Implantación de VF en Instalaciones de Extracción de Aparcamientos

Implantación de VF en Instalaciones de Extracción de Aparcamientos

No es nada nuevo indicar que uno de los retos de la sociedad actual es el ahorro energético. La situación cada vez más inestable en el sector de producción de recursos energéticos, junto con las demandas de mejora medioambiental, hace predecible el aumento sostenido e imparable del precio de la electricidad.

Los aparcamientos, como consumidores de energía eléctrica, no son ajenos a este aumento progresivo en sus costes operativos. En el presente documento se analizarán los consumos eléctricos y exponer las soluciones que permiten reducirlo mediante la optimización de sus instalaciones sin incumplir el marco normativo.

El presente análisis energético se centrará en los aparcamientos subterráneos. En ellos se consume energía eléctrica para el abastecimiento de los sistemas de iluminación, extracción de humos, elevación, detección de incendios y gases, control de accesos.

El reparto de consumos de energía eléctrica en un aparcamiento dependerá de  varios factores, pero como punto de partida, podemos considerar la siguiente estimación media.

Consumo kWh Apracamientos

El consumo de electricidad en iluminación (equivalente al 42% del consumo total) es casi siempre por luz fluorescente. Existen normativas que establecen los niveles mínimos de iluminación en edificios, incluyendo los garajes o aparcamientos.

El consumo de electricidad en extracción (equivalente al 38% del consumo total) se produce por la necesidad de renovación y evacuación del aire del recinto, contaminado fundamentalmente por los gases de combustión de los vehículos (monóxido de carbono CO, óxidos derivados del nitrógeno NOx, …). Existen normativas de obligado cumplimiento que obligan a disponer de sistemas de renovación del aire. Hay que hacer notar que también existen normativas que obligan a la instalación de sistemas de detección de monóxido de carbono CO, que activan una alarma en caso de niveles peligrosos del mismo.

Tal como podemos apreciar, existe un gran campo para el ahorro tanto de iluminación como de extracción de humos dentro de un garaje o aparcamiento.

En el presente artículo nos centraremos en actuar sobre el consumo de la instalación de extracción de humos, para en próximos artículos, centrarnos en el análisis de ahorro energéticos en iluminación.

IMPLANTACIÓN DE VARIADORES DE FRECUENCIA PARA OPTIMIZAR EL CONSUMO ELÉCTRICO EN INSTALACIONES DE EXTRACCIÓN DE APARCAMIENTOS.

En general, los sistemas de ventilación deben cumplir la exigencia básica de la calidad del aire interior. En el caso de los aparcamientos, además, estos sistemas deben garantizar un control del humo en caso de incendio. Por eso se debe indicar en cada caso la normativa correspondiente y las diferentes posibilidades de ventilación existentes.

Hay que indicar que la implantación del sistema propuesto, no afectaría al cumplimiento del sistema de control de humo marcado por el CTE.

Como partida, se analizan los distintos puntos Normativos indicados por el CTE en su DB-HS3 y DB-SI, para el cumplimiento del  mismo en cuanto a las condiciones de diseño de la Instalación.

Para la aplicación de esta sección debe seguirse la secuencia de verificaciones que se exponen a continuación:

– Cumplimiento de las condiciones establecidas para los caudales del apartado 2 del CTE DB HS3.

– Cumplimiento de las condiciones de diseño del sistema de ventilación del apartado 3 del CTE DB HS3:

Según el documento básico CTE DB HS3, el caudal ventilación mínima para locales se obtiene en la tabla 2.1 del CTE DB HS3.

Tabla 2.1

Caudal de ventilación mínimo exigido qv en l/s
Por ocupante Por m² útil En función de otros parámetros
LOCALES Dormitorios 5
Salas de estar y comedores 3
Aseos y cuartos de baño 15 por local
Cocinas 2 50 por local*
Trasteros y sus zonas comunes 0,7
Aparcamientos  y garajes 120 por plaza
Almacenes de residuos 10

En los aparcamientos y garajes debe disponerse un sistema de ventilación que puede ser natural o mecánico.

 a)     Ventilación Natural

 b)     Ventilación mecánica 

  • En aparcamientos con 15 o más plazas se dispondrán en cada planta al menos dos redes de conductos de extracción dotadas del correspondiente aspirador mecánico.
  • En los aparcamientos con más de cinco plazas debe disponerse un sistema de detección de monóxido de carbono que active automáticamente los aspiradores mecánicos cuando se alcance una concentración de 50 p.p.m. en aparcamientos donde se prevea que existan empleados y una concentración de 100 p.p.m. en caso contrario.

Según el documento básico CTE DB SI, en zonas de uso Aparcamiento se consideran válidos los sistemas de ventilación conforme a lo establecido en el DB HS-3, los cuales, cuando sean mecánicos, cumplirán las siguientes condiciones adicionales a las allí establecidas:

a) El sistema debe ser capaz de extraer un caudal de aire de 150 l/s por plaza con una aportación máxima de 120 l/s por plaza y debe activarse automáticamente en caso de incendio mediante una instalación de detección.

La aplicación de variadores de frecuencia  es una solución que se basa fundamentalmente en la regulación y control del régimen de revoluciones de los ventiladores, adaptando las mismas a las necesidades de caudales anteriormente indicados.

El beneficio más significativo de usar variadores de frecuencia es el ahorro energético. Ya que vamos a adaptar la curva del ventilador a las necesidades en cada caso, reduciendo el régimen de giro del extractor y por tanto el considerable ahorro energético.

Otro beneficio de las unidades es reducir el desgaste y la posible rotura de los motores. Cuando arranca un motor de inducción, requiere mucha más corriente que durante las operaciones normales. La corriente en el arranque puede llegar a ser  de tres a diez veces la corriente de operación del motor, generando tanto calor como tensión en el devanado del motor y otros componentes. En motores que arrancan y paran frecuentemente, esto contribuye a fallos prematuros del motor.

Se propone la instalación de un  variador de frecuencia, el cual disponga de controladores PID, con al menos tres entradas, las cuales, ordenaran el régimen de funcionamiento de los  extractores en función de que dispositivo indique la orden de activación.

  • Central de Incendios.
  • Central CO.
  • Control Horario.

En caso de incendio, la central de mandara la orden de activación de los extractores al caudal  de diseño para el cumplimiento del CTE DB-SI, el cual se activarán al 100% del régimen de funcionamiento, ya que es el punto de máximo caudal demandado, al cual se diseña la instalación.

En caso de acumulación de CO, la central de mandara la orden de activación de los extractores al caudal  de diseño para el cumplimiento del CTE DB-HS3, el cual se activarán al 80% del régimen de funcionamiento.

En el caso de control horario, el controlador mandara la orden de activación de los extractores a bajo caudal, los cuales se activarán al 30 ó 40% del régimen de funcionamiento.

Lo que se pretende alcanzar con la implantación del  variadores de frecuencia, es que los extractores de la  instalación trabajen a un régimen óptimo energético, y no tengan que manejar los elevados caudales de ventilación marcados por el DB-SI y DB-HS3, simplemente para ventilar.

Por todo ello, mediante el control horario, lo que pretendemos es mantener ventilado el aparcamiento evitando los niveles de concentración de CO que conlleve a la activación del sistema de extracción.

Depende de la tipología y el tráfico del aparcamiento, realizando al menos 4 ciclos de ½ h a lo largo del día, se ventilará suficientemente el aparcamiento como para evitar que se acumule CO y

Consideramos que la solución propuesta no incumpliría lo marcado por Normativa, ya que no estamos anulando ninguno de los sistemas a implantar, simplemente se esta implementando un sistema de control, que evite el funcionamiento a régimen no deseable energéticamente adelantando la actuación de los mismos.

Este sistema asegurará los caudales de ventilación mínimos exigidos en el apartado 2 “Caracterización y cuantificación de las exigencias” del DB HS3 Calidad del aire interior del CTE” y el apartado 8 “Control del Humo de Incendio” del DB SI.

Como se puede observar en el siguiente gráfico,  con la implantación de variadores de frecuencia, podemos reducir los costes energéticos de explotación de la instalación de extracción de humos, hasta un 35%.

AI-C parking 2

CONCLUSIONES:

El precio de la energía eléctrica es uno de los costes fijos del sector de aparcamientos y garajes que más ha crecido en los últimos diez años y que seguro, seguirá ascendiendo en los lustros venideros.

Y lo mas importante, reducimos el consumo de energía, manteniendo los mismos servicios energéticos, sin disminuir nuestros objetivos, protegiendo el medio ambiente, asegurando el abastecimiento y fomentando un comportamiento sostenible.

Estimamos que, de media, el 80 % del consumo de energía eléctrica en un aparcamiento subterráneo, se emplea en su iluminación (42%) y su extracción de humos (38%). Lograremos reducciones de consumo cercanos al 50% mediante la instalación combinada de sistemas de:

  • Iluminación LED, con regulación por movimiento.
  • Extracción de humos, con regulación mediante Variadores de Frecuencia.

Tal como hemos explicado, el ahorro variará en cada caso, dependiendo de las condiciones de uso, tipo constructivo, y tipologías de regulación tanto de la iluminación como de la extracción de humos.

En próximas publicaciones, se analizarán las distintas propuestas para optimizar la eficiencia energética, en las instalaciones de Iluminación.