viernes, 2 de junio de 2017

Cambio a ILUMINACIÓN LED

Ya hemos realizado el cambio de la iluminación a sistema LED. El ahorro es más del 50 % (aproximadamente 60 euros al año), así que en en cuatro años ya los tendremos amortizados y esperamos que duren al menos 20.

Situación inicial de la iluminación
La iluminación inicial  del aula, consistía en  15 luminarias de montaje superficial sin difusor de 120 cm, con 2 tubos fluorescentes de 36 W, con un flujo luminoso teórico inicial de 2500 lúmenes por tubo y un equipo auxiliar formado por 2 balastos con unas pérdidas de 4 W cada uno.
Las 15 luminarias se encuentran repartidas en tres circuitos independientes, comandados cada uno de ellos con un PIA de 2x10 A.

Datos de consumos iniciales
Potencia Activa
1200 W
Intensidad
5,3 A
FP
0,98
Nº de tubos FLUOR.
30
Horas de uso
640 horas
Consumo kWh/año
768 kWh
Gasto
115
Nivel de iluminancia
420 lux

Los consumos se han calculado para 4 horas día, durante 160 días
Reforma realizada
Se han sustituido los fluorescentes, por tubos LED de 18 W, con un flujo luminoso teórico inicial de 2016 lúmenes y temperatura del color de 5700K (el modelo elegido ha sido T8GP120 de la marca Threeline). Además se ha modificado el cuadro eléctrico que protege los circuitos de alumbrado, de tal forma que se han colocado tres PIAs para el gobierno de cada uno de los circuitos de alumbrado y un PIA adicional que controla el encendido de los equipos de la mesa del profesor y del proyector.

Datos después de implementar las medidas propuestas.
Potencia Activa
540 W
Intensidad
2,55 A
FP
0,92
Nº de tubos LED
30
Horas de uso
640 horas
Consumo kWh/año
346 kWh
Gasto
52
Nivel de iluminancia
500 lux


Nivel de iluminación en los puestos de trabajo

En negro aparecen los niveles de iluminación que proporcionaban los fluorescentes inicialmente instalados, y en rojo los niveles que proporcionan los tubos LEDs en cada uno de los puestos de trabajo, observándose una mejora significativa con un importante ahorro de energía. 



Ventajas de la ILUMINACIÓN LED

1.    Ahorro en el consumo eléctrico
2.    Eficiencia energética elevada
3.    Larga vida útil
4.    Protección del medio ambiente y la salud (no emiten radiaciones ultravioletas e infrarrojas, no contienen mercurio, no atraen a los insectos y reducen las emisiones de CO2)
5.    Alto índice de reproducción cromática
6.    Menor mantenimieto
7.    Gran versatilidad de aplicaciones.
8.    Regulables
9.    Encendido inmediato.
10. Mayor resistencia térmica y mecánica.
11. No emiten calor



1. AHORRO EN EL CONSUMO ELÉCTRICO
Las bombillas LED consumen 2,5 veces menos que una bombilla de bajo consumo convencional y 8,9 veces menos que una bombilla tradicional incandescente. Esto conlleva un impresionante ahorro económico, que puede llegar al 90% en la factura de la luz y a una rápida amortización de la inversión.
Las bombillas o focos led  pueden llegar a consumir aproximadamente un 80% menos energía eléctrica que las bombillas tradicionales.
2. EFICIENCIA ENERGÉTICA ELEVADA
El flujo de la luz en las lámparas LED permite dirigirla al área que se desee, sin perder energía en haces de luz en otras direcciones (como así ocurre en los focos comunes) así se incrementa la uniformidad lumínica y  se reduce la pérdida de iluminación entre fuentes de luz. Con las bombillas led se consigue una mayor eficiencia lumínica, llegando a tener hasta 150 lúmenes por watt en las lámparas de alta eficiencia y de 80 lúmenes por watt en las comunes. En consecuencia, las lámparas LED tienen un mayor rendimiento lumínico útil (en porcentaje de lúmenes por watt) que los focos ahorradores de energía o las lámparas de vapor de sodio. Las lámparas LED ofrecen ocho veces más iluminación que las lámparas comunes de filamentos de tungsteno.
3. LARGA VIDA ÚTIL
Las bombillas Led tienen una vida útil de hasta 50,000 horas frente a las 2.000 horas de una bombilla tradicional. Esto se traduce en una duración de 17 años a 8 horas diarias de utilización. La misma vida útil es aplicable a los drivers que se utilizan para poderlas conectar con la corriente alterna. A diferencia de la bombilla tradicional, una bombilla LED no deja de funcionar, únicamente reduce progresivamente su capacidad lumínica y se estima su reemplazo en un intervalo que va  de las 30.000 a las 50.000 horas.
4. PROTECCIÓN DEL MEDIO AMBIENTE Y LA SALUD
Los Leds son una fuente de luz monocromática no emiten radiaciones ultravioletas ni infrarrojas a diferencia de la iluminación fluorescente que puede dañar ciertos tipos de piel sensible o provocar dolores de cabeza con el parpadeo.
La luz LED no atrae a los insectos como por ejemplo los mosquitos.
Las bombillas led producen una pérdida mínima por calor y ahorran energía, esto ayuda enormemente a la protección del medio ambiente y a reducir las emisiones de CO2.
Las bombillas Led, a diferencia de las bombillas de bajo consumo, no contienen mercurio en su fabricación por lo que son totalmente ecológicas.
5. CALIDAD DE LUZ
Las luces LED tienen un alto Índice de Reproducción Cromática.
(IRC: es una medida de la capacidad que una fuente luminosa tiene para reproducir fielmente los colores de varios objetos en comparación con una fuente de luz).
En la tecnología Led el  IRC es de 90 frente a un 44 de las bombillas convencionales, lo cual nos da como resultado colores más puros, nítidos, intensos y profundos. Los sistemas de iluminación con Led no producen efectos estroboscópicos, ni resplandor, ofrecen una  luminosidad uniforme, para cualquier tipo de ambiente (exteriores, interiores o espacios abiertos). Además debido a su pequeño tamaño se pueden crear infinidad de diseños geométricos en luminarias.
6. MENOR MANTENIMIENTO
Gracias a su vida útil de hasta 50,000 horas, las bombillas LED no se tienen que reemplazar constantemente traduciéndose esto en un excelente ahorro en cuestiones de mantenimiento.
Las bombillas LED son perfectas para instalación en aplicaciones donde el mantenimiento es muy complicado o costoso o en lugares de acceso restringido.
Debido a que el consumo de energía es mucho menor, las instalaciones eléctricas de las lámparas Leds se hacen con cables de calibres mucho menores, esto se traduce directamente en un ahorro sustancial en el cableado y en las instalaciones. 
7. VERSATILIDAD EN APLICACIONES
La tecnología de iluminación con Leds se encuentra prácticamente en todas las aplicaciones, pudiendo substituir a los focos comunes incandescentes y a los fluorescentes. Además, a diferencia de las luces fluorescentes, dicha tecnología soporta bajas temperaturas, de hasta -40º, lo que las hace aptas para instalarlas en lugares como cámaras frigoríficas.
8. SON REGULABLES
En sistemas de iluminación inteligente donde se requiere reguladores de intensidad lumínica (timers, sensores de movimiento etc…), la tecnología LED es muy superior a cualquier otra. La variación de la intensidad luminosa, además de ahorrar energía favorece a alargar la vida de los Leds.
9. ENCENDIDO INMEDIATO
El encendido y apagado en las luces led es instantáneo. No es necesario un tiempo óptimo para alcanzar su luminosidad completa, como es el caso de las fluorescentes compactas ( Bajo consumo). Esta es una gran ventaja en los lugares donde se requiere una luminosidad intensa momentánea.
Los leds también ofrecen la posibilidad de encendido y apagado ilimitados, sin afectar a su funcionamiento.
10. MAYOR RESISTENCIA TÉRMICA Y MECÁNICA
Las bombillas LED son dispositivos de estado sólido por lo que no son tan frágiles como las bombillas convencionales y resisten grandes variaciones de vibración y de temperatura, lo cual asegura la continuidad en la iluminación.
11. NO EMITEN CALOR
La tecnología Led no emite calor. Esta característica permite un ahorro adicional de energía necesaria para enfriar el calor generado por la tecnología tradicional.
Si tomamos como modelo un foco común de 60w, éste gasta un promedio de 45W en emitir calor y para compensar ese calor, generamos un gasto en aire acondicionado de 70 W. La no emisión de calor proporciona mayor seguridad en su manipulación durante la instalación, el mantenimiento y el uso cotidiano.

jueves, 1 de junio de 2017

MEDIDOR DE TRANSMITANCIAS

Lo prometido es deuda¡¡. Aquí os dejamos un tutorial y un video explicativo de cómo desarrollar un "medidor de transmitancias" que permita controlar el comportamiento de la envolvente de un edificio.

Esperemos que os guste y que le saquéis mucho partido¡¡



Tutorial "Medidor de transmitancias" (pdf)

Programa para cargar en placa Wemos

Medidor de transmitancias (zip)

miércoles, 3 de mayo de 2017

MONITORTIZANDO TRANSMITANCIAS

Como ya contamos en la entrada pasada del blog, hemos desarrollado un dispositivo que nos permita controlar los valores de las U en los cerramientos del aula. A pesar de que para obtener valores más fiables, es aconsejable tener saltos térmicos importantes entre interior y exterior, hemos aprovechado estos días de frio para probar nuestro prototipo.

Seguimos apostando por la placa Wemos mini D1 para la toma de datos y la app Thingspeak para su monitorización y almacenamiento.


Placa Wemod D1 mini y Widgets Thingspeak para Android



De momento, monitorizamos la U (W/m2K) en tres puntos diferentes de la envolvente exterior:
- Fachada de 1 pie LCV a la que hemos aplicado una mano de pintura aislante AEROGEL (PINTAGEL). (Sonda 1)
- Fachada de 1 pie LCV sin pintura aislante (Sonda 2)
- Fachada de 1 pie de LCV + cámara + LHD (espesor total 60 cm) (Sonda 3)

Para ello, utilizamos sondas digital de temperatura DS1820, válidas para un rango de medición de entre -55 a 125°C y una precisión de +/- 0.5 ºC
Sonda exterior y sondas de contacto DS1820 en zona interior envolvente.

Los resultados de la monitorización pueden verse en tiempo real en la web de Thingspeak y  se pueden exportar desde el mismo sitio en formato CSV para su posterior análisis.  Esta son las gráficas que hemos obtenido de la evolución de la temperatura en las superficies interiores de la envolvente, y su correspondiente valor de transmitancia, calculada a partir de las ecuaciónes clásicas de trasnferencia de calor e.

Evolución temperaturas en superficie envolvente Aula3+


Variación de U-value (W/m2K)

Nos resulta interesante ver cómo varían las temperaturas en función de la temperatura exterior. En la zona donde se aplicó la pintura aislante, esta variación es mínima, permaneciendo prácticamente constante a pesar de la variación de la Tº exterior. También resulta interesante analizar el "retardo" de la variación de las temperaturas de la envolvente sin pintar con respecto a la Tº exterior.

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martes, 18 de abril de 2017

MEDIDOR DE TRANSMITANCIAS

La variable U (W/m2K) de un elemento constructivo , conocida como transmitancia térmica, nos da información relativa al flujo de calor que pasa por unidad de superficie del elemento y por grado de diferencia de temperaturas entre dos ambientes separados por dicho elemento.

Para los cálculos energéticos, se le suele asignar un valor de cálculo teórico, basado fundamentalmente en la resistencia térmica (conductividad y espesor)  de los elementos que componene el sistema constructivo del cerramiento estudiado. Con ello obtenemos unos valores "fijos" que nos permiten calcular la demanda energética global de un edificio. 

Sin embargo existen otras muchas variables que influyen en el flujo de calor "real" en un cerramiento (inercia térmica, radiación solar, viento exterior...) y que modifican el valor de U de forma importante.

Para poder comprender  y evaluar de una forma más precisa el flujo de calor de un cerramiento, hemos creado un dispositivo que nos permita monitorizar las temperaturas interior, exterior y superficial, de tal formar que nos de una información continua de la evolución del flujo de calor en la envolvente.

Los elementos utilizados para dicho dispositivo han sido:

-Una Raspberry Pi, que actua como servidor local de la App Blynk


- Una placa WeMos D1 Mini, junto con sondas de temperatura DS18 para toma de datos




- Una Tablet/Movil con la App Blynk instalada para la visualización de resultados.


 Más adelante, colgaremos la informaciòn de cómo conseguirlo.


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martes, 28 de marzo de 2017

Condiciones ambientales recomendables



Temperatura: La temperatura de confort en invierno, en la que la mayoría de las personas se sienten cómodas, se encuentra entre 19 y 21° centígrados. Mantener el termostato en ese rango es una cuestión que además tiene mucho que ver con el ahorro y la eficiencia energética. Por cada grado de más, aumenta un 7% el consumo de energía
El INSHT establece los siguientes niveles de temperatura como recomendados
Estación
Temperaturas recomendas

OPTIMA

Invierno
Entre 17 y 24ºC
21ºC
Verano
Entre 23 y 27ºC
25ºC

Humedad: Demasiada humedad puede causar mohos, humedades, condensaciones y problemas respiratorios. Poca humedad causa irritación de la garganta, fosas nasales, picor en los ojos y enfermedades respiratorias.
Estación
Niveles de humedad recomendados
Invierno
Entre el 40% y 50%
Verano
Entre el 40% y 60%

Iluminación: Una buena iluminación proporciona un ambiente agradable y estimulante. Para un aula de uso general se recomienda
Nivel de
iluminación
Tonalidad
recomendada
500 lux
4500 K

Concentración de CO2: Las altas concentraciones de CO2 pueden causar fatiga y dolor de cabeza, siendo un indicador de la carga de olor por ocupación humana de un local: Cuando la concentración de CO2 en un local supera el valor de 1000 ppm (0,01%) es señal de que la ventilación es inadecuada.
Concentración
Efecto
350-450 ppm
Concentración atmosférica típica
600-800 ppm
Calidad del aire interno aceptable
1000 ppm
Calidad del aire interno tolerable

Ruido: El ruido es uno de los agentes contaminantes más frecuente en los puestos de trabajo incluidos los de tipo no industrial, por ejemplo, las oficinas. El ruido, puede dar lugar a: alteraciones fisiológicas, distracciones, interferencias en la comunicación,  alteraciones psicológicas y de forma más grave perdidas auditivas
Nivel

Nivel

0 dB
Umbral de audición
80 dB
Tren
10  dB
Repsiración tranquila
90 dB
Trafico
20 dB
Biblioteca
100 dB
Martillo neumático
40 dB
Conversación
110 dB
Concierto
50 dB
Ruido fondo aulas - oficinas
120 dB
Motor de avión
60 dB
Aglomeración de gente Restaurantes
130 dB
Avión despegando
70 dB
Aspiradora
140 Db
Umbral del dolor