Los objetivos de un sistema de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) abarcan desde mantener niveles cómodos de temperatura y humedad, hasta suministrar aire fresco adecuado y eliminar posibles contaminantes del aire, todo ello causando las mínimas molestias a los ocupantes. Con esta amplia gama de tareas, es fácil comprender que hasta un 40 % del consumo energético de un edificio pueda destinarse al funcionamiento de un sistema HVAC, según el Departamento de Energía de EE. UU. Por lo tanto, trabajar para establecer y mantener un sistema de HVAC eficiente en su edificio puede reducir significativamente las necesidades energéticas. Actualizar a equipos eficientes, dar un mantenimiento adecuado a los equipos existentes e instalar dispositivos de control pueden contribuir al ahorro de energía en el sistema de HVAC.
Calefacción
Un sistema de central térmica, que utiliza una caldera comercial, es el tipo de sistema de calefacción más común para edificios grandes, como los edificios comerciales o las residencias multifamiliares. El tamaño y la capacidad del sistema dependen de la carga energética máxima del edificio. Un sistema de caldera eficiente satisfaría las demandas de calefacción del edificio durante la carga máxima, al tiempo que seguiría funcionando de manera eficiente durante las cargas parciales. La forma más común de evaluar la eficiencia de un sistema de caldera es analizando su eficiencia térmica, es decir, la eficacia de la transferencia de calor del proceso de combustión al agua o al vapor dentro de la caldera.
La ecuación sencilla para calcular la eficiencia térmica de la caldera de un calentador es:
Porcentaje de eficiencia térmica = (Energía de salida) / (Energía de entrada × 100)
Cómo comprar equipos eficientes
El Programa Federal de Administración de Energía (FEMP) ofrece orientación sobre eficiencia para la compra de una caldera comercial eficiente. Los valores que se indican en la tabla a continuación son los valores mínimos de eficiencia requeridos para que un sistema se considere eficiente.
La FEMP también ofrece laCalculadora de ahorro en costos de energía para calderas comerciales, que permite a los usuarios determinar la rentabilidad de un nuevo sistema.
| TABLA 1. REQUISITOS DE EFICIENCIA PARA CALDERAS COMERCIALES | ||||
| Clase de producto | Capacidad nominal | Combustible | Fluido caloportador | Eficiencia térmica* (%) |
| Pequeño calentador de agua a gas | ≥300 kBtu/h y ≤2 500 kBtu/h | Gas | Agua caliente | Et ≥ 95,0 |
| Calentador de agua a gas de gran tamaño | >2 500 kBtu/h y ≤10 000 kBtu/h | Gas | Agua caliente | Et ≥ 94,0 |
| Pequeña caldera de vapor a gas | ≥300 kBtu/h y ≤2 500 kBtu/h | Gas | Steam | Et ≥ 81,0 |
| Caldera de vapor grande a gas | >2 500 kBtu/h y ≤10 000 kBtu/h | Gas | Steam | Et ≥ 83,0 |
| Pequeña caldera de agua caliente a leña | ≥300 kBtu/h y ≤2 500 kBtu/h | Petróleo | Agua caliente | Et ≥ 85,5 |
| Calentador de agua a leña de gran tamaño | >2 500 kBtu/h y ≤10 000 kBtu/h | Petróleo | Agua caliente | Et ≥ 86,0 |
| Pequeña caldera de vapor a leña | ≥300 kBtu/h y ≤2 500 kBtu/h | Petróleo | Steam | Et ≥ 84,0 |
| Gran caldera de vapor a leña | >2 500 kBtu/h y ≤10 000 kBtu/h | Petróleo | Steam | Et ≥ 85,5 |
| *Según el Instituto de Hidráulica, «Método para determinar la eficiencia de las calderas de calefacción de espacios comerciales» (HI BTS-2000, Rev. 06.07). | ||||
Las directrices de ENERGY STAR también sirven para evaluar la eficiencia relativa de equipos de climatización, como calderas, ventiladores y aires acondicionados, así como de muchos otros aparatos. Los equipos de alta eficiencia reciben la certificación ENERGY STAR. Los productos certificados y sus fabricantes aparecen en lapágina web de ENERGY STAR.
Reembolsos
Por lo general, las empresas de servicios públicos locales ofrecen incentivos y reembolsos para diversas mejoras en los equipos de los sistemas eléctricos de climatización.
Cómo sacarle el máximo provecho a tu sistema
- Se pueden instalar termostatos programables y temporizadores como parte del sistema de calefacción del edificio. Esto permite que el sistema se autorregule según los ajustes de tiempo o temperatura predeterminados que establezca el usuario.
- Los equipos de aislamiento y sellado, como las tuberías sin recubrimiento, ayudan a reducir la pérdida de calor del sistema hacia el exterior. Esto puede aumentar la eficiencia del sistema hasta en un 20 %
- Revisa los puntos de ajuste de temperatura del agua en tu caldera o calentador de agua. Si están demasiado altos, ajústalos como corresponda.
- La acumulación de incrustaciones dentro de la caldera puede reducir considerablemente la eficiencia del sistema de calefacción.
- Se puede incorporar un sistema de tratamiento de agua para ayudar a prevenir esto.
- Asegúrate de que se mantengan los niveles de agua en la caldera para evitar daños en el sistema
- Incluye las revisiones de los equipos como parte de tu rutina de mantenimiento habitual. Así te asegurarás de que el sistema actual funcione según lo previsto.
Enfriamiento
En un sistema de planta central, típico en edificios comerciales, las enfriadoras y las torres de enfriamiento satisfacen las necesidades de enfriamiento del edificio. Un sistema de planta central utiliza una variedad de bombas, tuberías, válvulas de control y conductos para distribuir el calor o el enfriamiento por todo el edificio. Un enfriador utiliza electricidad para extraer el calor del circuito de agua refrigerada y, por consiguiente, del edificio. Este calor extraído se libera luego al exterior mediante una torre de enfriamiento. Un enfriador refrigerado por agua suele ser más eficiente que uno refrigerado por aire debido a los efectos de enfriamiento adicionales que genera la evaporación. Sin embargo, un enfriador refrigerado por aire no requiere una torre de enfriamiento.
El diagrama de la derecha ilustra el funcionamiento básico de una unidad enfriadora. La enfriadora extrae calor de un líquido mediante la refrigeración por compresión de vapor o por absorción.
En un ciclo de compresión de vapor, un refrigerante en forma de vapor es presurizado por un compresor, lo que a su vez calienta el refrigerante. Este vapor fluye luego a través de los serpentines del condensador. El refrigerante caliente cede calor al aire exterior, lo que enfría el vapor y lo convierte en líquido. Sin embargo, sigue estando a alta presión. A continuación, el refrigerante líquido pasa por una válvula de expansión que convierte parte del líquido de nuevo en vapor al reducir la presión. Finalmente, el refrigerante en forma de vapor y líquido pasa por un evaporador. El refrigerante absorbe calor del interior del espacio, lo que convierte cualquier líquido restante en vapor.
Cómo comprar equipos eficientes
El Programa Federal de Gestión Energética (FEMP) también ofrece orientación sobre compras en este ámbito. A continuación se presenta una tabla con los valores de los enfriadores eficientes certificados por el FEMP. La tabla está clasificada por tipo de enfriador y tamaño de la carga, lo cual depende de las necesidades de refrigeración del edificio.
Si bien el código EER es de 10, las unidades de aire acondicionado de alta eficiencia tienen un EER de 12 o más, y los descuentos solo se ofrecen para EER de 12 o más.
| TABLA 2. REQUISITOS DE EFICIENCIA PARA ENFRIADORES ELÉCTRICOS REFRIGERADOS POR AGUA (KW/TON) | |||||
| Tipo de enfriador | Capacidad (toneladas) | Aplicaciones optimizadas para carga completa (los productos deben cumplir con ambos niveles) |
Aplicaciones optimizadas para carga parcial (los productos deben cumplir con ambos niveles) |
||
| Eficiencia a plena carga | Valor integrado de carga parcial | Eficiencia a plena carga | Valor integrado de carga parcial | ||
| Desplazamiento positivo | < 75 | 0.736 | 0.600 | 0.780 | 0.500 |
| 75 a 149 | 0.720 | 0.560 | 0.750 | 0.490 | |
| 150 a 299 | 0.651 | 0.540 | 0.680 | 0.440 | |
| 300 a 599 | 0.610 | 0.520 | 0.625 | 0.410 | |
| ≥ 600 | 0.560 | 0.500 | 0.585 | 0.380 | |
| Centrífugo | < 150 | 0.610 | 0.550 | 0.695 | 0.440 |
| 150 a 299 | 0.610 | 0.550 | 0.635 | 0.400 | |
| 300 a 399 | 0.560 | 0.520 | 0.595 | 0.390 | |
| 400 a 599 | 0.560 | 0.500 | 0.585 | 0.380 | |
| ≥ 600 | 0.560 | 0.500 | 0.585 | 0.380 | |
Las directrices de ENERGY STAR sirven para evaluar la eficiencia relativa de equipos de climatización, como calderas, ventiladores y aires acondicionados, así como de muchos otros aparatos. Los equipos de alta eficiencia reciben la certificación ENERGY STAR. Los productos certificados y sus fabricantes figuran en elsitio web de ENERGY STAR.
A menudo, las empresas de servicios públicos locales ofrecen incentivos y reembolsos para realizar mejoras que aumenten la eficiencia de los sistemas eléctricos.
Cómo sacarle el máximo provecho a tu sistema
- Aísla los equipos y las tuberías de tu sistema de refrigeración para evitar pérdidas de energía hacia el exterior.
- Aprovecha el aire fresco de la noche, cuando sea posible, para reducir la carga de trabajo de tu sistema.
- Instala termostatos programables
- Incluye las revisiones periódicas como parte de tu rutina de mantenimiento del equipo.
Ventilación
Una unidad de tratamiento de aire típica se encarga de la circulación del aire, su filtración, su calentamiento y enfriamiento, y el control de la humedad. En un diseño de planta central, se utilizan unidades de tratamiento de aire secundarias para distribuir aire limpio y confortable a diferentes zonas. Por lo general, se utiliza un sistema de volumen de aire variable (VAV), que permite que un solo sistema controle varias zonas. Cada zona cuenta con su propia unidad terminal que regula las cargas de enfriamiento y calefacción y mantiene los estándares mínimos de ventilación para esa zona. Se pueden instalar diversos controles dentro de un sistema de ventilación para ayudar a ahorrar energía.
Los intercambiadores de calor y humedad permiten que el aire frío entrante se caliente con el aire caliente saliente y viceversa. Esto ayuda a reducir la carga de trabajo general del sistema, lo que permite ahorrar energía
Cómo sacarle el máximo provecho a tu sistema
- Cambiar los filtros al menos cada tres meses puede mejorar tanto la calidad del aire en el interior como la eficiencia de tu sistema de climatización.
- Aísla y sella los conductos y las tuberías a lo largo de las rutas de distribución. Esto garantiza que el aire se mantenga a la temperatura adecuada mientras se desplaza hacia su destino y puede aumentar la eficiencia del sistema hasta en un 20 %.
- Asegúrate de que el sistema de ventilación tenga las dimensiones adecuadas para tu edificio.
- Trabaja con un profesional para optimizar los controles VAV.