Comunicación presentada al IV Congreso Edificios Energía Casi Nula:
Autor
- José Antonio Díaz, Adjunto Dirección Solution Business, Daikin AC Spain
Resumen
En el sector hotelero los costes energéticos generalmente representan entre el 5% y el 10% de los costes totales de explotación de los establecimientos. Un valor que puede sufrir variaciones en función de las características y las instalaciones del complejo. Por ejemplo, oscila entre un 4-5%, en el caso de hoteles que cuentan sólo con consumos básicos (iluminación, agua caliente sanitaria y calefacción) y puede alcanzar un 25% en el caso de hoteles con piscina climatizada, SPA o cocina. Ante este panorama se hace imprescindible la búsqueda e implantación de sistemas eficientes capaces de cubrir las necesidades de las distintas partes implicadas asegurando en todo momento el mayor confort de los huéspedes. Con este objetivo, reducir el consumo energético y mejorar el confort, el hotel Barceló Emperatriz de Madrid ha puesto en marcha recientemente un plan de eficiencia energética con el que pretende conseguir un ahorro de hasta un 20% en agua, un 70% en gas y un 25% en consumo eléctrico.
El proyecto
El Hotel Barceló Emperatriz, situado en pleno barrio de Salamanca, junto al Paseo de la Castellana y la calle Serrano, cuenta con 146 habitaciones, 2 salas de reuniones, gimnasio y un restaurante.
Todas las estancias del hotel han sido diseñadas cuidando la tradición, pero a su vez incorporando la última tecnología para ofrecer al cliente el nuevo concepto “B-Room”, entendido por la firma hotelera como máximo estándar de calidad y comodidad.
El plan de eficiencia energética del hotel demandaba una solución de climatización independiente por planta, con alta eficiencia energética para permitir reducir los consumos energéticos según el plan acordado y silencioso en su funcionamiento para evitar molestias durante la operación en horario nocturno sobre todo para permitir el descanso de los usuarios de las habitaciones. Además, debía ser capaz de garantizar el confort de los clientes en cuestión de rapidez a la hora de climatizar las habitaciones de este exclusivo hotel.
Se analizaron sistemas de agua y expansión directa y finalmente se escogió un sistema de expansión directa con recuperación de calor. De este modo se conseguía satisfacer las necesidades anteriormente descritas, además de utilizar diámetros de tubería menores que los sistemas de agua. En este caso, al ser una reforma, era complicado atravesar algunas zonas del hotel por lo que el tamaño de las tuberías pasó de ser un requisito deseable a imprescindible a la hora de poder ejecutar el proyecto.
Así pues, se abastecerá de frío, calor y agua caliente sanitaria mediante sistemas de Volumen de refrigerante Variable, o mejor dicho, Caudal de refrigerante Variable.
Funcionamiento del Sistema
Recordando brevemente el funcionamiento de los sistemas VRV, podemos mencionar que se componen de unidades interiores que incorporan válvulas de expansión electrónicas, esto permite el control individual de la potencia frigorífica/calorífica en función de la demanda de cada zona a la que abastecen. De esta forma la unidad exterior regulará la capacidad del compresor dependiendo de la información que reciba de cada una de las interiores.
Creemos más interesante en este caso explicar la función de recuperación de calor y más en concreto la aplicación para ACS. Cuando todas las unidades están demandando calor, la unidad exterior proporciona, directamente refrigerante en estado gas alta temperatura (salida del compresor) hacia las unidades interiores.
Es en el momento en que las necesidades de frío y calor de las unidades interiores son diferentes cuando se realiza la recuperación de calor por trasvase directo de refrigerante, aumentando así su rendimiento global.
En este caso el refrigerante en estado líquido a alta presión que sale de las unidades en modo calefacción entra directamente en las unidades con necesidad de frío, por lo que no es necesario que los compresores estén funcionando para proporcionar esa potencia, aumentando así la eficiencia y permitiendo la producción de ACS en cualquier momento.
La potencia total aportada es del 100% (50% en modo frío y 50% en modo calor) y el consumo de compresores es la mitad que cuando funcionan todas en calor. De esta manera los rendimientos se duplican con respecto al nominal. Si tenemos en cuenta que los rendimientos nominales del sistema VRV se encuentran en valores superiores a 4 por lo que en los casos de recuperación puede superar el valor de 7 u 8.
Esta circunstancia viene recogida en las guías del IDEA como se puede ver en la figura:
En concreto, para este proyecto, se ha instalado un sistema VRV de Recuperación de Calor compuesto por 16 unidades exteriores, 167 unidades interiores de conductos de altura reducida y producción de ACS mediante 8 unidades capaces de producir agua hasta 80ºC.
Producción de ACS: Necesidades y Propuesta
Para el estudio en cuestión se han tomado los siguientes datos:
- Edificación: Hotel 5 estrellas, con una ocupación de 188 personas.
- Ubicación: Madrid capital (Zona Climática IV establecida por el CTE HE-1 Apéndice B.1).
- Estimación consumo: 69 litros/día*persona a 60ºC establecido por el CTE HE-4 Art.4.1 para hoteles de 5 estrellas.
- Consumo total estimado día: 12.972 litros/día.
- Cobertura mínima: El CTE HE-4 Art.2.2.1 determina que para una demanda total de ACS mayor a 10.000 l/d en una zona climática IV se debe cubrir como mínimo un 70% de la demanda de ACS.
Con estas premisas las necesidades energéticas son:
El sistema VRV para ACS aúna los altos COPs propios de una bomba de calor (superiores a 4), así como la recuperación de calor cuando las unidades de climatización trabajan en modo refrigeración. En este caso se condensa el calor sobrante sobre el módulo hidrónico, transfiriendo el calor de las estancias al sistema de ACS. En estas circunstancias (verano), el rendimiento del sistema supera ampliamente el nominal citado.
En el caso que nos ocupa, se plantea una instalación con una potencia aproximada instalada de 621,6kW (2 unidades de 56kW, 1 unidad de 45 kW, 2 unidades de 33,5kW, 3 unidades de 28kW y 14 unidades de 22,4kW).
Suponiendo la instalación a pleno rendimiento (100%), los 621,6kW frigoríficos entregados más el trabajo del compresor (suponemos un 25% del frío producido) habrá que disiparlos a la atmósfera. Con el sistema que se propone recuperamos ese calor y lo aprovechamos para suministrar el ACS.
En la siguiente Tabla se presenta mes a mes el porcentaje de tiempo estimado en cada modo de funcionamiento (refrigeración o calefacción) del sistema. Se producirá la recuperación de energía para ACS cuando el sistema esté funcionando en refrigeración:
Tal y como se muestra en la anterior Tabla, se recuperará calor para ACS cuando se está aportando refrigeración. En la siguiente Tabla se establece un perfil de demanda de refrigeración típico para Madrid:
Con este perfil de demanda, en la siguiente Tabla se presenta la energía recuperada y la cobertura mensual de ACS:
De esta forma, el total de energía recuperada “gratuita” es de 203.837 kWh/año.
Eso supone un 78% de energía gratuita para el ACS. Estimando un precio de 0,16€ por kWh, supone más de 32.000€ que no tendrá que pagar el hotel para la generación de ACS.
Sistema de Control de Mantenimiento Preventivo (Control total 24x7x365)
Una vez superado el reto inicial de elegir el sistema más eficiente de climatización con la elección de VRV de Recuperación de Calor, el siguiente compromiso era el de asegurarse que el sistema funcionara en todo momento con las especificaciones correctas y garantizara eficiencia óptima a largo del ciclo de vida de los equipos. Para ello, la instalación fue dotada de un Sistema de Gestión central por ordenador, conectado al sistema de control de los servicios de monitorización/telemantenimiento, lo que permite garantizar una continuidad total de la actividad del hotel.
Monitorización de Energía y Correctivo
Además, una herramienta inteligente de visualización de la energía ayuda al Hotel Barceló Emperatriz a mejorar la gestión del complejo hotelero salvaguardando el funcionamiento óptimo del sistema de aire acondicionado durante toda su vida. De esta manera se podrá comparar con respecto al sistema antiguo para ver si la reducción de consumo planteada está yendo tal y como se esperaba.
Esta supervisión detecta cualquier alteración y minimiza el riesgo de averías inesperadas gracias al uso de algoritmos de predicción que comprueban los datos de funcionamiento 24 horas al día, 7 días a la semana.
Igualmente, ante una alarma, el gestor de servicio recibe la notificación de forma inmediata con toda la información necesaria para dar una respuesta rápida al hotel.
Otras mejoras implementadas en el plan de Eficiencia Energética
Para completar el plan de eficiencia energética, el Hotel Barceló Emperatriz incorporó otras mejoras en el tratamiento de agua y energía eléctrica, entre ellas, un sistema de reciclaje de aguas grises que le permite reutilizar las aguas jabonosas de las bañeras, duchas y lavabos, gracias a un sistema de filtrado.
Igualmente, para minimizar el consumo eléctrico, todo el hotel cuenta con tecnología led para el alumbrado además de sensores de presencia en todas las zonas para apagar luces cuando no hay presencia de personal o clientes.
Con estas y otras medidas el hotel pretende conseguir un notable ahorro de hasta un 20% en agua, un 70% en gas y un 25% en consumo eléctrico.
Agradecimientos
Agradecemos al hotel Barceló Emperatriz la posibilidad tanto de participar en el proyecto de rehabilitación de sus instalaciones, como el permitirnos publicitar su plan de eficiencia.