Uso eficiente de la energía Dr. J uan J osé Ambriz García Dr. Hernando Romero P aredes Rubio M . C. I rene Torres P ioquinto Área de Ingeniería en Recursos Energéticos Departamento de Ingeniería de Procesos e Hidráulica División de Ciencias Básica e Ingeniería Universidad Autónoma MetropolitanaIztapalapa
México, D. F. enero 26 y 27 de 2009
Uso eficiente de la energía en la industria y los servicios. o Objetivo general. n Proponer y evaluar acciones encaminadas al incremento de la eficiencia energética en equipos, sistemas y procesos de los sectores industrial, comercial y de servicios, preponderantemente en el ámbito de la refrigeración y aire acondicionado.
Importancia de ahorrar energía en México o Para que el petróleo y el gas duren más tiempo. o Para que la contaminación que producimos sea menor o Por que existen métodos y tecnologías que nos ayudan a usar menos energía y lograr el mismo fin.
1.
Programa de diagnósticos energéticos a empresas o Objetivo: n Colaborar con los sectores industrial y el de servicios, mediante la proposición de alternativas para optimizar el uso de la energía en sus instalaciones.
o Participan: n Estudiantes de Ingeniería en Energía n 3 investigadores del Área de IRE
Programa de Uso Racional de Energía: o Definición del Programa. o Auditoría o diagnóstico energético o Evaluación y selección de proyectos o Evaluación económica de alternativas o Presentación de propuestas o Desarrollo de proyectos o Implantación de proyectos o Puesta en marcha y evaluación
Funciones del diagnóstico energético: o Identificar los puntos de mayor uso de la energía. o Destacar aquellos donde existe un desperdicio. o Evaluar la factibilidad técnicoeconómica de generar algún ahorro de energía.
Proceso de la asesoría energética o Las asesorías se efectúan a petición de las empresas. o Características del informe final de la asesoría: n Análisis de la situación energética del consumo de energía en la empresa. n Un listado de las recomendaciones de ahorro de energía. o Evaluación de la cantidad de energía ahorrada. o Cantidad de dinero ahorrado. o Costo estimado de la inversión a aplicar. o Análisis de la rentabilidad de la inversión.
Ejemplos de empresas medianas asesoradas: 1. Empresa textil. 2. Productos de látex. 3. Productos químicos. 4. Resinas. 5. Leche A. 6. Leche B. 7. Pastas y galletas. 8. Productos farmacéuticos.
Prom edio Produc tos farm acéuticos Pas tas y galletas Lec he B Lec he A Resinas Produc tos quím ic os Produc tos de látex Em pres a tex til 0
2
4
6
8
10
12
MEDIDAS DE AHORRO DE ENERGÍA
14
Pr omedio
Pr odu c t os f ar mac éu t ic os
Past as y gallet as
Lec h e B
Impacto del ahorro
Lec h e A
Resin as
Pr odu ct os q u ímic os
Pr odu c t os de lát ex
Empr esa t ext i l
0
5
10
15
20
25
PORCENTAJE DEL TOTAL DE ENERGÍA EMPLEADO
30
Pro medio A ire exterior co nden s adores Con troladores velo cidad v ariab le Ins talació n banco capacitores Motores alta eficiencia Camb iar compres or refrigeració n Con trol de es tib amien to L ámparas alta eficiencia Reemplazar b an das A ire exterior co mpres . refrigeració n
Período simple de retorno. Electricidad
Redu cir pres ió n aire co mprimido Man to. Compres o res refrig. Reducir us o ilu minació n Elimin ar fu gas aire co mprimido Elimin ar en friadores mecán icos Co n tro l de deman da
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
(años)
Promedio Ins talar trampas de v apor. Ins talar recu perado r calor co mbu stión Ins talar recu peración co n dens ados In stalar recuperador calo r compres o r Ins talar paredes hú medas A islamiento de ho rn os Camb iar GV o co mb u stible Ins talar caldera recuperación A is lamien to tu berías flu idos fríos A islar tu berías su cción compres o r A is lar tanqu es y depó sitos Recuperador calo r comb us tió n to rre A islar tub erías v apo r
Período simple de retorno. Energía térmica
Camb iar GV o co mb u stible Elimin ar fu gas v apo r A ju star RA C
(años)
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00
Ejemplos de asesorías a pequeñas empresas: o Fabricación de tapas de plástico o Fabricación de balatas automotrices o Club deportivo o Tortillerías y molinos de nixtamal
Club deportivo. Sustitución de T12 por T8. Situación actual. Uso de energía: o 173,179 kWh/año o 19.86 kW (promedio mensual) Costos anuales: o Energía $105,983.71/año o Demanda $20,445.80 o Costos totales $126,429.51/año
Ahorros energéticos: o 58,602.4 kWh/año o 7.41 kW (promedio mensual)
(33.8%) (37.3%)
o Demanda o Energía o Ahorros totales
$ 7,634/año $35,864/año $43,499/año
o Costo total de implementación $58,650.33 o Periodo simple de recuperación 1.35 años o Tasa interna de retorno 68.75%
Molinos de nixtamal. Aislar térmicamente la caldera. o Ahorro estimado: n 2% del combustible n 400 $/mes
o Costo aislante: n 4,600 $
o Período de recuperación de la inversión: n 11.5 meses = 1 año
Sustituir el quemador atmósferico o Evita las pérdidas por mala regulación de la relación combustibleaire o Ahorro estimado: n 10% del combustible n 2,000 $/mes o Costo quemador presurizado: n 38,900 $ o Período de recuperación de la inversión: n 19.5 meses = 1.6 años
2.
Sustitución de refrigeradores domésticos en México
o Objetivos: n Estudiar el parque de refrigeradores domésticos empleados en México. n Evaluar experimentalmente el consumo de electricidad de refrigeradores domésticos. n Calcular el potencial de ahorro de energía nacional.
o Participantes n 2 investigadores del Área de IRE, UAM n 1 investigador del Programa de Energía, U. A. Ciudad de México
Metodología o Análisis de la comercialización de refrigeradores domésticos en México. o Integración del parque de refrigeradores domésticos a nivel nacional y por entidad federativa. o Investigación de los modelos de refrigeradores de mayor uso a nivel nacional. o Estimación del consumo de energía eléctrica del parque de refrigeradores domésticos, actual y con refrigeradores modernos. o Evaluación experimental en el Laboratorio de Ambiente Controlado del consumo de energía de refrigeradores antiguos.
Consumo de energía eléctrica de los refrigeradores nuevos (2007)
Capacidad > 8 pies 8 pies 9 pies 10 pies 11 pies 12 pies 13 pies 14 pies 15 pies 17 pies 18 pies 20 pies 21 pies 25 pies
% Ventas 7.9 7.6 10.2 8 11.4 7.4 11.1 11.7 5.1 4.8 4.5 3.8 3.9 2.6
Consumo anual promedio kWh/año 273 318 430 432 438 545 560 577 609 618 642 668 841 882
Evaluación experimental. Laboratorio de Ambiente Controlado de UAMI Características de los refrigeradores usados evaluados M arca ACROS
Deshielo
Semi Automático BENDIX Semi Automático MABE Semi Automático WHIRLPOOL Automático
Tipo Refrigerador Congelador Refrigerador Convencional Refrigerador Convencional Refrigerador Congelador
Año Tensión Nominal 1990 127 V ± 10V 1970 127 V ± 10V 1980 127 V ± 10V 1997 127 V ± 10V
Corriente Frecuencia Refrigerante Nominal 2.2 amp 60 Hz R12 (120g) 2.7 amp
60 Hz
R12 (240g)
1.76 amp
60 Hz
R12 (115g)
2.5 amp
60 Hz
R 134a (165g)
Determinación del consumo de energía Refrigerador
ACROS BENDIX MABE WHIRLPOOL
Emax (kWh/año) 1997 436.48 498.29 392.99 955.98
Emax (kWh/año) 2002 337.93 378.19 309.61 674.58
Consumo experimental (kWh/año)
563.43 710.61 521.05 835.25
% de aumento 1997 29.09 42.61 32.59 12.63
% de aumento 2002 66.73 87.91 68.29 23.82
Resultados Preliminares Consumo Actual Consumo P osible Antigüedad del GW h/ año refrigerador
P otencial de Ahorro
%
GW h/ año
%
GW h/ año
%
20012007
4,134
29.2
4,134
43.8
19952000
4,362
30.9
3,053
32.3
1,308
30
1994 y anteriores
5,638
39.9
2,255
23.9
3,383
60
Total
14,134
100
9,442
100
4,691
33
3.
Determinación experimental de las condiciones de confort en México
o Objetivos: n Obtener una guía para establecer temperaturas de confort o su relación con la humedad del aire, o en el interior de diversos tipos de edificios o orientada a lograr estándares de confort higrotérmico en edificios o De climas representativos de México
o Participantes n 2 investigadores del Área de IRE, UAMI. n 1 investigador de CyAD, UAM.
Dr. Juan José Ambriz García o Área de Ingeniería en Recursos Energéticos o Departamento de Ingeniería de Procesos e Hidráulica o Universidad Autónoma MetropolitanaIztapalapa o Av. San Rafael Atlixco 186, Col. Vicentina, 09340, México, D. F. o Tel. 58044642y 43 o agj@xanum.uam.mx