Conseguir el ambiente adecuado ahorrando energía

Climatización eficiente: equilibrio entre temperatura y eficiencia

Óscar Alonso, Área de Eficiencia Energética y Sostenibilidad, Instituto Tecnológico Hotelero (ITH)27/03/2013
Dentro de los sistemas que integran un hotel, el sistema de climatización es uno de los más relevantes debido a la influencia que tiene sobre el confort del cliente. Es importante que no se convierta en un tema de conversación para los clientes porque quiere decir que no se ha logrado conseguir el ambiente adecuado, y por eso es esencial conocer bien el establecimiento y sus características para determinar cuál es el sistema que mejor responde a los requerimientos del hotel.

Aunque el consumo energético en climatización varía en márgenes muy amplios, en función del tamaño, tipología y zona climática del hotel, lo cierto es que la climatización supone alrededor del 30% de los costes energéticos del hotel. Debido a que en la climatización intervienen diferentes sistemas, al actuar con soluciones eficientes sobre éstos se puede encontrar un gran potencial de ahorro.

Para ello es clave encajar las tecnologías que ya se encuentran a disposición del mercado con las necesidades particulares de cada establecimiento. Cada uno de los diferentes tipos de climatización tiene ventajas e inconvenientes que deben ser analizados para poder llegar a una situación de reducción de consumos energéticos y por lo tanto de costes.

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La climatización supone alrededor del 30% de los costes energéticos del hotel. En la imagen, hotel Capri, de Artiem Fresh People, donde se realizó el piloto de climatización ITH-Ciat.

Mismo confort, mayor eficiencia

Entre de los diferentes clases de climatización, una de las más comunes es la climatización por sistemas hidrónicos, es decir, basados en la circulación de agua. Máquinas exteriores enfrían, a través de un ciclo de refrigerante, el agua que posteriormente es bombeada por todo el edificio, refrigerándolo. Estos equipos, llamados enfriadoras, han mejorado enormemente su eficiencia en los últimos años, llegando a conseguir ahorros de hasta un 30% respecto a generaciones anteriores.

Con el objetivo de probar la capacidad y las ventajas de estos equipo, desde ITH (y en colaboración con Grupo Ciat), se puso en marcha el estudio 'Climatización eficiente para hoteles', que permitiría analizar el potencial de ahorro debido a la mejora de la eficiencia en sistemas de climatización de última generación, mediante la sustitución de equipos convencionales por otros de alto rendimiento, que además permiten un circuito opcional de recuperación de calor para producir ACS de manera gratuita. A través de este estudio pretendíamos explicar los beneficios reales para los hoteles vinculados al uso de sistemas de climatización eficientes, capaces de aportar los mismos estándares de confort y temperaturas con un consumo menor de energía. Estos equipos trabajan con refrigerantes menos contaminantes y con mayores rendimientos.

Este estudio mostró tendencias y resultados muy esclarecedores. Recogidos los datos de consumo absoluto durante los tres meses de la temporada de verano, se evidencia un descenso del consumo unitario, es decir, del consumo en función del índice de ocupación. Durante julio de 2012, con la climatización operando a toda su capacidad, el establecimiento donde se está probando el equipo consiguió reducir el consumo de energía en climatización en un 4%, en agosto, este porcentaje aumentó hasta el 17%; en septiembre el ratio de ahorro aumenta aún más hasta el 42%, siempre respecto a los equipos que tenían instalados previamente. Estos datos muestran algo relevante, que el funcionamiento de los equipos es muy eficiente a cargas parciales, es decir cuando no funcionan a toda su capacidad.

Además, se puede aumentar más la eficiencia del equipo mediante la incorporación de un circuito opcional de recuperación de calor implica una reducción del consumo del combustible usado para producir ACS. Mediante este complemento de recuperación del calor del compresor de la máquina se consiguen importantes ahorros en combustible para la generación de ACS. Este complemento puede llegar a cubrir hasta el 70% de las necesidades de ACS, de manera gratuita, en función de diferentes factores, como el uso que se le dé al equipo.

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La energía solar térmica, además de aportar calor al sistema de calefacción, reduciendo su coste de operación al disminuir la necesidad de combustible necesario, puede trabajar junto a sistemas de refrigeración por absorción. En la imagen, paneles solares en el hotel Husa Princesa Madrid.

Otra opción que se puede incorporar en algunos casos al sistema de climatización es un módulo de free-cooling, que es una de las opciones que más ahorros puede generar. Consiste en la utilización del aire exterior en lugar de recircular aire de retorno, en aquellos momentos del día cuando la temperatura externa es la adecuada para climatizar el interior, es decir, cuando el aire exterior es más eficiente en términos energéticos que el procedente del retorno. Para poder utilizar este sistema de enfriamiento es preciso que los sistemas de climatización de los locales tengan configuración a cuatro tubos y que las unidades de tratamiento estén equipadas con los sistemas adecuados de compuertas, ventiladores y control para una gestión adecuada de la instalación. Con una fuerte dependencia de la zona climática y de las necesidades del establecimiento, las máquinas enfriadoras pueden llegar a trabajar menos de la mitad, lo que se refleja en un ahorro energético y económico proporcional.

Otro elemento que consigue ahorros en climatización son los recuperadores de calor en ventilación. Estos elementos reducen la diferencia de temperatura entre el aire int4erior y el exterior, sirviéndose de las pérdidas de calor durante la ventilación. Así hay que invertir menos energía para adecuar la temperatura del aire de entrada a la del ambiente interior. Hay diferentes tipos de recuperadores de calor pero en general la recuperación ayuda a disminuir el consumo en climatización hasta un 20%.

Otro tipo de sistema de climatización que conlleva una serie de ventajas en su funcionamiento, instalación y mantenimiento, así como en el consumo energético son los sistemas de volumen de refrigerante variable. Son sistemas que consisten en una unidad exterior que da servicio, mediante la circulación de un gas refrigerante, a múltiples unidades interiores que climatizan cada una de los espacios que se necesite.

Esto simplifica el sistema y no se necesitan elementos intermedios como en otros sistemas (depósitos, válvulas, bombas, etc.), eliminándose así las posibilidades de averías y roturas en esos componentes. Como añadido, estos equipos trabajan con tecnología inverter, que permite adaptar el funcionamiento del compresor, evitando que tenga que trabajar a toda su capacidad, reduciendo y suavizando los arranques del compresor. En definitiva, permite al sistema adaptarse a las necesidades de climatización en cada momento mejorando así la eficacia de su operación y consumo.

En el aumento de los niveles de eficiencia de los equipos influyen factores tecnológicos y además la aparición de nuevos refrigerantes más eficientes y con un menor impacto ambiental. A partir del 1 de enero de 2015 entrará en vigor la prohibición total de usar el refrigerante R-22. Este gas ha sido el más usado en los equipos de climatización durante muchos años, por lo que la mayoría de los aparatos de clima con más de 10 o 15 años utilizan este compuesto y deberán sustituirse por otros que utilicen refrigerantes más modernos. Esto es una sustitución que debe plantearse a corto plazo puesto que ya sólo se puede utilizar R-22 reciclado que va encareciéndose, y a partir de la fecha límite, al prohibirse totalmente su uso, implica que cualquier avería en el equipo que implique recarga de refrigerante supondrá el fin del equipo. La sustitución del refrigerante no es la mejor opción puesto que a la caída del rendimiento debido al uso de un refrigerante para el que la máquina no ha sido diseñada, hay que sumarle el que se sigue usando un equipo que ya habrá reducido su rendimiento debido a la edad que tiene.

Al hablar de calefacción, proporcionada por calderas, también existe un gran potencial de ahorro en función de los equipos. Para empezar, hay que hablar de las posibilidades que ofrece el cambio de combustible a gas natural, que tiene como principal ventaja su coste: es, de hecho, el más barato, eficiente y el más limpio de cuantos se comercializan. Aparte existen calderas de alta eficiencia, como son las de baja temperatura y las de condensación, con un rendimiento muy superior a las convencionales. Haciendo la comparación más extrema, entre calderas convencionales a gasóleo con una de alta eficiencia a gas natural, se puede hablar de ahorros de energía de hasta el 20% y una reducción de costes de operación que se puede acercar al 50%.

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Resultados del piloto de climatización ITH-Ciat. Consumos unitarios durante los meses de julio, agosto y septiembre de 2011 y 2012 (en kW por hora y por persona).

Gestión avanzada y control: aliados en la eficiencia

Si además de la introducción de nuevos equipos, se le suma la instalación de un sistema que los regule y controle, que gestione la operación en función de la demanda de climatización en cada momento y en cada zona del establecimiento, la mejora en la eficiencia aumenta considerablemente. Estos sistemas controlan las temperaturas de consigna, los horarios de funcionamiento y otros aspectos asociados a la demanda, y además pueden integrarse con el sistema de check-in del hotel lo que permite cambiar las condiciones ambientales en las habitaciones en función de su estado (vacía, vendida, con cliente). Dependiendo de cada caso, se puede hablar de una reducción de consumo que llegue hasta el 20%.

Pero, si además de incorporar todas las medidas analizadas, la energía invertida en el sistema o el equipo de climatización es de origen renovable se mejora la eficiencia del sistema, al ofrecer el mismo servicio con menos energía, o con energía que no supone un coste directo. Entre las más comunes se encuentra la solar térmica, que además de aportar calor al sistema de calefacción, reduciendo su coste de operación al disminuir la necesidad de combustible necesario, puede trabajar junto a sistemas de refrigeración por absorción, los cuales producen frío a partir de agua caliente. El nivel de eficiencia es muy alto, puesto que cuando más necesidad de frío hay en un establecimiento, (por ejemplo, en verano), más energía solar térmica se obtiene y se le da un menor uso, y así se utiliza la energía sobrante que de otra manera se desperdiciaría, aprovechándola para refrigerar el edificio de manera prácticamente gratuita.

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Sistema VRV.

Cuando se trata el tema de climatización, hay que tener en cuenta otro tipo de elementos que influyen en la calidad y el consumo asociado. Entre estos elementos se encuentra el estado de la envolvente térmica del edificio y el sistema de bombeo (para climatización por agua).

Gran parte de la energía utilizada en mantener unas condiciones adecuadas del ambiente interior se pierde a través de la envolvente del edificio (fachada, ventanas, marcos, etc.) que implica que los equipos han de trabajar más aumentando el consumo. Si se dispone de un buen aislamiento con el exterior, se reduce la necesidad de climatizar al estar más protegido el ambiente interior y se podría reducir la potencia de los equipos encargados de climatizar, sea cual sea el tipo de sistema de climatización utilizado.

En sistemas de climatización por agua dependen además del sistema de bombeo, que son los que circulan el agua por el sistema a una presión y caudal determinados, y que suponen una gran parte del consumo del sistema. Por ello, los ahorros que se pueden conseguir usando sistemas eficientes de bombeo en hoteles son elevados, y no sólo asociados a la climatización sino que se mejora también la eficiencia de los sistemas en los que interviene el agua como el propio suministro de agua y ACS, piscinas, SPA, etc.

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