TECNOLOGICO NACIONAL DE MEXICO
INSTITUTO TECNOLOGICO DE LEON
INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA
AHORRO DE ENERGÍA
MAESTRO
ING. VILLASEÑOR ORTEGA JOSÉ LUIS
ALUMNO
PALACIOS RODRÍGUEZ JAVIER
14 DEMARZO DE 2019
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Auditoría Energética en una Vivienda: Consumo de Energía Eléctrica y Propuestas de Ahorro , Guías, Proyectos, Investigaciones de Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Una auditoría energética realizada en una vivienda, con el objetivo de reducir el consumo diario de energía eléctrica. El autor analiza los equipos electrónicos utilizados en la vivienda, su consumo y calidad de servicio, y propone diferentes métodos para aumentar la calidad en el servicio de los dispositivos identificados. El documento incluye una introducción sobre el ahorro de energía, un marco teórico sobre la auditoría energética, una cuantificación del consumo de energía en la vivienda, y propuestas de mejora para reducir el consumo de energía.
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
2018/2019
1 / 19
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TECNOLOGICO NACIONAL DE MEXICO
INSTITUTO TECNOLOGICO DE LEON
INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA
AHORRO DE ENERGÍA
MAESTRO
ING. VILLASEÑOR ORTEGA JOSÉ LUIS
ALUMNO
PALACIOS RODRÍGUEZ JAVIER
14 DEMARZO DE 2019
OBJETIVO GENERAL
- Realizar una auditoria energética para poder aplicar diferentes métodos y reducir el consumo diario de energía eléctrica.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
- Realizar un listado de los equipos electrónicos utilizados en la vivienda
- Analizar el consumo de cada uno de los equipos electrónicos especificados en el listado
- Identificar los equipos electrónicos que no proporcionen un servicio de calidad
- Aplicar distintos métodos para aumentar la calidad en el servicio de los dispositivos que se identificaron
INTRODUCCION
El ahorro de energía en la actualidad es un tema muy importante no solo en la cuestión económica si no también en el cuidado del medio ambiente ya que las formas de energía utilizadas son lo suficientemente puras o limpias. Se tiene la creencia que para tener un buen ahorro de energía se tienen que realizar acciones muy drásticas y desde luego con la presente auditoria se pretende demostrar que no es así, y de igual manera dar a conocer las fugas de energía que a menudo no se consideran ni se tiene idea de que estas existan. La energía se convertido en si no el principal pilar de la industria y la vida cotidiana , en uno de los más importantes es por ello que el ahorro de la energía es sumamente importante y no solo a nivel hogar si no dentro de todo lo posible en las grandes industrias y como ya se estipulo no solo la importancia recae en el ámbito económico si no también en el de la ecología,
MARCO TEÓRICO
1.Definición
La auditoría energética se define como un procedimiento sistemático para obtener un adecuado conocimiento del perfil de los consumos energéticos en una instalación, identificando y valorando las posibilidades de ahorro de energía desde el punto de vista técnico y económico. Dichas valoraciones suponen generalmente mejoras en la calidad de los servicios prestados, mejoras económicas y mejoras medioambientales. En particular, las auditorías permiten:
- Conocer la situación energética actual, así como el funcionamiento y eficiencia de los equipos e instalaciones.
- Inventariar los principales equipos e instalaciones existentes.
- Realizar mediciones y registros de los principales parámetros eléctricos, térmicos y de confort.
- Analizar las posibilidades de optimización del suministro de combustibles, energía eléctrica
- Analizar la posibilidad de instalar energías renovables.
- Proponer mejoras y realizar su evaluación técnica y económica.
2.Perfil profesional del auditor energético
Termómetro ambiente
Termómetro de contacto
Bomba opacimétrica
3.3 Luxómetro El luxómetro es un instrumento que permite medir la iluminancia o nivel de iluminación (lux) sobre una determinada superficie. Normalmente se trata de equipos muy sencillos y ligeros, formados por el analizador y la sonda fotosensible.
3.4 Caudalímetro Los caudalímetros, como su nombre indica, son instrumentos concebidos para medir el caudal de fluido circulante por una tubería, generalmente en el caso que nos ocupa, agua y aire. En una Auditoría Energética, el tipo de caudalímetro que se utilizará normalmente es un caudalímetro ultrasónico portátil, no intrusivo, para la medición del caudal volumétrico sin contacto con el líquido. Básicamente los caudalímetros de ultrasonidos pueden utilizarse en todos aquellos lugares donde tanto las paredes de las tuberías como el líquido que circula por ellas permitan la propagación del sonido.
3.5 Cámara de termografía La termografía es un procedimiento de imágenes que hace visible la radiación de calor (luz infrarroja) de un objeto o un cuerpo que es invisible al ojo humano. Con la ayuda de la termografía se pueden registrar y esquematizar mediciones de temperatura sobre áreas. Con la termografía se describe la percepción de la emisión de calor de objetos, máquinas, edificios, etc. Gracias a la termografía se puede hacer una idea exacta sobre posibles pérdidas térmicas o determinar fuentes de calor. Entre las numerosas aplicaciones que tienen en auditorías energéticas cabe destacar:
Detección de fugas de calor y deficiencias en aislamiento en sistemas térmicos o Calderas, Hornos, etc.
o Redes de distribución de vapor, aceite térmico, agua sobrecalentada, etc.
o Válvulas de seguridad.
o Sistema de refrigeración
o Redes de distribución de agua refrigerada
Instalaciones eléctricas o Detección de falsas conexiones
o Deterioro de los conductos eléctricos
o Detección calentamiento de bornes
Calentamiento de rodamientos y motores Algunas cámaras termográficas cuentan con un software de análisis y valoración, permitiendo la captura digital del termograma para realizar un posterior análisis térmico.
3.6 Otros equipos de medida (Equipos Multifunción) Dependiendo del alcance de la Auditoría Energética, puede ser de interés (o incluso imprescindible) el uso de otros equipos portátiles de medida. Así, para el estudio exhaustivo de las condiciones ambientales y de funcionamiento de las instalaciones, pueden precisarse sondas de temperatura ambiente y de fluidos (aire y agua) en conductos, anemómetros y caudalímetros, sondas de presión estática y dinámica (tubo Pitot), pirómetros ópticos, etc.
3.7 Ordenador portátil El ordenador portátil puede resultar un instrumento muy útil y práctico a la hora de realizar auditorías, siempre y cuando el Auditor siga una metodología sistemática ya que, en caso contrario, puede no suponer más que una molestia. Un PC portátil permite extraer in-situ datos de los equipos de medición programables, introducir directamente los datos en un formulario de Auditoría, realizar cálculos rápidos que permitan tomar decisiones sobre el propio desarrollo de la auditoría, incluso enviar información mediante correo electrónico o realizar consultas a través de Internet.
3.8 Herramientas Aparte de equipos más o menos especializados de auditoría, pueden resultar necesarios o útiles otros materiales y herramientas de uso común. A continuación, se hace una relación no exhaustiva:
- Destornilladores, alicates, tijeras, etc.
- Cinta métrica, linterna
- Alargadores, adaptadores, cables eléctricos, borneros, cinta aislante, etc.
3.9 Material de seguridad Un trabajo profesional exige la adopción de unas medidas de seguridad para la protección propia y de terceros, principalmente en la realización de mediciones.
METODOLOGIA
La metodología propuesta para la realización de las auditorías, es decir, los pasos a ejecutar para conseguir los objetivos mencionados.
La metodología debe constar de:
- Análisis progresivo que revela dónde y cómo se usa la energía en las instalaciones.
La toma de datos se realiza mediante la recopilación de información, tanto de la documentación que será facilitada por el personal de la fábrica, como la obtenida a través de visitas a las instalaciones.
Mediciones Las mediciones se realizan con el fin de identificar la energía consumida en un equipo, en una parte del proceso o en el proceso total, obteniendo el consumo energético determinado de un equipo, una operación básica o un proceso.
Análisis energéticos Con los datos recopilados se procederá a la elaboración de un diagnóstico que permita conocer la situación actual en cuanto a consumos y optimizar los equipos y procesos de la empresa de cara al ahorro energético. Incluirá los siguientes puntos: Cálculo de los balances de materia y energía.
Cálculo de rendimientos y consumos específicos.
Descripción de los sistemas utilizados, indicando las características, adecuación tecnológica, consumos, pérdidas y rendimientos de los diferentes equipos, procesos e instalaciones.
Nivel de servicio, analizando la sobreutilización o infrautilización de las instalaciones respecto a su nivel óptimo.
Diagramas de flujo de energía
Durante esta fase de la auditoría, pueden aparecer aspectos de la factoría de los cuales no se haya tenido constancia cuando se realizaron las visitas que influyan en el comportamiento energético de la misma, por lo que en ocasiones es necesario realizar alguna visita con posterioridad o realizar alguna otra medición si los datos obtenidos observamos que no son coherentes o pueden variar en gran cuantía en función del periodo de tiempo en que se hayan realizado.
Suministros energéticos Los suministros energéticos comprenden las fuentes de energía, la negociación con los suministradores, la recepción y el control de los pedidos, y, si procede, su almacenamiento y distribución. Se analizaran los suministros energéticos de la empresa. Mediante el estudio de La estructura del aprovisionamiento energético, que, vendrá condicionada tanto por factores externos como por factores internos, obtenidos a partir de la información recopilada y las mediciones efectuadas.
Electricidad Se analizan las facturas de la contratación y las lecturas de los contadores de la fábrica para conocer las condiciones actuales y poder optimizarlas, para ello, es necesario conocer la legislación actual del mercado liberalizado eléctrico, ya que actualmente la contratación del suministro eléctrico por parte del sector industrial se realiza en dicho mercado.
La legislación actual que regula el sector eléctrico viene recogida en el apartado de legislación de este documento ( Ver sector eléctrico de LEGISLACIÓN ) Actualmente el precio de la electricidad en el mercado liberalizado tiene dos componentes: Tarifa de Acceso (peaje): mediante un precio regulado
Energía: precio libre que se negocia con las distintas comercializadoras
El consumidor final contrata todo el suministro con la comercializadora ya acuerda los precios para el consumo de energía libre
Gas Natural Se analizan las facturas de la contratación y las lecturas de los contadores de la fábrica para conocer las condiciones actuales y poder optimizarlas, para ello, es necesario conocer la legislación actual del mercado liberalizado de gas, ya que al igual que ocurre con el suministro de electricidad, el suministro de gas natural para el sector industrial (consumo > 50000 kWh/año) está liberalizado. legislación actual que regula el sector de gas viene recogida en el apartado de legislación de este documento ( Ver sector gasista de LEGISLACIÓN ) Para el Suministro a través de Comercializadora el cliente cualificado suscribe un contrato de suministro con una empresa Comercializadora, a un precio libre y en competencia. La empresa comercializadora, a su vez, suscribe los contratos de compra de gas en los mercados internacionales y el contrato de acceso con el transportista y distribuidor.
Fuelóleo En el aprovisionamiento de fuelóleo, al estar liberalizado el mercado, las empresas pueden acudir al suministrador que crean más adecuado. Los criterios de selección suelen ser precio, calidad y fiabilidad, generalmente en ese mismo orden.
Gasóleo El aprovisionamiento de gasóleo, al igual que el fuelóleo, se realiza por cisternas completas. Es decir, se programan entregas del mayor volumen posible para reducir su coste.
Sistema Productivo Análisis eléctrico El perfil de consumo obtenido en las mediciones realizadas, en los elementos del sistema productivo, como, subprocesos, grandes consumidores y sistemas térmicos (hornos y secadoras), con los analizadores de red, combinado con los datos de producción correspondiente y la distribución del precio de la electricidad en el tiempo obtenido a partir facturas eléctricas, podemos obtener. Del análisis de esta información podemos determinar el correcto consumo que debería tener así como las diferencias con el observado, las causas, y las mejoras necesarias para lograrlo. También tenemos información del consumo no productivo, generado por distintas causas muchas de ellos evitables.
Análisis térmico En este apartado se analiza la eficiencia térmica de los elementos que generen o consuman calor/frio en el sistema productivo Equipos con resistencias o quemadores
Un correcto nivel tiene un gran impacto en como una persona realiza la tarea visual de un modo rápido, seguro y confortable
Generación y distribución de calor Industrial Generación de calor La producción de calor en una caldera se produce mediante la liberación de energía térmica de un combustible mediante reacción de oxidación (exotérmica) y transferencia a un fluido caloportador. Aumento de entalpía de un fluido caloportador (agua/aceite)
Transferencia de calor al fluido por radiación (2/3) y convección (1/3)
Generación de vapor (~40% consumo energía países desarrollados)
Generación y distribución de frio Industrial
Generación de frio Las técnicas de enfriamiento/producción de frio se encuentran en tres aplicaciones fundamentales: climatización de inmuebles, conservación de productos perecederos y en todos los procesos de enfriamiento industriales.
Procesos enfriamiento Procesos enfriamiento sin aportación de energía Los procesos de enfriamiento sin aporte de energía son aquellos que emplean como medio de enfriamiento el medioambiente (aire o agua) y corrientes del mismo proceso. Tecnológicamente se realizan mediante intercambiadores de calor de diversos tipos.
Características del proceso Proceso espontáneo.
Sin aporte exterior de energía.
Medio refrigerante: medioambiente
o corriente de proceso.
Temperatura mínima alcanzable:
la del medio refrigerante
DESARROLLO.
En la presente auditoria en la parte de desarrollo se deben realizar ciertos pasos que nos encaminen a cumplir los objetivos que se plantearon al inicio. En un término general se puede decir que es importante saber cuánta energía es consumida, donde se consume y que lo consume y proponer medidas de ahorro de energía. En el desarrollo tiene como objetivo conseguir: Un estudio general el cual se muestre donde se usa la energía Un análisis técnico- económico para ver las opciones de reducir el costo sin tener algún cambio en la vida cotidiana.
5.1.-Lugar donde será realizada la auditoria energética
El lugar donde la auditoria se llevará acabo es en una casa particular donde viven 6 personas. La vivienda es de una planta y cuenta con los servicios mencionados a continuación.
- Electricidad
- Agua potable
- Gas embotellado
La vivienda está ubicada en Andador Lorenzo Arellano # 101, Col. San José del Consuelo 2da sección en la ciudad León del estado de Guanajuato, México.
5.2.-Recopilacion de la información.
La vivienda cuenta con los siguientes servicios básicos:
- Energía eléctrica
- Agua potable
- Gas embotellado
Los que ocupan estos servicios son 6 personas, el recibo de energía eléctrica se paga bimestralmente, el recibo de agua potable es cada mes y en el caso del gas embotellado se surte bimestralmente.
Actual
Para hacer la cuantificación se realizaron algunas separaciones en las cuales se clasificaron de diferentes maneras en luminarias, algunos electrodomésticos más comunes, aparatos de consumo bajo de uso cotidiano, computadoras y accesorios que
Refrigerador 800 Watts 6 Horas 4.8 KWatt/Hr 144 KWatt/Hr
Lavadora 400 Watts 1 Hora 4 00 Watt/Hr 2 4 KWatt/Hr
Modem 15 Watts 24 Horas 360 Watt/Hr 11.160 KWatt/Hr
Tabla 5.
Computadoras, laptops, celulares y algunos otros.
Los equipos mencionados, aunque solo son conectados algunos durante poco tiempo, pero en su mayoría solo son un periodo corto lo que están conectados algunos de los equipos si están en buen estado no necesitan estar conectados mucho tiempo, pero en este caso ya que algunos tienen bastante tiempo estos necesitan estar conectados más seguido a la toma de energía eléctrica.
5.3 Jerarquización
Una vez que se terminó de cuantificar todo los aparatos electrónicos y eléctricos es decir aparatos que se conectan a la toma electrica lo que sigue es identificar cuáles de estos aparatos es el que más consume después el que le sigue abajo para encontrar un punto de ahorro
Refrigerador , ya que el que tenemos es poco eficiente y está conectado todo el día es decir las 24 horas por eso se tiene un consumo muy grande, pero si se cambia el refrigerador por uno que tenga menos consumo y sea más eficiente entonces se tendría un gran ahorro al mes lo cual se reflejaría enormemente en el costo de la energía eléctrica.
Computadora 1, la computadora 1 por lo regular está conectada por las tardes y se usa mucho porque se usa para tareas trabajos y algunas cosas más lo recomendable seria que en el tiempo que no se usa que si se usa para escuchar música usar el celular en vez de la computadora y si se usa la computadora ya que también se puede cargar el celular se puede usar para cargar el celular y así disminuir el consumo de energía de los celulares ya que la computadora permanece mucho tiempo conectada conectar los celulares para cargarlos así se ahorraría energía.
Impresora, La impresora tiene un gran consumo por que esta permanece mucho tiempo conectada, aunque no se esté usando por lo cual lo ideal sería desconectar la impresora mientras no se use para que no tenga consumo y cundo se valla a ocupar que se conecte y se use y cuando se termine de usar desconectarla
nuevamente esto aria que el tiempo que esté conectada se reduzca a talvez solo unos minutos al mes esto reduce enormemente el consumo de la impresora.
modem, El modem esta las 24 horas del día conectado y a pesar de ser pequeño y ser eficiente tiene un consumo grande comparado a otros, en este caso se podría preguntar si hay algún modem más eficiente o que gaste menos energía y cambiarlo, si es que hay, por un modem más eficiente
Laptop y microondas, estas dos gastan casi la misma potencia, pero tienen diferente tiempo de uso, la laptop como no le funciona la batería pues entonces esta todo el tiempo conectada cuando se usa entonces para la laptop se debería comprar una nueva batería y par el microondas ya que se usa muy poco tiempo y se desconecta mientras no está en uso entonces lo que queda seria comprar un microondas que tenga menor consumo que el que tengo horita
Consumo de Gas
Realmente en mi casa el gas solo es usado para cocinar alimentos y alguna otra cosa más en la estufa y se tiene un aproximado en costo de $560.00 bimestrales ya que no se usa para otras cosas que no sea lo estrictamente necesario ya que también no se tiene el boiler prendido todo el día, por tanto, se tiene una gran eficiencia en el consumo de gas.
Consumo de agua potable
En mi casa se cuenta con un pequeño jardín y árboles en la calle para tener un menor consumo de agua cuando llueve se toma agua de la lluvia y se guarda en un aljibe y cuando termina la temporada de lluvias el agua que se recolecto se usa para regar las plantas y los arboles también para lavar los patios el agua sobrante de después de lavar es usada para lavar el patio y no se usa agua limpia sino agua reutilizada.
5.4.- Propuestas de mejora
Cuidar que los electrónicos no estén conectados cuando no estén en uso
- Para las luces se pueden usar sensores para que solo se enciendan si hay alguien por ese lugar
- Desconectar todos los equipos cuando no estén en uso para que no consuman energía.
no poner los sensores ya que si se ponen primero se tendrían que cambiar antes de pagarse solos y obtener una ganancia por ello. Ya que se tienen focos se necesitarían mínimo 9 sensores los cuales tienes un costo de $249. por lo que en total serian $2241.00 es decir que la inversión inicial se pagaría en 324.7 meses es decir 27 años lo cual no es nada atractivo
Refrigerador
Carga Potencia Tiempo de uso Consumo diario Consumo mensual
Refrigerador 800 Watts 6 Horas 4.8 KWatt/Hr 144 KWatt/Hr
Tabla 5.
Si se hiciera el cambio de refrigerador cambiándolo por uno que tenga una potencia de 650 Watts se puede ver el cambio:
Carga Potencia Tiempo de uso Consumo diario Consumo mensual
Refrigerador 650 Watts 6 Horas 3.9 KWatt/Hr 117 KWatt/Hr
Tabla 5.
Se tendría un ahorro de 27 KWatts/Hr tomando en cuenta la tarifa siguiente:
Consumo básico $ 0.793 por cada uno de los primeros 75 (setenta y cinco) kilowatts-hora.
Se tendría un ahorro aproximado de $90.2844 pesos mensuales lo que no representa un gran ahorro de energía. Tomando en cuenta que un refrigerador de esa potencia tiene un valor aproximado de $7200.
Se puede deducir que si se realiza bien una auditoria energética siempre se tendrá un ahorro económico y este estará presente y se notar en los recibos y esto también tiene significado en algunos ámbitos diferentes como es la naturaleza en muchos de los casos.
Bibliografías.
Escobar, G., Saludes, D., & Toledo, J. M. (2003). Manual de Auditorías Energéticas. Madrid: MadridInnova.
Fideicomiso para el ahorro de energía eléctrica FIDE. (s.f.). FIDE. Recuperado el 9 de Mayo de 2015,
FIDE, Energía Eléctrica, 2013, http://www.fide.org.mx/images/stories/comunicacion/Evoluciona/pdf/Sabesloquegastan- opt.pdf Consultada: 27 de abril de 2018
CONSUMIDOR, Energía del consumidor, 2018, http://www.alconsumidor.org, Consultada: 27 de abril de 2018.
SAPAL, consulta ahorro, 20018, http://www.sapal.gob.mx/servicios/cuotasytarifas, Consultada: 27 de abril de 208.
CFE, Recibos en línea, 2018, https://www.cfe.mx/Pages/Index.aspx, Consultada: 27 de abril 2018.
Capítulo 2 Ocegueda Mercado, Corina. “Metodología de la Investigación; métodos, técnicas y estructuración de trabajos académicos. Edición de la autora. 2ª. Edición 2004. pp 51-
Proyecto Fin de Carrera Modelo de Auditoria Energética en el Sector Industrial Ernesto Budia Sánchez