6 - verificación aislada medidas - detalles_esp_mar2011 ag 6oct11

7/27/2019 6 - Verificación aislada medidas - Detalles_esp_mar2011 AG 6oct11

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Fundamentos de la M&Vy el Protocolo Internacional de Medida y

Verificación

Para gestores energéticos

Detalles de medidas de mejora de

eficiencia energética aisladas



Verificación aislada 2

Verificación aislada - Programa

• Opción B

– Revisión del método

– Ejemplo detallado

– Resumen de temas destacados

• Opción A

– Revisión del método

– Ejemplo detallado

– Resumen de temas destacados




Verificación aislada de la MMEEOpciones A y B – Metodología

Aísla el consumo de energía de la MMEE del resto de

la instalación.

Los sucesos fuera del límite de medida no tienen

efecto* en los ahorros informados.

*(pero pueden afectar a los ahorros reales)




Opción B Paso 1 (Alcance)

• Definir el límite de medida (mediante lalocalización de los aparatos de medida)

• Evaluar los efectos cruzados más allá del límite.

• Decidir que variables independientes afectan alconsumo de energía.

• Diseñar el sistema de medición.• Decidir el periodo de referencia.




Opción B Ejemplo

Se sustituye una enfriadora eléctrica por otra. (la

temperatura dentro de la torre de refrigeración y la de la

entrada del condensador no cambian)

– El consumo de electricidad se ve afectado principalmente por: a) la carga frigorífica, y b) la

eficiencia de la enfriadora.

– Habrá una disminución en el consumo de la torre de

refrigeración, debido a la reducción del calor a

disipar. Se ignorará este efecto cruzado, para

simplificar el ejemplo.




Límite de medida

Medición de la carga térmica del agua y del compresor eléctrico

Enfriadora

Torre de

refrigeración Límite demedida

Cargas de frío

(variable)

Electricidad




Periodo de referencia

Para definir el periodo de referencia se hará una

prueba del rendimiento de la enfriadora antigua,

inmediatamente antes de su sustitución.




Opción B Paso 2 (Bases)

Decidir restablecer el rendimiento del periodo de

referencia (el de la enfriadora antigua) bajo las

condiciones del periodo demostrativo de ahorro.

Estas bases de ajuste informarán de los ahorros como

“consumo de energía evitado” o “coste evitado”.




Opción B Paso 3 (Datos del

período de referencia)

• Instalar contadores de energía térmica y electricidad.

• Calibrar los contadores.

• Recopilar todas las características de funcionamiento

de la enfriadora antigua – cargas horarias promedio

(toneladas) y kW.




Opción B Paso 3 (Datos del

período de referencia)

Reunir información sobre varias semanas de funcionamiento:

Para usar posteriormente:• Carga total de refrigeración = 9.750 toneladas

• Total de datos eléctricos = 7.470 kW

Nota: 1 tonelada (ref) = 3,5 kWref

Toneladas 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000

kW

medidos290 350 400 360 400 390 430 420 570 540 620 600 600 750 750




Opción B Paso 4 (Modelo)

Establecer la relación entre la carga y el consumo de

energía para el período de referencia:




Opción B Paso 4 (Modelo de

evaluación)

• Evaluar la incertidumbre, es decir, la dispersión de los

datos de la línea de tendencia.

• Una R 2 del 91% es buena.

• Si fuera inferior al 75%, y/o CvRMSE > 5% considerar: – hacer más lecturas,

– mejorar la precisión/ replicabilidad del contador térmico

(lástima que ya ha comprado uno),

– añadir más variables como la temperatura exterior o latemperatura de bulbo húmedo exterior (en caso de torres de

refrigeración)

– probar con una ecuación de segundo orden (con cuidado).




Opción B Paso 5 (Comprobación del

sesgo)Comprobar mediante un modelo matemático el sesgo de la siguiente

manera:

• Utilice el modelo matemático para hacer la predicción del consumo

de electricidad para 15 periodos de carga de la refrigeración.

• Ya que el total son 9.750 toneladas, un cálculo rápido es:= (0,62 * 9.750) + (95 * 15)

= 6.045 + 1.425

= 7.470 kW

• Lectura eléctrica real = 7.470 kW

• Por lo tanto la desviación es de 0 kW (0,0000%). El modelo es

válido.

(El criterio de la ASHRAE es que la desviación ha de ser

< 0.005%)




Opción B Paso 6 (Predicción)

• Sustituya la enfriadora.

• Mida y registre el promedio horario de la carga de

refrigeración (toneladas) y potencia absorbida (kW) en la

enfriadora nueva.• Introduzca los datos de las nuevas variables independientes

de carga (en toneladas) en el modelo matemático de la

enfriadora antigua:

kW = 0.62 * Toneladas+ 95 para predecir qué consumo mensual (y kW pico) tendría

la antigua enfriadora con las condiciones actuales.




Opción B Paso 6 (Predicción)Para un día

Máquina nueva Maquina antiguaAhorros

Datos reales post – mejoraPrediccíón de demanda de potencia eléctrica(kW)

Factores

Total kWHora kW Carga Fijado Carga

23-Jul-09 Toneladas 95 0.62

6:00 500 900 95 558 653 153

7:00 420 800 95 496 591 171

8:00 225 300 ?

9:00 265 400 95 248 343 78

10:00 310 450 95 279 374 64

11:00 320 500 95 310 405 85

12:00 382 600 95 372 467 85

13:00 435 700 95 434 529 94

14:00 500 800 95 496 591 91

15:00 490 800 95 496 591 101

16:00 520 850 95 527 622 102

17:00 515 850 ?

18:00 490 800 95 496 591 101

19:00 430 700 95 434 529 99

20:00 360 600 95 372 467 107

21:00 295 500 95 310 405 110




Opción B Paso 6 (Predicción)

Máquina

antigua




Opción B Paso 7 (ADR)

• Al menos una vez al año, revisar los factores estáticos para

asegurarnos de que la referencia continua siendo apropiada

(por ejemplo, problemas en la torre de refrigeración pueden

aumentar la temperatura promedio de condensación).• Si fuese necesario, recalcular: los datos del periodo de

referencia, el modelo matemático y las predicciones de

consumo.

Se asume que no es necesario ningún Ajuste De Referencia

(ADR) (no-rutinario) en este caso.




Opción B Paso 8 (Ahorro en kWh)

• Mostramos los ahorros para 16 horas de un día (ha

calculado dos de ellos).

• Para todo el mes de julio, se suman todos los

ahorros horarios.

• La suma de los ahorros de consumo del mes de julio

resultante es de 55.240 kWh




Opción B Paso 8 (Ahorros de kW)

Para encontrar los ahorros de demanda del mes de julio, determinar:

– El momento en el que el contador de la compañía detectó el pico

de demanda - 29 de julio a las 15:50 horas

– Toneladas en la nueva enfriadora a 29 de julio a las 15:50 horas – 1.000 toneladas

– kW en la nueva enfriadora a 29 de julio a las 15:50 horas – 616

kW

Con 1.000 toneladas el modelo del periodo de referencia predice 715

kW para la antigua enfriadora. Así que el ahorro de demanda para el

mes de julio es de 715 – 616 = 99 kW




Opción B Paso 9

(Valoración económica)

Julio 2009 UnidadesPrecio

MarginalValor

Consumo 55.240 kWh 0,0723$ 3.994$

Demanda 99 kW 12,57$ 1.244$

Total 5.238$

Nota: El factor 0,62 como la raíz de todos los cálculos tiene 2 cifras

significativas. ¿Qué es mejor para expresar los ahorros?




Opción B Temas- Medición

• Establecer las mediciones en un límite que

minimice los efectos no medidos de la energía con

el sistema fuera del límite (efectos cruzados) .

• Precisión de los medidores

• Coste de mantenimiento de los medidores

• Hacer frente a la falta de información.

• Sincronizar la demanda con el contador de la

empresa suministradora.




Opción A

Medición del parámetro clave

• Sólo requiere la medición de los parámetros clave – es decir, se

permiten algunas estimaciones (hipótesis).

• Se miden los parámetros clave, se estiman los otros donde:

- Los errores plausibles no afectarán significativamente al informe de

ahorros, O

- Los factores estimados no son la responsabilidad de la entidad cuyo

rendimiento se esta evaluando mediante el M&V.

• Debe evaluarse el impacto de posibles errores debidos a laestimación.

Para el resto de aspectos, la Opción A es igual a la Opción B.




Opción A Ejemplo

Como en el anterior, una enfriadora nueva sustituye auna antigua.

(El análisis se hará de manera diferente, sólo para mostrar que haymás de una posibilidad de analizar una situación dada)




Opción A Paso 1 (Alcance)

• Decidir que variables afectan a los ahorros anuales de

energía:

– Eficiencia de la enfriadora

– Carga anual de refrigeración de la enfriadora

(toneladas-hora)

• Considerar si los valores plausibles de ambas

variables forman uno de los factores clave paracontrolar el posible error.




Opción A Paso 2 (Variaciones)

Las variaciones plausibles en los factores de control se estiman de la

experiencia del lugar.

•Rangos factible de: Eficiencia de la enfriadora

Antigua Enfriadora 0,70 – 0,90 kW/ton

Nueva Enfriadora 0,50 – 0,52 kW/ton

Mejora de la Eficiencia 0,18 – 0,40 kW/ton

•Rango factible: Carga anual de la Enfriadora:

1.800.000 – 2.200.000 toneladas-hora




Opción A Paso 3

(Evaluación del impacto)

La variación factible de la eficiencia de la enfriadora es

de 0,18 a 0,40 un ratio de 2,2 : 1

La variación factible de la carga anual de la enfriadora es:

1.800.000 a 2.200.000 un ratio de 1,2 : 1




Opción A Paso 4 (Estimaciones)

• La eficiencia de la enfriadora se selecciona como parámetroclave, por cualquiera de estas dos razones:

– El ratio de variaciones factibles en la eficiencia de la enfriadoraes el mayor.

– La mejora de la eficiencia de la enfriadora es el objetivo de laMMEE.

• Por lo tanto:

– Mida el cambio en la eficiencia de la enfriadora. – Evalúe la carga anual de la enfriadora para que sea 2.000.000toneladas-hora por año (También se estipula el perfil de carga:horas en cada nivel de carga, y la carga máxima para cada mesde funcionamiento).




Opción A Paso 5a

(Diseño de la medición)

• Para medir de manera imparcial, realice las

mediciones de la nueva y la antigua enfriadora con

el mismo equipo, y desde el mismo punto.• Planifique dos mediciones de la eficiencia:

– De la antigua enfriadora antes de retirarla.

– De la nueva enfriadora después de su instalacióny puesta en marcha.




Opción A Paso 5b


• Decida los equipos de medida aislados necesarios:

– La energía térmica del agua fria (toneladas)

– La demanda de electricidad del compresor (kW)

• Diseñe el sistema de medición: – El registro digital independiente por un vatímetro de valor

eficaz (no el del fabricante de la enfriadora). Cuesta $1.000

– Registrar las mediciones térmicas con un caudalímetro ultrasónico y sensores de temperatura independientes en lasuperficie de la tubería. Calibrar antes de la instalación.Cuesta $5,000.




Opción A Paso 5c


Precisión de las mediciones:

– Medición térmica: +/- 1% de la lectura

sobre un rango de 200 - 900 toneladas

– Electricidad: +/-0,5% de la escala completa 1.000

kW (= +/-5 kW)

• Los rangos esperados de lectura son de 150 a800 kW

• La precisión real será +/- 0,6% a +/- 3.3%




Opción A Paso 6a

(Periodo de referencia)

Mida la característica de rendimiento de la antigua enfriadora y grafíquela

La R 2 se calcula solo para evaluar como de bien se comportan

los datos.




Opción A Paso 6b

(Periodo de referencia)

Determinar el promedio de kW y kW/tonelada

para cada rango de carga o “contenedor”.

El promedio ponderado de kW/tonelada para la

antigua enfriadora es de 0,823

Toneladas Promedio kW kW/tonelada Tiempo Producto

200 250 1,250 5% 0,0625

300 290 0,967 20% 0,1933400 315 0,788 20% 0,1575

500 375 0,750 15% 0,1125

600 435 0,725 15% 0,1088

700 505 0,721 10% 0,0721

800 600 0,750 5% 0,0375

900 700 0,778 5% 0,0389

1.000 805 0,805 5% 0,0403

100% 0,823




Opción A Paso 7a

(Incertidumbre)

• El ratio de precisión de los medidores está entre

0,6% y 3,3%

• El test de eficiencia de la antigua enfriadora ajusta

los datos de la tendencia con una R 2 = 96%.

Los dos están OK




Opción A Paso 7b

(Incertidumbre)

La precisión y la dispersión en los datos da ciertaseguridad:

Si no hubiera una seguridad aceptable, se deberíaconsiderar:

– tomar más lecturas,

– obtener un vatímetro más preciso,

– usar más variables como la temperatura exterior o latemperatura de bulbo húmedo (en caso de torres derefrigeración)

– probar con una ecuación de segundo orden.

O ió A P 8




Opción A Paso 8

(Nueva enfriadora )

Máquina

nueva

Máquinaantigua

El mismo test se lleva a cabo para la nueva enfriadora, representadoabajo




Opción A Paso 8

(Nueva enfriadora)

El promedio ponderado de kW/tonelada para la nueva

enfriadora es de 0,552

Toneladas Promedio kW kW/toneladas Tiempo Producto

200 175 0,875 5% 0,0438

300 190 0,633 20% 0,1267

400 205 0,513 20% 0,1025

500 250 0,500 15% 0,0750600 300 0,500 15% 0,0750

700 350 0,500 10% 0,0500

800 405 0,506 5% 0,0253

900 480 0,533 5% 0,0267

1000 550 0,550 5% 0,0275100% 0,552




Opción A Paso 9a (Ahorros)

• La mejora de la eficiencia media ponderada:

– Antigua Enfriadora = 0.823 kW/tonelada

– Nueva Enfriadora = 0.552 kW/toneladaMejora = 0.271 kW/tonelada

• Suponiendo 2.000.000 toneladas-hora anuales de

carga.• El ahorro energético es = 0,271 * 2.000.000

= 542.000 kWh/año




Opción A Paso 9b (Ahorros)

Ahorros de demanda de potencia (para toda la temporada declimatización) :

Carga Reducción de DemandaSupuesta Calculada

ayo 500 toneladas 135 kWunio 800 toneladas 216 kWulio 900 toneladas 243 kW

gosto 1000 toneladas 270 kW

eptiembre 900 toneladas 243 kWctubre 500 toneladas 135 kW

Total 1.242 kW-mes

Suponer que la punta de demanda de la enfriadora coincide con la

punta del contador de la compañía.

O ió A P 10




Opción A Paso 10

(Valoración económica)

Ahorros en el consumo de energía:= 542.000 kWh * 0,0723 $ /kWh

= 39.186 $

Ahorro de demanda:= 1.242 kW-mes * 12,57 $ /kW-mes

= 15.612 $

Ahorros totales:= 39.186 $ + 15.612 $ = 54,798 $ por temporada

¿Cuántas cifras significativa se deberían mostrar?




Opción A (Futuro)

• Esta claro, verificar periódicamente que losindicadores claves de la eficiencia de la enfriadorasugieren un buen rendimiento.

– Presión de condensación vs. temperatura del aguade condensación media.

– Amps absorbidos por el compresor en función de lacarga.

• Posiblemente repetir el test para la nuevaenfriadora en años futuros si el presupuesto lo

permite.




Opción A Test 1

Ahora, suponemos:

• Antigua Enfriadora = 0,71 kW/toneladas

• Nueva Enfriadora = 0,55 kW/toneladas

¿Cuáles deberían ser los ahorros económicos

anuales?

,000.32$473.32$798.54$27,0

16,0




Opción A Test 2

Ahora suponga:

• Los test de la enfriadora fueron como los originales(0,27 kW/tonelada de mejora)

• Las cargas anuales son de 1.800.00 toneladas-hora)• Las puntas de carga no han variado.

¿Cuál seria el ahorro económico anual?

,000.51$879.50$612.15$186.39$0,2

8,1




Opción A Informes

Si se asume un patrón de carga anual, como por

ejemplo de 2.000.000 toneladas-hora, ¿se puede decir

que el coste de energía evitado ha sido de 50.000$ por año?

¡No!

Es mejor decir que “según los test de la Opción A del

IPMVP en mayo del 2008 los costes de la energía

evitada se estiman en 51.000$”



Verificación aislada de la MMEE

Opción A Temas

La Hipótesis




Hipótesis - 1

¿Qué puede suponer?

– Considerar errores plausibles en las hipótesis.

– Considerar las responsabilidades de las partes.

Haga hipótesis de parámetros donde el error no sea

significativo, o donde el parámetro no sea responsabilidad de

la parte cuyo rendimiento se evalúa.

Las especificaciones del fabricante son suposiciones, bajo el

IPMVP (porqué no se han medido en el lugar de la

implantación)




Hipótesis - 2

• Puede ser necesario un esfuerzo para conseguir

información que justifique las hipótesis para que

todos puedan estar de acuerdo con ellas.• Pocos parámetros de medición normalmente

suponen menor coste de medición.

• Los bajos costes probables pueden dejar más

dinero para equipos de medida más precisos, o

para otras mejoras de eficiencia.




Hipótesis - 3

• IPMVP 2001, y ediciones posteriores, requieren almenos alguna medida in situ. – Si los cálculos de ingeniería dan un confort adecuado (el

principio KISS) ninguna medida (o IPMVP) es necesaria.

• Las Guías FEMP M&V 3.0 ahora siguen IPMVPOpción A

– La estipulación (estimación sin realizar medidas)no es M&V!



Introducción

Conceptos

clave

Ejemplos cortos

Planificaciónde la M&VTemas críticos

Detallesmedidas aisladas

Detalles OpciónC

Detalles OpciónD

Períodos demedida

consecutivosMás

ejemplos

Resumen

1

2

3

4

5

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