Claves para la mejora de la eficiencia energética del ascensor Rafael Rodríguez. 13 de febrero 2014

Claves para la mejora de la eficiencia energética del ascensor 13 de febrero de 2014 Rafael Rodríguez

ThyssenKrupp Elevadores ThyssenKrupp Elevadores

Índice Thyssenkrupp

. ¿Quiénes somos?.



Conceptos generales del consumo energético del ascensor.  Preparación  Casos

de la estrategia de modernización.

prácticos de una modernización.

 Conclusiones.

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ThyssenKrupp Quienes somos

ThyssenKrupp Materiales

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Steel Europe

Elevator Technology

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Industrial Solutions

150.000 empleados en 80 países Claves para la mejora de la eficiencia energética del ascensor 13 de febrero de 2014 Rafael Rodríguez

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ThyssenKrupp Elevator La división de elevación

48.000 Empleados Producimos, instalamos, mantenemos y modernizamos: - Ascensores - Escaleras mecánicas, pasillos y rampas - Salvaescaleras y equipos de accesibilidad - Pasarelas de embarque - Equipamientos escénicos Disponemos de 4 fábricas y 2 centros de I+D en España En el centro de I+D de Móstoles se ha diseñado el nuevo ascensor synergy element que se fabricará en España para todo el mundo Claves para la mejora de la eficiencia energética del ascensor 13 de febrero de 2014 Rafael Rodríguez

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Índice Thyssenkrupp

. ¿Quiénes somos?.

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Conceptos generales del consumo energético del ascensor.  Preparación  Casos

de la estrategia de modernización.

prácticos de una modernización.

 Conclusiones.

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Conceptos generales ¿Cómo medir?. Marco normativo. o ISO 25745-1 Eficiencia energética de los ascensores y escaleras mecánicas. Parte 1: Medición de la energía y conformidad o VDI 4707 Eficiencia energética de los ascensores Proporcionan un método objetivo para medir de la energía consumida por un ascensor y establecer una clasificación para comparar la eficiencia de diferentes ascensores Claves para la mejora de la eficiencia energética del ascensor 13 de febrero de 2014 Rafael Rodríguez

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Conceptos generales Medición de consumos

o Energía de funcionamiento (Ciclo normalizado) o El ascensor en vacío efectúa un ciclo completo en bajada y subida incluyendo dos ciclos de apertura y cierre de puertas.

o Potencia de reposo o Medida cinco minutos desde el último viaje del ascensor para dar tiempo a alcanzar el estado de bajo consumo, si existe. Claves para la mejora de la eficiencia energética del ascensor 13 de febrero de 2014 Rafael Rodríguez

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Conceptos generales

Descomposición de consumos 3L N PE

Diagrama VDI 4707

Energía principal de funcionamient o

P2 Circuito auxiliar

P1 Potencia Ascensor

Interruptor principal de potencia

Interruptor del circuito de alumbrado

Maniobra

Alumbrado de cabina

Alumbrado de hueco

Motor, convertidor y freno

Enchufe de techo de cabina

Enchufes en cuarto de máquinas y foso

Puertas

Ventilador de cabina

Alumbrado de cuarto de máquinas

Sistema de alarma y monitorización

Sistema de extracción de humos

Fuente de alimentación de emergencia

Aire acondicionado cuarto maqs

Ascensor

Edificio

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Energía auxiliar de funcionamient o Energía principal de reposo Energía auxiliar de reposo

Índice Thyssenkrupp

. ¿Quiénes somos?.

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Conceptos generales del consumo energético del ascensor.  Preparación  Casos

de la estrategia de modernización.

prácticos de una modernización.

 Conclusiones.

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Preparación de la estrategia Proceso

Toma de datos

Recogida de las características principales de la instalación

Auditoría Energética Medición

Estudio Energético

VDI 4707 (Opcional)

(Técnico – Económico)

Medición de los valores requeridos en la VDI para el ciclo normalizado y reposo

Generación de estudio energético para diferentes hipótesis de modernización

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Propuesta de modernización

Teniendo en cuenta los resultados del estudio energético y la política de sostenibilidad del cliente

Principales estrategias de ahorro Funcionamiento Reposo

Intensidad / frecuencia de uso

Relación con los componentes de consumo Energía principal

Máquina gearless Variador regenerativo

Energía auxiliar

Iluminación led Gestión eficiente del tráfico

Energía principal

Autopagado maniobra

Energía auxiliar

Autoapagado iluminación

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Preparación de la estrategia

Soluciones para la modernización sostenible

Funcionamiento Reposo

Intensidad / frecuencia de uso

Sustitución Completa Ascensor tracción gearless

Energía principal

Máquina gearless Variador regenerativo Gestión eficiente del tráfico

Modernización parcial Maniobra

Tracción

Gestión eficiente del tráfico Variador Variador regenerativo

Tracción eléctrica Máquina gearless Variador Variador regenerativo Tracción hidráulica Válvula electrónica Variador Variador regenerativo Acumulador de presión

Cabina

Cabinas estándar con iluminación led Kit decorativo con iluminación led Techos led Lámparas led

Energía auxiliar

Iluminación led

Energía principal

Autopagado maniobra

Autoapagado maniobra

Energía auxiliar

Autoapagado iluminación y consumos auxiliares

Autoapagado/atenuado iluminación y consumos auxiliares

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Iluminación led + Autoapagado/atenuado iluminación

Índice Thyssenkrupp

. ¿Quiénes somos?.



Conceptos generales del consumo energético del ascensor.  Preparación  Casos

de la estrategia de modernización.

prácticos de una modernización.

 Conclusiones.

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Sustitución completa Ascensores de clase A

o La clasificación energética VD 4707 es afectada por tres factores principales: consumo en reposo, consumo en funcionamiento y la categoría de uso del ascensor. o La clasificación, en el caso de los ascensores, la tiene una unidad en concreto, no un modelo genérico. No obstante otra unidad con una configuración parecida, en las mismas condiciones de uso debe resultar en una eficiencia parecida. o En cualquier caso es conveniente establecer por cálculo (con un programa específico) la clasificación esperada del ascensor.

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Máquina gearless Descripción

o Concepto o Los ascensores antiguos generalmente utilizaban un reductor mecánico para reducir la velocidad a del motor (1000-1500 rpm) al nivel de la necesaria para el ascensor. o Los modernos ascensores utilizan motores de baja velocidad que unidos a una tracción regulada hacen innecesario el reductor mecánico.

o Posibilidades de modernización o Suministro como kit con un variador de frecuencia o Suministro conjunto con la maniobra

o Utilización preferente o Las máquinas gearless representan el estado actual de la técnica (casi todos los ascensores nuevos las incorporan) por lo que siempre es recomendable su utilización cuando cambiamos una existente. Claves para la mejora de la eficiencia energética del ascensor 13 de febrero de 2014 Rafael Rodríguez

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Maquina gearless Ahorro energético o

Típicamente se ahorra entre un 30% y un 40% de la energía principal de funcionamiento respecto a un 2 v. Extracto del cálculo con la herramienta Caracteristicas del caso Eclift: Desginación del caso Uso del ascensor Nº de paradas Recorrido (m) Nº de viviendas (Uso Viviendas) Velocidad (m/s) Carga nominal (Kg) Categoría de uso VDI 4707 (Intensidad/Frecuencia) Grupo tractor Tipo de máquina Tecnología de tracción Resultados Resultado VDI 4707 Calificación energética funcionamiento (VDI 4707) Calificación energética reposo(VDI 4707) Calificación energética ascensor (VDI 4707) Ahorro energía funcionamiento respecto a situación 1 (%) Ahorro energía reposo respecto a situación 1 (%) Ahorro energía total respecto a situación 1 (%)

Maquina con reductor 2v Pasajeros

Maquina gearless Pasajeros 11 30,00 30 1,00 450

11 30,00 30 1,00 450

Media/Ocasional

Media/Ocasional

Reductor de bajo rendimiento 2 velocidades

Gearless AC VVVF

D B

C C C

C

0,00% 0,00% 0,00%

49,35% -21,79% 22,58%

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Máquina gearless Ejemplo medición real 18000

Potencia instantánea a lo largo de un ciclo normalizado

Energía principal de funcionamiento Ahorro 27%

16000 14000

Potencia (W)

12000 10000

Gearless 2v

8000 6000 4000 2000

0,5 2,5 4,5 6,5 8,5 10,5 12,5 14,5 16,5 18,5 20,5 22,5 24,5 26,5 28,5 30,5 32,5 34,5 36,5 38,5 40,5 42,5 44,5 46,5 48,5 50,5 52,5 54,5 56,5 58,5 60,5 62,5 64,5 66,5 68,5 70,5 72,5 74,5 76,5 78,5 80,5 82,5 84,5 86,5 88,5 90,5 92,5 94,5

0 -2000

Tiempo (s)

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Variador regenerativo Descripción

o Concepto o Los ascensores con variadores convencionales disipan la energía generada por el ascensor en los estados favorables de carga (cuando se mueve por efecto de la gravedad). o Un variador regenerativo devuelve esta energía a la red de alimentación

o Posibilidades de modernización o Suministro con la maniobra o Suministro con la máquina o Suministro como kit para un ascensor existente

o Utilización preferente o En ascensores de gran potencia, recorrido largo y mucho tráfico. Claves para la mejora de la eficiencia energética del ascensor 13 de febrero de 2014 Rafael Rodríguez

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Variador regenerativo Ahorro energético o

Típicamente se ahorra entre un 25 y un 30% de la energía principal de funcionamiento. Extracto del cálculo con la herramienta Eclift en un ascensor de alta utilización: Caracteristicas del caso Desginación del caso Uso del ascensor Nº de paradas Recorrido (m) Velocidad (m/s) Carga nominal (Kg) Categoría de uso VDI 4707 (Intensidad/Frecuencia) Grupo tractor Tipo de máquina Tecnología de tracción Resultados Resultado VDI 4707 Calificación energética funcionamiento (VDI 4707) Calificación energética reposo(VDI 4707) Calificación energética ascensor (VDI 4707)

Con variador convencional Pasajeros

Con variador regenerativo Pasajeros

3 32,00 1,60 1000

3 32,00 1,60 1000

Muy Alta/Muy frecuente

Muy Alta/Muy frecuente

Gearless AC VVVF

Gearless AC VVVF Regenerativo

B A

A A B

Ahorro energía funcionamiento respecto a situación 1 (%) Ahorro energía reposo respecto a situación 1 (%) Ahorro energía total respecto a situación 1 (%)

A 24,90% 0,00% 22,45%

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Variador regenerativo Ejemplo medición real 5000

Potencia instantánea a lo largo de un ciclo normalizado

Energía principal de funcionamiento Ahorro 29%

4000

3000

Potencia  (W)

Motor 2000

1000

0

‐1000 Gearless recuperación Gearless ‐2000

Generador Tiempo

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Maniobra con autoapagado Descripción

o Concepto o Los ascensores con tracción regulada convencionales mantienen el variador energizado incluso cuando el ascensor no está en uso. Lo mismo ocurre con los posicionales. o Una maniobra con esta función de ahorro en reposo apaga todos los sistemas (no sólo la iluminación) para reducir el consumo al mínimo.

o Posibilidades de modernización o Cualquier modernización que incluya maniobra

o Utilización preferente o Siempre es interesante aunque en ascensores de bajo uso es extremadamente útil. Hay que tener en cuenta además que las nuevas maniobras disponen de forma estándar de posibilidad de funcionamiento colectivo por lo que siempre existe un ahorro cuando pasamos de universal a éste. Claves para la mejora de la eficiencia energética del ascensor 13 de febrero de 2014 Rafael Rodríguez

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Maniobra con auto apagado Ahorro energético o

Una maniobra con esta función puede ahorrar el 50% del consumo en reposo. Extracto del cálculo con la herramienta Eclift en un ascensor gearless moderno de baja utilización: Características del caso Desginación del caso Uso del ascensor Nº de ascensores Nº de paradas Recorrido (m) Velocidad (m/s) Carga nominal (Kg) Categoría de uso VDI 4707 (Intensidad/Frecuencia) Resultados Resultado VDI 4707 Calificación energética funcionamiento (VDI 4707) Calificación energética reposo(VDI 4707) Calificación energética ascensor (VDI 4707) Ahorro energía funcionamiento respecto a situación 1 (%) Ahorro energía reposo respecto a situación 1 (%) Ahorro energía total respecto a situación 1 (%)

Maniobra convencional Pasajeros

Maniobra con autoapagado Pasajeros 1 6 15,00 1,00 450

1 6 15,00 1,00 450

Baja/Rara

Baja/Rara

C B

C A B

A

0,00% 0,00% 0,00%

0,00% 50,75% 44,84%

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Maniobra con gestión eficiente Descripción

o Concepto o Una gestión eficiente del tráfico redunda, para un mismo nivel de servicio, en un número de arranques y tiempo de funcionamiento menor y de aquí un menor consumo. o La gestión eficiente del tráfico más sencilla es cuando pasamos de una maniobra universal a una colectiva pero se puede complicar en grandes edificios a sistemas con inteligencia artificial.

o Posibilidades de modernización o Cualquier modernización que incluya maniobra

o Utilización preferente o Siempre que sustituyamos los cuadros de maniobra debemos decantarnos por el sistema de gestión del tráfico que mejor se adapte a las necesidades del edificio. Es especialmente importante en los ascensores de más uso. Claves para la mejora de la eficiencia energética del ascensor 13 de febrero de 2014 Rafael Rodríguez

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Iluminación led + autoapagado Descripción

o Concepto o Combinar el cambio a iluminación led con el kit de autoapagado (en caso de que la maniobra no disponga de él).

o Posibilidades de modernización o Kit de autoapagado (o atenuado) + o Sustitución de lámparas o Sustitución de luminarias o techos o Nueva decoración integrada con iluminación led

o Utilización preferente o Siempre es recomendable, aunque el beneficio relativo se incrementa en los ascensores de poco uso. Claves para la mejora de la eficiencia energética del ascensor 13 de febrero de 2014 Rafael Rodríguez

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Iluminación led + autoapagado Ahorro energético o

La iluminación led puede suponer hasta un 99 % de ahorro de la iluminación del ascensor si se combina con el kit de autoapagado. Ejemplo de cálculo con la herramienta Eclift en un ascensor de baja utilización: Características del caso Designación del caso Número de caso Nº de paradas Recorrido (m) Velocidad (m/s) Carga nominal (Kg) Categoría de uso VDI 4707 (Intensidad/Frecuencia)

Iluminación fluorescente

Iluminación led con autoap. 1 3 9,40 1,00 630

2 3 9,40 1,00 630

Baja/Rara

Baja/Rara

Grupo tractor Tipo de máquina Tecnología de tracción Resultados

Gearless AC VVVF Regenerativo

Gearless AC VVVF Regenerativo

Resultado VDI 4707 Calificación energética funcionamiento (VDI 4707) Calificación energética reposo(VDI 4707) Calificación energética ascensor (VDI 4707)

B C

B A

Ahorro energía funcionamiento respecto a situación 1 (%) Ahorro energía reposo respecto a situación 1 (%) Ahorro energía total respecto a situación 1 (%)

C

A

0,00% 0,00% 0,00%

15,14% 73,93% 69,99%

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Modernización hidráulica Descripción

o Concepto o Los ascensores hidráulicos debemos limitarlos a aplicaciones muy concretas en que el nivel de uso sea bajo. En aquellos menos eficientes deberíamos realizar al menos una modernización básica. En otros casos es conveniente considerar, llegado el momento, su sustitución por ascensores con calificaciones energéticas mejores.

o Posibilidades de modernización o Básica o Incorporación de válvula de control electrónico o Más costosas o Nueva central con variador o variador regenerativo o Nueva central con variador y acumulador de presión

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Modernización hidráulica Ahorro energético Características del caso Una Número de caso modernización Desginación del caso básica de la Nº de paradas Recorrido (m) tracción Velocidad (m/s) Carga nominal (Kg) hidráulica Categoría de uso VDI 4707 (Intensidad/Frecuencia) combinada con Grupo tractor la utilización de Tipo de máquina Tecnología de tracción la iluminación led puede Resultados suponer un Caso de referencia ahorro del 40%. Resultado VDI 4707 Calificación energética funcionamiento (VDI 4707) El Cambio a Calificación energética reposo(VDI 4707) tracción eléctrica Calificación energética ascensor (VDI 4707) Ahorro energía funcionamiento respecto a situación 1 (%) gearless de Ahorro energía reposo respecto a situación 1 (%) Ahorro energía total respecto a situación 1 (%) última Ahorro energía funcionamiento respecto a situación de referencia (%) tecnología Ahorro energía reposo respecto a situación de referencia (%) Ahorro energía total respecto a situación de referencia (%) puede llegar al 80%. Claves para la mejora de la eficiencia energética del ascensor

o

1 Hidráulico convencional

2

3 Válvula electrónica + LED

Válvula electrónica

4 Gearless eléctrico

2 2 2 2 3,90 3,90 3,90 3,90 0,60 0,60 0,60 0,60 630 630 630 630 Media/Ocasional Media/Ocasional Media/Ocasional Media/Ocasional

Hidráulico

Hidráulico

Hidráulico

Gearless AC

HID Val.mecánicas

HID - Válvula electrónica

HID - Válvula electrónica

VVVF

Caso 1

Caso 1

Caso 2

Caso 3

G C

G C

G A

C A

F

F

F

B

0,00% 0,00% 0,00%

27,55% 0,00% 18,36%

29,04% 65,64% 41,26%

90,26% 76,86% 85,78%

0,00% 0,00% 0,00%

27,55% 0,00% 18,36%

2,05% 65,64% 28,05%

86,27% 32,65% 75,80%

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Índice  Conceptos

generales

 Preparación  Casos

de la estrategia de modernización

prácticos de modernización sostenible

 Conclusiones

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Conclusiones o El estado actual de la técnica permite la elección de ascensores extraordinariamente eficientes a un coste razonable. o Desde el punto de vista de la eficiencia un ascensor debiera incluir como mínimo tracción gearless, maniobra con función de ahorro de energía en reposo (desconexión del variador y de otros sistemas) e iluminación led con autoapagado. Con estas tres tecnologías se puede conseguir un ascensor de clase A en el ámbito residencial. o En los ascensores de gran tráfico es aconsejable además instalar un variador regenerativo y utilizar el sistema de gestión de maniobra más adecuado. o Es aconsejable siempre que sea posible elegir ascensores de modelos que hayan obtenido clasificación A (VDI 4707) y que en cualquier caso se mantenga en un cálculo personalizado para dicho caso.

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Gracias por su atención

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