Claves de la climatización en el ahorro energético

Hoy nos vamos a poner un poco más técnicos, ya que el tema es muy importante, las claves de la climatización en el ahorro energético pueden representar hasta un 70% del consumo de un edificio.
Esta eficiencia en el campo de la climatización es muy importante, necesitamos un sistema eficiente, pero también necesitamos un sistema confortable para el usuario, ya que si no encontramos un equilibrio entre la eficiencia y el confort el sistema no será del todo óptimo.

Combinando diferentes métodos podemos conseguir ahorros de hasta un 30% en los costes energéticos para HVAC:

• Adaptar la potencia de calefacción o refrigeración según las necesidades reales del edificio.

• Elevar la temperatura al nivel de confort cuando se detecte la presencia de ocupantes.

• Adaptar el flujo de ventilación según la ocupación o el nivel de contaminación del aire interno.

• Recuperar energía de calefacción o refrigeración del aire extraído.

• Programar el punto de ajuste de temperatura en función de la ocupación.

Así mismo, las claves para que el sistema de climatización sea eficiente residen en:

• Concienciación del usuario: De nada sirve tener el sistema más eficiente del mercado, si el usuario pide una demanda excesiva de clima, se pierde toda la potencia del sistema. 

• Control: El tipo de control que se aplica a un sistema puede hacer variar el coste energético en un 30%.

• Dimensionamiento: Un sistema mal dimensionado trabajará en condiciones no óptimas, de manera que el coste energético puede dispararse.

Dado que nuestro fuerte es el control, voy a exponer las dos variantes principales a la hora de calcular la demanda de climatización y sus efectos sobre la eficiencia energética.

Control a dos pasos:

Se realiza un cálculo de la demanda para tener la temperatura real en un valor de consigna +-histeresis. Un sistema de control convencional o electrónico a dos pasos daría el siguiente escenario en régimen de uso estable y temperaturas constantes, provocando exceso de consumos y temperaturas no confortables:

Control a dos pasos

En el diagrama, las zonas de ineficiencia son aquellas en las que la temperatura está por encima de la consigna (caso invierno), lo que significa que se ha consumido una energía que no era necesario consumir. El momento del consumo no coincide con los picos de temperatura, pues hay que tener en cuenta las inercias del sistema, cono se puede observar en el consumo instantáneo.
Las zonas no confortables tienen un efecto directo sobre el usuario, que percibe una temperatura por debajo de la deseada. Este efecto puede desencadenar que el usuario aumente la consigna con el consiguiente aumento de consumo energético.

Control Proporcional Integral:

Se realiza un cálculo de la demanda para tener la temperatura real en el valor de consigna. Este cálculo tiene en cuenta la inercia térmica del sistema y los errores acumulados en el tiempo, de manera que aproxima la temperatura de una manera mucho más precisa.
El problema de este tipo de control es que hay que conocer completamente los valores "K/min" de inercia térmica del sistema, pues el error acumulado se calcula en base a dicha inercia. Si este parámetro no se programa correctamente, el sistema puede no funcionar.
Por este motivo, para los sistemas de climatización, proponemos utilizar regulaciones PI (Proporcional Integral)

Control PI

Si extrapolamos lo comentado anteriormente a un régimen transitorio de temperaturas de consigna, podemos observar que el comportamiento es muy diferente, incluso en un cambio de temperatura. 

Se observa como en una regulación a dos puntos  se alcanza la temperatura deseada antes que con un control PI, sin embargo, el derroche de energía es mucho mayor. Aún así, un buen ajuste de los parámetros de la regulación PI puede conseguir que esta diferencia de tiempo sea prácticamente imperceptible.
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Fuentes principales: www.schneiderelectric.es