Embed Size (px)
Citation preview
Sustentabilidad y Control
de Sistemas de Climatización
Impartido por:
Ing. Ángel Nieto Pérez
29 de julio de 2016
www.gob.mx/conuee @CEdificios
WEBINAR
Esta presentación se realiza por la Comisión Nacional para el Uso Eficiente de la
Energía en colaboración con Procobre Centro Mexicano de Promoción del
cobre A.C. con el propósito de difundir y diseminar diferentes aspectos relacionados con ventajas y beneficios para quienes adopten o implementen las
recomendaciones aquí expuestas. Ha sido preparado y revisado por personas
conocedoras del tema, sin embargo, el Centro Mexicano de Promoción del
Cobre y otros organismos participantes no se responsabilizan de su aplicación ni
de la profundidad en relación al contenido aquí expuesto, ni por cualquier daño
directo, incidental o consecuencial que pueda derivarse del uso de la
información o de los datos aquí contenidos.
CONTENIDO
Contenido
Antecedentes y Consideraciones
Justificación del Sistema VRF
Aplicaciones en Áreas Comunes
Aplicaciones en Áreas Medianas y Oficinas
Innovación en los sistemas
Gestión en el Control del Sistema
Title or Job Number | XX Month 201X
4
SUSTENTABILIDAD Y CONTROL DE
OFICINAS SISTEMAS DE CLIMATIZACIÓN TIPO VRF
ILUMINACIÓN
OTROS
COCINAS
COMPUTADORA
REFRIGERACIÓN
ELECTRÓNICA
CALENTAMIENTO
DE AGUA
HVAC 33.3%
RELACIÓN DE USO ELÉCTRICO
EN ESPACIOS DE OFICINAS
CONSIDERACIONES
6 / 9
58 - 78% del tiempo, las personas se
encuentran en un ambiente interior
Temperatura y Humedad, contribuyen a la
generación de contaminantes internos
El Olor, debe considerarse como parte de
la calidad del aire en las habitaciones
Espacios cada vez mas cerrados y con
gran conglomeración de personas.
Causas más frecuentes del Síndrome del
Edificio Enfermo (SEM)
1. 50 - 52% Ventilación insuficiente (Mantenimiento)
2. 17-19% Generada por el Interior
3. 11% Por el Aire Exterior
4. 5% Contaminación Microbiológica (Agua Estancada)
5. 3 - 4% Materiales de Construcción
Antecedentes y Datos
CONSIDERACIONES
Fuentes Contaminantes
CONSIDERACIONES
¿Conoces el sistema de
climatización
SONDEO
que actualmente opera en tu oficina?
SI
NO
Medio Cantidad de Calor
*Equivalente en diseño /
Condiciones de Operación
9.4Btu/lb
q = 4,18 kJ/kgK / dt = 5 K
AGUA
Demanda Método de Entrega
Bomba & Intercam.
/ Unidad F&C
4.7 kW
Alimentación 38 Ton de Demanda de
Capacidad
2 x 3.5”
Tamaño Tuberías / Ductos
Puntos de Aplicación
a Considerar
• Corrosión
• Alimentación de la
Bomba
• Fugas de Agua
• EER / COP de las
fuentes de Calor
AIRE 4.5Btu/lb
q = 1,0 kJ/kgK / dt = 10 K
Ductos y
Ventiladores 7.4 kW 36”
• Niveles de Ruido
• Alimentación del
Ventilador
• Espacio para Ductos
• Protección contra
incendios
REFRIGERANTE 91.6Btu/lb
Evaporating at 32°F
Intercambiador
/ Unidad F&C 2.5 kW
1 ⅝” + ¾”
• Distancias de Tuberías
• Limites Verticales
• Corrección en la
capacidad por caídas de
presión
El uso del refrigerante como medio directo para transferir calor, es mucho más eficiente.
CONSIDERACIONES
• Se alcanza temperatura deseada más rápido • Temperatura con muy poca fluctuación (±0.5˚C)
TIEMPO
TEM
PER
ATU
RA
FLUJO
Mantiene una temperatura
agradable todo el tiempo
El acelerador no se puede regular por lo que necesita más tiempo para llegar a su nivel óptimo pero desciende de nivel rápidamente
El local se refresca o se calienta en exceso
Funciona a una velocidad fija por lo que se necesita más tiempo para alcanzar la zona de confort
Regula el acelerador y
funciona de forma más
económica
Alcanza la zona de
confort rápidamente
ZONA DE
CONFORT
CONSIDERACIONES
• Temperatura independiente por zona
• Por ser DX = Mayor des-humidificación
23 ˚C
20 ˚C
24 ˚C
CONSIDERACIONES
COMPONENTES DEL SISTEMA VRF
HEAT PUMP
BRC1E62
CONSIDERACIONES
13 / 9
¿POR QUÉ ELEGIR UN
SISTEMA VRF?
EFICIENCIA
ENERGÉTICA
CONFORT
$
REDUCCIÓN
DE COSTOS
CONTROL
SOPORTE
DISEÑO
Capacitaciones
Herramientas
digitales
Departamento de
para el Diseño.
Soporte Técnico
Capacidad para la
Gran longitud de
Mayores espacios
Tuberías
para Rentar
Zonificación
Flexibilidad
Tecnología en el
Características en
Lógica de
operación
U. Evaporadoras
mejorada
compresor “Inverter”
Control Individual de
Sistema de
Ventilación
Funcionamiento
comunicado con el V
Silencioso
la Temperatura Control Centralizado
Monitoreo de
Facturación de
energía
múltiples sitios
por inquilino
y con sistemas BMS Eficiencia
Operacional
Mantenimiento
Garantías
Extendidas
Sencillo
JUSTIFICACIÓN DEL SISTEMA
LOBBY
SALA DE CAPACITACIÓN
OFICINAS ADMINISTRATIVAS
ÁREAS COMUNES
15 / 9
AHU Air Handling Unit
Kit de Comunicación
Gestión de carga térmica, volumen y
calidad del aire en espacios medianos a
grandes
La unidad AHU puede trabajar en conjunto
con otras unidades interiores del VRF.
Gran eficiencia energética / Bajos
Costos de Operación
Control VRT, aumenta la eficiencia
dependiendo las condiciones exteriores
(VRF + AHU)
EXV
APLICACIÓN EN ÁREAS COMUNES
F1 y F2 F1 y F2 F1 y F2
F1 y F2
Max 3 DX kits / AHU
Índice de Conexión entre 50~110%
Las unidades evaporadoras VRF deben
tener como mínimo de relación 50%.
Control por central/ control de zona
CONDICIONES
No es posible combinar AHU en mismo sistema y módulos de Agua Caliente
Sistema VRF + AHU
APLICACIÓN EN ÁREAS COMUNES
LOBBY
SALA DE CAPACITACIÓN
OFICINAS ADMINISTRATIVAS
SALA DE JUNTAS Y
CAPACITACIÓN
Presencia de
gente en 4
áreas o zonas
Detección del
promedio de
temperatura
interior del piso
• Sensor de Presencia
• Sensor de Temperatura del Nivel
• Control individual y Dirección de flujos
UNIDADES INTERIORES DX
ACUMULACIÓN DE POLVO QUE REDUCE LA
EFICIENCIA
FILTRO SATURADO
SISTEMA DE AUTOLIMPIEZA
COLECTOR DE POLVO DENTRO DE LA UNIDAD
PANEL CON ACCESO PARA DEPURACIÓN VÍA
ASPIRADORA
50% de AHORRO ENERGÉTICO
ACCESO A PANEL
UNIDADES INTERIORES DX
OFICINAS Y JEFATURAS (VRF + CAJAS VAV)
Caja VAV
Unidad
Interior
Ductable
UNIDADES INTERIORES DX
4,000 Btu/h
5,500 Btu/h 3,500 Btu/h
3,500 Btu/h 4,500 Btu/h
4,000 Btu/h
24,000 Btu/h
Control Remoto Control
Maestro
Caja de
Control de
Zonas
Control de
Navegación
Unidad Evaporadora
tipo Ductable
UNIDADES INTERIORES DX
OFICINAS Y JEFATURAS (VRF + CAJAS VAV)
Mantiene los niveles adecuados para un
ambiente de trabajo saludable, definidos por el
ASHRAE 62.1, códigos internacionales
mecánicos y las normas locales
Cálculos basados en el tipo de espacio,
ocupación y el área de la zona
CALIDAD DEL AIRE INTERIOR
(IAQ)
Example, IMC 2012 - Table 403.3
MANEJO Y CLIMATIZACIÓN DE ESPACIOS
IEQ Crédito 2. Aumento de la ventilación – Aumento
del 30% con respecto a los mínimos de ASHRAE
IAQ & LEED
Al instalar una HRV, aumentamos el porcentaje de
aire exterior con un impacto mínimo en el consumo
de energía
Este ahorro de energía también se puede aplicar a
el Crédito EA1: Optimizar el funcionamiento de la
energía para lograr créditos asociados a la
reducción de los consumos energéticos
Aire externo para
RENOVACIÓN
Aire interno
ACONDICIONADO
Aire RENOVADO
Semi-Enfriado
EXPULSIÓN de Aire
Semi-Caliente
MANEJO Y CLIMATIZACIÓN DE ESPACIOS
AHORRO DE ENERGÍA CON LA NUEVA
INNOVACION EN SISTEMAS DE CLIMATIZACIÓN TIPO VRF
(Joseph A. Schumpeter)
“ La destrucción CREATIVA es el proceso de transformación
que acompaña a la
INNOVACIÓN
Innovación en Nuevas Tecnologías
VRT (Temperatura de Refrigerante Variable)
¿Cómo se puede lograr el mejor desempeño en
condiciones inestables?
Objetivo Metodo Resultado
Cambio en la Velocidad
del Compresor Inverter
Cambio en el Volúmen de
Refrigerante
Cambio en la Temp. de
Evaporización VRT
Cambio en la elevación
del Compresor
New!
La carga de refrigerante se encuentra cambiando
NUEVA FUNCIÓN EN EQUIPOS EXTERIORES
CONSUMO DE ENERGÍA TRABAJO DEL COMPRESOR Inverter
Reducción
de Volumen TRABAJO DEL COMPRESOR
VR
T
Reducción de Entrada
Ref. Temp.
Tc (Cond. Temp.)
Te (Eva. Temp.)
50% 100% Ref. flow
Reducción del Trabajo del Compresor (Consumo de Energía)
NUEVA FUNCIÓN EN EQUIPOS EXTERIORES
Caso de Estudio y Éxito
Nombre:
Ubicación:
Tipo de Cuenta:
No de Tiendas:
(Reemplazo de Sistema VRF)
Equipamiento:
TAKKO Fashion Store
Unterhaching, Alemania
Cuentas Estratégicas
1,200 Tiendas en Europa
15 x Condensadoras
98 x Evaporadoras
Razones: Equipo de Larga Duración
Ahorro de Energía adicional por VRT
HVAC Term Avg kWh/Month Total kWh Total electricity cost € Yearly €/m2
HDD CDD
VRF3 2012/3-2013/2 2,796.82 33,561.80 6,041 € 9.95 € 2,731 230
VRF4 2013/3-2014/2 1,501.92 18,023.00 3,244 € 5.34 € 2,728 230
Difference 54% 54% 2,797 € 54%
NUEVA FUNCIÓN EN EQUIPOS EXTERIORES
Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Jan Feb -10
-5
0
5
10
15
20
25
30
2012 平均最高気温 2012 平均最低気温
2013 平均最高気温 2013 平均最低気温
Average max Average min
Average max Average min
Ambient temp (average min/max)
Caso de Estudio y Éxito
El consumo de energía anual redujo en un 54%, mediante la
sustitución de Equipos
RESULTADOS DE LA PRUEBA (AHORROS DE ENERGÍA)
Para el efecto de ahorro de energía, se consideró el cálculo de carga de CALEFACCIÓN / ENFRIAMIENTO como
equivalentes. Así como el HDD (Heating degree day) / CDD (Cooling degree day) de Marzo 13 a Feb 14 como similares.
NUEVA FUNCIÓN EN EQUIPOS EXTERIORES
GESTIÓN DE EDIFICIOS
CONTROL Fácil Operación, Intuitivo, Inteligente
¿Cuentas con un Control Central
SONDEO
para operar el clima en tu oficina?
SI
NO
Tiendas Bancos
Control
Individual
500 m2 1,000 m2
PEQUEÑOS EDIFICIOS MEDIANOS EDIFICIOS GRANDES EDIFICIOS
10,000 m2
Restaurantes
Control
Centralizados
Interfases
Control Remoto Simple R/C
Control de Navegación
Control local para
los usuarios finales
Precio competitivo con
pequeños sistemas
BMS para clientes
finales
Integración de un BMS
para clientes finales.
BACnet
Lonworks
Smart Phone
GESTIÓN EN CONTROLES
Room Temp Setpoint 22C
Room Temp Setpoint 22C
Room Temp Setpoint 22C
Start at 8:00
MODO CALOR
17C 17C 17C
MODO FRÍO
22C 21C 22C 23C 22C 24C 22C 22C 22C
El modo de operación del sistema cambia a
FRIO de manera automática, dependiendo la
temperatura de los cuartos.
8:10 9:30 11:00
Temperatura Exterior
GESTIÓN EN CONTROLES
El área se enfría / calienta antes de abrir con un mínimo de energía.
El tiempo de inicio de la operación, se ajusta automáticamente.
Configuración: Pre-Enfriamiento 24deg at 8:00
7:55
Temp del Cuarto
8:00
24deg
27deg Logra 24deg at 8:00
Arranca 5min antes para
bajar la temperatura del área
Día
Normal
Ajusta el tiempo
del arranque
Pre-
Cooling
Logra 24deg at 8:00 Arranca 20 min antes para
bajar la Temperatura
Día
Caluroso
Ajusta el tiempo
del arranque
Pre-Cooling
7:40 8:00
24deg
Temp del Cuarto
35deg
GESTIÓN EN CONTROLES
8:00 12:00 13:00 18:00
Lunch
Setback Bajo Setback Alto
Cool setpoint Cool setpoint
Relative Setup Setpoint of Setback Low Control
Relative Setup Setpoint of Setback High Control
Normal Normal Normal
24℃
8:00
Enfriamiento
GESTIÓN EN CONTROLES
SENSOR DE PRESENCIA
ILUMINACIÓN
VENTILACIÓN
SENSOR DE CO2
PERSIANAS MOTORIZADAS
Integración de Componentes
GESTIÓN EN CONTROLES
DETALLES DEL PROYECTO
Area por nivel:
VRF ODU: 1,400 m2
100 HP´s
* La prueba se realizó para el 8vo. Piso
En un principio NO se instaló un control centralizado.
ACTUALMENTE
Se instaló nuestro control centralizado.
Se configuraron los siguientes parámetros
de control
PARAMETROS DETALLES
Restricción del “set point” 24 – 32°C (Enfriamiento)
16 – 20°C (Calefacción)
Reinicio del “set point”
todas las mañanas
Apagado por Horarios
26°C (Enfriamiento)
18°C (Calefacción)
17:30 y 21:00 hrs
GESTIÓN EN CONTROLES
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
30,0
0
2.000
4.000
6.000
8.000
10.000
12.000
14.000
16.000
18.000
Jul Aug Sep Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun
FY12 power consumption FY13 Power consumptionFY12 OA temp FY13 OA temp
A/
C
(kWh)<*: A/C> (degC)
32% (=29,488 kWh/anual) ahorro de energía
Consumo de energía
reducido a pesar del
clima caliente de Julio
y Agosto del 2013
Se redujo significativamente
el consumo, gracias al clima
cálido de Enero 2013
GESTIÓN EN CONTROLES
TIEMPO DETALLES
9:00 ~ 13:00 hrs 23 – 25°C (Enfriamiento)
DETALLES DEL PROYECTO
Tamaño: 8-Bloques; 32 Pisos (1,392 HP´s)
AREA DE OFICINAS
13:00 ~ 14:00 hrs Operación del Ventilador
14:00 ~ 18:30 hrs 24 – 26°C (Enfriamiento)
18:30 hrs Apagado
TIEMPO DETALLES
8:00 ~ 10:00 hrs 26°C (Enfriamiento)
10:00 ~ 14:00 hrs Operación del Ventilador
14:00 ~ 20:00 hrs 26°C (Enfriamiento)
AREAS COMUNES
20:00 ~ 8:00 hrs Operación del Ventilador
* La prueba se realizó al nivel 1 y 2 de dos bloques
GESTIÓN EN CONTROLES
27% (=81 kWh/día) ahorro de energía
0
5
10
15
20
25
0
50
100
150
200
250
300
350
25-ago. 26-ago. 27-ago. 01-sep. 02-sep. 03-sep.
Power consumption OA temperature
Antes Después
293kWh/day on Ave. 212kWh/day on Ave.
(kWh)<*Bldg.> (degC)
2010
GESTIÓN EN CONTROLES
GRACIAS Ing. Ángel Nieto Pérez
DaikinMexico www.daikin.com.mx
Sustentabilidad y Control
de Sistemas de Climatización
Impartido por:
Ing. Ángel Nieto Pérez
29 de julio de 2016
www.gob.mx/conuee @CEdificios
WEBINAR
PREGUNTAS Y RESPUESTAS
Pregunta 1. : ¿Los nuevos sistemas están preparados para manejar la condensación por exceso de humedad ambiente como en las zonas costeras, o bien como se puede controlar estos excesos?
La respuesta es SI. Sin embargo las consideraciones con respecto al manejo de la humedad, principalmente se comprende en la parte de diseño durante el desarrollo de los balances térmicos. En la actualidad, ya se cuentan con sistemas instalados cerca de la costa, y están operando de manera óptima sin problemas de funcionamiento ni de condensados. Adicional a esto, durante el proceso de arranque los equipos iniciaran con parte de la des-humidificación del local o la oficina en donde se instale y en conjunto con una operación diaria podríamos mantener nuestro local sin problemas de humedad.
Por otro lado, algunos hoteles de grandes cadenas resort. Solicitan que la operación del sistema de climatización sea continua. Aunque cabe mencionar que la operación la conjuntan con sensores de puertas ó de presencia de las habitaciones tratando de tener una estabilidad en la humedad para evitar que esta ingrese a los cuartos y se pueda quedar impregnada en la habitación como paredes, colchas, almohadas, etc. Por lo que continuamente se pueden manejar los incrementos en los “set point” de los equipos.
A continuación se enlistan las preguntas que no pudieron ser respondidas durante la sesión.
Pregunta 2. ¿Qué es lo más recomendable tener sistemas de aire acondicionado integrales?, ya que en mi centro de trabajo lo tenemos de manera individual y contamos con un aproximado de 60 climas individuales.
Existen varios factores, que pueden llegar a determinar el tipo de sistema para un inmueble. Sin lugar a duda y el más poderoso (por así decirlo) es el costo de la inversión inicial. Sin embargo existen otros factores que pueden ayudar a poder justificar ó descartar el sistema de climatización.
Estos serían:
1. Costos de Mantenimiento. Si es que se requiere mano de obra especializada para mantener en óptimas condiciones los equipos
2. Costos de Operación de los equipos. Y en este rubro están los costos de operación de los sistemas de climatización.
3. Costos de Instalación. El costo de la mano de obra calificada para poder realizar los trabajos necesarios y herramientas especializadas que se necesitan.
4. Tipo de aplicación en la que se requiere el sistema. Y en este punto es muy importante que nos respaldemos con la experiencia de los diseñadores de los sistemas de Aire Acondicionado, así como con los fabricantes que bien nos pueden dar sus puntos de vista para poder elegir mejor el sistema que requieren nuestras oficinas o espacios.
Todo lo anterior es necesario que lo contemplemos durante la selección del equipo de climatización, y así tener un mejor panorama de la situación y del posible sistema que mejor se adecúa a nuestras necesidades.
