Energy Efficiency in the RAC sector – Examples from India (Girish Sethi, TERI).

1. Eficiencia Energética en el sector
RAC
Ejemplos de India
Girish Sethi,
Director, TERI
Taller Suramericano sobre tecnologías libres de HCFC con bajo PCG y eficientes
energéticamente en el sector de Refrigeración y Aire Acondicionado
Bogotá, 22-23 de abril de 2010

2. Contenido
 Sector RAC de India – Estructura de Industria
 Estudios de casos de cambios a opciones
eficientes energéticamente en sector RAC –
basado en estudios de auditoría sobre energía
de TERI
 Programa de Chillers sobre Eficiencia Energética
de India (ICEEP)
 Programa 'Energy Star Labeling' de BEE,
Gobierno de India
 Programa GRIHA de TERI

3. El sector RAC de la India –
Estructura de la Industria
 Aire acondicionado central
– Plantas centrales con 'chillers' centrífugos (muchas
plantas antiguas aún con CFC-11, 100TR y más)
– Plantas centrales con compresores reciprocantes
(normalmente operan con HCFC-22) o compresores
de espiral
– Máquinas de Absorción de Vapor (VAMs)
– Plantas centrales con compresores de tornillo
(normalmente HCFC-22/HFC-134a, 100-600 TR)
….Cont.

4. Sector RAC: Estructura de la
Industria
 Plantas de Dulces Congelados
(Sector Informal, áreas rurales, HCFC-22, tipo
abierto, requiere recarga frecuente)
 'Chillers' de proceso
(diversas aplicaciones – ej. industria láctea, moldeo
plásticos por inyección, cristalización de mentol – tipo
abierto, CFC-12 y HCFC-22)
… Cont.

5. Sector RAC: Estructura de la
Industria
 Refrigeradores domésticos
 Gabinetes refrigerados
(congeladores profundos, gabinetes para helados,
enfriadores de botellas, 'visicoolers')
 Enfriadores de Agua
(Todas estas aplicaciones – principalmente sellados de
forma hermética)
 Almacenamiento frío
(principalmente operando con amoniaco)
…. Cont.

6. Sector RAC: Estructura de la
Industria
 Aire Acondicionado de Habitación y empacado
 Aire acondicionado móvil
(auto, bus/camión, marino, tren)
 Sector de servicio (para refrigeradores y A/Cs)
– Manejado/operado por compañías organizadas del
sector
– Un sector desorganizado altamente disperso, muy
grande

7. Tipos de Sistema de Aire acondicionado
(AC)
Tipo Rango de Refrigerantes
Capacidad
Unidades AC Unitario 0.5 TR - 3.0 TR R-22 (HCFC)
(AC ventana y unidades
split AC sin ductos)
AC split con ductos y < 15 TR R-22 (HCFC)
unidades AC
empaquetados
Chillers > 50 TR R-22 (HCFC) / R-123 (HCFC) /
R-134a (HFC) / R-11 (CFC)
VRF 10 TR - 35 TR R- 410A

8. Industria India de Aire Acondicionado –
Tamaño de mercado
3
Ac ventana Tamaño mercado: US $ 3.0 Billones
0.85 millones nos. (2008-09)
2.5
2
Nos. in million
AC Split 1.95
1.5 millones nos. 1.1 millones TR
0.8 millones TR
1
0.5
0
Room air conditioners Duct split air conditioners Chiller / VRV
Actual nivel penetración es sólo 3 %
Fuente: Refrigeration and Air conditioning Manufacturers Association (RAMA), 2009

9. Industria India de RAC – Proyecciones
de crecimiento (~ 5 años)
Room AC 20%
VRF 40%
Segment
Chillers 10%
Ducted AC 10% Crecimiento general
durante últimos 5
Others 30% años fue de más
de 20 %
0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45%
Market growth
Nota: Otross – Unidades AC de Precisión y telecom
Source: Refrigeration and Air conditioning Manufacturers Association (RAMA), 2009

10. Fabricantes clave de RAC en India

11. Perfil típico de consumo de energía en
edificios
Pum ps & other
equipm ent
18%
Air conditioning
56%
Lighting
26%
Fuente: reportes de auditoría en energía de TERI

12. Cambio a Sistemas Eficientes
Energéticamente en sector RAC –
Estudios de Casos

13. Estudio de Caso 1: Optimización carga de
enfriamiento
Lugar: Edificio comercial, 2009, Nueva Delhi, India
Demanda de enfriamiento (TR) Rendimiento energético (kWh/m2-año)
Edificio propuesto = 1500 TR EPI =489 kWh/m2-año
Orientación, paredes y techos aislados, ventanas con doble cristal
Cerramiento eficiente = 1363 TR EPI = 454 kWh/m2-año
Iluminación eficiente. pre-enfriamiento
Cerramiento Efec./iluminación efec./HR de aire de
salida = 875TR EPI = 359 kWh/m2-año
Ventiladores eficientes en AHU & CTs, accionadores de velocidad variable
en AHUs, reinicio temperatura aire de suministro
Cerramiento efec. & sistema efec. = 875TR EPI = 276 kWh/m2 -año
Selección apropiada de chiller & gestión adecuada de enfriamiento
Cerramiento efec., sistema efec.& planta efec. = EPI = 269 kWh/m2 -año
875TR …. Cont.

14. Estudio de Caso 1: Ahorro energía
Rendimiento inicial de
energía
45 % ahorros
Rendimiento final de
energía

15. Estudio de caso 2: Reemplazo de chillers
reciprocantes ineficientes con nuevo tornillo
en edificio comercial
Lugar : Planta manufacturera, 2005, Nueva Delhi, India,
Antes de implementación Después de implementación
…. Cont.

16. Estudio de caso 2: Reemplazo de chillers
reciprocantes con chillers de tornillo
Lo más importante de la implementación:
 Reemplazar 3 x 75 TR chillers recip. con 2 x 104
TR chillers de tornillo
 Rendimiento mejorado de chillers ayudó a lograr
10 % de ahorro de energía
 Aumenta la eficiencia de operación de carga
parcial
 Ahorro costo de energía : US $ 43, 750/año
 Inversión real: US $ 66, 670
 Periodo de retorno: 1.5 años

17. Estudio de caso 3: Reemplazo de
unidades AC split con chiller de absorción
de vapor con recuperación
Gas de combustión a
400 oC Entrada vapor a 8
bar
Entrada
W agua
H enfiriada
R
S
G
Salida agua
enfriada
Motor Sistema Chiller de absorción de
Diesel recuperación calor vapor basado en vapor
residual
Lugar: Un resort, Maldivas, 2009
Nota: El chiller de absorción de vapor es una máquina que produce agua enfriada usando calor tal
como vapor, agua caliente, etc. Se requiere muy poca energía eléctrica y usa calor residual como
fuente impulsora.
…. Contd.

18. Estudio de caso 3: reemplazo de
unidades split AC con chiller de
absorción de vapor
Lo más importante de la implementación:
– Uso de calor residual de conjunto GD
– Uso de refrigerantes naturales (H2O y Li-Br), que
son sustancias que no agotan la capa de ozono
– Reemplazo de unidades AC split de 36 TR
capacidad en cuartos del personal en uno de los
resorts
– Ahorro costo de energía: US $ 184,180
anualmente (costo de operación de unidades AC
split)
– Inversión real: US $ 50, 510
(costo de MAV y caldera de recuperación de calor
residual)
–

19. Estudio de caso 4: Instalación de sistema
de flujo variable de refrigerante (VRF)
Lugar: Otro resort, Maldivas, 2009
…. Cont.

20. Estudio de caso 4: sistema de flujo
variable de refrigerante (VRF) … Cont
Lo más destacado de la implementación:
 Reemplazo de unidades AC split de 66 TR de
capacidad en habitaciones de personal del
resort
 Inversión real: US $ 99, 040 (costo de
sistema VRF)
 Ahorro costo energía: US $ 31, 082
 Ahorro energía : ~ 23 % de energía
consumida por unidades AC split
 Período de retorno: 3.2 años

21. Estudio de caso 5: uso de calor
residual de salida de conjunto de GD
Gas combustión a 400 Vapor a 3.5 TPH, 165 oC, 8 bar
Centig. 12 oC
W
H
R Vapor MAV 4 x 800 TR
Conjunto GD S
G
12 oC 7 oC
Agua caliente a 95o C
4 x 426 TR MAV caliente
1 x 170 TR
7 oC
12 oC 7 oC A AHU, Proceso
Circuito gas combust Chiller centrífugo
Circuito vapor
Circuito agua fría 5 x 600 TR
Lugar: unidad manufacturera, UP, India, 2007 …. Cont.

22. Estudio de caso 5: calor residual
de conjunto de GD
Destacado de la implementación:
– Capacidad instalada de generación de energía
de la planta es 30 MW a través de GDs
– Uso de calor residual de conjunto GD
– Manejo de cerca de 1500 TR de carga de
enfriamiento con costo de operación
insignificante
– Costo de operación anual equivalente de chiller
de capacidad de 1500 TR es US $ 562,500
(ahorro costo energía)

23. Estudio de caso 6: Instalación de película
solar para reducir carga de calor en
edificio
Lugar: Imprenta, Uttar Pradesh, India, 2007

24. Estudio de caso 6: Instalación de película
solar para reducir carga de calor en edificio
Destacado en la implementación:
 Área total de pared de vidrio en dirección sur: 9100
pies cuadr.
 Pérdida enfriamiento debido a pared de vidrio
sencilla: 30 TR
 Instalación de películas reflectivas solares claras
(Valor U – 5.3 W/m2/K, coeficiente de ganancia de calor solar – 0.33)
 Reducción de pérdida de enfriamiento después de
implementación: 20TR
 Ahorro energía: 33 %
 Ahorro costo energía: US $ 8,132 /año
 Inversión: US $ 51,660
 Periodo simple de retorno: 6 años

25. Programa de Eficiencia Energética
en Chillers de la India (ICEEP)
 Implementado por el Banco Mundial –
aprobación final del BM en junio 2009,
acuerdo firmado con GoI en Ago 2009
 Presupuesto de proyecto: USD 13.15
millones
– GEF: USD 6.3 millones
– Fondo Multilateral: USD 1.0 millón
– Fondo Español de Carbono: USD 5.85
millones
 Duración proyecto: hasta Dic 2016

26. ICEEP - Objetivos
 Acelerar el reemplazo de chillers centrífugos
que operan con CFC con chillers eficientes
libres de CFC para promover el despliegue de
tecnologías y productos energéticamente
eficientes para reducir emisiones de GEI, y
 Apoyar la eliminación de demanda remanente
de CFC en India.
(Socio implementación/intermediario financiero: IDBI)

27. ICEEP-Aspectos clave
 Proporciona incentivo financiero adelantado a
propietarios de chillers para reemplazar sus
chillers que operan con CFC antes del final de su
vida técnica
 CERs generados de ahorros reales de energía a
través de instalación de chillers energéticamente
eficientes (Metodología aprobada por MDL EB)
 Promueve fabricantes de chillers y ESCOs
 Medida, monitoreo y protocolos de verificación de
energía detallados para viejos y nuevos chillers

28. Estudio en India sobre estrategia de
reemplazo de Chillers
 Estudio detallado precedió la formulación real del
proyecto
 Estudio hecho por BM, apoyado por TERI
 Basado en una base de datos técnicos elaborada
que cubre todos los fabricantes de chillers con
CFC y datos de operación de un amplio número
de propietarios de chillers
 Actividades posteriores incluyeron apoyo al BM
en desarrollo de “protocolos de monitore para
consumo de energía” y obtener metodología
aprobada por MDL - EB

29. Estructura de población respecto a
aplicación
 Grandes chillers
– Aire acondicionado de viviendas y aire
acondicionado de proceso (casi misma
proporción)
– Un gran número operando en PSUs
 Pequeños chillers
– Refrigeración
 Amplio alcance para mejorar eficiencia
energética
– Al menos 50% chillers tenían más de 10 años
 Grandes chillers con CFC – cerca de 1000
(Tamaño promedio : 415 TR)
(ICEEP esperaba probar ~ 370 chillers)

30. Programa nacional de etiquetado de energía
(NELP) para Aires Acondicionados
Calfificación Relación Eficiencia Energética
Estrellas (Watts/Watts)
Min Max
1 Estrella * 2.7 2.9
2 Estrella ** 2.9 3.1
3 Estrella *** 3.1 3.3
4 Estrella **** 3.3 3.5
5 Estrella ***** 3.5 -
- Implementado por BEE, Gobierno de India
- Comenzó como programa voluntario de etiquetado, obligaorio para AC y
refrigeradores desde 2010
-Se considera hasta una capacidad de enfriamiento de habitación calificada de 11 kW
(3 TR)
- 23 marcas que incluyen 152 modelos de ACs de ventana y 163 modelos de A/Cs split
aprobados por BEE

31. No. de unidades de AC calificadas con
estrellas (ventana & split) hasta 2010
160 144
140
No. of AC models (Window & Split AC)
120
100
80 70
60 50
40 26 25
20
0
Star 1 Star 2 Star 3 Star 4 Star 5
(Fuente: Oficina de Eficiencia Energética, Gobierno de India, 2009)

32. Algunos factores que contribuyen a una
mejor REE
 Mayor área de serpentín de enfriamiento
 Mayor área de transferencia de calor a través
de densidad más alta de aletas & patrón de
aletas mejorado
 Usando motor de ventilador de alta eficiencia
 Usando eficiencia mejorada de compresor
 Uso de compresor de velocidad variable
(tecnología de inversor)
(Incorporar estos factores puede contribuir a ahorros de
energía entre 2 y 20 %)

33. Ahorros de energía verificados a través
de NELP para el sector RAC
Particulares Aires Refrigeradore
acondicionados s
Electricidad anual 130 1123
ahorrada (millones
de unidades
No. de unidades 2.1 4.5
vendidas (millones)
No. de unidades 0.3 2.8
calificadas con
estrellas vendidas
(millones - a 2008)
% de unidades 14.3 62.4
etiquetadas con
estrella vendidas
Generación energía 24 205
evitada (MW)
(Fuente: Oficina de Eficiencia Energética, Gob. De India, 2007-08)

34. GRIHA
(Green Rating for Integrated Habitat Assessment)
 GRIHA es un sistema de calificación que ayuda a evaluar
el rendimiento del edificio contra puntos de referencia
aceptables nacionalmente
 Creado por TERI; aceptado ahora como el sistema
nacional de calificación por el Ministerio de Energía
Nueva & Renovable, (MNRE) Gob. de India.
– 47 edificios ya registrados para certificación GRIHA
 Sigue el Código de Construcción sobre Conservación de
Energía (ECBC)
 El sistema de calificación tiene el objetivo de lograr el uso
eficiente de recursos, eficiencia de recursos mejorada, y
mejor calidad de vida en los edificios.

35. Primer edificio calificado con 5 estrellas por
GRIHA en IIT Kanpur
Arboles conservados y protegidos
Sistemas Solar PV y Solar Térmico
Orientación N-S con sombras
(ventana en techo)
Luces solares exteriores
Menos pavimento

36. Suzlon Energy Limited, Pune

37. Conclusiones
 Necesidad de enfatizar sobre aspectos de
eficiencia energética cuando se planean
nuevas inversiones/reemplazos en el sector
de aire acondicionado (incluyendo optimización de
demanda de enfriamiento en la etapa de diseño)
 Con estilos de vida mejores en países en
desarrollo, demanda de A/C y refrigeradores
en aumento a ritmo acelerado
– Necesidad de iniciar programas sobre
eficiencia energética enfocados al sector
de RAC

38. Gracias !!
Email: girishs@teri.res.in