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8/18/2019 Practicas Para El Ahorro de Energia en La Industria
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MEJORES PRÁCTICAS PARAEL AHORRO DE ENERGÍA EN
LA INDUSTRIA
on la Eficiencia Energética no
solo se logra un mejor flujo de
aja, también se ayuda al Medio
Ambiente.
Jorge E.Balaguera I.E.
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PRESENTA! "or#
ENTRA$ES E$% TR& AS
del N!RTE de SANTANER S.A. E.S.P.
RESEAR ' ( SER)& ES $tda.
onsultor &ndustrial
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ANTE EENTES
El consumo energético mundial es de*+.. barriles de "etr-leo
+... "ies cbicos de gas /+.. Toneladas de Carb-n
cada +0 1oras.Para los "r-2imos + a3os el consumode energ4a se incrementar5 en un 06,
estima la Agencia &nternacional deEnerg4a7A&E,Esto nos obliga a tomar 8medidases"eciales9 "ara estimular el :so
Eficiente de las Energ4as.
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ANTE EENTES
Con base en esta situaci-n en Colombiase tienen entre otras las siguientesacciones#Resoluci-n /*7;/; de
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!NTEN&!
&ntroducci-n #
once"tos generales
Prim era "arte
#
@esti-n administratia "ara un
manejo eficiente de la energ4a.
Segunda "arte #
@esti-n o"eratia "ara un
manejo eficiente de la energ4a.
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&ntroducci-n
#
once"tos
@enerales.
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El a1orro de energ4a debe ser un"roceso continuo Bue im"lica#
ME& &CN de insumos y "roductos.
E)A$:A &CN y aloraci-n de lascondiciones actuales.
&MP$EMENTA &CN de ideas
"ro"uestasAND$&S&S de nueos resultados,com"arados contra las condiciones
iniciales mejoramientoF
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Este "roceso im"lica#
E &S&!NES AM&N&STRAT&)AS "or lasim"licaciones en el "roceso.
EG:&P! E TRAHA
&MP$EMENTA &CN de actiidades,tiem"o, recursos y "ersonal.
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El "roceso de E.E. tiene dos elementosfundamentales#
/.&N& A!RES ENER@%T& !S comola 1erramienta de car5cter gerencialBue "ermite el seguimiento y control alos resultados del "roceso de mejora.
+. ARA TER&JA &CN ENER@%T& A es
la medici-n ejecutada sobre loseBui"os "ara saber cuanta energ4a seconsume y cu5l es el grado deeficiencia en ese consumo.
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&ndicadores de consumo energético
El indicador de consumo "ermitemedir el costo energético de la
"roducci-n$os indicadores energéticos m5s
usuales son#
!NS:M! I&
est5 de"endiendo de la "roducci-n.
!NS:M! )AR&AH$E, es aBuel Bue
si de"ende de la "roducci-n.
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!NS:M! ESPE KI& !, es larelaci-n entre el consumo de uninsumo energético contra la"roducci-n Bue éste origina
El consumo es"ec4fico se "uedea"licar a cada secci-n "roductia dela em"resa, de tal forma Bue serealice un mejor an5lisis a cadasituaci-n.
Se debe detallar el seguimiento a los"rocesos o eBui"os Bue tienen una
Mayor intensidad energética.
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C E
!NS:M! ENER@ET& !
E L 77777777777777777777777777777777777777777
:N&A E PR!: &!N
C Emí!ma
Pro"u##!$ Pro"u##!$ O%&!ma
!NS:M! ESPE &I& !
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&ndicadores de consumo energético
&N& A!R E !NTR!$ debe sermedible f5cilmente y re"resentar unarelaci-n directa y de"endiente entre dos
"ar5metros.&N& E E !NS:M! "ermite unarelaci-n e2acta entre unidades de energ4a
y unidades de "roducci-n.&N& E E @AST! ENER@ET& ! relaci-n entre el costo del consumo deenerg4a contra el total de gastos de la
em"resa.
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'ERRAM&ENTAS
/. &A@RAMA E &SPERS&CN#• Presenta relaci-n entre dos ariables• Precisa si el indicador es 5lido o no.•
Permite generar nueos indicadores.• &dentifica la influencia de los factoressobre los consumos energéticos.
+. @RDI& ! E !NTR!$#Permite ealuar la estabilidad de un"roceso, tiene limites su"erior e inferior.
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?. @RDI& ! ENER@KA
PR!: &CN
Permite establecer una relaci-nentre el consumo de energ4a y la"roducci-n de igual forma debe"ermitir la identificaci-n de aBuellaenerg4a N! asociada a la "roducci-n,debe "ermitir se"arar la energ4aconsumida "or "roducci-n.
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@r5fico consumo Producci-n, "ermiteanaliOar un com"ortamiento.
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@r5fico consumo Producci-n, "ermiteanaliOar un com"ortamiento.
=/; QT
>+ QT=?? QT
=? QT
>=* QT
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Primera Parte
#
@esti-n
administratia "ara
un manejo eficiente
de la energ4a.
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No muc1as eces en el manejo de
los diferentes eentos
"roductios se realiOa @esti-n de
la Energ4a consumida, esto
debido a Bue no es costumbre en
nuestro medio.
Pero al realiOar este ti"o de
@esti-n, se logra tener "lena
consciencia de la magnitud del
consumo y de la forma como se
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Esta nuea isi-n llea a
relacionar un consumo energético
con una "roducci-n lograda.
8$a energ4a es un elemento fundamental "ara
las o"eraciones de una em"resa y "uede
re"resentar un costo muy im"ortante "ara
las mismas, inde"endientemente de su
actiidad.
Se "uede tener una idea, al considerar el uso
de la energ4a dentro de la cadena de
suministro de una em"resa, desde las
materias "rimas 1asta el reciclaje.9
&S! =/F
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$a o"timiOaci-n en el uso de los
recursos ENER@%T& !S inolucra
el consumo de insumos, su
demanda, su dis"onibilidad y la
ada"tabilidad de los mismos.
Para llear a cabo un "rograma
de EI& &EN &A, se debe entender
Bue este es continuo, Bue se debe
medir "ermanentemente y Bue
im"lica un ciclo de mejoramiento.
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$a energ4a m5s econ-mica es la Bue
no se consume, "ara ello se define
el esBuema de Eficiencia Energética
de una em"resa en cuatro 0F
factores.
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Es im"ortante tener identificadas
las condiciones actuales o
iniciales y la 8causa ra4O9 Bue
"ermitir5 obtener a1orros en el
uso de los diferentes energéticos.
Es igualmente im"ortante "oder
definir unos 8indicadores9 de f5cil
medici-n "ara "oder cuantificar
los diferentes logros.
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$as diferentes acciones "ara la
o"timiOaci-n en el consumo de la
energ4a no deben afectar el
"roceso "roductio y las mismas
se deben "royectar
consecuentemente#
•
ambio de cultura en el
"ersonal
• :so de fuentes naturales.
• :so de nueas tecnolog4as.
• ambio en los "rocesos.
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El "roceso de mejora "ara lograr
8a1orro de energ4a9 debe
identificar#
• $as nueas condiciones
o"eratias a las cuales se Buiere
llegar.
•
El tiem"o en el cual se Buiere
lograr resultados.
• Ealuar los a1orros a lograr.
• Estimar las inersiones
• Estimar el tiem o de
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El "roceso inicial im"lica el uso
de una base de datos de "or lo
menos +0 meses de informaci-n
de cada d4a, donde se encuentre
"roducci-n y el consumo de los
diferentes energéticos
relacionados.
El manejo estad4stico de esta
informaci-n "ermite identificar la
@esti-n Energética en el sistema
roductio.
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Esta informaci-n genera un
gr5fico de Energ4a EF s
Producci-n PF.
En el eje se ubica la Energ4a y
en el eje se ubica la
Producci-n.
:tiliOando el método de los
m4nimos cuadrados se "uede
determinar el coeficiente de
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E L mP U E
o
onde,
E L
onsumo de energ4a del
"eriodo.
P L
Producci-n asociada al
"eriodo.
m L
Pendiente de la recta.
Eo L
&nterce"to de la recta con eje
Esto significa la energ4a N!
asociada con la "roducci-n.
mP L
Energ4a S& relacionada con la
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/
+
?
0
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&nformaci-n inicial sin filtrar
Q717
d4a
Ton
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Primer filtro, estudia y elimina
ER!S
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Se definen l4mites en el "roceso
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Se define $4nea Hase de Energ4a
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VGué es la l4nea baseW
Es un indicador Bue determina elconsumo energético actual. Es elreferente contra el cual se 1ar5n las
com"araciones de las medicionesfuturas.Es una ariable Bue determina elconsumo es"ec4fico de energ4a de lainstalaci-n ealuada.Se "uede definir una $4nea base "or"roceso o "roducto.
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An5lisis de las situaciones
&nicial
y L +,*0>2
Q1dF
Iinal y L /,=>>2 U +/>?,
Q1dF
Esto "royecta un beneficio
econ-mico
+,*0> X /,=>> L /,+00 QTon
isminuci-n de costos
Y
Z?;=,;?Ton
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$a :PME define en +/ la 8$4nea
Hase9 en "royectos M$ con
,+;/ g de !+ [\1 generado.
Por esta raO-n "ara esta em"resa,
se tiene Bue "uede disminuir su
niel de contaminaci-n en
/,+00 QTon ] ,+;/ gQ L
,?>+; g de !+ Ton
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En el an5lisis estad4stico se
ace"ta una desiaci-n, la cual se
conoce como 8esiaci-n de
onsumo7
9.
Esta , determina la ariaci-n
del consumo energético
"lanificado res"ecto al consumo
real y sus causas, considerado en
el mismo "er4odo "roductio.
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L " X r L & " P" X PrF U Pr & " X & r
F
onde#
" L consumo "lanificado
r L consumo real
& " , &cr L Kndice de consumo "lanificado y
real
P" , Pr L Producci-n "lanificada y real
& "P"XPrF L efine la
ariaci-n "or cambios
en la "roducci-n .
Pr&c"X&crF L efine la
ariaci-n "or cambios
en la eficiencia .
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MANTEN&M&ENT! CENTRA! EN $AEI&C&ENC&A ENER@%T&CA
:n correcto y eficiente mantenimientodebe mantener el consumo de energ4a
dentro de un l4mite 8raOonable9 1asta Buetermine la ida til de los eBui"os.:n reem"laOo o"ortuno de un eBui"o "oruno nueo, m5s eficiente en el dise3o
energético, ayuda a o"timiOar el consumode energ4a "ermitiendo al sistemasostener su est5ndar de EficienciaEnergética.
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E2isten cinco dimensiones "ara elaborar
un correcto Programa deMantenimiento dirigido a la EficienciaEnergética.
!METAF
/. !PERAT&!N !"eraci-n.
+. MA&NTENANCE Mantenimiento.?. EN@&NEER&N@ &ngenier4a.0. TRA&N&N@ Entrenamiento.=. AM&N&STRAT&!NAdministraci-n.
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!H
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Segunda Parte
#
@esti-n o"eratia
"ara un manejo
eficiente de la
energ4a.
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Se analiOar5n desde la -"tica de E.E.$os sistemas m5s incidentes en los"rocesos industriales#
Sistema Eléctricos. Sistemas mec5nicos. Sistemas térmicos. Sistemas de aire com"rimido.
Sistemas de refrigeraci-n. Sistemas de entilaci-n. sistemas de iluminaci-n.
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S&STEMAS E$% TR& !S#
Para "oder identificar como eficiente unsistema eléctrico de "otencia, se debe1acer seguimiento al com"ortamiento delos siguientes elementos# Cargabilidad en los transformadores. Coordinaci-n de "rotecciones. Huen Sistema de Puesta a tierra.
Halance del sistema de "otencia. Control sobre la Regulaci-n de oltajesen los diferentes alimentadores. Calidad del sistema de Potencia.
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argabil idad en los
transformadores.
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Re" "eal!me&a#!$ a
me"!a Te'!$()*.+,, -ol&!o'.Me"!#!$ eme"!a Te'!$ a)*.+,, -ol&!o'.
Tra'orma"or "e)*+,, -ol&!o' a//, -ol&!o'.
Carga e 0a1aTe'!$2 a //,
-ol&!o'.
PROTECCIONES.
COORDINACI3N DE
PROTECCIONES.
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Huen S istema de Puesta a tierra.
• La #ara#&erí'&!#a &ra'!&or!a "e ua"e'#arga a&mo'4r!#a o alla a &!erra2 'o
e$meo' &ra'!&or!o'. • El CHO5UE T6RMICO 78& 9 "DT:"&;2 < el
CHO5UE MECÁNICO 78- 9 "-:"&; 'oe$meo' !elu"!0le' %or la mag!&u" "e
la #orr!e&e =ue 'e %re'e&a e ua"e'#arga e >A e &!em%o' #or&o'7m!#ro'egu"o';.
• El CHO5UE EL6CTRICO 7L."!:"&;2 o0l!ga a la
eergía a #am0!ar 'u orma %a'a"o "eal&a #orr!e&e?0a1o -ol&a1e a al&o -ol&a1e?0a1a #orr!e&e2 4'&o #au'a lo' '!!e'&ro'.
El &erreo o &!ee #a%a#!"a" "e "ar0ala#e a&ural a la eergía %o&e#!al %ara#o-er&!rla e #alor2 "a"o 'u al&í'!mo
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Lo =ue NO"e0e 'er
Como
SI "e0e'er
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Halance del sistem a de "otencia.La orma amer!#aa IEEE ))@2
re#om!e"a u lím!&e "e + "e "e'0ala#ee&re líea'2 'u #l#ulo a%ro!ma"o 'elogra "e la '!gu!e&e orma( "e De'0ala#e 9
7Ma F De'-!a#!$ 7D)2 D+2 D*; :Prome"!o;),,
Prome"!o 9 7)+*;:*D)9A0'. 7Prome"!o ? );D+9A0'. 7Prome"!o ? +;
D*9A0'. 7Prome"!o ? *; La a'!me&ría "e &e'!oe'2 'e #oo#e #omoel "e'e=u!l!0r!o "e &e'!oe'. U '!'&ema&r!'!#o e'& e=u!l!0ra"o #ua"o lo
#o'&!&u
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esbalance de oltaje, "roduce "arasistemas "olif5sicos, dificultades en lascorrientes.$as corrientes desbalanceadas origina
"ulsaciones del Par motor ibraciones"érdida de eficiencia incremento detem"eratura.:n desbalance de solo ?,=6 "uedeincrementar las "érdidas en un +6esbalances su"eriores al =6 son ya"roblemas mayores segn.
Iuente NEMA M@&/7/0.?=
Halance del sistem a de "otencia.
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Regulaci-n de oltajes en los
diferentes alim entadores.
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Iactor de carga
L emanda media . M52ima
L
Pot.medida.\,0>F Pot.nomin.'P_ nominalF
El
Iactor de arga
define la
eficiencia o"eratia de un motor y
el I de P de funcionamiento del
mismo .
:n motor con Ic. menor del =6
no es aconsejable utiliOar.
Motores de Alta Efic. son +6
m5s costosos "ero =6 m5s
eficientes y con buen Mtto, "ueden
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)eamos un ejem"lo de I.C.
:n motor de + 'P, tiene los siguientesdatos de "laca#
` L *=6&n L =0 am"erios)n L ++ oltios
Potencia de la red L++]/,?+]?+,*],*/ L /,/+ Q.
I.C. L /,/+,0>F +,*=F L =,>6
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PARÁMETRO VOLTAJE + 10 % VOLTAJE - 10%
TORQUE INCREMENTA 20 % DISMINUYE 2 %
EFICIENCIA INCREMENTA 1 % DISMINUYE 2 %
FACTOR DEPOTENCIA
DISMINUYE 3 % INCREMENTA 2 %
CORRIENTE DE
ARRANQUE
INCREMENTA 10 % DISMINUYE 10 %
CORRIENTE A PLENACARGA
DISMINUYE 7 % INCREMENTA 10 %
TEMPERATURA DISMINUYE 4 % INCREMENTA 7 %
Efectos de la ariaci-n de l
oltaje en M otores Eléctricos
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alidad del sistem a de Potencia.
El #a'o "e arm$!#a' e'or!g!a"o %or '!'&ema'ele#&r$!#o' "e #o&rol =ueor!g!a "e'%ere#&o' e el'!'&ema "e eergía
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Sistemas
mec5nicos.
POTENCIA PARA ACCIONAMIENTO DE TRASLACI3N
9 7 -; : 7+ 2@@, ; 9 %o&e#!a e > 9 Pe'o &o&al e N 9 %er"!"a' ? ,2,, #o1!e&e' "e ro"!llo ,2,+, #o1!e&e' "e r!# 9 -elo#!"a" "e &ra'la#!$ m : m!u&o
9 re"!m!e&o me#!#o
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Sistemas de Bombeo
! "# + "$ + # + $ +& V'V ( 2') *
"# ! ,./, #. #.$,), .$,"$ ! ,./, #. $56# ! .##,$ 8 56 .6 .9,$ #. #.$,),$ ! .##,$ 8 56 .6 .9,$ #. $56V'V(2) ! ,./, 8 :.;8#,# #.; ;9
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Sistem as térm icos.
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Sistem as térm icos.
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El a1orro de combustible obtenido conuna buena regulaci-n de la combusti-n"uede a"ortar un = a 6 de a1orro enconsumo de combustible.
$as "érdidas de calor sobre las"aredes "ueden a"ortar un a1orro del/ al + 6 del combustible.Si la tem"eratura de los gases dec1imenea su"era los +?C, "uede ser"or un deficiente intercambio de caloren el interior de la caldera.
Sistem as térm icos.
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El l4mite "or debajo del cual no esbeneficioso enfriar los gases, est5 enlos /C, ya Bue se "uede originarcorrosi-n en los conductos "or la
condensaci-n de 5cido sulfrico.A esta tem"eratura se le denominatem"eratura de roc4o.Esta restricci-n no es a"licable encombustibles con bajo contenido enaOufre, tales como gas natural ogases licuados del "etr-leo @$PF.
Sistem as térm icos.
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Sistemas de aire
com"rimido.
PR!: &CN
!NS:M!
APA &A
A$MA ENAM&ENT!
M!T!R
!MPRES!R
!NS:M!
MANTE N&M&ENT! A$ S&STEMA
ENTRA! EN $A EI& &EN &A
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Sistemas de aire
com"rimido.
•
ada 0 de incremento de tem"eratura del
aire as"irado se incrementa el consumo de
energ4a en un /6 "ara el mismo caudal
• ada ? de disminuci-n en la tem"eratura
del aire as"irado origina un beneficio de un
/ 6 "ara el mismo caudal
•El aire as"irado se debe tomar de un medio
abierto no cerrado
•Reducir / "sig en la "resi-n de descarga a
> 'P re"resenta disminuir / Q1 de
consumo.
•Se considera "eBue3o un com"resor de
menos de ? 'P y grande a uno mayor a esta
ca"acidad.
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•$os "untos de fugas mas frecuentes
son#
y / ms. y en las
Sistemas de aire
com"rimido.
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Sistemas de
refrigeraci-n.
EI& &EN &A
EN $A I:ENTE
SEER !P
I$:
!NI!RT
I:@AS
MANTEN&M&ENT!
EI& &EN &A
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!bjetios de la )entilaci-n ( Aire Acondicionado
• PR!M!C&!N E $A SA$: Mejora del aireinterno, eliminando to2inas, C!+ y sustanciasnocias
•
PR!M!C&!N E C!NI!RT
Tem"eraturas"romedio de +?C y 'umedad relatia de >6
Se "uede 1ablar de#
MeOcla, Cambio, Acondicionamiento de aire.
Manejando creatiamente estos conce"tos se"uede lograr a1orros significatios
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:n sistema de )entilaci-n ( Aire Acondicionadose "uede 1acer m5s eficiente si#
Se tiene "resente el conce"to del sericio.
Se combina y maneja eficientemente efectos de
tem"eratura y elocidad de aire. Ti"o de ductos. Se usa racionalmente el sistema. Eficiencia del
eBui"o.
Se tiene "resente el conce"to de conseraci-n
de la energ4a. Se utiliOa estrategias l-gicas de o"eraci-n.
Se efecta un Mtto., Eficiencia del sistema.
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Sistem as de
entilaci-n.
As"ectos de Eficiencia
Ti"o A2ial Ti"o Centr4fugo
POTENCIA PARA UN ENTILADOR
P 9 75 % ); : 7)2,,, ; P 9 %o&e#!a e >. 5 9 Cau"al e m&'.* : 'g"o. % 9 %re'!$ e mm #.".a7#oluma "e agua;
9 re"!m!e&o me#!#o
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Sistemas de i lum inaci-n.
:na fuente $uminosa, consume una"otencia eléctrica atiosF.Produce un flujo medido en lmenes.Este flujo luminoso incide sobre una
su"erficie originando un niel deiluminaci-n o $uminancia, medido en$u2es.
Eficiencia de la Iuente se mide en#
$m enes atios
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Sistemas de iluminaci-n.
:na forma de medir la Eficiencia en elsistema de iluminaci-n de da "or la,ensidad de Potencia eléctrica dealumbrado atiosmetro cuadradoF7PEA
AREA DPEA
AREA DPEA
CORREDOR *2@* OICINA )+2*
ESCALERAS @2@ ESTUDIO )2
BODEGAS @2 BAO /2)
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VEn su em"resa SE !N! E cu5l es
la l4nea base energéticaW
V u5l es la cantidad de energ4a N!
asociada a la "roducci-nW
V u5l es la cantidad de energ4a S&
de"endiente de la "roducci-nW
V u5l es el "otencial de a1orro en
cada una de estas energ4asW
V u5l es el "otencial de a1orro en
los PR! ES!SW
V u5l es el "otencial de a1orro en
los EG:&P!SW
REI$ET&!NES
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VEn su em"resa SE !N! E cuanto
se "uede a1orrar en la factura de
energ4aW
V u5nto se "uede a1orrar sin 1acer
inersi-nW
V u5nto se "uede a1orrar con
inersi-n recu"erable a SE&S >F
mesesW
V u5nto necesita inertir "ara lograr
a1orros significatios y cu5l su
tiem"o de recu"eraci-nW
V u5ntos gr. de !+ dejar4a de
REI$ET&!NES
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@RA &AS
P!R S:
ATEN &CN