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UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA AENCIAS BASICAS E INGENIERíA

Departamento de Ingeniería de Procesos e Hidráuli Area de Ingeniería en Recursos Energéticos

/Licenciatura de Ingeníería en Energía

Reporte correspondiente al Servicio Social

TEMA:

POTENCIAL DE AHORRO DE ENERGIA ELECTRICA EN HOTELES Y TIENDAS DE AUTOSERVICIO

Asesor de

Coordinador del Area:

Pérez Cisneros

/Autores: Leonardo Hernandez Santana Marina Be- üomínguez

asa ¿Ma II lempo

UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA

DIVISI~N DE CIENCIAS BÁSICAS E INGENIER~A SS-030

MARZO 20.2000

A QUIEN CORRESPONDA:

Por medio de la presente se hace constar que el Dr. Juan José Ambriz, adscrito al Departamento de lngenierla de Procesos e Hidráulica de la Divisi6n de Ciencias Básicas e Ingenieria, asesoró el siguiente Servicio Social:

ALUMNO Hcrnlndea Santana Leonardo MATR~CULA: 93220821 LICENCIATURA: Ing. en Energía TfTULO

PERIODO DE REALIZACI~N:

u Potencial de ahorro de energía eléctrica en hoteles y tiendas de autoservicio" 03 de mayo ai 03 de noviembre de 1999.

Se extiende la presente para los fines que al interesado convengan, en la ciudad de México, D.F., a los veinte días del mes de marzo de dos mil.

A T E N T A M E N T E ~~~ ~

"Casa Abierta al Tiempo''

DR. RICHARD STEVE RUIZ MARTINEZ SECRETARIO ACADÉMICO DE CB.I

RSRM'llc

UNIDAD IZTAPALAPA Av. Michoacán y la Purísima, Col. Vicentina, 09340 MCxico, D.F.,Tels.:5724-4600 y 5724-4898

easl aimrta al ampa UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA

DIVISI~N DE CIENCIAS BASICAS E INGENIE~A S.S-O33

MARZO 20.2000.

A QUIEN CORRESPONDA:

Por medio de la presente se hace constar que el Dr. Juan José Ambriz, adscrito al Departamento de Ingeniería de Procesos e Hidriulica de la División de Ciencias Básicas e Ingeniería, asesoró el E~&&UW M c i o Social

ALUMNO Beitrin Domíngun Marina MATRÍCULA: 93219435 LICENCIATURA: Ing. en Energía TfTULO

PERIODO DE REALIZACI~N:

"Potencial de ahorro de energía eléctrica en hoteles y tiendas de autoservicio" 03 de mayo ai 03 de noviembre de 1999.

Se extiende la presente para los fines que al interesado convengan, en la ciudad de Mexico, D.F., a los veinte días del mes de marzo de dos mil.

A T E N T A M E N T E

DR. RiCAARD STEVE RUIZ MARTINEZ SECRETARIO ACADÉMICO DE CB.1

RSRM'llc

UNIDAD IZTAPALAPA Av. Michoacán y la Purísima, Col. Vicentina. 09340 México, D.F.,Telc.:5724-4600 y 5724-4898

INDICE

1. Introducci6n.

2. Justificación.

3. Medidas para el ahorro de energía elécMca en la rama hotelera.

Proyecto de ahorro de energia eléctrica en un hotel categoria 5 estrellas y 3 diamantes en Cancún.

Proyecto de ahorro de energia eléctrica en un hotel categoria 5 estrellas en Acapulco.

Proyecto de ahorro de energía eléctrica en un hotel categoria 5 estrellas en Cancún.

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3

5

6

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11

Proyecto de ahorro de energia eléctrica en un hotel categoria 4 estrellas en Manzanillo.

4. Medidas para el ahorro de energía eléctrica en tiendas de autoservicio.

Proyecto de ahorro de energia eléctrica en una tienda de Veracruz.

Proyecto de ahorro de energía eléctrica en una tienda de C6rúoba.

Proyecto de ahom de energia eléctrica en una tienda de Sinaloa.

5. Potencial de ahorro de energía eléctrica en la rama hotelera.

Sistema de acondicionamiento ambiental.

Sistema de iluminación.

6. Potencial de energía eléctrica en tiendas de autoservicio.

Sistema de iluminación.

Sistema de acondicionamiento ambiental.

7. Conclusiones.

8. Bibliografía.

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1. INTRODUCCJON

El objetivo fundamental del presente Proyecto de Servicio Social es realizar una evaluación de las estrategias a desarrollar para inducir actitudes y decisiones tendientes al ahorro y uso eficiente de la energía eléctrica como parte de una estrategia de amplio alcance, que permita incrementar la calidad y confiabilidad de los procesos operativos y la vida Útil de los materiales y equipos eléctricos. Para ello se recurre a la aplicación de tecnologías ahorradoras de energía eléctrica, las cuales permiten elevar la competitividad de los hoteles y tiendas de autoservicio mexicanos, para dejar manifiesta su factibilidad tecnol6gica y rentabilidad económica.

Para México, el crecimiento del sector eléctrico constituye un reto ineludible e inaplazable, ya que las corrientes globalizadoras de las economías mundiales lo han alcanzado; de lo anterior se deriva la importancia de optimizar no sólo el crecimiento de la generación, transmisión y distribución de la electricidad, sino también rarionalizar su demanda; esto es, hacer que los consumidores hagan un uso aoecuado y eficiente de este recurso mediante programas que permitan concientizar a los usuarios de todos los sectores productivos del país que, si y sólo sí, se es competitivo, se podrá consolidar la recuperación económica y aspirar a estadios de mayor progreso y desarrollo nacional.

Lo anterior será posible en la medida que las políticas energéticas se orienten a:

1. Desarrollar programas y acciones para contribuir a ampliar la cultura del ahorro de energia eléctrica en México y formar recursos humanos con conocimientos en dicho ahorro.

2. Fomentar el desarrollo y la aplicación del ahorro de energía eléctrica en México (con nuevas tecnologías), consolidando los actuales programas de incentivos e instrumentando otros nuevos, y desarrollando acciones y programas para contribuir a la creación de un mercado natural de equipos ahorradores de energía eléctrica.

3. Desarrollar acciones y programas para fortalecer y ampliar la oferta de servicios de consultoria en ahorro de energía eléctrica.

4. Desarrollar sistemáticamente nuevos productos (tecnologías, mecanismos de financiamiento, apoyo a usuarios, etc.), para promover e inducir la adopción permanente de medidas de ahorro de energía eléctrica por parte de los usuarios.

-----------*--- -

5. Fomentar una mejor legislación, normatividad y reglamentación en materia de ahorro de energía eléctrica, incluyendo mecanismos para la verificación de su implantación.

6. Promover que la gestión del ahorro de energía electrica en México se integre de manera plena y sistemática en la planeación del sector eléctrico.

7. Desarrollar nuevos modelos y mecanismos de difusión de las medidas de ahorro de energía eléctrica.

Aunado a lo anterior, podemos destacar los siguientes beneficios que conlleva el estudio de la factibilidad técnica y rentabilidad económica de los proyectos de ahorro de energía eléctrica en la industria hotelera y tiendas de autoservicio:

Sector Público: incentiva un mejor uso de la energía eléctrica, lo cual permite optimizar la oferta de la misma, difiriendo el crecimiento de sus instalaciones y, consecuentemente, la inversión de recursos económicos requeridos para tal fin, misma que puede ser reorientada hacia programas de carácter social.

Industria Hotelera y de Autoservicios: contribuye a abatir los consumos de energía eléctrica del sector, es decir, sus costos de operación, elevando la productividad y, consecuentemente, la competitividad de estas empresas, optimizando la operación y alargando la vida Útil de los equipos.

Sector Social: contribuye a la creación de una cultura de ahorro y uso eficiente de la energía eléctrica.

Sector Comercial: promueve la comercialización de equipos y dispositivos ahorradores de energía eléctrica.

Empleo: promueve la generación de fuentes de trabajo, dado el importante número de actores que involucra este tipo de proyectos de inversión, tales como fabricantes de equipos, transportistas, promotores, consultores, proveedores, contratistas de obra electromecánica y civil, técnicos y capacitadores, entre otros.

Desarrollo Tecnológico: demuestra que en nuestro país es factible la aplicación de nuevas tecnologías, más eficientes.

Valor Teórico: recopila, sistematiza y divulga las experiencias realizadas a la fecha en nuestro pais en esta modalidad, de competitividad dentro de este sector.

E

. . 3 Provecto de Se rutcw w.

Potencial de Ahorro de Em& Eláctrlcp en Hoteles y lysndar de Auto8eruW

2. JUSTlFlCAClON

Desde hace más de dos décadas, el uso racional de la energía ha tomado un papel preponderante en el panorama energético internacional; en nuestro país cada vez hay más acciones encaminadas a promover acciones para el uso eficiente de la energía y mejorar así la competitividad de los sectores productivos.

NO obstante, aún existe poca información sobre las bases conceptuales y técnicas de un gran número de sistemas en donde la energía eléctrica juega un papel importante. Por lo anterior, en el Area de Ingeniería en Recursos Energéticos del Departamento de Ingeniería de Procesos e Hidráulica, el grupo de investigación en el "uso eficiente de la energía en la industria y los servicios" ha desarrollado varios trabajos sobre la instrumentación de planes y programas de ahorro y uso racional de energía en instalaciones industriales y comerciales, con la participación de estudiantes de los Últimos trimestres de Ingeniería en Energía.

La realización de talas actividades ha sido posible gracias al apoyo de proyectos externos financiados, principalmente por parte del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, la Comisión Nacional para el Ahorro de Energía, y algunas empresas privadas.

En Diciembre de 1995, el Colegio Académico de la UAM aprob6 el Programa de Investigación "uso de la energía en edificaciones", para ser realizado entre investigadores de tres divisiones académicas de las unidades Azcapotzalco e lztapalapa de la Universidad. El problema de análisis del uso de la energía en edificaciones se refiere, por una parte, a la búsqueda de los elementos que son determinantes en el comportamiento de 10s consumidores que habitan o trabajan en casas o edificios; por otra parte, al análisis técnico de los dispositivos que requieren de la energía para suministrar servicios, es decir, los aparatos o sistemas donde la ensrgía se transforma en trabajo o calor para suministrar confort o para el desarrollo de una tarea específica. Básicamente se refiere al consumo por refrigeración, climatización (calefacción y aire acondicionado), iluminación y en general los aparatos utilizados en los hogares, en las oficinas y en los comercios.

El programa aprovecha la experiencia y antecedentes de investigación de tres grupos de investigadores que trabajan en proyectos íntimamente relacionados con la línea propuesta en el programa. Estos grupos se ubican en lztapalapa en el Departamento de Ingeniería de Procesos e Hidráulica de C.B.I. y en Azcapotzalco en los Departamentos de Energía de C.B.I. y en el de Medio Ambiente en el de Diseño de C y AD. En él se pretende abordar el problema desde varios puntos de vista en los que se conjuntan los esfuerzos de todos los investigadores del programa:

. . 4 Provecto de Se r-.

pokrnctal de A h o m de Enad a El&ctrica en Hotelas p Tbndou da Autaemicio

a) El primer tema se refiere a la climatización. En el se estudiarán los aspectos relacionados con la envolvente de la edificación y su interrelación con los factores que afectan el confort higrotérmico y lumínico con el empleo de la energia. Con ello se busca reducir o eliminar el uso de energéticos convencionales, utilizando los denominados alternativos, como la energía solar o la eólica.

b) El segundo tema es el de refrigeración, en donde se estudiarán los dispositivos y sistemas de refrigeración que se usan en las edificaciones básicamente para la conservación de alimentos. Se analizarán los sistemas convencionales para incrementar su eficiencia de operación y se propondrán nuevas alternativas en cuanto a diseño accesorios y fluidos refrigerantes. Se evaluará cómo afectan al patrón de consumo de. energía en el sector residencial y comercial, las modificaciones tecnológicas que conlleven a un cambio en la eficiencia energética.

c) El tercer campo se refiere a la iluminación. Se estudiarán los sistemas de iluminación natural y artificial y su correlación con el diseño de la edificación y el consumo de electricidad. En el caso de los sistemas de iluminación artificial, se determinará la influencia de la calidad del suministro eléctrico en el funcionamiento de las lámparas.

Los resultados obtenidos en cada uno de los subsistemas de la organización propuesta y el trabajo de todo el grupo de investigadores se complementará y se enriquecerá al unirse en el tema culminante que es la propuesta de acciones para el mejor uso de la energía en las edificaciones. Se tendrán como resultados importantes, entre otros, la integración de un catálogo o manual que integre las recomendaciones de diseño y construcción para casas habitación y edificios que tengan otros usos en función del tipo de clima prevaleciente en la región. En ese mismo documento se establecerán las recomendaciones del tipo de sistema de aire acondicionado más conveniente para obtener el confort higrotérmico al menor costo energético.

En el presente Proyecto de Servicio Social se pretende continuar con el análisis de ramas comerciales con gran uso de la energía eléctrica en sistemas de aire acondicionado y la iluminación como es el caso de la hotelería y tiendas de autoservicio. En el estudio de este tema confluyen varias disciplinas relacionadas con la Licenciatura de Ingeniería en energía, como son: termodinámica, transferencia de materia y energía, electricidad y energia solar, entre otras.

. . 5 Provecto de Se ruxw f&&.

Potencial d. Ahom d. E . g i c l E1&trica pn H0t.l.. y Tluidru de Autourvldo

3. MEDIDAS PARA EL AHORRO DE ENERGIA ELECTRICA EN LA RAMA HOTELERA.

En la actualidad, la industria hotelera mexiqna enfrenta grandes retos de carácter internacional, lo cual ha motivado el comprumiso de brindar estándares mundiales de servicio, calidad y precio.

El concepto tradicional de habitación para dormir y playa para asolearse ha pasado de moda. Ahora la hotelería debe cubrir una serie de servicios (tangibles) y expectativas (intangibles), para de esta manera poder mantener o ampliar su participación dentro del mercado mundial.

De los proyectos realizados para incrementar la eficiencia en el uso de la energía eléctrica, se pueden identificat tres tipos gen&icos, a saber:

Proyectos de sustitución de equipos convencionales por equipos de alta eficiencia, en los cuales la inversión real e m representada por la diferencia entre la inversión total realizada menos la inversión evitada, como en el caso de la sustitución de lámparas fluorescentes compactas, donde la inversión evitada representa el 40% de la inversión total.

Un segundo tipo de proyecto lo representan aquellos que contribuyen a elevar la eficiencia de los equipos existentes, como en el caso de la instalación de equipos intercambiadores de calor en los sistemas de refrigeración yio aire acondicionado, en donde la inversión inicial se considera al loo%, amortizándose con los ahorros generados por tal acción.

III.Un tercer tipo de proyectos lo representa la instalación de equipos ylo dispositivos disefíados con tecnología de punta, en los cuales, el grado de obsolescencia de los equipos existentes y10 los beneficios gienerados por los equipos instalados, justifican las inversiones realizadas, las cusles se aplican al loo%, amortizable con los ahorros generados. Ejemplo de Bate tipo de proyecto lo representa la instalación de los sistemas automáticos de control de equipos.

En los hoteles ubicados en zonas de clima Mido, los proyectos desarrollados son generalmente del tipo II y 111, debido a que los sistemas de acondicionamiento ambiental representan la carga mayoritaria dB equipos consumidores de energía eléctrica ; en zonas de clima templado, como lo es la Ciudad de México, por ejemplo, el sistema de acondicionamiento ambiental no representa la carga mayoritaria, sino que las cargas por aire acondicionado e iluminación están balanceadas, debido a ue la temperatura ambiental no es tan alta como en el primer caso.

Mad114 Beltr ain Domhauez &eonardo Hwn&ndez

II

CONCEPTO

6

DEMANDA lw I %

Potencial de Ahom d. EM+ EthcMcar en Hoteb. y 'Ne& de AutoaerPicto v

.. ~ - - - - - . - ILUMINACION I 360 BOMBEO 140 REFWGERACDN 110 SERVICIOS AUNLIARES 90 IAVANDERiA 70 EXIRACTORES O INYECTORES 48

TOTAL 1,758

ci

_ _ _ _ 20.50 7.97 6.26 5.13 3.99 2.62

100.00

A continuación, se presentan algunos ejemplos de proyectos de ahorro de energía eléctrica desarrollados en hoteles, asimismo, se describen las acciones correctivas llevadas a cabo:

Pmgecto de Ahorro de E n e m Eléctrica desarrollado en un Hotel con categoría 5 estrellas y 3 diamantes en Canclin

El hotel está ubicado dentro de la zona hotelera de clima cálido humedo con lluvias en verano y parte del otoño en Cancún, Quintana Roo; es un inmueble destinado al servicio turístico de alto nivel, con una capacidad de 381 cuartos, 5 centros de convenciones y 12 áreas comerciales. Su ocupaci6n promedio es de 7,897 cuartos por noche al mes (CNO). El proyecto se llevó a cabo a finales del año de 1994, en ese año el hotel tuvo un consumo de energía promedio mensual de 902,610 KWh, y una demanda de 1,539 KW también promedio mensual, por lo que las relaciones de consumo de energía y demanda -cuarto-noche fueron de 114.3 KWWCNO y 0.195 KW/CNO, respectivamente; en ese mismo año pag6 por consumo de energía elbctrica, un promedio de $168,772.45 mensuales. El hotel se encontraba contratado en tarifa HM.

El levantamiento de las cargas conectadas y las mediciones por circuitos, permitieron concluir que la mayor demanda máxima de 1,756 KW ocurrida durante el mes de agosto y estuvo compuesta de la siguiente manera:

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Como puede observarse en el cuadro anterior, la carga más importante es la de aire acondicionado y en seguida la iluminación; las restantes en lo individual no representan valores significativos. Considerando que para el tipo de clima de ese lugar, el aire acondicionado es fundamental, es menester que ese sistema opere satisfactoriamente.

El sistema de acondicionamiento ambiental, se componía de 3 unidades centrales tipo "chiller" con cornpresores tipo centrifugo y reciprocante, con capacidades de 300, 60 y 120 toneladas de refrigeración (TR), como se muestra en seguida:

npo CAPACIDAD C A R 3 .......... CAPACIDAD .- ... __ CAUGA ... . . . . . . . . . No. DE uNDA[Ks UNITÁ;RIA UNITMA TOTAL TOTAL ....

TR uw TR lw . . . . . . . . . . . . . . . .

I ... .... ... .... 2 CENTRIFUW 300 300 000 600 5 RECIPROCPNTES 60 84 300 420 2 RECIPROCPNTES I20 168 240 336

TOTAL 1,140 1,356

El inmueble recibe agua helada a través de 3 circuitos, los cuales la distribuyen hacia las áreas de habitaciones, salones, restaurantes, cocinas, sanitarios, recepción, discoteca, lobby, bar, oficinas, cubos de elevadores y tiendas comerciales, principalmente.

La problemática de este hotel estribaba en que los tres circuitos de agua helada operaban en circuito abierto, es decir, la totalidad del agua helada atravesaba los serpentines de los "chillers" sin variar su flujo. Por otra parte, las unidades reciprocantes, ademas de ser ineficientes (1.4 KWTTR), no contaban con válvulas automáticas que impidieran el paso del agua helada de retorno a través de los "chillers" que no operaban, lo que provocaba una mezcla de agua helada con otra de mayor temperatura, en consecuencia el suministro de agua se realizaba en condiciones de temperatura no óptima.

Otro concepto considerado dentro de la problemática, era el ruido de los "fan and coils", el mal estado en que se encontraba el aislamiento de los ductos del salón de fiestas y el tipo de iluminación por ser incandescente.

Las acciones correctivas aplicadas, consistieron en retirar las 5 unidades reciprocantes de 60 TR cada una e instalar en su lugar dos unidades de tipo tornillo con una capacidad de 125 TR cada una.

Marina Baltri n Domlnauez

. . de SerwaS&.lSocid. 8

Potencial de Ahorro de Enagi<l EUctrlca en Hotels. y Tienda8 da auto..^

Cabe mencionar, que la decisión de llevar a cabo estas acciones se tomb con base en dos argumentos, el primero fue el limitado presupuesto con que se contaba y en segundo término, basándose en las condiciones de operación del hotel en temporada baja, siendo estas del 90 %.

A continuación se aprecia el cuadro comparativo entre el sistema convencional y el de alta eficiencia, así como el potencial de ahorros estimado.

PRONOSTICO DE AHORRO

I AHoPRo cARooPoRuNN>AD AH0wX)ANwL . I I

CONCEPTO I I , -

112 24.60 (SKW 27,552.00 O 1286 (sn<wh) 74.550.80

DEMPNDA(KW CONSUMOBPSE ( K M ) 581,518 CONSUMOPUNTA(m) 163,120 CONSUMOTOTPL ( K M ) 745,038

0.2051 (WM) 33,537.95

MORRO 135,840.55 RIA 13,564.05

149,204.60 NlORRO TOTAL INVERSION (S) 491,608.88 I PER¡D~DER€CUPERAC~ 3.3 a b

i/ pracios m a d i conespaidiw~as a IW.

El proyecto se terminó en agosto de 1995, realizándose un análisis de los ahorros logrados vía facturaciones el6ctricas. Para fines prácticos se compararon los consumos de 1994 con los de 1996 (antes y después del proyecto), obteniéndose lo siguiente:

I I I I I I I I I I II

9

Potencial de Ahorro de E n a d El¿ctfica en nOtd.8 y !lYendau de Auto8srviclo

Se puede concluir que la decisión de sustituir las unidades reciprocantes por las tipo tornillo, fue tomada con oportunidad, ya que la recuperación de la inversión fue de 1.4 anos solamente, período por demás ventajoso sobre el estimado originalmente de 3.3 años.

proIlGcto de Ahorro de E n e w ElLctrica en un Hotel con catagoria 5 estrellas en Acapulco

El hotel se encuentra ubicado en la zona hotelera de Acapulco, Gro. Predomina el clima cálido húmedo, con temperatuas máximas de 45 OC y precipitaciones pluviales máximas de 860 mm. El hotel consta de una torre de 25 pisos, en los cuales se tienen 357 cuartos, 7 suites, 3 restaurantes, 4 salones y 1 lobby bar. Este proyecto se desarrolló al final del año de 1993, ano en el que el hotel presentó los siguientes valores promedio mensuales: 845 KW en demanda, 484,000 KWh en mnsumo y $85,170.00 en importe. El servicio de energía eléctrica se suministraba bajo la tarifa OM.

La distribución de las cargas se muestra a continuación

Como es posible observar en el cuadro anterior, la carga más importante es la correspondiente al aire acondicionado y en segundo lugar la de iluminación. La problemática en este caso consistió en la gran ganancia térmica de las tuberías de agua helada, las cuales recorren desde la azotea, los cubos de elevadores y de ahí se distribuyen hacia los pisos a través de ramales. En el caso de la iluminacibn de las habitaciones, ésta estaba constituida por lámparas incandescentes de 75 W. En los pasillos, el hotel había realizado la sustitución de lámparas incandescentes de 60 W por compactas fluorescentes de 13 W.

Bajo este esquema, se tomó la decisión de aislar las tuberías, así como pintarlas y cubrirlas con elementos anticorrosivos y protectores de rayos solares. En cuanto a la iluminación, se sustituyeron 1,428 lámparas incandescentes de 75 W por lámparas fluorescentes compactas de 13 en las habitaciones.

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En este caso se analizaron las facturaciones eléctricas de los 5 primeros meses de 1994 y se compararon con los mismos meses de 1993, obteniéndose los resultados siguientes :

En este caso, las acciones implementadas para ahorrar energía eléctrica también sirvieron para mejorar las condiciones de confort en el acondicionamiento ambiental.

proyecto de Ahorro de Eneea eléctrica en un Hotel con categoria 5 esttcllas en Cancrin

El hotel se encuentra ubicado en la zona hotelera de Cancljn, Quintana Roo. El clima es cálido húmedo con lluvias en verano y parte del otoño, su temperatura media anual es de 27 OC, pero en el verano pude alcanzar una temperatura máxima de 35 O C . El hotel consta de dos secciones: "Las Villas" y "Las Torres" con un total de 628 habitaciones.

El servicio eléctrico de Las Torres presentaba las siguientes características promedio mensuales: 1,090 K W en demanda, 606,200 KWh en consumo y $1 12,300.00 en importe, correspondientes a la tarifa HM.

Por otro lado, en Las Villas se tenía lo siguiente: 625 Kw en demanda, 357,000 KWh en consumo y $65,986.00 en importe, bajo la tarifa OM.

El diagnóstico energético realizado en las instalaciones del hotel, permitió establcer la siguiente distribución de cargas:

. . 12 de Se r-.

Potencial de Ahom de E n e m El&ctrica en Hotelu lbndaa d. Autoseddo

I

i 1 I I 1 P II I

0 0 I I II

NoEscdncidente

El aire acondicionado representa la carga mayoritaria, como es natural por tratarse de un hotel ubicado en una zona de clima cálido, en segundo lugar en orden de importancia, se encuentra la iluminación.

En este proyecto la problemática se identificó en los sistemas anteriormente mencionados sus principales aspectos eran los siguientes:

El sistema de aire acondicionado se componía de 8 unidades tipo "chiller" en la Torre y 5 undades del mismo tipo en las Villas, los cuales operaban las 24 horas del día; el sistema de distribución es el tradicional en esta clase de hoteles, ya que el agua fría producida en los "chillers" es enviada por una tubería hasta las habitaciones en donde pasa por un serpentín para ceder el aire frío cuando el usuario pone a funcionar el ventilador. Se comprobó que pueden desconectarse uno o dos aparatos durante el horario menos caluroso.

En el alumbrado existían instaladas 8,821 lámparas incandescentes de 40 y 60 W, que además de ser sumamente ineficientes por proporcionar 13 Iúmenes por watt en comparación con los 66 lúmenes por watt que proporcionan las fluorescentes, contribuyen al incremento de la energía térmica dentro del hotel.

El sistema de refrigeración cuenta con 12 cámaras frías en la Torre, con un total de 100 KW y 2 cámaras en las Villas con 77 KW, las cuales trabajan las 24 horas del día, existiendo la posibilidad de pararlas algunas horas de acuerdo con un control t4mico.

Las acciones de incremento de eficiencia energética, consistieron en instalar un control automático de cargas, cuya función consiste en desconectar en el servicio de la Torre, un "chiller" de 58 KW y la fabrica de hielo de 45 Kw durante las 4 horas del pico, además de otras cargas durante el resto del día, lo cual significó disminuir la demanda de 390 a 287 KW. El potencial de ahorro se fijó de acuerdo con las

Muina Beltrlln Domlnauez

1 I II P I 1 0

. . 13 -to de Serurw M.

disposiciones tarifarias, la demanda facturable se estimó en 267 KW, por lo que el ahorro ascendería a 123 KW.

En las Villas, el control desconecta un "chiller" de 58 KW de las 3 a las 6 A.M.; otro de la misma capacidad de las 7 a las 17 horas y otro de 96 K W de las 17 a las 7 horas; con lo cual la demanda máxima se reduciría de 31 5 a 257 KW, con un ahorro de 58 KW.

Se estimó el ahorro global mínimo garantizado en la demanda en 150 KW. Por lo que respecta al consumo, se estimó un ahorro mensual de 18,200 W h en la Torre y de 10,700 KWh en las Villas, lo que da un total de 28,900 KWhlmes. En cuanto al importe, se estimaron ahorros anuales por $93,000.00, que correlacionado con el costo del equipo de $167,000.00, arroja un período de recuperación de 1.8 años.

En el sistema de alumbrado, se sustituyó la totalidad de las lámparas incandescentes instaladas en las siguientes proporciones : 1,706 de 40 W por lámparas fluorescentes cornpactas de 7 W y otras 1,756 por lámparas electrónicas de 18 W; 5,346 de 60 W por lámparas fluorescentes compactas de 9 W; y 39 de 60 W por lámparas fluorescentes compactas de 7W.

Se estimó que con estas medidas se obtendrían ahorros de 245 KW en demanda, de 45,300 KWh mensuales y $148,700.00 anuales, con un período de recuperación de 1.3 años.

El resumen de los resultados es el siguiente:

Los resultados de este proyecto muestran una rápida recuperación de la inversión realizada, inclusive menor al período de retorno esperado.

Marins Baltr(n DomínQuez Leonardo Hamindor Santa

Potencial de Ahom de Energ& El6ctrica en Hoteles Tiendas de Autoserolcb

Progecto de Ahorro de EnergÚa Eléctrica en un Hotel con categoría 4 estrellas en Manzanillo

El hotel se encuentra ubicado en la Carretera Manzanillo - Barra de Navidad, en la Ciudad de Manzanillo, Colima. El clima predominante es cálido subhúmedo con una temperatura media anual de 26 OC y precipitación pluvial que va de los 700 a los 1,500 mm. El hotel está constituido por 1200 cuartos distribuidos en 514 Villas de 2 y 3 cuartos cada una, cinco restaurantes, 1 bar, una disco, gimnasio, canchas de basket ball, voli ball, fut ball y tennis, centro de convenciones, rancho de equitación, 4 albercas, además de áreas de juegos, jardines y toboganes. Tiene un promedio de ocupación de 7,825 cuartos por noche al mes.

La contribución de cada una de las cargas a la demanda máxima es la siguiente:

CONCEPTO - - CARGA CONECTADA )(w x

Aim Acondicionado 1,330 71 9 IluMnación Incandescente 222 12.0 Refrigeración 100 5.4 Bombas 1 02 5.6 otros 95 5.1

TOTAL 1,849 100.0

Como se puede observar, la carga más importante está representada por el sistema de acondicionamiento ambiental, quedando en segundo lugar el sistema de iluminación incandescente, seguida de otras cargas como bombas y refrigeración. En consecuencia, los 2 primeros sistemas tuvieron prioridad para la aplicación de acciones correctivas encaminadas a incrementar su eficiencia.

El acondicionamiento ambiental consta de 16 enfriadoras de agua helada de 55 TR cada una, 2 de 50 TR y una de 35 TR con dos compresores reciprocantes cada unidad y 1 1 manejadoras de aire de diferentes capacidades, entregando un total de 1,025 TR a diferentes áreas como: restaurantes, bar, oficinas, almacenes, supermercado, salón de convenciones, boutique y villas, con 24 horas de operación al dia, los 365 días del año. La refrigeración consta de 23 compresores de diferentes capacidades con un total de 70 TR, con lo cual cubren la necesidad de suministro a 17 cámaras de refrigeración.

Marina Bdtr6n Domlnnutu Leonardo Hwnhdtu Sentma

. . prerecto de Se ru-. 16

Las unidades paquete operaban con una eficiencia desde 1.0 KWRR hasta 1.7 KWiTR según se muestra en el siguiente cuadro:

En ianto al sistema de iluminación, éste estaba constituido por lámparas incandescentes de 25 W. A continuación se indica su distribución:

Después de analizar la factibilidad técnica y económica en función del potencial de ahorro se diseñó el sistema a base de 7 controladores de alta densidad Excel W7600; cada uno de ellos controlaría hasta 4 centrales de enfriamiento y se instalarían en cada caserío, desde donde ejecutarían las labores de control y supervisión a través de una computadora, la cual contendría un software ZM7600 para la generación de reportes, cambios de "set points" y supervisión de puntos.

L

16

Potendat de Ahorro de Energ& Eléctrica en Hotelea lyandau de dute8ervicio

Se seleccionaron las áeas de centro de villas, caserío 400-200, caserío 300, caserío 100, caserío 500-600 y caserío 700-800 en donde se ubi& el sistema, el cual controlaría el siguiente equipo :

1 Equipo de medición eléctrica 1 Central de control y supervisión 6 Unidades manejadoras de aire

1 1 Cámaras de conservación y congelación 17 Bombas 17 Circuitos de iluminación 19 Unidades Centrales de enfriamiento

A continuación se describen las funciones del sistema :

funciones

a) Se controlarán ylo supervisarán los siguientes puntos : 1. Control de temperatura de agua helada mediante arranque y paro de compresores

2. Arranque y paro del ventilador por horario 3. Supervisión de arranque de ventilador 4. Supervisión de temperatura de retorno de agua helada 5. Supervisión de alarmas por límites de temperatura (software) 6. Integración de cada carga para control de demanda máxima 7. Control de alumbrado por horario 8. Control y supervisión de bombas por horario

b) Cada controlador se comunicará hacia el cuarto de control para propósitos de

de cada unidad

monitoreo remoto desde PC

c) En la PC, mediante el software que utiliza ambiente Windows, se realizarán 3 gráficas en donde se muestra el estatus de cada punto de control

Central de control y supervisión

Mediante esta central se puede supervisar y controlar toda la red Excel W7600 mediante el ’software” ZM7603 tanto en forma de texto como en gráficos. Asimismo es capaz de operar cualquier punto (equipo) en forma remota, usando para ello un ambiente de operación basado en “Windows”. Cabe mencionar que el “software” cuenta con reporte de energía por día, semana y meses predefinidos entre otras ventajas.

T

Para incrementar la eficiencia en los sistemas de acondicionamiento ambiental y de

refrigeración, se contempló la posibilidad de instalar intercambiadores de calor que,

como se sabe, es un dispositivo que permite incrementar la capacidad de

enfriamiento en el ciclo termodinámico de las máquinas, aun cuando no se conoce

una metodología de cálculo para pronosticar con alto grado de certidumbre los

ahorros por obtener.

Efectivamente, tal incertidumbre deriva de que el intercambio de calor se lleva a

cabo entre la línea de liquif)o que viene del condensador y viaja en dirección a la

válvula de expansión, y la línea de gas que proviene del evaporadw y va camino al

compresor. Como su Única finalidad consiste en subenfriar el refrigerante que al

encontrarse en fase líquida, supuestamente contiene partículas en estado gaseoso,

no se puede asegurar que este supuesto sea cierto, debido a variables tales como

los parámetros de diseño, altitud sobre el nivel del mar, condiciones propias de

operación con respecto a capacidad y necesidades de enfriamiento, etc.

Así, la única manera de determinar si efectivamente el intercambiador de calor

surtiría los efectos deseados, era mediante una prueba de campo que, para este

caso, se desarrolló con la siguiente metodología:

Se seleccionó el equipo No. 2 de los caseríos 500 y 600 con una capacidad de 35

TR.

El día 7 de abril de 1997 se instaló un graficador de demanda con registro a

intervalos de 15 minutos; el período de registro fue de las 10 :26 horas a las 10 :O5

del día siguiente.

L . . 18 -.

Potencial de Ahom de EmrSjQ El&cMca en Hotales y nendcu d. Aut08.ruicio

Se procedió a instalar un intercambiador de calor en el circuito del refrigerante,

verificando la correcta carga del refrigerante mediante dos indicadores de líquido,

instalados uno antes y otro después del intercambiador.

Se volvió a conectar el graficador de demanda, el cual inició su registro el 8 de abril

a las 17 :39 horas, retirándose al día siguiente a las 17 :26 horas.

Para simplificar y hacer más objetivos los registros (a base de barras) se trazó una

gráfica con la información de los 2 registros ( con y sin intercambiador de calor ) la

cual se ilustra a continuacidn.

3 Y

50

45

40

35

30

25

20

Horario de Trabajo

+sin intercambiador I - c o n intercambiador ~ J

1

. . 19 Provecto de Se rvxw S d .

Del análisis de las 95 lecturas proporcionadas por el graficador y, según se puede

comprobar en la curva anterior, se concluyó lo siguiente:

La potencia máxima del equipo se presentó durante 12 períodos de 15 minutos,

habiendo sido de 50 KW, valor que se redujo a 40 y 45 KW con el intercambiador

de calor.

La potencia mínima sin intercambiador fue de 24 KW, la cual se observó durante

11 períodos de 15 minutos, mientras que con intercambiador la potencia osciló

entre 21 y 19 KW.

Se presenta cuando menos un período de 15 minutos en los que se igualan las

potencias con y sin intercambiador, por lo que el ahorro no se producirá en la

demanda.

El promedio de las potencias sin intercambiador fue de 42.39 KW, valor que se

redujo a 34.15 KW una vez instalado el intercambiador.

Con el intercambiador se obtiene una reducción en la potencia de 8.24 KW que

representa el 19.4% de ahorro. Consisderando como consumo de energía eléctrica

el área bajo las 2 curvas y el ahorro, la diferencia entre las 2 áreas, se colige que

éste será proporcional, es decir, también del 19.4%. Para efectos de cálculo se

determinó un potencial de ahorro de 15%, en la inteligencia de que, conforme a lo explicado, no se esperan ahorros en la demanda.

9

z Unidad paquete de 55 Equipo TR con 2 compresores sin F i

Equipo Ahorro con Y

I .

20 Provecto de Serwx&xkd

Carga (KWlunidad) a4

Potencial de Ahom de Energ& Elictrlca en Hoteles g Tienda de Autoservicio

71.4 I 12.6

En seguida se aprecia el pronóstico de ahorros:

No. de unidades

Carga Total (KW)

Demanda Total (KW) i/

Horas de operación

Diaslmes

Consumo (KWhlmes)

18 18 - 1,512 1,285 - a64 734 130

12 12 - 30 30 -

31 1,040 264,240 46,800

17 Cámaras de Refrigeración

Equipo sin Equipo con AhOK0 intercambiador de intercambiador de calor 1/

- 2i No se considera ahorro an demanda (la demanda en KW es promedio y no máxima)

Consumo 72,000 61,200 I 10,800

calor Demanda total (KW) I 1 O0 I 85 -

I Díaslmes I 30 I 30 1 - 1

I ( KWhlmensual) I/ No se considera ahorro en demanda (la demanda en KW es promedio y no máxima)

. . 21 de Se ruma u. Potencial & Ahom de Enrrgia EUctrka en Hotslew y Tienda & Autnaeddo

incandescente

de 25 W

'Nota : El

Sistema de iluminación I I AHORRO MENSUAL' MA ACTUAL SISTEMA PROPUESTO

Camal Núm. 1 Total 1 Tipo ICargal Núm. I Total IDiferenciaI Ahorro

KWh 25 5,899 147.5 LFC de 5 W 8.5 5,899 38.3 109.2 28,208 25 2,552 83.8 LFC de 7 W 9.5 2,552 24.2 39.8 9,504

25 440 11.0 LFC deQW 11.5 440 5.1 5.9 1,418

8,891 222.3 8,891 67.6 1ó4.7 37,128

horro en consumo se oalcul6 considerando una utiluaci6n de 240 horaslmes

El importe del ahorro, considerando los precios de la tarifa tanto del consumo base como el de punta, se estimó de la siguiente manera:

. . .. . I AHORRO ... .. . AHORRO. . .. . . . . .... ,

HORAfuo AH(IRR0 ..PREÜO ,MENSUAL A N U - PRoPORclONEs HORAS

KWNrne5 S W h s' s BASE 20 0.834 68,480 0.17148 11,742.95 140.815.40 PUNTA 4 0.186 13,630 0.24663 3,365.85 40,387.80

TOTAL 24 1 .o00 82,110 15,108.60 181,303.20 INVEñSlON (S) 4Q4,988.50 PEWOMI DE U€CUP- 2.7 albo

Como acciones para incrementar la eficiencia en el uso de la energía se planteó:

En el sistema de aire acondicionado se instalaron 36 intercambiadores de calor de 7/8", 2 en cada una de las 18 unidades tipo reciprocante, para soportar hasta una capacidad total de 1,080 HP.

En el sistema de refrigeración se instalaron 8 intercambiadores de calor de 3/8", para igual número de compresores, con una capacidad hasta de 3 HP por equipo.

Se instalaron en el mismo sistema de refrigeración 4 intercambiadores de 3/8", 2 para una capacidad de 5 HP y los otros 2 para una capacidad de 2 HP cada uno.

Marina Bdvdn Domlmu ez P

. . 22 -dese rvwi&x&.

1 1 I I I I I I I I I I I I I I I

Potencial de Ahorro de E?~~fgia El¿ctrica un Hotelea # !Nada d. Autonrvicio

Se instalaron 5 intercambiadores más en los compresores de refrigeración, 2 de 318" para dos equipos de 10 HP, 2 de %" para dos equipos de 15 HP y uno de W para el equipo de 7.5 HP.

Se procedió a verificar la carga correcta de refrigerante para el máximo aprovechamiento de los sistemas.

Una vez instalados todos los intercambiadores de calor, se verific6 que las temperaturas de operación de los sistemas y áreas fueran las mismas que las existentes antes de su instalación, es decir cuidar el confort y las condiciones de temperatura del hotel.

El propio personal del hotel substituyó 5,899 focos incandescentes de 25 W por igual número de lámparas fluorescentes compactas de 5 W y 2,552 focos incandescentes de 25 W por igual número de lámparas fluorescentes compactas de 7 w.

Se retiraron 440 luminarios con focos incandescentes de 25 W y en su lugar se instalaron igual número de luminarios de cocina con 2 lámparas fluorescentes compactas de 9 W clu Mod. ES-I 805 importada.

La combineción de los 3 tipos de acciones señaladas, permitieron establecer la factibilidad del proyecto desde el punto de vista económico, de acuerdo con las siguientes cifras:

1/ Incluye IVA

2/ Inciup449lurninuladecocinacon 2 LFC de9 W c/u

y Se ms!&ra un pncb medio de 0.4 VKWh

. . 23 &y&o de S e r u i c u , .

Una vez terminado el proyecto, se hizo un análisis de los consumos y demandas del período de julio a diciembre de 1998, en comparación con el mismo período del año anterior, habiéndose obtenido los resultados que se muestran en el siguiente cuadro:

Kw

Ju1-87 1,018,145 1,861 $466,889.00 0.4581 $487,140.27

Jul-88 958,136 1,770 $467,380.00 0.4878 $467,380.00 61,009 91 $zs,760.27

40-87 l,osO,867 1,888 $483,182.00 0.4554 $522,645.07

938,921 1,795 $463,osO.00 Oto927 $483,060.00,

5 3 w 7 1,687 I $371,000.00~ 0.48701 $398,735.85

1,351 I $325,138.00) 0.48841 $325,138.00

I Ahorro I 143,3671 $45,862.00l

Considerando el precio medio de 1998.

I/ El cmwmo real de W.wO kWh. u sf& del 35 % pan efecbs de oompancibn. 2/ El consumo real de 748,wO KWh, ee ifad6 del 20 % para efsC(0s de oomparaci6n. 3 El c~llwnw reA de 731 .wO KWh. u aieoló del 20 96 pan eieotos de cwnparación.

Los resultados anteriores permiten otorgar a este proyecto el calificativo de exitoso y pionero en acciones de este tipo, ya que el importe del ahorro es tal que la inversión total por $ 1'493,633.82 se podrá recuperar en 3.3 años ; si bien el pronóstico que

L

il II i rn

. . 24 -.

en forma global se fijó en 176,838 KWh no se cumplió en su totalidad, debe tomarse en cuenta que, según reportes del hotel, se tuvo un incremento de cuartos noche ocupados de 35 % en el mes de octubre de 1988 y del 20 % en los meses de noviembre y diciembre del mismo año, con los cuales se hicieron los ajustes correspondientes en el cuadro anterior. En el siguiente cuadro se muestra la diferencia entre las expectativas y el ahorro comprobado:

CIFRAS MENSUALES

En el siguiente cuadro se muestran en forma sintética los beneficios que arrojó el proyecto:

Muna Bdvón Do mínau~ ieonuclo ii-

. . 25 de Se r-.

Potencial de Ahorro de Ew&a ElLctrka en Hotelu y lUndcu de Autounido

4. MEDIDAS PARA EL AHORRO DE ENERGIA ELECTRICA EN TIENDAS DE AUTOSERVICIO

En el mundo actual, los recursos energéticos se han convertido en un reto constante para satisfacer la creciente demanda de usuarios. La energía el&rica es de las principales demandas en la industria mexicana. La generación de esta energía ha ido en aumento y ha surgido la necesidad de eficientar el consumo para reducir los gastos por este concepto.

En el caso de una tienda de autoservicio la energía eléctrica es el sustento de los productos y servicios que ofrece a sus clientes. Un medio ambiente con una temperatura confortable es una exigencia en un centro comercial por lo que el aire acondicionado es un equipo indispensable. Así mismo los productos perecederos que necesitan de baja temperatura para su conservación requieren de los equipos adecuados para controlar el ambiente en que se almacenan. En cuanto a la iluminación, ésta viene muy ligada con el confort de la tienda; debe existir la suficiente iluminación que permita apreciar adecuadamente los productos y promuevan un ambiente adecuado para el cliente.

Estos tres aspectos son los que se analizan principalmente en este tipo de proyectos, desde el punto de vista de lograr una mayor eficiencia, conservando las características de confort para el público y los productos de la tienda.

Actualmente, las tiendas de autoservicio en nuestro país son de gran importancia, que se deriva, en gran medida, de sus estrategias de ventas; sin embargo, existen otro tipo de estrategias, como lo son los niveles de confort, visuales y ambientales. Tales niveles repercuten directamente en las ventas, de una manera tan sutil que el cliente es, en la mayoría de las ocasiones, incapaz de percibirlas.

Es posible identificar dos tipos genéricos de proyectos de ahorro de energía eléctrica, a saber:

I. Proyectos de sustitución de equipos convencionales por equipos de alta

II. Un segundo tipo de proyecto lo representan aquellos que implican la instalación de equipos ylo dispositivos diseñados con tecnología de punta, como lo es la instalación de los sistemas automáticos de control de equipos.

eficiencia.

fl 9 i 1 1 1

AIRE ACONDICIONADO REFRIGERACI~N

ILUMINACI~N OTROS TOTAL

de S e r u i c u , . . . 26

523 56.0 155 16.6 143 15.3 113 12.1 934 100.0

A continuacbn se describen brevemente algunos proyectos de ahorro de energía eléctrica desarrollados en tiendas de autoservicio:

Progeeto de Ahorro de Energia Eldctrica en un Centm Comercial tipo Plaaza COnl8rdCrl con clima tropical húmedo en Vemcnrz

El centro comercial está ubicado en Boca del Río, Veracruz. En este estado predomina el clima tropical húmedo con lluvias en verano y temperaturas superiores a los 25 OC. El servicio de energia eléctrica de la tienda presentó los siguientes valores mensuales promedio durante 1993: 296,492 KWh en el consumo, 769 KW en la demanda y $65,798.00 en el importe, resultando un valor promedio de 0.2226 $/KWh.

Del diagnóstico correspondiente, se pudo concluir que la carga principal estaba conformada por el sistema de acondicionamiento ambiental, según se observa en el siguiente cuadro:

DICTRIBUCIÓN DE LA CARGA INSTALADA.

TIPO DE I CARGAINSTALADA 1 PORCENTAJE I

El centro comercial cuenta con 2 equipos de aire acondicionado para el servicio de la tienda y un pequeño módulo paquete para el área de oficinas. El aire acondicionado está dividido en 3 circuitos: el de la unidad enfriadora de agua (UEA o "chiller"), el de la tubería de distribución de agua helada y por último se tiene la unidad manejadora de aire (UMA).

Los "chillers" se encuentran localizados en la azotea de la tienda; son 2 unidades y cada una cuenta con 2 circuitos independientes de refrigeración, integrados por 4 compresores recíprocantes de 6 pistones, impulsados por motores de 40 HP y un condensador enfriado por ventiladores.

En cuanto a la tubería de distribución de agua helada, físicamente es un circuito de tuberías por el cual circula el agua que sirve de medio de transporte para absorber el calor del aire que entra a la UMA. El circuito de agua helada cede calor en la

. . 21 Prorecto de Se r u L c M .

Potencial de A h o m de Energi<l El&ctrlca en Hoteles y !Nenda8 de Auto8ervicb

unidad enfriadora de agua, para posteriormente tomar calor de aire de la manejadora y completar el ciclo. El flujo total de agua en el circuito, es de 1,795 litros por minuto, impulsado por una motobomba de 10 HP. En general, las condiciones físicas del circuito de agua helada fueron catalogadas como buenas y la mayoría del aislamiento se encuentra en buenas condiciones, con excepción de las conexiones al intercambiador, que están un poco dañadas.

Las manejadoras del lado oeste 1 y 2, se encargan de suministrar aire frio a la parte menos caliente de la tienda: carnicería, pescadería, frutas y verduras, artículos para el hogar, etc. Las manejadoras del lado este, 3 y 4, se encargan de suministrar aire frio a la parte más caliente de la tienda: tortillería, rosticería, panadería, comida preparada, etc. Las UMA constan básicamente de un intercambiador líquido-aire y un ventilador movido por un motor de 20 HP.

Se detectaron esencialmente dos defectos: el primero consistió en el hecho de que en el lado este de las manejadoras (entre la pared del cuarto de las manejadoras y la pared este de la tienda), existía un pasaje de aire que comunicaba al área de bodegas con el pasaje de retorno pleno de aire a manejadoras, formado .entre las paredes de la tienda y los plafones del área de ventas, lo que produce el calentamiento del aire de reposición que de por sí es excesivo. Este fenómeno reduce la eficiencia por razón natural de que el aire de retorno contiene una temperatura mayor que el aire de salida.

El segundo defecto detectado, fue el hecho de que en la manejadora 3, la mitad del conducto de entrada del aire al ventilador estaba obstruida por una lámina que se encontraba atornillada al mismo.

Respecto al sistema de iluminación, la tienda cuenta con 86 domos, los cuales le proporcionan iluminación natural; el sistema de iluminación artificial constaba de 246 lámparas de aditivos metálicos de 440 W c/u, instaladas a una altura de 5.40 y 5.10 metros.

Las mediciones correspondientes, para el registro de datos, se obtuvieron bajo diferentes condiciones de iluminación natural y artificial con fines comparativos, y buscando alternativas de ahorro de energía.

Caso 1: Estando todos los luminarios encendidos, excepto los 25 luminarios de emergencia, contando con luz de día. La hora a la que se realizó este levantamiento fue a las 1 1 :O0 horas con día despejado.

Caso 2: Con sólo el 43.5% del total de los luminarios encendidos y contando con iluminación natural, que entra por los domos. La hora en que se tomaron las mediciones fue a las 13:OO horas (cielo despejado).

. . 28 de Se ruxw a.

ZONA CASO1 CASO2 CASO3 LUXES LUXES LUXES

PROMEDIO GENERAL 1,721 1,132 614 .

I I potencial da Ahorro da Eldctrlca an Hotelar y !Ramha de Autoservicio

Para este tipo de tiendas los niveles de iluminación recomendados por la Sociedad de Ingeniería de iluminación de Norte América (IESNA), son de 500 a 1 ,O00 Lux, por lo cual se encontró que los.niveles obtenidos en el caso 1 con luz natural y el 90% de luminarios encendidos están arriba de lo requerido, existiendo la alternativa de poder disminuir a 1 1 32 Luxes, que se obtiene en el caso 2 con sólo el 43.5% de luminarios encendidos. Los niveles registrados en el caso 3, de 674 Luxes, también se encuentran en el rango recomendado por IESNA.

Las acciones correctivas implementadas en este proyecto se describen a continuación :

Se elevó y mantuvo la temperatura de los termostatos de las manejadoras de aire, de 23 a 25 "C, mediante el ajuste del "set point" a 25 "C, lográndose con esto que la temperatura del área de ventas estuviera entre los 24 y 24.5 "C, considerada como temperatura dentro del rango de confort.

Para minimizar el aire exterior de reposición, se instaló un sistema de control automático de compuertas de aluminio de hojas opuestas, accionadas por un modutrol y un sensor, para el suministro de aire de reposición a las manejadoras de aire.

Se instalaron variadores de frecuencia, con sus correspondientes sensores, en los motores de cada una de las 4 unidades manejadoras de aire (UMA). La función del variador de frecuencia es adecuar la velocidad del motor del ventilador a las necesidades térmicas del piso de ventas.

Se instaló un equipo de control automático para mantener apagadas las luminarias antes de abrir la tienda y encender solamente el 43% de los luminarios a partir de la 13:OO horas, aprovechando así la luz natural. Con este sistema de control, se logró mantener en servicio únicamente la iluminación necesaria para seguridad durante las horas nocturnas en las cuales la tienda permanece cerrada.

r 51 P il P il

PERODO DEMANDA Kw

U L 1 II II II II

CONSUMO IMPORTE Kwh S

29

NoV-92 Nov-94

Ahorro

. . provecto de Ser-.

.... ...... - 780 295,200 87,785.00 846 288,400 58,158.00 í 3 A 28.1100 i I ~20.00

Lo anterior implicó desarrollar trabajos complementarios como canalizaciones, cableado de comunicaciones, montajes de gabinetes de control y paneles de alumbrado, instalación de sensores de luminosidad, conexión a equipos, realización de pruebas finales y un curso de capacitación.

..... ... --.--- Dic-92 720 285,600 Dic-B4 858 235,200

Ahorro 84 w,400 Ene-83 884 288.400 €ne-B5 578 237,600

Feb-B3 892 276,000 Ahorro 1 O8 28300

Se instalaron interruptores de puerta para que el encendido de los luminarios en las ~

cámaras frigoríficas, se produzca sólo cuando sea necesario. La misma acción se dio en las instalaciones de las manejadoras de aire.

A partir de noviembre de 1994 se inició el proceso de evaluación de los resultados alcanzados, con base en las facturaciones de energía eléctrica posteriores a la conclusión de los trabajos.

.. .___ ._ . 88,283.00 52,000.00 18~83.00 61,515.00

52731 8,784.00

58,388.00

Después de haber analizado dichas facturaciones durante los meses de noviembre y diciembre de 1994 y enero y febrero de 1995, con respecto a los mismos meses de 1992 y '1993, se determinaron ahorros mensuales de 94 kW en la demanda, de 41,400 kWh en el consumo y de $1 0,400.75 en el importe, de acuerdo con lo que se muestra en seguida:

I I I PwMEiO 94) 41,4001 10~01.00

INVERSiON 1 $108,497.30 I RECUPERACIO U 1.87AkX

Cabe mencionar que este centro comercial fue la primera tienda en México, donde se experimentó controlar automáticamente la operación de los sistemas de iluminación y de acondicionamiento ambiental, resultando un proyecto exitoso.

i

. . 30 de Se rum0 S O l d .

fluorescente 2X39W fluorescente 2X15W fluorescente 4X21W

Potencial d. Ahorro d. Energfa Etectrlca en Hoteles y "anda8 d. Auto8erviclo

.. .... 80 98 8

800 180 144 118 I O0 12

Prouecto de Ahorro de energla en una tienda de autoservicio categoría supermemado de clima tropical húmedo en Veracnn

TOTAL i 908

Es una tienda de autoservicio ubicada en Córdoba, Veracruz, con una superficie construida de aproximadamente 8200 m2 El clima presominante es tropical húmedo con precipitaciones pluviales que oscilan entre 2000 y 3000 mm, con temperaturas superiores a los 20 OC. El servicio de energía eléctrica está contratado en tarifa OM. El area de ventas cuenta con 365 empleados, mientras que el área administrativa dispone de sólo 12 empleados.

Durante el período de enero a diciembre de 1996 los valores mensuales promedio correspondientes al servicio de energía eléctrica fueron los siguientes: 339 KW por demanda máxima, 129,200 KWh en consumo, $47,094.42 en importe, con un precio medio de la energía de 0.3676 $/KWh.

La carga instalada asciende aproximadamente a 456 KW compuesta por los sigaentes sistemas

Iluminaci6n Pwndicionamienio ambiental 140 30 Motoras

184

.. Reírigeraci6n 31 7 aros 30 7

TOTAL 456 I00

Del cuadro anterior se desprende que el sistema con mayor carga es la iluminaci6n con el 36%, seguida del acondicionamiento ambiental con un 30%, mientras que los motores representan sólo el 20% de la carga instalada, mientras que la refrigeración no tiene una participación importante en la carga total.

El sistema de iluminaci6n contaba con 998 luminarios de diferentes tipos con una potencia total de 164 KW, cuyo detalle se muestra en el siguiente cuadro :

..... SISTEMA CANTIDAD C A R W U N i W ~ - CARWiüTAL .......... --. ... ........ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . W Kw

. <

31 &.yg& de Se rVlCw S&.

No obstante que los gabinetes se encontraron en buen estado físico en cuanto a su distribución y características fundamentales como el espesor de lámina y la calidad del difusor, se desarrollaron una serie de pruebas de campo para conocer su eficiencia, comprobándose que el índice de reflexión no sobrepasaba el 45% lo que significa, que el gabinete no está entregando los 10400 lumenes en el plano a iluminar si estuviera en perfectas condiciones y con lámparas nuevas. Con ese índice de reflexión solo se tienen 4680 lumenes, además, tomando en cuenta que el tiempo de vida promedio de las lámparas T-12 de 75W se encuentran en aproximadamente las 9000 horas, se hizo un cálculo obteniéndose que de los 4680 Iúmenes por gabinete sólo se tiene a nivel área de ventas el 82%, es decir 3838 lúmeneslgabinete, razón por la cual el proyecto ofrecía posibilidades de éxito mediante la instalación de reflectores de aluminio diseñados exclusivamente para la altura de montaje existente y de la distancia entre gabinetes.

Debido a la importancia que'la iluminación representa para este tipo de comercios, se partió de la premisa de que cualquier tipo de cambio, debería por lo menos mantener el mismo nivel de iluminación.

Las medidas correctivas se dirigieron exclusivamente al sistema de iluminación siendo éstas las siguientes :

Conversión del sistema 4x21 W a 2x17W.

En cada uno de los 118 gabinetes con sistemas 4x21 W, se retiraron las 4 lámparas T-12 de 21 W y se instalaron en su lugar 2 lámparas T8 de 17W, con un reflector de aluminio por gabinete, quedando sistemas de 2x1 7W. Asimismo se sustituyeron los balastros electromagnéticos existentes por balastros electromagnéticos alta eficiencia.

Conversión del sistema 2x75W a Ix75W

En los 800 gabinetes de 0.30x2.44 m, con sistemas de 2x75W, se instalaron igual número de reflectores de aluminio con una reflexión mínima del 89% y una sola lámpara de 75W por gabinete, quedando sistemas de Ix75W. Se realizó la conexión de un balastro electromagnético por cada 2 gabinetes.

Como primera etapa se hizo un análisis para asegurarse de mantener el mismo nivel de iluminación de acuerdo con lo siguiente :

Se tomó como muestra un gabinete con reflector de aluminio con una reflectancia mínima del 89% y una lámpara nueva T-12 de 75W, entregando a nivel de plano 4628 Iúmenes en lugar de los 5200 totales que entregaría una lámpara nueva, si la reflexión del gabinete fuera del 100%.

32

Potancial de Ahorro & trurgfa Eldctrlca an Hotel.. y 7Venda~ & Autoaernicio

En esta etapa del proyecto se consideró retirar el 50 % de las lámparas instaladas y dejar solo una lámpara por gabinete, las cuales fueron escogidas entre las más recientemente adquiridas, es decir dejar las que tenían una vida Útil promedio de 5000 horas aproximadamente, lo que significa que los IÚmenes mantenidos estarían en un 86%, con lo que se estaría entregando en realidad 3980 Iúmenedgabinete a nivel plano. Esto permitió comprobar que se tendrá un incremento de 142 Iúmeneslgabinefe, es decir, un 3.5 % más, con respecto al que se tenía de 3838 lúmenes/gabinete antes de hacer cualquier modificación.

Conversión del sistema 2x39W a lx39W

En 80 gabinetes de 0.30x1.22 m, sistemas de 2x39W, se retiraron los 2 tubos de 39W, en temperatura de color 3500OK y el balastro, instalando un reflector de aluminio por gabinete y dejando una sola lámpara de 39W, asimismo se hizo la conexión de un balastro por cada 2 gabinetes. Para asegurar el nivel de iluminación se hizo el mismo análisis que se realizó para el sistema anterior.

SISTEMA ACTUAL

I .... . ........... ... TIPO W

SISTEMA PROPUESTO I TIPO I -EN I CANilMD I TOTALEN I

W Kw FLUORESCENTE DE 1~39W 50 80 4 FLUORESCENTE DE lx75W 90 800 72 FLUORESCENE DE2x17W 39 118 5

TOTAL 988 01 - <

AHORRO MRRP~C~A n m o w AHOWIOEN ..... . ...................... __ ..........

Kw UTlULAaON CONSüMOKWh IMPURTEMeS Al 111 ñ711 - -. -

721 81 17,5201 $7,884.00 71 81 1.7521 $ 7 8 8. O O

L 831 81 20,2451 s9,110.00

De las mediciones realizadas a los niveles de iluminación, se obtuvieron los siguientes resultados de las áreas más representativas de la tienda:

. . 33 de ser^.

A

“u DE LUMlElAMON (LUXES) Area de ventas Sbíema anierbr Sb%!!! !GR! con

Entrada principal 442 445

Caballeros, Damas 879 897

y panadería 470 475

iebotoi da akirninio

Perfumería

Salchichonerla

Abarrotes y cocina 456 461

..... ............... .......... .............. ......... ..

. . . . . . . . . . . .

Potencial de Ahorro de X n e d a ElhcMca en Hotelea y TL.ndIu de Autaaervicio

~

Ahorro Real Total Precio Medio QKWh Ahorro Mensual $ ‘ Ahom Anual $

24,504 131 0.5840

14,310.33 171,724.03

Cristalería, cajas

ypasillo central I 515 684

Como se puede observar, se cumplió con la condición de mantener los niveles de iluminación en sus diferentes áreas, además se tuvo un incremento del 32 % en dicho nivel en lo que corresponde al área de cristalería, cajas y pasillo central, la cual es el área principal de la tienda.

Este proyecto se concluyó en septiembre de 1997 por lo que el comparativo se realizó de octubre de 1997 a abril de 1998, obteniéndose un promedio mensual de 115,946 KWh en el consumo y de 333 KW en la demanda, que comparado con los promedios que se tenían antes de las acciones correctivas se lograron ahorros de 13,254 KWh equivalentes a un 1 O%, directos de facturación. Cumpliéndose solo con el 66% de los ahorros esperados. Esto se explica por que el usuario adquirió una planta de emergencia de 125 KW, la cual entró en operación a partir del mes de mayo y opera 3 horas todos los días, de 7 a 10 de la noche. Por lo que los ahorros reales obtenidos se presentan en el siguiente cuadro :

AHORROS LOGRADOS

Este proyecto nos sugiere que aún con acciones correctivas mínimas se obtienen ahorros substanciales del orden de un 19 % en el consumo.

d e S e r v i c u , . . . 34

proyecto de A h o m de Ens@ Eldctrlca en una tienda tip0 gmn plaza comercial de clima cálido semiseco en Sinaloa

La tienda está ubicada en Culiacán, Sinaloa. El clima predominante es cálido semiseco, la temperatura media es de 25 OC, su precipitación pluvial anual osacila entre 600 y 1400 mm. Su giro es de autoservicio y la tarifa aplicable es la HM.

A continuación se presenta la descripción de los equipos de estudio del proyecto.

Acondicionamiento ambiental

El sistema de aire acondicionado para la tienda consta de 5 unidades manejadoras de aire (UMA) a cámara plena, con compresor tipo reciprocante, enfriado por aire y de 240 TR c/u.

Cada UMA cuenta con dos compresores que se controlan de manera independiente para satisfacer la capacidad de refrigeración deseada. El ventilador de la UMA y los compresores cuentan con un tablero de control donde se maneja el paro y arranque de los equipos. Debido a la ubicación de estos equipos (azotea), cualquier detección de una falla o mal funcionamiento puede tomar un tiempo considerable, de tal forma que el tiempo de respuesta también se ve afectado y puede ocasionar datios más graves a los equipos que presentan problemas. Las UMA trabajan durante el tiempo que está en operación la tienda y por lo general emplean sus dos compresores.

Vitrinas y Cuartos Fríos

La tienda cuenta con equipos de enfriamiento independiente para cada una de las vitrinas y cuartos fríos donde se almacenan o expenden los productos que requieren bajas temperaturas.

La temperatura se logra con un compresor de tipo abierto y un difusor en el área de acondicionamiento. El control se logra mediante termostatos ajustables colocados en el interior de las vitrinas o cuartos fríos. Estos termostatos son ajustados manualmente y debido a que están colocados en áreas muy húmedas son susceptibles a fallos en sus ajustes.

La capacidad de los compresores varía dependiendo del área (vitrinacuarto frío) que tiene asignado.

Se realizó una revisión de las condiciones actuales de los sistemas, se tomaron las mediciones de potencia de cada una de las máquinas de interés. Adicionalmente se detectó una operación poco eficiente de las máquinas debido a que podian arrancar (iniciar operación) más de una máquina al mismo tiempo, lo que implica un aumento

Marine &Ja dn D- Leonardo Hmindu S n t e

. . 35 -,

Potencial de Ahorro de E& Eláctrlccr en Hoteka y Tienda# de AUtO..Nicio

súbito en el valor de la demanda y, si éste es muy grande, puede ocasionar recargos por parte de C.F.E. Por otro lado, el control de temperatura es propicio para malos manejos de los termostatos por parte del personal de la tienda, además de las fallas que pueden presentar estos equipos y que no se puede modificar los rangos o variables de control de manera sencilla y práctica.

Se observaron también los circuitos de iluminación, Únicamente en su operación. Se determinó que por ser ésta una tienda de autoservicio, el control de iluminación solo es posible en las horas en las que la tienda está fuera de servicio al cliente; por lo tanto lo más conveniente para este proyecto es el control en el encendido y apagado de los circuitos mediante el establecimiento de un horario.

Basándose en las consideraciones anteriores se determinó la implementación de un sistema completo de control automático que permita aumentar la eficiencia de los equipos y reduzca las fallas que se presentan, con base en lecturas de temperaturas, estado de los equipos, modificación de parámetros, arranque y paro de los equipos y centralización de la información.

Las acciones correctivas aplicadas en este proyecto se describen a continuación :

Manejadoras de aire

El propósito de las estrategias de control aplicadas es el de mantener una temperatura adecuada dentro de la tienda, cuidar el arranque óptimo del conjunto de manejadoras de aire y mantener dentro del límite la demanda máxima.

Para lograr esto se instalaron en cada manejadora de aire sensores de temperatura, tanto en el retorno como en el ducto de inyección, así como sensores de estado en los compresores y ventiladores de las manejadoras. Estos dispositivos están conectados a un controlador central que monitorea y controla todos los puntos mencionados y en el que se encuentran grabadas estas estrategias de control, las cuales pueden ser ajustadas por medio de una interfaz gráfica en la computadora central. El sistema está basado en dos controladores de la familia Excel 5ooo de Honeywell y el "software" de interfaz con el operador es el XBS, a estos controladores llegan todas las sefíales de monitoreo y salen todas las señales de control de arranque y paro. El programa de los controladores está continuamente analizando la señal del medidor de consumo de C.F.E., cuya señal es procesada por el controlador para calcular la demanda instantánea, estos datos los utiliza el controlador para determinar cual máquina puede apagar, con base en la temperatura de las cámaras o vitrinas de enfriamiento. Este sistema puede ser escalable, por lo que, dependiendo del crecimiento de los requerimientos de los equipos, el sistema puede reprogramarse o crecer.

de S e r v r C u > . . . 36

Parte fundamental del sistema es el control en el arranque y paro de las máquinas, esta parte del proyecto se le conoce como la intervención de los equipos. En este caso la intervención de las máquinas dependiendo de cómo se encontraban en el modo de operación regular de la máquina (modo manual), de tal manera que se localizaron los puntos donde se pudiera controlar la máquina con la operación de un relevador auxiliar del sistema Excel 5000.

El tipo de control para la temperatura es proporcional. Existe un medidor de temperatura en cada manejadofa, que proporciona el valor de la temperatura actual de las diferentes zonas de la tienda (sensor de retorno). Esta seiial es comparada con el valor de temperatura que el operador fija como deseada ("set point"). De esta manera el "set point" se comporta como un límite en la temperatura, ya que el controlador proporcional cuenta con una banda muerta o histéresis, que es equivalente al rango de temperatura en el cual la máquina permanece apagada. Por ejemplo, si la temperatura de "set point" es de 24"C, el compresor encenderá cuando alcanza los 24"C, y se apagará cuando la temperatura de retorno baje al valor del "set point" menos el valor de la histéresis; para este caso (24°C - 2"C), el compresor parará a los 22°C. Cada uno de los compresores cuenta con un controlador de este tipo.

Cámaras y vitrinas de enfriamiento

En este tipo de máquinas también se controla la demanda maxima contratada teniendo como prioridad el control de la temperatura, para mantener los productos a una temperatura adecuada. Para este fin se instalaron dispositivos de medición de temperatura en cada una de ellas. También se cuentan con estrategias de control para el deshielo de las máquinas y de la misma forma que las manejadoras de aire, todas las máquinas pueden ajustarse y monitorearse con la interfaz gr8fica en la computadora central.

El control de temperatura de la máquina es también de tipo proporcional y se comporta igual que el de una manejadora de aire, cada una de las máquinas de enfriamiento cuenta con un valor de "set point" que puede ajustarse por el operador segun se necesite, dependiendo del producto que conserva la cámara o la vitrina.

ínterfaz del operador

La interfaz del operador (XBS), es la herramienta con la cual el operador puede monitorear y ajustar todas las variables destinadas para ese fin y que se encuentran programadas en el controlador. Para facilitar esta operación se cuenta con un

37

ambiente gráfico animado que representa la ubicación física de cada una de las cámaras o vitrinas de productos, así como de las manejadoras de aire; de esta forma el operador puede accesar mediante pantallas gráficas a cada uno de los equipos controlados y desde ahí monitorear o realizar los ajustes que se quieran hacer.

Este sistema puede almacenar datos para su consulta posterior. El sistema puede accesarse remotamente via telefónica para poder ajustar o monitorear el sistema desde una central remota.

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38

Pantalla principal

Desde esta pantalla se puede ingresar a cada una de las máquinas de enfriamiento sobre el mapa de la tienda, en la parte superior del mapa aparece un listado de todas las máquinas de enfriamiento, en el lado izquierdo de cada una de ellas aparece un indicador de temperatura que cambia de color si la temperatura excede los límites superiores e inferiores. De esta misma pantalla se ingresa a los datos del medidor de C.F.E., en donde se reportan los consumos en el día, del día anterior, en el mes, en el mes anterior, en el año y en el año anterior, además de la demanda instantánea. Todos estos datos se están registrando en la computadora central.

Esta pantalla es de una de las manejadoras de aire en donde se muestra el estado de cada uno de los compresores y del ventilador de la manejadora, los valores de la temperatura de inyección, de retorno y de temperatura exterior, aquí también se muestra la setial del estado del filtro de la manejadora.

Se cuenta con una animación del ventilador y los compresores (circulo con flecha), los cuales comienzan a girar cuando el estada de las máquinas es activo. Esta animación facilita la visualización de las variables de interés.

Adicionalmente desde esta pantalla se puede mandar a operar manualmente los compresores con la simulación de los botones que se encuentran en cada una.

1 I I I 1 I I I I 1. I I I I I I I I I

. . 39 -.

Este es un ejemplo de una pantalla de uno de los cuartos fríos a la que se awes8 desde la pantalla principal, aquí se puede ver el estado del compresor para esta &mara, la flecha se mantiene rotando cuando está encendido, también se muestra la temperatura de la cámara y el valor del "set point" de la misma, este último puede ser cambiado desde aquí.

La simulación del medidor de temperatura de carátula cambia de color dependiendo en el rango que se encuentra la lectura del sensor de temperatura.

Esta interface cuenta con cinco niveles de usuarios para protección del programa y la operación de los sistemas. El nivel más bajo solo permite al usuario el monitoreo o visualización de las variables del sistema, teniendo restringido la realización de modificaciones. En los niveles siguientes, el usuario irá obteniendo más accesos hasta llegar al más alto nivel. En el último nivel, el usuario tiene la posibilidad de modificar valores, detener el programa, realizar descargas de programación y demás operaciones que requieren una capacitación más especializada.

costos

El costo del proyecto se dividió en dos partes:

- Total de Equipo utilizado: $325,185.20 - Total de lngenieria e Instalación: $ 94,303.75 - Subtotal: $419,488.94 - IVA: $ 62,923.34 - Gran Total: $482,412.29

Este costo de inversión en el sistema se recuperará gracias al ahorro obtenido, en un promedio de 2.7 arios siempre y cuando la tienda no incremente la carga instalada.

El proyecto tuvo como fecha de inicio el 21 de Junio de 1999 y como fecha de terminación el 2 de Agosto de 1999, sin embargo la interface con el medidor de C.F.E. estuvo lista el 31 de Agosto de 1999.

Los resultados obtenidos de la implementación del sistema de ahorro de energía se ven reflejados en primera instancia en el mejor control de la temperatura de los equipos intervenidos. Asimismo, los circuitos de iluminación tienen un control exacto en el encendido y apagado lo cual implica un ahorro en energía eléctrica y recursos humanos. Anteriormente el personal de seguridad se encargaba de apagar y encender estos circuitos.

. . 40 Provecto de Ser-.

Potencial de Ahom de Energ& Eláctrica en Hotelea y Tiendas & Auteaeruicio

Por otro lado la visualización gráfica de las variables de las máquinas de interés ha permitido un mayor control y mejor tiempo de respuesta en los mantenimientos y fallas de los equipos.

Sin embargo el mayor beneficio obtenido es el ahorro en energia eléctrica que se muestra en la siguiente tabla:

Debe mencionarse que, al momento de recopilar la información contenida en el presente proyecto de servicio social, este proyecto se encontraba aún en su etapa de evaluación ; sin embargo, resulta de gran interes por la tecnología de punta que en él se utilizó, además en el único mes de comprobación de ahorros (septiembre 99), se nota un excelente porcentaje de ahorro.

. . 41 -,

Potencial de Ahom de EM& El¿ctrka en HoteIea .y Wmüu de Autoae.n>icio

5. POTENCIAL DE AHORRO DE ENERGIA ELECTRICA EN LA RAMA HOTELERA

Como se pudo apreciar en la sección anterior, las medidas para ahorrar energía eléctrica en hoteles están encaminadas a disminuir tanto la demanda como el consumo, mediante la utilización de equipos ahorradores, promoviendo de esta manera el uso racional y eficiente de la energía.

En nuestro país existen una gran cantidad de hoteles que operan de forma ineficiente, desperdiciando una gran cantidad de energia, lo cual conlleva el pago excesivo por dicho concepto.

En un hotel, el confort del cliente es primordial. El sistema de acondicionamiento ambiental es generalmente, la carga mayoritaria en un establecimiento de este tipo; en segundo lugar en orden de importancia, se encuentra el sistema de iluminacibn, siendo en estos dos sistemas donde existen mayores potenciales de ahorro; otras cargas como elevadores, bombeo, televisores, etc.. no afectan de manera importante a la demanda máxima (o facturable) en forma individual, por lo que difícilmente se tendrán opciones de ahorrar energía en este tipo de cargas.

En la sección pasada, se presentaron descripciones de proyectos con sus respectivas expectativas o potenciales de ahorro, pudiendo observarse que en todos los casos los ahorros reales fueron superiores a los esperados.

Sistema de acondicionamiento ambíenfal

Los posibles aspectos en donde es posible detectar un potencial de ahorro son:

El hotel cuenta con equipos de aire acondicionado con más de 15 años de uso.

Estos equipos resultan obsoletos, generalmente son de tecnología muy atrasada como lo es el uso de "chillers" con compresores tipo reciprocante, cuyas relaciones de eficiencia llegan a ser de 1.7 KWITR. En estos casos, el procedimiento lógico a seguir es sustituir el equipo convencional por un equipo con compresores tipo reciprocante, con una relación de eficiencia de aproximadamente 1 .O KW/TR; o bien por un equipo con compresores tipo tornillo, cuyas relaciones de eficiencia llegan a ser de 0.50 KWfrR. Como puede verse el ahorro potencial en este caso es de 41 .I y 70.5 ?4 respectivamente, considerando que las unidades convencional y eficiente tienen la misma capacidad.

Marina Bdtrdn Domhiau a! &eon& Hsq&&z San-

. . 42 Provecto de Se rvum &x.d.

Potencial de Ahom de Energha EZ6ctrlca en Hotela y !Nenda da Auto.srvicio

El hotel no cuenta con un mantenimiento adecuado en sus equipos de aire acondicionado.

En estos casos es frecuente que aunque el hotel cuente con equipos eficientes, tiene grandes consumos de energía. Lo anterior puede ser causado por falta de mantenimiento en los compresores, serpentines y demás equipos que conforman el sistema de acondicionamiento ambiental; en ocasiones es posible devolver a los equipos su eficiencia de diseño, o por lo menos una eficiencia muy cercana a ésta.

Otro punto donde son frecuentes las posibilidades de ahorro, es al tener un aislamiento deficiente, el cual propicia pérdidas de energía en los ductos de distribución del aire acondicionado y , por ende, mayores consumos energéticos por parte de los equipos para satisfacer la carga térmica requerida.

El hotel utiliza unidades de aire acondicionado tipo ventana

Las unidadez tipo ventana resultan obsoletas y ruidosas en comparación con las unidades tipo "minisplit", que son silenciosas y muy eficientes. Este tipo de tecnología se empleo en pequeños hoteles donde se instalan unidades individuales en las habitaciones en lugar de unidades centrales de gran capacidad.

El hotel cuenta con equipos de alta eficiencia

Cuando los hoteles tienen unidades del tipo eficiente o con poco tiempo de utilización, la opción para evitar el uso irracional de energía son los sistemas de control. Su función es la de desconectar cargas innecesarias, es decir, cuando no están siendo utilizadas, por ejemplo, cuando los huéspedes no se encuentran en la habitación. Los sistemas de control desconectan el aire acondicionado, también pueden arrancar gradualmente los motores de los compresores o bien @&ajar las unidades de aire acondicionado a menores capacidades, de acuerdo con las necesidades y ocupación del hotel.

Sistema de iluminacidn

En el área de alumbrado, las principales áreas de oportunidad se describen a continuación.

Las ventajas de las lámparas fiuorescentes compactas sobre las incandescentes son varias, en primer lugar su menor potencia y, por ende menor consumo de energía. Una lámpara incandescente transforma más del 95 % de la potencia que demanda

P en calor, y solamente un 5 % en luz yisible. El hecho de que una lámpara fluorescente compacta sea de menor poten ia que una incandescente, no implica un descenso en la cantidad de luz emitida, lo $ al implica otra ventaja.

Un ejemplo de lo anterior, es el hecho de due una lámpara incandescente de 40 W, proporciona un flujo luminoso entre 410 500 lúmenes, dependiendo del tipo de acabado y de la marca, mismo nivel qu ! proporciona una lámpara fluorescente compacta PL-7, que proporciona un flujo lluminoso de 400 Iúmenes, lo cual hace posible disminuir la carga del hotel en formb importante.

En la siguiente tabla se muestra un análisis comparativo entre lámparas incandescentes y sus substitutos más comjlnes en fluorescentes compadas.

I UMPARAFLuoREsctNTE I UMPARAl”DESCENlE I UM I R U I O I I VlM I Rulo . .- . . . . -_. - ................................ p . ~ w o .

. . . . pRoMwo L u m i ~ o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . W hr hi LútllOM.

. 7 10,000 400 1 25 1,000 220 9 10,000 600 I 25 1,000 220

- I 1 I nno

Existen muchos modelos de lámparas flu0 escentes compactas, de tal forma que es posible elegir entre ellas de acuerdo 4 n parámetros como estética, aplicación deseada o simplemente de acuerdo con el lgusto del usuario.

Como es posible observar en el cuadro an erior, la disminución en la carga mediante la sustitución de focos puede ser muy sig ificativa en la demanda máxima, además una ventaja más de las lámparas fluore ntes compactas estriba en su larga vida, hecho que repercute en disminución de ga 4 tos por mantenimiento.

Cabe mencionar que las sustituciones modtradas en la Última tabla no son una regla general sino que pueden hacerse combir/aciones con ellas, siempre y cuando las áreas en las cuales se lleven a cabo no vdan afectados sus niveles de iluminación o cuando dichos niveles se encuentren por bncima de los establecidos en las normas de iluminación.

En los lugares en que se disponga de sistemas de iluminación eficientes, se contempla también el uso de sistemas de control y automatización de cargas, al igual que en los sistemas de acondicionamiento ambiental.

Un ejemplo de lo anterior lo constituyen las tarjetas optoelectrónicas ; éstas se proporcionan al huésped al registrarse en el hotel, en la habitación no habrá servicio de iluminación e incluso de aire acondicionado, hasta que la tarjeta sea introducida en un dispositivo tipo buzón, entonces encenderá el alumbrado y el aire acondicionado comenzará a funcionar. Una vez que el huésped salga de su habitación deberá retirar la tarjeta para evitar que los sistemas funcionen cuando el huésped no est& en la habitación. Esto es controlado mediante computadoras con “software” especializado.

En otro caso, la recepcionista del hotel activa los sistemas de aire acondicionado e iluminación de la habitación cuando el huésped se registra, manteniéndose los niveles de confort automáticamente; cada vez que el huésped abandona la habitación y entrega la llave en la administraci6n, los sistemas son desconectados.

Con medidas como éstas es también posible disminuir carga en las horas pico, resultando beneficiado el usuario al disminuir el importe por pagar.

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45

6.POTENClAL DE AHORRO DE ENERGlA ELECTRICA EN TIENDAS DE AUTOSERVICIO

Dentro de las posibles oportunidades para incrementar la eficiencia del uso de energía eléctrica en tiendas de autoservicio se tienen:

Sistema de iiuminación

En la sección 4, se mostraron acciones correctivas aplicadas en este tipo de establecimientos y expectativas de ahorro, observándose en todos los casos el cumplimiento de los objetivos fijados. Fue posible establecer que la carga más relevante en este caso es la iluminación, y en segundo término en orden de importancia se encuentra el acondicionamiento ambiental.

En aplicaciones comerciales, las lámparas con alto índice de rendimiento del color hacen que la mercancía sea más atractiva al cliente, la comida más apetitosa en los restaurantes. Dentro de las estrategias de ventas es necesario contemplar una iluminación adecuada, pues las ventas se ven afectadas en función del aspecto de la mercancía.

El IRC o índice de rendimiento del color es la capacidad que tiene una lámpara para reproducir fielmente los colores de los objetos y es un factor muy importante a considerar en cualquier aplicación de iluminación. El IRC se mide en una escala de O a 100. La luz del sol y la luz de una lámpara incandescente tienen un IRC de 100. Es importante saber que las personas y objetos iluminados bajo luz con un alto IRC se ven más naturales, además que el nivel de iluminación se percibe como mayor.

Por lo anterior, un factor a considerar en la elección de una lámpara fluorescente 8s su temperatura de color. La temperatura de color es una medida que se refiere a la apariencia o tonalidad de la luz que emite una fuente luminosa. La forma en que vemos cierto ambiente depende de la tonalidad de la luz de la lámpara y es crucial para establecer una atmósfera de confort o frescura. Las fuentes de luz que percibimos blancas y brillantes o azuladas tienen una temperatura de color superior a los 3600 K y la luz se denomina “luz fría”. Se usa en aplicaciones industriales, oficinas, hospitales, etc.

Las fuentes de luz con temperatura de color de 3500 K se consideran neutras y comúnmente son usadas en lugares de trabajo incluyendo oficinas, salas de conferencias, bibliotecas, escuelas.

1 1 I I I I I I I I I I I I I I I I I

. . 46 -.

Las fuentes de luz que percibimos rojizas o amarillentas tienen una temperatura de color inferior a los 3400 K y se denomina "luz cálida". Se usan en lugares donde se requiera un ambiente de hospitalidad y confort por ejemplo, en tiendas de ropa, hogar, restaurantes, etc.

Las oportunidades más frecuentes de ahorro en iluminación son:

La sustitución de lámparas incandescentes por lámparas fluorescentes

Los ahorros en este sentido, se dan exactamente bajo los mismos esquemas de sustitución mencionados en la parte correspondiente a hoteles.

compactas.

La utilización de lámparas de descarga de alta intensidad.

Este tipo de lámparas se utilizan para sustituir a las lámparas de potencias muy altas; por ejemplo, en lugar de utilizar un reflector de 1000 W con una lámpara de tecnología atrasada es posible utilizar uno con una lámpara de aditivos metálicos de 400 W. Se habían venido utilizando en aplicaciones exteriores, sin embargo, gracias a sus nuevas características como baja potencia y alto IRC han penetrado en campos como edificios y comercios.

La sustitución de sistemas fluorescentes convencionales por sistemas fluorescentes de alta eficiencia.

Esta es quizás la medida con mayor potencial de ahorro en tiendas de autoservicio; es posible reemplazar las lámparas de tecnología anterior, como lo son las tipo T-12, por lámparas de tecnología de punta y menor potencia como lo son las tipo T-8 o T- 5, aunque éstas últimas no tienen un mercado lo suficientemente grande para su comercialización masiva. Las lámparas de tecnología avanzada proporcionan un mayor flujo luminoso, además de que su vida Útil es mayor (aproximadamente el doble) que la de las lámparas convencionales.

Otro componente fundamental en los sistemas de iluminación es el balastro. Es muy importante saber qué tipo de balasíro está siendo utilizado en los luminarios, pues cuando se utilizan los balastros denominados de baja energía, casi cualquier intento por conseguir ahorros resultará en vano; en seguida se muestra la causa:

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... . .. . , . -. . .

. . . . . . . . . .. ... .. . .

Del cuadro anterior, se observa que el balastro de baja energía propicia que el sistema lámpara- balastro demande una potencia menor a la requerida con el uso de un balastro electromagnético convencional; lo anterior es consecuencia de que el balastro de baja energía suministra a las lámparas un voltaje menor al nominal de las mismas, teniendo como consecuencia un menor flujo luminoso. Por tal motivo, no puede considerarse un ahorro de energía a la utilización de balasiros de baja energía, pues si bien la potencia demandada es menor a la de los sistemas convencionales, los niveles de iluminación son sacrificados.

Aun la utilización de balastros electrónicos para sustituir a los de baja energía da como resultado un muy pobre ahorro de energía. La sustitución de sistemas con balastros electromagnéticos convencionales por sistemas con balastros electromagnóticos de alta eficiencia o por balastros electrónicos, tiene un enorme potencial de ahorro, llegando a ser superior al 50 Om.

Sin duda la opción de sustitución con mayor potencial de ahorro es la utilización de balastros electrónicos. A la fecha, los balastros más eficientes en el mercado son los electrónicos con circuito integrado. Estos trabajan en alta frecuencia y son capaces de reconocer a las lámparas, suministrándoles el voltaje y corriente justos necesarios para su funcionamiento óptimo; al tener un factor de potencia de 0.99, sus pérdidas son mínimas. El sistema lámpara-balastro demanda una potencia menor a la nominal y el flujo luminoso de las lámparas casi se mantiene durante la vida Útil de las lámparas, la cual se incrementa al estar éstas subtensionadas, de sus 20,000 promedio hasta 30,000 horas aproximadamente; la vida útil de este tipo de balastros es de aproximadamente 60,000 horas.

El factor lámpara es también muy importante, pues el uso de lámparas de arranque rápido es recomendable, no así el uso de lámparas de arranque instantáneo. Las lámparas de arranque instantáneo necesitan una corriente de arranque muy alta, lo cual propicia que se deterioren rápidamente. Por otro lado, las lámparas de arranque rápido necesitan una corriente menor para calentar su cátodo. Una vez que la

M-W D U -0 d

. . 48 ~ d e s e r u r c u > s o c i o l .

lámpara se encuentra funcionando, la corriente puede mantenerse o no, dependiendo del tipo de balastro que se esté utilizando. El desprendimiento del material fluorescente se da con menor rapidez que en las lámparas de arranque instantáneo. Factores como la eficacia, la vida Útil y el flujo luminoso son más altos en las lámparas de arranque rápido, considerando lámparas del tipo T-12. Por lo anterior, el uso de lámparas de arranque rápido de tecnología T-8 es aún más recomendable.

La utilización de reflectores de aluminio dentro de los gabinetes es un instrumento de gran relevancia para el ahorro, pues permite retirar hasta la mitad de la carga instalada sin demeritar los niveles de iluminación y, por el contrario, éstos pueden incrementarse. Lo anterior se ejemplifica en la tabla siguiente :

POTENCIA . ... . . .... . . . . ~ . . . . - - SiS*A UHTAlilA , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

W .. 2x39 W ]Balasto eledromagn6üco convencional 1x32 W 1Balasiro electromagnbüco de alia eficiencia con reñector de aluminio

2x15 W IBalasúo electromagn6üco conwncional 1x59 W IBaIasiro eleciromagnbüco de alia eficiencia con reñector de aluminio

1 O0 45

Ahorro 66 180 88

Ahorro 112 87 24 -

Ahorra 43

2x21 W lüalasto eledromagnbüco conwncional 1X17W [Balasbo eleciromagn6üco de alia eficiencia con reñector de aluminio

El nivel de iluminación se mide en función de la altura del plano de trabajo, la tarea por desarrollar, la edad de quien habrá de efectuar la labor, la rapidez a la que se desarrolla dicha labor. El reflector de aluminio incrementa generalmente el nivel de iluminación en un 40 Oh aproximadamente, pues la reflectancia del aluminio especular no debe ser menor al 70 %, además las lámparas ahorradoras tipo T-8 proporcionan un flujo luminoso superior al de las T-12.

Es posible retirar la mitad de la carga conservando los equipos instalados. Esta opción representa un potencial de ahorro del 50 %, incrementando los niveles de iluminación, como se ha mencionado ya, hasta en un 40 %.

Es necesario mencionar que la utilización de reflectores de aluminio no es una regla general ni una receta de cocina, su diseiio es especial de acuerdo con el establecimiento, área, tarea por desarrollar, altura del lurninario, altura y espacio entre los mismos, etc. Es necesario tener uniformidad de la iluminaci6r1, evitando así zonas obscuras (efecto de caverna), o algunos otros efectos no deseables.

I 1 L iI II I o P P 3 I I 1 I I I I I I

Utilización de sistemas de control y automatización de las cargas.

Los sistemas controlados por computadora ofrecen también grandes potenciales de ahorro, pues permiten corregir errores que comúnmente se cometen en las tiendas de autoservicio; por ejemplo, la conexión en serie de los circuitos de alumbrado de varias zonas, implicando que todos los luminarios de dichas áreas se mantengan encendidos aunque no sea necesario su funcionamiento. La independización de circuitos y los sistemas de control, permiten sacar de operación las cargas que no estén siendo utilizadas.

Sistema de acondicionamiento ambiental

El sistema de acondicionamiento ambiental en las tiendas de autoservicio tiene como misión proporcionar una temperatura confortable a la clientela, lo cual, aunado a una buena iluminación, repercutirá en una mayor afluencia de clientela a la tienda.

Los potenciales de ahorro identificados en este rubro no son muy diferentes a las observadas en la industria hotelera. A continuación se hace mención de las medidas de ahorro que representan un mayor ahorro potencial.

La sustitución de equipos obsoletos.

Ccmo se mencionó anteriormente, los equipos con muchos años de operación (más de 15) funcionan con una tecnología que resulta obsoleta, presentando altos índices de eficiencia (KWiTR) y por ende altos consumos de energía eléctrica; por lo anterior es necesaria la sustitución de estos equipos por otros que utilicen tecnología de punta, en cuanto a compresores se refiere básicamente, propiciando menores consumos de energía sin menguar los niveles de confort requeridos.

Mantenimiento a los equipos existentes

En algunos casos los equipos de aire acondicionado no son necesariamente obsoletos; sin embargo, han perdido eficiencia debido a un mantenimiento deficiente. En estos casos, el desperdicio de energía puede corregirse mediante el reestablecimiento de la eficiencia de dichos equipos, ya sea con el cambio de aceite en los compresores, la desincrustación en los serpentines, el reemplazo o reparación de los termostatos, etc.

. . 50 Provecto de 5 é r m .

La instalaci6n de un aislamiento adecuado.

En algunas tiendas se ha comenzado a utilizar el aislamiento como una forma de ahorrar energía. Los potenciales de ahorro con esta medida son importantes, pues hoy en dia existen tiendas en las cuales no existe aislamiento de áreas como panadería, tortilleria, o alguna otra en la que se genere calor excesivo; lo anterior permite que el calor se difunda a otras áreas de la tienda y como consecuencia sea necesaria una capacidad de enfriamiento mayor por parte de los equipos de aire acondicionado.

Et aislamiento en las paredes que reciban mayor radiación solar durante el dia, representa también una oportunidad de ahorro, pues en lugares de clima cálido, la ganancia de energía por radiación solar repercute en un incremento de la carga térmica dentro de la tienda. 'Al disminuir esta contribución a la carga térmica será necesario un equipo de menor capacidad o una demanda de potencia menor, por parte de los equipos de aire acondicionado para satisfacer las necesidades térmicas.

La automatización de cargas

Cuando se cuenta ya con equipos eficientes es posible instalar equipos de automatización y control de cargas para sacar de operación aquellas que no estén siendo utilizadas. Es práctica común, que antes de abrir o una vez cerrada la tienda, se encuentren funcionando tanto los sistemas de acondicionamiento ambiental como los de iluminación, debido a que todo se prende y apaga de forma conjunta. Mediante el sistema de automatizaci6n pueden programarse los horarios en los cuales deben funcionar los sistemas y cuáles de ellos son los que deben dejar de operar. El potencial de ahorro observado con medidas como ésta no es despreciable, pues éste puede llegar a ser hasta del 30 % sobre los consumos habidos antes del proyecto.

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7. CONCLUSIONES

Las acciones para ahorrar energía eléctrica en hoteles y tiendas de autoservicio se justifican plenamente a través de los beneficios recibidos por el usuario, la compañia suministradora y el país en conjunto. El ahorro potencial por concepto de iluminación es, en general, muy grande. Sin embargo, debe tenerse especial cuidado al emprender acciones para ahorrar energía en iluminación. Debe entenderse que, de acuerdo con la filosofia de ahorro y uso eficiente de la energía, se puede considerar ahorro exclusivamente aquella disminución en el consumo que no disminuya la calidad de vida del usuario. Es de capital importancia tomar en cuenta que el sistema de iluminación interactúa con el resto de los equipos eléctricos dentro del sistema de distribución, por lo que cualquier modificación al diseño original repercutirá en el consumo de energía, la demanda, la factura eléctrica y en todos los sistemas y equipos instalados, desde el transfermador hasta el punto terminal de la instalación.

Para determinar la calidad de vida o de las actividades por concepto de iluminación se requiere de un cuidadoso análisis de las condiciones existentes, de las recomendadas institucional y normativamente y de las propuestas para ahorrar energía. Esto implica la aplicación de conceptos y criterios especializados en luminotecnia. El equipo y los métodos de medición en campo y en laboratorio deben ser también los aprobados por la normatividad nacional e internacional, m el objeto de que las lecturas obtenidas sean confiables y reproducibles.

Si bien es cierto que la industria hotelera del país se encuentra en proceso de recuperación de los niveles de ocupación y crecimiento alcanzados antes de la crisis económica de diciembre de 1994 y que, en algunos casos, no se cuenta con la liquidez suficiente para realizar este tipo de proyectos, se recomienda a los directivos del sector, afrontar los retos financieros que pudiesen implicar, dado que como ya se demostró en el presente estudio, tales acciones garantizan la recuperación de las inversiones realizadas.

Se recomienda que el personal responsable de la operación y mantenimiento de la industria hotelera se mantenga actualizado en relación con las nuevas tecndogías ahorradoras de energía en el sistema de acondicionamiento ambiental, explorando los beneficios técnicos, energéticos y económicos de su adopción.

Se recomienda a los diseñadores y proyectistas de nuevas instalaciones eléctricas, incorporar las tecnologías ahorradoras de energfa eléctrica en el sistema de acondicionamiento ambiental en el diseño y construcción de los nuevos hoteles de nuestro pais.

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A los responsables de la gestión administrativa de otros sectores productivos, comerciales y de servicios, se recomienda instrumentar medidas que generen ahorros de energía eléctrica, ya que tales acciones son aplicables a cualquier tipo de instalaciones y procesos.

Tomando como referencia los proyectos analizados en el presente estudio, se sugiere dar seguimiento a aquellos estudios que se desarrollen en el futuro, para de esta manera hacer más consistentes y confiables las evaluaciones respectivas, al grado que las mismas permitan disponer de criterios de inversión y rentabilidad validas para la industria hotelera y las tiendas de autoservicios.

Resulta importante resaltar que el desarrollo de este tipo de proyectos es una manera altamente confiable de elevar la productividad y, consecuentemente, la competitividad de los hoteles y tiendas de autoservicios mexicanos, sin incurrir en la reducción de la plantilla laboral, sino que por el contrario, contribuye a la creaci6n de empleos, tan necesarios en los momentos actuales para México, siendo congruente con el compromiso social de los administradores.

En suma, la situación para nuestro país en materia de energía eléctrica es difícil pero no crítica ; las condiciones para ahorrar energía están dadas a través de voluntad política gubernamental, de instituciones que otorgan financiamiento blando e incluso a fondo perdido, de la disponibilidad de buenos equipos nacionales e importados, de recursos humanos capacitados y de usuarios cada día mas conscientes y motivados.

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