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CONFERENCIA PRESENTADA EN:
ASPREAASPREA
19 de Noviembre de 200919 de Noviembre de 2009
BOGOTÁBOGOTÁ
1
CARACTERIZACIÓN DEL CONSUMOCARACTERIZACIÓN DEL CONSUMO DE ENERGÍA FINAL EN LOS
SECTORES TERCIARIO, GRANDESSECTORES TERCIARIO, GRANDES ESTABLECIMIENTOS COMERCIALES,
CENTROS COMERCIALESCENTROS COMERCIALES
HUMBERTO RODRIGUEZEC C ltEC – Consultor
(57-300) 215 8765
Dr.rer.nat., M.Sc. y Físico, yMaestro Universitario y
Profesor Emérito U. Nacional de Colombia
humberto rodriguez m@gmail com
2
NOTA
• Este informe se basa en un estudio realizadopor la Universidad Nacional para la Unidadp pde Planeamiento Minero Energético –UPME.
• Este estudio completo puede ser bajado delweb site de la UPMEweb site de la UPME.
3
ANTECEDENTES• Caracterizar la demanda del Sector Terciario, Grandes
Establecimientos Comerciales y Centros Comerciales esnecesario para– Desarrollar un programa efectivo de Uso Racional y Eficiente de la
Energía (URE)– Afinar la estrategia de URE
• Se debe investigar aspectos físicos y culturales queinfluencian el consumo de energía
4
OBJETIVOS
• Caracterizar el consumo final de energía en los sectores Terciario, Grandes Establecimientos Comerciales y negocios ubicados en Centros Comerciales, y
i l fi d d• Determinar el consumo específico de energía de los principales equipos empleados por usuarios de estos sectoresestos sectores.
5
Subsectores del Sector TerciarioSubsectores del Sector TerciarioSubsectores Establecimiento
HospitalesCentros de saludHoteles
Salud:
Hospedaje y recreación: MotelesBomberosEstaciones de servicioC l i
Servicios:
Ed ió ColegiosUniversidadesBatallonesEstaciones de policía
Educación:
Seguridad: Estaciones de policía
Financiero: BancosCentros ComercialesGrandes Establecimientos
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ALGUNOS CONCEPTOS FUNDAMENTALES
7
METODOLOGIA DELMETODOLOGIA DEL ESTUDIO
8
Metodología
• Aspectos generales• Aspectos y consideraciones estadísticasAspectos y consideraciones estadísticas• Cálculo del consumo de energía final para
cada uno de los usos finalescada uno de los usos finales• Indicadores
DefinicionesDefiniciones
• ENERGÍA FINAL (O DISPONIBLE)ENERGÍA FINAL (O DISPONIBLE)– Energía suministrada al equipo consumidor antes de su
conversión final.
– Formas consideradas en este estudio:• Energía Eléctrica y Gas Natural o GLP.
• ENERGIA ÚTIL– Energía (o servicio) de la que dispone finalmente el g ( ) q p
consumidor
Usos Finales de la energía en el i isector terciario
ELECTRICIDAD GAS NATURAL O GLP
• Iluminación (I)• Fuerza (F) (ascensores,
• Cocción de alimentos (CA)• Calderas (CAL) (calentamiento
escaleras eléctricas, motobombas, bombas eléctricas de calderas, compresores, extractores de aire, ventiladores)
de agua, marmitas, lavandería, esterilización de ropa y equipo médico)
• Otros (O)extractores de aire, ventiladores)• Refrigeración (R)• Aire Acondicionado (AA)• Otros Equipos (OE) (los demás
i h
Otros (O)
equipos como hornos microondas, estufas, equipo de laboratorio, equipo médico, equipo de oficina)
11
q p )
Caracterización del consumo de í fi lenergía final
• Energía consumida: Consumo mensual (kWh/mes, m3 gas / mes)g ( , g )• Uso final de la energía (o servicio prestado) • Equipos empleados para los diferentes servicios (tipo, cantidad,
potencia tiempo de uso)potencia, tiempo de uso)• Indicadores
• Densidad de consumo de energía (eléctrica y gas natural/GLP),g ( y g )• Densidad de potencia eléctrica para iluminación e • Indicadores de consumo específico por servicio prestado.
C d lé i• Curva de carga eléctrica • Para conocer su comportamiento diario o el impacto que puedan
tener por ejemplo, factores tales como la estacionalidad.
12
Aspectos Estadìsticosl i i d l d l• Para la caracterización del consumo de energía en el sector
terciario se propuso una extensión de la metodología realizada en el sector residencial por el mismo grupo de p g pconsultores, utilizando equipo de medición del consumo energético del parque de equipos eléctricos y a gas instalados en los establecimientos del sector terciarioen los establecimientos del sector terciario.
• Se optó por continuar esta metodología y realizar mediciones en unos pocos establecimientos representativos de cada subsector a cambio de realizar una encuesta indirecta preguntando por los consumos de los aparatos instalados.
Aspectos Estadìsticos
• La experiencia en la investigación realizada en el sector residencial muestra que las estimaciones son más confiables y más precisas aunque consumen más tiempoconfiables y más precisas, aunque consumen más tiempo por cuanto para cada aparato debe ser medido su consumo en intervalos de 1 a 3 días y emplea personal técnico especializado en la instalación y manejo de los instrumentos de medición. Claramente, se sacrifica la cantidad de encuestas mediante entrevistas a cambio de unas pocas mediciones de mayor precisión
Metodología
• Los establecimientos de un mismo subsector tienen en general el mismo equipamiento (salvo diferencias tecnológicas por el modelo)tecnológicas por el modelo)
• El levantamiento de información mediante entrevista no aporta mayor valor agregado para la estimación de p y g g pconsumos por el solo hecho de tratarse de un número de encuestas grande.
• La medición directa en los equipos arrojan una estimación• La medición directa en los equipos, arrojan una estimación buena de los consumos específicos y los resultados son representativos de establecimientos típicos del sector.
•
Metodología seguidag g
Por lo tanto, la consultoría tuvo en consideración la siguiente Por lo tanto, la consultoría tuvo en consideración la siguiente d l íd l ímetodología:metodología:
• Tomó en cada subsector y por ciudad estudiada, una muestra deTomó en cada subsector y por ciudad estudiada, una muestra de establecimientos representativos del sector, es decir, centros comerciales con equipamiento intensivo en uso de energéticos (ascensores entilación escaleras eléctricas aire acondicionado(ascensores, ventilación, escaleras eléctricas, aire acondicionado etc), hospitales de III y IV nivel donde igualmente existen equipos de complejidad para su funcionamiento (como lavandería, ascensores, calderas, etc.)
16
Metodología seguida
• Realizó para cada establecimiento seleccionado:– Inventario del parque equipos,
Cl ifi ó l i l d fi id t l– Clasificó los equipos por los usos definidos antes y les – Midió los consumos individuales durante un tiempo que varió
entre 1 y 3 días. – El consumo agregado del parque de equipos comparado con el
consumo total permiten calcular la participación de los consumos específicos por uso respecto del total.
– El consumo agregado del parque de equipos comparado con el consumo facturado por la empresa de energía permiten estimar la bondad de las mediciones realizadas.
Consumo de energía eléctricaé d d i ióMétodo de estimación
ORIGEN DE LA INFORMACIÓNDemanda de potencia Estimación Encuesta Medición Encuesta Régimen
Constante-Régimen Uso 1 E(kWh/mes) = n (unidad) x P (W/unidad) x Uso diario Régimen 1 (hora/día) x Dias a Régimen 1(dias/mes)
ORIGEN DE LA INFORMACIÓN
Constante-Régimen Uso 2 E(kWh/mes) = n (unidad) x P (W/unidad) x Uso diario Régimen 2 (hora/día) x Dias a Régimen 2(dias/mes)…..
Variable-Régimen Uso 1 E(kWh/mes) = E (Wh/día) x Uso diario Régimen 1 (hora/día) x Dias a Régimen 1(dias/mes)
Variable-Régimen Uso 2 E(kWh/mes) = E (Wh/día) x Uso diario Régimen 2 (hora/día) x Dias a Régimen 2(dias/mes)…
E total (kWh/mes) = Σ Σ Regimenes uso = 30 dias
18
Σ Regimenes uso = 30 dias
Indicadores de Eficiencia Energéticag• Funciones:
– Monitoreo de la eficiencia energéticaMonitoreo de la eficiencia energética, – Análisis y la evaluación de políticas energéticas hasta la valoración
de nuevas tecnologías.
• Su utilidad y efectividad está sujeta a especificaciones y limitaciones originadas en la disponibilidad y calidad de la información.
Indicador DCEEIndicador DCEEDensidad de Consumo total de Energía Eléctrica
Cociente entre la energía eléctrica consumida por todos losusos finales en un periodo de tiempo dividida por el área totalde la instalación:de la instalación:
)/( meskWhfinalesusoslostodosporConsumidaEnergía∑)(
)/(2mnInstalacióAreas
meskWhfinalesusoslostodosporConsumidaEnergíaDCEE
∑∑=
20
Indicador DPEIid d d i lé i l i ióDensidad de Potencia Eléctrica para Iluminación
• Cociente entre la carga total instalada para los diferentesequipos de iluminación (W) dividida por el área total de lainstalación (m2)
)(min WaciónIluInstaladaPotenciaDPEI ∑=
)( 2mnInstalacióAreasDPEI
∑=
21
Indicadores de Eficiencia Energética y otros (e)Eficiencia Energética y otros (e)
# INDICADORES SUBSECTOR APLICACIONEnergía Eléctrica
1 DCEE (kWh/mes/m2) Todos los sub-sectores22 DPEI (W/m2) Todos los sub-sectores
3 CEEA (kWh/habitación) Hoteles4 CEEH (kWh/huésped) Hotelero5 CEEP (kWh/paciente) Salud6 CEEEPD (kWh/EPD) Salud7 CEEG (kWh/m3) Estaciones de servicio con venta de GNC7 CEEG (kWh/m ) Estaciones de servicio con venta de GNC8 CEEP (kWh/mes-pieza) Moteles
Estaciones de policiaEstaciones de bomberosColegios, universidadesCuarteles militares
CEEU (kWh/mes-usuario)9
Gas Natural11 DCGN (m3/m2) Todos los sub-sectores13 CGNP (m3/paciente) Salud14 CGNEPD (m3/EPD) Salud15 CGNA (m3/habitación) Hoteles15 CGNA (m /habitación) Hoteles16 CGNH (m3/huésped) Hoteles17 CGNG (lt/m3 gas vendido) Estaciones de servicio con venta de GNC18 CGNP (m3/mes-habitación) Moteles
Estaciones de policiaEstaciones de bomberosCGNU (m3/mes usuario)19
22
Estaciones de bomberosColegios, universidades
CGNU (m /mes-usuario)19
INFORMACIÓN SECUNDARIA SOBRE EL
SECTOR TERCIARIOSECTOR TERCIARIO
23
Consumo de Electricidad Sector Terciario por subsectoresSector Terciario por subsectores
Sector Terciario Bogotá - 2006muestra de 271.8 GWh/año
CENTROS COMERCIALES 8 4%SERVICIOS Y
EDUCACIÓN, 17.1%
SEGURIDAD, 5.0% FINANCIERO, 25.5%
SALUD, 15.1%
COMERCIALES, 8.4%
GRANDES SUPERFICIES, 5.3%HOSPEDAJE Y
RECREACION, 8.9%
SERVICIOS Y OTROS, 14.6%
Sector Terciario Medellín 2006 Sector Terciario Barranquilla 2006Sector Terciario Medellín - 2006muestra de 122.4 GWh/año
H d j ió
Servicios y otros, 9.7% Educación, 23.5%
Sector Terciario Barranquilla - 2006muestra de 102.8 GWh/año
S id d 7 0%
Educación, 23.7%Servicios y otros, 8.3%
Salud, 33.7%
Hospedaje y recreación, 11.3%
Financiero, 18.0%
Centros Comerciales, 3.9%
Financiero, 5.1%
Seguridad, 7.0%Hospedaje y recreación,
15.8%
Grandes Superficies, 3 6%
Centros Comerciales, 3.8%
Salud, 32.8%
24
3.6%
Subsector EducaciónComportamiento anual del consumo de energíaComportamiento anual del consumo de energía
Consumo de Energía Electrica por CiudadEDUCACIÓN
3 5
4.0
4.5
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Mes
Ó Ó Ó
25
EDUCACIÓN - BARRANQUILLA EDUCACIÓN - BOGOTA EDUCACIÓN - MEDELLIN
Subsector FinancieroComportamiento anual del consumo de energíaComportamiento anual del consumo de energía
Consumo de Energía Electrica por CiudadFINANCIERO
5.0
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7.0
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0.0Jan-2006 Feb-2006 Mar-2006 Apr-2006 May-2006 Jun-2006 Jul-2006 Aug-2006 Sep-2006 Oct-2006 Nov-2006 Dec-2006
Mes
FINANCIERO - BARRANQUILLA FINANCIERO - BOGOTA FINANCIERO - MEDELLIN
26
Subsector FinancieroCurva de carga horaria mensualCurva de carga horaria mensual
Curva de Carga Horaria Mensual
500
600
700
Enero
300
400
500
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FebreroMarzoAbrilMayoJunioJulioAgosto
100
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gSeptiembreOctubreNoviembreDiciembre
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INTERMEDIACIÓN FINANCIERA
Hora
27
Subsector EducaciónCurva de carga horaria mensualCurva de carga horaria mensual
Curva de Carga Horaria Mensual
1200
1000
1200
EneroFebrero
600
800
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(MW
h)
FebreroMarzoAbrilMayoJunioJulioAgosto
200
400
C SeptiembreOctubreNoviembreDiciembre
001 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
EDUCACIÓN
Hora
28
Subsector Hoteles y RestaurantesCurva de carga horaria mensualCurva de carga horaria mensual
Curva de Carga Horaria Mensual
1200
1000
EneroFebrero
600
800
Con
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MarzoAbrilMayoJunioJulioAgostoSeptiembre
200
400
SeptiembreOctubreNoviembreDiciembre
001 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
HOTELES Y RESTAURANTES
Hora
29
Subsector Servicios Sociales y de SaludCurva de carga horaria mensualCurva de carga horaria mensual
Curva de Carga Horaria Mensual
1400
1000
1200
1400
EneroFebrero
600
800
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mo
(MW
h)
FebreroMarzoAbrilMayoJunioJulioAgosto
200
400
Co
SeptiembreOctubreNoviembreDiciembre
001 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
SERVICIOS SOCIALES Y DE SALUD
Hora
30
Consumo de gas natural por Sectores
Colombia - 2006(T t l 1 428 Mill d 3/ ñ )(Total 1,428 Millones de m3/año)
Comercial, 15%
Industrial, 20%
Oficial, 0.1%Residencial, 64%
Especial, 0.9%
31
Consumo de gas natural por subsectores del sector terciariodel sector terciario
Consumo de Gas Natural por SubsectoresBogotá - 2006
Seguridad, 0.2%
Educación, 4.4%
Salud, 1.4%
Servicios, 2.9%
Centros Comerciales, 1.9%
Hospedaje y Recreación, 89.2%
Consumo de Gas Natural por SubsectoresMedellín - 2006
Seguridad, 0.1%
Salud, 0.7%
Educación, 5.4%
Centros Comerciales, 11.5%
Hospedaje y Recreación, 82.2%
32
Consumo de GLP por sectores
Colombia Uso de GLP por Sectores 2006Co o b a Uso de G po Secto es 006
Otros, 1%Industrial, 2%
Comercial, 7%
Residencial, 90%
33
CARACTERIZACIÓN DELUSO FINAL DE LA
ENERGÍAENERGÍAEN EL SECTOR
TERCIARIO A PARTIR DE MEDICIONESMEDICIONES
34
Número de establecimientos estudiados según tipo y clase de visita realizadasegún tipo y clase de visita realizada
Ciudad Establecimientos estudiados
Visita Técnica Mediciones
Bogotá 49 16 33Bogotá 49 16 33
Medellín 25 5 20
Barranquilla 23 12 11Barranquilla 23 12 11
35
Consumo de energía eléctrica por usos finales
36
Densidad de consumo mensual de energía en todos los usos por subsector y por ciudad
Consumo Mensual de Energía Electrica en todos los usos finales por m2 por tipo de establecimiento - 2007
80
50
60
70
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37
Comparación de Potencia Instalada Para IluminaciónE t d NOM i t
60
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Encontrada en campo vs NOM vigente
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Tipo de establecimiento
38
Densidad de consumo mensual de energía por Iluminación por subsector y por ciudad
30Promedio de Iluminación (kWh/mes/m2)
20
25
Ciudad
10
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Actividad
39
Actividad
Densidad de consumo mensual de energía por Equipos de Fuerza por subsector y por ciudad
50
Promedio de Fuerza (kWh/mes/m2)
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Actividad
40
Actividad
Densidad del consumo mensual de energía por Equipos de Refrigeración por subsector y por ciudad
18
20Promedio de Refrigeración (kWh/mes/m2)
12
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Actividad
41
Densidad del consumo mensual de energía por Equipos de Aire Acondicionado por subsector y por ciudad
30
35Promedio de Aire Acondicionado (kWh/mes/m2)
20
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BarranquillaCiudad
10
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BarranquillaMedellínBogotá
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Actividad
42
Actividad
Densidad del consumo mensual de energía por Otros Equipos por subsector y por ciudad
20
Promedio de Otros (kWh/mes/m2)
15
BogotáCiudad
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BogotáMedellínBarranquilla
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Actividad
43
Consumo de energía eléctrica en Iluminación por tipo de establecimiento y tecnología – Bogotáp p y g g
Consumo de Energía Electrica en Iluminación por Tipo Establecimiento y Tecnología - Bogotá 2006
200
120
140
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mes
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Otros IluminaciónSodio de Alta PresiónMetal Halide
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Tipo de establecimiento
44
Consumo de energía eléctrica en Iluminación por tipo de establecimiento y tecnología – Medellíny g
Consumo de Energía Electrica en Iluminación por Tipo Establecimiento y Tecnología - Medellín 2006
300
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Tipo de establecimiento
Actividad
45
Actividad
Consumo de energía eléctrica en Iluminaciónpor tipo de establecimiento y tecnología –Barranquilla p p y g q
Consumo de Energía Electrica en Iluminación por Tipo Establecimiento y Tecnología - Barranquilla 2006
300
200
250
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mes
) Otros IluminaciónSodio de Alta Presión
Datos
100
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Tipo de establecimiento
Actividad
46
Consumo porcentual de energía eléctrica por uso final y tipo de establecimiento – Bogotáfinal y tipo de establecimiento Bogotá
Consumo porcentual por uso final y tipo de establecimiento - Bogotá 2006
100%
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70%
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Tipo de establecimiento
47
Consumo porcentual de energía eléctrica por uso final y tipo de establecimiento – Medellínfinal y tipo de establecimiento Medellín
Consumo porcentual por uso final y tipo de establecimiento - Medellín 2006
100%
60%
70%
80%
90%
Promedio de % Ener Otros2
30%
40%
50%
60%
%
Promedio de % Ener Otros2Promedio de % Ener AA2Promedio de % Ener Refri2Promedio de % Ener Fuerza2Promedio de % Ener Ilumin2
0%
10%
20%
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Hos
pit
Hot
Mot
Neg
ocio
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stos
de
S
Uni
vers
ida
Tipo de establecimiento
48
Consumo porcentual de energía eléctrica por uso final y tipo de establecimiento – Barranquillafinal y tipo de establecimiento Barranquilla
Consumo porcentual por uso final y tipo de establecimiento - Barranquilla 2006
100%
60%
70%
80%
90%
Promedio de % Ener Otros2
30%
40%
50%
60%
%
Promedio de % Ener Otros2Promedio de % Ener AA2Promedio de % Ener Refri2Promedio de % Ener Fuerza2Promedio de % Ener Ilumin2
0%
10%
20%
ncos
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ales
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Hos
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Hot
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Mot
e
Neg
ocio
s C
Po
Pues
tos
de S
a
Uni
vers
ida
Tipo de establecimiento
49
Curvas de CargaCurvas de Carga
50
HospitalesBogotáBogotágg
Consumo de Energía Eléctrica
2%
4%
6%
8%
10%
Cons
umo
Consumo (kWh/día): 2347.3Consumo de Energía Eléctrica
2%
4%
6%
8%
10%
Con
sum
o
Consumo (kWh/día): 2730.9
MedellínMedellín
0%
2%
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora
C
Consumo horario Consumo medio horario
0%
2%
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora
C
Consumo horario Consumo medio horario
MedellínMedellínConsumo de Energía Eléctrica
4%
6%
8%
10%
onsu
mo
Consumo (kWh/día): 225.13
Consumo de Energía Eléctrica
4%
6%
8%
10%
onsu
mo
Consumo (kWh/día): 12995.2
0%
2%
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora
Co
Consumo horario Consumo medio horario
0%
2%
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora
Co
Consumo horario Consumo medio horario
Consumo de Energía Eléctrica
4%
6%
8%
10%
onsu
mo
Consumo (kWh/día): 846.89
BarranquillaBarranquilla
51
0%
2%
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora
Co
Consumo horario Consumo medio horario
Negocios en Centros Comerciales - RopaBogotáBogotágg
Consumo de Energía Eléctrica
4%
6%
8%
10%
Con
sum
o
Consumo (kWh/día): 167.3Consumo de Energía Eléctrica
4%
6%
8%
10%
Con
sum
o
Consumo (kWh/día): 679.1
MedellínMedellín
0%
2%
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora
C
Consumo horario Consumo medio horario
0%
2%
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora
C
Consumo horario Consumo medio horario
MedellínMedellínConsumo de Energía Eléctrica
4%
6%
8%
10%
nsum
o
Consumo (kWh/día): 385.96
Consumo de Energía Eléctrica
4%
6%
8%
10%
nsum
o
Consumo (kWh/día): 556.12
0%
2%
4%
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora
Con
Consumo horario Consumo medio horario
0%
2%
4%
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora
Con
Consumo horario Consumo medio horario
BarranquillaBarranquilla
Consumo de Energía Eléctrica
4%
6%
8%
10%
Con
sum
o
Consumo (kWh/día): 688.75
52
0%
2%
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora
C
Consumo horario Consumo medio horario
Grandes SuperficiesM d llíM d llíMedellínMedellín
Consumo de Energía Eléctrica
Consumo (kWh/día): 15560
6%
8%
10%
umo
Consumo (kWh/día): 15560
0%
2%
4%
Con
su
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora
Consumo horario Consumo medio horarioConsumo horario Consumo medio horario
53
CONSUMO DE ENERGÍA FINAL DE EQUIPOSFINAL DE EQUIPOS
EMPLEADOS EN EL SECTOR TERCIARIO
54
Comportamiento de la corriente en Ascensor de hotel 5 estrellas con capacidad 8 personas
55
Comportamiento de la corriente en Ascensor secundario para 4 personas
56
Resultados de las mediciones de Ascensores en las tres ciudadesAscensores en las tres ciudades
57
Consumo de corriente de Escalera mecánica en almacenes de grandes superficies
(varios días de medición)
58
Rampa eléctrica en Almacén de Grandes Superficies (varios días de medición)
59
Comportamiento de la corriente en el Chiller Hotel Sheraton Medellín
60
Consumo de energía por Aire Acondicionado
Ciudad Establecimiento AparatoPotencia
Promedio kWTiempo de operación
horas/díaConsumo de
energía kWh/díaBogotá Negocio C.C. Aire acondicionado 2.4 12.7 30.4Medellín Negocio C C Aire acondicionado 5 6 11 4 63 4Medellín Negocio C.C. Aire acondicionado 5.6 11.4 63.4Medellín Negocio C.C. Aire acondicionado 12.7 10.9 138.3Medellín Hotel Chiller Westinghouse 47.1 24.0 1131.4Medellín Centro Comercial Torre de enfriamiento 44.9 22.9 1028.0Medellín Centro comercial Breezair 0.8 14.8 11.3Medellín Hospital Unidad de A.A York 24.2 17.1 413.1Medellín Hospital Unidad de A.A York 55.8 17.2 959.1Medellín Hospital Bombas de aire 35.9 24.0 860.9Medellín Hospital Acelerador para A.A 6.0 18.4 109.8Medellín Hospital Enfriador A.A York 1.1 24.0 27.0Barranquilla Clinica A.A Split 1.6 12.8 20.0Barranquilla Negocio C C A A Central 25 3 12 8 323 6Barranquilla Negocio C.C. A.A Central 25.3 12.8 323.6Barranquilla Negocio C.C. A.A Central 4.1 12.7 51.7Barranquilla Negocio C.C. A.A Chiller 118.6 16.8 1990.8Barranquilla Grandes Superficies Torre de enfriamiento 23.1 15.4 355.6Barranquilla Grandes Superficies Chiller 1 112.0 13.2 1479.7Barranquilla Grandes Superficies Chiller 2 139.1 12.8 1694.8q pBarranquilla Grandes Superficies Chiller 3 141.0 8.0 1128.1Barranquilla Grandes Superficies Ventilador A.A 23.2 12.2 283.4Barranquilla Grandes Superficies Ventilador A.A 8.2 8.0 65.8
61
Eficacia lumínica promedio por tecnología
Tipo de lámpara Lumen/vatio (lm/W)
Incandescentes 8
Halógena 30
Fluorescente T-12 40
LFC 60
Histograma de la eficacia neta en Lumens/Vatio,
Metal Halide 70
Fluorescente T-8 80
Fluorescente T-5 104
todas las luminarias medidas
14
16
18
20
HP Sodio 130
LP Sodio 160
4
6
8
10
12
Frec
uenc
ia
Frecuencia
0
2
10 20 30 40 50 60 70 80y m
ayor.
..
Clase
62
Evolución del consumo de electricidad de una Estación de servicio antes y después de vender GNC - Bogotá
Consumo de Energía Eléctrica Facturado vs. EstimadoAño 2006Año 2006
50000
60000
mes
)
20000
30000
40000
umo
(kW
h/m
0
10000
20000
6 6 6 6 6 6 6 6C
onsu
Dic-05
Ene-06
Feb-06
Mar-06
Abr-06
May-06
Jun-0
6
Jul-0
6Ago
-06
Sep-06
Oct-06
Nov-06
Facturado Estimado
63
FASES DE UN PROYECTO DE EFICIENCIADE EFICIENCIA ENERGETICA
64
EFICIENCIA
• Significa diferentes cosas a las dosSignifica diferentes cosas a las dos profesiones más involucradas en alcanzarla:
Para los ingenieros significa un cociente entre una– Para los ingenieros, significa un cociente entre una entrada física/una salida física.
– Para los economistas significa un cociente entrePara los economistas, significa un cociente entre una entrada monetaria/una salida monetaria
EFICIENCIA ENERGÉTICA
• Eficiencia energética es el cuociente entre unaEficiencia energética es el cuociente entre una función o servicio o valor suministrado y la energía convertida/transformada paraenergía convertida/transformada para proveerlo.
• Eficiencia energética significa hacer más (y f j ) lfrecuentemente mejor) con menos – lo opuesto a simplemente hacer menos o peor.
EFICIENCIA DE CONVERSIÓN
• Es el cuociente entre la energía aprovechada (salida g p (deseada o requerida) y la total utilizada en un proceso de conversión de energía, tal como la conversión de combustible en electricidad o de combustible en calor.
• Puesto que se excluyen salidas no deseadas del proceso entonces el cuociente es menor a 1proceso, entonces el cuociente es menor a 1, exceptuando procesos como bombas de calor donde es mayor que 1 y se denomina Coeficiente de Desempeño (COP)(COP).
• Entonces aparecen las PÉRDIDAS !p
Dónde están los ahorros? El caso de la Energía Eléctrica• C ($/mes) = c ($/kWh) * E (kWh/mes)• C ($/mes) = c ($/kWh) * E (kWh/mes)• E(kWh/mes) = P (kW) * t (h/mes)• C ($/mes) = c ($/kWh) * P (kW) * t (h/mes)• C ($/mes) = c ($/kWh) P (kW) t (h/mes)
• Inicialmente son tres los factores de costo:Inicialmente son tres los factores de costo:
– Tarifa c– Potencia P – Tiempo de uso t
Dónde están los ahorros?Dónde están los ahorros?
S d h t• Se pueden ahorrar costos con :– Reducción de cada uno de los factores de costo, o
R d ió d d f t d t– Reducción de dos factores de costo o– Reducción de los tres factores de costo
• Energía se puede ahorrar con dos factores:– Reducción de potencia – Reducción de tiempo de operación
Otras EficienciasOtras Eficiencias
S ti t 3 ti d fi i i• Se tienen entonces 3 tipos de eficiencia:– Energética– Económica– Ambiental
• Proyecto cambio calderas de comb líquidoProyecto cambio calderas de comb líquido a GN
Fases del Proyectoy
• Diagnóstico EnergéticoDiagnóstico Energético• Selección de Proyectos y Financiamiento
i• Diseño • Desarrollo y Construcción• Operación y Mantenimiento• Medición y VerificaciónMedición y Verificación
Qué es un Diagnóstico Energético?Q g g
• Estudio de una instalación que describe lasEstudio de una instalación que describe las maneras de ahorrar energía
Cuantifica los ahorros (energía y $) y costos ($)– Cuantifica los ahorros (energía y $) y costos ($)– Tipo preliminar o Grado de inversión
Orientada hacia alguna sección de la empresa o– Orientada hacia alguna sección de la empresa o totalAyuda y facilita la priorización adecuada de las– Ayuda y facilita la priorización adecuada de las inversiones
QUÉ tiene un Diagnóstico Energético?Q g g
Elementos Diagnóstico Preliminar Diagnóstico Grado Inversión PrincipalesDescripción de la instalación
Tamaño , tipo de construcción, uso del espacio, principales equipos, h d ió
Mas detallada, puede incluir toma/registro de datos
horas de operación
Costos Actuales de la Energía
Costos y uso mensual y anual de la energía, y promedio del precio de la
Adicional: Desagregación por uso final, comparación con datosEnergía energía, y promedio del precio de la
energíafinal, comparación con datos meteorológicos si hay influencia delclima
Medidas propuestas Breves descripciones, incluyendo Estudio más detallado medidas de bajo costo y no costo especialmente en iluminación
Análisis Económico Cálculo aproximado de ahorros y costos menos precisos periodo de
Más detallado, análisis más preciso de ingeniería y costos más precisoscostos, menos precisos , periodo de
repagode ingeniería y costos más precisos. Puede incluir análisis de costo de ciclo de vida
Fases Restantes del Proyectoy
• Diagnóstico EnergéticoDiagnóstico Energético• Selección de Proyectos y Financiamiento
i• Diseño • Desarrollo y Construcción• Operación y Mantenimiento• Medición y VerificaciónMedición y Verificación
CONCLUSIONES YCONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
75
CONCLUSIONESCONCLUSIONES• Tableros de distribución
E h d l t bl i i t i it d i l– En muchos de los establecimientos visitados violan en lo más fundamental el código RETIE.
– Los planos eléctricos no existen o están d t li ddesactualizados.
• Desbalance de fases por sobrecargas adicionales, adicionadas con poco criterio técnico
• La estructura actual tarifaría permite niveles altos de carga reactiva (hasta el 50%) sin cargo a la factura lo que a su vez permite altos valores defactura lo que a su vez permite altos valores de energía reactiva que se traducen en pérdidas para el sistema (no para el consumidor).
76
CONCLUSIONESCONCLUSIONES
• Se usan aún lámparas incandescentes en el sector hotelero y algunas universidades en las tres ciudades estudiadas. estud adas.
• Potencial de ahorro de energía con la sustitución de esas lámparas por eficientes. Al j d lá fl T 12 l• Alto porcentaje de lámparas fluorescentes T-12 en los subsectores hospitalario, educativo y hotelero.
• Potencial de ahorro al sustituir estas lámparas conPotencial de ahorro al sustituir estas lámparas con balasto electromagnético por T-8 o T-5 con balasto electrónico.
77
CONCLUSIONESCONCLUSIONES• Los niveles de iluminancia recomendados porLos niveles de iluminancia recomendados por
el RETIE de acuerdo con las tareas a desarrollar no se cumplen.E l l l i d d l• En los locales o negocios dentro de los centros comerciales, en las grandes superficies y en los bancos estos niveles están por encima delbancos estos niveles están por encima del máximo recomendado
• En otros establecimientos como colegios, i id d t d l d t i duniversidades, puestos de salud y estaciones de
policía estos niveles están por debajo del mínimo.
78
CONCLUSIONES• La potencia instalada en dispositivos de
iluminación por metro cuadrado es muy l d ( tá i d l tá delevada (está por encima de algunos estándares
internacionales): t i l i d l t– centros comerciales, negocios de los centros
comerciales, almacenes de grandes superficies, hoteles y moteles .ote es y ote es .
• En el sector hotelero hay aún elevado uso de incandescentes y halógenasincandescentes y halógenas
79
CONCLUSIONESCONCLUSIONES
• Para uso eficiente de la energía en iluminación no basta con emplear lámparas eficientes. Es necesario emplear dispositivos eléctricosnecesario emplear dispositivos eléctricos (balastos) y ópticos (luminarias) igualmente eficientes, diseñar apropiadamente el sistema de iluminación instalarlo convenientemente deiluminación, instalarlo convenientemente de acuerdo a un diseño de iluminación y operarlos apropiadamente.
80
CONCLUSIONES• Las grandes cargas térmicas y por ende grandes demandas
de electricidad para AA están en la ciudad de Barranquilla y Medellín en casi todos los subsectores. y
• En Bogotá se encuentran algunos AA en hospitales, bancos . En algunos negocios dentro de los centros comerciales se requieren por la gran densidad de potencia instalada por iluminación.
• Las unidades encontradas en las tres ciudades estudiadas para producir aire frío y acondicionar el ambiente son en la
í fi i d l í i Si bmayoría eficientes y de tecnología reciente. Sin embargo, no es suficiente tener unidades eficientes sino que es muy importante el diseño de todo el sistema, las unidades productoras de frío el sistema de distribución laproductoras de frío, el sistema de distribución, la regulación de la temperatura de confort y la operación de los mismos. También son importantes las medidas de uso racional, eficiente y de recuperación de calor y frío.
81
, y p y
CONCLUSIONES• La tendencia actual en los grandes centros
comerciales en Medellín y Barranquilla es tener y qAA en las áreas comunes con sistemas de aire acondicionado central, los cuales ofrecen la posibilidad de brindar este servicio a los localesposibilidad de brindar este servicio a los locales dentro del centro comercial.
• Los locales de los centros comerciales tradicionales tienen sistemas de AAtradicionales tienen sistemas de AA independientes compactos de hasta 7 kW, tipo solo aire.
• También se encontraron unidades de ventana, instaladas cerca del piso disminuyendo notablemente su eficiencia.
82
CONCLUSIONESCONCLUSIONES• Los rendimientos encontrados en las unidades de
producción de son– 1.5 kW/ton para las unidades compactas tipo split – 0 9 kW/ton para los sistemas centrales tipo aire agua y0.9 kW/ton para los sistemas centrales tipo aire agua y – 0.6 kW/ton de refrigeración para sistemas centrales con
chiller tipo solo agua.• El uso de los sistemas de AA hacen la diferencia• El uso de los sistemas de AA hacen la diferencia
en la densidad de consumo de energía eléctrica mensual por unidad de área para todos los
b t d d l i té i lsubsectores de acuerdo con el piso térmico, la densidad de consumo aumenta con la temperatura promedio.
83
CONCLUSIONES
• Los equipos de fuerza encontrados son principalmente: ascensores elevadores yprincipalmente: ascensores, elevadores y montacargas, rampas y escaleras mecánicas, compresores, motores para calderas y bombas. El d t i tá t d• El uso de estos equipos está concentrado en unos pocos subsectores: centros comerciales, grandes superficies, hospitales, hoteles y estaciones de
i iservicio. • El consumo de energía por fuerza no es tan
importante o significativo en el sector terciarioimportante o significativo en el sector terciario comparado con los demás usos (iluminación y aire acondicionado).
84
CONCLUSIONES• Los equipos de refrigeración encontrados son de dos clases:
Equipos simples y convencionales como neveras– Equipos simples y convencionales como neveras, congeladores, cavas, y cuartos fríos, y
– Equipos más complejos e intensivos en el uso de energía eléctrica como racks de frío de baja media y altaeléctrica como racks de frío de baja, media y alta temperatura.
• Las unidades o compresores de los primeros están entre 0.3 y 2 HP mientras que los racks de compresores son de2 HP, mientras que los racks de compresores son de alrededor de 5 kW cada uno, encontrándose hasta 12 compresores trabajando en paralelo.
• Muchos de los equipos simples se encontraron operandoMuchos de los equipos simples se encontraron operando anormalmente desde el punto de vista energético, es decir no presentan ciclos (trabajan ininterrumpidamente). Es posible ahorrar energía simplemente dándoles mantenimiento.
85
g p
CONCLUSIONES• Los racks de refrigeración de los grandes
establecimientos tienen por lo general técnicos de p grefrigeración que dan mantenimiento permanente y garantizan optima operación
• La influencia del piso térmico sobre la demanda• La influencia del piso térmico sobre la demanda de energía para estos sistemas no es muy visible porque la mayoría de los sistemas simples medidos trabajan las 24 horas del día en las tresmedidos trabajan las 24 horas del día en las tres ciudades y la demanda de energía de los racks de frío depende más del área total de neveras de
hibi ió d d t d l l d lexhibición de productos y del volumen de los cuartos fríos que es proporcional al movimiento de productos (ventas).
86
CONCLUSIONES
• En otros usos aparecen variados equipos, a veces muy específicos del tipo deveces muy específicos del tipo de establecimiento.
• Entre los equipos de oficina se cuentan computadores, impresoras y fotocopiadoras. p , p y pEstos tienen un consumo de stand-by en el cual se ahorra energía en comparación con el consumo en funcionamiento y por loel consumo en funcionamiento y por lo tanto las oportunidades de ahorro de energía en estos equipos son mínimas.
87
q p
CONCLUSIONES
• En los hospitales en las áreas de laboratorio eEn los hospitales, en las áreas de laboratorio e imagenología existe una tendencia a renovar periódicamente los equipos médicos por equipos nuevos que ofrezcan mayores funciones de capturanuevos que ofrezcan mayores funciones de captura y procesamiento de información, equipos que a su vez son altamente eficientes energéticamente.
• La mayoría de estos equipos son importados y cumplen estándares internacionales de ahorro decumplen estándares internacionales de ahorro de energía por lo que las posibilidades de ahorro son limitadas.
88
CONCLUSIONES• En equipos de cocina se encontraron hornos de
microondas, licuadoras, batidoras, entre otros, que , , , , qen general son muy eficientes y las posibilidades de ahorro de energía se darían mejorando la operación de los mismos.operación de los mismos.
• En hoteles, moteles y hospitales se encontraron l d lé i d lé ilavadoras eléctricas, secadoras eléctricas y planchas de rodillo, equipos que entre más nuevos, son comparativamente más eficientes que los p qsimilares antiguos. Las posibilidades de ahorro surgen principalmente de los hábitos de uso de los mismos.
89
CONCLUSIONES• Los usos encontrados para el gas natural o GLP son
cocción de alimentos, caldera y otros (como calentadores , y (de agua con calentadores de paso, secadoras a gas, etc.). Los equipos de cocción incluyen estufas, baños maría, planchas, asadores, etc. El vapor de las calderas se emplea
l t i t d t ili ió l d ípara calentamiento de agua, esterilización, lavandería y marmitas.
• Las posibilidades de ahorro de gas natural están asociadas al mantenimiento periódico de las instalaciones y equiposal mantenimiento periódico de las instalaciones y equipos, y a las buenas prácticas de operación de los mismos.
• La masificación del uso del gas natural en la ciudad de Medellín no se está llevando a cabo por limitaciones de lasMedellín no se está llevando a cabo por limitaciones de las redes de distribución y por los elevados costos de las acometidas.
90
RECOMENDACIONES
• La metodología empleada en esta investigación ha id it it h ti isido exitosa y permite hacer estimaciones con
significancia estadística. Dado el rápido cambio tecnológico y la promoción de medidas de ahorro por parte del gobierno en el sector terciario y con el fin de poder evaluar el resultado de esas políticas, incentivos, normas y acciones p , , yencaminadas a estimular el uso racional y eficiente de energía recomendamos hacer periódicamente este tipo de evaluaciones en el sector terciario, poreste tipo de evaluaciones en el sector terciario, por lo menos cada 4 años, tal como se acostumbra a realizar en otros países.
91
RECOMENDACIONES• Dado que los establecimientos visitados son todos
de carácter público, con personal propio y un p , p p p yelevado número de usuarios o visitantes, se recomienda la inspección periódica por parte de personal calificado para verificar la integridad depersonal calificado para verificar la integridad de los sistemas de electricidad y gas natural (es de anotar que las instalaciones a gas si se inspeccionan periódicamente) En lo que ainspeccionan periódicamente). En lo que a instalaciones eléctricas se refiere, es preciso hacer cumplir el RETIE.E i t t l t d l i• Es importante velar y promover todas las acciones necesarias para que se de cumplimiento a los estándares de iluminación del RETIE.
92
RECOMENDACIONES
• Es valioso reconocer la importancia que tienen losEs valioso reconocer la importancia que tienen los niveles de luminancia con respecto a las actividades que se desarrollan en las áreas de trabajo y su impacto en la salud ocupacional portrabajo y su impacto en la salud ocupacional por sobre-exposición o sub-exposición a niveles muy altos o muy bajos de luminancia por prolongadas horas de trabajohoras de trabajo.
93
RECOMENDACIONES
• Un uso racional y eficiente de la energía enUn uso racional y eficiente de la energía en iluminación no solamente requiere de un apropiado diseño arquitectónico y eléctrico sino también de una ejecución fiel de los diseñostambién de una ejecución fiel de los diseños eléctricos, lo cual implica una exigente interventoría de obra.
94
RECOMENDACIONES
• El tema de los consumos de energía y su uso racional y g y yeficiente se debe incluir en la fase de diseño arquitectónico de las edificaciones.
• Mejorar el correspondiente diseño eléctrico que permita j p q pluego en la práctica una mayor flexibilidad en la operación del sistema de iluminación y con ello un uso más racional de la energía.
• Mejorar el diseño de las luminarias, combinando los aspectos estéticos con los energéticos y ambientales.
• Se debe trabajar conjuntamente con las facultades de i i i í d l i id d larquitectura e ingeniería de las universidades y con el
SENA en programas de actualización y capacitación técnica para el manejo de estos temas.
95
RECOMENDACIONES• Ya que el consumo de electricidad por iluminación es
significativo en el sector terciario, se debe i i d bl i i– Promover que cierto tipo de establecimientos renueven sus
sistemas de iluminación con frecuencia (almacenes, centros comerciales, hoteles y otros de este tipo) y I f dif di l j l i t d– Informar y difundir que las mejoras en los sistemas de iluminación son altamente costo eficientes (corto tiempo de repago de la inversión con los ahorros de energía). P l fi i i éti il i ió di t– Promoverse la eficiencia energética en iluminación mediante diversos mecanismos: entrenamiento y capacitación de arquitectos e ingenieros, impulsar la ingeniería de la iluminacióniluminación,
– Difundir información técnica sobre las tecnologías y productos de iluminación entre el gremio de la construcción y demás interesados.
96
interesados.
RECOMENDACIONES
• Impulsar en Colombia el establecimiento de una norma i il l i NOM 007 ENER l lsimilar a la norma mexicana NOM 007 ENER, la cual
establece niveles máximos de potencia instalada por unidad de área para iluminación. Este tipo de norma promovería el uso de sistemas de iluminación eficiente para dar cumplimiento a los niveles mínimos de iluminancia exigidos por el RETIE. g p
• En equipos en los cuales los motores tienen un elevado número de horas de funcionamiento debe considerarse la viabilidad de reemplazo de estos por motores eficientesviabilidad de reemplazo de estos por motores eficientes situación que es más obvia de considerar cuando se hace necesario el reemplazo de un motor.
97
RECOMENDACIONES• Difundir la utilización de Unidades de Recuperación
de Calor en los chillers de los sistemas de AA (ejemplo, Hotel Sheraton Medellín) que recuperan el calor de condensación para calentar/precalentar agua. Estos equipos son comerciales pero no sonagua. Estos equipos son comerciales pero no son ampliamente difundidos.
• Igualmente, difundir el uso de nuevas tecnologías como por ejemplo el sistema Breeze Aircomo por ejemplo, el sistema Breeze Air (enfriamiento evaporativo) como opción para climas templados y cálido-secos.
• También el empleo de cortinas de aire para evitar la pérdida de aire frío en las entradas de los establecimientos con aire acondicionado.
98
RECOMENDACIONESRECOMENDACIONES
• Promover el uso de las buenas prácticas de uso y dePromover el uso de las buenas prácticas de uso y de operación y mantenimiento en los sistemas de aire acondicionado. La falta de mantenimiento reduce la eficiencia de estos sistemas y conlleva a un aumentoeficiencia de estos sistemas y conlleva a un aumento de consumo de electricidad.
• Promover el reemplazo de viejas unidades de aire di i d i i l t ti t áacondicionado, principalmente tipo ventana, por más
eficientes recientes y con refrigerantes amigables con el medio ambiente (recuperando el Freón 22).
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RECOMENDACIONESRECOMENDACIONES
• Promover la eficiencia energética en los sistemasPromover la eficiencia energética en los sistemas de AA mediante entrenamiento y capacitación de arquitectos e ingenieros.
• Impulsar la ingeniería del aire acondicionado• Impulsar la ingeniería del aire acondicionado,• Difundir información técnica sobre las tecnologías
y productos de aire acondicionado entre el gremio y p gde la construcción y demás interesados.
• Promover la capacitación de técnicos de refrigeración y aire acondicionado incluyendo losrefrigeración y aire acondicionado incluyendo los aspectos energéticos por parte de instituciones como el SENA.
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RECOMENDACIONESRECOMENDACIONES
• Difundir la importancia de adquirir equipos queDifundir la importancia de adquirir equipos que cumplan estándares internacionales de ahorro de energía y de la operación apropiada de los mismosmismos.
• Para el ahorro de energía eléctrica y la substitución de ACPM (y el cambio de sistemas de GLP i i l t M d llí )GLP principalmente en Medellín) es recomendable promover el uso del gas natural con mecanismos que permitan la conexión del mayor
d i iblnúmero de usuarios posible.
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GRACIAS POR SU ATENCIÓN
GRACIAS POR SU ATENCIÓN !
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