Alfonso Arangüena 11 de Febrero de 2015
CÓMO REDUCIR EL CONSUMO
ELÉCTRICO
Thyssenkrupp . ¿Quiénes somos?.
Conceptos generales del consumo energético del
ascensor.
Preparación de la estrategia de modernización.
Casos prácticos de una modernización.
Conclusiones.
ThyssenKrupp
Quienes somos
150.000 empleados en 80 países
Steel Europe Materials Services Elevator Technology Components Technology Industrial Solutions Materiales TecnologíasThyssenKrupp
ThyssenKrupp Elevator
La división de elevación
50.000 Empleados
Producimos, instalamos,
mantenemos y modernizamos:
- Ascensores
- Escaleras mecánicas, pasillos y
rampas
- Salvaescaleras y equipos de
accesibilidad
- Pasarelas de embarque
- Equipamientos escénicos
Disponemos de 4 fábricas y 2 centros de
I+D en España
En el centro de I+D de Móstoles se ha
diseñado el nuevo ascensor synergy element que se fabricará en España para todo el
Thyssenkrupp . ¿Quiénes somos?.
Conceptos generales del consumo energético del
ascensor.
Preparación de la estrategia de modernización.
Casos prácticos de una modernización.
Conclusiones.
o
ISO 25745-1
Eficiencia energética de los ascensores y escaleras
mecánicas. Parte 1: Medición de la energía y conformidad
o
VDI 4707
Eficiencia energética de los ascensores
Conceptos generales
¿Cómo medir?. Marco normativo.
Proporcionan un método objetivo para
medir de la energía consumida por un
ascensor y establecer una
clasificación para comparar la
eficiencia de diferentes ascensores
o
Energía de funcionamiento (Ciclo normalizado)
o
El ascensor en vacío efectúa un ciclo completo en bajada y subida
incluyendo dos ciclos de apertura y cierre de puertas.
o
Potencia de reposo
o
Medida cinco minutos desde el último viaje del ascensor para dar tiempo
a alcanzar el estado de bajo consumo, si existe.
Conceptos generales
P1 Potencia Ascensor 3L N PE Interruptor principal de potencia Interruptor del circuito de alumbrado Maniobra Alumbrado de cabina Motor, convertidor y freno Puertas Enchufe de techo de cabina Ventilador de cabina Sistema de alarma y monitorización Fuente de alimentación de emergencia Ascensor Edificio Alumbrado de hueco Enchufes en cuarto de máquinas y foso Alumbrado de cuarto de máquinas Sistema de extracción de humos Aire acondicionado cuarto maqs P2 Circuito auxiliar Diagrama VDI 4707
Conceptos generales
Descomposición de consumos
Energía
principal de
funcionamient
o
Energía
auxiliar de
funcionamient
o
Energía
principal de
reposo
Energía
auxiliar de
reposo
Thyssenkrupp . ¿Quiénes somos?.
Conceptos generales del consumo energético del
ascensor.
Preparación de la estrategia de modernización.
Casos prácticos de una modernización.
Conclusiones.
Toma
de
datos
Recogida de las características principales de la instalaciónMedición
VDI 4707
(Opcional)
Medición de los valores requeridos en la VDI para el ciclo normalizado y reposoEstudio
Energético
(Técnico – Económico) Generación de estudio energético para diferentes hipótesis de modernizaciónPropuesta
de
modernización
Teniendo en cuenta los resultados del estudio energético y la política de sostenibilidad del clientePreparación de la estrategia
Proceso
Auditoría Energética
Intensidad / frecuencia de uso
Principales estrategias de ahorro
Relación con los componentes de consumo
Funcionamiento
Energía
principal
Máquina gearless
Variador regenerativo
Energía
auxiliar
Iluminación led
Reposo
Energía
principal
Autopagado
maniobra
Energía
auxiliar
Autoapagado
iluminación
Gestión eficiente
del tráfico
Intensidad / frecuencia de uso
Preparación de la estrategia
Soluciones para la modernización sostenible
Sustitución Completa Modernización parcial Ascensor
tracción gearless Maniobra Tracción Cabina
Funcionamiento
Energía principal
Máquina gearless Variador regenerativo
Gestión eficiente del tráfico
Gestión eficiente del tráfico Variador Variador regenerativo Tracción eléctrica Máquina gearless Variador Variador regenerativo Tracción hidráulica Válvula electrónica Variador Variador regenerativo Acumulador de presión Energía
auxiliar Iluminación led
Cabinas estándar con iluminación led Kit decorativo con
iluminación led Techos led Lámparas led
Reposo
Energía principal Autopagado maniobra Autoapagado maniobra Energía auxiliar Autoapagado iluminación y consumos auxiliares Autoapagado/atenuado iluminación y consumos auxiliares Iluminación led + Autoapagado/atenuado iluminación
Thyssenkrupp . ¿Quiénes somos?.
Conceptos generales del consumo energético del
ascensor.
Preparación de la estrategia de modernización.
Casos prácticos de una modernización.
Conclusiones.
o
La clasificación energética VD 4707 es
afectada por tres factores principales:
consumo en reposo, consumo en
funcionamiento y la categoría de uso del
ascensor.
o
La clasificación, en el caso de los
ascensores, la tiene una unidad en
concreto, no un modelo genérico. No
obstante otra unidad con una
configuración parecida, en las mismas
condiciones de uso debe resultar en una
eficiencia parecida.
o
En cualquier caso es conveniente
establecer por cálculo (con un programa
específico) la clasificación esperada del
Sustitución completa
o
Concepto
o Los ascensores antiguos generalmente utilizaban un reductor mecánico para
reducir la velocidad a del motor (1000-1500 rpm) al nivel de la necesaria para el ascensor.
o Los modernos ascensores utilizan motores de baja velocidad que unidos a una
tracción regulada hacen innecesario el reductor mecánico.
o
Posibilidades de modernización
o Suministro como kit con un variador de frecuencia
o Suministro conjunto con la maniobra
o
Utilización preferente
o Las máquinas gearless representan el estado actual de la técnica (casi todos los
ascensores nuevos las incorporan) por lo que siempre es recomendable su utilización cuando cambiamos una existente.
Máquina gearless
o
Típicamente se ahorra entre un 30% y un 40% de la energía principal de
funcionamiento respecto a un 2 v. Extracto del cálculo con la herramienta
Eclift:
Maquina gearless
Ahorro energético
Caracteristicas del caso
Desginación del caso Maquina con reductor 2v Maquina gearless
Uso del ascensor Pasajeros Pasajeros
Nº de paradas 11 11
Recorrido (m) 30,00 30,00
Nº de viviendas (Uso Viviendas) 30 30
Velocidad (m/s) 1,00 1,00
Carga nominal (Kg) 450 450
Categoría de uso VDI 4707 (Intensidad/Frecuencia) Media/Ocasional Media/Ocasional Grupo tractor
Tipo de máquina Reductor de bajo rendimiento Gearless AC
Tecnología de tracción 2 velocidades VVVF
Resultados
Resultado VDI 4707
Calificación energética funcionamiento (VDI 4707) D C
Calificación energética reposo(VDI 4707) B C
Calificación energética ascensor (VDI 4707) C C
Ahorro energía funcionamiento respecto a situación 1 (%) 0,00% 49,35% Ahorro energía reposo respecto a situación 1 (%) 0,00% -21,79% Ahorro energía total respecto a situación 1 (%) 0,00% 22,58%
-2000 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 0,5 2,5 4,5 6,5 8,5 10 ,5 12 ,5 14 ,5 16 ,5 18 ,5 20 ,5 22 ,5 24 ,5 26 ,5 28 ,5 30 ,5 32 ,5 34 ,5 36 ,5 38 ,5 40 ,5 42 ,5 44 ,5 46 ,5 48 ,5 50 ,5 52 ,5 54 ,5 56 ,5 58 ,5 60 ,5 62 ,5 64 ,5 66 ,5 68 ,5 70 ,5 72 ,5 74 ,5 76 ,5 78 ,5 80 ,5 82 ,5 84 ,5 86 ,5 88 ,5 90 ,5 92 ,5 94 ,5 Potencia (W) Tiempo (s) Gearless 2v
Máquina gearless
Ejemplo medición real
Ahorro 27%
Energía
principal
de
funcionamiento
Potencia instantánea a lo largo de un ciclo normalizado
o
Concepto
o Los ascensores con variadores convencionales disipan
la energía generada por el ascensor en los estados favorables de carga (cuando se mueve por efecto de la gravedad).
o Un variador regenerativo devuelve esta energía a la red
de alimentación
o
Posibilidades de modernización
o Suministro con la maniobra
o Suministro con la máquina
o Suministro como kit para un ascensor existente
o
Utilización preferente
o En ascensores de gran potencia, recorrido largo y
mucho tráfico.
Variador regenerativo
o
Típicamente se ahorra entre un 25 y un 30% de la energía principal de
funcionamiento. Extracto del cálculo con la herramienta Eclift en un ascensor
de alta utilización:
Variador regenerativo
Ahorro energético
Caracteristicas del caso
Desginación del caso Con variador convencional Con variador regenerativo
Uso del ascensor Pasajeros Pasajeros
Nº de paradas 3 3
Recorrido (m) 32,00 32,00
Velocidad (m/s) 1,60 1,60
Carga nominal (Kg) 1000 1000
Categoría de uso VDI 4707 (Intensidad/Frecuencia) Muy Alta/Muy frecuente Muy Alta/Muy frecuente Grupo tractor
Tipo de máquina Gearless AC Gearless AC
Tecnología de tracción VVVF VVVF Regenerativo
Resultados
Resultado VDI 4707
Calificación energética funcionamiento (VDI 4707) B A
Calificación energética reposo(VDI 4707) A A
Calificación energética ascensor (VDI 4707) B A
Ahorro energía funcionamiento respecto a situación 1 (%) 24,90%
‐2000 ‐1000 0 1000 2000 3000 4000 5000 Potencia (W) Tiempo Gearless recuperación Gearless
Variador regenerativo
Ejemplo medición real
Ahorro 29%
Energía
principal
de
funcionamiento
Potencia instantánea a lo largo de un ciclo normalizado
Motor
o
Concepto
o Los ascensores con tracción regulada convencionales mantienen
el variador energizado incluso cuando el ascensor no está en uso. Lo mismo ocurre con los posicionales.
o Una maniobra con esta función de ahorro en reposo apaga todos
los sistemas (no sólo la iluminación) para reducir el consumo al mínimo.
o
Posibilidades de modernización
o Cualquier modernización que incluya maniobra
o
Utilización preferente
o Siempre es interesante aunque en ascensores de bajo uso es
extremadamente útil. Hay que tener en cuenta además que las nuevas maniobras disponen de forma estándar de posibilidad de funcionamiento colectivo por lo que siempre existe un ahorro
Maniobra con autoapagado
o
Una maniobra con esta función puede ahorrar el 50% del consumo en
reposo. Extracto del cálculo con la herramienta Eclift en un ascensor gearless
moderno de baja utilización:
Maniobra con auto apagado
Ahorro energético
Características del caso
Desginación del caso Maniobra convencional Maniobra con autoapagado
Uso del ascensor Pasajeros Pasajeros
Nº de ascensores 1 1
Nº de paradas 6 6
Recorrido (m) 15,00 15,00
Velocidad (m/s) 1,00 1,00
Carga nominal (Kg) 450 450
Categoría de uso VDI 4707 (Intensidad/Frecuencia) Baja/Rara Baja/Rara
Resultados
Resultado VDI 4707
Calificación energética funcionamiento (VDI 4707) C C
Calificación energética reposo(VDI 4707) B A
Calificación energética ascensor (VDI 4707) B A
Ahorro energía funcionamiento respecto a situación 1 (%) 0,00% 0,00% Ahorro energía reposo respecto a situación 1 (%) 0,00% 50,75% Ahorro energía total respecto a situación 1 (%) 0,00% 44,84%
o
Concepto
o Una gestión eficiente del tráfico redunda, para un mismo nivel
de servicio, en un número de arranques y tiempo de funcionamiento menor y de aquí un menor consumo.
o La gestión eficiente del tráfico más sencilla es cuando
pasamos de una maniobra universal a una colectiva pero se puede complicar en grandes edificios a sistemas con
inteligencia artificial.
o
Posibilidades de modernización
o Cualquier modernización que incluya maniobra
o
Utilización preferente
o Siempre que sustituyamos los cuadros de maniobra debemos
decantarnos por el sistema de gestión del tráfico que mejor se adapte a las necesidades del edificio. Es especialmente
Maniobra con gestión eficiente
o
Concepto
o Combinar el cambio a iluminación led con el kit de
autoapagado (en caso de que la maniobra no disponga de él).
o
Posibilidades de modernización
o Kit de autoapagado (o atenuado) +
o Sustitución de lámparas
o Sustitución de luminarias o techos
o Nueva decoración integrada con iluminación led
o
Utilización preferente
o Siempre es recomendable, aunque el beneficio relativo se
incrementa en los ascensores de poco uso.
Iluminación led + autoapagado
o
La iluminación led puede suponer hasta un 99 % de ahorro de la iluminación
del ascensor si se combina con el kit de autoapagado. Ejemplo de cálculo con
la herramienta Eclift en un ascensor de baja utilización:
Iluminación led + autoapagado
Ahorro energético
Características del caso
Designación del caso Iluminación fluorescente Iluminación led con autoap.
Número de caso 1 2
Nº de paradas 3 3
Recorrido (m) 9,40 9,40
Velocidad (m/s) 1,00 1,00
Carga nominal (Kg) 630 630
Categoría de uso VDI 4707 (Intensidad/Frecuencia) Baja/Rara Baja/Rara Grupo tractor
Tipo de máquina Gearless AC Gearless AC
Tecnología de tracción VVVF Regenerativo VVVF Regenerativo
Resultados
Resultado VDI 4707
Calificación energética funcionamiento (VDI 4707) B B
Calificación energética reposo(VDI 4707) C A
Calificación energética ascensor (VDI 4707) C A
Ahorro energía funcionamiento respecto a situación 1 (%) 0,00% 15,14% Ahorro energía reposo respecto a situación 1 (%) 0,00% 73,93%
o
Concepto
o Los ascensores hidráulicos debemos limitarlos a
aplicaciones muy concretas en que el nivel de uso sea bajo. En aquellos menos eficientes deberíamos
realizar al menos una modernización básica. En otros casos es conveniente considerar, llegado el momento, su sustitución por ascensores con calificaciones
energéticas mejores.
o
Posibilidades de modernización
o Básica
o Incorporación de válvula de control electrónico
o Más costosas
o Nueva central con variador o variador
regenerativo
o Nueva central con variador y acumulador de
Modernización hidráulica
o
Una
modernización
básica de la
tracción
hidráulica
combinada con
la utilización de
la iluminación
led puede
suponer un
ahorro del 40%.
El Cambio a
tracción eléctrica
gearless de
última
tecnología
puede llegar al
Modernización hidráulica
Ahorro energético
Características del caso
Número de caso 1 2 3 4
Desginación del caso Hidráulico convencional Válvula electrónica Válvula electrónica + LED Gearless eléctrico Nº de paradas 2 2 2 2 Recorrido (m) 3,90 3,90 3,90 3,90 Velocidad (m/s) 0,60 0,60 0,60 0,60 Carga nominal (Kg) 630 630 630 630
Categoría de uso VDI 4707 (Intensidad/Frecuencia) Media/Ocasional Media/Ocasional Media/Ocasional Media/Ocasional Grupo tractor
Tipo de máquina Hidráulico Hidráulico Hidráulico Gearless AC Tecnología de tracción HID
-Val.mecánicas HID - Válvula electrónica HID - Válvula electrónica VVVF Resultados
Caso de referencia Caso 1 Caso 1 Caso 2 Caso 3 Resultado VDI 4707
Calificación energética funcionamiento (VDI 4707) G G G C Calificación energética reposo(VDI 4707) C C A A
Calificación energética ascensor (VDI 4707) F F F B Ahorro energía funcionamiento respecto a situación 1 (%) 0,00% 27,55% 29,04% 90,26% Ahorro energía reposo respecto a situación 1 (%) 0,00% 0,00% 65,64% 76,86% Ahorro energía total respecto a situación 1 (%) 0,00% 18,36% 41,26% 85,78% Ahorro energía funcionamiento respecto a situación de referencia
(%) 0,00% 27,55% 2,05% 86,27%
Ahorro energía reposo respecto a situación de referencia (%) 0,00% 0,00% 65,64% 32,65% Ahorro energía total respecto a situación de referencia (%) 0,00% 18,36% 28,05% 75,80%
