones(kgCO2/kWh)= Emisiones (kg eq. CO2)

Información Aporta información relativa a la huella de carbono de los activos

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energéticos considerados.

Requisito No se establecen. Se trata, a priori, de un indicador comparativo y de seguimiento.

Periodicidad Se realizarán cálculos con diferente periodicidad: indicador de emisiones diario/semanal/mensual/anual


Responsable El responsable visualizará el resultado de los KPIs calculados en la aplicación desarrollada. Va dirigido al responsable de energía y/o medioambiente.

KPI_3:

Indicador económico

Definición Coste económico derivado del consumo energético de los activos monitorizados.

Parámetros - Consumo energético - Precio de la energía

Cálculos Kpi energético (kWh) x precio (€/kWh) = coste (€)

Información Aporta información relativa a los costes económicos.

Requisito No se establecen.

Periodicidad Se realizarán cálculos con diferente periodicidad: indicador económico diario/semanal/mensual/anual


Responsable El responsable visualizará el resultado de los KPIs calculados en la aplicación desarrollada. Va dirigido al responsable de energía o departamento económico.

KPI_4:

Indicador operativo

Definición Este indicador indica las horas de funcionamiento de un equipo.

Parámetros - Horas de funcionamiento

Cálculos No se requieren.

Información Aporta información de proceso destinada, principalmente, al mantenimiento de las instalaciones.

Requisito No se establecen.

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Periodicidad Se ajustará la periodicidad según otros indicadores energéticos a los que se asocie (diaria, mensual, anual)

Importancia (1>2>3) Alta (1)

Responsable Responsable de mantenimiento.

Tabla 22: Indicadores específicos para activos residenciales. Fuente: ITE.

3.6 Normativa y legislación que aplica

El diseño de la plataforma REGEENER, así como la aplicación desarrollada están basados en la Normativa y legislación que se describe a continuación:

Directiva 2012/27/UE del parlamento Europeo de del Consejo de 25 de octubre de 2012

Ésta Directiva relativa a la eficiencia energética modifica las Directivas 2009/125/CE y 2010/30/UE y se derogan las Directivas 2004/8/CE y 2006/32/CE.

Los objetivos de la misma son los siguientes:

1. Establecer un marco común de medidas para el fomento de la eficiencia energética dentro de la Unión a fin de asegurar la consecución del objetivo principal de eficiencia energética de un 20% de ahorro para 2020, y preparar el camino para mejoras ulteriores de eficiencia energética más allá de ese año.

2. Establecer normas destinadas a eliminar barreras en el mercado de la energía y a superar las deficiencias del mercado que obstaculizan la eficiencia en el abastecimiento y el consumo de energía.

3. Disponer el establecimiento de objetivos nacionales orientativos de eficiencia energética para 2020.

Directiva 2010/31/UE del Parlamento Europeo y del Consejo de 19 de mayo de 2010

Esta Directiva, relativa a la eficiencia energética de los edificios, tiene como objetivos:

1. Fomentar la eficiencia energética de los edificios de la Unión, teniendo en cuenta las condiciones climáticas exteriores y las particularidades locales, así como las exigencias ambientales interiores y la rentabilidad en términos coste-eficacia.

2. Establecer requisitos en relación con:

o El marco común general de una metodología de cálculo de la eficiencia energética integrada de los edificios o de unidades del edificio.

o La aplicación de requisitos mínimos a la eficiencia energética de:

Los edificios nuevos o de nuevas unidades del edificio.

Edificios y unidades y elementos de edificios existentes que sean objeto de reformas importantes.

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Elementos de construcción que formen parte de la envolvente del edificio.

Instalaciones técnicas de los edificios cuando se instalen, sustituyan o mejoren.

o Los planes nacionales destinados a aumentar el número de edificios de consumo de energía casi nulo.

o La certificación energética de los edificios o unidades del edificio.

o La inspección periódica de las instalaciones de calefacción y aire acondicionado de edificios.

o Los sistemas de control independiente de los certificados de eficiencia energética y de los informes de inspección.

Existen una serie de similitudes entre ambas Directivas (2010/31/UE y 2012/27/UE).

Ambas establecen un marco común de medidas para asegurar la consecución del objetivo de un 20% de ahorro para el 2020.

Administración pública

- A partir del 1 de enero de 2014, el 3% de la superficie total de los edificios con calefacción y/o refrigeración que tengan propiedad y ocupe su Administración Central se renovará cada año.

- Para el 31 de diciembre de 2013, los Estados miembros elaborarán y harán público un inventario de estos edificios y en el cual se indicará: la superficie en m2, el rendimiento energético, etc.

- …comprará solamente productos, servicios y edificios con alto rendimiento energético.

- …animarán a los organismos públicos, también a escala regional o local, y a las entidades de derecho público:…, implantar un sistema de gestión energética.

Empresas distribuidoras y/o comercializadoras de energía

- las designadas por cada Estado miembro como “partes obligadas”, entre las que se podrán incluir empresas distribuidoras o minoristas de combustibles para el transporte, alcancen un objetivo de ahorro de energía acumulado, a nivel de usuario, antes del 31/!2/2020.

- Dicho objetivo será al menos equivalente a la consecución de un nuevo ahorro cada año, desde el 1 de enero de 2014 hasta el 31 de diciembre de 2020, del 1,5% de las ventas anuales de energía a clientes finales, como promedio de los últimos 3 años previos al 1 de enero de 2013.

- Los Estados miembros podrán permitir a las partes obligadas que contabilicen el ahorro certificado obtenido por ese u otros terceros.

UNE 216501:2009: Auditorías energéticas. Requisitos.

El objetivo de la Norma UNE 216501 es describir los requisitos que debe tener una auditoría energética para que, realizada en distintos tipos de organismos pueda ser comparable y describa los puntos claves donde se puede influir para la mejora de la eficiencia energética, la promoción del ahorro energético y disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero.

Los objetivos finales de la misma son:

1. Obtener un conocimiento fiable del consumo energético y su coste asociado.

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2. Identificar y caracterizar los factores que afectan al consumo de energía

3. Detectar y evaluar las distintas oportunidades de ahorro y diversificación de energía y su repercusión en coste energético y de mantenimiento, así como otros beneficios y costes asociados.

La norma UNE 216501 intenta servir de marco para unificar unos requisitos suficientes que aseguren la calidad y profundidad del trabajo realizado.

UNE-EN 16247-1: Auditorías energéticas. Parte 1: Requisitos generales.

Esta norma europea especifica los requisitos, la metodología común y los entregables de las auditorías energéticas. Se aplica a todo tipo de instalaciones y organizaciones, y a todos los tipos y usos de la energía, excluyendo las viviendas individuales.

Dicha norma europea trata sobre los requisitos generales comunes a todas las auditorías energéticas. Los requisitos generales se completarán con requisitos específicos en otras partes de la norma dedicadas especialmente a las auditorías energéticas para edificios, procesos industriales y transportes.

UNE-EN ISO 50001:2011: Certificación del Sistema de Gestión Energética.

Esta Norma establece los requisitos que debe poseer un Sistema de Gestión Energética, con el fin de realizar mejoras continuas y sistemáticas del rendimiento energético de las organizaciones.

La certificación de un sistema de gestión energética asegura por tercera parte el control y seguimiento sistemático de los aspectos energéticos y la mejora continua del desempeño energético. Ello contribuye a un uso de la energía más eficiente y más sostenible, otorgando confianza en el sistema de gestión.

3.7 Estándares y tecnologías aplicables

UNE-EN 60034-2-1 Máquinas eléctricas rotativas. Parte 2-1: Métodos normalizados para la determinación de las pérdidas y del rendimiento a partir de ensayos (Excepto máquinas para vehículos de tracción)

Esta parte de la Norma IEC 60034 está destinada a establecer los métodos para determinar los rendimientos a partir de los ensayos, y también para especificar métodos para obtener pérdidas específicas.

Esta norma se aplica a las máquinas de corriente continua y a las de corriente alterna, síncronas y de inducción, de todos los tamaños dentro del campo de aplicación de la Norma IEC 60034-1.

IEEE Standard 112-2004. IEEE Standard Test Procedure for Polyphase Induction Motors and Generators.

Este estándar abarca las instrucciones para guiar los ensayos aplicables a los motores polifásicos de inducción y generadores. Muchos de los ensayos descritos pueden ser aplicados tanto a motores como a generadores. Debido a que la mayoría de sistemas polifásicos son trifásicos, las ecuaciones que se describen en este estándar son para trifásicos. En caso de realizar ensayos en máquinas de mayor número de fases, las ecuaciones deberán ser modificadas convenientemente.

Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE) y sus Instrucciones Complementarias (ITE)

Este Reglamento y sus Instrucciones Técnicas Complementarias, tienen por objeto establecer las condiciones que deben cumplir las instalaciones térmicas de los edificios, destinadas a atender la demanda de bienestar térmico e higiene a través de las instalaciones de calefacción, climatización y agua caliente sanitaria, con objeto de conseguir un uso racional de la energía que consumen, por consideraciones tanto económicas

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como de protección al medio ambiente, y teniendo en cuenta a la vez los demás requisitos esenciales que deben cumplirse en los edificios, y todo ello durante un periodo de vida económicamente razonable.

UNE-EN 15193:2008/AC:2010 Eficiencia energética de los edificios. Requisitos energéticos para la iluminación

Esta Norma europea especifica la metodología de cálculo para la evaluación de la cantidad de energía utilizada para iluminación interior dentro del edificio y proporciona un indicador numérico para los requisitos de energía de iluminación usado con propósitos de certificación. Esta norma europea puede ser usada para edificios existentes y para el diseño de edificios nuevos o renovados. También proporciona esquemas de referencia para basar los objetivos de la energía asignada para su uso en iluminación. Esta norma europea también proporciona una metodología para el cálculo del uso de la energía instantánea para iluminación para la estimación del rendimiento total de energía del edificio. Las potencias parásitas no incluidas en la luminaria están excluidas.

En esta norma europea, los edificios se clasifican en las siguientes categorías: oficinas, edificios educativos, hospitales, hoteles, restaurantes, instalaciones deportivas, ventas al por mayor y servicios de minoristas y factorías para fabricación.

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4. Conclusión

El presente entregable ‘E2.1. Diseño herramienta tecnológica REGEENER’, perteneciente al paquete de trabajo PT2 ‘Desarrollo REGEENER como herramienta tecnológica de mejora energético - productiva’ perteneciente a la actividad 4, ‘act. 4 REcurso de GEstión de activos ENERgéticos para sector servicios, industrial y terciario. Acrónimo REGEENER’ del plan de actividades de carácter no económico del Instituto Tecnológico de la Energía para 2014 (PROMECE), define el diseño de la plataforma REGEENER:

- Se han desarrollado las especificaciones del sistema partiendo de las funcionalidades y requerimientos definidos necesarios a cubrir.

- Se ha desarrollado y descrito la arquitectura óptima necesaria.

- Se han descrito los módulos que conforman la plataforma REGEENER y definido sus funciones operativas. Los resultados obtenidos son la definición en detalle de los módulos de la plataforma REGEENER tanto a nivel físico como a nivel de aplicación SW y comunicaciones.

- Se ha realizado el diseño del sistema en cuanto a operación de la plataforma e interfaces

- Se ha introducido la normativa aplicable al proyecto.

5. Bibliografía

[1] WILO, Principios fundamentales de la tecnología de bombas centrífugas. 2005.

[2] Secretaría de estado de energía, Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE). 2013.

[3] Boletín Oficial del Estado, Documento Básico DB-HE «Ahorro de Energía». 2013.

[4] www.ireformas.com/servicios/aire-acondicionado-instalacion-de-aire-en-madrid.html

[5] https://juanfrancisco207.wordpress.com/tag/daikin-atherma/

[6] IDAE, Análisis del consumo energético del sector residencial en España.2011

[7] AULA Greencities.

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