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SOFITA VIRTUS, S.A. Tfno: 984 39 53 37 Parque Científico Tecnológico Fax: 985 09 12 13 C/Los Prados nº166 33.203 GIJÓN www.sofitavirtus.com Auditoría Energética en la Industria 1 de 151 AUDITORÍAS ENERGÉTICAS EN LA INSDUSTRIA La Directiva 2006/32 CE Eficiencia del uso final de la energía, establece en la Comunidad EE la necesidad de mejorar la eficiencia del uso final de la energía, gestionar la demanda energética y fomentar la producción de energías renovables, ya que no queda relativamente margen para influir de otro modo en las condiciones de suministro y la distribución de energía a corto y medio plazo, además contribuirá también a disminuir el consumo de energía primaria y las emisiones de CO2 y demás gases de efecto invernadero y con ello prevenir los cambios climáticos peligrosos. Las medidas de mejora de eficiencia energética podrían permitir este ahorro energético y permitir que la Comunidad reduzca su dependencia. El consumo de energía final por sectores es: Industria 36% Transporte 36% Residencial 15% Terciario 9% Usos Diversos 4% La Auditoría Energética es el punto de partida para el desarrollo de un proceso de Sistema de Gestión Energética UNE 216301 SISTEMA DE GESTIÓN ENERGÉTICA (nov 2.007) El objeto de la norma es la revisión sistemática de los consumos y el aumento de las medidas de control y ahorro energético que aumentan la eficiencia y la reducción de los consumos de energía. Mejora continua a través de un procedimiento que básicamente se puede resumir como: Establecer por parte de la Dirección una Política Energética en la Empresa Planificación de los aspectos energéticos. Objetivos metas y programas. Evaluación de aspectos energéticos. Auditoría Energética. Eficiencia Energética. Consumo adecuado. Energía renovable. Consumo sostenible. Implementación y funcionamiento. Recursos, funciones, responsabilidad y autoridad Competencia, formación y toma de conciencia Control de las operaciones y documentación Examen y medidas correctivas. Seguimiento de no conformidad, acción correctiva y acción preventiva Control de registros Auditorías internas de gestión energética Control de la Dirección. Conveniencia Cambios y oportunidades.

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Auditoría Energética en la Industria 1 de 151

AUDITORÍAS ENERGÉTICAS EN LA INSDUSTRIA

La Directiva 2006/32 CE Eficiencia del uso final de la energía, establece en la

Comunidad EE la necesidad de mejorar la eficiencia del uso final de la energía, gestionar la demanda energética y fomentar la producción de energías renovables, ya que no queda relativamente margen para influir de otro modo en las condiciones de suministro y la distribución de energía a corto y medio plazo, además contribuirá también a disminuir el consumo de energía primaria y las emisiones de CO2 y demás gases de efecto invernadero y con ello prevenir los cambios climáticos peligrosos. Las medidas de mejora de eficiencia energética podrían permitir este ahorro energético y permitir que la Comunidad reduzca su dependencia. El consumo de energía final por sectores es:

Industria 36% Transporte 36% Residencial 15% Terciario 9% Usos Diversos 4%

La Auditoría Energética es el punto de partida para el desarrollo de un proceso de

Sistema de Gestión Energética

UNE 216301 SISTEMA DE GESTIÓN ENERGÉTICA (nov 2.007)

El objeto de la norma es la revisión sistemática de los consumos y el aumento de las medidas de control y ahorro energético que aumentan la eficiencia y la reducción de los consumos de energía. Mejora continua a través de un procedimiento que básicamente se puede resumir como:

• Establecer por parte de la Dirección una Política Energética en la Empresa • Planificación de los aspectos energéticos. Objetivos metas y programas. • Evaluación de aspectos energéticos. Auditoría Energética. • Eficiencia Energética. Consumo adecuado. • Energía renovable. Consumo sostenible. • Implementación y funcionamiento. • Recursos, funciones, responsabilidad y autoridad • Competencia, formación y toma de conciencia • Control de las operaciones y documentación • Examen y medidas correctivas. • Seguimiento de no conformidad, acción correctiva y acción preventiva • Control de registros • Auditorías internas de gestión energética • Control de la Dirección. • Conveniencia • Cambios y oportunidades.

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Auditoría Energética en la Industria 2 de 151

UNE 216301:2.007 UNE EN ISO-14001:2.004 UNE EN ISO-9001:2.000

Requisitos del sistema degestión energética

Requisitos del sistema de gestiónmedioambiental

Requisitos del sistema de gestión de la calidad

Política energética Política medioambiental Compromiso de la Dirección Política de Calidad. Mejora

Continua

Las Consejerías de Industria de las CC. AA. firman convenios con el IDAE para la

definición y puesta en práctica de las actuaciones del PLAN DE ACCIÓN 2.008-2.012 (PAE4+) además de la línea de estrategia de Ahorro y Eficiencia Energética (E4), donde se incluyen ayudas públicas en el sector Industria como AUDITORÍAS ENERGÉTICAS en Empresas cuya cuantía alcanza hasta el 75% del coste en función del consumo de Energía final del establecimiento.

tep/año neto de ayuda €

> 60.000 22.500 > 40.000 – 60.000 18.000 > 20.000 – 40.000 15.000 >10.000 – 20.000 12.750 > 6.000 – 10.000 10.500 > 4.000 – 6.000 9.000

< 4.000 7.500

CUESTIONARIO GENERAL AUDITORÍA ENERGÉTICA 1.- DATOS GENERALES

1.1.- Empresa, ubicación, actividad, CENAE 1.2.- Consumo de materias primas. tonelada/año. 1.3.- Proceso productivo. Diagrama. 1.4.- Datos de producción. Unidades /año 2.- CARACTERISTICAS CONSTRUCTIVAS DE LAS NAVES DE INSTALACIONES Y EDIFICIOS DE OFICINAS 2.1.- Nº de trabajadores, turnos, etc.. 2.2.- Superficie construida m2 2.3.- Superficie climatizada m2 2.4.- Número de plantas y superficie m2 2.5.- Orientación del edificio 2.6.- Coeficiente global de transmisión del edificio Kg

2.7.- Cerramientos. Tipos. Materiales. 2.8.- Huecos transparentes y translucidos. Superficies acristaladas. Tipos. Materiales.

2.9.- Protecciones solares. Tipo. 2.10.- Tipo de puertas de acceso a edificios y naves.

2.11.- Análisis geológicos o geotécnicos efectuados en el anteproyecto o disponibles

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3.- ELECTRICIDAD 3.1.- Compañía suministradora 3.2.- Nº de acometidas 3.3.- Transformadores (numero y potencia) kVA´s 3.4.- Tensión de suministro V 3.5.- Potencia eléctrica contratada. kW 3.6.- Tipo de contadores, tarifa y discriminación horaria 3.7.- Potencia de grupos electrógenos kVA´s 3.8.- Batería de condensadores (potencia y escalones) kVA´s 3.9.- Filtros de armónicos. 3.9.- Potencia instalada por cada uno de: - Motores eléctricos. - Refrigeración

3.10.- Regulación de encendidos, variadores, arrancadores estáticos, etc. 3.11.- SCADA de registros de consumos eléctricos.

4.- INSTALACIÓN DE AIRE COMPRIMIDO 4.1.- Número y presiones de consumidores. bar

4.2.- Central de producción, nº compresores, marca y modelo, sistema de almacenamiento y distribución.

4.3.- Enfriadores, Secadores, filtros, etc., marca y modelo. 5.- INSTALACION DE CALEFACCION 5.1.- Sistema de calefacción.. 5.2.- Potencia y número de calderas. kW . Fundición, tubos de agua o humos. 5.3.- Sistema de regulación quemadores. Tª trabajo. 5.4.- Tipos de elementos terminales y regulación. Tª Consigna. 5.5.- Contadores de combustible independientes 5.6.- Contadores de energía 5.7.- Recuperación de Calor. Datos de gases de combustión, O2, CO2, CO, NOx 6.- INSTALACIONES DE A.C.S. 6.1.- Consumo diario de A.C.S. Nº de trabajadores Nº duchas

6.2.- Potencia y número de generadores. kW Descripción del sistema y equipos generadores de ACS. Descripción del sistema y equipos de distribución, regulación y medida. Condiciones de explotación y mantenimiento actual del sistema de ACS. Análisis del funcionamiento en régimen estacionario, no estacionario y estacional. Idoneidad de los horarios de funcionamiento. 6.3.- Sistema de acumulación. Depósitos. Número de unidades de consumo para ocupación máxima. Consumo diario de ACS (l/día). Consumo medio anual de ACS (l/día). Consumo medio estival de ACS (l/día). Temperatura de producción del ACS (ºC). Ocupación media anual y mensual (%).

6.4.- Griferías temporizadas. 6.5.- Sistema de regulación automático. Control. Tª Consigna 6.6.- Retorno. DN 6.7.- Válvulas mezcladoras. DN

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6.8.- Aislamiento térmico: tuberías y depósitos. Marca, modelo, espesor densidad media kg/m3, cond. K kcal/m2hºC,

7.- INSTALACIÓN DE REFRIGERACIÓN 7.1.- Numero de cámaras frigoríficas, tamaño, Tª consigna.

7.2.- Sistema de refrigeración. 7.3.- Tecnología de refrigeración. Potencia y número de equipos 7.4.-Aislamiento térmico.

8.- INSTALACIÓN DE VENTILACIÓN

8.1.- Sistema de aire de impulsión, aire extracción. Caudales (m3/h) 8.2.- Recuperadores. Sistema de enfriamiento gratuito de edificio o nave, ventilación natural.

9.- SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOS PROCESOS 9.1.- SCADA, marca, modelo. 9.2.- Instalaciones que se controlan, P, PI, PID 10.- INSTALACIÓN DE ILUMINACIÓN

10.1.- Número y tipo de luminarias Situación de la luminaria Exterior / Interior. Altura de montaje y trabajo. Tipo de lámparas. Niveles de iluminación existentes o proyectados. 10.2.- Número de encendidos y regulación de la iluminación. 10.3.- Regulación y Control de Alumbrado: Cuadros de mando de la luminaria: Descripción y listado, código e identificación del cuadro de mando, situación y distribución de los mismos, mando y características de los cuadros de alumbrado. 10.4.- Mantenimiento del alumbrado.

11.- COMBUSTIBLES

11.1.- Tipo de combustible empleado para cada instalación y consumo anual / mensual / diario. Consumos por unidad de producción. 11.2.- Acometidas de GN, DN, bar, E.R.M. 12.3.- Depósitos de acumulación, tamaño, autonomía, G.L.P. Gasoil.

12.- AGUA 12.1.- Consumo medio estimado 12.2.- Empresa suministradora 12.3.- Presión de alimentación 12.4.- Características del grupo de presión 12.5.- Capacidad del depósito de almacenamiento 12.6.- Tratamiento para el agua de consumo 12.7.- Tratamientos del agua de las instalaciones 12.8.- Uso estimado del agua en % (Potable, P.C.I., Instalaciones, etc...) 12.9.- Nivel freático

12.10.- Cauce de agua natural, pozo o aguas subterráneas aprovechables 12.11.- Precio del m3 de agua.

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13.- AGUAS RESIDUALES 13.1.- Vertido de aguas residuales previsto(Caudal, Características DBO,DQO) 13.2.- Reutilización de aguas residuales 13.3.- Aguas Residuales como aprovechamiento de efluentes térmicos 13.4.- Agua de condensación de las baterías de frío 14.- RESIDUOS SÓLIDOS 14.1- Cuantía prevista, Sistema de tratamiento. Valorización. 15.- AJARDINAMIENTO Y ZONAS VERDES 15.1.- Superficie ajardinada 15.2.- Tipo de plantaciones. 16.- FACTURACIÓN ENERGÉTICA 16.1.- 12 últimas facturas de energía eléctrica. 16.2.- 12 últimas facturas de consumos de GN, GLP, Gasoil, Fueloil, etc 16.3.- 12 últimas facturas de consumo de agua. Evolución de los datos.

Una vez estudiada esta información previa de la recogida de la información más próxima y rápida del cuestionario general, se hace un análisis previo de las posibilidades de cálculo de reparto de consumos energéticos y las medidas de ahorro y eficiencia energética que se puede aplicar en función de la dimensión de la auditoría energética, para solicitar además los documentos que puedan existir como: - Representación simplificadas de la industria. Diagramas específicos de procesos. - Esquemas de Instalaciones, Unifilares eléctricos, P&I de Instalaciones de vapor, Instalaciones frigoríficas, Instalaciones de aire comprimido, Hornos, Secaderos, Cogeneración, etc... - Planos de disposiciones físicas (disposiciones de bandejas, conductos y armarios, disposición general de red de tierras, alumbrado, comunicaciones, protecciones contra heladas, catódicas, Redes de fluidos térmicos, vapor, agua caliente, agua helada, etc..) - Esquemas de control y cableado. Definen la función y conexionado de un equipo. - Listas de materiales y equipos: relación de equipos o de materiales que componen una unidad paquete o equipo. (Listado de maquinaria para el Registro Industrial) - Contabilidad energética interna. Consumos de energía, eléctrica , calorífica, frigorífica por unidad de producción.. Recogemos la información más detallada de las instalaciones que nos puedan resultar más ineficientes energéticamente: INSTALACIÓN INDUSTRIAL DE REFRIGERACIÓN 1.-Sistema de refrigeración. Individual por nevera - central frigorífica. Tª utilización –50ºC, -20ºC, -10ºC, -5ºC

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Refrigerante HFC, R-404A, R 507-A (-25ºC), R-134A (-5ºC) , R-407C, NH3 ,CO2. Potencia frigorífica instalada kW 2.-Tecnología de refrigeración. Potencia y número de equipos Unicolector de aspiración/descarga, colectores a distinta Tª evaporación, Booster, sistema inundado gravedad-bombeo. Compresores de distintos tamaños, variadores de velocidad inverter. Tipo Compresor, scroll hermético, a pistón semihermético-2e/hermético/abierto2e, tornillo abierto/hermetico. Potencia Condensadores por aire, ventilador helicoidal- centrifugo. KW. Regulación. Potencia de condensadores de aeite. Potencia Evaporadores, desescarche por gas caliente 1 tubo/2 tubos, integrado central. Enfriamiento de circuitos secundarios agua glicolada, temper/tifoxit, salmueras, CO2 3.- Da tos de la instalación. Agua Industrial refrigerada. Diámetros tubería líquido-gas. Solenoides de líquidos. Presostatos alta/baja rearme manual, automáticos. Válvulas de expansión para evaporador. 4.-Aislamiento térmico. Aislamiento de tuberías frigoríficas. Marca, modelo, espesor mm. Aislamiento recintos, espesor paneles mm, densidad media kg/m3, cond. K kcal/m2hºC, Puertas acceso a recintos refrigerados. ANILLOS DE DISTRIBUCIÓN ELÉCTRICA M.T. 21 kV 1.-Celdas de corte/protección de los transformadores con los equipos correspondientes. 2.-Enclavamientos, seccionadores y juegos de bornes correspondientes. 3.-Celdas de remonte. 4.-Celda de protección. Disyuntor frontera. 5.-Transformadores. Relación de transformación. Regulación. 6.-Cuadro de protecciones. 7.-Transformadores de medida y de protección. Celda de medida. 8.-Cuadro de medida. INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE COGENERACIÓN 1.- Centro de medida y de entrega de Energía

1.1 Cuadro de Protecciones y Teledispáao 1.2 Cuadro de medida 1.3 Disyuntor Frontera, Transformadores de medida y protección,

2.-Sala de Control 2.1 Cuadro de disyuntores 2.2 Cuadros de control generadores

3.3 Cuadros Control Común PLC Sincronización. Protección del generador de la red: asimetrías, microcortes, etc..

Gestión del reparto de flujos de potencia. Medida de energía de la red, Consumo y balance de potencias y Energía.

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Cuadros de Servicios Auxiliares, Estrella-triangulo, arrancadores estáticos, variadores de velocidad.

INSTALACIONES MECÁNICAS DE COGENERACIÓN 1.-Grupo Motor-Generador / Turbina

1.1 Sistema de encendido 1.2 Sistema de admisión y formación de la mezcla. 1.3 Sistema de arranque. 1.4 Sistema de refrigeración. 1.5 Sistema de lubricación. 1.6 Sistema de gases de escape 1.7 Rampa de gas.

2.- Intercambiadores de calor. 2.1 Sistema de recuperación de gases de escape del motor.

2.2 Sistema de refrigeración de calor del agua de camisas (H.T.) 2.3 Sistema de refrigeración de calor del agua del Posenfriador del motor (L.T.) 3.- Equipos auxiliares del motor. Ventiladores de sala, Insonorización, bombas de

los circuitos de camisas y aftercooler, válvulas de tres vías de los circuitos, bombas de prelubricación, Aeroconvetores, torres de refrigeración, etc... 4.- Equipos Auxiliares Planta. Generadores / Disipadores de calor. Equipos descalcificadores, etc.. INSTALACIÓN INDUSTRIAL DE VAPOR 1.- Caldera de Vapor, kW , Caudal kg/h, Presión bar, Calderín. 2.- Presión de ida, presión de retorno. 3.-Aislamiento térmico. Aislamiento de tuberías caloríficas. Marca, modelo, espesor mm. Aislamiento caldera, espesor mm, densidad media kg/m3, cond. K kcal/m2hºC, HORNOS, CALDERAS Y SECADEROS 1.- Caldeo directo, indirecto. 2.- Quemadores. Marca, modelo, regulación. Kcal/h 3.- Aire de combustión. m3/h. Temperatura. Exceso de aire. 4.- Control de emisiones O2, CO2, CO, NOx, SOx, inquemados (HC), C (hollín) 5.- Aislamiento perimetral y suelo. Refractarios. 6.- Tª de trabajo, Tª chimenea, recuperación de calor. 7.- Accesos a horno. 8.- Rendimiento de horno. 9.- Diagrama Sankey. INSTALACIONES HIDRÁULICAS 1.- Aceites, etc.. TORRES DE CONDENSACIÓN 1.- Abiertas, Cerradas, Potencia, etc..

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ACUMULACIÓN ENERGÉTICA NOCTURNA (AGUA ENFRIADA O CALENTADA) 1. Diagramas y capacidad SISTEMAS DE CONTROL 1.- Definición del mejor sistema de instrumentación, acorde con el control y especificaciones de la ingeniería dada, compatible con el buen funcionamiento del proceso y conocimiento de consumos de energía para alcanzar el mayor ahorro energético. 2.- Grado de instrumentación y automatización de la planta. Este punto deberá de tener en cuenta la mano de obra, mantenimiento, grado de interacción con el proceso de la estación en sí. 3.- Definición de las necesidades de información por parte de la propiedad y el posterior tratamiento de esta información. 4. - Estación de ingeniería. PLC´s; sistemas de control distribuidos; sistemas de control por lazos distribuidos; etc.. 5.- Estación de Operación. módulos históricos de almacenamiento de tendencias, de alarmas y sus horas, de situaciones críticas de la planta, pudiéndose utilizar salidas a otros sistemas: impresoras, modems telefónicos de control a distancia, etc... 6.- Otros elementos del sistema. Sistemas de comunicación. Sistema de manejo de datos y presentación de los mismos. Utilización de bases de conocimiento: sistemas expertos, lógica difusa. Modems. Impresoras. Diagramas P& I 1.- Lista de instrumentos. 2.- Tipo de instrumento. 3.- Localización de los Instrumentos. Variables a controlar. 4.- Puntos de tomas. Localización 5.- Lazos de Control. Esquema de funcionamiento y nivel jerárquico de control en el proceso. 6.- Transmisores del proceso. Localización 7.- Controladores más característicos del proceso. Localización 8.- Lista de alarmas. 9.- Tratamiento de las emergencias y niveles de actuación. 10.- Necesidades de tensión e intensidad de consumo en corriente continua.

Con la información más detallada seleccionamos la información específica de cada instalación o proceso a estudiar con los datos con los que contemos:

- Esquema unifilar - P&I - Ficha con los datos nominales de la instalación. Y realizamos la planificación de las actuaciones a seguir para la medida de

consumos energéticos en cada instalación a través de los registros de las distintas variables necesarias de cada proceso, para la comprobación del funcionamiento correcto de la instalación, así como para la distribución de consumos de energía.

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Identificaremos in situ las medidas que necesitamos realizar y comprobamos si

somos capaces de realizarlas, ya sea por que existe instrumentación de control o información existente en el propio proceso o instalación, o si tenemos posibilidad de incorporar aparatos de medida y registros nuestros.

Esta información la cotejaremos con los distintos departamentos que han

participado facilitándonos la información y con los que programaremos las visitas y colocación de aparatos de medida como:

- Ingeniería - Mantenimiento - Producción - I + D ,Control de Calidad y Medioambiente. - Administración

La metodología de la auditoría energética se basa en la comparación de los

consumos nominales o teóricos que deben tener las instalaciones que intervienen en los procesos con los consumos reales:

Fuente: Técnicas de conservación energética en la industria. IDAE.

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PLANIFICACIÓN DE LA RECOGIDA DE DATOS El periodo de tiempo en el que nos basaremos en la toma de datos de una variable

estará relacionado con la posibilidad de extrapolar la medida a todo el año, con la mayor aproximación posible según el proceso de producción, los turnos de trabajo y el régimen de carga de cada instalación en el momento de la medida.

En función de los medios de que dispongamos para la toma de medidas, hacemos

una programación de trabajo en campo, ya sea por nuestros medios o por la colaboración del personal de la Industria.

Los consumos de energía térmica son más fáciles en su comprensión pero más complejos en su medida, ya que a no ser que sean recogidos por la instrumentación existente en la fábrica SCADA con los aparatos de medida y registro instalados existentes lo debemos registrar por nuestros medios. Los equipos más frecuentes utilizados son:

- Termohigrómetro registrador para registro de temperaturas y humedad. - Caudalímetro de aire, agua o vapor. - Manómetros. - Analizador de gases de combustión. - Cámara termográfica para localización de fugas y fallos de aislamientos. - Registradores de señales 0-10V o 4-20 mA - Anemómetros.

Debemos conocer a priori los valores de consumo teóricos por proceso o instalación,

conociendo los valores de consumo nominales y medir lo más aproximadamente posible los valores de consumo reales, compararlos y conocer el funcionamiento óptimo de cada proceso, instalación o equipo.

El conocimiento más exacto de los consumos de energía sería la medición continua

de la misma, ya que en la mayoría de los casos no existen registro y lo único que tenemos son medidas instantáneas de variables, temperaturas, caudales o presiones para el control del proceso. El registro de los todos los datos para el cálculo de la energía durante el mayor periodo de tiempo y la extrapolación a un consumo anual serán las herramientas para comparar los valores.

Existen muchos fabricantes de instrumentación y medida y en cada caso se debe consultar las características específicas de cada aparato de medida. Es importante conocer la precisión de nuestra recogida de datos para valorar los errores o diferencias que puedan aparecer. Los aparatos de medida de presión son los manómetro cuyos tipos son:

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Los aparatos para la medida de temperatura son los termómetros cuyos tipos son:

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Los aparatos para medida de caudal son los caudalímetros cuyos tipos son:

Los aparatos para medida de caudal, dependiendo del proceso la medida del caudal

exige un estudio detallado, existen varios métodos y su utilización depende del material, del caudal y de la precisión necesaria: existen medidores de caudal de carga variable de presión diferencial (Tubo de Pitot +-2% poca - PΔ hasta 500ºC, Tubo Annubar 1% poca - PΔ hasta 500ºC, Venturímetro 0,5% poca - PΔ hasta 500ºC, placa de orificio 2% mucha - PΔ hasta 500ºC, y la tobera 1% con moderadas - PΔ hasta 350ºC,) todos ellos para grandes caudales

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Auditoría Energética en la Industria 13 de 151

y LVG, medidores de área variable (Rotámetro 0,25% poca - PΔ ) hasta 50ºC y caudales de 70 m3/h LVG, medidores de corriente (flotador), medidores de desplazamiento positivo (turbina 2% hasta 300ºC y 50 m3/h LG con moderadas - PΔ ) y medidores de corriente inducida electromagnéticos 0,5% y 600 m3/h solo L en ambas direcciones sin - PΔ .

Caudalímetro de ultrasonidos para líquido, no registrador:

Caudalímetro de agua por ultrasonidos registrador con sondas de temperatura que

nos da valores de energía directamente:

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Auditoría Energética en la Industria 14 de 151

Caudalímetros para vapor:

Para medir niveles utilizamos aparatos del tipo:

Si fuera necesario medir la viscosidad utilizamos un viscosímetro. Con un

instrumento de rotación para 0,5-5 hasta 55-550 cStokes. Por debajo de 35 cSt la precisión es de 2% por encima de 35 cSt es de un 4%, para temperaturas entre 38 y 260ºC

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Para estudiar el consumo de energía eléctrica utilizaremos el analizador de redes,

existen varios fabricantes y cada un tiene sus características de medida y precisión, en general podemos hacer los siguientes estudios:

- Análisis de la Red Eléctrica. - Análisis de Perturbaciones. - Análisis de Armónicos. Las medidas que podemos obtener de las variables características en una medida a

cuatro hilos de tensión e intensidad de la red eléctrica en BT son:

- Tensiones de cada fase y trifásica. - Intensidades de cada fase y trifásica. - Potencia activa. - Energía Activa. - Coseno de phi.

La calidad de suministro en tensión en el punto de entrega de energía, depende de cada

compañía distribuidora y en general no será función de nuestro estudio ya que a no ser que se requiera por razones de mal funcionamiento o ineficiencias de los equipos consumidores, no se consideraran microcortes, etc... Según la norma UNE EN 50160/1996, en su apartado 2 (Características de la tensión suministrada por las redes generales de distribución, características de la alimentación en la baja tensión), la tensión de alimentación deberá de tener un valor de 230 Vca, permitiéndose una variación en las condiciones normales de explotación del 10%. En cuanto a los desequilibrios de tensión y de corriente, atendiendo a la fórmula siguiente: [ X max (I,II,III) - X media ] Desequilibrio (%) = ------------------------------ x 100 X media

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Para la tensión, este valor no deberá superar el 2%, mientras que para la intensidad, el valor será del 10%. Otro parámetro muy importante para medir la calidad de la energía es la frecuencia. Las variaciones de ésta no deben superar el valor establecido en la zona donde se encuentra ubicada la instalación. Para la señal de referencia tomada por el aparato, tendremos pues el valor de onda tomada por la compañía:

v(t) = 325 x seno (2π x 50 x t)

El valor eficaz tomado por el aparato en el periodo de 50 hertzios da un valor eficaz de 230 V. El valor de pico de la señal normalizada por la compañía es de 325 V. Con estos dos parámetros se definen dos coeficientes que determinarán las características de la onda y su pureza. Estos coeficientes son: Valor eficaz

Coeficiente de señal = -------------------------- Valor medio de onda

Valor de pico

Factor de cresta (o de forma) = ------------------- (Fc < 4) Valor eficaz

Un ejemplo de la medida que nos aporta un analizador de redes:

El primer coeficiente dependerá de la forma de onda de la señal, siendo diferente del

valor de la señal senoidal pura, cuanto más deformada esté la onda. El factor de cresta es un factor de deformación, que relaciona el valor eficaz y el valor de pico. Para una señal senoidal pura. Indica que el valor de pico es tantas veces superior al valor eficaz de la señal. Para señales muy deformadas, el valor de pico puede llegar a ser 4 veces superior a su valor eficaz. Pueden existir fluctuaciones momentáneas, sobretensiones de larga duración, huecos, caídas por microcortes, etc...

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Si consideraremos las características del reparto de cargas de la instalación y estudiaremos consumos por líneas de producción y aparatos de gran consumo. Considerando operación, arranques, paradas, transitorios, etc. Para ello analizaremos la Potencia activa y Energía activa. Curva de carga de la instalación y Recta de energía durante el mayor número de horas.

Un parámetro muy importante y que interviene en la facturación de energía eléctrica de

la instalación, será el factor de potencia. El factor de potencia oscila los valores que los hacen inductivo y capacitivo. El valor medio del factor de potencia que resulta servirá para que la compañía comercializadora bonifique o penalice económicamente en la factura eléctrica, en la mayoría de los casos este valor está mejorado mediante baterías de condensadores para que no se produzcan penalizaciones.

En este ejemplo podemos ver que las baterías de condensadores están saturadas y alguna fase probablemente averiada.

Para el estudio del análisis de armónicos se seguirá para cada puntos de medida que lo

requiera los siguientes criterios: - Análisis de la forma de onda de la tensión y de la intensidad. - Análisis de la tasa de distorsión armónica total relativa a la fundamental, tanto en

tensión (THDv) como en intensidad (THDi). Estos valores suelen considerarse como correctos dentro de la norma habitual. Una práctica habitual es tratar que le THDi en una instalación sea inferior al 15 % y el THDv sea menos que el 3%.

- Estudio de la distorsión armónica por armónico de intensidad y tensión. En el siguiente cuadro se presenta la comparativa:

Armónico Máximo valor Norma

3° 2,30 % 5° 1,14 % 7° 0,77 % 9° 0,40 % 11° 0,33 %

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Los armónicos 3° y el 9° son los propios de las instalaciones de alumbrado, de carácter monofásicos y con equipos de encendidos muy potentes propio de las lámparas de descarga. Además, las lámparas halógenas, poseen equipos rectificadores puntuales lo cual hacen que también generen armónicos 3° y 9°. Este tipo de armónicos son los llamados de secuencia cero u homopolares, estos, producidos por los desequilibrios de las cargas monofásicas, se suman en el conductor neutro con lo que pueden circular hasta tres veces más la corriente del tercer armónico (una por fase). Este tipo de armónico puede producir un aumento en el calentamiento de los conductores, maquinaria y lega a ser perjudicial para la vida de los equipos compensadores de reactiva (baterías de condensadores).

En este caso en concreto tenemos armónicos 3º, 5º y 7º, interesa revisar las baterías de condensadores y las asignaciones de cargas de las máquinas a las fases, podría también ser interesante estudiar la colocación de un filtro activo global, para compensación de reactiva, armónicos y desequilibrio.

Guía técnica de eficiencia energética eléctrica. CIRCUTOR

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OPTIMIZACIÓN DE LA CONTRATACIÓN ENERGÉTICA.

El coste de la energía eléctrica sigue con una composición tradicional de la suma de una cantidad debida a la potencia máxima contratada (kW) que la compañía se compromete a suministrarnos sin penalidad, y un consumo de energía (kWh) que sería la integración de la potencia consumida en cada instante a lo largo del tiempo. Del informe sobre consumo de energía eléctrica en España durante el año 2.008 (REE) podemos ver la curva horaria máxima del día 15.12.2008 donde podemos observar la gran variación de consumo durante el periodo 0 a 8h con el resto.

Esta curva además varía día a día, con gran diferencia de forma entre los días del fin de semana o agosto, como de enero a julio, así que se han establecido seis tipos de horas P1-P6 con diferente precio, muy relacionado con la formación de la generación de la energía eléctrica, estos periodos fijados en el RD 2794 de 2.007 son.

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El día 2 de marzo se redujeron la generación eólica en 2.800 MW debido a la

imposibilidad de consumirla y por razones de estabilidad de la red

El RD 2794 de 2.007 establece los nuevos periodos para las tarifas eléctricas.

L-V no Fest SD y Fest 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 0-8Enero 1ª Q ALTA Pmyt A 2 2 1 1 1 2 2 2 2 2 1 1 1 2 2 2 6 D 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 2ª Q ALTA Pmyt A 2 2 1 1 1 2 2 2 2 2 1 1 1 2 2 2 6 D 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 Febrero 1ª Q ALTA Pmyt A 2 2 1 1 1 2 2 2 2 2 1 1 1 2 2 2 6 D 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 2ª Q ALTA Pmyt A 2 2 1 1 1 2 2 2 2 2 1 1 1 2 2 2 6 D 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 Marzo 1ª Q MEDIA Pt B1 4 4 4 4 4 4 4 4 3 3 3 3 3 3 4 4 6 D 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 2ª Q MEDIA Pt B1 4 4 4 4 4 4 4 4 3 3 3 3 3 3 4 4 6 D 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 Abril 1ª Q BAJA C 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 6

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Auditoría Energética en la Industria 21 de 151

D 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 2ª Q BAJA C 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 6 D 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 Mayo 1ª Q BAJA C 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 6 D 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 2ª Q BAJA C 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 6 D 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 Junio 1ª Q MEDIA Pm B 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 6 D 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 2ª Q ALTA Pm A1 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 6 D 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 Julio 1ª Q ALTA Pm A1 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 6 D 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 2ª Q ALTA Pm A1 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 6 D 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 Agos 1ª Q BAJA D 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 D 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 2ª Q BAJA D 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 D 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 Sept 1ª Q MEDIA Pm B 4 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 6 D 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 2ª Q MEDIA Pm B 4 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 6 D 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 Octub 1ª Q BAJA C 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 6 D 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 2ª Q BAJA C 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 6 D 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 Nov 1ª Q MEDIA Pt B1 4 4 4 4 4 4 4 4 3 3 3 3 3 3 4 4 6 D 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 2ª Q MEDIA Pt B1 4 4 4 4 4 4 4 4 3 3 3 3 3 3 4 4 6 D 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 Dic 1ª Q ALTA Pmyt A 2 2 1 1 1 2 2 2 2 2 1 1 1 2 2 2 6 D 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 2ª Q ALTA Pmyt A 2 2 1 1 1 2 2 2 2 2 1 1 1 2 2 2 6 D 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6

Los precios medios de la energía eléctrica en el mercado diario para un día son:

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Aunque este precio es el más representativo del precio final hay que considerar el

aumento por el mercado intradiario y los servicios complementarios, como restricciones técnicas, de operación y banda de regulación, y finalmente añadirle los peajes de transporte de energía eléctrica establecidos reglamentariamente, formando el precio final al cliente.

Las Compañías Comercializadoras realizan a las Empresas diferentes ofertas,

dependiendo fundamentalmente del conocimiento de su curva de carga y los consumos anuales que se prevén tener, el caso de los grandes consumidores, se realizan ofertas indexadas al mercado con un precio del kWh compuesto por el precio diario del mercado OMEL, al que se le añade un coste fijo establecido por cada comercializadora para sumir las restricciones técnicas SC, y el coste del peaje correspondiente TA por el transporte de la energía eléctrica por las redes de transporte y distribución cuyo valor es igual para todas las comercializadora y es establecido en función de la tensión de suministro. El coste de la energía eléctrica de una oferta de este tipo se compondría de los sumandos como a continuación se detalla, el PMD 2.007 y 2.008 son medias de las energías del precio del mercado diario en cada hora del periodo P1-P6 sacado de los valores reales de estos años:

Cent€/kWh PMD P1 P2 P3 P4 P5 P6 2007 5,7771 4,7397 4,4990 4,2042 4,1374 3,2532 PMD 39% 49% 68% 68% 57% 76% 2008 8,0327 7,0535 7,5636 7,0816 6,4930 5,7411

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TA 1,9305 1,6934 1,287 0,7307 0,4719 0,429

SC 0,6896 0,6896 0,6896 0,6896 0,6896 0,6896

10,6528 9,4365 9,5402 8,5019 7,6545 6,8597

IE 5,113% 5,113% 5,113% 5,113% 5,113% 5,113%

P 2008 11,19744 9,91902 10,02803 8,93659 8,04590 7,21042

Podemos comprobar que la variación en el último del precio medio de la energía

eléctrica del mercado ha sido muy grande. Una vez conocemos la base para obtener el precio final sin I.V.A. debemos añadir el impuesto eléctrico IE. El otro sumando de la factura será la potencia eléctrica contratada, en este tipo de contratos al estar indexado al mercado las condiciones son más flexibles y se pueden también variar las potencias máximas contratadas en cada uno de los periodos, este valor es igual para cada comercializadora en función de la tensión de suministro. El termino de Potencia para el año 2.009 los precios por la potencia eléctrica contratada en €/kW año, (Art.9 RD 164/2.001) para la 6.1 son:

O pueden ofertar un precio medio fijo por kWh en cualquier periodo P1-P6, o lo más normal, ofertar un precio por periodo, al que se le añade los precios de transporte, como se refleja en este estudio de diferentes ofertas de distintas compañias.

ESTUDIO OFERTAS ENERGÍA ELECTRICA Cliente:. CIF: Dirección: CUPS: ES000034000035672ABCF

Ofertas Tipo Periodo fecha kWh/año €/año Diferencia a menor 1 Cia 1ª binómica 12 meses 09/12/2008 2.134.448 212.134 - 2 Cia 2ª precio medio 12 meses 04/12/2008 2.134.448 218.955 3,2% 3 Cia 3ª binómica 12 meses 05/12/2008 2.134.448 221.840 4,6% 4 Cia 1ª binómica 12 meses 04/12/2008 2.134.448 224.100 5,6% 5 Cia2ª precio medio 12 meses 09/12/2008 2.134.448 227.796 7,4%

Debemos tener en cuenta además los cálculos de penalidades que puedan reflejar las

ofertas normalmente de las Cias. que no conocen la curva de carga como puede ser: Complemento por volumen de consumo. 2.500.000 kWh año - Penalización por reactiva (Art.9 RD 1164/2.001): - Penalización por excesos de Potencia (Art.9 RD 1164/2.001)

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- Desviación del periodo P6: Desviaciones de la curva de carga que supongan variaciones de consumo en periodo P6 respecto al considerado en los periodos ofertado.

P6<17% 17%<P6<19% 19%<P6<21% 21%<P6<23% 25%<P6<27% 27%<P6<29% 29%<P6<31% P 6> 31%

0,4458 0,1907 0,1362 0,0817 - 0,0223 - 0,0669 - 0,1114 - 0,1560

- Variación de energía consumida E: Variación de energía consumida respecto al considerado en los precios ofertados. Serán sumados o restados en función de los valores de la tabla: E<-30% -30%<E<-20% -20%<E<-15% -15%<E<-10% -10%<E<-5% 5%<E<10% 10%<E<15% 15%<E<20% 20%<E<30% E>30%

1,0734 0,3578 0,2277 0,1533 0,087 -0,0749 -0,1193 -0,159 -0,2147 -0,3067

- Factor de utilización Fu: Si durante la vigencia del contrato se contratan potencias distintas a las ofertadas, el complemento por energía consumida se sustituye. FU(31%) fu<21% 21%<fu<24% 24%<fu<27% 27%<fu<30% 32%<fu<35% 35%<fu<38% 38%<fu<41% fu>41%

31 0,8732 0,4578 0,2617 0,1065 - 0,0878 - 0,1562 - 0,2304 - 0,2806

- Forma de pago: 7/15/30 días a partir de fecha factura. Hidrocarburos. La Ley 34/1998, de 7 de octubre, del Sector de Hidrocarburos. - Gas Natural

El precio a pagar por el GN será el aplicado según los consumos que tengamos en la opción más conveniente, como cliente cualificado al mercado liberalizado según REAL DECRETO 949/2.001, de 3 de agosto, por el que se regula el acceso de terceros a las instalaciones gasistas y se establece un sistema económico integrado del sector de gas natural o acogernos a una tarifa, vamos a estudiar ambas opciones, las opciones nos vendrán impuestas por el tipo de acometida que exista en la industria.

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Consumo Anual Suministrador Bar Tarifa €/kWh Endesa < 4 bar 3,4 2.006 3.928.241 0,030100 Endesa < 4 bar 3,4 2.007 3.546.366 0,030762 HC energía < 4 bar 3,4 2.006 3.287.955 0,030100 HC energía > 4 bar 2.006 30.150.715 0,021634 Gas Natural > 4 bar 2.007 33.406.300 0,022973 HC energía < 4 bar 3,4 2.006 746.445 0,030100

Descuentos Term. Fijo Alquiler Dto. €/kWh Tª energía Pago Bonificado Cliente Electrici ComercioGru2bis ? 61,77 0 7,73 0,02788997 115% 2 0,5 0,5 1 3,73

61,77 0 7,73 0,02906307 120% 2 0,5 0,5 1 3,73

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Term. Fijo 61,77 70,45 4,5 0,02902651 120% 4,08%

6.449,21 161,5 0,02421294 100%

4.274,40 160,53 4,0% 0,024765 102%

61,77 16,58 0% 0,0308679 125% 10,68%

Si optamos por el mercado liberalizado y nuestros consumos son grandes, una

opción que podemos estudiar es la nueva tarifa 3.5 en una red a presión < 4 bar para consumos mayores de 10.000.000 de kWh. Esta tarifa según ORDEN ITC/3996/2.006, de 29 de diciembre, por la que se establecen los peajes y cánones asociados al acceso de terceros a las instalaciones gasistas, en BOE n1 312 de 30.12.06 página 46726 establece:

Quinto. Peaje de transporte y distribución firme. 1...... según RD 949/2001 del 3 de agosto, el peaje correspondiente a transporte y distribución se compondrá de dos términos, un termino de reserva de capacidad y u termino de conducción, este último se diferenciará en función de la presión de diseño, a la que se conecten las instalaciones del consumidor. P TD = TRC + TC P TD Término de Transporte y Distribución Trc Término de Reserva de capacidad Tc :Término de conducción 2. Eltermino fijo por reserva de capacidad de entrada al sistema de Transporte y Distribución (Tfe) regulado en articulo 31 apartado A) 2 del RD 949/2001 del 3 de agosto será el siguiente: (Tfe :Termino de reserva de capacidad Trc :Término de Reserva de capacidad 0,006625 €/kWh/día/mes 3. Los términos de conducción del peaje de transporte y distribución, en función de la presión de diseño odnde esten conectadas las instalaciones del consumidor final regulados

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en el articulo 31 apartado B) 2 del RD 949/2001 del 3 de agosto serán las que figuran en el cuadro siguiente: (Peaje 3 P<= 4 bar) 3.5 Termino fijo Termino variable

Tf i: 0,0400499 €/kWh/día/mes Tvij : 0,001049 €/kWh El peaje 3.5 solamente será aplicable a partir del 1 de marzo de 2.007 y se aplicará única y exclusivamente a los consumos superiores a 10 GWh/h. A efectos de facturar el termino fijo(Tfij) del peaje 3.5 se aplicará lo establecido en el articulo 31 del RD 949/2001 del 3 de agosto, para el termino fijo del peaje del Grupo 1, restándole del caudal máximo medio (Qmj) la siguiente cantidad (Consumo nocturno /Consumo total)* 0.5 * Qmj

Se considerará como consumo nocturno el realizado de 23 h a 7h, para tener derecho a este descuento será necesario tener dispuesto telemedida operativa y que el consumo nocturno sea mayor o igual que el 30% del consumo total.

Derivados del petróleo. Gasóleos y Gasolinas

Del documento de Precios de Carburantes y Combustibles del Mityc Diciembre 2.008 podemos ver cómo se establecen los precios en el sector de los derivados del petróleo.

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Debemos considerar que también están relacionadas directamente los aspectos

medioambientales Plan nacional de asignación de derechos de emisión de gases de efecto invernadero. 2.008-2.012 RD 1030/ 2.007 de 20 de julio.

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La emisiones de CO2 una vez realizada la auditoria energética los calcularemos con los factores de conversión según PCI, por ejemplo tenemos del Informe de inventarios GEI de mayo de 2.006:

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Para cada sector industrial detalla su conversión.

Si queremos profundizar existe la ISO 14064 de emisiones de Gases de Efecto Invernadero GEI, y el Plan Nacional de reducción de emisiones de las grandes instalaciones de combustión existentes. Octubre 2.007

1 kWhe: 0,5 kg CO2 Para la energía eléctrica en el reverso de la factura incluyen esta medida las Cia

según CIRCULAR 1/2008, de 7 de febrero, de la Comisión Nacional de Energía, de información al consumidor sobre el origen de la electricidad consumida y su impacto sobre el medio ambiente.

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SISTEMAS CONSUMIDORES DE ENERGÍA EN LA INDUSTRIA. Las máquinas térmicas transforman energía calorífica en trabajo, se pueden clasificar en: Motores de combustión interna o externa, alternativos o rotativos y por último de gas o vapor.

Dentro de los ciclos térmicos de gas tenemos los motores de combustión interna y las turbinas de gas. En los ciclos térmicos de vapor tendremos el ciclo de rankine, recalentamiento, binarios. Y la combinación de ambos en Ciclos combinados.

FOCO CALIENTE T1 T1> T2 12

2TT

T−

Q1

W Q2 FOCO FRIO T2

Ciclos y procesos térmicos inversos. Instalaciones frigoríficas. Bomba de Calor.

FOCO CALIENTE T1 T1> T2 21

1TT

T−

Q1

W Q2 FOCO FRIO T2

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• Optimización de la combustión. Debemos encontrarnos entre los límites máximos y mínimos de inflamabilidad para

que exista la llama como representación de la combustión. Las llamas más calientes no corresponden con la mayor liberación de energía

teórica. Esta llama aparece normalmente por la mezcla oxígeno como comburente y un combustible procedente del aire atmosférico. La composición del aire varía mucho en función de la altura y con la polución existente.

Los elementos realmente combustibles de un material combustible son el C, H y S.

Las proporciones de esos elementos serán las que me proporcionen energía en la combustión.

El poder calorífico de un combustible podemos determinarlo de manera

experimental o analíticamente en función de su composición elemental. Ya sea PCS o bruto si estamos considerando la energía del agua que contiene el propio combustible o PCI o neto si consideramos el agua y el CO2 en estado vapor o gaseoso.

La relación entre el aire realmente utilizado y el aire realmente necesario

(estequiométrico) para la combustión. de aire teórico de la combustión menos la unidad se denomina exceso de aire.

Del estudio teórico de la combustión y del estudio de combustiones incompletas con

inquemados CO se han desarrollado diagramas para el conocimiento de algunos valores de la combustión en función del estudio de los gases de la combustión. Así con el diagrama de Ostwald podemos estimar el % de O2 de los gases de la combustión en función de los valores reales de CO2 y CO. Y estimar el valor del CO conociendo los valores de O2 y CO2.

El control de la combustión debe mantener la mezcla aire-combustible siempre en la zona de máximo rendimiento. Controles retroalimentados en anillo PID considerando que para una consigna de Tª tenemos dos actuaciones sobre la válvula del combustible y sobre la velocidad del ventilador que aporta el aire de combustión.

En función del tipo de combustible, su PCI el exceso de aire y la temperatura de

salida de los gases de combustión nos marcarán la optimización de la combustión. Podemos estimar el rendimiento en un cálculo rápido a través de gráficas. El rendimiento será:

Tg Temperatura de salida de los gases de combustión.

HgΔ Las perdidas por los gases combustión por unidad combustible (kg o Nm3) PCI Poder Calorífico Inferior

PCIHgc Δ

−= 1η

HgΔ = Gn Cpm Cpm Calor específico medio de los gases entre T 0ºC y Tg Gn Nm3/Nm3 para el A min aire mínimo de combustión.

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• Diagrama de proceso de fabricación.

El diagrama general del proceso de fabricación tiene por objeto la determinación de

las aportaciones de energía en cada fase de la producción. Un diagrama de proceso de la Industria Transformación Energía de Coque sería:

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• Diagrama Sankey.

El diagrama de Sankey es un diagrama de flujos energéticos, donde reflejamos la energía útil y las pérdidas, y permite estudiar el posible ahorro energético. Un diagrama de una industria Cerámica sería:

Este mismo diagrama una vez aplicadas a la Industria las medidas de ahorro y

eficiencia energética tendría esta forma:

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SERVICIOS DE ABASTECIMIENTO DE ENERGÍA COMUNES -Generación de calor industrial (calderas de vapor, de recuperación, fluidos térmicos y ACS) RECOGIDA DE DATOS

Podemos calcular el rendimiento de una caldera de vapor saturado por dos métodos, el método directo, para ello debemos conoce:

Variable Medida

- Combustible consumido (kg/h) Contador GN, GLP, Gasoil, Fueloil - PCI Combustible (kcal/kg) Análisis en laboratorio o mínimo tabla - Caudal de vapor (kg/h) Caudalímetro vapor - Entalpía vapor (kcal/kg) Manómetro presión - Entalpía agua alimentación (kcal/kg) Sonda Tª

Un ejemplo de una caldera de vapor saturado:

Rendimiento DIRECTO 87,0% Presión 14 bar Entalpia Agua alimentación 80 kcal/kg Entalpia Vapor 666 kcal/kg Caudal 15.000 kg/h Energía consumida 8.788.200 kcal/h Consumo Fueloil 1.052 kg/h Rendimiento 14,26 kg vapor/kg

Igualmente se puede calcular por el método indirecto calculando las perdidas

separadas que se producen, perdidas en gases de combustión, perdidas por inquemados, perdidas en las purgas y perdidas en paredes, estas perdidas se calculan a través de las formulas empíricas y tablas con los datos de variables: Perdidas en los gases de combustión

Variable Medida - Composición de los gases medida. Analizador gases en base de la chimenea. - Caudal de gases de combustión. Balance a partir de composición. - Temperatura de gases de combustión. Sonda Tª en la base chimenea. Perdidas por inquemados - Opacidad de los gases Opacímetro índice de Bacharach - Concentración de CO2 (ppm) Analizador gases en base de la chimenea. - Concentración de CO (ppm) Analizador gases en base de la chimenea. Perdidas por purga - Concentración de sólidos entrantes (SD) Análisis de agua de alimentación - Concentración sólidos salientes (SD) Análisis de agua de purga - Caudal de agua purga (kg/h) Contador de agua

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Perdidas por radiación y convección - Temperatura superficial aislamiento Ts Sonda contacto en caldera

Las perdidas por las paredes podemos calcularlas a través de gráficas. Ta 15 ºC Perdidas gases 8,24 % K 0,56 Perdi inquemados 35,06 kcal/kg fuel C fueloil 84,4 % Perdi inquemados 0,37% SD agua 76 ppm SD caldera 2275 ppm P 533,97 kg/h Entalpía agua 193,7 kcal/kg Perdidas purgas 103.428 kcal/h Perdidas purgas 1,2% Perd. Rad. Conv 1,9% Rendimiento INDIRECTO 88%

La misma caldera en un balance de materia y energía:

Fueloil Agua 15.450 kg/h C 85,7% 12.855 kg/h Tª introducción 80 ºC H 11,0% 1.649 kg/h Cloruros 4 ppm S 3,2% 482 kg/h Vapor 15.000 kg/h H2O 0,1% 15 kg/h Presión 14 bar Fueloil nº 1 PCS 42.700 kJ/kg Purgas 3% Fueloil nº 1 PCI 40.180 kJ/kg Cloruros 155 ppm Fueloil nº 1 PCS 10.199 Kcal/kg Fueloil nº 1 PCI 9.597 Kcal/kg Tª gases escape 215 ºC Caudal 15ºC 15.000 kg/h O2 2,3% Temperatura introd. 80 ºC CO2 13,5% Aire estequiometrico 9,96 m3N/kg CO 7 ppm Landa 20% SO2 1515 ppm Aire Combustión seco 12.576 m3N NOx 358 ppm Densidad 15ºC 1,26 kg/m3N Indice Bacharad 2,5

Balance Materia Entrada kg/h Salida kg/h

Agua Alimentación 15.450 Vapor 15.000 Aire Combustión seco 15.829 Purgas 450 Humedad Aire 124 Agua 1.247 Fueloil 1.052 Sedimentos 4 O2 289 N2 13.304 CO2 2.137 SO2 24 32.455 32.455

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Balance Energía 86% Entrada kcal/h Salida kcal/h

Agua Alimentación 1.236.000 82% Vapor 9.988.200 Aire Combustión 50.177 0,8% Purgas 96.525 Humedad Aire 74.951 0,1% O2 17.841 Fueloil sensible 39.732 6,7% N2 815.787 Fueloil combustión 10.731.497 1,5% CO2 187.746 0,0% SO2 2.045 7,1% Agua gases comb 857.600 1,4% Perdidas Conv. Rad 166.613 12.132.357 12.132.357 Un esquema de una caldera de vapor sobrecalentado además incluye las medidas en

el vapor sobrecalentado de la Tª.

Fuente: Manuales Técnicos y de Instrucción para la Conservación de la Energía. Centro de Estudios de la energía. Ministerio de Industria

Aire estequiométrico m3N/kg Exceso de aire típico Gas Natural 10 10% Gasoleo C 11 30% Fueloleo 12 20% Propano 24 10% Butano 31 10% Carbón pulverizado 15 40% Carbón sin pulverizar 30 50%

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Ideas para reducir las perdidas de energía en calderas de vapor, origen de la perdida

y posibilidad de reducción:

- Temperatura excesiva en los gases de combustión: • Limpieza de superficies de intercambio. • Aumentar el calentamiento del aire de combustión. • Aumentar el calentamiento del agua de alimentación. • Aumentar el calentamiento del vapor o los tres ala vez.

- Inquemados en gases de combustión CO: • Estado de los quemadores. • Aumentar λ relación aire/combustible.

- Elevado porcentaje de Oxigeno: • Comprobar estanqueidad caldera. • Disminuir λ relación aire/combustible.

λ Índice EA Oxígeno en gases

5% n = 1,05 O2 = 1,06 % 10% n = 1,10 O2 = 2,02 % 20% n = 1,20 O2 = 3,69 % 25% n = 1,25 O2 = 4,42 % 30% n = 1,30 O2 = 5,09 % 35% n = 1,35 O2 = 5,71 % 40% n = 1,40 O2 = 6,28 % 50% n = 1,50 O2 = 7,30%

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Fuente: Auditorías Energéticas. Sr. Ramón Urcelay Azpitarte FO 20%-80% GA 10%-50% GN 9%-20% C 40%-150%

- Elevada temperatura de paredes. • Mejorar el aislamiento.

- Excesivo caudal de purgas: • Mejorar el sistema de tratamiento de agua. • Sistema de purga continua.

- Procurar que la caldera trabaje siempre en las condiciones de presión y temperatura de diseño. - Cogeneración.

Fuente: Manuales Técnicos y de Instrucción para la Conservación de la Energía. Centro de Estudios de la energía. Ministerio de Industria

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- Distribución de calor. Redes de vapor, fluidos térmicos y ACS. Aislamiento térmico de redes y generadores.

Las redes de transporte de energía para la distribución de calor pueden utilizar como fluido agua, aire, gases calientes, fluidos térmicos, para estos últimos se les debe exigir tengan un alto calor específico, un bajo precio y una larga duración. En las industrias el vapor saturado es el gran transportador de energía, a la hora de dimensionar la instalación y la tubería de distribución será fundamental establecer la presión - temperatura que necesitan los procesos, y el caudal necesario. En un kg de vapor a presión atmosférica hay 100 kcal de calor sensible y 640 kcal de calor latente. En una caldera a 7 kg/cm2 el punto de ebullición del agua es de 170ºC, en cambio el calor total en relación a la atmosférica solamente aumenta en 20 kcal hasta los 660 kcal, con un calor sensible de 171 kcal y un calor latente menor de 489 kcal. El volumen que ocupa en el primer caso es de 1,722 m3 en cambio a 7 kg/cm2 ocupa 0,244 m3. Titulo o calidad del vapor x kg vapor (1-x) de agua en la caldera.

Fuente: Manuales Técnicos y de Instrucción para la Conservación de la Energía. Centro de Estudios de la energía. Ministerio de Industria Para conocer las perdidas que se producen en la distribución del vapor generado en la caldera hay que hacer un estudio detallado de su dimensión y la carga de trabajo en cada uno de sus ramales, ya que las variaciones de presión que se produzcan en los puntos de medida parciales existentes harán que la medida totalizada no sea la real. En una instalación la diferencia entre el contador de vapor a la salida de la caldera y la suma de los caudales de las medidas realizadas en contadores parciales a cada proceso no coincidirán por esta causa pudiendo tener errores en la medida estimamos en un 12% en ellas se incluirían las perdidas producidas por fugas en orificios existentes y uniones de accesorios o válvulas.

La red de distribución de vapor a través de las tuberías tiene unas perdidas de calor

por diferencia de Tª superficial y la Tª ambiente, que produce además condensados, estos condensados se eliminan a través de purgadores que en este caso llagan a contabilizar un 5,68%, los condensados irán uniéndose en la red de condensados para retornar conjuntamente con el condensado que se produzca después de la aplicación del calor en cada proceso. Una estimación de unas perdidas en una distribución de vapor a 14 bar sería:

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Diferencia vapor-aire 180 ºC Calor Latente 468,62 kcal/kg Diámetro tubería 4" Emisión térmica de tuberías 1.023 kcal/ml/h Temperatura exterior 15 ºC Longitud efectiva 2.500 ml Caudal condensación 1.364 kg vapor/h Horas año 8.760 h Perdidas distrib vapor S/C 11.951.955 kg vapor año Eficacia del aislamiento 75% Perdidas distrib vapor real 2.987.989 kg vapor año Orificio diámetro 1mm 14 bar 10 kg vapor/h Perdidas por fugas 87.600 kg vapor año Orificios Tubería y válvulas 50 Perdidas por fugas 4.380.000 kg vapor año Perdidas distrib vapor real 1,83% Fugas 2,68% Purgadores 5,29% Error medida venturi m3/h 12,00% 21,79%

Ideas para reducir las perdidas de energía en redes de distribución, origen de la

perdida y posibilidad de reducción: - Aportaciones de agua fría a caldera.

• Recuperar condensados. - Superficies calientes descubiertas.

• Aislamiento correcto, incluso condensados y accesorios. - Arrastre de vapor con agua:

• Purgadores adecuados. - Fugas de vapor:

• Mantenimiento de la instalación conducciones y accesorios. - Reducción obligada de la presión en los puntos de utilización:

• Coordinar producción y consumo. • Acoplar procesos

- Ramales con servicio intermitente: • Colocar válvulas de independencia en el origen del ramal. • Cada consumo debe poder seccionarse.

- Redes mal dimensionadas o trazados no idóneos: • Estudiar la rentabilidad de su modificación.

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RADIACIÓN

Flujo térmico por radiación

Qr = Fr E (Ts - Ta) S Fr: Coeficiente de radiación E : Emisividad S : Superficie Ts : Temperatura superficial del aislamiento Ta : Temperatura ambiente

Emisividad de algunos materiales 10 ºC 38 ºC Pintura de aluminio 0.40 0.60 Negro no metálico 0.90 0.95 Acero galvanizado 0.20 0.03 Aluminio oxidado 0.20 0.30 Aluminio pulido 0.02 0.04 Pintura Blanca 0.89 0.97 Acero inoxidable pulido 100 ºC 0.69 700 ºC 0.55 Hierro oxidado 125 ºC 0.78

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CONVECCIÓN

Convección forzada para superficies cilíndricas

Qcf : π D2 Fr (Ts - Ta) Fr: Coeficiente de radiación D2: diámetro superficie aislada Ts : Temperatura superficial del aislamiento Ta : Temperatura ambiente

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- Hornos. Podemos distinguir los hornos desde el punto de vista de la auditoría energética por la finalidad que persigue: Fundición, Cerámica, Tratamientos térmicos, Soldadura, Refino, Moldeo, etc... Según el combustible que los activa, GN, GLP, Gasoil, Fueloil, Biomasa, Carbón, Electrodos, Inducción, Microondas, etc.. Por la forma que tiene lugar su calentamiento, Directo ya sea continuo o intermitente, e Indirecto como los hornos mufla, horno de tubos radiantes.

Podemos hacer también una clasificaciones en función de otros parámetros, como:

- Naturaleza de la Carga: Sólida: pulvurulenta, granulada, conformada, Líquida, Gaseosa o Mixta

- Objeto del calentamiento: Modificación de las características físicas de la carga, secado, fusión, vaporización, fritado, variaciones estructurales, etc.. modificación de las características de físico-químicas de la carga, con participación o no del fluido caloportador.

En función de estos condicionantes existen diferentes soluciones constructivas: - Fuente de energía: Combustible sólido líquido gaseosos, E. Eléctrica, mixtos... - Geometría del Horno, paralelepípedos según la esbeltez (altura/anchura), canal,

tambor, cuba, etc... - Desarrollo de la combustión: Chorro libre, llama refrigerada, etc... - Disposición de la carga: Desnuda, contenedores abiertos o cerrados, o a granel. - Movimiento de la carga: Estacionarios, móvil contracorriente o equicorriente,

gravedad o forzada. - Carga del material en el horno: Por vertido, en vagonetas, sobre rodillos, sobre

conos, etc.. - Extracción del material: Tirando, empujando, basculando, bombeando, colando,

cintas, tornillos sin fin, etc... - Circuitos de gas de salida: Sin recuperación directa, con recuperación, con

regeneración, otras. - Temperatura del horno: Baja Tª <500ºC, media 500ºC>Tª<1.000ºC AltaTª>1.000ºC - Ciclo de trabajo: Continuo o Discontinuo.

El balance de calor contabilizando la suma de calores entrantes y salientes será la

herramienta para conocer el rendimiento del proceso y para valorar las perdidas de calor que puedan producirse y que posteriormente trataremos de reducir. El balance se realizará con el registro de las variables durante una carga completa del horno si el proceso es discontinuo, si es continuo la toma de datos se realizará cuando se estabilicen las condiciones de operación, si son cíclicos debemos comenzar y terminar en el mismo punto del ciclo.

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Fuente: Manuales Técnicos y de Instrucción para la Conservación de la Energía. Centro de Estudios de la energía. Ministerio de Industria

Para calcular el rendimiento de un horno tenemos el método directo realizando el balance de calor que conociendo:

ENTRADA SALIDA

Combustible consumido Gases de escape Aire y humedad Vapor de agua Material a calentar Residuos e inquemados Reacciones exotérmicas o endotérmicas Material caliente Elementos transporte Elementos de transporte

Ideas para reducir las perdidas de energía en hornos, origen de la perdida y

posibilidad de reducción: - Temperatura de gases efluentes excesiva.

• Precalentar la carga. • Instalar calderas de recuperación.

- Temperatura de paredes excesiva. • Mejorar aislamiento.

- Entradas de aire incontroladas. • Mejorar estanqueidad del horno.

- Excesiva temperatura de elementos de transporte y paredes. • Aprovechar el calor de refrigeración.

Debemos aprovechar la energía de los procesos exotérmicos. El Mantenimiento Energético de un horno está basado en:

- Control de los quemadores: Inspección en función de la regulación que conlleve. - Control del proceso de la combustión: controlar λ relación aire/combustible y

relación aire primario/aire secundario - Control de los gases de la combustión: inquemados CH y CO, control de CO2 y

estudio del combustible en cenizas.

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Todo ello para detectar aspectos fundamentales para el consumo de combustible como: - Un fallo en la llama detectado por el controlador de llama, indica aire insuficiente

para una combustión limpia y eficiente, baja turbulencia o distribución del combustible, baja temperatura en la zona de la combustión. Una temperatura baja indica exceso de aire.

Exceso de aire Temperatura Llama

0% 2.080 ºC 20% 1.810 ºC 50% 1.630 ºC 80% 1.450 ºC

- Una medida de CO2 baja, medida por un analizador de gases en chimenea, es

indicativa de un tiro excesivo, exceso de aire de combustión, hogar defectuoso, filtraciones de aire, mala pulverización del combustible en caso de fuel, boquillas de quemador gastadas, presión de combustible incorrecta.

% CO2 Exceso de aire

Fueloil GN Fueloil GN 13,3 10,7 20% 10% 11,3 9,8 40% 20% 10 8,3 60% 40% 8,7 7,2 80% 60% 7,8 6,3 100% 80%

- Un alto índice de inquemados índice de Bacharach medido por un opacímetro o por

diferencia de pesada de un filtro, nos indica tiro insuficiente, mal funcionamiento del ventilador o del regulador, mal suministro de combustible, inadecuada λ relación aire/combustible, hogar defectuoso, filtraciones de aire, mala pulverización del combustible en caso de fuel, boquillas defectuosas Índice Bacharach 0 1 2 3 4 5 6 % Perd. inquemados 0,0% 0,7% 1,3% 2,4% 3,5% 4,7% 6,0%

La escala de Bacharach va de 0 (Blanco 0% opacidad) o 10 (Negro 100% opacidad) La escala de Ringelman va de 0 (Blanco 0% opacidad) o 6 (Negro 100% opacidad) Otra escala de opacidad es la MIRA (Motor Industry Research Association)

Opacidad grs/m3

10% 0,033 30% 0,133 50% 0,264 70% 0,462 90% 0,844

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- Una temperatura elevada en los gases de combustión, medida en la base de la chimenea, indica exceso de tiro, superficies internas con mal intercambio, recorrido insuficiente de los humos, hogar sobredimensionado, exceso de combustión.

Un ejemplo de horno de pintura

Si consideramos que los consumos en cada horno son proporcionales a las potencias

instaladas vamos a comprobar en donde se producen las perdidas de calor para estos consumos. Túnel de tratamiento, lavado de material. Existe un depósito de 6.000 l en donde se le aplican productos para la limpieza del material antes de aplicarle la pintura. El consumo de agua es elevado por las purgas para la limpieza del arrastre y la evaporación que se produce, que por diferencia en los consumos estimamos es del 5%.

Túnel Tratamiento 400 kW Horas funcionamiento 8 h Consumo diario 3.200 kWh Calentamiento Agua Volumen agua 6.000 l Renovación agua día 30.000 l

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Renovación agua hora 3.750 l Tª red 9 ºC Tª trabajo 60 ºC Tª media horno 30 ºC Evaporación 5% Perdidas Agua 353 kWh

Se producirán unas perdidas debidas al calentamiento del propio horno que parte cada día de una temperatura ambiente, como media anual y del calor remanente la vamos a estimar en 25,5 ºC.

Perdidas Calentamiento Horno 15 kWh Tª ambiente 25,5 ºC Largo 22 m Alto 2,5 m Ancho 2,2 m Panel 0,1 m Volumen Panel Horno 15,84 m3 Cp Panel 0,22 W/ ºC m2 Densidad panel 600 kg/m3 Chapa Fe dos caras 0,008 m Volumen Fe Horno 1,2672 m3 Cp Fe 0,13 W/ ºC m2 Densidad Fe 7800 kg/m3

Por las paredes del horno se produce durante su funcionamiento unas perdidas debidas a la transmisión del aislamiento, la radiación de la pared exterior que alcanza una determinada temperatura en función de la emisividad de la chapa de acero al carbono y una convección que estimamos en función de la temperatura exterior y la velocidad del aire ascendente en función de la temperatura exterior aproximándolo a una como una placa vertical.

Perdidas Aislamiento 27 kWh Perdidas Transmisión 0,20 kWh Superficie 158,4 m2 Transmisión aislamiento 0,036 W ºC m2 Emisividad Radiación 30ºC 0,01 W ºC m2 Perdidas Radiación 0,00 kWh Velocidad 0,25 m/s Perdidas Convección 26,73 kWh

Calculamos las perdidas del horno debidas a la temperatura de los gases de escape del quemador, este está dentro del depósito de 6.000 l de agua, transmitiéndole calor. De la medida de los gases de escape registrada en un quemador similar vemos que durante su funcionamiento la Tª es de 243ºC cuando éste para la temperatura es de 150ºC debida a la propio calor de los materiales. Si consideramos esta Tª y la cantidad de aire estequiométrico más el exceso de aire mínimo de un quemador de GN obtenemos la energía que se pierde

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en los gases de combustión del proceso por diferencia de entalpía de ese aire con el aire ambiente. Poder Calorífico Inferior Gas Natural 10.500 kcal/Nm3 Aire estequiométrico O2 21% 79% Gases Inertes Gas Natural 9,50 m3/Nm3 Exceso de aire característico 1,09 9% Densidad aire 300ºK 1,1614 kg/m3 cal/g ºC Calor específico aire 300ºK 1.007 J/kg ºK 4186,75 250ºK 1006 300 Calor específico aire 300ºK 0,28 kcal/m3 ºC 250ºK 1,3947 250 ZONA LLAMA aire (m3/h) h/día Quemador 344.000 kcal/h 33 Nm3/h 339,25 8 Nº Quemadores 1 GN Nm3/h m3/h Potencia Térmica Horno 344.000 kcal/h 33 Nm3/h 65,52 405 Estos 405 m3/h a estas temperaturas contienen esta energía.

ºC To ºK kg/m3 Ce (J/kgK) Q (m3/h) kcal/h

250 1,395 1.006 19 292 1,199 1.007 0,288 405 2.217,0

300 1,161 1.007 450 0,774 1021

243 516 0,681 1.034 0,168 405 16.532,4 550 0,6329 1040 Diferencia 14.315,4 kWh 16,65

Por último el calor que le cedemos al material y que sale del horno caliente.

Perdidas Salida Producto 4 kWh Material por metro 8 kg/m Velocidad 2 m/minuto Material en el horno por hora 960 kg

Todos ellos en las 8 horas de funcionamiento nos dará el consumo total que en porcentaje resulta:

Túnel Tratamiento Perdidas Agua 2.826 kWh 88% Perdidas Calentamiento Horno 15 kWh 0,5% Perdidas Aislamiento 215 kWh 7% Perdidas Chimenea 243ºC 133 kWh 4% Perdidas Salida Producto 35 kWh 1% 3.224 kWh 100%

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Si hacemos esto para el horno de secado en función de las temperaturas registradas con la cámara termográfica tenemos:

Horno Secado 225 kW Horas funcionamiento 8 h Consumo diario 1.800 kWh Tª trabajo 190 ºC Tª media horno 109 ºC Perdidas Calentamiento Horno 583 kWh Tª ambiente 25,5 ºC Largo 10,5 m Alto 2,5 m Ancho 2,2 m Panel 0,1 m Volumen Panel Horno 7,56 m3 Ce Panel 0,3 Densidad panel 600 kg/m3 Chapa Fe dos caras 0,008 m Volumen Fe Horno 0,6048 m3 Ce Fe 1,2 Densidad Fe 7800 kg/m3 Perdidas Aislamiento 47 kWh Perdidas Transmisión 0,45 kWh Superficie 75,6 m2 Transmisión aislamiento 0,036 W ºC m2 Coeficiente Radiación 60ºC 0,02 W ºC m2 Perdidas Radiación 0,01 kWh Velocidad 0,9 m/s Perdidas Convección 46,2 kWh Perdidas Salida Producto 81 kWh Tª entrada producto 40 ºC

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Tª salida producto 110 ºC Material por metro 8 kg/m Velocidad 2 m/minuto Material en el horno por hora 960 kg

En este caso el quemador es en vena de aire, lo que vamos a considerar con un

exceso de aire mayor del 130% y la temperatura de salida de los gases de combustión de 275ºC pues aunque existen ventiladores que mejoran el régimen turbulento dentro del horno la transmisión es mas difícil y prácticamente será como la temperatura interior registrada, con el aporte de aire de entrada y salida de material: Poder Calorífico Inferior Gas Natural 10.500 kcal/Nm3 Aire estequiométrico O2 21% 79% Gases Inertes Gas Natural 9,50 m3/Nm3 Exceso de aire característico 2,30 130% Densidad aire 300ºK 1,1614 kg/m3 Calor específico aire 300ºK 1.007 J/kg ºK 4186,75 250ºK 1006 300 Calor específico aire 300ºK 0,28 kcal/m3 ºC 250ºK 1,3947 250 ZONA LLAMA aire (m3/h) h/día Quemador 193.500 kcal/h 18 Nm3/h 402,66 8 Nº Quemadores 1 GN Nm3/h m3/h Potencia Térmica Horno 193.500 kcal/h 18 Nm3/h 36,86 440 Estos 440 m3/h a estas temperaturas contienen esta energía.

ºC To ºK kg/m3 Ce (J/kgK) Q (m3/h) kcal/h

250 1,395 1.006 19 292 1,199 1.007 0,288 440 2.407,3

300 1,161 1.007 450 0,774 1021

275 548 0,636 1.040 0,158 440 19.080,0 550 0,6329 1040 Diferencia 16.672,6 kWh 19,39 Esto nos produce unos porcentajes en consumos de:

Horno Secado Perdidas Calentamiento Horno 583 kWh 33% Perdidas Aislamiento 373 kWh 21% Perdidas Chimenea 243ºC 155 kWh 9% Perdidas Salida Producto 645 kWh 37% 1.757 kWh 100%

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Para el horno de polimerizado tenemos: Horno Polimerizado 300 kW Horas funcionamiento 8 h Consumo diário 2.400 kWh Tª trabajo 235 ºC Tª media horno 101 ºC Perdidas Calentamiento Horno 1.107 kWh Tª ambiente 25,5 ºC Largo 22 m Alto 2,5 m Ancho 2,2 m Panel 0,1 m Volumen Panel Horno 15,84 m3 Ce Panel 0,3 Densidad panel 600 kg/m3 Chapa Fe dos caras 0,008 m Volumen Fe Horno 1,2672 m3 Ce Fe 1,2 Densidad Fe 7800 kg/m3 Perdidas Aislamiento 64 kWh Perdidas Transmisión 1,19 kWh Superficie 158,4 m2 Transmisión aislamiento 0,036 W ºC m2 Coeficiente Radiación 80ºC 0,02 W ºC m2 Perdidas Radiación 0,01 kWh Velocidad 0,59 m/s Perdidas Convección 62,8 kWh Perdidas Salida Producto 75 kWh Tª entrada producto 50 ºC Tª salida producto 115 ºC Material por metro 8 kg/m Velocidad 2 m/minuto Material en el horno por hora 960 kg

En este caso el quemador es en vena de aire, lo que vamos a considerar con un exceso de are mayor del 160% y la temperatura de salida de los gases de combustión de 275ºC pues aunque existen ventiladores que mejoran el régimen turbulento dentro del horno la transmisión es mas difícil y prácticamente será como la temperatura interior registrada, con el aporte de aire de entrada y salida de material:

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Poder Calorífico Inferior Gas Natural 10.500 kcal/Nm3 Aire estequiométrico O2 21% 79% Gases Inertes Gas Natural 9,50 m3/Nm3 Exceso de aire característico 2,60 160% Densidad aire 300ºK 1,1614 kg/m3 Calor específico aire 300ºK 1.007 J/kg ºK 4186,8 250ºK 1006 300 Calor específico aire 300ºK 0,28 kcal/m3 ºC 250ºK 1,3947 250 ZONA LLAMA aire (m3/h) h/día Quemador 258.000 kcal/h 25 Nm3/h 606,91 8 Nº Quemadores 1 GN Nm3/h m3/h Potencia Térmica Horno 258.000 kcal/h 25 Nm3/h 49,14 656 Estos 656 m3/h a estas temperaturas contienen esta energía.

ºC To ºK kg/m3 Ce (J/kgK) Q (m3/h) kcal/h

250 1,395 1.006 19 292 1,199 1.007 0,288 656 3.593,3

300 1,161 1.007 450 0,774 1021

275 548 0,636 1.040 0,158 656 28.479,9 550 0,6329 1040 Diferencia 24.886,6 kWh 28,94

Esto nos produce unos porcentajes en consumos de:

Horno Polimerizado Perdidas Calentamiento Horno 1.107 kWh 45% Perdidas Aislamiento 512 kWh 21% Perdidas Chimenea 243ºC 232 kWh 9%

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Perdidas Salida Producto 599 kWh 24% 2.449 kWh 100%

Si comparamos los tres hornos conjuntamente tenemos unos consumos en:

Túnel Tratamiento Horno Secado Horno Polimerizado

Perdidas Agua 2.826 kWh 88% Perdidas Calentamiento Horno 583 kWh 33% Perdidas Calentamiento Horno 1.107 kWh 45%

Perdidas Calentamiento Horno 15 kWh 0,5% Perdidas Aislamiento 373 kWh 21% Perdidas Aislamiento 512 kWh 21%

Perdidas Aislamiento 215 kWh 7% Perdidas Chimenea 243ºC 155 kWh 9% Perdidas Chimenea 243ºC 232 kWh 9%

Perdidas Chimenea 243ºC 133 kWh 4% Perdidas Salida Producto 645 kWh 37% Perdidas Salida Producto 599 kWh 24%

Perdidas Salida Producto 35 kWh 1% kWh

3.224 100% 1.757 100% 2.449 100%

-Secaderos: - Temperatura de gases efluentes excesiva, λ excesiva .

• Presecar la carga. • Precalentar el aire de combustión.

- Temperatura de paredes excesiva. • Mejorar aislamiento.

- Entradas de aire incontroladas. • Mejorar estanqueidad del secadero.

- Excesiva temperatura de elementos de transporte y paredes. • Aprovechar el calor de refrigeración en otros usos.

Debemos rebajar al máximo el grado de humedad de la carga antes de su entrada en

el secadero. Y estudiar la posibilidad de condensar los gases efluentes. Unas medidas de ahorro y eficiencia energética en hornos y secaderos:

Rendimientos de hornos Continuidad de los trabajos. Acortar tiempo de las paradas. Combustible y aire comburente precalentados.

Control e instrumentación Mantenimiento preventivo Asilamientos, temperatura de pared, eliminar vistas al exterior de zonas rojas No enfriar ni refrigerar los productos intermedios que se vuelven a calentar Aprovechar el calor de enfriamiento del material.

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- Aislamientos y Refractarios.

Fuente: Manuales Técnicos y de Instrucción para la Conservación de la Energía. Centro de Estudios de la energía. Ministerio de Industria

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Conductividades de refractarios a diferentes temperaturas.

Fuente: Manuales Técnicos y de Instrucción para la Conservación de la Energía. Centro de Estudios de la energía. Ministerio de Industria -Generación de Frío Industrial. Factor de carga por equipos. Instalaciones según fluidos refrigerantes.

Sistema simple de NH3

Fuente: Manuales Técnicos y de Instrucción para la Conservación de la Energía. Centro de Estudios de la energía. Ministerio de Industria

Podemos recuperar desde 77-30ºC en la condensación.

Fuente: Manuales Técnicos y de Instrucción para la Conservación de la Energía. Centro de Estudios de la energía. Ministerio de Industria

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TIPOS DE REFRIGERANTE Hidrocarburos Halogenados R-11 Tricloromonofluormetano R-12 Diclorodifluorometano No tóxico y poca potencia Domestico. Prohibido. R-22 Monoclorodifluormetano No tóxico y poca potencia. Prohibido. R-30 Cloruro de metileno R-40 Cloruro de metilo R-113 Triclotrifluoretano Toxico R-114a Diclorotetrafluoretano R-152a Difluoretano Mezclas azeotropicas de varias sustancias R-500 R-12 73,8%, R-152a 26,2% y R-407 Hidrocarburos Saturados (Petroleo y petroquímica) R-50 Metano Inflamables y explosivos. R-170 Etano Inflamables y explosivos. R-290 Poprano Inflamables y explosivos. Compuestos Inorgánicos R-717 Amoniaco Toxico. Explosivo mezclas 16-25% de amoniaco. R-718 Agua Absorción, Chorro de vapor. R-744 Anhídrido Carbónico No tóxico. Falta oxigeno. R-764 Anhídrido Sulfuroso Hidrocarburos No Saturados R-1.150 Etileno R-1.270 Propileno Aire Aeronáutica TIPOS DE COMPRESORES Desplazamiento Positivo. Alternativo Compresores alternativos. Pistón. Abierto. Rotativo. Un rotor Compresores. Hermético. Semihermético. Poca potencia. Alabes o rodillo. Compresor centrífugo o Turbocompresores. Rotativo. Dos rotores Compresor de Tornillo. Dos rotores con ranuras helicoidales. AISLAMIENTO El espesor del asilamiento está de acuerdo a las temperaturas de refrigeración. Existen antecámaras acondicionadas. Puertas automáticas y flexibles.

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FUNCIONAMIENTO INSTALACIÓN Cargas parciales y plena carga. ¿Es posible aumentar la temperatura de evaporación? ¿Es posible almacenar frío? Ciclos de desescarche PRODUCTO A ENFRIAR ¿Entra el producto a enfriar en las condiciones idóneas? Túnel de congelación La Temperatura final del producto es la adecuada. ¿Debe enfriarse el producto en el tiempo establecido? Si se tienen varios productos a diferentes Temperaturas. ¿Se pueden utilizar sistemas independientes? SISTEMA DE PRODUCCIÓN DE FRÍO ¿Número de etapas, cascada, salmuera, etc..? ¿Es el adecuado? ¿Es adecuada la centralización? ¿Condensación por agua o aire? ¿Nº de compresores adecuado? ¿Potencia? ¿Se refrigeran adecuadamente los compresores? ¿Están bien dimensionados los condensadores? ¿Son correctas las líneas de líquido y gas? ¿Es adecuada la capacidad de transmisión de los evaporadores para asegurar la temperatura de evaporación suficiente? ¿son importantes las caídas de presión de refrigerante en el condensador y los evaporadores? ¿Los compresores trabajan entre los márgenes de presión adecuados? ¿Puede disminuirse la potencia de los ventiladores de los evaporadores? ¿Cuál es el sistema de desescarche? ¿Existe energía térmica sobrante para utilizar absorción? Utilizar compresores de tornillo. Ampliar la capacidad de los condensadores. Revisar las válvulas termostáticas de expansión. (menor presión de condensación, menor perdida de carga) Motores con reguladores de velocidad. Evaporadores de tiro forzado con la mayor superficie de transmisión para disminuir la potencia de los ventiladores. Túneles de congelación rápidos antes de entrar en la cámara. Emplear motores eléctricos ajustados al consumo. Plantas de temporada, potencia de compresores. Valores a considerar: Cámaras ailadas, Flujo calorífico 8 kcal/h m2. Red de tuberías de agua 30 kW por 106 kcal/h

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Unas medidas de ahorro y eficiencia energética en instalaciones frigoríficas.

Aislamiento del recinto frigorífico. Puertas acceso automáticos y flexibles. Acondicionamiento antecámara.. Estudio del periodo punta de carga y el programa anual de régimen de funcionamiento. Desconexión. Doble compresión. Compresión en cascada. Centralización de equipos. Utilización de compresores de tornillo. Temperaturas en evaporador alta y condensación baja. Válvulas termostáticas adecuadas. Capacidad de evaporadores y Condensadores. Presión del fluido a la entrada y salida de compresor, condensador, válvula de expansión y evaporador. Aprovechamiento de la condensación. Bomba de calor. Comprobar ajustar y equilibrar las instalaciones. EJEMPLO FRIGORÍFICO VERDURAS Y FRUTA

CAMARA 1 CAMARA 2 Volumen: 305 m3 917 m3 Dimensiones: según plano según plano Tª interior: + 3ºC + 8ºC Producto: Verduras Fruta Capacidad máx. : 15.000 kg rotación diaria 50% 60.000 kg rotdia 50%

Enfriamiento producto: 10ºC viene refrigerado 10ºC viene refrigerado Refrigerante: 404A

T (K) (kg/m3) J/(kgK) W/(mK)

Manzana(75% agua) 300 840 3600 0,513 Platano(75% agua) 300 980 3350 0,481

Barajas altitud 595 TS m (1%) 35,5 TS (99%) -4,2 TS (97,5%) -0,34

3º 34´W Viento Dominante W OMD 15,8 TH(1%) 21,2

40º 28´N GD año 1168 T 23º 55% HR Puertas Pared Suelo Techo Pared int

Habitáculo Altura m2 m3 O-h-mes m2 m2 m2 m2 m2 Camara 1 5,5 238,7 1.313,1 66,5 198,03 239 239 76,9 Camara 2 3,2 46,9 150,2 36,1 114,9 47 47 2,2

G Puertas G Pared G Suelo G Techo G Pa int Perdidas Productos Total

kcal/h kcal/h kcal/h kcal/h kcal/h kcal/h kcal/h kcal/h W/kcalh-1 W 4057 1389 9466 1675 362 16.949,91 2.394,23 19.344 1,16 22.493 2204 806 1861 329 10 5.210,57 3.002,36 8.213 1,16 9.550

Q espec 20% 27,0 T (K) (kg/m3) J/(kgK) W/(mK) 20% 11,5

Manzana(75%ag) 300 840 3600 0,513 Platano(75%) 300 980 3350 0,481

kJ/(kgK) kg AT kJ horas kJ/h Camara 1 3,60 30000 20 30.023,60 3 10.007,87 Camara 2 3,60 30000 20 30.023,60 10 3.002,36

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Auditoría Energética en la Industria 60 de 151

-Sistemas de acumulación y/o transmisión de frío industrial. (Balsas con icetroles, intercambiadores, sistemas de control y regulación, etc…)

La acumulación parcial del consumo de frío en líneas de agua helada, mediante almacenamiento de hielo con frío generado durante el periodo nocturno pretende consumir menos energía eléctrica en horas punta y desplazar nuestra curva de carga de energía eléctrica hacia horas valle, de esta manera se puede descargar los consumos en hora punta con menor rendimiento en generación y mayores perdidas en transporte, con energía consumida durante las horas P6 de mayor rendimiento energético y de aprovechamiento de energía eléctrica de origen renovable como los parques eólicos cercanos cuando sea posible. Un ejemplo de una instalación de acumulación de hielo, partiría de ver cual sería el dimensionamiento adecuado de la instalación, vamos a estimar las distintas restricciones que podemos tener:

- La generación de frío con la actual instalación de amoniaco, debe ser suficiente para generación de frío, se ampliará la línea de –25ºC, ya que la repartiremos en 8 h y son las nocturnas en las que las cámaras demandan menos frío debido a que al no existir mucha carga de trabajo, no hay aperturas de puertas e introducción de producto.

- El consumo durante las horas P1 de los meses de verano son más que las horas punta de invierno, además seguidas de 11h a 19h, cuando tenemos mayor necesidad de frío. En invierno las horas P1 están en dos periodos de tres 11h a 13h y de 19h a 21h . Las horas P2 en invierno están 5 h entre medias de estos intervalos. El total de horas al año posibles son:

días h P1 h P2 h P1 h P2 Enero 22 6 10 132 220 Febrero 20 6 10 120 200 Diciembre 19 6 10 114 190 366 610 días h P1 h P2 h P1 h P2 Junio 21 9 7 189 147 Julio 22 9 7 198 154 387 301 Total 753 911

Suponiendo en invierno un consumo de 650 kW para 11 horas:

kW h kWh

650 11 7.150 Diametro Bola

137 mm 89 Wh/ud Calor latente

46,3 kWh/m3 154 m3 150%

2 h 975 kW 8,8 ancho 7,3 horas 8,8 largo

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-

ALMACENAMIENTO INTERMEDIO

4 x 50.000l 6 x 100.000l 2 x 20.000l 3 x 15.000l

ESTERILIZACIÓN UHT Y HOMOG.

1 x 10.000l 1 x 30.000l 1 x 3.000l

ALMACENAMIENTO DE LECHE Y SUERO8 x 250.000l 1 x 10.000l 1 x 30.000l

MANTEQUERÍA1 x 4.000l

QUESO FUNDIDO1 x 27.000l

PREPARACION PROD. LACTEOS SEMIELEBORADOS3 x 30.000l 1 x 3.000l 2 x 2.700l 2 x 10.000l

ENFRIADOR7.500l/h

4 x 10.000l 1 x 1.000l

ENFRIADOR2.500l/h

CONCENTRA., DESECACION Y ENV. LECHE EN POLVO

4 x 15.000l 1 x 1.500l 4 x 15.000l

ULTRAFILTRA. 25.000 Frig/hora

3 x 20.000l

TRATAMIENTO DE SUERO

ENFRIADOR50.000l/h

3 x 60.000l 2 x 15.000l

CONCENTRACIÓN

5 x 20.000l

FRABRICACIÓN DE LACTOSA

3 x 60.000l

BUTTEROIL - ALMACENAMIENTO

1.000l

FRABRICACIÓN MGLA

INTERCAMBUT10 CDS-S-16

INTERCAMBUT1D CDS-S-16

2 x 30.000l

2 x 500l

FRABIC.MANTEQUILLA CONCENTRADA Y RECOMBINADA

INTERCAMB.PA81048

2 x 1.000l2 x 40.000l 2 x 2.500l

FRACCIONAMIENTO DE MGLA

INTERCAMB.X13BN

4 x 40.000l3 x 25.000kg 5 x 40.000l

INTERCAMB.UT10 CDS-S-16

INTERCAMB.SIGMA X13NAL

DESODORIZACION MGLA

INTERCAMB.SEGMA 26BNL

INTERCAMB.SEGMA 26BNL

DEPOSITOS DE 40 TM

6 x 40.000l

DEPOSITO EXTERIORES

6 x 40.000l 2 x 25.000l

TORRE-B 1.800kg/h

DESECACIÓN ENV.SUERO Y LECHE EN POLVOTORRE-C 1.500kg/h

ALFA LAVAL 1

ALFA LAVAL 2

ALFA LAVAL 4

ALFA LAVAL 3

BI 1 BI 2

1 2 3 4

BR 1BR 2BR 3BR 4

1 2

AGUA +2º

AGUA +7º

INSTALACIÓN COMPRESIÓN AMONIACO

ALFA LAVAL 1

ALFA LAVAL 2

BA 1 BA 2

1 2

1

BA 2

INSTALACIÓN NUEVA COMPRESIÓN AMONIACO

700 kW 700 kW700 kW700 kW

Podíamos trasladar el consumo en verano con un 50% más de 7,3 h al día.

- El espacio de almacenamiento es reducido no podemos almacenar suponiendo a 46,3 kWh/m3 de bolas tenemos 154 m3 para una altura de 2 m, necesitamos 9 x 9 m de superficie.

- Esto supone una generación distribuida en 8 horas nocturnas P6 de 894 kW Podemos trasladar el 90% de las P1 y el 33% de las P2.

días h P1 h P2 h P1 h P2 Enero 22 6 5 132 110 Febrero 20 6 5 120 100 Diciembre 19 6 5 114 95 366 305 días h P1 h P2 h P1 h P2 Junio 21 7 153 - Julio 22 7 161 - 314 - Total 680 305 90% 33%

Si consideramos que la energía eléctrica generada por un mix en horas de 0-8h en

los días laborables, evitando el consumo en hora punta y llano, podemos obtener un mayor

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aprovechamiento de la generación eólica que es necesario desconectar por falta de demanda, además de evitar la necesidad de utilizar turbinas de combustibles fósiles. Sí que podemos estimar que el 30% de las horas P1 y un 15% de las horas P2 son sustituibles por energía eólica nocturna. La energía eléctrica consumida en frío tiene una distribución en los periodos: Salida P1 P2 P3 P4 P5 P6 Agua Fría 4104 FRIO NUEVO 223.708 268.136 128.974 214.591 428.649 1.747.561 3.011.619

La generación de agua helada en proporción a las necesidades de frío para las cámaras repartido por potencia instalada es del 80%, así que la energía eléctrica que es posible dejar de consumir sería de

P1 P2

223.708 268.136

20% 15% KWh/año

44.742 40.220 84.962 El ahorro económico anual es de:

P1 P2 P3 P4 P5 P6 €/año

kWh/año 223.708 268.136 128.974 214.591 428.649 1.747.561

Cent€/kWh 11,19744 9,91902 10,02803 8,93659 8,04590 7,21042

€/año 25.050 26.596 12.934 19.177 34.489 126.006 244.252

0,10 0,67

kWh/año 22.371 179.651 128.974 214.591 428.649 2.037.383

€/año 2.505 17.820 12.934 19.177 34.489 146.904 233.828

Diferenc. Energía 10.424

kW 350 350 350 350 350 350

€/kW 10,09224 5,05049 3,69612 3,69612 3,69612 1,68641

3.532 1.768 1.294 1.294 1.294 590 9.771

kW 50 100 350 350 350 500

505 505 1.294 1.294 1.294 843 5.734

Diferenc.Potencia 4.037

Total año 14.461

02 ACUMULACIÓN DE HIELO 02.01 Ud Depósito 42 m3 3,00 22.963,37 68.890,1102.02 m2 Aislamiento depósitos 225,00 34,50 7.762,5002.03 Ud Modificación Instalación amoniaco 1,00 14.373,66 14.373,6602.04 Ud Bolas 135.000,00 0,99 133.650,00 02 224.676,27

El retorno de la instalación es bastante alto en este caso.

Presupuesto € Ahorro ktep/año €/año Retorno simple Acumulación Frío 224.676 0,007 14.461 15,5

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-Aire comprimido. Sistemas de regulación. Control de fugas. Los tipos de compresores utilizados en la generación de aire comprimido son de desplazamiento positivo o de flujo continuo. Los más utilizados dentro del primer grupo son los alternativos de pistón, o los rotativos: de tornillo, aletas, anillo líquido, o soplantes.

Consumos eléctricos de una instalación. Las perdidas por fugas suelen ser en instalaciones con mantenimiento del 5-10% en instalaciones descuidadas pueden llegar al 50%.

Ud Consumidores Ppales W kW

1 Compresor 42.600 42,6 1 Tronzadora 1.470 1,5 1 Robot limpieza 551 0,6 1 Máquina Corte doble cabezal 3.190 3,2 1 Soldadora PVC 4.400 4,4 7 Ordenador 400 2,8 3 Radiadores eléctricos 830 2,5 2 Calentadores ACS 1.600 3,2

1 Iluminación 4.250 4,3 65,0

La ubicación del compresor es fundamental para el ahorro y la eficiencia por la

temperatura y humedad del aire exterior de admisión y por la proximidad a un elemento que podamos ceder el calor generado. En un compresor refrigerado por aire el calor radiado al aire de la sala es equivalente al 65% o más del consumo eléctrico del motor.

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Auditoría Energética en la Industria 64 de 151

Fuente: Manuales Técnicos y de Instrucción para la Conservación de la Energía. Centro de Estudios de la energía. Ministerio de Industria

Unas medidas de ahorro y eficiencia energética en instalaciones de aire comprimido:

Mantenimiento. Sistema de control. Perdidas de carga. Fugas. Depósitos de almacenamiento. Utilización de compresores multietapa. Factor de carga. Recuperación de energía en el compresor 80% y en el secador frigorífico. Localización. 4ºC de aumento de Tª aire aspiración 1% más de energía consumida.

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-Iluminación de interiores y exteriores.

Luz espectro de la onda de energía radiante entre longitud de onda 380 y 760 nm. Dentro de este espectro visual la máxima sensación luminosa para el ojo humano es para la radiación verde-amarillenta 555 nm. Flujo energético de una fuente radiante Fe unidad W (J/s) Flujo Luminoso F = Fe λ Vλ F Flujo luminoso lumen (lm) Fe λ Flujo luminosos fuente que radía una cantidad energía long. onda λ / t Vλ Factor de eficacia V

F = Fe1 λ 1 Vλ 1 + Fe2 λ 2 Vλ 2 1 W de energía radiante 555=λ nm equivale a 683 lm Rendimiento Luminoso. Iluminancia.

E = SF

E Iluminancia 1 lux = 1 lm / 1 m2

Luxómetro o fotómetro mide iluminancia Intensidad luminosa.

I = ωF

Intensidad luminosa I Candela 1 cd = 1 lm / 1 sr Cantidad de flujo luminoso F emitido por una fuente por unidad de ángulo sólido ω sr esterorradián Luminancia

L = ´S

L

Luminancia 1 nit = 1 Cd / 1 m2 Luminancímetros o nitómetros miden luminancia Rendimiento Luminoso K unidad vatio lm /W Color Diagrama cromaticidad X rojo Y verde Z azul Temperatura de color. Los objetos emiten luz si se calientan, Lamparas filamento tugsteno 2.600-3.000 ºK Negro Tª normal Rojo a 800 ºK Amarillo a 3.000ºK y Blanco a 5.000 ºK

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Tipos de lámparas Incandescencia. Lámparas incandescentes. Proceso térmico. 575ºC . Están todas las λ Luminiscencia. Emisión de radiación luminosa por átomos moléculas o iónes excitados. Espectro discontinuo. Lámparas Descarga. Corriente eléctrica a través de un gas situado entre dos conductores sólidos (electrodos) Se pueden producir: Descargas Luminiscentes, descargas por arco a baja presión o a alta presión. Lámparas fluorescentes. Cubrir con polvo fluorescente el tubo. Transforman la λ corta no visible en larga visible. Inducción. Campo electromagnético con bobina de alta frecuencia excita los átomos de una atmósfera gaseosa.

Fuente: Guía Técnica de iluminación Eficiente. Residencial Terciario. Comunidad de Madrid.

Fuente: Guía Técnica de iluminación Eficiente. Residencial Terciario. Comunidad de Madrid.

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Auditoría Energética en la Industria 67 de 151

Fuente: Guía Técnica de iluminación Eficiente. Residencial Terciario. Comunidad de Madrid. Tipos de luminarias según la distribución fotométrica.

Fuente: Guía Técnica de iluminación Eficiente. Residencial Terciario. Comunidad de Madrid. La norma UNE EN 12.464 respecto a la iluminación en los lugares de trabajo define

los parámetros en función de áreas, tareas y actividades. Por ejemplo en oficinas:

Fuente: Guía Técnica de iluminación Eficiente. Residencial Terciario. Comunidad de Madrid.

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Auditoría Energética en la Industria 68 de 151

Fuente: Guía Técnica de iluminación Eficiente. Residencial Terciario. Comunidad de Madrid. La directiva europea 2000/55/CE de 18 de diciembre establece los requisitos de

eficiencia energética de los balastros de las lámparas fluorescentes. Los balastos se clasifican, en función del Índice de Eficiencia Energética (IEE)

según el consumo de la combinación balasto-lámpara, en los siguientes tipos:

A1 Balastos electrónicos regulables. A2 Balastos electrónicos con pérdidas reducidas. A3 Balastos electrónicos. B1 Balastos magnéticos con pérdidas muy bajas. B2 Balastos magnéticos con bajas pérdidas. C Balastos magnéticos con pérdidas moderadas. D Balastos magnéticos con pérdidas muy altas.

Una lámpara de 36W (T8) la potencia consumida en función del tipo de balastro es:

La Directiva establece la prohibición y comercialización de los balastos de clase D

desde Mayo de 2002 y la de los balastos de clase C desde Noviembre de 2005.

Fuente: Guía Técnica de iluminación Eficiente. Residencial Terciario. Comunidad de Madrid.

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Auditoría Energética en la Industria 69 de 151

Unas medidas de ahorro y eficiencia energética en instalaciones de iluminación:

Combinación adecuada de luz natural y artificial. Distribución. Control. Nivel de iluminancia y uniformidad adecuados. Lámparas. Eficacia (lm/W) Vida (h) Depreciación del flujo emitido (%) Respuesta a las condiciones de empleo. Color (k) Compacidad. Tiempo de encendido y reencendido. Luminarias adecuadas y limpieza. Equipos eléctricos asociados. Balastros. Equipos de regulación y control de encendido. Aproveche al máximo la iluminación natural mediante la instalación de células fotosensibles que regulen la iluminación artificial en función de la cantidad de luz natural, o independizando los circuitos de las lámparas próximas a las ventanas o claraboyas. Establezca circuitos independientes de iluminación para zonificar la instalación en función de sus usos y diferentes horarios. En grandes instalaciones los sistemas de control centralizado permiten ahorrar energía mediante la adecuación de la demanda y el consumo además de efectuar un registro y control que afecta tanto a la calidad como a la gestión de la energía consumida. Instale detectores de presencia temporizados en los lugares menos frecuentados (pasillos, servicios, almacenes, etc.). Una fuente de ahorro importante es instalar programadores horarios que apaguen o enciendan las luces a una determinada hora. Elija siempre las fuentes de luz con mayor eficacia energética en función de sus necesidades de iluminación. Emplee balastos electrónicos, ahorran hasta un 30 % de energía, alargan la vida de las lámparas un 50 % y consiguen una iluminación más agradable y confortable. Realice un mantenimiento programado de la instalación, limpiando fuentes de luz y luminarias y reemplazando las lámparas en función de la vida útil indicada por los fabricantes.

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-Motores eléctricos.

La selección del conjunto moto-bomba para distribución de agua en función de las necesidades de diseño del sistema hidráulico es fundamental. Un ejemplo:

Fuente: Manuales Técnicos y de Instrucción para la Conservación de la Energía. Centro de Estudios de la energía. Ministerio de Industria

El tipo de motor eléctrico para cada aplicación también.

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Auditoría Energética en la Industria 71 de 151

Fuente: Manuales Técnicos y de Instrucción para la Conservación de la Energía. Centro de Estudios de la energía. Ministerio de Industria

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Auditoría Energética en la Industria 72 de 151

Fuente: Manuales Técnicos y de Instrucción para la Conservación de la Energía. Centro de Estudios de la energía. Ministerio de Industria Podemos tener ahorros importantes en sistemas con caudal constante y presión variable utilizando variadores de velocidad (frecuencia).

Fuente: Manuales Técnicos y de Instrucción para la Conservación de la Energía. Centro de Estudios de la energía. Ministerio de Industria

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Auditoría Energética en la Industria 73 de 151

Un ejemplo práctico para circulación del agua en un circuito de agua de refrigeración que funciona constantemente 24 h/día, 365 día/año y se realiza por tres bombas que a través de las distintas líneas de proceso consumen frío. Las líneas de consumo de frío tienen una regulación todo-nada, de tal manera que cuando se necesita frío en el proceso se abre la válvula de paso y cuando no se necesita se cierra, no existe regulación de caudal ni retorno, esto produce dos problemas fundamentales:

- Las bombas están siempre al máximo de rendimiento y de consumo eléctrico de tal

forma que cuando se reduce el consumo de frío al cerrar las válvulas y reducir el caudal, estas aumentan la presión disponible según sus curvas características.

- Al no existir equilibrado hidráulico en las diferentes líneas determinadas válvulas de regulación de caudal, normalmente de varios puntos, si aumenta mucho la presión pierden su poder de regulación por no existir diferencia de presión en la línea adecuada, no pudiendo ajustar los consumos frigoríficos a las necesidades. El consumo de frío en la fábrica se regula por estrangulación, se deja pasar agua fría

o se cierra, depende de cuantos sistemas estén abiertos dejando pasar agua fría, harán que las perdidas de carga en la línea sean mayores o menores y según la curva característica de las bombas B1 y B2 que están en paralelo, aportarán más o menos caudal. Se ha registrado la variación del caudal que vendrá en función de la apertura de las válvulas de los demandantes con estos valores máximos y mínimos:

m3/h

11/16/2008 1:45:47 213,64 11/13/2008 18:13:55 440,79

El sistema recircula 122% más de agua en enfriamiento aportado por la planta de

amoniaco en las balsas que la impulsión a proceso en fábrica en las dos líneas L1 y L2, por ello cuando se producen los grandes consumos de frío se desplaza el salto térmico.

Bombas kW Rodete rpm modelo If I kW CV m3/h m

B3 37 175 2.900 8020 16,7 28,7 17,5 23,3 130 35 B2 37 175 2.900 8020 16,7 28,7 17,5 23,3 130 35 B1 30 315 1.450 10032 21,0 36,1 22,0 29,4 135 35

395 BR1 11 1.480 100250 7,0 9,3 120 BR2 11 1.480 100250 7,0 9,3 120 BR3 11 1.480 100026 7,0 9,3 120 BR4 11 1.480 100026 7,0 9,3 120

480 122% Considerando que las aportaciones de caudal de cada bomba se realiza en función

de las potencias eléctricas consumidas en función de las intensidades de línea medidas en un instante en el cuadro general de frío para cada bomba. Con las curvas características de las bombas obtenemos el caudal aportado y la potencia eléctrica consumida.

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Auditoría Energética en la Industria 74 de 151

Repartiendo los caudales registrados cada 15 minutos durante la semana, vemos que existen 55 periodos por debajo de 250 m3/h, 191 entre 250 m3/h y 280 m3/h y 190 entre 310m3/h y 350 m3/h.

m3/h H m m3/h B2 m3/h B1 kW B2 kW B1 KW total h/año kWh 0-250 55 8% 36 110 140 16,5 15,9 32,4 716 23.187

250-280 191 29% 35 130 150 18 18,8 36,8 2.485 91.459 280-310 228 34% 28 145 165 18 22,5 40,5 2.967 120.153 310-350 190 29% 17 170 180 18,8 26,3 45,1 2.472 111.500 100% 8.640 346.300

Haciendo una extrapolación de los registros de esta semana como si se repitiera el mismo funcionamiento durante todo el año y con las curvas características de las bombas sacamos las potencias eléctricas consumidas para cada intervalo de consumo. Instalando un variador de velocidad en la bomba B1 y dejando funcionar la bomba B2 siempre a caudal máximo, regulando la variación de frecuencia de la bomba B2 en función de un presostato instalado en la impulsión de la línea manteniendo siempre una presión de 17 m.c.a. podemos calcular la cantidad de energía eléctrica que ahorramos en cada intervalo de caudal, ya con la bomba B2 consumiendo la energía eléctrica en función del caudal que aporta, así:

m3/h H m m3/h B2

m3/h B1 kW B2 kW B1

KW total media h/año kWh kWh

0-250 55 8% 17 185 65 18,8 10,4 29,2 24,0 716 17.162 - 6.026 250-280 191 29% 17 185 95 18,8 15,1 33,9 31,6 2.485 78.415 - 13.044 280-310 228 34% 17 185 125 18,8 19,9 38,7 36,3 2.967 107.792 - 12.361 310-350 190 29% 17 185 165 18,8 26,3 45,1 41,9 2.472 103.619 - 7.881 100% 8.640 306.988 - 39.313 El ahorro anual que se produce es de 39.313 kWh que si valoramos este ahorro con los precios correspondientes en cada periodos en los que se consume el ahorro anual es de 3.191 €/año. Con esta medida se ahorrarían 3,38 tep/año de energía primaria.

P1 P2 P3 P4 P5 P6 Total kWh 2.929 3.508 1.724 2.804 5.696 22.651 39.313 7% 9% 4% 7% 14% 58% Cent€/kWh 11,19744 9,91902 10,02803 8,93659 8,04590 7,21042 €/año 327,94 348,01 172,91 250,62 458,27 1.633,22 3.190,98 04.01 Ud Variador valocidad 25 kW 1,00 4.657,09 4.657,0904.02 Ud Modificación instalación eléctrica 1,00 1.696,16 1.696,16 04 6.353,25

Presupuesto € Ahorro ktep/año €/año Retorno simple

Variador Velocidad 6.353 0,003 3.191 2,0

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Unas medidas de ahorro y eficiencia energética en motores eléctricos: Variadores de velocidad (frecuencia) en sistemas que lo requieran. Arranques y paradas rápidas. Utilización de motores de alto rendimiento. 10% ahorro Amortización a partir de 2.500 h/año funcionamiento.

-Torres de Refrigeración.

Los procesos de enfriamiento evaporatívo tienen un rendimiento mucho más elevados que los enfriamientos por aire (aeroconvector) ya que, si en el primer aso solamente tenemos el calor latente del aire, en la torre aprovechamos un 15% de calor sensible y un 85% de calor latente en la evaporación. Consideraciones de la torre de refrigeración, temperatura de bulbo húmedo del lugar donde está ubicada, potencia térmica que es capaz de disipar en condiciones CTI (Cooling Tower Institute) 35ºC entrada de agua, 29,5ºC temperatura de salida de agua, 25,5 ºC de temperatura de bulbo húmedo lo que corresponde a una cercanía de 4ºC y un intervalo de enfriamiento de 4,5ºC.

En circuito abierto, de tiro inducido o forzado. De flujo cruzado.

En circuito cerrado. Puede ser de tiro forzado. Híbridas con flujo mixto.

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Comprobación de potencia, número y tipo de ventiladores y bombas circuladoras. Regulación termostática. Unas medidas de ahorro y eficiencia energética en torres de refrigeración.:

Comprobación de la calidad de agua de suministro. Ablandamiento y desmineralización. Limpieza y desincrustante. Controlar los ciclos de concentraciones de sólidos disueltos. Purgas. Ventiladores centrífugos y transmisión por correa. Utilización de variadores de velocidad (frecuencia) en sistemas que lo requieran. Protocolos de mantenimiento. Bomba de calor para recuperación de calor en procesos a baja temperatura (45ºC).

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OPTIMIZACIÓN DE LOS SISTEMAS CONSUMIDORES DE ENERGÍA. PROPUESTAS DE MEJORA Y VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA.

Explicación de las estrategias para la optimización energética de los sistemas consumidores de energía. Utilización de MTD’s en tecnologías horizontales. Podemos considerar las tecnologías horizontales a las que toda industria poseen en sus instalaciones de producción, talleres u oficinas. En el capítulo anterior se han dado las mejores técnicas para el ahorro en cada uno de los procesos comunes a todos los sectores industriales.

Las Mejores Técnicas Disponibles para el ahorro de energía en cada sector se han

recopilado de las auditorías energéticas realizadas, las publicadas y los estudios de sectores realizados por la Administración Pública estatal o de cada Comunidad Autónoma. - Definiciones y tipos de MTD. Las MTD por sectores industriales. Tabla general de las MTD por sectores industriales e índices de ahorro. Criterios de aplicabilidad y elección de cada MTD al proceso en cuestión.

El RD 475/2.007 aprueba la nueva Clasificación Nacional de Actividades Económicas CNAE- 2.009 que se aplica a partir de este año los códigos CNAE establecen grupos que a su vez se dividen en subgrupos de la forma siguiente: 01.- Agricultura, ganadería caza y actividades de los servicios relacionados con las mismas

011Producción agrícola 0111 Cultivo de cereales y otros cultivos 0112 Cultivo de hortalizas, especialidades de horticultura y productos de vivero 0113 Cultivo de frutas, frutos secos, especias y cultivos para bebidas

02.- Selvicultura, explotación forestal y actividades de los servicios relacionados con las misma 0210 Selvicultura y explotación forestal

0202 Actividades de los servicios relacionados con la selvicultura y explotación forestal

20.- Industria de la madera y del corcho, excepto muebles, cestería y espartería 201 Aserrado y cepillado de la madera; Preparación industrial de la madera

202 Fabricación de chapas, tableros contrachapados, alistonados, de partículas aglomeradas, de fibras y otros tableros y paneles 203 Fabricación de estructuras de madera y piezas de carpintería y ebanistería para la construcción 204 Fabricación de envases y embalajes de madera 205 Fabricación de otros productos de madera. Fabricación de productos de corcho, cestería y espartería 2051 Fabricación de otros productos de madera 2052 Fabricación de productos de corcho, cestería y espartería

Del informe de Sectores y Políticas del Ministerio de Industria, Turismo y Comercio

del año 2.006 podemos estudiar la estructura de producción y su evolución en los últimos años de la Industria manufacturera de España. Igualmente el nivel de Intensidad Tecnológica.

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Estudiaremos diferentes sectores de los cuales tenemos datos de consumos de energía y MTD Mejores Técnicas Disponibles relacionadas con el ahorro de energía.

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SECTOR MADERA CNAE 20

Fuente: Plan de Asistencia Energética en el Sector EREN

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Proceso Productivo Aserrado.

Fabricación de tablero de partículas.

Fuente: Plan de Asistencia Energética en el Sector EREN

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Los consumos de energía eléctrica y calorífica en cada proceso varían según el tipo de madera así tendremos:

t/m3 coniferas t/m3 frondosas 0,435 0,545

kWh/m3 min kWh/m3 max 15 20

kWh/t min kWh/t max 34,5 36,7 E. Eléctrica E. Calorífica

kWh/m3 med kWh/t media kWh/t ASERRADERO 19,4 35,6 - DESENRROLLADO 55,0 100,9 - ASTILLADO 60,0 110,1 - PRENSADO 15,0 27,5 367,0

El consumo de energía mayor se produce en el secado:

SECADO a 170-300ºC 4 m3/kg H20 60%Recuperación de energía secadero 20% 60%

Secadero tradicional.

Fuente: Plan de Asistencia Energética en el Sector EREN

Aplicación con bomba de calor, puede ser en circuito cerrado o mezclando aire del exterior.

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Fuente: Plan de Asistencia Energética en el Sector EREN

Los consumos de energía calorífica según el proceso empleado en el secado son:

Consumo E. Calorífica kWh/t min kWh/t min kWh/t media Tradicional 900 1.300 1.100

Alta temperatura 1.500 1.800 1.650 Bomba de Calor 500 600 550 Vacío Continuo 1.500 1.700 1.600

Diagrama de Sankey del proceso de aserrío.

Fuente: Plan de Asistencia Energética en el Sector EREN

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Diagrama de Sankey del proceso de tablero de partículas..

Diagrama de Sankey del proceso de tablero de fibra..

Fuente: Plan de Asistencia Energética en el Sector EREN

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Diagrama de Sankey del proceso de tablero contrachapado.

Fuente: Plan de Asistencia Energética en el Sector EREN

Cogeneración con caldera de vapor.

Fuente: Plan de Asistencia Energética en el Sector EREN

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Cogeneración con Motores de Combustión Interna.

Cogeneración con Turbina de GN.

Fuente: Plan de Asistencia Energética en el Sector EREN

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Las medidas de ahorro de energía en este sector se centran en: • Aprovechamiento Solar para el secado. • Energía producida por residuos (Biomasa) • Cogeneración con biomasa • Descubrir y reparar todas las fugas de vapor. • Desconectar los compresores cuando no se necesiten. • Descubrir y reparar todas las fugas de aire comprimido. • Mantener regularmente los compresores e instalaciones de aire. • Evitar producciones cortas donde se requieran grandes cantidades de calor. • Utilizar el equipo más eficiente a su máxima capacidad y equipo menos eficiente solamente dondesea necesario. • Desconectar toda la maquinaria y equipo cuando no se necesite. • Asegurar que todo el equipo mecánico es apropiado y está regularmente lubricado. • Comprobar que las máquinas eléctricas no estén sobredimensionadas para su trabajo. • Reducir/eliminar el transporte de stocks calientes entre operaciones donde sea posible. • Desconectar el suministro de agua cuando no se necesite. • Taponar todos los ventiladores no utilizados, especialmente en techos y tejados. • Mantener abiertas las puertas exteriores grandes las menos veces posibles. • Considerar el uso de puertas flexibles en las puertas exteriores que deben permanecer abiertas durante largos períodos y/o cortinas flexibles alrededor de camiones y tractores estacionados en laspuertas, para sellar la entrada. • Proteger el aislamiento térmico del medio ambiente y de daños físicos. • Vigilar los parámetros de combustión. • Controlar la calidad del agua de alimentación a caldera • Controlar el nivel de purgas. • Vigilar el estado general de aislamientos. • Verificar el funcionamiento de los instrumentos y elementos de control. SECTOR ALIMENTACIÓN

La distribución de empresas por subsectores en la alimentación son: 2.007 Alimentación y bebidas 31.492 50% Cárnica 4.414 7% Pescados 782 1% Frutas y hortalizas 1.411 2% Aceites 1.570 2% Lácteas 1.670 3% Molinería 731 1% Alimentación animal 900 1% Otros alimentos 14.829 24% Bebidas 5.185 8% 62.984

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Vamos a estudiar alguno de ellos en los cuales tenemos datos de auditorías

energéticas realizadas. Industria Cárnica

La distribución del consumo de energía en un matadero tipo es de: Consumo Eléctrico 41% Consumo Gas Natural 47% Consumo Fuéloleo 12%

Diagrama de proceso de un matadero:

Fuente: Plan de Asistencia Energética en el Sector EREN Proceso de chamuscado de porcino:

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Fuente: Plan de Asistencia Energética en el Sector EREN

La energía térmica suele ser transmitida a través de una red de vapor industrial, además se tiene este tipo de chamuscador para el porcino de GN. La distribución del tipo de combustible de energía térmica del sector cárnico en el año 2.005 tenía la siguiente distribución:

Sector Cárnico 2.005 Fuel 25% GN 50%

Gasóleo 16% Propano 8%

Los consumos de Energía del sector matadero se reparte:

Agua promedio mínimo máximo m3/t canal 1 6,4 3,4 E. Eléctrica mínimo máximo kwh/t canal 55 193 155 Energía Térmica kwh/t canal

Porcino 138 250 194 Vacuno 55,5 138 96,8

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Diagrama proceso del sector embutidos:

Fuente: Plan de Asistencia Energética en el Sector EREN

Los consumos de Energía del sector embutidos:

E. Eléctrica Energía Térmica kwh/t canal kwh/t canal

Embutido 566 693 Los sistemas de refrigeración en estos sectores son los mayores consumidores de energía eléctrica, los tipos empleados pueden ser:

- Sistemas de refrigeración por evaporación directa, en los que la evaporación del fluido refrigerante se realiza a través de un evaporador por el que circula el medio a refrigerar (aire de la cámara de secado).

- Sistemas de refrigeración por evaporación indirecta, en los cuales la evaporación del fluido refrigerante se realiza a través de un evaporador por el que circula un fluido intermedio (agua glicolada o agua fría) que en un intercambiador posterior absorbe el calor del medio que se desea refrigerar (aire de la cámara de secado).

- Sistemas de refrigeración condensados por aire, en los que la refrigeración del condensador se realiza mediante un intercambiador de calor por el que circula aire.

- Sistemas de refrigeración condensados por agua, en los que la refrigeración del condensador se realiza en un intercambiador por el que circula agua (normalmente procedente de un sistema dotado de torre de refrigeración por enfriamiento evaporativo).

- Sistemas de refrigeración con condensador evaporativo en el que se juntan los efectos de refrigeración del agua y del enfriamiento evaporativo.

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Por cada grado que se aumente la temperatura del evaporador se produce un 4% de

ahorro de energía.

Fuente: Plan de Asistencia Energética en el Sector EREN Mejores Técnicas Disponibles en el sector cárnico:

Consumo energía kWh/t kWh/t Reducción

• Aislamiento térmico y control del nivel del agua en el tanque de escaldado. 22,5 17,2 24% • Limpieza previa del animal antes del escaldado. • Instalación de sistemas para minimizar las fugas de frío en las cámaras. • Utilización de túneles de aire frío para la refrigeración de canales. • Recuperación de calor de la planta de frío. • Adecuada gestión del consumo energético. Trigeneración. • Aislamiento térmico de superficies frías y calientes. 17 4,24 75% • Control automático de la temperatura del agua caliente. • Reducción del consumo energético de los esterilizadores de cuchillos. • Mejora de la gestión del aire comprimido. 12% • Implementar un sistema de gestión de la refrigeración. 20% • Optimización de la eficiencia de la ventilación. • Esterilización de sierras en cabinas con boquillas de agua caliente.

Diagrama de Sankey de una cogeneración con aprovechamiento de calor residual de

un motor de combustión interna de GN.

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Auditoría Energética en la Industria 91 de 151

Fuente: Plan de Asistencia Energética en el Sector EREN Esquema de proceso de Trigeneración con turbina de GN.

Fuente: Plan de Asistencia Energética en el Sector EREN

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Industria Láctea La distribución del sector lechero y su producción en España comparada con la UE es:

Fuente: Plan de Asistencia Energética en el Sector EREN

Los consumos de Energía en una Industria Láctea tipo son: Energía Eléctrica Energía Calorífica kWh/t kWh/t UHT 155 300 LECHE POLVO 565 2.710 CONCENTRADOS PROTEINAS 545 3.600 LACTOSA 490 3.600 MANTEQUILLA 225 3.400 MGLA 235 1.360 QUESO PORCIONES 675 370 QUESO LONCHAS 915 290 QUESO BLOQUES 345 460

Diagrama de proceso del Sector Lechero:

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Diagrama de proceso del Sector Quesero:

Fuente: Plan de Asistencia Energética en el Sector EREN Los principales transmisores de energía calorífica son los intercambiadores de calor:

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El rendimiento térmico medio de los equipos es:

Fuente: Plan de Asistencia Energética en el Sector EREN Los equipos que participan fundamentalmente en el consumo de energía térmica y las técnicas para reducir el consumo energético en cada uno de ellos se basan en: Concentradores: • La temperatura máxima del producto, que no debe superar los 70-75 ºC por los problemas de degradación de proteínas. • La viscosidad, que debe mantenerse en unos niveles que permitan el flujo correcto a través de los equipos. • El número máximo de efectos, condicionado por razones técnicas, debiéndose mantener el producto en un rango de temperaturas adecuado que oscila entre 40 y 70 ºC. Con temperaturas menores a 40ºC se precisa una excesiva cantidad de agua de refrigeración. • El consumo específico y la tecnología.

Secaderos con evaporación para leche en polvo:

• Recirculación parcial del aire húmedo caliente de salida. • Aprovechamiento del calor sensible del aire caliente, para precalentar el aire de secado. • Realización del secado en dos etapas, efectuándose la primera en torres de atomización y la segunda en secaderos de lecho fluidizado. • Prolongar al máximo la concentración en los evaporadores. Ha de tenerse en cuenta que el producto de la concentración debe tener una fluidez suficientemente alta cuando entra en las torres de atomización, ya que, la energía consumida por kg de agua evaporada en torres de atomización es del orden de 10 a 20 veces mayor que en el caso de los concentradores 25. • Elevar la temperatura del aire de secado, a la vez que disminuir la del aire húmedo. Esto se puede conseguir mediante la recirculación del aire de salida, o utilizándolo para el precalentamiento del aire de entrada. En algunos casos, otra alternativa sería la utilización del calor residual de los condensados procedentes de la operación de concentración para calentar el aire de entrada a la torre de atomización. De esta forma, el aire de entrada puede incrementar su temperatura hasta 30ºC, resultando un ahorro de energía orientativo del 15%.

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• Reducir el consumo energético necesario para que se produzca la disminución de los últimos contenidos de humedad de la leche. Esto se puede alcanzar mediante la utilización del secado en dos e incluso en más etapas. • Modificación de sistema de secado por spray por un sistema de mayor eficiencia energética. La energía consumida en una torres es de:

kg vapor/kg kWhe/kg

3,23 0,331

Con la mejora podemos tener consumos de:

kg vapor/kg kWhe/kg 1,77 0,162

Obtención de Suero:

• La ósmosis inversa actualmente se utiliza en la Industria Láctea para la obtención de concentrado de lactosuero y leche. Esta técnica consiste en separar los diferentes componentes que integran la leche (agua, sales, proteínas...) por medio de membranas con un tamaño de poro de entre 5 y 20 nm a una presión de trabajo de 50 a 200 kg/cm2, con lo que se consigue la separación del agua, recompresión térmica del vapor (TVR). • La ultraósmosis o nanofiltración es un proceso de membrana que se utiliza para la conversión del suero ácido en dulce, para la desmineralización del lactosuero y para la concentración de leche y lactosuero. La leche pasa a través de una membrana de entre 5 nm y 0,2 μm a una presión de 10 a 50 (bar) y son retenidos todos los compuestos excepto el agua, las vitaminas y las sales minerales.

Pasterizadores y regeneradores: • Esta medida consiste en la colocación de placas suplementarias en la zona regenerativa del cambiador para aumentar el intercambio de calor y recuperar una mayor cantidad de energía de los flujos salientes del pasterizador o del esterilizador.

Un consumo en esterilización por un método directo tiene un consumo de calor de:

kg/h kg vapor /h kg/vapor/kg 13.000 2.340 0,180

La esterilización realizada un método indirecto tendría un consumo de calor de:

kg/h kg vapor /h kg/vapor/kg

13.000 416 0,032

Procesos de limpieza:

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• Preenjuagado con agua fría, de modo que el producto que queda en las tuberías es evacuado. • Enjuagado con solución alcalina a una temperatura aproximada de 80 ºC. • Enjuagado con agua fría. • Enjuagado con solución ácida a 70 ºC, aproximadamente. Enjuagado con agua fría. • Los sistemas de limpieza CIP (abreviatura de Cleaning In Place, véase Equipos de limpieza en el apartado de Equipos de Proceso) tienen una repercusión importante dentro de los consumos energéticos en la Industria Láctea. Las principales pérdidas de energía en dichos sistemas son debidas a: Continuo calentamiento y enfriamiento de los tanques y tuberías. Pérdidas de calor por radiación de las tuberías. Pérdidas de la solución alcalina o de agua ácida en la transición entre la evacuación de los productos químicos y la entrada de agua fría.

Un generación separa de calor y electricidad para 60 ud. eléctricas y 100 ud.

caloríficas necesitamos 280 ud. energía primaria :

El aprovechamiento de una Cogeneración implica que para 60 ud. eléctricas y 100

ud. caloríficas necesitamos 186 ud. de energía primaria un 33,5% de ahorro de energía:

Fuente: Plan de Asistencia Energética en el Sector EREN

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Sector Panadería:

La distribución de energía utilizada en el sector es: Energía eléctrica 17,1% Gasoil 26,1% Leña 0,1% Gas natural 49,4% Fueloil 7,3%

Según el Instituto para la Diversificación y Ahorro Energético en el reparto de

consumo de energía según equipos/proceso en una panadería típica:

I.D.A.E. Hornos 68,5% Equipos Mecánicos 11,3% Equipos de Fermentación 14,3% Calefacción y ACS 0,1% Alumbrado Servicios 5,9%

Una distribución de consumos de una panadería:

kWh/t Energía Eléctrica 252,8 Gas Natural 1.243,1

El diagrama de Sankey de una panadería tipo puede ser:

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La energía eléctrica se distribuye:

Energía Eléctrica

Frío 14% Calor 7% Aire Comprimido 1% Elementos mecánicos 63% Iluminación 14%

Electricidad Frío

Climatización Oficinas 7% Refrigeración 75% Agua Fria Amasadoras 18%

Electricidad Calor

Freidoras y cazos 80% Resist. Fermenta Cont. 20%

Las mejoras en los distintos consumidores y los posibles ahorros que podemos alcanzar. Hornos de cocción:

• Conozca las características de funcionamiento de sus hornos

• Desconecte los hornos si el tiempo entre hornadas es prolongado

• Instale un intercambiador de calor para la calefacción de las naves de trabajo

• Limpie periódicamente sus hornos • Reduzca la operación intermitente de los hornos • Optimice el grado de utilización del horno • Desconecte los pisos que no utilice en los hornos modulares o de pisos

• Incremente el número de revisiones y realice una labor de mantenimiento preventivo de sus hornos

• Regule el quemador de los hornos 2,70% • Revise el sellado de sus hornos 7,00% • Mejore el aislamiento de sus hornos • Sustituya los hornos eléctricos por hornos de gas natural 20,00% • Sustituya los hornos continuos por hornos discontinuos 27,00%

Fermentación controlada:

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• Conozca el funcionamiento de las fermentadoras 1,40% • Desconecte las fermentadoras si no se utilizan en un tiempo prolongado

• Cierre la puerta de la fermentadora entre carga y descarga • Asegúrese de que la distribución de vapor en la cámara sea uniforme

• Incremente el número de revisiones y realice un mantenimiento preventivo de los equipos de fermentación

• Revise el aislamiento de las fermentadoras • Instalación de bomba de calor para fermentación controlada 9,00%

• Instale la fermentadora adosada al horno • No instale la fermentadora cerca de fuentes de calor

Sector Aceites y grasas:

La distribución de la energía empleada en el sector es:

Consumos energéticos

Fuel 28% Hueso 2% Leña 8% Electricidad 5% Orujillo 57%

La energía eléctrica a su vez se distribuye en los siguientes procesos:

Lavado 6% Centrifugación 1ª 37% Centrifugación 2ª 13% Molienda 34% Batido 10%

Los consumos de energía eléctrica:

Energía eléctrica kWh/t

Aceituna molturada 45 Aceite (rendimiento en aceite 20%) 225

Los consumos de energía térmica:

Energía térmica kWh/t Aceite 336

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• Consumo térmico Mejoras • Cambios en calderas • Cambio a caldera de biomasa • Cambio a caldera de gas natural 2% • Recuperación del calor sensible de los humos de la caldera • Recuperación del calor de purgas de las calderas 50% • Recuperación de condensados 5% • Ajuste y control de los parámetros de combustión en calderas 1% • Aislamiento de tuberías de vapor y de aire caliente Consumo eléctrico 10% • Revisión bombas y ventiladores • Instalación de lámparas fluorescentes con balastos electrónico • Automatización del proceso Revisión de procesos 25% • Modificaciones en la configuración del proceso de refino SECTOR QUÍMICO Dentro del sector químico tenemos :

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Porcentajes de energía consumida en cada operación básica respecto al consumo

total:

Calentamiento Directo 12% Compresión 16% Destilación 9% Electrolisis 8% Evaporación 6% Secado 1% Otras 6% Materia prima 40%

Ejemplo de proceso de la fabricación de un aminoácido en una fábrica de APIs:

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Ácido Sulfúrico El consumo global de energía eléctrica aproximado para un proceso de tostación de pirita es de:

Apartir de kWh/t Pirita 90 Azufre elemental 30

Los valores varían mucho en función de la capacidad de las plantas y de la materia prima empleada.

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Cloro-Sosa Los consumos específicos medios aproximados de energía por t de Cl2 e.c.u.

E. Eléctrica E. Térmica Cloro-Sosa kWh/t kWh/t

Minería Sal 18 - Purificación Salmuera 5 183 Calentamiento Salmuera - 512 Electrólisis A.C. 3.200 - Enfriamiento y Secado 2 - Compresor del Cl 75 - Licuación Cl 125 - Concentración Sosa Cáustica - 2.669

Total 3.425 3.364

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Auditoría Energética en la Industria 104 de 151

Las relaciones entre factores en la electrólisis son muy variadas y cualquier modificación implica un cambio.

Las mejoras genéricas para una instalación química: • Evaluar puntos de máximo consumo. Cambios de operación. • Estudiar la energía no recuperada de efluentes o disipada por refrigerantes. • Comprobación de aislamientos. • Situación energética comparada con teórica de diseños más modernos. • Mejora de los ciclos termodinámicos. • Mejora de los sistemas de regulación y control. • Mejora del mantenimiento. Revisiones periódicas.

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INDUSTRIA PAPELERA

Consumos medios aproximados de las diferentes fases de la industrias papelera: E. Eléctrica E. Térmica E. Eléctrica E. Térmica

Papel kWh/t kWh/t kWh/t kWh/t Pasta mecánica 1.300 - Pasta semiquímica (seca) 1.000 4.839 1.000 4.839 Pasta química cruda (seca) 700 5.645 Pasta química cruda (suspensión) 550 4.032 550 4.032 Pasta química blanqueada (seca) 750 7.258 750 7.258 Pasta química blanqueada (susp.) 600 5.645 Desintegración de pastas 300 - 300 - Papel (fabrica integrada) 1.000 2.419 1.000 2.419 Papel (fábrica sin pastas) 1.300 2.419

3.600 18.548

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Auditoría Energética en la Industria 106 de 151

Las mejoras genéricas para una instalación papelera: • Evaluar puntos de máximo consumo. Cambios de operación. • Estudiar la energía no recuperada de efluentes o disipada por refrigerantes. • Comprobación de aislamientos. Circuitos vapor y condensado. Digestores. Calentadores. • Situación energética comparada con teórica de diseños más modernos. • Mejora de los ciclos termodinámicos. Generación de vapor. • Aprovechamientos de cortezas y serrines. Calderas de Biomasa. • Mejora de los sistemas de regulación y control. • Mejora del mantenimiento. Revisiones periódicas. SECTOR TEXTIL Podemos distinguir los siguientes subsectores:

· Hilo y fibra

· Tejido · Acabado de tejido · Productos de menaje · Tejidos industriales y otros · Material de punto y complementos.

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Auditoría Energética en la Industria 107 de 151

Hilatura

Reparto de energía en el proceso de hilatura:

Fuente: Guía de las Mejores Técnicas Disponibles en España del Sector Ministerio Medioambiente y Ministerio Agricultura.

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Auditoría Energética en la Industria 108 de 151

Tejeduría

Fuente: Guía de las Mejores Técnicas Disponibles en España del Sector Ministerio Medioambiente y Ministerio Agricultura.

Ennoblecimiento:

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Auditoría Energética en la Industria 109 de 151

Reparto de energía en el proceso de ennoblecimiento:

Fuente: Guía de las Mejores Técnicas Disponibles en España del Sector Ministerio Medioambiente y Ministerio Agricultura.

Perdidas en el secado:

Fuente: Guía de las Mejores Técnicas Disponibles en España del Sector Ministerio Medioambiente y Ministerio Agricultura. Las mejores técnicas para el ahorro de energía son: · Tapar las barcas o cubas de desgrasado para evitar el escape de calor. · Aumentar el rendimiento de las prensas para optimizar la extracción mecánica del agua antes del secado · Subir la temperatura de la última barca para mejorar la eficiencia de extracción. · Sustitución de los aceites minerales en los procesos de preparación de las fibras sintéticas se proponen los siguientes productos: Poliéter/poliéster o poliéter/policarbonatos o Ésteres de ácidos grasos. Reducen el consumo de agua y la energía de su calentamiento. · Los efluentes procedentes del desgrasado de la lana pueden ser recuperados y reciclados mediante sistemas de recuperación de la grasa de lana. La recuperación de la grasa contenida en los efluentes se realiza habitualmente mediante equipos de decantación o centrifugación, en agua caliente, los cuales separan el material extraído en tres fases: grasa anhidra, recuperable como subproducto, material no recuperable, compuesto principalmente de suciedad, fracción intermedia de las dos anteriores que se reintroduce de nuevo en la centrifugadora.

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Auditoría Energética en la Industria 110 de 151

· Recuperación de los agentes de encolado por ultrafiltración · Aplicación de la ruta oxidativa para la eliminación de los agentes de encolado · Desencolado, descrudado y blanqueo en un único paso. Flash Steam y Pad Batch · El descrudado enzimático con amilasas es un proceso convencional y estable utilizado habitualmente. Mediante este proceso, el tejido obtenido es más hidrófilo y se adquiere un mayor grado de blancura, pero el grado de limpieza es inferior al obtenido mediante el método oxidante. Recientemente se ha introducido el uso de pectinasas para este proceso, aunque esta en fase de laboratorio, con unos resultados poco satisfactorios hasta el momento. · La tintura convencional con colorantes tina consta de varios pasos: Impregnación con colorantes, tintura intermedia e impregnación con auxiliares, Tratamiento al vapor, Oxidación y lavado. Se propone, como alternativa, eliminar el tratamiento al vapor y el lavado, y reducir a un único paso la impregnación de colorantes y auxiliares, realizando la tintura continua con colorante tina en un solo paso. · Tratamientos posteriores a la tintura de poliéster y eliminar el colorante disperso no fijado en la fibra. · Proceso Econtrol®, alternativo de la tintura continua y semicontínua convencional de los tejidos de celulosa con colorantes reactivos · Uso de liposomas como auxiliares en la tintura de la lana con tintes ácidos es una alternativa a la tintura convencional. · Optimización de la tintura en barca torniquete es un sistema de tintura cerrado en el que el tejido se procesa en forma de cuerda. Los baños en el torniquete se realizan a presión atmosférica y pueden alcanzar altas temperaturas. Se utiliza para tejidos voluminosos y en aquellos casos en los que el producto requiere una suavidad específica. En el torniquete, el tejido viene en forma de cuerda y es un proceso discontinuo. · Optimización de la tintura en jet, disminuye la energía térmica y aumenta la eléctrica. SECTOR METALURGIA NO FERREA

En la fabricación de aluminio los consumos de energía se reparten de la siguiente

forma:

Aluminio Obtención de la bauxita 1,2% Proceso Bayer 20,6% Fabricación de ánodos 10,0% Fabricación de cátodos 53,0% Electrólisis 67,8%

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Auditoría Energética en la Industria 111 de 151

E. Eléctrica E. Calorífica kWh/t kWh/t Aluminio 13.800 385 Cobre 3.000 186 Zinc 3.970 14

SECTOR SIDERURGIA El reparto de energía es el siguiente:

Sección Horno Alto 65% Acería 8% Laminación 16% Servicios 11%

La fuente de energía primaria en la siderurgia es el carbón para la fabricación de coque.

E. Eléctrica E. Calorífica Siderurgia integral kWh/t kWh/t

Prep. minerales y aglomerac. 30 581 Coquería 9 3.750 Horno alto 57 114 Crisol 18 151 Colada continua y laminado 200 814

Total 314 5.410 E. Eléctrica E. Calorífica

Aceros especiales kWh/t kWh/t Prep. minerales y aglomerac. 58 - Horno prerreducción 118 3.023 Horno eléctrico 610 148 Colada continua y laminado 200 814

Total 986 3.985 E. Eléctrica E. Calorífica kWh/t kWh/t Fundición acero 98 431

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Auditoría Energética en la Industria 112 de 151

MINERALES NO METÁLICOS Industria Cemento Existen 42 fábricas de cemento en España de las cuales 6 solamente son de molienda, con 58 hornos de clínker, con una capacidad de 200 a 10.000 t diarias empleando a 6.500 personas con la siguiente distribución geográfica:

Fuente: La Energía en España 2.007. Ministerio Industria Turismo y Comercio

El procedimiento de fabricación comienza con calcinación o descarbonatación, o sea la descomposición del carbonato cálcico, CaCO3 a unos 900 ºC dando oxido de calcio CaO y cal, liberando CO2. Continua el proceso de clinkerización donde el oxido de calcio reacciona a alta temperatura, 1.400-1500 ºC, con sílice alúmina y oxido de hierro, para formar los silicatos, aluminatos y ferritos de calcio que forman el clinker éste se muele con yeso y otras adicciones para producir el cemento.

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Auditoría Energética en la Industria 113 de 151

Fuente: La Energía en España 2.007. Ministerio Industria Turismo y Comercio

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Un proceso en vía seca con precalcinador como los 47 de los 58 hornos existentes:

El consumo medio de energía eléctrica por tonelada de cemento es básicamente

consumido en accionamiento de motores.

E. Eléctrica mínima máxima kWh/t 90 130

Varía fundamental mente en la molienda tanto de las materias primas como del cemento para su aplicación.

Energía Eléctrica Preparación de las materias primas 3% Preparación y molienda del crudo 32% Homogenización y conjunto horno 21% Molienda cemento y acabado 41% Servicios generales 2% Iluminación 1%

Energía Térmica V. Húmeda V. Semiseca V. Seca

kWh/t clinker 1.541 1.070 930 Los hornos largos de vía seca pueden consumir 1.350 kWh/t clinker. En el caso de

cemento blanco por la mineralogía de los materiales y por la necesidad de emplear temperaturas más altas para que no oscurezca puede aumentar un 10% el consumo de energía. El reparto en procesos es:

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Energía Térmica V. Húmeda V. Semiseca V. Seca

Secado y molienda de crudo - 7,0% 0,2% Conjunto horno 99,0% 92,5% 99,5% Calderas y servicios auxiliares 1,0% 0,5% 0,3%

Los combustibles empleados son coque de petróleo, carbón pulverizado, fueloleo

pesado, GN y productos orgánicos.

Las mejoras genéricas para una instalación de cemento: • Plantas nuevas fabricación por vía seca y con intercambiador multietapa de ciclones y precalcinación. Consumo E. Térmica 890 kWh/t • Optimización en el control de procesos. Control continuo del consumo específico de combustible. • Sistemas gravimétricos de alimentación de combustibles sólidos y enfriadores. • Sistemas de gestión de energía. Sistemas expertos de regulación y control. • Intercambiadores de calor y precalcinación según cada configuración de horno. • Enfriadores de clinker de mayor eficiencia para una máxima recuperación de calor. • Aprovechamiento del calor residual de los gases, en operaciones de secado de materiales. • Equios eléctricos de molienda y motores de alta eficiencia. • Reducción del ratio clinker cemento. • Mejora del mantenimiento. Revisiones periódicas. Industria Cerámica.

De las medidas realizadas en cada uno de los procesos productivos e instalaciones, distribuimos los consumos, con los datos disponibles y los ratios obtenidos se pueden comparar con auditorias energéticas realizadas en el mismo sector, o estudios de mercado existentes, comprobando similitudes o diferencias desde la perspectiva de la situación geográfica y los productos manufacturados.

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Sector Cerámico CENAE 23.3 Energía Térmica

Expedición0,4%

Secado33,9%

Cocción63,5%

Moldeo0,5%

Extracción0,1%

Preparación1,6%

Horno Túnel Calor recuperado para secadero 18,5% Perdidas por paredes 11,7% Pérdidas calor acumulado en los materiales 16,1% Pérdidas por chimenea 31,2% Reacciones endotérmicas 22,5%

CERÁMICA 1

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CERÁMICA 2

Según el tipo de horno y la aplicación tenemos unos consumos de energía térmica

Cerámico Túnel kWh/t Bizcocho 988 Fino 1.395 Ladrillo 465 Monocapa 523 Monocapa y monococción 814

Sector Cerámico CENAE 23.3 Energía Eléctrica

Expedicion0,6%

Secado32,4%

Cocción30,3%

Preparación17,6%

Extracción1,5%

Moldeo17,6%

Consumo energía eléctrica Cerámica 2 Cerámica 1 Consumo especifico (kWh/tonelada) 114 119 consumo de energía térmica Consumo especifico (kwh/tonelada) 924 1.591

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Estudio de las mejoras en cada proceso:

Mejoras CERÁMICA 1 • Sustitución ventiladores aport comburente rampas de gas de los quemadores 3,9%• Ampliación de horno túnel nº 1y 2 y colocación ventiladores de recirculación 3,0%• Mejora del aislamiento 1,2%• Recuperación de calor de los gases de chimenea 1,7%• Reforma de la bóveda inferior 18,3%• Aprovechamiento de energía del enfriamiento directo de hornos túnel 1,9%• Control y toma de datos de hornos túnel 2,3%• Aprovechamiento de la energía de enfriamiento 3,4%

Mejoras CERÁMICA 2 • Recuperación de calor de enfriamiento directo del horno 2,4%• Aprovechamientos de gases de chimenea y de enfriamiento de material 6,1%• Colocación de ventiladores de recirculación en las zonas de entrada del horno 0,5%

El diagrama de Sankey es útil para reflejar las mejoras así en la CERÁMICA 1 una vez

implantadas las mejoras el resultado final sería:

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Industria del Vidrio Los tipos de vidrio que se fabrican en España son: Vidrio hueco (botellas, tarros, frascos, moldeados, aisladores y bombillas). Vidrio plano (vidrio flotado y vidrio impreso). Filamento continúo de vidrio. Lanas minerales (lanas de vidrio y de roca). Vidrio doméstico y decorativo (fundamentalmente vidrio de mesa). Tubo de vidrio.

La distribución geográfica de las instalaciones:

Fuente: La Energía en España 2.007. Ministerio Industria Turismo y Comercio

E. Eléctrica E. Calorífica kWh/t kWh/t Vidrio hueco 375 2.839 Vidrio prensado 600 3.657 Vidrio plano flotado 105 2.796 Vidrio plano impreso 200 2.452

media 320 2.936

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Fuente: Guía de las Mejores Técnicas Disponibles en España del Sector Ministerio Medioambiente y Ministerio Agricultura. Las mejoras técnicas disponibles que contemplan un ahorro energético: • Desarrollo de técnicas de recuperación y reciclado de sustancias generadas y utilizadas en el proceso. Reciclado de vidrio. Un menor empleo de combustible ya que el vidrio necesita menor energía para fundirse que las materias primas (un 2% de ahorro en energía por cada 10% de vidrio reciclado). • Horno de fusión de vidrio que permite aprovechar la temperatura de los gases de la combustión para calentar el aire necesario para la misma. Se consigue, por tanto, el precalentamiento del aire de combustión (p.ejm a 1.250ºC). • Empleo de energía eléctrica en sustitución de parte del combustible fósil para fusión del vidrio. La cantidad de electricidad para sustituir al combustible fósil viene condicionada por su precio (se estima que es rentable < 5% del total de la energía consumida en el horno en las condiciones actuales). El aprovechamiento energético de combustible fósil en un horno de vidrio es muy superior al que se consigue en una central térmica para producir energía eléctrica. • Desde el punto de vista vidriero, la llama debe satisfacer un cierto número de criterios para mejorar la capacidad del fusión y permitir la elaboración de un vidrio de calidad: Es necesario asegurar una buena cobertura del baño de vidrio por las llamas. Es necesario una llama lo más caliente y luminosa posible para aumentar la transferencia térmica por radiación. Es necesario controlar el reparto térmico y el carácter oxidante o reductor dela llama, para controlar la formación de espuma, la coloración y el afinado del vidrio. En las llamas de difusión, donde la mezcla del comburente y el combustible se realiza en el horno, la impulsión del chorro de combustible es un parámetro importante porque actúa sobre la longitud de la llama. Si el impulso aumenta, la longitud de la zona de combustión aumenta y con ello la formación de NOx es más rápida pero más limitada en el tiempo. • Una elevada velocidad del gas o un elevado nivel de turbulencias en la superficie del vidrio pueden incrementar la volatilización de sustancias de la masa vitrificable. El posicionamiento y número de quemadores tratando de optimizar la velocidad, la dirección y combustión de gas es una práctica habitual en los hornos de vidrio. • Reemplazar el fuel por gas natural como energía principal en el horno de fusión de vidrio • Controlar que la cantidad de aire que se emplea para la combustión del gas sea la menor posible.

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• Reduce la entrada de aire parásito que aumenta la presencia de NOx. • Quemadores de bajo NOx y baja impulsión. Reducen los picos en las temperaturas de llama ya que permiten una mezcla más lenta entre el gas y el aire de combustión. Aumentan la radiación de las llamas. Disminuyen la volatilización de los óxidos de sodio procedente del baño de vidrio fundido. • La mejora en los materiales refractarios permite reducir las pérdidas de calordel horno y alargar la vida útil del mismo • Mejora de las estructuras internas de la cámara de regeneración que permiten aumentar el intercambio de calor. • Instalación de circuitos cerrados para el agua de refrigeración • Combustión basada en la utilización de oxigeno en vez de aire para quemar el combustible. Al no introducir el nitrógeno del aire se reduce la producción de óxidos de nitrógeno. El oxígeno debe ser producido por separado. • Utilización del calor residual de los gases residuales generados en el proceso para obtener aire precalentado. Además, se puede realizar una segunda recuperación para los servicios auxiliares de la planta. SECTOR AGRÍCOLA GANADERO Industria de la Avicultura de Carne

Agua m3/t

Pollos de carne 1,8 Pavos 2,0

Wh/ave día días kg peso ave kWh/t Calefacción 17 60 0,35 1.020 Alimentación 0,5 60 0,35 30 Ventilación 0,12 60 0,35 7

Industria Gallina Ponedora:

Agua m3/t Gallina Ponedora 1,9

Wh/ave día días t huevos kWh kWh/t Alimentación 0,75 365 0,022 0,27 12,5 Ventilación 0,35 365 0,022 0,13 5,8 Iluminación 0,30 365 0,022 0,11 5,0 Conservación huevos 0,33 365 0,022 0,12 5,5 28,8

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Mejores Técnicas Disponibles para el ahorro de energía: • Aislar las naves en zonas de baja temperatura ambiente. • Optimizar el diseño del sistema de ventilación de cada nave para establecer un buen control de temperatura y lograr la mínima ventilación en invierno. • Evitar la resistencia en los sistemas de ventilación gracias a una inspección frecuente y a la limpieza de canalizaciones y ventiladores. • Utilizar sistemas de alumbrado de bajo consumo • Recuperar la energía residual del estiércol (biogás), Separación mecánica Aireación del estiércol líquido, Tratamiento biológico, Compostaje del estiércol sólido, Tratamiento anaeróbico del estiércol, Incineración del estiércol, Aplicación de aditivos al estiércol. SECTOR MAQUINARIA Y EQUIPOS

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La distribución de consumos de energía en una fábrica de bienes de equipo según el proceso realizado:

E. Eléctrica E. Calorífica kWh/t kWh/t Preparación de tubo y barra 7 - Mecanización general 728 - Máquinas auxiliares y ajuste 5 - Cincado 68 - Lavado 0 - Pintura 107 817 Aire comprimido 132 - Oficina 22 - Calefacción nave - 674 1.068 1.491

Dentro de esta misma fábrica existe un tratamiento de Cincado y un tratamiento de pintura, las Industrias que se dedican exclusivamente a los tratamientos metálicos o plásticos de protección, sea Anodizado, galvanizado en frío o caliente, cromado, o la recubrimiento no metálico como plastificado, pintado, lacado, esmaltado, o a técnicas de pretratamiento y limpieza como el fosfatado, chorreado a la arena o al tambor, se encuadran dentro del código CNAE-93 28.51. Podemos resumirlos n los siguientes procesos:

- Cincado - Fosfatado - Níquel cromo - Pavonado - Recubrimiento con metales preciosos - Recubrimiento con estaño - Cromo duro - Anodizado aluminio - Circuitos impresos - Metalizado plástico - Lacado de aluminio

La distribución geográfica de cada uno de ellos es:

Fuente: Guía de las Mejores Técnicas Disponibles en España del Sector Ministerio Medioambiente y Ministerio Agricultura.

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El esquema general común para todos ellos es:

Fuente: Guía de las Mejores Técnicas Disponibles en España del Sector Ministerio Medioambiente y Ministerio Agricultura. El esquema general del proceso electrolítico es:

Fuente: Guía de las Mejores Técnicas Disponibles en España del Sector Ministerio Medioambiente y Ministerio Agricultura. Los consumos en cada uno de los procesos en los que podemos extraer datos de consumos energéticos relacionados por tonelada de material tratado.

kWh/t Metales preciosos Plastificado Zn-Ni Estañado Media E. Eléctrica 1.961 1.070 222 168 855 E. Térmica 836 235 67 13 288 Enjuague múltiple en cascada a contracorriente.

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Fuente: Guía de las Mejores Técnicas Disponibles en España del Sector Ministerio Medioambiente y Ministerio Agricultura.

Las mejores técnicas para reducir el consumo eléctrico; siendo éste uno de los principales costes productivos dentro del sector: • Minimizar las pérdidas de energía reactiva, mediante su control anual, asegurándose de que el cosφ se mantiene permanentemente por encima de 0,95. • Reducir la caída de tensión entre conductores y conectores manteniendo una distancia lo más corta posible entre los rectificadores y los ánodos; es decir, hay que disponer de pletinas cortas, y mantenerlas frías, usando sistemas de enfriamiento por agua si por aire es insuficiente, en los contactos eléctricos. • Realizar regularmente, mantenimiento de los rectificadores y los contactos del sistema eléctrico. • Instalar, siempre que se pueda, rectificadores con el menor factor de conversión posible. • Instalar equipos eléctricos (motores, bombas, etc.) que sean eficientes energéticamente. • Trabajar con el baño en las condiciones óptimas de funcionamiento (composición, concentración, temperatura, pH, conductividad, etc.), manteniendo las soluciones en sus parámetros de trabajo correctos; por ejemplo, rebajando el contenido en hierro y en cromo trivalente en baños de cromo duro, o de aluminio en baños de anodizado, puesto que el incremento de la concentración de estos metales respecto los valores óptimos disminuye el rendimiento eléctrico del proceso. • Utilizar rectificadores de onda modificada (p.e. pulsante, inversa) para mejorar la deposición metálica, siempre que sea posible tecnológicamente.

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• Mantener la demanda eléctrica por debajo de la potencia contratada, para asegurar que las puntas de carga no exceden el máximo. • Planificar el proceso productivo que implique un mayor consumo eléctrico con los periodos de bajo coste (periodos de baja demanda). • En los baños de proceso que requieren trabajar a cierta temperatura para funcionar de manera adecuada. Ya sea mediante circuitos de agua caliente a presión, circuitos de agua sin presión, o con fluidos térmicos (por lo general, aceite). Con calentamiento directo del baño, mediante calentadores eléctricos sumergidos o mediante quemadores de gas o gasoil aplicados a la cuba de proceso. Debido a que el arrastre es la principal fuente de generación de contaminantes, se recomienda seleccionar aquellos procesos que trabajen a mayor temperatura para que, de esta manera, el rango de evaporación sea el máximo y pueda así recuperarse la mayor cantidad de arrastre posible. • La utilización de intercambiadores de calor puede ser muy ventajosa para aprovechar el calor desprendido por soluciones o enjuagues calientes que deben ser cambiados periódicamente por soluciones o enjuagues nuevos. Esto es especialmente rentable cuando los volúmenes de que se trate sean importantes. • Monitorizar la temperatura del baño y mantenerla dentro del rango óptimo del proceso, en su valor máximo admisible. Cuando se usen calentadores eléctricos por inmersión, o calentamiento directo aplicado a las cubas de materiales inflamables, utilizar sistemas de control de nivel del líquido para evitar que, con la cuba vacía y con las resistencias eléctricas encendidas, éstas puedan entrar en contacto con la pared de la cuba de material plástico y provocar un incidente. • Aislar térmicamente las cubas de aquellos procesos que trabajan en caliente o refrigeradas; en estos casos, una vez alcanzada la temperatura óptima de trabajo, mantenerla dentro de ese rango requiere de pequeñas aportaciones energéticas. • No utilizar sistemas de agitación por aire para soluciones de proceso en caliente debido, como ya se ha dicho, a la formación de emisiones contaminantes a la atmósfera. Al igual que en el punto anterior, deberá estudiarse la necesidad de recuperar el arrastre, priorizando este aspecto. Si es necesaria la agitación por aire, se requiere la instalación de sistemas de captación y extracción de vapores, con o sin tratamiento, según el tipo de emisión. Las extracciones de gases, en caso de ser necesarias, favorecen también las pérdidas de líquido por evaporación, por lo que su implantación facilita la recuperación del arrastre. • Buscar alternativas para recuperar el calor entre diferentes etapas de proceso; por ejemplo, el agua empleada en refrigerar un baño puede utilizarse para calentar otras soluciones de proceso que trabajen a menor temperatura, o para enjuagues finales, reutilizando de esta manera la energía procedente de otras etapas que generen calor. • Deberá existir un equilibrio entre la reducción de pérdidas de calor en soluciones de proceso y la existencia de cierta evaporación del baño para recuperar el arrastre, siempre

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que no exista una excesiva cantidad de emisiones atmosféricas de vapor de agua que arrastra productos químicos del baño. • El agua utilizada en el circuito de refrigeración debería reutilizarse en la empresa, como agua de enjuague para alguna posición de lavado de la línea, por ejemplo (esta técnica no es recomendable para enjuagues de desengrases alcalinos o de procesos de baños cianurados por la posibilidad de formación de deposiciones sobre las superficies tratadas). • En algunos casos específicos, en los que la química del proceso lo permita, se puede emplear un evaporador para disipar la temperatura de las soluciones de proceso. Con esta medida, a la vez, se consigue reducir el volumen de la solución para recuperar el arrastre. Combinando la evaporación del baño con un sistema de enjuague en cascada a contracorriente, para recuperar el arrastre, es posible reducir a cero el vertido de agua de ese proceso concreto. Esta técnica, como se verá más adelante, es adecuada por ejemplo, en el caso de cromado decorativo de grifería. En este caso, se requiere un estudio económico detallado, analizando los costes (inversión inicial, energía suplementaria para evaporar en lugar de refrigerar, mantenimiento del equipo, etc.) y los ahorros (agua, productos, tratamiento de aguas residuales, gestión de residuos, etc.). Asimismo, será necesario tener en consideración si los componentes del baño (posible degradación o alteración de productos), o los efectos secundarios (formación de espuma, incrustaciones, etc.) admiten un proceso de evaporación.

Con estas medidas, puede alcanzarse un ahorro en el consumo de energía del 10 al

20%.

El sector automoción tiene un peso específico importante dentro de la industria manufacturera con un 10,6% del total. Las cifras del sector en el año 2.006 fueron:

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No se hacen referencia al coste de la energía por sectores pues al estar liberalizada su variación es un elemento de negociación o volumen. La variación sufrida por las tarifas eléctricas en los últimos años respecto al IPC:

- Incorporación de energías renovables, vamos a considerar como energías renovables más interesantes para la industria la biomasa y la goetérmia.

Biomasa

Las previsiones de energía final en 2.011 para el territorio nacional que recoge el informe sobre el consumo de energía del año 2.005 publicado por el Ministerio de Industria nos da una previsión de energía primaria:

2.003 2.004 2.005 2.007 2.011 05-11

Energía primaria ktep % ktep % ktep % ktep % ktep % CARBÓN 20.416 15,0% 20.921 14,7% 21.183 14,5% 19.198 12,5% 13.956 8,5% -6,1%

PETROLEO 69.313 50,8% 71.054 50,0% 71.785 49,2% 73.690 47,9% 74.553 45,3% -4,0%

GAS NATURAL 21.254 15,6% 24.671 17,4% 29.120 20,0% 32.147 20,9% 40.530 24,6% 4,6%

NUCLEAR 16.125 11,8% 16.576 11,7% 14.995 10,3% 15.847 10,3% 15.874 9,6% -0,6%

ENERG. RENOV. 9.220 6,8% 9.150 6,4% 8.849 6,1% 13.036 8,5% 20.552 12,5% 6,4%

SALDO ELECT. 109 0,1% - 260 -0,2% - 116 -0,1% - 0,0% - 0,0% 0,1%

Total 136.482 142.112 145.816 153.945 164.735 14% A su vez también estima el consumo de energía final:

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2.003 2.004 2.005 2.007 2.011 05-11

Energía final ktep % ktep % ktep % ktep % ktep % CARBÓN 2.436 2,4% 2.405 2,3% 2.424 2,3% 2.232 2,0% 2.021 1,6% -0,7%

PETROLEO 60.082 59,6% 61.689 59,0% 61.748 57,7% 64.105 56,4% 67.028 53,5% -4,2%

GAS NATURAL 15.601 15,5% 16.720 16,0% 18.133 17,0% 19.850 17,5% 24.263 19,4% 2,4%

ELECTRICIDAD 19.040 18,9% 19.914 19,1% 20.820 19,5% 22.750 20,0% 25.063 20,0% 0,6%

ENERG. RENOV. 3.667 3,6% 3.746 3,6% 3.815 3,6% 4.786 4,2% 6.818 5,4% 1,9%

Total 100.826 104.474 106.940 113.722 125.193 18% Esto indica que se producirá un cambio de consumo de energía final en el que los

productos petrolíferos aunque bajan cuatro puntos respecto al 2.005 continuaran siendo más de la mitad del consumo, el gas natural y la electricidad tendrán una participación similar al 20% y las energías renovables aumentarán hasta un 5,4% y el carbón no alcanzará un 2%.

Se estima un crecimiento medio de la energía final del 2,6% menor del crecimiento del PIB, estimado en el 3%, así que la intensidad energética se espera que se reduzca a partir de 2.007, en 2.005 de 3,2 tep/habitante a 3,0 tep/habitante en menor cuantía que en la intensidad energética de energía final en 2.005 de 3,9 tep/habitante a 2,9 tep/habitante en 2.011.

El cambio de mix de generación eléctrica va a ser notable según este mismo informe de 2.005 indica las tendencias que reseñábamos anteriormente:

Genelectricidad Carbón Nuclear Gas Natural Prod.Petrolíf. En. Renovables 2.000 35,5 27,6 9,7 9,9 16,9 2.005 27,7 19,6 26,9 8,0 17,8 2.011 15,0 17,3 33,3 3,6 30,9

05-11 - 12,7 - 2,3 6,4 - 4,4 13,1

De estos datos sobre consumos y producciones, tanto de Castilla y León como a nivel nacional nos basaremos para estimar las variaciones en los funcionamientos de las instalaciones energéticas que previsiblemente ocurrirán para los próximos años según los planes de energía vigentes, tanto europeos como españoles. Éstos prevén una diversificación energética en base a energías renovables, así que proponen el plan de energías renovables de 2.005-2.010, que establece unos objetivos de consumos de energía primaria a nivel nacional en España de la forma siguiente:

2004 2010 Incremento

Gen E. Eléctrica (MW) (GWh) (ktep) (MW) (GWh) (ktep) % (MW) (GWh) (ktep)

Hiráhul >50MW 13.521 25.014 1.979 13.521 25.014 1.979 0% - - -

Hidrá 10-50MW 2.897 5.794 498 3.257 6.480 557 12% 360 686 59

Hiráhul <10MW 1.749 5.421 466 2.199 6.692 575 23% 450 1.271 109

Biomasa 344 2.193 680 2.039 14.015 5.138 656% 1.695 11.822 4.458

R.S.U. 189 1.223 395 189 1.223 395 0% - - -

Eólica 8.155 19.571 1.683 20.155 45.511 3.914 133% 12.000 25.940 2.231

Solar Fotovolt. 37 56 5 400 609 52 940% 363 553 47

Biogás 141 825 267 235 1.417 455 70% 94 592 188

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Solar Termoelé - - - 500 1.298 509 500 1.298 509

AREA ELÉC. 27.033 60.097 5.973 42.495 102.259 13.574 127% 15.462 42.162 7.601 m2 Solarx1000 m2 Solar m2 Solar

Usos térmicos

Biomasa 3.487 4.070 17% 583

m2 700 51 4.900 376 637% 4.200 325

AREA TÉRMICA 3.538 4.446 26% 908

BIOCARBURAN 228 2.200 865% 1.972

ENER RENOV 9.739 20.220 108% 10.481

CON ENERG. PRI 141.567 167.100 18% Renova/Primar 6,9% 12,1%

Las subidas más importantes que se van a producir en este periodo para alcanzar los

objetivos de incremento del 108% (10.481 ktep) en términos de energía primaria producida por energías renovables, también llamadas autóctonas, serán fundamentalmente debidas a la biomasa de generación eléctrica 43% (4.458ktep) y a la energía eólica 21% (2.231ktep) y a la biomasa de Biocarburantes en un 19% (1.972ktep).

Debemos considerar además que las plantas de biocarburantes, por las necesidades de calor que requieren, sobre todo en la destilación del etanol, siempre van asociadas a una instalación de cogeneración en la que se genera energía eléctrica, así que fundamentalmente será el sector que más evolucione en este periodo y que vamos a profundizar su estudio para estimar su establecimiento en Castilla y León.

La propuesta de Directiva del Parlamento Europeo de promoción del uso de energía

renovables, en su versión 15.4 de 23.01.08 establece como definiciones: «fuentes de energía renovables»: las fuentes de energía renovables no fósiles (energía eólica, solar, geotérmica, del oleaje, mareomotriz e hidráulica, biomasa, gases de vertedero, gases de plantas de depuración y biogás). «biomasa»: la fracción biodegradable de los productos, desechos y residuos procedentes de la agricultura (incluidas las sustancias de origen vegetal y de origen animal), de la silvicultura y de las industrias conexas, así como la fracción biodegradable de los residuos industriales y municipales.

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En estos esquemas se pretende reflejar la energía primaria y final consumida y generada en Castilla y León. Distinguiendo según colores los valores en negro como energía primaria y el resto de colores según su origen: Morado, Carbón, autóctono o importado del exterior.

- Amarillo, Gas Natural, transformado en forma de calor (caldera) o en cogeneración transformándolo en Energía Eléctrica y con aprovechamiento de calor (motor).

- Azul, Derivados del Petróleo, aplicados para el transporte de vehículos o consumido en forma de calor (caldera) o en cogeneración transformándolo en Energía Eléctrica y con aprovechamiento de calor (motor).

- Verde, Biocombustibles, producidos en la CCAA o importados. - Marrón, Biomasa forestal, en Central Térmica de carbón (Co-combustión), en

Central Térmica de biomasa por combustión, gasificada y transformada en gas de síntesis para motores de combustión interna.

- Rojo, Energía Eléctrica, en función de su generación renovable Eólica e Hidráulica, o en Central Térmica de carbón o Central Nuclear.

De la comunicación de la Comisión de La Unión Europea sobre el plan de acción

sobre la Biomas de fecha 07.12.05, y que se refleja en el plan del IDAE de energías renovables 2.005-2.010 Desarrollo de la biomasa en España, podemos sacar unos datos significativos de cómo afectará este tipo de energía para Castilla y León. En el año 2.004 se consumían 448 ktep de biomasa en la CC.AA. en estas diferentes formas:

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- Residuos forestales procedentes de los tratamientos y aprovechamientos de las masas vegetales. Problema: Corta, saca y transporte a pista. Difícil mecanización y necesita astillado.

- Residuos agrícolas herbáceos, principalmente pajas de cereal y cañote de maíz. Problemas: Estacionalidad y grandes variaciones de producción de una temporada a otra.

- Cultivos energéticos (biocarburantes), alternativa a los cereales extensivos. Problema. Altos costes de cultivo.

El problema general que tienen asociado a todos las formas de la biomasa es que al

ser un mercado poco maduro y la logística del producto prácticamente no existe para ninguno de los tipos.

El plan marca unos objetivos para Castilla y León en términos de energía primaria

repartida en los siguientes grupos de biomasa, alcanzando en el año 2.010: Cultivos energéticos: 539 ktep Residuos forestales: 124 ktep Residuos agrícolas leñosos: 15 ktep Reiduos agricultura herbáceos: 240 ktep Residuos industriales forestales: 37 ktep Residuos industriales agrícolas: 177 ktep Total 1.133 ktep

Que de los 6.410 ktep totales previstos para todo el territorio nacional representan un 18 %. En cultivos energéticos se prevé 539 ktep en Castilla y León de un total de 1.908 ktep en toda España el 28% de la producción.

Las previsiones de producción de biocarburantes en España en el periodo 2.005-

2.010 se reparten de la siguiente manera, así como las materias primas de las que se van a abastecer:

ktep Bioetanol 750 38,0%Biodiesel 1.222 62,0%Total 1.972 ktep Cereales y Biomasa 500 26%Alcohol vinícola 200 10%Aceites vegetales puros 1.022 53%Aceites vegetales usados 200 10%Total 1.922

La información del Instituto para el ahorro y diversificación de la energía IDAE en el Plan de energías renovables PER, asignaba para Castilla y León 100 ktep en producción de biocarburantes, el nuevo plan revisado es más ambicioso, el Plan de Fomento de las

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Energías Renovables PFER asigna para Castilla y León la producción de 330 ktep en biocarburantes.

BIOCARBURANTES 2.004 (ktep) 2.010 PER (ktep) 2.010 PFER (ktep) Castilla y León - 100 330 España 228 500 2.200 Ristinguiremos entre biocombustible sólido, biocombustible gaseoso o biogas y

biocombustible líquido. Se considera como biocombustibles sólidos aquellos combustibles sólidos, no

fósiles, compuestos por materia orgánica de origen vegetal o animal o producidos a partir de la misma mediante procesos físicos, susceptibles de ser utilizados en aplicaciones energéticas.

El origen de estos biocombustibles engloba distintos sectores productivos desde los cultivos agrícolas o los aprovechamientos forestales, hasta los residuos producidos en industrias agroalimentarias o forestales. La Norma UNE 164001 EX Método para la determinación del poder calorífico, determina las características de cada biocombustible sólido que varía según su composición y humedad, de forma que la energía que puede generarse por unidad de masa o de volumen depende de estos parámetros.

Por ello, es necesaria una caracterización adecuada de cada tipo de biocombustible

que defina las propiedades energéticas del producto. El establecimiento de contratos de compraventa entre productores, distribuidores y

usuarios de biomasa debe referirse a parámetros objetivos que permitan valorar la energía que realmente podrá ser utilizada.

Estos parámetros objetivos, de fácil medida, son el poder calorífico inferior y la

humedad. Estos parámetros también permiten establecer los equipos aptos para el

aprovechamiento energético de cada biocombustible en las condiciones de suministro establecidas en el contrato de compraventa.

Podemos distinguir entre la biomasa sólida empleada para producir energía térmica

calderas, estufas, distrit heating, est..., y la empleada en la industria de transformación de energía para generación de electricidad.

El Biocombustible gaseoso o Biogas debido a su alto poder calorífico tienen su

mayor aprovechamiento económico en la generación de electricidad.

En el REAL DECRETO 661/2.007, de 25 de mayo, por el que se regula la actividad de producción de energía eléctrica en régimen especial, podemos contemplar una evolución

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desde el primer Real Decreto 2.566/1.994 de 9 de diciembre de Producción de energía eléctrica por instalaciones hidráulicas, de cogeneración y otras abastecidas por recursos o fuentes de energías renovables, en el que la mayor diversidad en tipos de abastecimientos y aprovechamientos han sido en el sector de la biomasa donde en lo referente a generación eléctrica en la actualidad se contemplan las siguientes posibilidades repartidas en distintos grupos y subgrupos: Grupo a.1 Subgrupo a.1.3. Cogeneraciones que utilicen como combustible principal biomasa y/o biogás, en los términos que figuran en el anexo II, y siempre que ésta suponga al menos el 90 por ciento de la energía primaria utilizada, medida por el poder calorífico inferior.

Detallamos el ANEXO II ya que se reflejan las diferentes apreciaciones sobre qué es lo que se entiende por biomasa y biogas, con un (nº) a continuación que sería las retribuciones en la tarifa regulada para instalaciones mayores a 2MW en los primeros 15 años de utilización para ver la diferenciación de unas y otras:

. Biomasa y biogás que pueden incluirse en los grupos b.7, b.8 y b.9 del artículo 2.1

A. Ámbito de aplicación A los efectos de lo establecido en este real decreto, se entenderá por biomasa la fracción

biodegradable de los productos, subproductos y residuos procedentes de la agricultura (incluidas las sustancias de origen vegetal y de origen animal), de la silvicultura y de las industrias conexas, así como la fracción biodegradable de los residuos industriales y municipales.

Las comunidades autónomas, en el ámbito de sus competencias, podrán considerar, para

el caso de las Biomasas con la transformación de la madera, en el largo plazo, estableciendo, en su caso, los correspondientes mecanismos de ajuste.

Los tipos de biomasa y biogás considerados en el artículo 2.1 aparecen descritos a

continuación:

Grupo b.6. Centrales que utilicen como combustible principal biomasa procedente de cultivos energéticos, de residuos de las actividades agrícolas o de jardinerías, o residuos de aprovechamientos forestales y otras operaciones selvícolas en las masas forestales y espacios verdes, en los términos que figuran en el anexo II. Dicho grupo se divide en tres subgrupos: Productos incluidos: Subgrupo b.6.1. Centrales que utilicen como combustible principal biomasa procedente de cultivos energéticos. Productos incluidos: (14,6590) a) Cultivos energéticos agrícolas b) Cultivos energéticos forestales Subgrupo b.6.2. Centrales que utilicen como combustible principal biomasa procedente de residuos de las actividades agrícolas o de jardinerías. Productos incluidos: (10,7540)

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a) Residuos de las actividades agrícolas 1. Residuos agrícolas herbáceos: 2. Residuos agrícolas leñosos: procedentes de las podas de especies agrícolas leñosas Subgrupo b.6.3. Centrales que utilicen como combustible principal biomasa procedente de residuos de aprovechamientos forestales y otras operaciones selvícolas en las masas forestales y espacios verdes. Productos incluidos: (11,8294) Grupo b.7. Centrales que utilicen como combustible principal biomasa procedente de estiércoles, biocombustibles o biogás procedente de la digestión anaerobia de residuos agrícolas y ganaderos, de residuos biodegradables de instalaciones industriales o de lodos de depuración de aguas residuales, así como el recuperado en los vertederos controlados, en los términos que figuran en el anexo II. Dicho grupo se divide en tres subgrupos: Productos incluidos: Subgrupo b.7.1. Instalaciones que empleen como combustible principal el biogás de vertederos. Productos incluidos en el subgrupo: (7,9920) Biogás de vertederos. Subgrupo b.7.2. Instalaciones que empleen como combustible principal el biogás generado en digestores empleando alguno de los siguientes residuos: residuos biodegradables industriales, lodos de depuradora de aguas urbanas o industriales, residuos sólidos urbanos, residuos ganaderos, agrícolas y otros para los cuales se aplique el proceso de digestión anaerobia, tanto individualmente como en co-digestión. Productos incluidos : (9,6800) Subgrupo b.7.3. Instalaciones que empleen como combustible principal estiércoles mediante combustión y biocombustibles líquidos. Productos incluidos: (5,3600) Grupo b.8. Centrales que utilicen como combustible principal biomasa procedente de instalaciones industriales, en los términos que figuran en el anexo II. Dicho grupo se divide en tres subgrupos. Productos incluidos: Subgrupo b.8.1. Centrales que utilicen como combustible principal biomasa procedente de instalaciones industriales del sector agrícola. Productos incluidos (10,7540) Subgrupo b.8.2. Centrales que utilicen como combustible principal biomasa procedente de instalaciones industriales del sector forestal. Productos incluidos (6,5080) Subgrupo b.8.3. Centrales que utilicen como combustible principal licores negros de la industria papelera. Productos incluidos (8,0000) B. Exclusiones No se considerarán biomasa o biogás, a los efectos del presente real decreto: 1. Combustibles fósiles, incluyendo la turba, y sus productos y subproductos. 2. Residuos de madera: a) Tratados químicamente durante procesos industriales de producción.

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b) Mezclados con productos químicos de origen inorgánico. c) De otro tipo, si su uso térmico está prohibido por la legislación 3. Cualquier tipo de biomasa o biogás contaminado con sustancias tóxicas o metales pesados. 4. Papel y cartón 5. Textiles 6. Cadáveres animales o partes de los mismos, cuando la legislación prevea una gestión de estos residuos diferente a la valorización energética. C. Eficiencia energética

Los sistemas de generación eléctrica a condensación, con biomasa y/o biogás deberán alcanzar los siguientes niveles de eficiencia para su generación bruta de energía eléctrica: 1. Un mínimo del 18 % para potencias hasta 5 MW 2. Un mínimo del 20 % para potencias entre 5 y 10 MW 3. Un mínimo del 22 % para potencias entre 10 y 20 MW 4. Un mínimo del 24 % para potencias entre 20 y 50 MW

El cálculo de la eficiencia se realizará conforme a una formula y ll hecho de no alcanzar los niveles de eficiencia establecidos podrá dar lugar a la revocación de la condición de productor de electricidad en régimen especial, o a la suspensión del régimen económico regulado en el presente real decreto.

Además en la disposición transitoria octava contempla la utilización de biomasa y/o biogás para las instalaciones de co-combustión.

Se establecen sendos periodos transitorios, en los que las instalaciones térmicas de régimen ordinario recogidas en el artículo 46 del presente real decreto podrán utilizar, además, biomasa de la considerada para el grupo b.8, en los términos establecidos en el anexo II, en los plazos y porcentajes siguientes: 1. Hasta el 31 de diciembre de 2013, podrán utilizar cualquier tipo de biomasa y/o biogás considerado para los grupos b.6, b.7 y b.8, en los términos establecidos en el anexo II. 2. Desde el 1 de enero de 2014 y hasta el 31 de diciembre de 2015, podrán utilizar hasta un 50 por ciento para la contribución conjunta de la biomasa considerada para el grupo b.8 medida por su poder calorífico inferior.

La RESOLUCIÓN de 24 de octubre de 2.007, de la Dirección General para la biodiversidad, por la que se publica el Convenio de colaboración entre el Ministerio de Medio Ambiente, la Consejería de Medio Ambiente de la Comunidad de Castilla y León, Iberdrola S.A. y el Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía, para la realización de un proyecto demostración que determine las posibilidades de uso de biomasa para la co-combustión en centrales térmicas, establece Descripción de los trabajos a realizar que se detallan en el apartado de 3.2 Biomasa natural.

La Orden ITC/1522/2.007, de 24 de mayo, por la que se establece la regulación de la garantía del origen de la electricidad procedente de fuentes de energía renovables y de

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cogeneración de alta eficiencia, tiene por objeto fomentar la contribución de estas fuentes de energía a la producción de electricidad así como facilitar el comercio de electricidad producida a partir de tales fuentes. Dicha orden, en su artículo 5.1, designa a la Comisión Nacional de Energía como organismo responsable, en todo el territorio español, para la expedición de la garantía de origen de la electricidad así como para su gestión mediante un sistema de anotaciones en cuenta con el fin de que los productores de electricidad que utilicen fuentes de energía renovables o cogeneración de alta eficiencia puedan demostrar que la electricidad que venden ha sido generada de acuerdo con tales principios.

La Circular 2/2.007, de 29 de noviembre, de la Comisión Nacional de Energía, que regula la puesta en marcha y gestión del sistema de garantía de origen de la electricidad procedente de fuentes de energía renovables y de cogeneración de alta eficiencia. Establece en su articulo segundo.

Definiciones.–A los efectos de la presente Circular, serán de aplicación las

siguientes definiciones: c) «Biomasa»: la fracción biodegradable de los productos, desechos y residuos procedentes de la agricultura (incluidas las sustancias de origen vegetal y de origen animal), de la silvicultura y de las industrias conexas, así como la fracción biodegradable de los residuos industriales y municipales; siempre y cuando dicha fracción biodegradable sea cuantificable debido a la separación en origen o, en su caso, a otro medio objetivo; y todo ello conforme al anexo II del Real Decreto 661/2007, de 25 de mayo, y al procedimiento de certificación que se establezca por el Ministerio de Industria, Turismo y Comercio de acuerdo con el artículo 19 del citado Real Decreto. Asimismo, la fracción de electricidad generada empleando biomasa mediante sistemas de cogeneración y/o en cocombustión será garantizada como renovable. Gasificación de la Biomasa. Gas de síntesis. Combustión en motores alternativos.

Carbón Papel E.Chips Cardo Corteza pino GN

PCI (kcal/kg) 4.621 3.420 3.840 4.476 10.500

PCI (kWh/kg) 5,37 3,98 4,47 5,20 12,21

Rendim Gasificac 17%

kWh/kg 0,90

Cenizas 13,3 13% 9,9% 2,9% 0%

CO (%) 9,6 15,3 11,8 0,15 -

CO2 (%) 11,7 14 14,8 0,09 0,89

H2 (%) 9,35 11,3 10,3 14,5 -

CH4 (%) 0,74 4,3 4,6 0,01 81,29

C2Hy (%) 0 0,2 0,8 -

NH3 (ppm) 1360 610 2330 -

Densidad 1,15 1,15 1,15 0,833

HHV (MJ/m3) 2,7 5,2 5,1 5,5 35,1

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GUASCOR

PCI gas de sintesis 5,5 MJ/m3

PCI gas de sintesis 1,5 kWh/Nm3

PCI GN 12,2 kWh/Nm3

Consumo Nominal 1.000 kg/h

Potencia Nominal 1.224 kW

Año 8.760 h/año

E.E. Generada 9.047.360 kWh/año

E.E. Exportada 8.078.000 kWh/año

Utilización 84,4%

Utilización 7.392 h/año

E.Térmica Generada 10.000.000 kWh/año térmicos

Autoconsumo 12,0%

Rendimiento total 27,5%

Combustible 4.451 kWh

Combustible año 32.899.491 kWh/año

Biomasa 7.391,6 t/año

Cenizas 10%

Cenizas 739,2 t/año

Corteza pino 0,9 kWh/kg

Corteza pino 1.360 kg /h

Corteza pino 11.914 t/año

Bombas de calor e Intercambiadores geotérmicos.

Vamos a estimar nuestras necesidades de tubería de PE en contacto con el terreno con

las diferentes variaciones de capas y la presencia de agua. Partiremos de las características del agua:

Conductividad T Calor especifico Densidad Capacidad Térmica W/mK J/ kgK kg/m3 J/ m3K AGUA (5ºC) 0,571 4.211 1.000 4.211.000 AGUA (25ºC) 0,607 4.181 998 4.172.638 AGUA (35ºC) 0,623 4.178 995 4.157.110 AGUA (60ºC) 0,654 4.191 977 4.094.607 AGUA (90ºC) 0,675 4.214 961 4.049.654 HIELO (0ºC) 2,03 1.945 920 1.789.400

Y de otros materiales que podamos tener en consideración para nuestro cálculo:

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Conductividad C. especifico Densidad Difusividad Capac Térmica

300º K W/mK J/ kgK kg/m3 m2/h Producto J/ m3K ROCA CUARCITA 5,38 775 2.630 0,0095 19.368 2.038.250 ARCILLA 1,30 880 1.460 0,0036 4.680 1.284.800 ARENA 0,27 800 1.515 0,0008 972 1.212.000 SU. DENSO SATURADO 2,30 2.100 963 0,0041 8.280 2.022.300 SUEL. DENSO HUMEDO 1,30 2.100 963 0,0023 4.680 2.022.300 SUELO DENSO SECO 0,87 2.000 838 0,0019 3.114 1.676.000 SUELO LIGERO SECO 0,35 1.440 838 0,0010 1.246 1.206.720 MORTERO CEMENTO 0,72 780 1.860 0,0018 2.592 1.450.800 MORTERO + ADITIVO 2,38 780 1.860 0,0059 8.568 1.450.800 AIRE 0,02 1.007 1,16 0,0616 72 1.168

Si consideramos la difusividad térmica c

α = , donde k es la conductividad ρ

es la densidad y c es el calor específico, para un volumen de control formado por los pozos y una distancia de 5m a su alrededor como un tubo con temperaturas fijadas en ambas caras, con un tubo con varias capas de diferentes materiales. Tendremos el flujo de calor a través de varias resistencias en serie. Al estar compuesto por varias capas concéntricas de materiales de diferentes conductividades, el calor que atraviesa por unidad de tiempo cada una de ellas es el mismo. No vamos a considerar que existe convección en las zonas de agua subterránea, ni en la zona superficial en la zona edafológica en contacto con la atmósfera, que una vez funcionando podremos ver cuanto mejora nuestra transmisión de calor.

Vamos a calcular el flujo de calor más desfavorable en función de la longitud de tubería L para darnos un flujo de calor según:

π2)´(1,/1ln*

TTiki

ririqL

−+

+

=∑

Para que podamos dispar la potencia de un pozo q (7,4 KW) donde Ki son las conductividades del material entre los radios ri+1 y ri.

Al realizar un intercambiador en paralelo, o sea, en el colector distribuiremos el caudal de agua con las válvulas de regulación, para que sea lo mas parecido posible en cada pozo, estaremos dividiendo nuestra potencia nominal, por el número de pozos que hagamos, al igual que si utilizamos doble U en cada sonda, repartimos el caudal, en este caso en función de las perdidas de carga que en este caso son las mismas.

Utilizado caudal constante en la condensación de la bomba de calor de una potencia calorífica de 37 kW, restando la potencia del compresor 9,5 kW, la potencia frigorífica a disipar en el condensador es de 27,5 kW el caudal de agua necesario para disipar esa potencia entre un salto térmico de 6-10ºC es de 5.929 l/h

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Considerando que vamos a tener 5 sondas en pozos con una sonda doble U cada uno de 32 mm y espesor 3,9 mm de PE 100, y un colector de 50 mm con un espesor de 4 mm de PEM. Con una profundidad de 108 m y 32 m en zanja hasta el colector, ida y retorno 280 m.

PERDIDAS DE CARGA CONDENSADOR GEOTERMICO CERRADO

l/h Invierno 5.929 37 kW Calor Tª impul 6 ºC COP 3,9Nº Pozos 5

27,51kW Frío Tª retorno 10 ºC Doble U 2 Salto Térmico 4 ºC PE DN Hazen-Williams

Tramo m3/h m.c.a. 160 Ud Caudal m3/s long (m) 80 Diám (m) Sección V (m/s) m.c.a./m m.c.a.Colector 1 5,929 0,73 e mm 1 5,929 0,0016 8 PE 0,046 0,002 0,991 0,071 0,569

10 100 Pozo 2 0,593 1,73 9,1 1 0,593 0,0002 280 PE 0,0291 0,001 0,248 0,006 1,723

Intercamrbia BC 3 4,08

Válvulas 4 2,00 Total 8,54

En función de las características de los materiales, la existencia de agua, y las

condiciones de funcionamiento del sistema y su aplicación, solo funcionamiento aprovechando calor, nos harán decidirnos por el tipo de sonda y sus características de forma y espesor.

Así que partimos conociendo el número de pozos que vamos a tener y la forma de la sonda que variará las consideraciones del estudio teórico, dando unos coeficientes de forma que afectarán varían al cálculo teórico, la proximidad de las sondas también será un factor a tener en cuenta cuando calculemos la capacidad térmica del conjunto que forma nuestro elemento de control según los aportes de energía a lo largo del año.

Las perforaciones se realizan a 140 mm y tenemos cuatro tuberías de 32 mm cada una con agua en su interior a 5ºC a la salida de la máquina. El primer material que encontramos es la capa de relleno que vamos a considerar tiene la conductividad del mortero de cemento más el aditivo:

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Las dos tuberías de impulsión saldaran del colector a 6ºC y regresaran a 10ºC en las condiciones de funcionamiento primeras. Ya que la consideración teórica es de un tubo que atraviesan varias capas. Suponemos que la arcilla en un primer momento tiene 14ºC, y que nuestros cuatro tubos se convierten en uno solo de la misma superficie de paso de agua y a la temperatura media de 8ºC.

Con estas premisas calculamos la profundidad de nuestro pozo:

L (m) q (W) Ti+1 Ti lnri+1/ri/K k i,i+1 ln ri+1/ri ri+1/ri ri+1 ri 108 7.400 14 8 0,22 0,43 0,094998 1,09966 0,032 0,0291 PE100

0,33 2,38 0,782759 2,1875 0,07 0,032 Mortero

Una vez que tenemos el modelo de intercambiador formado por cinco pozos de 108 metros cada uno, con sondas de doble U de PE100 DN 32 PN 16 SDR 11, calculamos la influencia de la capacidad térmica del terreno para la cesión de calor al edificio y como afecta en el tiempo.

Nº Pozos 5 Ancho 8 m Profundidad 108 m m3 totales

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Comparativa de utilización de BC agua-agua de diferentes potencias e intercambiador geotérmico en circuito abierto o cerrado:

CIRCUITO CERRADO 50 kWc/40kWf

Ventajas Inconvenientes

Tenemos caracterizado el terreno en un sondeo piloto con recuperación de testigo, tenemos una sonda de DN 40 mm y un ensayo termométrico caracterizando la conductividad y la difusivisdad del terreno.

Hay que realizar 950 m de pozos.

Ya tenemos 100 m de pozo. El tipo de sondeo necesario por las características del terreno (arcillas, gravas, etc..) tiene un coste muy elevado 120 €/m (El doble del previsto)

La potencia del motor de la bomba del circuito de agua del intercambiador es de baja potencia 1 kW, 12 m.c.a., consumo 0,86 kW podemos tenerla funcionando a potencia nominal aunque el requerimiento de energía del edificio sea medio o bajo. Es circuladora doble para garantizar su funcionamiento en caso de avería. Puede funcionar con un variador de velocidad incluso ahorrando energía, las variaciones de caudal no son muy significativas entre verano e invierno es

Tenemos COP y EER buenos pero inferiores a circuito abierto. 49 kWc 11,3 kWe COP 4,33 44 kWf 10,5 kWe ERR 3,82 (El consumo de la bomba de condensación supone el 7,6% en invierno y el 8,1% en verano del consumo de la máquina a potencia nominal.)

No hacemos uso del acuífero, solamente intercambiamos calor. Los tramites son más fáciles de solventar.

No conocemos el tiempo que requerirán los trámites.

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Necesita menos mantenimiento de filtros, y vigilancia de los elementos exteriores del edificio.

Demostrativamente el sistema cerrado es aplicable en cualquier sitio, aunque no exista agua. Variando el nº de pozos en función de las características del terreno.

CIRCUITO ABIERTO 100 kWc/80 kWf

Ventajas Inconvenientes

Hay que realizar solo 200 m de pozo. No sabemos que caudal de agua será capaz de aportar el pozo, y cómo se comportará el pozo filtrante para reintroducir el caudal de nuevo al acuífero, la experiencia y la columna estratigráfica parece que no dan pie dudar de que será capaz de aportar 4 l/s (14,4 m3/h) capaz de disipar con AT 10ºC. Potencia suficiente 100 kW Dos sondeo como los de la ejecución final garantizarían el conocer a priori el tamaño mínimo de los mismos.

Podemos condensar mucha más energía, garantizamos toda la potencia punta máxima del edificio. 100 kWc 112 kWf

El tipo de pozo necesario para garantizar la durabilidad de la extracción de agua (sección, entubados, gravas,..) encarece el coste 240 €/m (El doble del circuito abierto)

Tenemos COP y EER más elevados pues podemos trabajar a temperaturas de condensación más bajas. 123 kWc 23,3 kWe COP 5,28 111 kWf 17,4 kWe ERR 6,44 (El consumo de la bomba de condensación supone el 17% en invierno y el 23% en verano del consumo de la máquina a potencia nominal.)

La bomba necesaria para el bombeo es del tipo pitillo sumergible, tiene un motor de potencia elevada 5,5 kW, ya que el sistema tiene 100 m.c.a. y consumos elevados constantes aunque el consumo sea , que requerirán en su caso un variador de velocidad bombeo necesario para la condensación. Como la potencia del sistema se aplica a través del compresor scroll, todo-nada, aunque intentemos regular el caudal por la temperatura de salida siempre que el sistema sea estable, las variaciones del frecuencia del variador y las modificaciones en onda aplicadas a este tipo de bombas con devanados compactos y con posibilidad de mala refrigeración si está por debajo del nivel freático podría dar problemas en las empaquetaduras, el rendimiento de la bomba podría sufrir más por los arranques y paradas continuos. Habría que asegurar la refrigeración con vaina y filtro con más riesgo de atascos.

Se hace un uso de un acuífero. No sabemos que inconvenientes o requisitos puede pedir la CHD por el uso de las aguas subterráneas. Estudio de impacto, ect... Ni cuanto pueden durar los tramites.

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Podemos enviar el agua a otro lugar que no sea el pozo filtrante, siempre garantizando el funcionamiento continuo del sistema.

Los sistemas de climatización en el mantenimiento de los edificios son los más perjudicados por múltiples razones, la poca cualificación del personal que lo realiza, el cambio de personal, el poco dinero que se le aplica, etc... y peor aún cuanto menor es la potencia y el tamaño de los edificios de las instalaciones. Las instalaciones deben ser robustas y lo menos complejas posible.

Estamos en un sistema hidrodinámico complejo e imprevisible en sus variaciones, sequías, construcciones adyacentes, sótanos, túneles subterráneos, etc.. que pueden variar el nivel freático, y tener que revisar la instalación a lo largo del tiempo.

La conclusión obtenida es que en este rango de potencias las instalaciones más

pequeñas tienen un mayor rendimiento energético porque la regulación de la potencia es todo-nada de los compresores scroll. Probablemente lo más eficiente energéticamente sería trabajar en circuito abierto bajando la potencia de la instalación, pero el coste de los pozos en cambio es el mismo. Así que lo mejor será bajar la potencia del circuito cerrado. El rango de potencias en el que nos movemos, igual que el terreno encontrado, es el peor. - Tecnologías de Absorción para generación de agua fría. El ciclo teórico de refrigeración mediante disoluciones de sales binarias de Bromuro de Litio y/o Amoníaco es conocido con anterioridad al Ciclo de refrigeración mediante compresión mecánica o Ciclo de Carnot. Sin embargo, la utilización de la máquina de absorción no ha alcanzado la difusión que ha obtenido el Ciclo de compresión mecánica. Ha sido necesario que se produjera una crisis de los carburantes para que los técnicos de diseño tuvieran en cuenta otras fuentes energéticas alternativas y al mismo tiempo se introdujera el concepto de ahorro energético. Mediante el ahorro energético empezaron a diseñarse proyectos de cogeneración y de utilización de energías residuales así como de recuperación de calor. En estos nuevos conceptos de ahorro energético fue donde se introdujeron mejores perspectivas para la utilización de máquinas enfriadoras de líquidos mediante ciclo de absorción. Como veremos, las máquinas de absorción también utilizan el refrigerante más eficiente utilizado hasta la fecha por el hombre, y con el futuro a muy largo plazo, ya que no se trata de un refrigerante contaminante o destructivo. La máquina de absorción se divide en cuatro partes principales: 1.- Evaporador: Es la sección con intercambiador tubular en la que se producirá la evaporación del agua (refrigerante) a una temperatura de aproximadamente 3º C, lo que permitirá que absorba el calor latente de evaporación del sistema que se encuentre en el interior de los tubos, refrigerando ésta, y por lo tanto, produciendo agua hasta un mínimo de 4,5 º C.

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2.- Absorbedor: Se producirá la absorción de vapor de agua por parte de la disolución de sal concentrada de Bromuro de Litio. 3.- Concentrador: Procederá a la evaporación mediante la aportación térmica suficiente (vapor saturado a 1 Kg./cm2 o agua caliente o sobrecalentada hasta 130 º C) que permitirá la evaporación y, por tanto, la separación del refrigerante (agua) de la solución diluida de Bromuro de Litio. 4.- Condensador: En este intercambiador de calor lo que se produce es la condensación del refrigerante (agua) procedente de la evaporación producida en el concentrador, este refrigerante condensado en la sección del condensador está listo para ser pulverizado otra vez sobre los tubos del intercambiador de la sección del evaporador. En el concentrador, se usa la energía calorífica del vapor o del agua caliente para poner en ebullición una solución diluida de bromuro de litio en agua. Con la ebullición se libera vapor de agua y se concentra la solución restante de bromuro de litio. El agua, vapor o refrigerante así liberados se arrastran al condensador. El concentrador y el condensador constituyen el lado de alta presión de la máquina (presión absoluta 0,1 bar). El agua de la torre de refrigeración que pasa por los tubos del condensador enfría y condensa el refrigerante que pasa entonces por un orificio al evaporador. Aquí se pulveriza sobre un haz de tubos que contienen el agua del sistema del edificio y, en contacto con ésta, se evapora. El evaporador y el absorbedor constituyen la parte de baja presión del sistema (presión absoluta 0,01 bar). La presión en el evaporador corresponde a una temperatura de saturación del refrigerante de aproximadamente 4,5 º C. Es importante advertir que la baja presión en el evaporador es consecuencia de la absorción de vapor de refrigerante en el absorbedor. El vapor de refrigerante es arrastrado al absorbedor debido a la baja presión originada. Con objeto de exponer una gran cantidad de superficie de la solución de bromuro de litio al vapor de agua, la solución se pulveriza sobre el haz de tubos del absorbedor. En este haz se usa agua de la torre de refrigeración para eliminar el calor de absorción, que se libera cuando el vapor de refrigerante vuelve al estado líquido. El grado de afinidad del absorbente por el vapor de refrigerante es función de la concentración y de la temperatura de la solución de absorbente. Cuando más concentrada y fría está la solución, mayor es la afinidad por el vapor de refrigerante. En consecuencia, la presión y por tanto la temperatura de saturación en el evaporador se controlan mediante la concentración de la solución de bromuro de litio en el absorbedor. La concentración de esta solución viene determinada por la cantidad de calor aplicada al concentrador de la máquina. Según el diseño la solución concentrada procedente del absorbedor para aumentar el caudal a través de los pulverizadores de éste. Al absorber el vapor de refrigerante, la dilución de la solución aumenta y es necesario devolver esta solución diluida al concentrador para que el ciclo sea continuo. El intercambiador de calor intercambia calor entra la solución diluida y relativamente fría que se transfiere del absorbedor al concentrador y la solución concentrada caliente que se devuelve del concentrador al absorbedor. Al transferirse calor de la solución concentrada a la diluida, se reduce la cantidad de calor necesaria para poner en ebullición la solución diluida. Simultáneamente, al reducirse la temperatura de la solución concentrada, se reduce

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la cantidad de calor que ha de eliminarse del absorbedor para obtener en éste la eficiencia deseada. El funcionamiento eficiente del intercambiador de calor tiene una importancia en el funcionamiento económico del ciclo de bromuro de litio-agua.

Esquema BrLi-H2O

Fuente: Yazaki

- Guía técnica para la medida y determinación del calor útil, de la electricidad y del ahorro de energía primaria de cogeneración de alta eficiencia. IDAE Abril 2.008.

Esta guía técnica presenta un método de cálculo del calor útil de cogeneración, electricidad de cogeneración y ahorro de energía primaria de acuerdo con el Real Decreto 661/2.007 de 25 de mayo, por el que se regula la actividad de producción de energía eléctrica en régimen especial, el Real Decreto 616/2.007 de 11 de mayo, sobre fomento de la cogeneración, la Directiva Europea 2004/8/CE del 11 de Febrero sobre la promoción de la cogeneración y la Decisión de la Comisión del 21 de diciembre 2006 donde se establecen valores de referencia para las eficiencias de producción separada de electricidad y calor. Existe un anexo con casos prácticos y una hoja de cálculo con la ficha técnica resumen de datos para el cálculo del rendimiento eléctrico equivalente REE.

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Tabla de Consumos de Energía primaria, Energía Térmica y Energía Eléctrica.

SECTOR SUBSECTOR CNAE E.Primaria E Térmica E Eléctrica % cons kWh/t kWh/t kWh/t indust MADERA 20 4,30% Aserraderos e impregnación 20,10 79 - 36 Fabricación de tableros y chapas 20,20 2.547 2.017 239 Carpintería industrial parquets 20,30 1.447 917 239 ALIMENTACIÓN 16 16,3% Cárnica mataderos de porcino 63,121 538 194 155 Cárnica mataderos de vacuno 63,121 441 97 155 Embutidos 1.951 693 566 Industria láctea UHT 15,500 644 300 155 Industria láctea Leche en polvo 15,500 3.966 2.710 565 Industria láctea quesos 15,500 1.870 370 675

Panadería 1.805 1.243 253 Aceites y grasas 10,4 936 336 270 promedio alimentación 1.519 743 349 QUÍMICA 8,2% Química básica 9.591 3.364 3.425 PAPELERA 5,9% Fabrica Pasta y Papel integrada 21,11 24.087 18.548 3.600

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SECTOR SUBSECTOR CNAE E.Primaria E Térmica E Eléctrica % cons

kWh/t kWh/t kWh/t indust METALURGIA 1,5% y FUNDICIÓN aluminio 31.051 385 13.800 NO FERREA plomo 6.853 186 3.000 cobre 8.837 14 3.970 promedio met y fund.no ferrea 15.580 195 6.923 SIDERÚRGIA Y 2,7% FUNDICIÓN FÉRREA siderurgia integral 5.981 5.410 314 aceros especiales 5.778 3.985 986 fundición de acero 27.52 648 431 98 promedio sider.+fund ferrea 4.136 3.276 466 MINERALES 0,8% NO METÁLICOS cemento 26,51 1.314 1.070 110 cerámica ladrillo 979 720 117 refractarios 23,30 1.516 1.258 117 vidrio 3.647 2.936 320

AGRICULTURA Y GANADERíA ganadería avícolas ponedoras 64 - 29 ganadería avícolas carne 1.103 1.020 37 MAQUINARIA 4,3% Y EQUIPOS bienes de equipo 29 3.864 1.491 1.068 tratamientos superficiales metálicos 28,51 2.188 288 855 44,0%

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NORMATIVA ENERGÉTICA BÁSICA.

DIRECTIVA 2004/8/CE DEL PARLAMENTO EUROPEO Y DEL CONSEJO de 11 de febrero de 2004 relativa al fomento de la cogeneración sobre la base de la demanda de calor útil en el mercado interior de la energía y por la que se modifica la Directiva 92/42/CEE REAL DECRETO 616/2007, de 11 de mayo, sobre fomento de la cogeneración. Directiva 2004/8/CE del Parlamento Europeo y el Consejo por la que se establecen valores de referencia de la eficiencia armonizados para la producción por separado de electricidad y calor. REAL DECRETO 661/2007, de 25 de mayo, por el que se regula la actividad de producción de energía eléctrica en régimen especial. Análisis del potencial de Cogeneración en España 2.010-15-20. IDAE Guía Practica de cálculo del calor útil en cogeneración. Resolución de 14 de julio 2.008 previsto en el 661/2.007 Percepción por eficiencia energética. Directiva Parlamento Europeo uso sobre el Energía procedente de Energías Renovables 23.01.08 Directiva Parlamento Europeo sobre la Eficiencia del Uso Final de la Energía y los Servicios Energéticos 05.04.06

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BIBLIOGRAFIA Y DIRECCIONES UTILES DE INTERNET. La Energía en España 2.007. Ministerio Industria Turismo y Comercio www.mityc.es Estrategia de Ahorro y Eficiencia Energética en España E4 2.004-2.012 www.idae.es Operador del mercado de la Electricidad OMEL www.omel.es Red Eléctrica España REE. Servicio ajustes, componentes precio final medio. www.ree.es Informe de Sectores y Políticas del Ministerio de Industria, Turismo y Comercio 2.006 Guía Técnica Torres de Refrigeración. IDAE Guía Técnica de Iluminación. Comunidad de Madrid. IDAE Técnicas de conservación energética en la industria. 2 Volúmenes IDAE.

1- Fundamentos y Ahorro en Operaciones 2- Ahorro en Procesos.

Manuales Técnicos y de Instrucción para la Conservación de la Energía. Centro de Estudios de la energía. Ministerio de Industria. 12 volúmenes IDAE

1- Combustibles y su combustión 2- Generación de Vapor 3- Redes de Distribución de Fluidos Térmicos 4- Aislamiento Térmico 5- Compresores. Sistemas de Distribución de Aire Comprimido 6- Producción de Frío Industrial 7- Acondicionamientos de locales. 8- Torres de Refrigeración 9- Centros de Transformación. centros de Control de Motores. Redes Eléctricas 10- Alumbrado Industrial 11- Hornos Industriales 12- Secaderos Industriales

La librería que distribuye los libros de IDAE: REYDIS LIBROS C/Hierbabuena, 35-Bajo 28039-MADRID [email protected] Guía técnica de eficiencia energética eléctrica. CIRCUTOR Plan de Asistencia Energética en el Sector de la Madera EREN. Plan de Asistencia Energética en el Sector Lácteo EREN. Plan de Asistencia Energética en el Sector Cerámico EREN. Plan de Asistencia Energética en el Sector Textil EREN. Guía de las Mejores Técnicas Disponibles en España del Sector: Cárnico, Avicultura de carne, Avicultura de puesta, Mataderos, Porcino, Lácteo, Vidrio, Cemento, Superficies metálicas y plásticas., Química fina y Textil. Ministerio de Medioambiente y Ministerio de Agricultura

SOFITA VIRTUS. Mayo 2.009