Los costos de ventilación se distribuyen de acuerdo con el consumo

Fig. 1: Con el Luftmeister de halstrup-walcher Luftenergie, captura y factura los costos de acuerdo con el consumo.

Fig. 2: Registro de la potencia térmica del aire y energía por el maestro del aire EZ.

Fig. 3: Cálculo de costes de ventilación dependiente del consumo utilizando medidores de energía aérea.

Tab. 1: Valores característicos de los costes de ventilación del edificio de ejemplo (zona útil).

Fig. 4: Ejemplo de una liquidación de costes de ventilación basada en el consumo utilizando medidores de energía de aire.

Fig. 5: Esquema de la instalación del proyecto de ejemplo (Complejo de oficinas con 10 zonas de alquiler).

Fig. 6: Concepto de puntos de medición del proyecto de ejemplo.

Tab. 2: Comparación de costos de ventilación basados en áreas y en consumo (*La comparación se refiere a un primer año de facturación y aún no considera los ahorros que se generan en los años siguientes).

Tab. 2: Comparación de costos de ventilación basados en áreas y en consumo (* La comparación se refiere a un primer año de facturación y aún no considera los ahorros que se obtendrán en los años siguientes).

Durante muchos años ha sido habitual distribuir los costes de ventilación de los sistemas de ventilación mecánica controlada según la superficie, en caso de que varios usuarios compartan un sistema común de ventilación.

En complejos industriales o edificios de tamaño medio y grande se manejan grandes volúmenes de aire. La revisión de estos suele realizarse solo durante la aceptación, no en el funcionamiento posterior. Aquí entra en juego la solución de medición "Luftmeister" de halstrup-walcher. Basándose en una medición precisa del flujo volumétrico y de masa en la línea de aire, no solo se suma la cantidad de aire que pasa, sino que también se determina la energía térmica transferida a través de la línea de aire mediante sensores de entalpía o temperatura. Con esta información constante sobre consumo y flujo de energía, toda la tecnología de aire, en particular la recuperación de calor, puede integrarse en la gestión energética operativa.

Distribución de costes de ventilación basada en el consumo – según la nueva VDI 2077 hoja 5

Desde hace más de 25 años en Alemania rige la Ordenanza de Costes de Calefacción, que establece legalmente una facturación basada en el consumo en caso de uso conjunto de un sistema de calefacción. Hasta ahora, en la tecnología de ventilación y climatización no existen leyes, regulaciones o directrices que exijan algo similar para la facturación de costes de ventilación.

Un grupo de directrices del VDI está trabajando para cerrar esta laguna. Con la directriz VDI 2077 hoja 5 se está desarrollando actualmente una normativa correspondiente. La presentación más detallada y definitiva del contenido de las directrices solo podrá hacerse tras su publicación pendiente. Sin embargo, en círculos especializados existe consenso en que se aplicará lo siguiente:

Las nuevas instalaciones de ventilación mecánica controlada que sean utilizadas en común Y

•  que sus usuarios individuales tengan caudales de volumen variables en el tiempo O
•  que sus usuarios individuales tengan diferentes horarios de uso,

requieren un concepto de medición de ventilación que distribuya los costes de ventilación en función del consumo. Para instalaciones existentes también puede acordarse una base de consumo, pero esto probablemente será opcional para las partes contratantes.

¿Pero cómo puede en la práctica sustituirse la distribución por superficie mediante una medición basada en el consumo? La hoja VDI 2077 5 contempla una diferenciación de casos. Particular atención merece el llamado "contador de energía de aire", representado por el Luftmeister® de halstrup-walcher.

Funcionamiento del Luftmeister® EZ (contador de energía de aire) de halstrup-walcher

Con el Luftmeister® EZ, el especialista en medición halstrup-walcher lanzó en 2016 el primer "contador de energía de aire". Es capaz de medir con alta precisión el caudal en líneas de aire acondicionado o proceso, concretamente el flujo volumétrico y también el flujo de masa. Este valor de flujo se suma continuamente, formando un llamado "contador de aire" V (tamaños de medición: [kg] o [m³]) (ver Fig. 1).

Además, el Luftmeister® EZ mide mediante sensores de entalpía EN 55 el contenido energético del aire. La figura 2 muestra su funcionamiento: el Luftmeister® EZ multiplica el flujo de masa [kg/h] del aire que pasa por la línea por el aumento/disminución de la entalpía [kWh/kg]. En otras palabras, mide cuánta energía se añade o se extrae en dos puntos del sistema de conductos de aire. La potencia térmica del aire [W], medida así, se integra a lo largo del tiempo (se suma); se obtiene un valor de energía térmica [MWh]. Se distingue si se trata de fases de aumento de entalpía o de disminución. En el primer caso, el valor de energía correspondiente se suma a la "cuenta de aporte de calor" Q+, y en el segundo, a la "cuenta de extracción de calor" Q-. De este modo, en cada período se puede determinar cuánto calor o frío corresponde a cada usuario.

Gracias a los tres contadores de consumo independientes (volumen de aire V, aporte de calor Q+, extracción de calor Q-) del Luftmeister® EZ, la facturación de costes de ventilación puede hacerse de forma muy justa y precisa. En concreto, como se muestra en la figura 3, se pueden distribuir por separado los costes relacionados con electricidad, calor y frío.

Opcionalmente, estará disponible un Luftmeister® calibrado. Especialmente en situaciones de facturación complicadas, será útil para todas las partes contar con una base de facturación jurídicamente segura. Además, será posible gestionar un "contrato de aire" basado en contadores calibrados, donde el consumidor paga solo por la cantidad de aire efectivamente suministrada y su acondicionamiento real.

Facturación basada en el consumo en la práctica

Como ejemplo práctico, consideremos un área de uso con un total de 5.400 metros cuadrados de superficie útil. ¿Cómo se distribuyen hoy los costes de ventilación en función de la superficie, y cómo sería la situación con una distribución basada en el consumo mediante el Luftmeister® EZ? La superficie total se divide en 10 áreas de uso, que varían entre 300 y 800 metros cuadrados.

La tabla 1 muestra los valores característicos de costes de ventilación derivados del funcionamiento de los últimos años, y la figura 4 presenta la aplicación de la fórmula mostrada en la figura 3.

El aire para todo el edificio se prepara en una central de ventilación mecánica controlada (VMC). La figura 5 muestra el esquema del sistema. En la central, se precondiciona un caudal de 20.000 m³/h mediante recuperación de calor y enfriamiento adiabático de aire de extracción.

Luego, mediante un intercambiador de calefacción y uno de refrigeración, se completa la condición del aire en la central. Las condiciones de climatización del volumen de aire de entrada se pueden ajustar individualmente en cada área, dentro de ciertos límites. Los intercambiadores descentralizados en la línea de entrada garantizan una postcondicionamiento adecuado.

¿Cómo puede sustituirse la distribución por superficie como base de facturación mediante una medición basada en el consumo? La figura 6 muestra los puntos de medición previstos:

- Contador de energía térmica (H): suma las cantidades de energía térmica [MWh] suministradas por la central de ventilación y a cada área (intercambiadores de calefacción en las líneas de entrada). Este valor representa la aportación de energía para calentar el aire.
- Contador de energía de frío (K): suma las cantidades de energía fría [MWh] suministradas por la central y a cada área (intercambiadores de refrigeración en las líneas de entrada). Este valor representa la extracción de energía para enfriar el aire.
- Contador de agua (W): mide la cantidad de agua [m³] que se suministra para el enfriamiento adiabático del aire. También en este caso, el contador representa una extracción de energía para enfriar el aire.
- Contador de electricidad (S): mide la energía eléctrica [MWh eléctrica]. Este valor representa la energía suministrada para el funcionamiento de los ventiladores.

Todos estos contadores miden las magnitudes de entrada. En cada período de facturación, se evalúan y se asigna un importe en euros por unidad de contador. Estos importes, con ayuda de diez Luftmeister® EZ y once sensores de entalpía, se distribuyen proporcionalmente a las diez áreas de uso.

La tabla 2 compara la facturación basada en superficie y en consumo en el ejemplo del proyecto. Para la distribución por superficie, se calcula la contribución de coste por metro cuadrado a partir de los valores históricos (ver tabla 1). Para la distribución por consumo, se emplean las fórmulas de la figura 3. Como ejemplo, en la zona 1 los costes de ventilación son un 16 % mayores que con la distribución por superficie, debido al mayor consumo de energía de refrigeración o calefacción en esa zona. Esto supone una diferencia anual de aproximadamente 527 euros.

Los ahorros permiten amortizar pronto el sistema de medición Luftmeister®

Con una facturación basada en el consumo, los ahorros correspondientes en cada área se perciben de inmediato, mientras que con la distribución por superficie el efecto para cada usuario sería apenas perceptible. La gestión energética se "internaliza": cada uno contribuye con su comportamiento de uso al ahorro total y se beneficia directamente de la reducción de costes.

¿Qué ahorros son realistas en un período de varios años, si se presenta al usuario final el coste basado en el consumo de esta manera? Según agencias energéticas, los ahorros reales oscilan entre el 10 y el 25 %. Estos ahorros también son alcanzables con el uso del Luftmeister® en sistemas de ventilación mecánica controlada,

•  que el usuario conozca los costes en función del consumo y ajuste su comportamiento para reducirlos (menos frío en verano, menos calor en invierno, valores de humedad más estables y, si se desea, caudales ajustados, por ejemplo, en horarios de menor demanda).
•  que el operador, con los datos operativos del Luftmeister®, implemente optimizaciones de control, por ejemplo, en relación con la función de recuperación de calor.

Como la medición de entalpía relevante para cada área de alquiler está situada directamente en el flujo de entrada del área, solo se facturan la cantidad de energía útil realmente suministrada y el volumen de aire utilizado. Por tanto, (y esto es fundamental para que se "genere" el ahorro) interesa al operador suministrar esta energía útil y volumen de aire de manera eficiente.

Así, el operador tiene una motivación inmediata para asegurar un equipamiento y control óptimos del sistema de ventilación y minimizar pérdidas en las líneas de aire.

Con costes anuales totales de 60.000 a 150.000 euros, y asumiendo un ahorro del 10 al 25 %, en el ejemplo del proyecto esto supondría unos ahorros de aproximadamente 6.000 a 15.000 euros anuales. Un sistema Luftmeister®, cuyo coste en el ejemplo sería de unos 25.000 euros, se amortizaría en 1,5 a 4 años.

Otros potenciales beneficios del uso del Luftmeister®

En esta estimación rápida aún falta considerar qué beneficios adicionales aporta el "todoterreno" Luftmeister®:

- Supervisión de higiene (monitorización de flujo, distancia del punto de rocío y filtros)
- Regulación del caudal (en tándem con reguladores de volumen)
- Gestión energética (provisión de valores de flujo energético para monitorización y optimización continua)

Existen buenas razones para que inversores y estudios de ingeniería acuerden el uso del Luftmeister®. Sobre esta base, el inversor puede presentar argumentos adicionales a favor de la sostenibilidad de su inmueble. Al mismo tiempo, el planificador sabe que realiza una planificación a prueba de futuro, ya que ya diseña con la tecnología más avanzada. Y, por último, los operadores y gestores de instalaciones podrán practicar una facturación de costes de ventilación justa y jurídicamente segura, basada en el consumo.