Consejos sobre estudio eficiencia energética en sistemas de climatización en edificación

Buenas compis, como ya comente en otro tema estoy realizando dicho estudio como proyecto final de master, acabo de clasificar/comparar los resultados y necesito otros puntos de vista para encontrar/pulir errores. Resumo aquí las bases del estudio y en el siguiente enlace podéis ver/descargar un .pdf con los resultados.

Se trata de climatizar un bloque de 14 viviendas de 870,51 m2 de área habitable situado en el municipio de Elda, Comunidad Valenciana (zona climática C3, altitud 395m).
Demanda Anual Calefacción 46.024 Kwh./año
Demanda Anual Refrigeración 6.773 Kwh./año
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Demanda Anual Total 52.797 Kwh./año (Calculo Calener)

Para dimensionamiento instalaciones:
Carga punta para calefacción 75,36 Kw. (Calculo EnergyPlus Web)
Carga punta para refrigeración 45,46 Kw.

Con ello se dimensionan instalaciones con capacidad calorífica nominal total de 80 Kw. y capacidad total de refrigeración nominal de 50 Kw. Perdonar que no ponga el resto de datos tanto para equipos de aire como de agua en equipos individuales o colectivos pero no quiero abrumaros con datos de este tipo.

Para la elección de los sistemas he evaluado todos los posibles en Calener-vyp (dando error como BUG conocidos y quedando fuera de la comparativa los sistemas “multizona CD2” y “cogeneración” como BUG de calener-GT) utilizando como dato para compararlos un ratio de eficiencia energética que es igual al cociente entre “Energía Final” y “Energía Primaria” (Ratio= Energía Final/ Energía Primaria). Además en la clasificación se añade el resultado de su clasificación en Calener-vyp como indicador KgCO2/m2 (ej. 6,4 B) mostrando la disparidad existente entre dicho indicador y el ratio de eficiencia energética calculado (sobre este punto me gustaría conocer a fondo vuestra opinión).

La línea seguida para llegar a la comparación final con 3 sistemas ha sido elegir de cada grupo (sistemas de calefacción y refrigeración, sistemas de calefacción, sistemas solo frío, sistemas mixtos de calefacción y ACS) el sistema con ratio mayor y después agrupar (debido a que es necesario cubrir tanto la demanda de calefacción como de refrigeración) a los equipos con mayor ratio de uno y otro tipo para volver a calcular conjuntamente dichos equipos en calener-vyp, dichos casos son los siguientes:

- Sistema solo frío: P7 unizona compactos splits partidos + Sistema mixto de calefacción y ACS: P13 mixto con caldera Biomasa
- Sistema solo frío: P7 unizona compactos splits partidos + Sistema de calefacción: P11 multizona agua con caldera y radiadores
* Como anécdota sobre este punto he observado que: al calcularlos conjuntamente su ratio es ligeramente superior a la suma de ambos calculados por separado y dividido entre dos.

El sistema que resulta más eficiente es un sistema de calefacción y refrigeración unizona con equipo de rendimiento constante (que simula una instalación geotérmica, ha si lo he leído por este foro y en otros) de lo cual me surgen varias dudas:


1º. Una instalación geotérmica sobredimensionada para que cubra las demandas energéticas solo tendrá el consumo eléctrico para que funcione el equipo, no?
2º. Como se simula eso en Calener a la hora de elegir que combustible utiliza el equipo de rendimiento constante?
En este estudio se han simulado dos casos uno con “electricidad” y otro con “biomasa” siendo las diferencias de “energías Primaria” entre un caso y el otro del doble cuando tienen el mismo valor de rendimiento, 3º. ¿Algún me podría explicar este hecho?
4º. En ambos casos (con “electricidad” y con “biomasa”) el consumo de “Energía Primaria” para una instalación geotérmica será bastante menor no? ¿Cómo podría cuantificarlo?
5º. Debería eliminar el caso de instalación geotérmica del estudio por no ajustarse a valores reales?

Muchas gracias por vuestro tiempo y ayuda de antemano. Espero que además sirva para abrir un amplio debate sobre los resultados con este programa. Saludos a todos!!
 

ORG

Platino
1º. Una instalación geotérmica sobredimensionada para que cubra las demandas energéticas solo tendrá el consumo eléctrico para que funcione el equipo, no? hasta cierta potencia sobredimensionada y con ciertos sistemas de control, sí
2º. Como se simula eso en Calener a la hora de elegir que combustible utiliza el equipo de rendimiento constante? puedes hacer una ecuación de rendimiento en la que la curva sea una recta.
En este estudio se han simulado dos casos uno con “electricidad” y otro con “biomasa” siendo las diferencias de “energías Primaria” entre un caso y el otro del doble cuando tienen el mismo valor de rendimiento, 3º. ¿Algún me podría explicar este hecho? no se consume lo mismo para producir la misma energía en producir energía "útil" por electricidad que por otros sistemas. Por ejemplo, en el generador eléctrico ya tienes un rendimiento mecánico, tienes las pérdidas de transformación, etc etc, y todo eso se traduce en energía que se ha consumido para que tú tengas en tu casa una energía eléctrica. En cambio en otras energía no se gasta tanto.
4º. En ambos casos (con “electricidad” y con “biomasa”) el consumo de “Energía Primaria” para una instalación geotérmica será bastante menor no? ¿Cómo podría cuantificarlo? tal como está el Calener, supongo que será menor la biomasa, y creo recordar que la geotermia no entraba en el Calener
5º. Debería eliminar el caso de instalación geotérmica del estudio por no ajustarse a valores reales? aquí me pierdo... reales son, otra cosa es que el método de análisis sea el adecuado para usarlo...

Muchas gracias por vuestro tiempo y ayuda de antemano. Espero que además sirva para abrir un amplio debate sobre los resultados con este programa. Saludos a todos!!
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Muchas gracias ORG, probare con lo de 2º."puedes hacer una ecuación de rendimiento en la que la curva sea una recta", en cuanto al punto 5º. como bien dices el metodo de analisis no es el adecuado.

Aprovecho que has sido la unica alma caritativa para repetirte un par de preguntas de arriba:

A. ¿es correcto que evalue la eficiencia energetica de los sistemas de climatización mediante el cociente Energia Final/Energia Primaria?

B. debido a la existencia de demanda de calefacción y de refrigeración sera correcta la siguiente linea de analisis: primero evaluar los sistemas de manera individual (independientemente entre ellos: calefacción, calefacción y ACS, solo frio) para mas tarde evaluar cojuntamente los mas eficientes de cada uno de ellos en un nuevo calculo, es decir, "calefacción + solo frio" y "calefacción y ACS + solo frio", a los que se sumaria el mas eficiente del tipo "calefacción y refrigeración" para obtener la comparación final:
- el mas eficiente del tipo "calefacción y refrigeración"
- el mas eficiente del tipo "calefacción + solo frio"
- el mas eficiente del tipo "calefacción y ACS + solo frio"

Y asi obtener el sistema con mejores resultados de entre los tres tipos.

Muchas gracias ORG!! (si algo de lo que pongo por aqui te parece una chorrada digna de niño de primaria comentalo abiertamente...me ayudara!!) :D
 

ORG

Platino
A. ¿es correcto que evalue la eficiencia energetica de los sistemas de climatización mediante el cociente Energia Final/Energia Primaria? Si, de hecho yo considero que debería ser la única vía de evaluación, de qué me vale un sistema muy chachi guay si luego para que funcione implica una energía primaria de mil narices

B. debido a la existencia de demanda de calefacción y de refrigeración sera correcta la siguiente linea de analisis: primero evaluar los sistemas de manera individual (independientemente entre ellos: calefacción, calefacción y ACS, solo frio) para mas tarde evaluar cojuntamente los mas eficientes de cada uno de ellos en un nuevo calculo, es decir, "calefacción + solo frio" y "calefacción y ACS + solo frio", a los que se sumaria el mas eficiente del tipo "calefacción y refrigeración" para obtener la comparación final:
- el mas eficiente del tipo "calefacción y refrigeración"
- el mas eficiente del tipo "calefacción + solo frio"
- el mas eficiente del tipo "calefacción y ACS + solo frio"

Y asi obtener el sistema con mejores resultados de entre los tres tipos.
Es una forma de evaluar las combinaciones, aunque al evaluar la generación por separado, ya sabes que la mejor combinación de todas será aquella que sea la combinación de lo más eficiente de cada parte...

Muchas gracias ORG!! (si algo de lo que pongo por aqui te parece una chorrada digna de niño de primaria comentalo abiertamente...me ayudara!!) :D
Aquí todos decimos chorradas a veces, y se debe perdonar siempre.... si ves lo que se lee a veces en este foro...
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Muchas gracias de nuevo!! jeje...intento leer bastantes temas de las secciones que me interesan mas y en general se aprende de los comentarios y experiencias de los compañeros aunque otras ......:confused:
 

ORG

Platino
No te creas, hay otras, que porque dices: puede ser posible esto? te llevan a investigar y leer... ahora mismo tengo entre manos una respuesta de un forero que me dejó intrigadísimo, y aunque sigo pensando que está equivocado, pues oye... la que he repasaso en estos días!!!
 
sabia postura....terminas aprendiendo mas de lo que sabias antes seguro!!......aunque la de vueltas que le das en tu cabeza tampoco tiene precio!! :D
 

aglaos

Novel
Hola. En mi opinión el ratio que relaciona la energía final con la primaria no es acertado como análisis de la eficiencia energética. Si consultas los documentos reconocidos de certificación energética (web del Ministerio de Industria) en el titulado "Condiciones de aceptación. Anexos" , pag 48, verás los coeficientes de paso de energía final a energía primaria.
Es decir. Si utilizas un solo tipo de energía (p.e. electricidad) la relación entre final y primaria siempre es la misma, independientemente de la calidad de la envolvente térmica del edificio y de las prestaciones de los equipos.
 
Buenas aglaos, no entiendo muy bien tu respuesta quizas ORG o algun otro compañero mas veterano pueda comentarlo mejor, creo que estas mezclando el termino de "eficiencia" (energetica en este caso) con dichos documentos.

El estudio que he realizado no busca ser un documento reconocido de certificación energética ni mucho menos por lo que que se distancie del mismo no es nada relevante para este caso, de hecho lo que comento por este hilo es la errada direccion en la que transforma Calener el tema de la eficiencia energetica al mostrar sus valores en proporcion a un "edificio de referencia" y que ademas lo experese en Kgco2/m2, lo cual a mi parecer (repito que no me considero ningun experto en la materia) deja de lado la valoración real de "eficiencia energetica" de un sistema de climatizacion, ya que como se muestra en los resultados del estudio existen sistemas con un alto ratio Energia Final/Energia Primaria que traducidos en resultados de Calener caen a las ultimas posiciones porque utilizan como combustible carbon, gas-oil, etc y emiten mayor cantidad de Co2 pero no porque el sistema no sea eficiente energeticamente; por eso en cuanto a tus palabras de "En mi opinión el ratio que relaciona la energía final con la primaria no es acertado como análisis de la eficiencia energética." las respeto, aunque en este caso si revisas la definicion de "Eficiencia" comprenderas que el cociente "Energia Final/Energia Primaria" se ajusta a dicha definición y por lo menos para el estudio realizado sirve como medio de valoración para medir dicha eficiencia en este caso energetica de sistemas de climatización.

Se agradace tu comentario, Saludos desde Almeria! :)
 

cirulo

Novel
Hola.

El consumo de CO2 expresado por CALENER es la demanda / rendimiento x coeficiente de paso a emisiones de CO2 (según combustible).

Si quieres una medida de la eficiencia energética de la climatización despeja el rendimiento para cada sistema, y los puedes ordenar según su eficiencia.

Estoy con aglaos. El paso E final a E primaria se hace multiplicando por un coeficiente, así que no lo veo muy representativo. Si tienes un sistema de rendimiento constante y un sólo combustible, la relación será una constante cuando varíes el rendimiento de los equipos (¡no lo he probado!; si lo haces informa). Si no es así puede haber variaciones por la demanda de cada tipo de combustible.

Saludos.
 

ORG

Platino
Sí que tiene razón, porque está comparando distintos sistemas de generación, y hacerlo con sistemas tales como el CO2, lo que obtienes es que sistemas, que no sé sabe muy bien cómo, se vean muy favorecidos. Si la eficiencia es la medida del grado de eficacia en aprovechar la energía disponible en la energía aprovechable, por algún lado tiene que aparecer la energía primaria, o sino pierde todo sentido hablar de eficiencia energética.

Buenas aglaos, no entiendo muy bien tu respuesta quizas ORG o algun otro compañero mas veterano pueda comentarlo mejor, creo que estas mezclando el termino de "eficiencia" (energetica en este caso) con dichos documentos.

El estudio que he realizado no busca ser un documento reconocido de certificación energética ni mucho menos por lo que que se distancie del mismo no es nada relevante para este caso, de hecho lo que comento por este hilo es la errada direccion en la que transforma Calener el tema de la eficiencia energetica al mostrar sus valores en proporcion a un "edificio de referencia" y que ademas lo experese en Kgco2/m2, lo cual a mi parecer (repito que no me considero ningun experto en la materia) deja de lado la valoración real de "eficiencia energetica" de un sistema de climatizacion, ya que como se muestra en los resultados del estudio existen sistemas con un alto ratio Energia Final/Energia Primaria que traducidos en resultados de Calener caen a las ultimas posiciones porque utilizan como combustible carbon, gas-oil, etc y emiten mayor cantidad de Co2 pero no porque el sistema no sea eficiente energeticamente; por eso en cuanto a tus palabras de "En mi opinión el ratio que relaciona la energía final con la primaria no es acertado como análisis de la eficiencia energética." las respeto, aunque en este caso si revisas la definicion de "Eficiencia" comprenderas que el cociente "Energia Final/Energia Primaria" se ajusta a dicha definición y por lo menos para el estudio realizado sirve como medio de valoración para medir dicha eficiencia en este caso energetica de sistemas de climatización.

Se agradace tu comentario, Saludos desde Almeria! :)
Lo que comenta aglaos es que el ministerio correspondiente definió eficiencia anulando la energía primaria del concepto al elaborar el sistema de calificación, por tanto te podría ser recomendable tener ese punto de vista.
En parte no le falta razón, pero en parte al ser un estudio en el que se compara diversos sistemas, creo que es mejor ir a un sistema raiz que es la energía primaria. En fín, a lo mejor la mejor solución es hacer una doble valoración, con el sistema del CO2, una vez hechos los cálculos de energía consumida es fácil pasarlos a CO2 emitidos
 
¿quien dijo que mi madre no tenia razon cuando decia que soy un cerrao de mollera?...acabo de volver a leer los mensajes y comprenderlo...estoy siguiendo tu consejo ORG para contrastar los resultados y ver si se obtiene uno en funcion del otro mediante un paso por lo que no tendria mucho sentido el ratio calculado. Conforme tenga datos informo!! Gracias compañeros!! :eek:
 
1. Buscando información sobre lo que hablabamos de paso de E.Final a E.Primaria solo he encontrado (a parte del enlace que comento "aglaos") en el manual de usuario de Calener GT en la pag. 39 (3.6. Coeficientes de paso a CO2) una tabla en la que se indica el paso de uno a otro, pero nada respecto a Calener VYP, conociendose que no tienen el mismo motor de calculo (VYP = ESTO2, GT= DOE2.2.) no deberia servir, paso que he comprobado tanto con dicha tabla como con la que indica "aglaos" y no se cumple en ninguno de los casos analizados ni con una ni con otra. :confused:

2. Despejando el Rendimiento de la ecuacion que comentabamos:

Emisiones = (Demanda/Rendimiento) x Coef. paso a emisiones

Rendimiento = (Demanda x Coef. paso a emisiones) / (Emisiones x Superf. Habitable)

siendo los resultados obtenidos los de la columna "G" del siguiente archivo:

Dudas: ¿como comparariamos los sistemas de Biomasa si su Coef. de paso a emisiones es cero?, la ecuaciones calculada nos daria cero. No podemos poner 1 porque indicaria que aporta mas Co2 que cualquier otro combustible. De aqui no llego a comprender porque es Coef. de paso de emisiones esta en el numerador, ¿no deberia quizas estar en el denominador?. * ¿me he equivocado al pasar los terminos para despejar "R"?

* Llegado a este punto sinceramente no se a que valores atender, ya que por un lado no encuentro esa relacion de paso de E.Final a E.Primaria que indica la norma o el manual de Calener GT y por otro no termino de encontrarle el sentido de despejar un Rendimiento desde valores de emision de CO2, ya que una vez mas y pese a los calculos (a esta altura dudo de si sera magia) del ministerio no lo considero factible...mas bien me parece unos calculos llevados a donde a ellos les ha interesado (opinion perso-personal!)

Bueno compañeros...no madrugeis mucho que hoy es sabado!:)
Espero vuestros comentarios para aportar un poco de luz a este caos!! Gracias!!
 

cirulo

Novel
Hola.

No sé cómo pasas de E final a E primaria. Cuando pone tipo de combustible; ¿te refieres a que usas el mimo tipo en calefacción y en refrigeración?

Si te fijas, por ejemplo, sólo en calefacción y usando gas natural, siempre pasas de E final a E primaria multiplicando por 1,011 kWh / kWh tér. Cada combustible tiene sus coeficientes (y se ve que la combustión de gas natural es de los más eficientes). Si tienes un combustible para calefacción y otro para refrigeración, tienes que aplicar los dos coeficientes diferentes. Es decir, el paso de E final a E primaria es una constante sino varía la proporción entre combustibles, por lo que yo entiendo que no me sirve para medir la eficiencia.

no termino de encontrarle el sentido de despejar un Rendimiento desde valores de emision de CO2, ya que una vez mas y pese a los calculos (a esta altura dudo de si sera magia) del ministerio no lo considero factible...mas bien me parece unos calculos llevados a donde a ellos les ha interesado (opinion perso-personal!)
No entiendo qué quieres decir con eso de cálculos donde a ellos les ha interesado. En realidad las emisiones se obtienen a partir de un rendimiento, ahora tienes que hacerlo a la inversa, obtener un rendimiento a través de las emisiones, no sé dónde está la pega, yo lo veo claro y un buen indicativo de la eficiencia de un sistema. Yo haría uno para calefacción y otro para refrigeración.

Prueba el ejemplo que te dije con los rendimientos constantes y quizás se vea más claro.

Saludos.

PS: perdona, no había caído en lo de la biomasa...importante inconveniente...En este caso es que, por ser considerada por el Ministerio "no contaminante", no hay exigencias respecto a su rendimiento. Es decir, cualquier caldera de biomasa es buena (el RITE si exige rendimientos mínimos)
 
- Buenas cirulo, lo del paso de E Final a E Primaria ya lo he hecho, evidentemente cada caso estudiado utiliza un solo combustible, lo que indico (no se si lo has leido) es que en ninguno de los casos estudiados se corresponde la E Final con la E Primaria según esas tablas (la que se indica en el anexo que comentaba aglaos ni la que aparece en el manual de usuario de calener GT) por lo que complicado como bien dices no es, pero es que no se cumple, no tienen esa relación entre uno y otro, porque? no lo se, por eso lo preguntaba por aqui de nuevo.

- En cuanto al calculo inverso de la formula para obtener el rendimiento a partir de las emisiones ya lo he hecho (es la columna G de la tabla que se muestra en el enlace mas arriba). Y lo que te decia que no me parece real es tras analizar los resultados, si te fijas los mayores redimientos lo obtienen equipos con electricidad, esos equipos pueden tener rendimientos, COP o como se llame en cada caso altos (ej. bomba de calor), ¿tu que instalarias en tu casa para climatizarla una bomba de calor (con un rendimiento bestial) o una caldera de gas con radiadores (con un rendimento menor que la anterior)? Lo que quiero decirte es que para analizar que sistema es mas eficiente considero como dato mas veraz la relacion E Final/E Primaria en la que si se tiene en cuenta los rendimientos, que fijarme solo en los rendimientos. (vuelve a ser una opinión personal...tan erronea como pueda serlo cualquier otra).

-En cuanto a tu respuesta sobre lo de la biomasa me parece genial pero cuando quieres entrar a comparar cuantitativamente dichos sistemas necesitas una herramienta universal que sirva para todos los casos, llegados a ese punto no vale decir "los sistemas con biomasa son perfectos todos".
 

cirulo

Novel
- Buenas cirulo, lo del paso de E Final a E Primaria ya lo he hecho, evidentemente cada caso estudiado utiliza un solo combustible, lo que indico (no se si lo has leido) es que en ninguno de los casos estudiados se corresponde la E Final con la E Primaria según esas tablas

Habrás visto que hay coeficientes de paso de tep energía primaria a MWh eléctricos o térmicos, y después tienes que pasar estas tep a kWh, y te quedará el correspondiente coeficiente de paso de kWh a kWh tér o élec, lo que te relaciona E final y E primaria.

- En cuanto al calculo inverso de la formula para obtener el rendimiento a partir de las emisiones ya lo he hecho (es la columna G de la tabla que se muestra en el enlace mas arriba). Y lo que te decia que no me parece real es tras analizar los resultados, si te fijas los mayores redimientos lo obtienen equipos con electricidad, esos equipos pueden tener rendimientos, COP o como se llame en cada caso altos (ej. bomba de calor), ¿tu que instalarias en tu casa para climatizarla una bomba de calor (con un rendimiento bestial) o una caldera de gas con radiadores (con un rendimento menor que la anterior)?

No se puede confundir rendimiento con emisiones. En electricidad se considera alto rendimiento (por ejemplo, el ACS del edificio de referencia la supone con termo eléctrico y asigna un rendimiento 1). Sin embargo, tiene muchas emisiones de CO2 el uso de esta electricidad. Son dos cosas distintas; o evalúas sistemas con mejores rendimientos, o aquellos que emiten menos.

-En cuanto a tu respuesta sobre lo de la biomasa me parece genial pero cuando quieres entrar a comparar cuantitativamente dichos sistemas necesitas una herramienta universal que sirva para todos los casos, llegados a ese punto no vale decir "los sistemas con biomasa son perfectos todos".

Entonces entiendo que CALENER VYP se te queda corto, no creo que te pueda ayudar en eso. Prueba E+ si el trabajo es importante y te merece la pena.

Saludos.
 
Buenas compañeros,

Cuanto tiempo si, casi dos años. Os preguntareis por que vuelvo a subir este post despues de hace dos años, pues respuesta facil, si recordais os comentaba aqui el tema de la realizacion de un proyecto de eficiencia energetica en sistemas de climatizacion en edificacion. Lamentablemente por devenires de la vida no he podido terminar dicho proyecto hasta hace unas semanas y como muestra de favor, por vuestro tiempo y consejos hace dos años, me ha parecido de rigor compartir con vosotros el proyecto terminado.

Para el que le interese, dejo aqui un link de descarga que estara disponible por un par de semanas con el archivo del proyecto (30 megas) y un resumen, para quien quiera solo una introduccion rapida al tema.

Una vez mas seran bienvenidos comentarios y criticas, gracias a ellas cambiaron mi puntos de vista iniciales sobre el desarrollo del proyecto y contribuyeron a que este fuese mas conciso y veraz con la materia.

Saludos
 
Arriba