Como calcular el Ahorro Energético

 

Bienvenidos al blog de Salvaenergy, después de tratar en las anteriores publicaciones del blog acerca del sistema y mercado eléctrico español, ahora nos centraremos en cuestiones más técnicas, en concreto cómo calcular el ahorro energético que se produce al cambiar un equipo de climatización.

Es decir, cuando tenemos una instalación que consume una determinada energía para satisfacer una demanda, como puede ser un equipo de climatización, frio y/o calor, que consume “X” energía para mantener las condiciones de confort. Y deseamos cambiar este equipo por otro más eficiente energéticamente, nos surge la duda………..¿Cómo calculo el ahorro energético entre el equipo viejo y el nuevo?……….sabemos por datos del fabricante que el equipo nuevo es más eficiente, pero……..¿cómo sabemos exactamente el ahorro que produce el nuevo equipo?.

Como los equipos de climatización dependen directamente de las condiciones ambientales exteriores, para un mismo equipo de climatización dependiendo las condiciones ambientales donde esté instalado, puede producir más ahorro o menos ahorro. Esto lo comento porque la forma de calcular los ahorros energéticos es relacionando las condiciones ambientales con los consumos energéticos.

Esta relación entre condiciones climatológicas y consumos energéticos, nos permite relacionar el equipo viejo y nuevo. La forma de hacerlo es mediante una recta de regresión lineal del equipo viejo, lo cual nos permite comparar el equipo viejo y nuevo, en las mismas condiciones climatológicas, y así saber exactamente que ahorro tenemos entre el equipo viejo y equipo nuevo, aunque no estén simultáneamente operando.

Hemos cogido el ejemplo de la sustitución de dos calderas de gas, con una potencia calorífica cada una de 580kW. Es un edificio de aproximadamente 16.000 m2 y está situado en la ciudad de Barcelona.

Primero analizamos el equipo actual, que es el que deseamos cambiar por otro más eficiente, y calculamos su recta de regresión lineal, relacionando condiciones climatológicas con el consumo energético.

Intentamos coger los máximos datos de consumo energético mensual de gas natural, cuantos más datos más exacta la recta de regresión:

consumos energeticos caldera vieja

Ahora tenemos que relacionar directamente estos datos de consumo energético, con las condiciones climatológicas exteriores justo en el instante de dichos consumos. Los datos climatológicos que utilizamos son los “Grados Día“, en concreto por ser equipos de calefacción cogemos “Grados Día Calefacción”.

Los Grados día o “Degreeday” son muy importantes para calcular la demanda energética, tanto en frío como en calor.

Los grados día de un período de tiempo determinado, que nosotros escogemos como periodo el “mes”, (porque nuestros datos de consumo de gas natural son mensuales), son la suma, para todos los días de ese período de tiempo (nuestro caso mes a mes), de la diferencia entre una temperatura fija o base de los Grados día (16, 18, 20, 22, 25°C), que en nuestro caso escogemos 18°C, (porque es para un sistema de calefacción) y la temperatura media del día.

Cuando la temperatura media diaria sea inferior a la temperatura base escogida de 18°C, obtendremos los Grados día de calentamiento.

Los Grados día son un parámetro importante a considerar para la definición de las estrategias de diseño o los requerimientos de climatización (natural o artificial) y, por lo tanto, la demanda de energía de una edificación.

Los Grados día se pueden definir como los requerimientos de calentamiento o enfriamiento (en grados centígrados o Kelvin), necesarios para alcanzar la zona de confort, acumulados en un cierto período de tiempo (generalmente un mes; aunque podrían ser semanales, o incluso horarios). Esta temperatura de confort es la temperatura base (TB) fijada.

En la siguiente gráfica se puede ver la diferencia entre Grados día de calentamiento con temperatura base 18°C, y Grados día de enfriamiento con temperatura base de 26°C.

grafica grados dia

Para saber los Grados Día, de cualquier ubicación y cualquier temperatura base, existe una aplicación gratuita online en la siguiente dirección:
www.degreedays.net
Lo primero que tenemos hacer es buscar la ubicación o estación meteorológica más cercana a nuestro estudio, para ello en el “Weatherstation ID” introducimos para nuestro caso “Barcelona”, esta casilla funciona como buscador y despliega las distintas opciones disponibles de estaciones meteorológicas en Barcelona.
Obtenemos los siguientes valores de Grados Día Calefacción para los tres años que tenemos los consumos energéticos de, 2011,2012 y 2013, para cada mes, con Temperatura Base de 18°C. Que relacionados con el consumo de gas tenemos la siguiente tabla:

tabla grados dia con consumos

Estos datos relacionan directamente los consumos energéticos con las condiciones ambientales, y con ellos nos vamos a “Excel” y realizamos una interpolación lineal, que nos da como resultado una ecuación lineal, que es exactamente la ecuación lineal de las calderas viejas.

grafica regresion lineal

Con esta ecuación lineal ya tenemos el comportamiento de las calderas viejas, con otras condiciones ambientales futuras.
Esta regresión lineal, nos permitirá en el futuro poder determinar exactamente el ahorro energético que se puede producir con una nueva caldera.
Con los datos de Grados Día calefacción que tenemos de años posteriores como el 2014 y 2015, donde ya tenemos instaladas las nuevas calderas, y deseamos saber exactamente los ahorros que se han producido con las nuevas calderas con respecto a las viejas.

Aplicamos los grados días de los años 2014 y 2015 en la ecuación lineal y = 609,5x–6437,4 lo cual nos dará los consumos energéticos que tendría las viejas calderas, exactamente con las mismas condiciones ambientales que las calderas nuevas. Ahora ya tenemos los consumos energéticos de las viejas calderas y los consumos energéticos de las nuevas calderas, todos estos equipos, (nuevos y viejos) en las mismas condiciones ambientales.
Sabiendo de esta forma el Ahorro Energético exacto.
Espero que haya sido útil este post, para poder determinar los ahorros energéticos de una forma exacta, cuando cambiamos equipos poco eficientes por otros más eficientes energéticamente.
Gracias por vuestra atención.
Saludos.
SalvaEnergy.

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