ramon sendra huguet auditoria i millora energÈtica d’un...

1

Ramon Sendra Huguet

AUDITORIA I MILLORA ENERGÈTICA D’UN CRAI

TREBALL DE FI DE GRAU

dirigit per José Antonio Barrado Rodrigo

Grau d’Enginyeria Elèctrica

Tarragona

Setembre de 2016

Índex

2

1 Índex

1 Índex .................................................................................................................... 2

2 Memòria .............................................................................................................. 5

2.1 Introducció ................................................................................................... 5

2.1.1 Objectius................................................................................................... 5

2.1.2 Procediment .............................................................................................. 5

2.2 Descripció de l’Edifici ................................................................................. 6

2.2.1 Situació i emplaçament ............................................................................ 6

2.2.2 Activitat i usos .......................................................................................... 7

2.2.3 Règim de Funcionament de l’edifici ........................................................ 7

2.3 Dades de partida ........................................................................................... 9

2.3.1 Introducció ............................................................................................... 9

2.3.2 Consum elèctric ........................................................................................ 9

2.3.3 Cost de l’energia elèctrica ...................................................................... 11

2.4 Model de càlcul (MC) ................................................................................ 14

2.4.1 Descripció del procediment .................................................................... 14

2.4.2 Creació del model energètic ................................................................... 15

2.4.3 Creació del model econòmic .................................................................. 15

2.4.4 Verificació del model energètic ............................................................. 15

2.4.5 Verificació del model econòmic ............................................................ 16

2.5 Caracterització dels consums del model de càlcul ..................................... 17

2.5.1 Introducció ............................................................................................. 17

2.5.2 Mètodes per a la identificació de consums............................................. 17

2.5.3 Tipus de consums ................................................................................... 18

2.5.4 Presència dels tipus de consum en els DT ............................................. 21

2.6 Conclusions i resultats ............................................................................... 22

2.6.1 Energia ................................................................................................... 22

2.6.2 Cost......................................................................................................... 23

2.7 Proposta de millores ................................................................................... 25

2.7.1 Enllumenat interior ................................................................................. 25

2.7.2 Optimització del funcionament dels climatitzadors ............................... 27

3 Annexos ............................................................................................................. 28

3.1 Annex 1: Calendari 2014. Classificació dies tipus .................................... 28

3.2 Annex 2: Períodes tarifaris d’energia elèctrica en MT .............................. 29

Índex

3

3.3 Annex 3: Detall dies tipus del model de càlcul.......................................... 31

3.3.1 DT1......................................................................................................... 31

3.3.2 DT2......................................................................................................... 33

3.3.3 DT3......................................................................................................... 35

3.3.4 DT4......................................................................................................... 37

3.3.5 DT5......................................................................................................... 39

3.3.6 DT6......................................................................................................... 41

3.3.7 DT7......................................................................................................... 43

3.3.8 DT8......................................................................................................... 45

3.3.9 Comparatiu dels DT ............................................................................... 47

3.4 Annex 4: Anàlisis de les tipologies de consums ........................................ 49

3.4.1 DT1......................................................................................................... 49

3.4.2 DT2......................................................................................................... 51

3.4.3 DT3......................................................................................................... 52

3.4.4 DT4......................................................................................................... 53

3.4.5 DT5......................................................................................................... 54

3.4.6 DT6......................................................................................................... 55

3.4.7 DT7......................................................................................................... 56

3.4.8 DT8......................................................................................................... 57

Índex

4

Taules

Taula 1. Coordenades geogràfiques ............................................................................. 6

Taula 2. Coordenades UTM (WSG84) ........................................................................ 7

Taula 3. Consum anual de l’edifici ............................................................................ 10

Taula 4. Cost del terme fix de potència...................................................................... 11

Taula 5. Preus de l’energia ......................................................................................... 12

Taula 6. Cost anual de l’energia ................................................................................. 12

Taula 7. Validació del model energètic...................................................................... 16

Taula 8. Validació del model econòmic ..................................................................... 16

Taula 9. Energia consumida per tipus de consum i DT ............................................. 22

Taula 10. Energia anual consumida per tipus de consum i DT .................................. 22

Taula 11. Cost horari de l’energia per cada DT ......................................................... 23

Taula 12. Cost horari total per cada DT ..................................................................... 24

Taula 13. Cost unitari per cada DT ............................................................................ 24

Taula 14. Cost total per a cada tipologia de consum.................................................. 24

Il·lustracions

Figura 1. Ubicació de l’edifici dins del Campus Sescelades ....................................... 6

Figura 2. Distribució anual de les diferents tipologies de dies .................................... 9

Figura 3. Representació gràfica del consum anual de l’edifici .................................. 10

Figura 4. Representació gràfica del cost anual de l’energia....................................... 13

Figura 5. Presència de les tipologies de consums en els DT ...................................... 21

Memòria

5

2 Memòria

2.1 Introducció

Actualment disposem de nombroses tecnologies que ens permeten obtenir una gran quantitat de dades. En el cas que ens ocupa, existeixen nombroses tecnologies per al comptatge i monitorització de consums elèctrics en temps real, amb programes d’emmagatzematge de dades i representacions gràfiques. Fins i tot, podem disposar d’altres eines com la generació automàtica d’informes preconfigurats, l’obtenció d’una valoració econòmica del consum, la possibilitat de comparar consums entre períodes diferents o la creació d’un sistema d’alarmes que ens adverteixin de consums fora dels límits preestablerts.

Aquest coneixement dels edificis a nivell energètic ens permet, de manera directa, saber què està passant, comprovar de manera aproximada les mesures aplicades a l’edifici i treure conclusions d’una manera, però poc precisa.

2.1.1 Objectius

Aquest estudi pretén anar un pas més enllà. A partir del tractament de la gran quantitat de dades disponibles i, mitjançant la creació d’un model de càlcul particular per a aquest edifici, obtindrem una relació directa entre l’activitat de l’edifici (època de l’any, horari i activitat), i el seu cost energètic i econòmic. També ens permetrà diferenciar els diferents tipus de consums implicats i, a la vegada, poder simular el resultat d’accions futures en matèria d’estalvi energètic, ja siguin relacionades amb l’optimització de l’ús de l’edifici com en millores o inversions en els principals elements de consum de l’edifici.

2.1.2 Procediment

En una primera fase, després de fer una breu descripció de l’edifici, analitzarem totes les dades que utilitzarem com a punt de partida per a la creació del model de càlcul (en endavant MC). Concretament són les següents:

• Règim de funcionament de l’edifici. Agrupació de tots els dies d’un any en vuit Dies Tipus (en endavant DT).

• Recopilació de dades anuals de consum (corresponents a l’any 2014) per al seu posterior tractament.

• Dades de la tarifa elèctrica, tant pel que fa al cost de l’energia de cada període com per al terme fix de potència.

Amb totes aquestes dades procedirem a la creació del MC i a la seva posterior validació tant a nivell energètic com econòmic per a determinar-ne la viabilitat. Un cop validat el MC procedirem a la identificació de fins a 9 tipus diferenciats de consum que presenta l’edifici.

Creat el model de càlcul per a cada un dels vuit DT i amb els 9 tipus de consum caracteritzats, podrem extreure les conclusions que se’n deriven i introduir algunes propostes per a la millora energètica, analitzant la inversió, l’estalvi i l’amortització per determinar la seva viabilitat.

Memòria

6

2.2 Descripció de l’Edifici

2.2.1 Situació i emplaçament

L’edifici es troba situat al Campus Sescelades de la Universitat Rovira i Virgili, a l’Avinguda Països Catalans número 26, de la ciutat de Tarragona (CP 43007).

L’edifici rep la denominació E2 del campus i la seva ubicació és la següent:

Figura 1. Ubicació de l’edifici dins del Campus Sescelades

Les coordenades geogràfiques de l’edifici són les següents1:

Latitud 41º 7’ 59’’ Longitud 1º 14’ 37’’

Taula 1. Coordenades geogràfiques

1 Dades extretes del visor del sistema d'informació geogràfica de parcel· les agrícoles (SIGPAC) del Ministeri de Medi Ambient i Medi Rural i Marí (MARM)

Memòria

7

Latitud 352.601 m Longitud 4.555.022 m

Taula 2. Coordenades UTM (WSG84)

2.2.2 Activitat i usos

Construït l’any 2003, inicialment com a biblioteca, actualment l’edifici compleix les funcions de Centre de Recursos per a l’Aprenentatge i la Investigació (CRAI) després d’una reforma l’any 2010.

És un edifici destinat a tota la comunitat universitària, usuaris d’altres institucions o per a estudiants de secundària. Aquest entorn abasta tots els serveis universitaris de suport a l’aprenentatge, la docència i la recerca, en els àmbits de la informació i les tecnologies de la informació (TIC) per a l’aprenentatge i el coneixement (TAC)2.

Es tracta d’un edifici aïllat que compta amb 3 plantes i un soterrani amb una superfície inferior a la de la resta de plantes i amb una superfície útil de 4.719,7 m2. En concret, les superfícies útils de cada planta són:

• Planta soterrani: 380,6 m2

• Planta baixa: 1.458,6 m2

• Planta primera: 1.449,60 m2

• Planta segona: 1.430,9 m2

El soterrani compta amb un dipòsit de llibres, magatzem i diverses sales tècniques. No són espais destinats al públic.

La planta baixa compta amb un espai de trobada, una àmplia sala d’estudi i una sala informàtica.

A la planta primera trobem l’accés principal i la recepció. La superfície més important és la sala de consulta i lectura, a més de diverses sales de treball en grup. També trobem diversos despatxos del personal de l’edifici i d’alguns serveis de la URV.

A la planta segona trobem una gran sala de consulta i lectura i diverses sales de treball, de reunió i algunes sales amb usos específics.

Les tres plantes d’accés públic disposen de lavabos, ascensor, zones de pas i escales a més d’alguns espais tècnics i de neteja.

2.2.3 Règim de Funcionament de l’edifici

Per tal de poder analitzar i tractar les dades de consum de l’edifici, cal determinar l’activitat de l’edifici pel que fa referència a l’horari, a la superfície ocupada i al règim de funcionament de la climatització en funció de l’època de l’any.

Aquestes dades, juntament amb les dades de consum elèctric de l’edifici, ens mostren, com no podia ser d’una altra manera, una correspondència entre activitat a l’edifici i època de l’any amb el consum registrat.

2 Definició extreta de la web del servei de CRAI de la URV

Memòria

8

D’aquesta manera, procedim a crear vuit dies tipus (DT1, DT2, DT3, DT4, DT5, DT6, DT7 i DT8) que agruparan tots els dies de l’any que comparteixin característiques de funcionament (veure calendari de l’apartat 4.1).

Són els següents:

• Dia tipus 1 (DT1): Dia de tancament total del període d’agost. L’edifici no està obert al púbic i el Campus Sescelades està completament tancat. Comporta una aturada total de les instal·lacions de l’edifici.

• Dia tipus 2 (DT2): Dia de tancament de l’edifici, corresponent a dies festius i caps de setmana. Aquests dies presenten petites variacions de consum respecte els anteriors ja que l’aturada no és tan exigent degut a que el Campus no resta completament tancat.

• Dia tipus 3 (DT·): Dia amb activitat durant el període en què la climatologia permet l’aturada del sistema de climatització i sols resta en funcionament la ventilació. És el primer dels DT amb activitat a l’edifici i l’horari és l’habitual (de dilluns a divendres de 8h a 21h). Els DT3 es concentren als dies d’obertura d’abril, maig, octubre i novembre.

• Dia tipus 4 (DT4): Dia amb activitat amb el sistema de climatització en mode calor amb un horari reduït. Són el dies posteriors als de novembre de l’apartat anterior en que l’edifici exigeix una arrencada dels sistemes de calefacció però el rigor climàtic i la inèrcia de l’edifici encara permeten que la climatització es concentri en horari reduït al matí.

• Dia tipus 5 (DT5): Dia amb activitat amb el sistema de climatització en mode calor. Posteriors als dies del tipus anterior (DT4), quan el rigor climàtic exigeix el funcionament dels sistemes de calefacció de l’edifici durant tot el seu horari d’obertura. Els DT5 corresponen als dies amb activitat des de finals de novembre fins a mitjans d’abril.

• Dia tipus 6 (DT6): Dia amb activitat però amb una part de la superfície de l’edifici sense ocupació i amb horari de tancament reduït a les 15h (en comptes de les 21h habituals). El sistema de climatització es troba en mode fred, amb la corresponent adaptació a l’horari de l’edifici. Els DT5 són els dies anteriors i posteriors al tancament d’agost en què l’afluència i l’activitat permeten reduir la superfície i l’horari d’obertura.

• Dia tipus 7 (DT7): Dia amb activitat però amb una part de la superfície de l’edifici sense ocupació. El sistema de climatització funciona en mode fred limitat però a les zones d’obertura al públic. Són en dies anteriors als DT6 de juliol, quan si bé l’afluència ja permet reduir la superfície disponible, encara es conserva l’horari habitual de l’edifici (a diferència dels DT6).

• Dia tipus 8 (DT8): Dia amb activitat amb el sistema de climatització en mode fred. Són els dies de maig a octubre en que l’edifici resta obert, en l’horari habitual (a diferència dels DT6) i no hi ha cap restricció de superfície (a diferència dels DT6 i DT7).

Memòria

9

La freqüència de cada un dels dies tipus, per a l’any en estudi (2014) és la següent:

Figura 2. Distribució anual de les diferents tipologies de dies

2.3 Dades de partida

2.3.1 Introducció

L’edifici compta amb subministrament elèctric procedent d’una xarxa de mitja tensió pròpia del Campus Sescelades i no disposa de subministrament de gas natural. L’edifici compta també amb una instal·lació fotovoltaica a façana i a coberta, però l’energia produïda s’exporta a la xarxa i, per tant, no té afectació sobre el consum de l’edifici.

El transformador elèctric que dóna servei a l’edifici que ens ocupa està situat a l’edifici E1 del Campus Sescelades al qual també dóna servei.

El consum d’aigua queda exclòs d’aquest estudi.

2.3.2 Consum elèctric

Els elements que ens permeten determinar el consum elèctric de l’edifici són dos comptadors que envien dades al software de visualització de consum3. Per a la realització d’aquest projecte (treball) s’han extret les dades de tot l’any 2014.

El primer dels comptadors registra el consum total de l’edifici (en endavant GENERAL).

El segon dels comptadors registra únicament el consum dels sistemes de climatització de l’edifici i, per tant, té la consideració de comptador parcial de l’anterior (en endavant CLIMATITZACIÓ).

Lògicament, la diferència entre el comptador general de l’edifici i el de climatització és tota aquella energia consumida a l’interior de l’edifici (en endavant ALTRES USOS).

Aquests comptadors envien dades al software que ens permet visualitzar-les i emmagatzemar-les i està configurat de tal manera que ens emmagatzema el valor de potència activa mitjana (a més d’altres paràmetres elèctrics) en períodes de 15 minuts.

3 DEXCell Energy Manager.

Memòria

10

Aquest període es considera del tot suficient a l’hora de poder analitzar les dades de comportament de l’edifici amb precisió.

Per tant, les dades utilitzades per a aquest estudi són 35.040 valors de potència activa (corresponent a un valor cada 15 minuts durant tot l’any 2014) del comptador GENERAL de l’edifici. De la mateixa manera obtenim 35.040 dades de potència activa per al comptador de CLIMATITZACIÓ. De la diferència dels dos anteriors obtenim la mateixa quantitat de dades per als ALTRES USOS de l’edifici. El volum total de dades de 105.120 valors de potència activa.

Si bé el software ens permet visualitzar i exportar les dades dels comptadors i extreure conclusions a simple vista, per a fer un anàlisi més concret de l’edifici cal tractar totes aquestes dades. Degut a que és inviable treballar amb aquest volum de dades àgilment, es crea un model de treball per a l’edifici que contempla les següents variables:

Les primeres dades obtingudes de la suma directa dels valors de potència activa aplicant el període de 15 minuts que representen, és l’energia consumida total de l’edifici i quina part d’aquesta es consumeix en la climatització i quina en altres usos.

Mes Consum general

Consum climatització

Consum altres usos

Gener 79.687 kWh 54.260 kWh 25.427 kWh

Febrer 69.725 kWh 47.150 kWh 22.575 kWh

Març 77.408 kWh 52.441 kWh 24.967 kWh

Abril 47.090 kWh 26.083 kWh 21.007 kWh

Maig 38.413 kWh 14.828 kWh 23.585 kWh

Juny 61.690 kWh 41.615 kWh 20.075 kWh

Juliol 39.268 kWh 27.691 kWh 11.577 kWh

Agost 9.224 kWh 5.365 kWh 3.859 kWh

Setembre 75.102 kWh 56.347 kWh 18.755 kWh

Octubre 50.262 kWh 26.996 kWh 23.266 kWh

Novembre 49.703 kWh 28.347 kWh 21.356 kWh

Desembre 56.312 kWh 38.462 kWh 17.850 kWh TOTAL 653.884 kWh 419.585 kWh 234.299 kWh

Taula 3. Consum anual de l’edifici

Figura 3. Representació gràfica del consum anual de l’edifici

Memòria

11

2.3.3 Cost de l’energia elèctrica

L’edifici està alimentat elèctricament a partir de la xarxa de MT (25.000V) del Campus Sescelades. Aquesta línia, pròpia de la URV, alimenta els edificis del campus a partir de diversos centres de transformació. Concretament, en aquest cas, el centre de transformació alimenta el nostre edifici i l’aulari de la ETSE/ETSEQ.

Per tant, aplicarem els costos de l’energia corresponents a aquesta tarifa elèctrica de mitja tensió, que detallem en els successius apartats.

2.3.3.1 Terme fix de potència

La potència necessària per al subministrament elèctric de tot el Campus Sescelades és 2.000 kW (per cada un dels sis períodes, de P1 a P6). Per tant, en aquest estudi, per a determinar el cost del terme fix de potència (potència contractada) de l’edifici, cal determinar quina part d’aquests 2.000 kW de subministrament elèctric correspon a l’edifici en estudi.

Analitzant les dades de 2014 (concretament els 35.040 valors corresponents a cada 15 minuts) observem que el pic màxim de potència de l’any 2014 és de 347 kW. Aquest valor, per ser puntual, no el considerem representatiu ja que pot ser a causa d’alguna anomalia. El següent valor és de 340 kW. Aquest sí representatiu, ja que precedeix valors molt propers amb una freqüència elevada.

Un valor raonable per a la potència contractada d’aquest edifici estaria lleugerament per sota d’aquest màxim, ja que a l’optimitzar la potència a contractar d’un edifici, aquesta sempre està per sota d’aquests registres. Si bé és cert que aquest fet penalitza puntualment en el mesos de més demanda en la factura elèctrica, globalment la reducció de costos deguda al terme fix de potència (potència contractada) és superior i compensa les penalitzacions puntuals que es poden donar durant l’any.

Agafarem doncs, com a referència per a l’edifici un valor de 325 kW dels 2.000 kW contractats per a tot el campus. D’aquesta manera ja podem determinar el cost del terme de potència que correspondria al nostre edifici, segons preus de mercat4:

Període

Potència contractada

(kW)

Terme fix de potència

(€/kW) € anuals (s/IVA)

Impost elèctric5 IVA € anuals

P1 325 39,139427 12.720,31 € 650,35 € 2.807,84 € 16.178,50 €

P2 325 19,586654 6.365,66 € 325,46 € 1.405,14 € 8.096,25 €

P3 325 14,334178 4.658,61 € 238,18 € 1.028,33 € 5.925,11 €

P4 325 14,334178 4.658,61 € 238,18 € 1.028,33 € 5.925,11 €

P5 325 14,334178 4.658,61 € 238,18 € 1.028,33 € 5.925,11 €

P6 325 6,540177 2.125,56 € 108,67 € 469,19 € 2.703,42 €

TOTAL 35.187,36 € 1.799,02 € 7.767,14 € 44.753,52 €

Taula 4. Cost del terme fix de potència

4 Preus segons normativa per a l’any 2014 i vigents en l’actualitat. 5 L’impost elèctric representa un 5,11269632% sobre cost del terme de potència (1,05113 x 4,864 %).

Memòria

12

2.3.3.2 Cost de l’energia

Per a determinar el cost de l’energia de l’edifici, utilitzarem els preus reals (amb impost elèctric i IVA inclosos) contractats per a l’últim trimestre de 2014 de tot el Campus Sescelades. Són un total de sis imports, que corresponen a cada un dels sis períodes establerts per la normativa en tarifes de mitja tensió. Són els següents:

Període Preu (kWh) P1 0,150989 €

P2 0,128045 €

P3 0,110577 €

P4 0,096442 €

P5 0,088753 €

P6 0,073467 €

Taula 5. Preus de l’energia

Aquests preus s’apliquen en funció de la normativa vigent que detallen els períodes a aplicar per a cada un dels mesos de l’any i per a cada mes. També hi ha diferències entre les diferents hores del dia i per a les nits, cap de setmana i festius. El detall de l’aplicació d’aquests períodes al nostre edifici es pot consultar a l’annex 2 (apartat 4.2)

2.3.3.3 Cost de l’any 2014

Degut a que no existeix un contracte elèctric específic per a l’edifici, ja que aquest forma part d’un contracte que n’engloba molts d’altres, hem de calcular el cost del subministrament elèctric de l’edifici per a l’any 2014 a partir de les dades de consum del seu comptador general (apartat 2.3.2 d’aquest document), aplicant el cost de l’energia (apartat 2.3.3.2) i el cost del terme fix de potència (amb la potència i els costos detallats en l’apartat 2.3.3.1).

Repetirem el procediment de la part corresponent al cost de l’energia, per a les dades del comptador de climatització i per a les dades obtingudes per als altres usos, per a poder obtenir una mica més de detall del cost energètic de l’edifici.

Els resultats són els següents:

Mes Cost consum

general Cost consum climatització

Cost consum altres usos

Gener 10.214,47 € 7.081,48 € 3.132,99 €

Febrer 8.827,35 € 6.023,39 € 2.803,96 €

Març 7.403,66 € 5.036,38 € 2.367,28 €

Abril 4.055,66 € 2.260,33 € 1.795,33 €

Maig 3.331,17 € 1.309,39 € 2.021,78 €

Juny 7.465,22 € 5.225,73 € 2.239,49 €

Juliol 5.204,49 € 3.784,41 € 1.420,08 €

Agost 677,64 € 394,12 € 283,52 €

Setembre 7.513,70 € 5.698,87 € 1.814,83 €

Octubre 4.376,78 € 2.380,28 € 1.996,50 €

Novembre 4.833,32 € 2.782,96 € 2.050,37 €

Desembre 7.191,26 € 4.987,85 € 2.203,41 € TOTAL 71.094,73 € 46.965,20 € 24.129,53 €

Taula 6. Cost anual de l’energia

Memòria

13

Figura 4. Representació gràfica del cost anual de l’energia

Memòria

14

2.4 Model de càlcul (MC)

2.4.1 Descripció del procediment

Per tal d’assolir els objectius marcats en la fase inicial del projecte i, a causa de la gran quantitat de dades i variables de partida, ha sigut necessària la creació d’un MC que permeti en aquest ordre:

• Tenir en consideració totes les dades i variables de partida i simplificar-les.

• Simular el comportament de l’edifici energètica i econòmicament.

• Identificar els principals elements de consum de l’edifici i el seu cost.

• Poder simular el resultat de les alternatives al funcionament habitual de l’edifici.

• Proposar millores en matèria d’estalvi energètic i determinar-ne la viabilitat.

El procediment serà el següent:

• En primer lloc, es crearà la vessant energètica del MC, anomenada model energètic (apartat 3.1.2). Ha d’aglutinar totes les variables energètiques de partida, simplificar-les sense pèrdua d’informació essencial i tenir un format útil i àgil per a les simulacions i conclusions finals.

• En segon lloc i, sobre la base del model energètic anterior, es crearà la vessant econòmica del MC, anomenada model econòmic (apartat 3.1.3). De la mateixa manera, aquesta ha d’aglutinar totes les variables econòmiques de partida, simplificar-les sense pèrdua d’informació essencial i tenir un format útil i àgil per a les simulacions i conclusions finals.

• Posteriorment caldrà fer una validació del MC tant en la seva vessant energètica (apartat 3.1.4) com en la seva vessant econòmica (apartat 3.1.5), per a determinar la idoneïtat per al seu ús, basant-nos en els resultats del MC en comparació amb les dades energètiques i econòmiques reals.

• La darrera fase de la creació del MC, un cop validat, serà la caracterització dels consums (apartat 3.2) que ens permetrà desglossar el consum de l’edifici en nou tipologies, saber-ne els costos de cada un d’ells i servirà de base per a les conclusions i millores.

• Finalment, amb el MC creat, validat i amb els principals elements de consum de l’edifici caracteritzats, ja es poden obtenir les primeres conclusions directes, realitzar simulacions de variants en el funcionament i fer una anàlisi prèvia de viabilitat de possibles millores energètiques a implantar a l’edifici.

Memòria

15

2.4.2 Creació del model energètic

El model de càlcul s’inicia amb la classificació dels 365 dies de l’any 2014 segons el dia tipus (DT) que representen (apartat 2.2.4).

Aquesta classificació ens permet agrupar les dades de consum diàries (general, climatització i altres usos) de tots els dies que pertanyen al mateix DT.

Obtenim doncs tres gràfiques (consum general, climatització i altres usos) per a cada un dels vuit DT amb la representació de consum diari de tots els dies que pertanyen al corresponent DT (número de repeticions de cada DT).

Com que el resultat serà la creació de 24 gràfiques (vuit DT amb tres tipus de consums per a cada un d’ells: general, climatització i altres usos) amb les mitjanes de consum dels dies analitzats en cada cas, eliminarem aquells dies que presenten desviacions que podrien distorsionar els resultats. Aquests dies són fàcilment identificables ja que presenten comportaments diferenciats de la resta de dies del mateix tipus, degut a un excés o defecte de consum, provocat per avaries, talls per tasques de manteniment (ja sigui preventiu, correctiu, modificatiu o normatiu), arrencada de sistemes que haurien d’estar aturats, etc.

Els resultats per a cada un dels vuit dies tipus amb els tres tipus de consums identificats inicialment (general, climatització i altres usos) ens sintetitzen el consum de l’edifici per a tot l’any 2014 en aquestes 24 gràfiques, que en representen el comportament en funció del DT. Es pot veure detallat en l’apartat 5.3 d’aquest document.

2.4.3 Creació del model econòmic

La incorporació de la variable econòmica al model energètic completa el MC de l’edifici i, a la vegada, ens serveix per a la validació del mateix.

Als perfils de comportament dels DT del model energètic incorporarem els preus de l’energia detallats en l’apartat 2.3.3.2. Per a fer-ho, aplicarem els preus de l’energia als 24 perfils de comportament de l’edifici tenint en compte les següents particularitats.

Aquesta aplicació de preus es realitza, hora a hora, per a cada un dels dies agrupats en el mateix DT. És a dir, cada DT representa una quantitat de dies de l’any que pertanyen a mesos diferents, poden ser festius o no, etc... D’aquesta manera, degut a que els períodes varien en funció d’aquests paràmetres, el resultat final serà un preu mitjà hora ponderat de tots els dies que representa el DT.

De l’aplicació dels preus calculats a les corbes de comportament del model energètic, obtenim el cost mitjà per a cada un dels DT i en les tres corbes que conté cada DT (general, climatització i altres usos).

Conseqüentment, multiplicant els costos de cada DT per la freqüència (número de dies que representa cada DT) obtenim els costos d’energia anuals del MC.

2.4.4 Verificació del model energètic

Per tal de poder donar per vàlid el model energètic del MC, cal verificar les dades de consum del model real amb les dades registrades de l’any 2014.

L’energia total del model energètic, tant per al consum general com per als subconsums de climatització i altres usos, serà la resultant d’aplicar els perfils de consum per la freqüència (quantitat de dies anuals que representa cada DT).

Memòria

16

D’aquesta manera obtenim els següents resultats:

Dades reals Dades MC Variació (MC/real) Consum total 653.884 kWh 653.145 kWh -739 kWh (-0,11%) Consum climatització 419.585 kWh 419.588 kWh +3 kWh (+0,00%) Consum altres usos 234.299 kWh 233.557 kWh -742 kWh (-0,32%)

Taula 7. Validació del model energètic.

Com era previsible, ja que la vessant energètica del MC està fet a partir de les mitjanes de l’agrupació de dies similars en vuit DT i tot i que s’han eliminat dies amb perfils de comportament estranys (tant a l’alça com a la baixa), les variacions entre el model de càlcul i els valors reals dels comptadors elèctrics són molt petites. Per tant, podem validar el model energètic del MC con a eina de treball.

2.4.5 Verificació del model econòmic

Per tal de poder donar per vàlid el model econòmic del MC i, tal i com s’ha fet en l’apartat anterior amb el model energètic, cal verificar els costos de l’energia del model creat amb les dades reals de l’any 20146.

El cost total del model econòmic, tant per al consum general com per als subconsums de climatització i altres usos, serà el resultant d’aplicar els preus ponderats per a cada DT i per la freqüència (quantitat de dies anuals que representa cada DT).

D’aquesta manera obtenim els següents resultats:

Dades reals Dades MC Variació (MC/real) Cost total 71.094,73 € 70.531,50 € -563,23 € (-0,79%) Cost climatització 46.965,20 € 46.553,76 € -411,44 € (-0,88%) Cost altres usos 24.129,53 € 23.977,74 € -151,79 € (-0,63%)

Taula 8. Validació del model econòmic

Com era previsible, com que el model energètic del MC deriva del ja validat model energètic, les variacions entre el model de càlcul i els costos reals de l’energia de l’edifici són molt petites i, per tant, podem validar el model econòmic del MC com a eina de treball7.

En aquest apartat tampoc és té en compte el cost del terme fix de potència (potència contractada) ja que és igual en els dos casos i no procedeix aplicar-ho.

6 En aquest apartat es valida sols el cost de l’energia, sense tenir en compte el terme fix de potencia ja

que aquest no forma part del MC.

7

Memòria

17

2.5 Caracterització dels consums del model de càlcul

2.5.1 Introducció

Un cop creat i validat el model de càlcul ja podem començar a identificar els principals consums de l’edifici.

Per a iniciar el procediment disposem del MC, desglossat en DT. Aquests ja compten amb una primera divisió del consum de l’edifici: el corresponent a la climatització i el corresponent a altres usos. És per això que per a la caracterització dels consums treballarem amb aquests dos perfils energètics, ja que ens aporten informació més detallada. De la suma de les caracteritzacions de consum dels dos perfils parcials n’obtindrem el general.

2.5.2 Mètodes per a la identificació de consums

Les metodologies per a poder identificar els diferents tipus de consums de l’edifici són les següents:

1. Comparació dels perfils de comportament dels diferents DT:

Degut a la correspondència entre l’activitat de l’edifici (DT) i el seu consum, de l’observació directa dels perfils energètics de l’edifici (de climatització i d’altres usos) podem extreure les primeres conclusions directes. El procediment ha estat partir dels DT amb menor consum per a identificar els primers consums i anar avançant cap a altres DT en consums ascendents. A partir del DT3 (edifici en funcionament en règim de ventilació) s’han seguit dos camins: DT3 � DT4 � DT5 per a la identificació dels consums de calefacció i DT3 � DT6 � DT7 � DT8 per als consums de refrigeració.

Les conclusions extretes mitjançant aquest mètode es contrasten també amb els altres mètodes que detallem a continuació i a l’inrevés.

2. Comprovació en temps real del consum

Els comptadors instal·lats a l’edifici, a banda d’enviar la informació al software, disposen de la possibilitat de connexió directa mitjançant la seva IP.

D’aquesta manera s’ha pogut quantificar cada un dels tipus de consums mitjançant el seu accionament i observant l’evolució del consum al comptador en temps real.

Aquesta operació es va realitzar durant un dia sense activitat a l’edifici per tal de poder accionar i aturar els diversos elements sense afectació per a l’usuari, i en conseqüència, també sense consums no controlats o inesperats que poguessin afectar els resultats.

Concretament es van analitzar els següents consums:

• Enllumenat exterior.

• Enllumenat interior (per plantes)

• Climatitzadors (per plantes)

• Bombes recirculadores.

Memòria

18

3. Inventari d’elements i comprovació d’horaris de funcionament

Per tal de comprovar les conclusions i resultats extrets mitjançant els dos mètodes anteriors, aquests s’han contrastat amb l’inventari dels principals elements de consum de l’edifici, elaborat a tal efecte, així com la comprovació dels horaris del sistema de control de l’edifici que acciona tots els elements de climatització de manera automatitzada.

2.5.3 Tipus de consums

En aquest estudi valorarem fins a nou punts de consum diferenciats per tipologies. Aquests consums es poden diferenciar en funció de com s’ha arribat a ells:

Consums fàcilment identificables i útils per a cercar-ne d’altres:

• Consum latent de l’edifici (altres usos)

• Consum latent del sistema de climatització (climatització)

• Enllumenat exterior (altres usos)

Consums estudiats específicament perquè se’ls pressuposa un impacte important en el consum total:

• Enllumenat interior (altres usos)

• Climatitzadors (climatització)

• Bombes recirculadores (climatització)

Consums cercats per eliminació:

• Producció de fred (climatització)

• Producció de calor (climatització)

• Altres consums (altres usos)

Per entendre els consums de climatització, cal fer una breu explicació del seu funcionament.

Per una banda, tenim dues bombes de calor aire – aigua, encarregades de la producció d’aigua freda o aigua calenta (en funció de l’època de l’any i les necessitats). Posteriorment, les bombes recirculadores d’aigua transporten aquesta energia tèrmica generada a les màquines de producció cap als elements terminals, en aquest cas, els climatitzadors. Aquests últims són els encarregats d’aprofitar l’energia tèrmica produïda per les bombes de calor i transportada per les bombes recirculadores en aire fred o calent, segons el cas, que serà el que permetrà mantenir les condicions de confort necessàries a l’interior de l’edifici.

En els següents apartats detallarem cada un d’aquests consums.

2.5.3.1 Consum latent de l’edifici

El consum latent de l’edifici és aquell que es produeix quan l’edifici no té cap tipus d’activitat (nits, caps de setmana, períodes de tancament...). És un consum de l’edifici en repòs i que, per tant, també el trobarem amb l’edifici en funcionament.

Memòria

19

Aquest consum l’identificarem a partir del DT1 amb les dades de consum d’altres usos. La identificació d’aquest consum serà aplicat a la resta de dies tipus del model de càlcul ja que, al contrari del DT1, en aquests altres apareixen consums d’altres tipus que no permeten aïllar-lo.

Aquest consum el trobarem a tots els DT del model de càlcul però la seva poca magnitud i el poc marge d’actuació per a eliminar-lo fa que no es detallin propostes de millora ni identificació dels elements que el produeixen.

2.5.3.2 Consum latent del sistema de climatització

El consum latent del sistema de climatització comparteix les característiques de l’anterior i és aquell que es produeix quan l’edifici no té cap tipus d’activitat (nits, caps de setmana, períodes de tancament...). Per tant, la climatització està completament aturada. És per això que aquest consum també el trobarem amb l’edifici en funcionament.

Aquest consum l’identificarem a partir del DT1 amb les dades de consum de climatització. La identificació d’aquest consum també serà aplicat a la resta de dies tipus del model de càlcul.

També en aquest cas, la seva poca magnitud i el poc marge d’actuació per a eliminar-lo fa que no es detallin propostes de millora ni identificació dels elements que el produeixen.

2.5.3.3 Enllumenat exterior

L’edifici compta amb un enllumenat exterior format per columnes amb quatre projectors de 250W i alguns punts de llum decoratius o de senyalització al voltant de la façana de l’edifici i de les escales i passarel·la d’accés.

Aquest consum és fàcilment quantificable mitjançant l’accionament i mesura del consum, però presenta dificultats a l’hora de valorar-lo en els DT per la irregularitat en el seu horari de funcionament.

D’aquesta manera, mitjançant el consum mesurat i per ser l’únic element que diferencia els DT1 i DT2 en l’apartat d’altres usos, s’ha pogut quantificar degudament i aplicar a la resta de DT.

L’horari d’encesa i aturada, moltes vegades fora de l’horari d’obertura de l’edifici, ha facilitat la seva identificació per a aquells altres casos en que els DT contenen nombrosos dies en què l’encesa o l’aturada es produeix amb l’edifici obert (i per tant amb més consums actius).

Aquesta instal·lació presenta una reducció del seu ús entre les 0h i les 5h.

2.5.3.4 Enllumenat interior

És l’encarregat de dotar a tots els espais de l’interior de l’edifici dels nivells lumínics necessaris per al desenvolupament de l’activitat.

La major part, aquella destinada a les zones de lliure accés, s’activa abans de l’obertura de l’edifici per a desenvolupar les tasques de neteja i, gràcies a això, s’ha pogut identificar amb precisió mitjançant una comprovació in situ del seu consum per plantes (ja que hi ha períodes amb plantes sense ús) i a l’inventari dels equips instal·lats.

Memòria

20

L’altra part, aquells espais subjectes a ocupació i sense lliure accés, queda fora d’aquest consum i es considerarà inclosa en l’apartat d’altres consums.

En l’apartat 3.4.1, on es proposa una millora d’aquest enllumenat interior, es detallen els equips que la conformen.

2.5.3.5 Consum en ventilació

Aquest consum, pertanyent al sistema de climatització, és el provocat per l’accionament dels climatitzadors, per a calefacció, refrigeració o ventilació de l’edifici.

Trobem fins a sis climatitzadors a la coberta de l’edifici (dos per planta) i el seu consum es deu bàsicament als dos ventiladors dels que disposa cada un d’ells, un per a les funcions d’impulsió i aportació i un altre per a retorn i extracció.

Aquests elements funcionen sempre que hi ha activitat a l’edifici (dels DT3 als DT8 ambdós inclosos). Sols en els DT6 i DT7 en què hi ha reducció de la superfície trobem aturats els de les plantes no ocupades. És per això que durant la comprovació dels consums es va determinar el consum de cada un d’ells de manera individualitzada.

El seu horari de funcionament, lleugerament més ampli que altres instal·lacions de climatització, l’estabilitat del consum i la comprovació in situ mitjançant els comptadors, ha facilitat la seva identificació de manera precisa.

2.5.3.6 Consum de les bombes de climatització

Consum de les bombes recirculadores del sistema de climatització, encarregades del transport de l’aigua freda o calenta procedent de les bombes de calor, cap als climatitzadors.

2.5.3.7 Consum de producció de fred

Consum de les bombes de calor del sistema de climatització, durant el seu funcionament en mode fred per a la producció d’aigua freda.

2.5.3.8 Consum de producció de calor

Consum de les bombes de calor del sistema de climatització, durant el seu funcionament en mode calor per a la producció d’aigua freda.

2.5.3.9 Altres consums

Aquest consum engloba l’excedent d’energia de l’apartat d’altres usos que no s’ha pogut identificar per cap dels mètodes descrits anteriorment.

Es tracta dels consums on l’usuari de l’edifici, sigui de la naturalesa que sigui, hi té un impacte directe: ordinadors, enllumenat de sales d’ús variable, impressores, pantalles i TV, carregadors de portàtils, tauletes o telèfons mòbils, etc. Es caracteritza per la seva dispersió en l’edifici i per no tenir cap patró.

Per tot això, aquest consum es deixa indicat i valorat però no s’analitza amb detall ni se’n proposen millores.

Memòria

21

2.5.4 Presència dels tipus de consum en els DT

A continuació s’especifica la presència de les tipologies de consums detallats anteriorment per a cada un dels vuit DT:

DT1 DT2 DT3 DT4 DT5 DT6 DT7 DT8

Consum latent climatització

Consum latent edifici

Enllumenat exterior

Ventilació (climatitzadors)

Enllumenat interior

Altres consums

Producció de calor

Prodcció de fred

Bombes recirculadores

Figura 5. Presència de les tipologies de consums en els DT

Memòria

22

2.6 Conclusions i resultats

Els primers resultats directes de la creació del MC i de la caracterització dels consums, són la distribució energètica (apartat 3.3.1) i de costos de cada un dels tipus de consums per a cada un dels DT (apartat 3.3.2). Aquests resultats ens permeten veure el pes de cada un dels DT i de cada un dels tipus de consums. D’aquesta manera podem definir les possibles millores a aplicar a l’edifici.

Amb l’aplicació de preus de les dades anteriors, obtenim els costos horaris per a cada un dels DT. Amb aquestes dades es poden simular els resultats de modificacions en l’horari de l’edifici, en el nombre de dies d’obertura o tancament, o en el règim de funcionament de la climatització.

2.6.1 Energia

A nivell energètic, les primeres conclusions de l’estudi són determinar l’energia consumida de cada un dels nou tipus de consums identificats tant per a cada un dels 8 DT (unitari) com en valors anuals.

D’aquesta manera a partir del model de càlcul (punt 4 d’aquest document i exposició de resultats en l’Annex 3) i de la caracterització de consums (punt 5 d’aquest document i exposició de resultats en l’Annex 4) podem obtenir els primers resultats significatius.

En primer lloc, obtenim l’energia de cada un dels tipus de consum analitzats per a cada un dels DT:

Latentclima

Latentedifici

Enllumenatexterior

VentilacióEnllumenat

interiorAltres

consums Producció

calorProducció

fredBombes TOTAL

DT1 19,2 kWh 58,8 kWh 78,0 kWhDT2 20,0 kWh 67,8 kWh 88,4 kWh 176,2 kWhDT3 20,3 kWh 67,8 kWh 52,4 kWh 702,8 kWh 681,6 kWh 214,3 kWh 1.739,2 kWhDT4 21,2 kWh 58,8 kWh 51,9 kWh 291,1 kWh 672,2 kWh 220,6 kWh 226,6 kWh 156,2 kWh 1.698,6 kWhDT5 19,6 kWh 58,8 kWh 82,3 kWh 982,2 kWh 673,3 kWh 242,1 kWh 849,7 kWh 521,6 kWh 3.429,7 kWhDT6 19,7 kWh 69,3 kWh 62,0 kWh 356,0 kWh 106,5 kWh 63,3 kWh 377,2 kWh 196,7 kWh 1.250,7 kWhDT7 19,6 kWh 69,2 kWh 55,0 kWh 286,6 kWh 252,4 kWh 191,4 kWh 511,2 kWh 299,0 kWh 1.684,4 kWhDT8 19,7 kWh 69,3 kWh 45,2 kWh 919,2 kWh 664,6 kWh 115,8 kWh 1.068,4 kWh 500,5 kWh 3.402,7 kWh

Taula 9. Energia consumida per tipus de consum i DT

En segon lloc, basant-nos en la taula anterior i aplicant el número de repeticions de cada un dels DT al llarg de l’any. podem obtenir els consums anuals per cada tipus de consum:

Latentclima

Latentedifici

Enllumenatexterior


interiorAltres

consums Producció

calorProducció

fredBombes

DT1 307 kWh 940 kWh DT2 2.418 kWh 8.207 kWh 10.696 kWh DT3 1.096 kWh 3.663 kWh 2.831 kWh 37.950 kWh 36.805 kWh 11.570 kWh DT4 106 kWh 294 kWh 259 kWh 1.456 kWh 3.361 kWh 1.103 kWh 1.133 kWh 781 kWh DT5 1.886 kWh 5.642 kWh 7.900 kWh 94.294 kWh 64.637 kWh 23.240 kWh 81.571 kWh 50.078 kWh DT6 374 kWh 1.317 kWh 1.178 kWh 6.765 kWh 2.024 kWh 1.202 kWh 7.167 kWh 3.738 kWh DT7 98 kWh 346 kWh 275 kWh 1.433 kWh 1.262 kWh 957 kWh 2.556 kWh 1.495 kWh DT8 965 kWh 3.395 kWh 2.214 kWh 45.043 kWh 32.564 kWh 5.675 kWh 52.351 kWh 24.526 kWh

TOTAL 7.251 kWh 23.804 kWh 25.354 kWh 186.940 kWh 140.652 kWh 43.747 kWh 82.704 kWh 62.074 kWh 80.618 kWh

Taula 10. Energia anual consumida per tipus de consum i DT

Memòria

23

2.6.2 Cost

Un cop disposem de totes les dades energètiques del model de càlcul, ja podem aplicar els costos de l’energia i del terme de potència per a conèixer els costos de l’edifici.

En primer lloc, determinarem els costos horaris en funció del règim de funcionament. Aquesta anàlisi ens permetrà simular la repercussió de les decisions relatives a l’ús de l’edifici en referència a les variacions de:

• Dies d’obertura i tancament.

• Ampliació o reducció d’horaris d’obertura.

• Ampliació o reducció dels períodes o horaris de climatització.

Així doncs, a partir del model de càlcul, de les taules anteriors i aplicant els preus de l’energia detallats a l’apartat 2.3.3.2, podem obtenir el cost de l’energia per hora en funció del règim de funcionament de l’edifici (DT).

DT1DT2DT3DT4DT5DT6DT7DT8

DT1DT2DT3DT4DT5DT6DT7DT8 21,21 € 13,26 € 3,63 € 1,14 € 1,11 € 0,95 € 25,44 € 25,51 € 25,40 € 23,72 € 23,50 € 22,99 €

13,02 € 3,00 € 0,56 € 1,43 € 1,43 € 1,13 € 16,43 € 16,71 € 16,71 € 16,09 € 15,58 € 15,63 € 0,39 € 0,35 € 0,63 € 1,22 € 1,21 € 0,99 € 15,70 € 15,96 € 8,78 € 0,40 € 0,39 € 0,40 €

22,01 € 22,73 € 9,22 € 1,60 € 1,30 € 1,22 € 22,98 € 22,68 € 20,19 € 20,01 € 20,95 € 21,32 € 6,07 € 5,80 € 4,31 € 1,11 € 0,94 € 0,85 € 5,47 € 5,23 € 4,99 € 4,97 € 5,74 € 5,87 € 9,62 € 8,55 € 3,20 € 1,00 € 0,97 € 0,84 € 9,80 € 9,64 € 9,46 € 9,47 € 9,62 € 9,67 € 0,51 € 0,60 € 0,77 € 0,88 € 0,85 € 0,76 € 0,27 € 0,28 € 0,27 € 0,26 € 0,26 € 0,35 €

0,19 € 0,19 € 0,19 € 0,19 € 0,19 € 0,19 € 0,19 € 0,19 € 0,19 € 0,19 € 0,19 € 0,19 € 00:0018:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:0012:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00

4,06 € 10,66 € 19,23 € 20,90 € 22,19 € 24,68 € 0,29 € 0,29 € 0,29 € 0,29 € 0,30 € 1,16 € 1,63 € 4,77 € 12,74 € 12,82 € 13,57 € 16,21 € 0,28 € 0,28 € 0,28 € 0,30 € 0,27 € 1,22 € 1,26 € 7,55 € 12,89 € 12,97 € 13,51 € 15,70 € 0,36 € 0,35 € 0,35 € 0,35 € 0,35 € 0,91 € 7,09 € 16,19 € 25,82 € 23,70 € 21,87 € 23,39 € 0,39 € 0,39 € 0,39 € 0,39 € 0,39 € 1,22 € 4,10 € 13,34 € 17,84 € 16,46 € 15,42 € 5,40 € 0,27 € 0,27 € 0,27 € 0,27 € 0,30 € 0,98 € 3,26 € 3,82 € 5,64 € 6,20 € 8,32 € 9,82 € 0,30 € 0,29 € 0,29 € 0,29 € 0,30 € 1,38 € 0,76 € 0,49 € 0,27 € 0,27 € 0,27 € 0,28 € 0,35 € 0,34 € 0,34 € 0,34 € 0,35 € 0,56 €

0,19 € 0,19 € 0,19 € 0,19 € 0,19 € 0,18 € 0,18 € 0,18 € 0,18 € 0,18 € 0,18 € 0,21 € 12:0006:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:0000:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00

Taula 11. Cost horari de l’energia per cada DT

Els resultats de la taula anterior ens permeten simular les variacions en l’ús de l’edifici però, en canvi, no reflecteixen el cost total de l’edifici.

Memòria

24

És per això que amb les dades de la taula anterior i aplicant el cost del terme fix de potència (detallat a l’apartat 2.3.3.1) a cada hora, obtenim el cost total horari de l’edifici en funció del règim de funcionament.

DT1DT2DT3DT4DT5DT6DT7DT8

DT1DT2DT3DT4DT5DT6DT7DT8 26,97 € 16,86 € 4,62 € 1,44 € 1,41 € 1,21 € 32,35 € 32,44 € 32,30 € 30,17 € 29,89 € 29,24 €

16,55 € 3,81 € 0,71 € 1,82 € 1,82 € 1,43 € 20,90 € 21,25 € 21,25 € 20,46 € 19,81 € 19,88 € 0,50 € 0,45 € 0,80 € 1,56 € 1,54 € 1,26 € 19,97 € 20,30 € 11,16 € 0,51 € 0,50 € 0,51 €

28,00 € 28,91 € 11,73 € 2,04 € 1,66 € 1,55 € 29,23 € 28,84 € 25,67 € 25,45 € 26,64 € 27,12 € 7,72 € 7,37 € 5,49 € 1,41 € 1,19 € 1,08 € 6,96 € 6,65 € 6,35 € 6,32 € 7,30 € 7,47 €

12,24 € 10,87 € 4,07 € 1,28 € 1,23 € 1,07 € 12,47 € 12,27 € 12,03 € 12,04 € 12,24 € 12,30 € 0,64 € 0,76 € 0,97 € 1,11 € 1,08 € 0,96 € 0,35 € 0,35 € 0,34 € 0,33 € 0,32 € 0,44 €

0,24 € 0,24 € 0,24 € 0,24 € 0,24 € 0,24 € 0,24 € 0,24 € 0,24 € 0,24 € 0,24 € 0,24 € 23:00 00:0017:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:0012:00 13:00 14:00 15:00 16:00

5,17 € 13,56 € 24,45 € 26,58 € 28,23 € 31,39 € 0,37 € 0,37 € 0,37 € 0,37 € 0,38 € 1,48 € 2,07 € 6,07 € 16,20 € 16,31 € 17,26 € 20,61 € 0,36 € 0,36 € 0,35 € 0,38 € 0,35 € 1,55 € 1,60 € 9,60 € 16,39 € 16,49 € 17,18 € 19,97 € 0,45 € 0,45 € 0,45 € 0,44 € 0,44 € 1,16 € 9,02 € 20,60 € 32,85 € 30,14 € 27,81 € 29,75 € 0,50 € 0,49 € 0,49 € 0,49 € 0,50 € 1,55 € 5,21 € 16,97 € 22,69 € 20,94 € 19,62 € 6,87 € 0,35 € 0,35 € 0,34 € 0,35 € 0,39 € 1,24 € 4,15 € 4,86 € 7,17 € 7,89 € 10,58 € 12,49 € 0,38 € 0,37 € 0,37 € 0,37 € 0,38 € 1,76 € 0,96 € 0,62 € 0,34 € 0,34 € 0,34 € 0,35 € 0,44 € 0,44 € 0,43 € 0,43 € 0,45 € 0,71 €

0,24 € 0,24 € 0,24 € 0,24 € 0,23 € 0,23 € 0,23 € 0,23 € 0,23 € 0,26 € 0,24 € 0,23 € 11:00 12:0005:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:0000:00 01:00 02:00 03:00 04:00

Taula 12. Cost horari total per cada DT

En segon lloc, de les dades energètiques de l’apartat 3.3.1 i de l’aplicació de preus, obtenim el cost energètic unitari de cada DT i el cost anual per a cada tipus de consum.

Latentclima

Latentedifici

Enllumenatexterior


interiorAltres

consums Producció

calorProducció

fredBombes TOTAL

DT1 1,41 € 4,32 € 5,73 € DT2 1,54 € 5,23 € 6,76 € 13,53 € DT3 1,72 € 5,82 € 4,36 € 63,59 € 60,00 € 19,38 € 154,86 € DT4 1,97 € 5,43 € 4,55 € 26,15 € 65,72 € 22,47 € 20,19 € 14,16 € 160,64 € DT5 2,08 € 6,19 € 7,78 € 112,71 € 76,71 € 29,11 € 96,15 € 60,31 € 391,04 € DT6 2,09 € 7,55 € 5,85 € 41,48 € 11,73 € 7,64 € 44,47 € 22,88 € 143,70 € DT7 2,31 € 8,42 € 5,79 € 39,79 € 33,15 € 26,73 € 73,17 € 42,21 € 231,57 € DT8 1,94 € 6,97 € 4,30 € 99,87 € 70,58 € 12,81 € 120,18 € 54,96 € 371,62 €

Taula 13. Cost unitari per cada DT

Latentclima

Latentedifici

Enllumenatexterior


interiorAltres

consums Producció

calorProducció

fredBombes

DT1 22,58 € 69,08 € DT2 185,89 € 632,63 € 818,34 € DT3 93,03 € 314,08 € 235,17 € 3.434,03 € 3.239,88 € 1.046,29 € DT4 9,84 € 27,16 € 22,75 € 130,77 € 328,59 € 112,35 € 100,95 € 70,79 € DT5 199,49 € 593,86 € 747,36 € 10.820,47 € 7.364,26 € 2.794,11 € 9.229,98 € 5.790,22 € DT6 39,65 € 143,43 € 111,23 € 788,21 € 222,96 € 145,08 € 844,89 € 434,80 € DT7 11,57 € 42,08 € 28,97 € 198,97 € 165,73 € 133,65 € 365,86 € 211,03 € DT8 95,24 € 341,41 € 210,93 € 4.893,79 € 3.458,51 € 627,84 € 5.888,60 € 2.693,11 €

TOTAL 657,29 € 2.163,74 € 2.174,75 € 20.266,24 € 14.779,93 € 4.859,33 € 9.330,93 € 7.099,35 € 9.199,95 €

Taula 14. Cost total per a cada tipologia de consum

Memòria

25

2.7 Proposta de millores

A continuació presentem una sèrie de propostes de millora de diferents àmbits per a l’edifici, fruit dels resultats obtinguts i de les prestacions actuals de l’edifici.

Cal tenir en compte que aquests són estudis previs que ens han d’indicar la viabilitat de cada un d’ells. Per tant, els valors són aproximats i caldria per a la seva l’execució un estudi o projecte per a cada un d’ells i una valoració econòmica precisa en cada cas, així com la definició de qualitats i tecnologies.

2.7.1 Enllumenat interior

L’enllumenat interior suposa 21,5% del consum total de l’edifici i un 21,0 % del cost de l’energia (terme fix de potència exclòs). En concret, les dades d’aquesta tipologia de consum són:

• Consum: 140.652 kWh / any.

• Cost degut al consum: 14.779,93 € / any.

• Dies de funcionament: 228 dies / any (corresponent als DT3, DT4, DT5, DT6, DT7 i DT8).

Aquest estudi abasta la següent superfície útil de l’edifici:

• Planta soterrani: 0 m2 dels 380,6 m2 (0%)

• Planta baixa: 1.341,5 m2 dels 1.458,6 m2 (92%)

• Planta primera: 1064,9 m2 dels 1.449,60 m2 (73%)

• Planta segona: 1099,2 m2 dels 1.430,9 m2 (77%)

• Total edifici: 3.505,6 dels 4.719,7 m2 (74%)

Aquesta superfície estudiada coincideix amb els espais en funcionament durat tot l’horari d’obertura de l’edifici (no subjecte a ocupació) i amb la caracterització del consum d’enllumenat interior. La resta d’enllumenats estan caracteritzats com a altres consums.

Els equips encarregats de l’enllumenat d’aquests espais són:

• Lluminàries de 60 cm x 60 cm amb 3 làmpades de fluorescència de 36W (287 unitats)

• Lluminàries tipus downlight de 2 x 26 W (55 unitats).

• Lluminàries tipus downlight de 1 x 150 W (67 unitats) .

La millora proposada consisteix en la substitució d’aquests equips per altres amb tecnologia LED. D’aquesta manera, es permet reduir la potència de les làmpades a la meitat, sense afectar els nivells lumínics ni les seves qualitats.

Degut a que el funcionament de l’enllumenat interior coincideix amb els períodes de màxima demanda, la reducció de potència té un impacte directe en la reducció d’aquest valor i en els conseqüent estalvi en el terme fix de potència que es podria veure reduït.

Addicionalment, aquest canvi suposa també millores en els costos de manteniment ja que la vida útil dels equips és molt superior. Aquest fet es fa més evident en el cas de les làmpades de 150 W, que es troben situades a la planta segona a gran alçada.

Memòria

26

Per a aquest estudi previ es contempla la substitució de totes les lluminàries per d’altres amb tecnologia LED. Caldria estudiar per a cada un dels tres tipus de làmpades la possibilitat del canvi sols de làmpades i si aquest millora el resultat final a nivell tècnic i econòmic.

D’aquesta manera, obtindríem com a punt de partida per a l’actuació els següents resultats:

• Reducció de la potència instal·lada: 30 kW

• Reducció del cost degut a la potència instal·lada: 4.131,09 € / any

• Reducció del consum: 70.326 kWh / any (50% del total).

• Reducció del cost degut al consum: 7.389,97 € / any (50% del total).

• Valoració prèvia de la inversió: 55.000 €

• Amortització: Inferior a 5 anys.

Memòria

27

2.7.2 Optimització del funcionament dels climatitzadors

Una de les sorpreses de l’estudi és el pes dels climatitzadors en el consum de l’edifici fins al punt de situar-se com a primer element en consum i en cost, situant-se per davant del consum per les bombes de calor (suma dels consums de la producció de fred i la producció de calor).

Les dades d’aquesta tipologia de consums són:

• Consum: 186.940 kWh / any.

• Cost: 20.266,24 € / any.

• Dies de funcionament: 228 dies / any (corresponent als DT3, DT4, DT5, DT6, DT7 i DT8).

Actualment els sis climatitzadors de l’edifici no disposen de cap regulació per al seu funcionament més enllà de l’arrencada prèvia a l’obertura de l’edifici i la seva aturada coincident amb el tancament de l’edifici.

La funció principal dels climatitzadors és garantir el confort a l’interior de l’edifici (temperatura) i la qualitat de l’aire (renovació amb aire de l’exterior). Per tant, en condicions en què la temperatura interior és l’adequada i la qualitat de l’aire també, no caldria que els ventiladors de cada climatitzador funcionessin al 100%.

Amb el sistema actual ja es disposa de control de temperatura per a l’interior de l’edifici però no de la qualitat de l’aire, deixant permanentment obertes de forma parcial les comportes de free-cooling dels climatitzadors.

La millora proposada consisteix en la instal·lació de variadors de freqüència per a cada un dels dos ventiladors dels sis climatitzadors. D’aquesta manera es podria adaptar el cabal d’aire (i per tant, el consum) dels ventiladors en funció de les necessitats de temperatura i de renovació d’aire.

El sistema de control ja disposa de regulació de temperatura i, per tant, és un paràmetre ja conegut. Per a la qualitat de l’aire, caldria afegir al sistema de control les corresponents sondes de qualitat d’aire (sondes de CO2, per la relació directa entre l’ ocupació i la quantitat de CO2 a l’ambient).

La instal·lació d’aquestes sondes, juntament amb una reprogramació del funcionament del sistema, permetria una reducció superior al 30% del consum. Aquesta dada, tot i que aproximada, es basa en l’observació del comportament dels variadors de freqüència de sistemes similars per a espais amb el mateix ús i ens serveix per a comprovar la viabilitat de la millora.

D’aquesta manera, els resultats de la millora serien:

• Estalvi energètic: >56.082 kWh / any (30%).

• Reducció de costos energètics: >6.079,87 € / any.

• Valoració aproximada de la inversió: 15.000 €

• Amortització: Inferior a 3 anys.

Annexos

28

3 Annexos

3.1 Annex 1: Calendari 2014. Classificació dies tipus

A continuació es detalla el calendari estudiat (any 2014) en funció del mode de funcionament de l’edifici.

01 02 03 04 05 01 02 01 02

06 07 08 09 10 11 12 03 04 05 06 07 08 09 03 04 05 06 07 08 09

13 14 15 16 17 18 19 10 11 12 13 14 15 16 10 11 12 13 14 15 16

20 21 22 23 24 25 26 17 18 19 20 21 22 23 17 18 19 20 21 22 23

27 28 29 30 31 24 25 26 27 28 24 25 26 27 28 29 30

31

01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 01

07 08 09 10 11 12 13 05 06 07 08 09 10 11 02 03 04 05 06 07 08

14 15 16 17 18 19 20 12 13 14 15 16 17 18 09 10 11 12 13 14 15

21 22 23 24 25 26 27 19 20 21 22 23 24 25 16 17 18 19 20 21 22

28 29 30 26 27 28 29 30 31 23 24 25 26 27 28 29

30

01 02 03 04 05 06 01 02 03 01 02 03 04 05 06 07

07 08 09 10 11 12 13 04 05 06 07 08 09 10 08 09 10 11 12 13 14

14 15 16 17 18 19 20 11 12 13 14 15 16 17 15 16 17 18 19 20 21

21 22 23 24 25 26 27 18 19 20 21 22 23 24 22 23 24 25 26 27 28

28 29 30 31 25 26 27 28 29 30 31 29 30

01 02 03 04 05 01 02 01 02 03 04 05 06 07

06 07 08 09 10 11 12 03 04 05 06 07 08 09 08 09 10 11 12 13 14

13 14 15 16 17 18 19 10 11 12 13 14 15 16 15 16 17 18 19 20 21

20 21 22 23 24 25 26 17 18 19 20 21 22 23 22 23 24 25 26 27 28

27 28 29 30 31 24 25 26 27 28 29 30 29 30 31

DESEMBRE

ABRIL MAIG JUNY

GENER FEBRER

SETEMBRE

OCTUBRE NOVEMBRE

MARÇ

JULIOL AGOST

DT1

DT2

DT3

DT4

DT5

DT6

DT7

DT8

Dia tipus 1

Dia tipus 2

Dia tipus 3

Dia tipus 4

Dia tipus 5

Dia tipus 6

Dia tipus 7

Dia tipus 8

Annexos

29

3.2 Annex 2: Períodes tarifaris d’energia elèctrica en MT

Per a l’aplicació dels períodes tarifaris cal tenir en compte els dies festius a nivell de tarifa elèctrica. Són els següents:

• 1 de gener.

• 1 de maig

• 15 d’agost.

• 1 de novembre.

• 6, 8 i 25 de desembre.

La resta de festius, ja siguin locals, autonòmics o estatals es consideren laborables a efectes de tarifa elèctrica i la distribució dels períodes s’aplica com un dia laborable qualsevol del mateix mes. Són els següents:

• 6 de gener (Reis).

• 18 i 21 d’abril (Setmana Santa).

• 24 de juny (Sant Joan).

• 19 d’agost (Sant Magí).

• 11 de setembre (Diada Nacional de Catalunya).

• 23 de setembre (Santa Tecla).

• 26 de desembre (Sant Esteve).

A continuació detallem l’aplicació horària dels períodes tarifaris per a contractes de mitja tensió:

• Dissabtes, diumenges de tot l’any i festius segons normativa:

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 0

P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6

• Gener i Febrer: Dies laborables.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 0


• Març: Dies laborables.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 0


• Abril i Maig: Dies laborables.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 0


• Juny (de l’1 al 15 de juny): Dies laborables.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 0


Annexos

30

• Juny (del 16 al 30 de juny) i juliol: Dies laborables.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 0


• Agost: Dies laborables.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 0


• Setembre: Dies laborables.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 0


• Octubre: Dies laborables.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 0


• Novembre: Dies laborables.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 0


• Desembre: Dies laborables.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 0


Annexos

31

3.3 Annex 3: Detall dies tipus del model de càlcul.

3.3.1 DT1

Creació del model energètic:

• Dies analitzats de l’any 2014: 16

• Dies vàlids per al càlcul del model energètic: 14 (87,5%)

• Dies no vàlids per al càlcul: 2

Perfils de consum del model energètic:

Annexos

32

Creació del model econòmic:

• Aplicació del model energètic als 16 dies i aplicant la distribució de preus segons calendari annex 2

Dades econòmiques per als DT1:

• Cost de l’energia global de l’edifici: 91,67 € (5,73 € diaris)

• Cost de l’energia destinada a climatització de l’edifici: 22,58 € (1,41 € diaris)

• Cost de l’energia destinada a altres usos de l’edifici: 69,08 € (4,32 € diaris)

Annexos

33

3.3.2 DT2






Annexos

34




• Cost de l’energia global de l’edifici: 1.636,87 € (13,53 € diaris)


• Cost de l’energia destinada a altres usos de l’edifici: 1.450,97 € (11,99 € diaris)

Annexos

35

3.3.3 DT3






Annexos

36





• Cost de l’energia destinada a climatització de l’edifici: 3.527,06 € (65,32 € diaris)


Annexos

37

3.3.4 DT4






Annexos

38




• Cost de l’energia global de l’edifici: 803,18 € (160,64 € diaris)



Annexos

39

3.3.5 DT5






Annexos

40



Dades econòmiques per a dia tipus 5:




Annexos

41

3.3.6 DT6






Annexos

42







Annexos

43

3.3.7 DT7






Annexos

44







Annexos

45

3.3.8 DT8






Annexos

46







Annexos

47

3.3.9 Comparatiu dels DT

Les gràfiques dels 8 apartats anteriors representen la potència instantània de 8 tipus de dies amb comportaments molt diferents. És per això que la representació en l’eix Y presenta moltes diferències d’escala (potència en kW) entre els dies tipus i, fins i tot entre, les tres gràfiques de cada DT. Pel contrari, l’eix X representa en tos els casos un dia.

A causa d’això, a continuació representem les tres gràfiques habituals de cada DT En aquest cas, incloent les 8 corbes de tots els DT per a poder visualitzar les diferències entre elles.

Annexos

48

Annexos

49

3.4 Annex 4: Anàlisis de les tipologies de consums

Com a resultat de l’aplicació dels mètodes detallats al punt 3.2.2, a continuació s’exposen els resultats de la caracterització dels nou tipus de consums per a cada un dels vuit DT.

3.4.1 DT1

Annexos

50

Annexos

51

3.4.2 DT2

Annexos

52

3.4.3 DT3

Annexos

53

3.4.4 DT4

Annexos

54

3.4.5 DT5

Annexos

55

3.4.6 DT6

Annexos

56

3.4.7 DT7

Annexos

57

3.4.8 DT8

ramon sendra huguet auditoria i millora energÈtica d’un...

Documents