Taller Eficiencia Energética, en el marco del desarrollo del programa NODO de Sustentabilidad 2015, ejecutado por Lathrop Consultores.

1. EFICIENCIA ENERGETICA
Sergio Pino

2. CONCEPTOS BASICOS
ENERGIA
TERMODINAMICA
PRIMARIA – SECUNDARIA – UTIL
RENOVABLE
COMBUSTIBLES

3. “La energía es la capacidad de un sistema de producir un
efecto externo”
(Max Planck)
CONCEPTOS BASICOS: ENERGIA

4. CONCEPTOS BASICOS: TERMODINAMICA
Del griego θερμo, termo, que significa «calor» y
δύναμις, dínamis, que significa «fuerza»
.

5. CONCEPTOS BASICOS: TERMODINAMICA
Principio cero: fundamento de los termómetros. Al unir dos
cuerpos que tienen distinta temperatura ambos tenderán a
igualar sus temperaturas
Primer principio: conservación de la energía. La energía no se
crea ni se destruye sólo se transforma.
Segundo principio: principio del orden de la energía.
Tercer principio: El cero absoluto es inalcanzable. La mayor
cámara frigorífica actual sólo alcanza los -273,144 °C y el limite es
de -273,15 °C

6. CONCEPTOS BASICOS: TIPOS ENERGIA
PRIMARIA
SECUNDARIA
UTIL
RENOVABLE - NO RENOVABLE

7. CONCEPTOS BASICOS: TIPOS ENERGIA
Energía mecánica, Energía térmica, Energía asociada a
enlaces químicos, Energía asociada a enlaces físicos,
Energía de radiación electromagnética, Energía
eléctrica*
*Del orden del 80 % de la generación eléctrica mundial se realiza a través de la combustión de
combustibles fósiles. La generación hidráulica y la nuclear son los medios convencionales de
producción eléctrica más barata, sostenible y con menores externalidades medioambientales en
operación.

8. CONCEPTOS BASICOS: TIPOS ENERGIA
Energéticos
Carbón – Petróleo - Gas natural – Nuclear
Solar - Eólica – Mareomotriz – Undimotriz
Geotérmica - Aerotérmica

9. CONCEPTOS BASICOS: COMBUSTIBLES
Los combustibles y la combustión llevan acompañando al
hombre desde el primer fuego generado intencionadamente por
fricción.
La principal característica energética de los combustibles es su
poder calorífico, o máximo calor teórico obtenible de la
combustión completa de dicho combustible.

10. CONCEPTOS BASICOS: POTENCIA
El concepto de potencia está ligado al tiempo y es el que interesa en el
funcionamiento normal de las instalaciones. A la vista de este concepto será
como se dimensionen los cables de potencia, los caudales de combustible, los
caudales de fluidos térmicos, marcará la potencia del quemador, la cantidad
de módulos de acumulación solar necesarios, etc.
El concepto de energía no está ligado al tiempo, a no ser que consideremos
simultáneamente potencia y tiempo (Potencia = Energía/tiempo). Este
concepto es el que se suele utilizar con un horizonte temporal más largo: la
energía consumida en un mes, en un año

11. CONCEPTOS BASICOS: TRANSFERENCIA DE CALOR
Métodos elementales: Conducción, convección y radiación.
La CONDUCCION de calor es un mecanismo de transferencia de calor entre
dos sistemas basado en el contacto directo de sus partículas sin flujo neto de
materia y que tiende a igualar la temperatura dentro de un cuerpo y entre
diferentes cuerpos en contacto.
La CONVECCION se caracteriza porque se produce por intermedio de un
fluido que transporta el calor entre zonas con diferentes temperaturas. Se
produce únicamente por medio de materiales fluidos.
La emisión de RADIACION es el proceso dominante para cuerpos
relativamente aislados del entorno, o para muy altas temperaturas. Así un
cuerpo muy caliente como norma general emitirá gran cantidad de ondas
electromagnéticas.

12. EFICIENCIA ENERGETICA
Definición: Corresponde a la fracción de la energía total ingresada a un proceso,
que es finalmente útil. Se expresa como una relación entre la energía útil (trabajo
realizado) y la energía consumida.
máquina
energía
trabajo
pérdida
Calor
Ruido
vibración
 = trabajo realizado / energía ingresada

13. SOLUCION TECNICA
IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES DE MEJORA
DETERMINACIÓN DE POTENCIALES DE AHORRO
ESPECIFICACIÓN DE EQUIPOS Y ACCESORIOS
ANÁLISIS DE RENTABILIDAD
INSTALACION DE LA SOLUCION
GESTION DE LA ENERGIA

14. SISTEMAS CONSUMIDORES

15. Iluminación
Importante
Índice de reproducción cromática
Fotometría
Energía Útil
Automatización
Velocidad de encendido

16. Iluminación
Lámpara Incandescente
Consisten de un filamento, usualmente de tungsteno, que al llegar a una temperatura
determinada irradia luz en el espectro visible. Rangos típicos de potencia entre 25 a 150 Watts.
Tienen un alto CRI, siendo las lámparas con mejor reproducción cromática.
Presentan un bajo rendimiento lumínico, alta emisión de calor.
Re-encendido inmediato.
Mínima depreciación del flujo luminoso en el tiempo.
Vida útil reducida.

17. Iluminación
Tubo Fluorescente
Funcionan producto de la excitación del gas que contienen en su interior.
Rangos usuales de potencia entre los 14 y 120 Watts.
Diferentes diámetros y largos, este último fluctúa entre 0,5 y 1,5 metros.
Presentan una menor reproducción de color (CRI).
Entregan el flujo luminoso máximo tras un cierto tiempo de “calentamiento”.
Son recomendadas para aplicaciones en las cuales se mantiene prendidas durante
periodos largo (altos ciclos de encendido y apagado reducen su vida útil).
Sufren una disminución en el flujo luminoso en el transcurso de su vida útil.
Existen en distintas temperaturas de color.

18. Iluminación
Lámpara fluorescente compacta
Comúnmente conocidas como “lámparas de ahorro de energía”
Funcionamiento mediante la excitación eléctrica de un gas
Rangos de potencia varía entre los 7 y 150 Watts. Existen en distintas temperaturas de color
Mejor rendimiento lumínico que las incandescentes. Presentan una menor reproducción de color
(CRI). Requieren un cierto tiempo de “calentamiento”. Para aplicaciones en las cuales se
mantienen encendidas durante periodos largo. Sufren disminución del flujo luminoso durante su
vida útil. Vida útil mejorada respecto de las incandescentes (usualmente 4 a 6 veces más).

19. Iluminación
LED
Diodos emisores de luz (por sus siglas en ingles)
Opción eficiente de recambio para la iluminación interior (no siempre)
Larga vida útil, superior a todas las demás tecnologías. Sensibles a variaciones de voltaje o calidad
de energía. Pueden perder una proporción importante del flujo luminoso que entregan sin fallar
completamente. Tecnología en desarrollo.

20. Haluros metálicos
Utilizadas en bodegas, recintos deportivos, alumbrado público.
Buena eficacia lumínica. Disponibles en un amplio rango de potencias.
Requieren de un tiempo de re-encendido
Moderada reproducción de color.
Iluminación

21. Lampara de Vapor de sodio
Utilizadas para iluminar grandes áreas por largos periodos de tiempo
Comunes en alumbrado público. Rápido encendido. Presentan una baja
reproducción de color. Requieren de un balasto para funcionar. Requieren de
un tiempo para su re-encendido. Existen diversas variantes:
Baja presión: La más eficiente, pero CRI muy bajo.
Alta presión: Menos eficiente, CRI moderado.
Sodio blanco: Aún menos eficiente, mejor CRI (haluro metálico en vez de este
tipo).
Iluminación

22. Sistemas de refrigeración
La producción de frío se consigue básicamente por dos métodos o técnicas:
Ciclo de compresión de vapor y Chiller de absorción
El ciclo de compresión de vapor (también denominado bomba de calor) es
una tecnología de producción de frío muy utilizada, desde refrigeradores
domésticos, equipos de aire acondicionado, refrigeración industrial, etc.

23. Sistemas de calefacción
Conversión en energía térmica: La fuente de energía (eléctrica, combustible,
solar) debe transformarse en calor y distribuirse a los ambientes que lo
requieren.
Confort: Se requieren de ciertas condiciones de temperatura y humedad para
dar condiciones de confort.
, etc.

24. Sistemas de calefacción
Por fluido intermedio: La energía se entrega a un fluido intermedio, por ejemplo agua,
que se lleva a los puntos de entrega de calor: Sistemas centralizados.
Usualmente agua en circuito cerrado. Se le pueden agregar aditivos inhibidores de
corrosión e incrustaciones. Temperatura del orden de 55°C - 80°C: Procurar mínimo
posible. Tipos: Combustión, Resistencias eléctricas, Bomba de calor, paneles solares
térmicos
Calentamiento directo: La transformación a energía térmica ocurre en el punto donde
se requiere el calor. Tipos: Combustión: Entrega de calor por efectos convectivos y/o
radiativos, en estufas para combustión de kerosene, gas natural o licuado, leña.
Resistencias eléctricas: También existen por efecto convectivo (termoventiladores,
radiadores de aceite caliente) y radiativo (estufas por resistencias incandescentes).
Calderas de agua caliente, Calderas murales, Estufas

25. Sistemas de ACS
Centralizado: La energía se entrega al agua y esta se traslada a los puntos de
uso. Normalmente agua acumulada en tanques. La temperatura máxima
provista no debe superar los 60°C y se debe procurar superar los 70°C en su
producción para evitar la legionela. Tipos: Combustión, Resistencias
eléctricas, Bomba de calor, paneles solares térmicos
Calentamiento instantáneo: La transformación a energía térmica ocurre en el
momento de uso. Tipos: Resistencias eléctricas, calefón, calderas murales.

26. Rendimientos generadores
Bomba de Calor : Cop 3 – 4 (300 – 400%)
Caldera de condensación: hasta el 109%
Caldera convencional: aproximadamente 70%
Termotanque: aproximadamente 70%
Calefon: aproximadamente 70%

27. Energía Solar Térmica
Transformación de la energía contenida en la radiación solar en calor útil
Atmosfera
Radiación difusa
Superficie de la tierra
Pérdidas colector
200- 400 W/m2

28. Energía Solar Térmica
La radiación solar sobre un lugar específico es variable en el año
Día nublado
1160 Wh/day
Cielo azul
7308 Wh/day
Día despejado
6010 Wh/day

29. Energía Solar Térmica
Colectores solares
Colectores de placa plana: Son los más usados para el
calentamiento de agua en los hogares, el colector se compone
básicamente de una caja metálica con aislamiento, una superficie
absorbedora de color negro y una cubierta transparente de
vidrio o plástico

30. Energía Solar Térmica
Colectores solares
Colectores de tubos al vacío: Se compone de varios tubos a los
cuales llega directamente el agua de uso. Son mas eficientes
que los paneles de placa plana, pero no permiten su uso en
sistemas forzados. Permiten llegar a temperatura de calefacción
mayores.

31. Energía Solar Térmica
Colectores solares
Colectores de tubo de vacío con tubo de calor (Heat Pipe): En
este sistema los tubos sellados contienen un fluido vaporisante
que recibe la radiación, se vaporiza y asciende hasta el extremo
superior, en donde se condensa liberando calor para volver a
repetir el ciclo.

32. Energía Solar Térmica
Componentes sistema solar térmico

33. Sistema solar térmico + bomba de calor
Esquema de Instalación
100 % Energía: Aporte solar 60% + Bomba de calor 40%
Costo energía final: 10% – 30% respecto de situación inicial

34. Energía Solar Térmica
Tabla demanda ACS
Demanda l/día por .
Viviendas unifamiliares 30 x persona
Viviendas multifamiliares 22 x persona
Hospitales y clínicas 55 x cama
Hoteles **** 70 x cama
Hoteles *** 55 x cama
Hoteles ** / Hostales 40 x cama
Hostal/Pensión 35 x cama
Residencias 55 x cama
Camping 40 x emplazo
Vestuarios/Duchas 15 x servicio
Escuelas 3 x alumno
Cuarteles 20 x persona
Fábricas/talleres 15 x persona
Oficinas 3 x persona
Gimnasios 20 a 25 x usuario
Lavanderías 3 a 5 x kilo ropa
Restaurantes 5 a 10 x comida
Cafeterías 1 x almuerzo
Demanda de referencia a 60ºC(CTE)
Demanda l/día por .
Viviendas unifamiliares 30 x persona
Viviendas multifamiliares 22 x persona
Hospitales y clínicas 55 x cama
Hoteles **** 70 x cama
Hoteles *** 55 x cama
Hoteles ** / Hostales 40 x cama
Hostal/Pensión 35 x cama
Residencias 55 x cama
Camping 40 x emplazo
Vestuarios/Duchas 15 x servicio
Escuelas 3 x alumno
Cuarteles 20 x persona
Fábricas/talleres 15 x persona
Oficinas 3 x persona
Gimnasios 20 a 25 x usuario
Lavanderías 3 a 5 x kilo ropa
Restaurantes 5 a 10 x comida
Cafeterías 1 x almuerzo
Demanda de referencia a 60ºC(CTE)

35. Energía Solar Térmica
Caso real: Información en Kwh

36. Energía Solar Térmica
Caso Real: Ahorro estimado en $

37. Energía Solar Térmica
Caso Real: Instalación efectuada
2 Bombas de Calor Aire / Agua 5,5 kw térmicos –
1,375 Kw consumo eléctrico
Control diferencial de temperatura + circuito hidráulico
Dos acumuladores de 300 litros cada uno
Acumulador de 500 litros 1 serpentín
5 paneles solares de placa plana

38. Importante
Antes de instalar realizar ahorros en gestión o en el punto de uso
Efectuar adecuado dimensionamiento de las necesidades reales de
energía
Idealmente realizar asesoría experta y comenzar con una auditoria
general del inmueble
No subestimar ahorros en los sistemas menores, como por ejemplo
iluminación. Muchas veces son mas rentables.
Tomar en cuenta que el impacto de las medidas de eficiencia energetica
son importantes en términos económicos y además comercialmente.
El impacto de una medida de eficiencia energética puede ser inmenso si
consideran los usos alternativos del dinero ahorrado

39. MUCHAS GRACIAS!
Sergio Pino
09 63511604
Sergio.pino@pinohaus.cl
Asesorías en eficiencia energética
Sistemas de Paneles solares con bombas de calor
Agua caliente sanitaria – calefacción