Ahorro de Energía y Agua

En esta página podrás aprender métodos para ahorrar energía en los sistemas de iluminación y calefacción de tu instalación y por lo tanto conseguir importantes ahorros en las facturas correspondientes.

Además aprenderás varias recomendaciones a la hora de comprar equipos utilizados en tus instalaciones para que sean lo más eficientes y rentables posibles.

También verás pautas de utilización de la energía pasiva que te harán ahorrar bastante dinero en tus facturas, aprovechando al máximo la energía solar y evitando que la energía consumida se pierda de manera ineficiente en tu instalación. En este punto también aprenderás a como optimizar el ahorro de agua, que en muchos sitios es un recurso bastante escaso.

1. LA FACTURA DE LA LUZ

Para poder ahorrar económicamente en la factura de la luz lo primero que hay que hacer es entender cómo nos facturan la energía las comercializadoras energéticas con las que tenemos hecho el contrato de la luz.

En este punto no se va a analizar en que se consume la energía, lo que se pretende es optimizar la factura de la luz para pagar menos. Más adelante veremos como conseguir un consumo eléctrico menor, tanto en el hogar como en la empresa.

El primer concepto que hay que aprender es cómo mide la compañía eléctrica la energía que se consume en una instalación. En la imagen se ve un contador de luz eléctrica, junto a la numeración del consumo aparece la unidad kWh, esa es la unidad que marcará en el contador la cantidad de energía que se ha consumido en nuestra instalación (Desde que se instaló el contador).

Para saber lo que se ha consumido en un mes hay que hacer la resta entre la última lectura de contador y la lectura actual. Ese es el consumo que la compañía facturará en la siguiente factura y que se debe comprobar si es correcto.

Para hacerse una idea de lo que es un kWh podemos pensar en cuando encendemos un radiador eléctrico de una potencia de 1000W (1kW), si ese radiador está encendido durante 1 hora se habrá consumido 1kWh de energía.

El cálculo es muy sencillo, basta con multiplicar la potencia del equipo eléctrico en kW por la cantidad de tiempo que está encendido en horas. Consumo(kWh) = Potencia(kW) x Tiempo(h)

Así un radiador eléctrico de 1kW que está encendido durante 4 horas, habrá consumido 4kWh y si conocemos el precio del kWh será muy sencillo saber cuanto nos ha costado calentarnos durante ese tiempo.

Si en un equipo eléctrico no viene indicada la potencia que tiene, se puede medir el voltaje de la instalación(V) y la intensidad(I) que consume y calcular la potencia con la fórmula P = V x I.

También hay que saber que algunos equipos no siempre consumen la misma potencia, por ejemplo una cadena de música consumirá más cuanto más alto se ponga el volumen, con lo que es difícil estimar su consumo real. En este caso hay medidores de consumo que serán los encargados de medir el consumo real de un equipo. Otros ejemplos serían: una estufa que se apaga y enciende a cada rato para mantener la temperatura de la habitación estable, el frigorífico para mantener su temperatura y otros sistemas similares.

1.1 Partes de una factura

En la siguiente imagen se puede ver una factura que incluye el consumo del gas y de la luz. Los términos que se pueden encontrar en ella son:

Término fijo: También llamado término de potencia. Aquí se paga por la potencia contratada. Se paga siempre y es independiente del consumo eléctrico. Se calcula multiplicando la potencia contratada en kW por el precio que marca la compañía para cada kW/mes o cada kW/día.

Término Variable: También llamado término de energía. Es lo que se paga por la energía consumida y se paga solo cuando se consume electricidad. Se calcula multiplicando los kWh, que ha medido el contador de la luz, por el precio que marca la compañía por cada kWh.

Impuesto sobre electricidad: Es un impuesto que se paga por consumir energía eléctrica. Se calcula incrementando en un determinado porcentaje la suma de los términos fijo y variable.

Alquiler de contador: Es el precio que cobra la compañía por alquilar el contador de la luz al cliente. Por lo tanto las averías del contador no corren de parte del usuario.

IVA: Impuesto que hay que añadir al total de la factura.

El precio del alquiler del contador y del impuesto sobre electricidad los marca el estado y es igual para todos los clientes.

La suma de todos los términos marcará el coste económico a facturar. En la factura se puede ver un ejemplo de cálculo.

1.2 Tipos de contrato en el hogar

Modalidad de contratación

Hay dos modalidades de contratación que se pueden tener en el hogar (<15kW) y que no son aplicables a las empresas. En una modalidad el precio de la energía lo fija el gobierno (PVPC) y en la otra el precio lo negocia el cliente con la compañía eléctrica (Libre mercado).

PVPC: (Precio Voluntario al Pequeño Consumidor). Antes conocido como TUR (Tarifa de Ultimo Recurso). Es el tipo de contrato que tienen los clientes que no se han pasado al mercado libre y se les ha asignado de manera automática una comercializadora de referencia. En este caso quien marca los precios de la energía es el estado. En la actualidad estos precios cambian de hora en hora y se pueden consultar a partir de las 20:00h del día anterior, de manera que se pueden programar los consumos en las horas más baratas. La realidad es que muchas compañías facturan a final de mes los kWh con el precio promedio del kWh a lo largo de un mes y el cliente no se ha de preocupar de los precios del kWh. Es la única modalidad en la que se pueden aplicar los bonos sociales.

Libre mercado: Es cuando un cliente contrata la energía con una compañía que él mismo elige, aceptando ofertas concretas del mercado por periodos pactados, normalmente un año. En este caso el cliente no se puede beneficiar de bonos sociales, ya que pertenece al mercado libre. En la mayoría de los casos la factura sale más cara en este tipo de contrato que en PVPC. Los clientes son cazados en estas tarifas gracias a la masiva presión que hacen los comerciales de las compañías en la puerta de cada hogar, que en muchos casos marean a los clientes con falsos ahorros para que firmen el contrato con ellos.

Tipos de tarificación

Hay varios tipos de tarifas eléctricas aplicables a las modalidades de contratación anteriores, que se determinan fundamentalmente dependiendo de cuanto y como se gasta la energía, es decir, dependen del hábito de consumo de cada hogar.

Los tipos de tarifas eléctricas son:

2.0A: Para potencias contratadas inferiores a 10kW. Se usa en la mayor parte de los hogares. El precio del kWh es el mismo todo el día.

2.1A: Para potencias contratadas entre 10kW y 15kW. Se usa en hogares con altos consumos eléctricos y pequeños negocios. El precio del kWh es el mismo a lo largo del día.

2.0DHA: Para potencias contratadas menores de 10kW y discriminación horaria. Se usa sobre todo en hogares con calefacción eléctrica con acumuladores de calor. El precio del kWh varía a lo largo del día, ver discriminación horaria.

2.1DHA: Para potencias contratadas entre 10kW y 15kW y discriminación horaria. Se usa sobre todo en hogares con calefacción eléctrica con acumuladores de calor. El precio del kWh varía a lo largo del día, ver discriminación horaria.

2.0DHS y 2.1DHS: Como las DHA pero con tres periodos horarios. Es el tipo de contratación menos utilizada y conocida para el hogar. No todas las compañías la ofertan a sus clientes.

Para entender con mayor claridad como funciona el sistema eléctrico español se recomienda ver el vídeo "Quien hace la luz". Se aprenderán los términos: Distribuidora, comercializadora, déficit tarifario, costes de producción, de distribución y otros términos relacionados con el sistema de producción de la energía eléctrica.

También se explica como se establece el precio de la energía de manera diaria.

Iberdrola manda junto con la factura de la luz un documento con consejos de ahorro de energía y con la información de la generación de energía propia, comparada con la generación global en España. En las siguientes imágenes se puede ver dicha información.

1.3 Tarifa nocturna y discriminación horaria

Son tarifas que tienen el precio de la energía mucho más barata en ciertas horas del día, en el que hay menor consumo global, y más cara en el resto de horas. Esta rebaja de precios está justificada, en parte, por la menor pérdida de energía en el transporte cuando menos energía se consume de manera global.

En esta factura se puede ver que hay dos precios distintos en el consumo de la energía, uno más caro y otro más barato.

Esto implica el tener dos contadores de la luz, cada uno de los cuales lleva la cuenta de cuanta energía se ha consumido en cada periodo horario, de manera que luego se puede facturar la lectura de cada contador de manera independiente.

En cualquier caso ha de haber un reloj que controle que contador ha de medir la energía consumida y que le indique al consumidor cuando consume la energía a un precio más económico.

Se utiliza sobre todo en hogares que tienen calefacción eléctrica mediante acumuladores de calor, que acumulan energía cuando la electricidad está más barata, alrededor de un 55% más barata. El inconveniente de esto es la inercia térmica de la instalación, hay que prever con tiempo cuando se va a utilizar (Conectar y desconectar la calefacción con un día de antelación). A la vivienda llega un cable rojo (Cable piloto) desde el cuarto de contadores que lleva la señal que indica cuando se está en periodo valle y cuando en periodo punta.

Para entender en profundidad lo que era la antigua tarifa nocturna y la actual discriminación horaria, que se aplica en las facturas, hay que ver la evolución que han sufrido las instalaciones eléctricas de los usuarios de manera más o menos cronológica:

Tarifa nocturna: (Ya no existe, se explica para entender su funcionamiento). Tarifa valle (Barata) de 23:00h a 07:00h en invierno y de 00:00 a 08:00h en verano, siendo el resto de horas punta (Caro). En este caso por la noche no había límite de potencia, ya que directamente se punteaba el ICP de la compañía, periodo en el que se solía aprovechar a poner lavadoras, secadoras y similares.

Discriminación horaria: Horario valle (Barato) en invierno de 22:00h a 12:00h y en verano de 23:00 a 13:00h, siendo el resto de horas punta (Caro). En este caso hay límite de potencia durante todos los periodos, obligando a contratar más potencia eléctrica al usuario durante todo el día para poder asumir el alto consumo eléctrico de los acumuladores. El número de horas de tarifa valle ha aumentado de 8 horas a 14 horas al día

Problema: Aumenta el precio del término fijo de la factura y con ello el gasto económico.

Solución: Para poder bajar la cantidad de potencia contratada y por lo tanto el coste de facturación, se ha optado por dos posibles soluciones. La primera es bajar la potencia de los radiadores a la mitad cargándolos durante más horas y la segunda es dividir el circuito de carga de los radiadores en dos, cargando de energía primero la mitad de la instalación y luego la otra mitad. En ambos casos supone un desembolso económico para el usuario.

Discriminación horaria con contador digital: En este caso se han sustituido los dos contadores analógicos por un contador digital, que lleva las dos cuentas y tiene integrados dentro el reloj que determina los periodos horarios y el ICP de control de potencia de la instalación. Además desaparece el cable piloto de la instalación, con lo que el usuario tiene que añadir a su instalación un interruptor horario que conecte y desconecte los acumuladores de calor de la instalación. Esto supone de nuevo un desembolso económico para el usuario.

1.4 El contador de la luz

Se pueden encontrar en las viviendas dos tipos de contadores de la luz:

Contador analógico: Es el contador de la luz de toda la vida. Tenía una rueda que se movía gracias al campo magnético que se producía al pasar la energía eléctrica por las bobinas de cable de su interior, y éste marcaba el consumo total de energía en su vida de funcionamiento.

Un operario se encargaba de pasar todos los meses para leer el contador y sabiendo la lectura del mes anterior y la actual, con una simple resta se calculaba el consumo mensual de una vivienda. El aspecto de uno de éstos contadores se puede ver en la figura de al lado.

El contador digital: Es el actual contador de la luz de los hogares, que es tele-gestionado por la compañía eléctrica, permite lecturas de consumo remotas, gestión remota de la potencia contratada por el cliente, lectura de consumo hora a hora y un largo etc. Entre sus características permite controlar lecturas en horarios independientes sin necesidad de dos contadores e incluye el ICP de la vivienda, que ya no es obligatorio tenerlo en el cuadro eléctrico, de hecho puede eliminarse sin problemas. También puede incluir detección de anomalías en la instalación para evitar el típico puente para no pagar electricidad y engañar a la compañía.

En el vídeo se puede ver como hacer saltar el ICP del contador digital y como rearmarlo de nuevo, junto con el gran margen de potencia que se tiene en este caso.

1.5 La factura de la luz en la empresa

Este tipo de contrato se utiliza cuando la potencia contratada supera los 15kW.

Los tipos de contrato que pueden hacer las empresas son siempre de libre mercado y dentro de las siguientes modalidades, potencias y voltajes (muchas empresas tienen sus propios transformadores eléctricos):

3.0: Empresas 3-6 periodos horarios >15kW

3.1: Alta tensión 1-36kV < 450kW

6.1A: Alta tensión 1-30kV >450kW

6.1B: Alta tension 30-36kV >450kW

6.2: Alta tension 36-72kV

6.3: Alta tension 72,5-145kV

6.4: Alta tension >145kV

6.5: Alta tension - Conexiones Internacionales

En las instalaciones eléctricas de las empresas no existe ICP, ya que se permite sobrepasar la potencia eléctrica contratada en todos los casos, dentro de unos límites para que no salga ardiendo la instalación. En caso de sobrepasar la potencia contratada se sanciona a la empresa con un sobrecoste en el precio de la factura de electricidad.

Para detectar esos picos de consumo de la instalación, se añade como nuevo elemento de medida el maxímetro, que marca la potencia máxima que se ha consumido durante un periodo continuado de 15 minutos.

En todos los casos se factura tanto la energía activa como la energía reactiva.

Hay que estudiar el siguiente punto para entender estos nuevos términos.

1.6 La potencia eléctrica

El motivo principal para medir la potencia eléctrica que está consumiendo un dispositivo es comprobar si efectivamente se cumplen las especificaciones de consumo indicadas en sus características. Otras veces se hace por simple curiosidad o por comprobar el consumo real de un equipo.

La manera más rápida y común de medir la potencia de un equipo es coger un multímetro, medir el voltaje (V) y la intensidad (I) del dispositivo y aplicar la fórmula de la potencia P=VxI. La verdad es que éste método funciona correctamente con bombillas incandescentes y resistencias eléctricas utilizadas para calefacción, pero no en otros dispositivos. El motivo es que la tensión y la intensidad del dispositivo están en fase y la potencia calculada es correcta.

El problema es que cuando tenemos equipos eléctricos conectados a corriente alterna y además estos equipos contienen algún elemento inductivo o capacitivo y como consecuencia el voltaje y la intensidad se desfasan y aparecen tres tipos de potencia, la activa, la reactiva y la aparente. En este caso no se puede utilizar el método de medida anterior puesto que se calculará solamente la potencia aparente. Casi todos los dispositivos tienen una mayor parte inductiva que capacitiva.

Los componentes como motores, reactancias y bobinas, entre otros, producen efectos inductivos, mientras que solo los condensadores producen efectos capacitivos.

La solución a este problema es utilizar un medidor de potencia para corriente alterna que mida a la vez el voltaje, la intensidad y el desfase entre ellos y dé como resultado las potencias de cada tipo que está consumiendo el dispositivo.

A continuación se describen los tres tipos de potencia que se utilizan en corriente alterna:

Potencia aparente (S): Es la potencia que está compuesta por la potencia activa y reactiva sumadas vectorialmente. Contiene una parte real (activa) y otra imaginaria (reactiva). Es la potencia que se obtendría si se multiplicaran el voltaje e intensidad de un dispositivo, medidos con un multímetro de manera independiente. Se utiliza por ejemplo para indicar la potencia que es capaz de manejar un transformador eléctrico o un cable. Se mide en VoltioAmperios (VA). Se representa con la letra S

Potencia activa (P): Es la potencia útil que se obtiene de un equipo en funcionamiento, es decir la parte real. Esta potencia se convertirá en movimiento, luz, calor, sonido, etc y que es útil para realizar una función concreta. Se mide en Vatios (W). Se representa por la letra P. Es la energía que miden los contadores de la compañía eléctrica en los hogares y que se transforma en un gasto económico.

Potencia reactiva (Q): Es una potencia que no tiene utilidad real y que se pierde en los campos eléctricos y magnéticos de los dispositivos, producidos por las bobinas y condensadores que contienen. Se mide en VoltioAmperiosReactivos (VAr). Se representa por la letra Q. Es una potencia que no se factura en los hogares, pero que se factura como penalización en empresas que tienen contratada una potencia superior a los 15kW. Esta potencia, aunque no es útil, si que resta potencia de los equipos de la compañía eléctrica y limita sus capacidades energéticas, por eso penaliza la energía reactiva en estos casos.

Coseno de FI (φ): Matemáticamente es el resultado de la división de la potencia aparente y de la potencia activa (Cateto contiguo / Hipotenusa). Se ha de procurar en las instalaciones que su valor sea lo más cercano a 1, lo que indica que no hay energía reactiva.

Conociendo dos de los elementos del triángulo de potencias se pueden calcular trigonométricamente el resto de elementos. Observar el triángulo de potencias que se muestra en la imagen de más arriba. Se pueden observar todas las definiciones, fórmulas y conceptos explicados.

Medir la energía activa y reactiva

La medición para la facturación eléctrica se hace mediante contadores específicos para cada tipo de energía. La imagen muestra los contadores de energía activa (kWh) y reactiva (KVAr) de una instalación industrial

Para medir la potencia en alterna se utiliza un medidor de potencia específico. El esquema de conexión sería el siguiente (Puede variar con cada dispositivo). En la imagen se ven dos modelos de dispositivos.

En esta imagen se puede ver el modelo de facturación utilizado en la energía reactiva. No existe penalización si el factor de potencia es superior a 0,95, por lo tanto no se tendrá en cuenta en la factura. Entre los valores de 0,80 y 0,95, el precio de la energía reactiva es medio. Para valores inferiores a 0,80 la penalización por energía reactiva es máxima, de 0,062332€/kVAr en este caso.

Compensar el cos φ

Con el objetivo de eliminar el consumo de energía reactiva de la instalación, y sobre todo evitar la facturación de este tipo de energía, se utilizan varios sistemas para corregir el factor de potencia de la instalación.

Instalación de baterías de condensadores: Estos dispositivos miden el factor de potencia de la instalación y añaden condensadores a la red, de manera que compensan la energía reactiva final para que sea lo más cercana a 1 posible.

La consecuencia es que disminuyen los efectos reactivos de una instalación eléctrica al 100%, evitando sorpresas en la factura.

Estos equipos se amortizan rápidamente con los ahorros de facturación. Se instala en el cuadro general de electricidad de la empresa.

1.7 Ejercicios

1. Calcular las potencias activa, aparente y reactiva de un motor de 10CV de potencia (1CV = 736W) con un FP de 0,75. Calcular el consumo económico de tener en marcha el motor 24 horas, el precio del kWh es de 0,12€ y el del KVArh de 0,06€. ¿Que condensador habría que elegir para eliminar en la factura el gasto por energía reactiva?

2. Tenemos un local que tiene 20 pantallas de 4 fluorescentes de 18W. Midiendo el consumo de un fluorescente se obtienen los siguientes datos: 38W, 80VA y FP de 0,487. El fluorescente funciona con reactancia convencional.

a) Calcular cuanto pagaríamos en la factura de la luz por tener encendido el local 6 horas al día, 5 días a la semana (22 días al mes). El precio del kWh es de 0,12€ y el del kVArh de 0,06€ (Recordar añadir el IVA del 21%).

b) Calcular el condensador necesario para anular el consumo de energía reactiva y el ahorro económico conseguido al mes por dicho cambio.

c) Si se sutituye la reactancia convencional por otra electrónica, indicar el ahorro mensual conseguido. El consumo de cada fluorescente en este caso sería de 20W, 20VA, FP de 1.

d) Calcular el periodo de amortización si la reactancia electrónica cuesta 21€ con IVA incluido.

3. En una fábrica se tiene funcionando en una cadena de montaje un motor de 15kW con un FP de 0,68. El motor funciona a 230V. Si está funcionando 24 horas al día calcular:

a) Calcular cuanto pagaríamos en la factura de la luz si el precio del kWh es de 0,12€ y el del kVArh de 0,06€ (Recordar añadir el IVA del 21%).

b) Calcular el condensador necesario para anular el consumo de energía reactiva y el ahorro económico conseguido al mes por dicho cambio.

c) Calcular la sección del cableado necesario para su alimentación antes y después de la compensación. Suponer que el motor es monofásico y que el cable es una manguera eléctrica sujeta a la pared.

4. En un local se quieren conectar 90 luminarias con tubos fluorecentes de 36W y 230V, con un FP de 0,6. Cada luminaria tiene 4 tubos fluorescentes.

a) Hacer la distribución de las lámparas para una instalación trifásica de 400V.

b) Calcular cuanto pagaríamos en la factura de la luz por tener encendido el local 16 horas al día, 5 días a la semana (22 días al mes). Buscar el precio actual de la energía eléctrica.

c) Calcular el condensador necesario para conseguir un FP de 0,96 y reducir el consumo de energía reactiva (ver penalización en este caso)

d) Calcular el ahorro económico conseguido al mes por dicho cambio.

2. TIPOS DE ILUMINACIóN Y SU CONSUMO

1.2 Conceptos básicos de iluminación

Unidades de iluminación

Lumen: Un lumen(lm) es el equivalente a una candela por estereoradián. Es la unidad que se utiliza para indicar la cantidad de luz que produce una bombilla, también conocido como flujo luminoso. La medida de este parámetro es un tanto compleja y requiere equipamiento especializado.

https://sites.google.com/site/webdejrojas/ahorro-energetico/promocion-del-uso-eficiente-de-la-energia-y-del-agua/estereoradian.jpg?attredirects=0

Candela: Se define como una sexagésima parte de la luz emitida por un centímetro cuadrado de platino puro a la temperatura de su punto de fusión (2046 K). La iluminación equivalente a una candela se puede ver en la luz producida por una bombilla incandescente de 1W.

Lux: Un lux(lx) equivale a un lumen por metro cuadrado. Esta unidad se utiliza para medir la cantidad de luz que recibe una superficie determinada. Se puede medir con un luxómetro. En los siguientes puntos se indican ejemplos de iluminaciones recomendadas para distintos usos:

  • Cocina: 300 lux y 500-600 en la zona de trabajo.
  • Baño: 200 lux y 300-500 en zonas de maquillaje.
  • Dormitorio: 100-200 lux y 500 zona de lectura.
  • Cuarto de los niños: 200-300 lux, 500-750 para hacer trabajos manuales.
  • Sala de estar: 100 lux, 50-70 para ver la tele y 500 para leer.
  • Escaleras: Iluminación general mínimo 100 lux.
  • Zonas comunes:
    • Ascensores, interior: 300-500 lux
    • Rellanos: 50-250 lux
    • Escaleras: 100-300 lux

Para más información visitar: Ledbox

Nota: No se deben confundir los lumen con los lux. Los lumen son la cantidad de luz que produce una fuente de luz, mientras que los lux indican la cantidad de luz que recibe una superficie determinada. Para entenderlo mejor se puede hacer la siguiente suposición: Si partimos de una bombilla que produce 1000 lumen y medimos la luz a 1 metro de distancia podemos obtener una medida de 500 lux, mientras que a 2 metros se puede medir 100 lux. Es decir que como la misma luz se tiene que repartir sobre más superficie, el resultado obtenido es una iluminación menor. Es decir los lux disminuyen con la distancia con respecto a la fuente luminosa.

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Temperatura de color

Se define como el color que emite una fuente luminosa en comparación con la que emitiría un cuerpo negro calentado a una temperatura determinada.

En la siguiente imagen se puede ver el color que adquiere ese cuerpo negra a distintas temperaturas.

https://sites.google.com/site/webdejrojas/ahorro-energetico/promocion-del-uso-eficiente-de-la-energia-y-del-agua/Temperatura%20de%20color.png?attredirects=0

En la parte de la izquierda se emite prácticamente en infrarrojo, mientras que en la derecha se emite casi en los ultravioleta.

Cuando el cuerpo negro está a unos 6000ºK emite todos los colores del arcoiris a la vez y se produce el color blanco puro. Es la temperatura de la superficie del sol.

Es por lo tanto otro factor a tener en cuenta a la hora de comprar una bombilla, ya que indica el color de la luz producida.

Así una bombilla que emite luz cálida tiene una temperatura de color inferior a una que produce luz fría.

Es importante éste factor para adaptar la luz al gusto del consumidor y más importante es aún elegir el tipo de color para algunos tipos de industrias, como por ejemplo los mostradores de las carnicerías, en los que el aspecto de la carne dependerá del tipo de iluminación. También es un factor muy importante en la realización de fotografías.

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Ejemplos de temperatura de color se pueden ver a continuación:

  • 1700 K: Luz de una cerilla
  • 1850 K: Luz de una vela
  • 2700–3300 K: Luz incandescente (Iluminación doméstica convencional)
  • 3000 K: Tungsteno (con lámpara halógena)
  • 4000–4500 K: Lámpara de vapor de mercurio
  • 5,000 K: Luz Fluorescente
  • 5500–6000 K: Luz de día, flash electrónico
  • 5780 K: Temperatura de color de la luz del sol pura
  • 6200 K: Lámpara de xenón
  • 6500 K: Luz de día, nublado
  • 6500–10500 K: Pantalla de televisión
  • 28000–30000 K: Relámpago

NOTA: Para que nuestro cerebro no se incómodo con la luz que se pone en una estancia es importante tener en cuenta que para iluminación con una potencia menor de 500lux es recomendable instalar luces con temperatura de color baja. El condiciones de luz de más de 500lux es recomendable poner luz fria.

NOTA: No se puede iluminar cualquier superficie con cualquier color, basándonos en el hecho de que todas las superficies, excepto las superficies negras, reflejan el color que vemos. El negro absorbe todas las longitudes de onda. Así no se puede iluminar un ladrillo de color rojo con un led verde, ya que el color obtenido sería posiblemente el negro.

Indice de reproducción cromática (IRC, Ra)

Es otro de los factores a evaluar cuando se adquiere una bombilla.

Indica la variación de color que experimentan los objetos que son iluminados con una fuente de luz en comparación con una luz de referencia, que suele ser la radiación de un cuerpo negro a una temperatura inferior a 5000ºK.

https://sites.google.com/site/webdejrojas/ahorro-energetico/promocion-del-uso-eficiente-de-la-energia-y-del-agua/IRC.png?attredirects=0

Links

http://es.slideshare.net/ablancomeza/intensidad-luminosa

http://www.taringa.net/posts/ciencia-educacion/16926485/Como-se-mide-la-luz-Fotometria.html

http://www.monografias.com/trabajos105/radiometria-fotometria-e-colorimetria/radiometria-fotometria-e-colorimetria.shtml

http://es.slideshare.net/juanquispe/1-luminotecnia-12002847

http://es.slideshare.net/RafaelLlopisRuiz/modulo-iluminacin

Tipos de bombillas

En la actualidad existe en el mercado una gran variedad de bombillas de distintos modelos y tecnologías cada una de las cuales presenta distintos perfiles de rendimiento de cara al consumidor, cada una con sus ventajas e inconvenientes particulares.

En gran medida lo que se trata de analizar en este punto es la tecnología de iluminación que más interesa para cada aplicación, atendiendo principalmente al consumo eléctrico, la iluminación producida y el tiempo de vida de cada tipo de lámpara. Al final se realizará un estudio de iluminación de un local, analizar la energía que se ahorra al año y el periodo de amortización de la adaptación al nuevo tipo de bombillas.

https://sites.google.com/site/webdejrojas/ahorro-energetico/promocion-del-uso-eficiente-de-la-energia-y-del-agua/tipo-de-casquillos-para-bombillas.jpg?attredirects=0

Hay que tener en cuenta que la energía consumida por las bombillas se transforma en dos componentes, luz y calor. Es deseable que el término de calor sea nulo, con lo que toda la energía consumida se traduciría en energía luminosa. En la actualidad ninguna bombilla es capaz de esta última afirmación.

Los principales tipos de bombillas que hay en el mercado son (De mayor a menor consumo):

  • Incandescentes (Ya no se comercializan)
  • Halógenas
  • Fluorescentes con reactancia eléctrica.
  • De Bajo consumo (Fluorescente con reactancia electrónica)
  • LED
  • De gases nobles y alto rendimiento, como la de vapor de sodio a alta presión.

Para saber la relación que hay entre consumo/iluminación, es decir, "rendimiento", hay que mirar siempre las características del fabricante, ya que los datos pueden variar entre los mismos tipos de bombilla. En todo caso lo mejor es hacer una medición práctica de la potencia consumida real en la instalación para ver cual es la realidad de cada instalación.

Las siguientes imágenes son una aproximación al consumo eléctrico para cada tipo de bombilla, indicando también la iluminación que producen en lumen. Es conveniente comparar los distintos resultados mostrados. Se ve rápidamente que no siempre coinciden, con lo que lo mejor es siempre que sea posible se consultará al fabricante de la bombilla.

https://sites.google.com/site/webdejrojas/ahorro-energetico/promocion-del-uso-eficiente-de-la-energia-y-del-agua/01%20Equivalencia%20bombillas%202.jpg?attredirects=0

Comparativa entre distintos tipos de bombillas

https://sites.google.com/site/webdejrojas/ahorro-energetico/promocion-del-uso-eficiente-de-la-energia-y-del-agua/01%20Equivalencia%20bombillas%201.png?attredirects=0

Comparativa iluminación/consumo de los distintos tipos de bombilla

Como se puede observar en la tabla anterior las lámparas de vapor de sodio de alta presión y de halogenuros metálicos son las que mas luz producen por cada vatio de energía consumida.

Links:

En cuanto a las bombillas de vapor de sodio de alta presión hay que decir que están pensadas para lugares en donde hay necesidad de largos periodos de iluminación, ya que tardan unos 5 minutos en alcanzar su iluminación máxima y una vez apagadas hay que esperar un largo periodo de tiempo para poder volver a encenderlas.

En todos los casos es conveniente calcular la relación entre iluminación y consumo (lumen/vatio) para calcular la eficiencia de cada bombilla.

Bombillas incandescentes

Son bombillas compuestas por un filamento metálico, de wolframio, que se calienta a una temperatura muy alta cuando circula por él una corriente eléctrica. El filamento no se quema ya que en el interior de la bombilla no hay oxígeno y ésto no permite su combustión. Esta bombilla la inventó Joseph Wilson Swan.

https://sites.google.com/site/webdejrojas/ahorro-energetico/promocion-del-uso-eficiente-de-la-energia-y-del-agua/incandescente.jpg?attredirects=0

El 85% de la energía se consume en forma de calor y solo un 15% se transforma en energía luminosa. Desde el 1/9/2009 hasta el 1/9/2012 se ha ido retirando la fabricación de este tipo de lámparas y ya no se encuentran en los comercios.

El rendimiento luminoso varía entre 12 y 18lm/W y tienen una durabilidad limitada a unas 1000 horas. Su temperatura de color ronda los 3000ºK.

Hay que tener cuidado ya que el casquillo puede alcanzar temperaturas de 200ºC y el bulbo puede llegar a calentarse a 370ºC.

Bombillas Halógenas

Es la evolución de la bombilla incandescente. En esta bombilla el filamento es de tungsteno y el interior de la ampolla de cuarzo, en lugar de vidrio, contiene un gas halógeno que mejora el rendimiento de la lámpara. Este gas suele ser bromo o yodo.

https://sites.google.com/site/webdejrojas/ahorro-energetico/promocion-del-uso-eficiente-de-la-energia-y-del-agua/halogen-eco.jpg?attredirects=0

En esta bombilla se consigue un rendimiento de 10-30lm/W y su temperatura de color es un poco mayor. En las bombillas halógenas la temperatura del bulbo puede llegar en algunos casos a 900ºC.

En este tipo de bombillas no se puede tocar el cuarzo con la mano ya que la grasa que tienen lo dedos puede destruir el cuarzo cuando alcanza altas temperaturas y por lo tanto fundir el filamento.

Tubos fluorescentes

Es una lámpara que produce luz al hacer circular electricidad a través de un tubo que contiene gases ionizantes, utiliza vapor de mercurio. La luz que producen este tipo de lámparas es ultravioleta y casi no se aprecia por el ojo humano. Todos estos tubos tienen un recubrimiento fluorescente que convierte la luz ultravioleta en luz visible, ésto le da el aspecto blanquecino que se aprecia desde el exterior.

https://sites.google.com/site/webdejrojas/ahorro-energetico/promocion-del-uso-eficiente-de-la-energia-y-del-agua/Fluorescentes.jpg?attredirects=0

La vida útil del tubo está entre las 5000 - 75000 horas, aunque el rendimiento luminoso disminuye con el uso y a veces hay que sustituirlos cuando emiten poca luz.

El rendimiento luminoso es este tipo de lámparas es de entre 50 y 90lm/W. La temperatura de color puede variar entre 3000 y 6500 ºK, depende del código de color que ponga en el tubo.

Este tipo de lámparas producen cierto parpadeo, frecuencia de la red eléctrica, que puede producir dolores de cabeza en algunos casos. También hay que decir que si se rompe la lámpara se evapora el mercurio que contiene y puede provocar enfermedades graves a las personas que están alrededor. En este caso hay que seguir un protocolo de seguridad para eliminar los residuos y eliminar posibles problemas de salud. Se consideran residuos peligrosos y hay que desecharlos en un punto limpio para su reciclaje.

Para hacer funcionar el tubo se necesita un equipamiento eléctrico adicional, no se puede conectar directamente a la red eléctrica. Se puede hacer de dos maneras:

  • Reactancia convencional: Se utiliza una reactancia eléctrica junto con un cebador que provoca el encendido inicial del tubo. En este caso el rendimiento total disminuye ya que la reactancia consume tanto o más que el propio tubo fluorescente. El factor de potencia es muy malo y siempre se suele añadir un pequeño condensador para aumentar el rendimiento del sistema completo.
  • Reactancia electrónica: Es un circuito electrónico que sustituye al sistema tradicional anterior. El circuito electrónico consume muy poco energía, del orden de 1 o 2W, y el rendimiento final del sistema es mucho mayor, tanto como los sistemas LED. El factor de potencia en este tipo de reactancia es muy cercano a la unidad.

NOTA: A la hora de sustituir fluorescentes por lámparas LED hay que tener en cuenta las condiciones de trabajo de los fluorescentes actuales. La condición de máxima iluminación para un fluorescente es a una temperatura de 25ºC, en cualquier otra temperatura el fluorescente siempre luce menos que lo que marca el fabricante.

Esto se nota especialmente en iluminación de cámaras frigoríficas, en donde hay que tener mucho cuidado al cambiar la iluminación a LED. En estas condiciones los fluorescentes iluminan muy poco, y si se ponen LED de potencia equivalente al fluorescente actual se conseguirá muchísima más luz. Esto puede provocar la oxidación prematura de los alimentos iluminados con la correspondiente degradación prematura. Recordar que la iluminación y el contacto con el oxígeno provoca la oxidación de los alimentos y por lo tanto su degradación.

Las bombillas de bajo consumo

Al igual que los fluorescentes, necesitan un tiempo de calentamiento de un par de minutos para alcanzar el 100% de su iluminación, con lo que no son recomendables para lugares en donde se están apagando y encendiendo las luces con cierta frecuencia. En este caso además de obtener una baja iluminación se acortará la vida de la lámpara considerablemente. Es mejor utilizar la incandescente de toda la vida o pasarse a LED que no se estropea con los encendidos y apagados y además da el 100% de iluminación desde el principio.

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Para saber las características completas de este tipo de lámparas se pueden ver los siguientes enlaces:

Las bombillas LED

Estas bombillas suponen un ahorro considerable frente a casi todas las otras bombillas del mercado. Las ventajas principales son:

  • Encendido de la lámpara inmediato
  • Iluminación del 100% de la potencia de manera instantánea
  • Muy larga duración
  • Numero de encendidos y apagados muy elevado

Otro uso de la iluminación LED es la transmisión de datos a través del sistema de iluminación de una sala. La tecnología actual permite mediante el parpadeo de los LED a alta frecuencia la transmisión de datos a la vez que se ilumina una sala. El ojo humano no es capaz de distinguir dicho parpadeo. Con la simple cámara de fotos de un móvil se puede recibir esta información y utilizarla para por ejemplo saber en que punto de un centro comercial nos encontramos. Si además contamos con conexión de datos para poder dar órdenes a la luminaria se podrían hacer cambios en el nivel de iluminación, color, posición GPS en interiores y muchas más cosas que se nos pueda ocurrir.

INFOGRAFÍA LED

FUTURO: En un futuro no muy lejano se podrá en marcha la tecnología LIFI para que nuestros dispositivos móviles tengan acceso a Internet a través de la iluminación LED a unas 100 veces más rápido que las actuales tecnologías de WIFI. Será por lo tanto un sistema de comunicación de datos bidireccional que utilizará la iluminación para sustituir las actuales tecnologías de comunicación con nuestros dispositivos inalámbricos (Wifi a través de la Luz)

https://sites.google.com/site/webdejrojas/ahorro-energetico/promocion-del-uso-eficiente-de-la-energia-y-del-agua/bombilla%20led.jpg?attredirects=0

Las características de las bombilla LED dependen mucho de los LED con los que están fabricados. Los diodos más comunes se presentan a continuación:

  • 2835: 2.8mm x 3.5mm, 18-24lumen, 2.9-3.6V, 60mA, 0.2W, 90-120lumen/W, DataSheet
  • 3528: 3.5mm x 2.8mm, 6-8lumen, 2.8-3.6V, 20-30mA, 0.08W, 75-100lumen/W, DataSheet
  • 3014: 3.0mm x 1.4mm, 8-13lumen, 3.0-3.4V, 30mA, 0.1W, 80-120lumen/W, DataSheet
  • 5050: 5.0mm x 5.0mm, 12-15lumen, 3.0-3.4V, 60mA, 0.18W, 66-83lumen/W, DataSheet, DataSheetRGB
  • 5630: 5.6mm x 3.0mm, 39-58lumen, 3.0-3.5V, 150mA, 0.5W, 78-116lumen/W, DataSheet
  • 5730: 5.7mm x 3.0mm, 39-49lumen, 3.0-3.4V, 150mA, 0.5W, 78-98lumen/W, DataSheet

Estos datos se han recopilado de las hojas de datos de los fabricantes indicadas anteriormente (Datasheet).

https://sites.google.com/site/webdejrojas/ahorro-energetico/promocion-del-uso-eficiente-de-la-energia-y-del-agua/led%20tipos.png?attredirects=0
https://sites.google.com/site/webdejrojas/ahorro-energetico/promocion-del-uso-eficiente-de-la-energia-y-del-agua/Led_COB.JPG?attredirects=0
https://sites.google.com/site/webdejrojas/ahorro-energetico/promocion-del-uso-eficiente-de-la-energia-y-del-agua/tira-led.jpg?attredirects=0

Vapor de mercurio

k

https://sites.google.com/site/webdejrojas/ahorro-energetico/promocion-del-uso-eficiente-de-la-energia-y-del-agua/vapor%20mercurio.jpg?attredirects=0

Vapor de sodio

https://sites.google.com/site/webdejrojas/ahorro-energetico/promocion-del-uso-eficiente-de-la-energia-y-del-agua/vapor%20sodio.jpg?attredirects=0

http://es.slideshare.net/manuelibanez3975/la-luz-16260364

Consumo de encendido y vida útil

En el siguiente vídeo se analizan los consumos de encendido de distintos tipos de bombillas, así como el efecto que producen continuos encendidos y apagados en su vida útil.

Catálogo de Bricomart

https://drive.google.com/open?id=0B0Rsv0qENhfHbzhMdm1oTUs0Qms

Prácticas

1. En una de los intentos que se han realizado en el centro para sustituir los tubos fluorescentes de 150cm por lámparas LED, se han obtenido los siguiente resultados:

  • Tubo fluorescente de 86W (150cm) ilumina 5000 lúmenes, equivalente a 86 lúmenes/W
  • Tubo LED de 25W /150cm) ilumina 2375 lúmenes, equivalente a 96 lúmenes/W
  • La conclusión es que no hay LED suficientemente potentes como para sustituir a fluorescente convencional.

2. Medición del consumo de un fluorescente de 18W con reactancia convencional.

  • Se obtienen las siguientes medidas. 39W de potencia activa, 84VA de potencia aparente y Cosφ de 0,476. Esto significa el que vector de potencia tiene un ángulo de 68º y se consume más reactiva (74VAr) que energía activa

3. Analizar bombillas que utilicen tecnologías diferentes y recoger los datos en una hoja de cálculo para comparar los resultados. Los puntos a analizar son los siguientes:

  • Potencia teórica, obtenida de multiplicar el voltaje por la intensidad de cada sistema de iluminación. Anotar V, I y P.
  • Potencia consumida, obtenida con un medidor de potencia. Se ha de anotar la potencia real, coseno φ, potencia reactiva
  • Iluminación obtenida a 1 metro de distancia. Buscar el ángulo límite de iluminación.
  • Calcular el rendimiento real para cada sistema de iluminación en lumen/W.
https://sites.google.com/site/webdejrojas/ahorro-energetico/promocion-del-uso-eficiente-de-la-energia-y-del-agua/Comparativa%20bombillas.png
https://sites.google.com/site/webdejrojas/ahorro-energetico/promocion-del-uso-eficiente-de-la-energia-y-del-agua/DSC_0234.JPG

Conclusiones

La conclusión es clara, los LED obtienen más iluminación por cada vatio consumido, pero en el mercado actual no se puede sustituir un tubo por otro, ya que aún no hay "fluorescentes" LED lo suficientemente potentes para sustituir al fluorescente convencional. NOTA: El fluorescente probado utilizaba reactancia electrónica.

Tener en cuenta la temperatura de color de los tubos fluorescentes. Un código 840 significa 4000ºK o luz cálida, mientras que 860 son 6000ºK o luz fría.

Aparte de todos estos conceptos aprendidos hasta ahora hay que tener en cuenta que la potencia de la lámpara de compone de una parte activa (energía que se aprovecha de alguna manera) y otra parte reactiva (energía que no se aprovecha). Por lo tanto hay que hacer un estudio más detallado de cada instalación para saber si se está perdiendo energía en forma reactiva que hace la instalación menos eficiente.

Links:

Catálogos

https://drive.google.com/open?id=0B0Rsv0qENhfHM011UGNLYUhvQ0k

Catálogo Iluminación Luxes 2013

LA ETIQUETA ENERGÉTICA

La etiqueta energética es una pegatina que se les pone a los electrodomésticos en los puntos de venta para que el consumidor pueda valorar como es de eficiente un equipo determinado con respecto a otro de la misma gama. Da una idea del consumo eléctrico, de agua, tiempos de funcionamiento, capacidades y otros elementos que varían con cada electrodoméstico, para que el consumidor pueda hacer la compra más adecuada en cuanto a la relación calidad-precio-eficiencia.

https://sites.google.com/site/webdejrojas/ahorro-energetico/promocion-del-uso-eficiente-de-la-energia-y-del-agua/etiquetado_electrodomesticos.jpg

Hay dos versiones de etiquetado energético, el original con niveles desde G hasta A y uno revisado que incluye los nuevos niveles A+, A++ y A+++. En principio es obligado para los electrodomésticos que más electricidad y agua consumen, como son:

  • Frigoríficos, congeladores y aparatos combinados.
  • Lavadoras, secadoras de ropa y aparatos combinados.
  • Lavavajillas.
  • Hornos.
  • Fuentes de luz.
  • Aparatos de aire acondicionado.

Ha de recopilar información como:

  • Consumo de energía eléctrica
  • Nivel de consumo
  • Datos complementarios, dependiendo de cada tipo de electrodoméstico.
  • Modelo y fabricante.
  • Normas y métodos de medición

El nivel de consumo de referencia es el nivel D, el resto de niveles indican el ahorro del equipo con respecto al de referencia, es decir que un electrodoméstico de clase A++ consume menos de un 30% del consumo de un equipo de clase D. Aquí se muestran las relaciones de ahorro de los distintos niveles energéticos:

  • A+++ menos del 20%
  • A++ menos del 30%
  • A+ entre el 42% y el 30%
  • A entre el 55 % y 42 %
  • B entre el 75 % y 55 %
  • C entre el 90 % y 75 %
  • D entre el 90% y 100 %
  • E entre el 110% y el 100
  • F entre el 125 % y el 110 %
  • G superior al 125 %

Ejemplos de etiquetas energéticas pueden ser:

Para ver ejemplos de ahorro energético con los electrodomésticos visitar la siguiente página enlace.

Si se quiere ampliar más la información sobre la etiqueta energética se puede ver el documento elaborado por la comunidad de Madrid sobre la etiqueta energética

MONITORIZACIÓN DE ENERGÍA

Hay muchas herramientas que ayudan al consumidor a hacer un seguimiento de la energía que consume en cada momento y que le dan pautas para ahorrar energía. Se puede hacer un sistema automatizado para que controlen los elementos eléctricos en función del estado actual del entorno, como luz ambiental, temperatura exterior y un largo etcétera.

En el mercado hay productos que pueden ayudar en la gestión energética de la vivienda. Varios ejemplos pueden ser:

Nergiza ha realizado un análisis del Orvibo S20, y se puede ver aquí.

SISTEMAS DE CALEFACCIÓN

Los sistemas de calefacción utilizados en las viviendas se basan en la transformación de una fuente energética determinada en calor. A la hora de decidirse por un sistema de calefacción hay que tener en cuenta la inversión necesaria, el coste del calor (depende del sistema elegido), tipos de energía disponible y las ventajas e inconvenientes de cada sistema.

Las principales fuentes de energía son:

  • Gas:
    • El gas es un combustible límpio, pero su almacenamiento y uso puede ser peligroso, con lo que hay que hacer revisiones periódicas para asegurar el funcionamiento correcto. Las distitas maneras de conseguir gas en las viviendas son:
    • En entornos rurales se puede obtener en bombonas de butano y propano. Se necesitará tener un contrato con dicha compañia, indicando el número de bombonas que tenemos en propiedad y que aparatos voy a utilizar en la instalación. En este caso solo habrá que pagar el gas que se consuma, no hay una cuota de mantenimiento. Hay que pasar inspecciones periódicas y estar atentos a que las gomas que conectan los equipos de consumo con las bombonas no esté caducada, pues no se podrá pasar la revisión. En este caso la principal desventaja es el alto número de bombonas que se van a consumir a lo largo del año. Hay que tener en cuenta que hay que cambiar las bombonas con bastante frecuencia.
    • En poblaciones más extensas se puede obtener el gas a través de las canalizaciones de gas de la propia compañia, tipo "Gas natural". Se necesitará tener un contrato con dicha compañia y hacer una acometida a la vivienda. En este caso si que hay una facturación mensual que incluye un termino fijo y otro variable que depende de la cantidad de gas consumida. Igual que en el caso anterior hay que pasar revisiones periódicas.
    • En ambos sistemas hay que tener rejillas de ventilación en la parte superior e inferior de cada estancia en la que tengamos equipos que utilicen gas.
    • Este sistema de calefacción se puede utilizar tanto para radiadores convencionales como en suelo radiante, techo radiante y ACS.
  • Gasoil:
    • Este tipo de calefacción es muy utilizado en entornos rurales y en calefacciones centrales de edificios urbanos. También se puede utilizar para Agua Caliente Sanitaria (ACS). Se necesita tener un depósito en donde almacenar el combustible, que debe tener en su parte inferior una bandeja o similar para recoger las posibles fugas de combustible que se puedan producir en los repostajes y manipulaciones del gasoil. El depósito es bastante voluminoso, con lo que se ha de tener espacio suficiente para él. En muchos casos se puede soterrar bajo el suelo, sobre todo en grandes instalaciones.
    • Hay que tener en cuanta que el gasoil es mucho menos peligroso de lo que lo es la gasolina, mucho más volátil y con peligro de explosiones. En realidad el gasoil es un tipo de aceite que solo arde si tiene una alta temperatura. Así es facil comprender que los depósitos de gasoil tienen que estar siempre en un lugar alejado del sol y si puede ser bajo tierra para evitar las altas temperaturas y evitar podibles accidentes.
    • No se necesita tener ningún contrato con ninguna compañia suministradora, ya que simplemente con llamar por teléfono a un comercial de combustible, nos acercarán el combustible al punto de consumo. En muchos pueblos existen remolques con un depósito a disposición de los consumidores de gasoleo de calefacción para que ellos mismo puedan transportar el combustible desde el punto de suministro a sus hogares.
    • En este tipo de calefacción se pueden utilizara todos los tipos de gasoleo del mercado, de automoción (A), agrícola(B) o de calefacción(C).
      • El de automoción (A) es el más caro, pero puede sacarnos de un apuro en caso de falta de combustible.
      • El agrícola (B) está subvencionado, es muy barato y solo se lo venden a los agricultores. Tiene un colorante rosa que puede dejar marcados los depósitos de manera que puede delatar al usuario que lo usa ilegalmente ante las autoridades. Tiene un poder calorífico menor y no es rentable para su uso en calefacción.
      • El de calefacción (C) es más barato y el que tiene más poder calorífico de todos. Aunque es un gasoil muy límpio no esta pensado para utilizarlo en motores de vehículos.
  • Electricidad:
    • En sí no es un combustible, es energía que puede ser convertida a calor a través de resistencias eléctricas por efecto Joule. Es una energía límpia y segura, aunque a veces en el punto de generación se utilizen técnicas contaminantes para producirla.
    • Hay varios sistemas de calefacción eléctricos, radiadores convencionales, de energía azul, de energía verde y bombas de calor.
      • Radiadores convencionales: Convierten la electricidad en calor a través de una resistencia eléctrica cuyo calor es transmitido al aire del ambiente que la rodea. El rendimiento es muy bajo y caro debido al precio de la electricidad. Solo calienta cuando el radiador está encendido, es calor instantaneo. Hay radiadores que aumentan un poco el rendimiento y confort utilizando aceites u otros productos para transferir el calor al ambiente de una manera más óptima, como por ejemplo la energía azul.
      • Acumuladores de calor: Son como los anteriores pero incluyen en su interior ladrillos refractarios que acumulan el calor producido por las resistencias, de manera que podemos acumular el calor cuando la electricidad es barata y entregarlo al ambiente en otros periodos horarios mas caros. El principal inconveniente es que tiene una inercia térmica muy grande, con lo que en principio no es adecuado para "viviendas de fin de semana".
      • Bomba de calor: Es un sistema que utiliza la energía eléctrica consumifa para intercambiar el calor del exterior de la calle por el frio del interior que hay en la estancia a calentar. Hay que tener en cuenta el COP del equipo "Coefient Of Performance", que puede llegar a tener un valor de 4. Esto significa que cada vatio eléctrico consumido genera hasta 4 vatios de calor. Es uno de los sistemas más eficaces que hay actualmente. Se está empezando a utilizar para calentar el agua utilizada en sistemas de suelo radiante, aunque convencionalmente se utiliza para calentar el aire de la habitación.
    • En estos sistemas hay que tener contrato con una compañía eléctrica.
  • Biocombustibles:
    • Se considera una energía límpia ya que el combustible viene de restos de poda de la naturaleza y de plantas en general. En estos casos se cumple el CO2 que se genera en su combustión queda compensado por el CO2 que la planta consumió durante su crecimiento. El problema que tiene la biomasa es el almacenamiento y el método de introducir el combustible a la caldera.
    • Sistemas de calefacción de biocombustibles:
      • Leña y carbón: Es el sistema tradicional que se ha utilizado habitualmente en los entornos rurales y que aún hoy en día se sigue utilizando. El motivo es que los agricultores pueden obtiener la biomasa de manera gratuita de sus propios cultivos. Este sistema es trabajoso e inviable para edificios grandes ya que habría que tener contratada a una persona que realizara las tareas de almacenaje y alimentación de la caldera.El principal inconveniente de este sistema es que hay que encender el fuego manualmente, la leña debe permanecer seca, y por lo tanto tener un lugar de almacenamiento. Además dependiendo del tipo de leña se genera más o menos calor y se obtiene más o menos durabilidad (la mejor leña es la de encina y la peor la de chopo).
        • Se ha de hacer una anotación sobre el carbón. El carbón vegetal es una fuente de energía renovable y no contaminante, mientras que el carbón mineral no es renovable y además es contaminante.
        • Maneras de producir calor con leña:
          • Chimenea. Es el método más ineficaz para obtener calor de la leña pero el más extendido, sólo calienta la estancia en la que está la chimenea y el resto de calor se pierde por salida de humos. Es un sistema que ensucia mucho (ceniza, humo), su rendimiento se estima en un 20% como mucho. Hay chimeneas modernas o estufas que utilizando el mismo sistema pero modificado aprovechan el calor mucho más, hasta un 70% de rendimiento.
          • Caldera de leña. Se puede utilizar tanto leña como carbón para calentar el agua de los radiadores de calefacción. Normalmente se instala fuera de la vivienda, en una sala con salida de humos al exterior, con lo que la suciedad producida no afecta a la vivienda. La alimentación de la caldera es manual con lo que hay que estar pendiente de añadir combustible cuando sea necesario. Están optimizadas para aprovechar el mayor calor posible de la combustión.
      • Pellets, huesos de aceituna y similares: Se utiliiza una caldera específica para este tipo de combustible, que es como la caldera de leña, pero se han automatizado el encendido y la alimentación de combustible, de manera que no hay que estar pendiente continuamente de quedarse sin combustible. El combustible se almacena en un silo o depósito que alimenta a la caldera a través de un tornillo sinfín que termina en la cámara de combustión.

Unidades de energía térmica

A continuación se va a hacer una relación de las distintas unidades que se utilizan para medir la energía térmica y en las valoraciones energéticas de los edificios. También es conocida como energía calorífica.

  • 1Kj=0.24Kcal
  • 1Kw=3600Kj/h
  • 1Kw=860Kcal/h
  • 1CV=735,49875W
  • 1Kwh=3600Kj
  • 1Kwh=869Kcal

Es importante observar que los Kw se convierten en Kj/h o Kcal/h. Esto es debido a que por definición un julio es el equivalente a un vatio por segundo. Una caloría es la energía necesaria para elevar un grado la temperatura de un gramo de agua, en caso de otros líquidos hay que tener en cuenta el calor específico correspondiente.

Hay que distinguir entre energía térmica y energía eléctrica, son dos cosas distintas y a veces equivalentes. La energía térmica se puede obtener a partir de la energía eléctrica de distintos modos.

  • El primer modo es a través de una resistencia eléctrica, que convierte el flujo eléctrico en flujo calorífico con un rendimiento que ronda el 100%, en este caso si que se puede suponer que la energía eléctrica es igual que la energía calorífica.
  • El segundo modo es a través de una bomba de calor, que intercambia calor entre el aire del exterior y el del interior. En este caso, y dependiendo del valor del COP del equipo, se obtiene una mayor energía térmica que la energía eléctrica consumida. Por ejemplo, con un COP de 3, con un 1Kw eléctrico se consiguen hasta 3Kw térmicos, con lo que el rendimiento de este sistema es del 300% sobre la energía consumida.

Definiciones

Poder calorífico de los combustibles - rendimiento

El poder calorífico de un combustible es la capacidad que tiene un combustible determinado para generar calor durante su combustión. Se puede medir en calorías/hora o bien en kW.

Se ha de tener en cuenta le rendimiento de la caldera, es decir, cuanto calor del que se ha producido durante la combustión es aprovechable y no se pierde en el proceso. El calor producido real es el producto del poder calorífico del combustible por el rendimiento de la caldera.

A continuación se hace una relación del poder calorífico de las fuentes de enrgía mas utilizadas en calefacción:

  • Gasoleo C: 10,28kWh/litro ó 8842kCal/litro
  • Gas Natural: 10,83kWh/m3 ó 9317kCal/m3
  • Gas Butano: 12,73kWh/kg ó 10938kCal/kg
  • Gas Propano: 12,86kWh/kg ó 11055kCal/kg
  • Pelets: 4,5kWh/kg ó 4500kCal/kg
  • Leña: una media de 4,5kWh/kg ó 3340kCal/kg
  • Carbón: 9,08kWh/kg ó 7809kCal/kg
  • Electricidad: 1kWh ó 860kcal

Los precios de los combustibles mencionados son aproximadamente de (IVA incluido):

  • Gasoleo C: 0,95€/litro (2015), 0,56€(2016)
  • Gas Natural: 0,06€/kWh (2015), 0,058€/kWh (2016). 12,46€ la botella de 12,5kg
  • Gas Butano: 1,26€/kg (2015), 0,996€/kg (2016). 10,96€ la botella de 11kg
  • Gas Propano: 1,26€/kg (2015), 0,996€/kg (2016)
  • Pelets: 0,23€/kg (2015), 0,25€/kg (2016)
  • Leña: 0,15€/kg (2015), 0,15€/kg (2016)
  • Carbón: 0,09€/kg
  • Electricidad: 0,13€/kWh
  • Discriminación horaria: 0,0973€/kWh

El rendimiento de la caldera para cada tipo de combustible es:

  • Gasoleo C: 88%
  • Gas Natural: 90%
  • Gas natural condensación: 109%
  • Gas Butano: 90%
  • Gas Propano: 90%
  • Pelets: 90%
  • Leña: 90%
  • Carbón: 90%
  • Electricidad radiadores: 96%
  • Electricidad bomba de calor: 400%

Nota: Poder calorífico de las maderas:

  • Encina 4.548 kcal/kg
  • Roble 4.619 kcal/kg
  • Olivo 4.678 kcal/kg
  • Astillas de pino 4.557 kcal/kg
  • Briquetas 4.700 kcal/kg
  • Pellets 4.593 kcal/kg

A modo de comparación se puede calcular el precio real de lo que cuesta el kWh para cada tipo de combustible-caldera:

  • Gasoleo C: 0,95€/litro / (10,28kWh/litro x 0,88) = 0,1050€/kWh (2015), 0.0619€/kWh (2016)
  • Gas Natural: 0,05€/kWh / 0,90 = 0,0672€/kWh (2015), 0,0645€/kwh (2016)
  • Gas natural condensación: 0,05€/kWh / 1.09 = 0,0459€/kWh (2015), 0,044€/kWh (2016)
  • Gas Butano: 1,26€/kg / (12,73kWh/kg x 0,9) = 0,11€/kWh (2015), 0,087€/kWh (2016)
  • Gas Propano: 1,26€/kg / (12,86kWh/kg x 0,9) = 0,109€/kWh (2015), 0,086€/kwh (2016)
  • Pelets: 0,23€/kg / (4,5kWh/kg x 0,90) = 0,0668€/kWh (2015), 0,617€/kWh (2016)
  • Leña: 0,15€/kg / (4,5kWh/kg x 0,90) = 0,037€/kWh (2015 y 2016)
  • Carbón: 0,09€/kg / (9,08kWh/kg x 0,9) = 0,011€/kWh
  • Electricidad radiadores: 0,13€/kWh / 0,96 = 0,1354€/kWh
  • Electricidad bomba de calor: 0,13€/kWh / 4 = 0,0325€/kWh
  • Discriminación horaria: 0,0973€/kWh / 0,96 = 0,10€/kWh

En los cálculo no se tienen en cuenta los términos fijos de los contratos de gas o electricidad. Hay que hacer el estudio correspondiente en cada caso particular.

Para más información sobre los combustibles consultar los siguientes link.

Aire Acondicionado. Rendimiento

Cálculo de la calefacción de una vivienda

A la hora de calcular la energía necesaria para calentar cada habitación de la vivienda hay que analizar las pérdidas térmicas de la vivienda, por donde se producen, volumend de la habitación un largo etcétera. Este sería el método más exacto y justo para tener en cuenta las particularidades de una vivienda. En este enlace se puede ver un ejemplo de cálculo.

De manera práctica se puede seguir una serie de pasos más sencillos para realizar este cálculo, que son los pasos numerados que se detallan a continuación:

1. Volumen de la habitación (A): El primer paso está relacionado con el tamaño de la habitación en metros. Hay que multiplicar el ancho x largo x alto para calcular el volumen de aire a calentar. Se tomará una altura de 2,5m en habitaciones que tengan una altura menor de 2,5 metros.

2. Zona climática (B): Para tener en cuenta la climatología de cada zona de España y que le corresponde a la vivienda hay que consultar el siguiente mapa, que divide la peninsula en 5 zonas, desde la más fría a la más cálida. Se multiplicarán los cálculos por una constante asignada a a cada zona climática.

https://sites.google.com/site/webdejrojas/ahorro-energetico/promocion-del-uso-eficiente-de-la-energia-y-del-agua/Sin%20t%C3%ADtulo.png?attredirects=0
https://sites.google.com/site/webdejrojas/ahorro-energetico/promocion-del-uso-eficiente-de-la-energia-y-del-agua/Calculo-potencia-calefaccion-zonas.jpg?attredirects=0
  • Zona 1: 0,88
  • Zona 2: 0,95
  • Zona 3: 1,04
  • Zona 4: 1,12
  • Zona 5: 1,19

3. Orientación de la habitación (C): Elegir la orientación de la habitación. Se la habitación de a dos orientaciones elegir la de peores condiciones para asegurar que se aporta la energía suficiente para su calefacción.

  • Norte: 1,12
  • Sur: 0,92
  • Este: 1
  • Oeste: 1

4. Aislamiento térmico (D): Indica el nivel de aislamiento que tiene la habitación

  • Alto: 0,93. Si hay doble ventana y cámara de aire
  • Medio: 1. Si solo hay doble ventana ó solo cámara de aire
  • Bajo: 1,10. Si no hay ni doble ventana ni cámara de aire

En este apartado se pueden dar muchas variables, ventanas con rendijas aunque tengan doble cristal, rejillas de aireación, ect. En estos casos elegir la opción más apropiada según se estime oportuno.

5. Necesidad calorífica: El resultado obtenido estará en vatios(W).

Potencia necesaria (W) = A x B x C x D x 34

Ejemplo: Una habitación que mide 3 metros de alto, 5 metros de ancho y 6 metros de largo.

A. Volumen de la habitación: 3m x 5m x 6m = 90 metros cúbicos

B. Zona climática: Si está en Madrid el mapa indica que es zona 4 = 1,12

C. Orientación: Si es norte 1,12

D. Aislamiento térmico: Si es alto 0,93

Resultado: 90 x 1,12 x 1,12 x 0,93 x 34 = 3570W

En este enlace se puede ver un ejemplo en donde se calcula la potencia necesaria para una habitación en donde se va a instalar un chimenea de leña.

También se pueden utilizar las siguientes calculadoras online de Rayco, AquaBazar y Heatbusters.

A continuación para hacer un ejemplo de la calefacción de una vivienda se ponen las características técnicas de un elemento de un radiador de calefacción Ferroli Europa.

https://sites.google.com/site/webdejrojas/ahorro-energetico/promocion-del-uso-eficiente-de-la-energia-y-del-agua/elementos-radiador-europa-600-ferroli-5676403z1-18060167.jpg?attredirects=0
https://sites.google.com/site/webdejrojas/ahorro-energetico/promocion-del-uso-eficiente-de-la-energia-y-del-agua/ficha-tecnica-radiadores-ferroli-europa-c.jpg?attredirects=0

CONSEJOS AHORRO ENERGETICO Y AGUA

Ver los siguientes documentos:

Uso Racional de la Energía en la Vivienda

Uso Racional de la Energía en la Vivienda

Los siguientes consejos tienen la finalidad de ahorrar agua en las viviendas/industrias:

  • Cerrar el grifo mientras te lavas los dientes
  • Cerrar el grifo mientras te enjabonas en la ducha
  • Ducharse en vez de bañarse
  • Poner un cubo de agua en la ducha mientras sale el agua caliente. Luego se puede utilizar para fregar o regar.
  • Usar cisternas de bajo consumo para el inodoro. Con doble botón o poniendo una botella dentro del depósito para disminuir su volumen de almacenamiento.
  • Recoger el agua de lluvia para regar o beber (Algibes)
  • Regar con riego automático por goteo en vez de a chorro
  • No lavar el coche. En la calle está prohibido lavar el coche
  • No vaciar las piscinas al final de la temporada. Reciclar para el año siguiente

CERTIFICADO ENERGÉTICO

CATÁLOGOS TÉCNICOS