Cuando instalamos un dispositivo de ventilación localizada, sea una vitrina de gases, una campana extractora de laboratorio o un brazo aspirante, siempre debemos tener en cuenta el consumo de energía necesario para mantener el caudal de extracción.
Muchas veces se trata de dispositivos que funcionan 24 horas al día con caudales elevados que debemos tener previstos. En este artículo, desde MBY Lab Solutions, como especialistas en mobiliario de laboratorio, vamos a estimar el orden de magnitud del problema y vamos a proponer algunas estrategias sencillas para reducir el consumo energético, profundizando en los numerosos beneficios que aportan las vitrinas de gases de caudal variable.
Consumo de energía de las vitrinas de caudal fijo y variable
Pongamos el caso de una vitrina de gases de caudal fijo normalizada según la UNE-EN 14175, de 1500 mm de ancho, que se instala en un laboratorio de 50 m2. Dicha sala está climatizada a 22ºC y la vitrina está conectada a un ventilador de 0,55 kw.
La vitrina de gases va a consumir energía de dos formas. De forma directa, por el consumo eléctrico del ventilador de extracción de la vitrina, y de forma indirecta porque la vitrina va a provocar una salida de aire climatizado y una entrada de aire frío (o caliente) desde la calle.
Vamos a estimar el consumo del motor anual, suponiendo que va a estar 220 días al año en marcha de forma continuada:
Consumo (ventilador) = 220*24*0,55 = 2904 kWh / año
Suponiendo un coste de 0,2€/kWh, supone un gasto anual de 580,9€.
Ahora vamos a estimar el impacto en la climatización. La vitrina requiere un caudal de 972 m3/h para funcionar correctamente cuando la guillotina está abierta.
Ahora bien, si no disponemos de ningún dispositivo de regulación de caudal, el ventilador estará ligeramente sobredimensionado, con lo que un caudal real de 1080 m3/h es perfectamente normal en condiciones reales.
Eso significa que en cada hora de funcionamiento entrarán 1100 m3 de aire frío (o caliente) de la calle, y saldrán otros 1080 m3 de aire climatizado a la calle.
Para entender mejor la magnitud del problema: Si el volumen de aire total en la estancia es de 60 * 3 = 180 m3, el aire se renovará 6 veces cada hora.
¿Cuánta energía hace falta para climatizar esta cantidad de aire? Suponiendo una temperatura exterior de 12 ºC con una humedad del 60%, necesitaremos, aproximadamente, 3,852 kWh cada hora de funcionamiento de la vitrina.
Ahora bien, el consumo de energía real variará según la eficiencia energética del sistema de climatización. De esta forma, si disponemos de un equipo moderno de aire acondicionado con bomba de calor, el consumo eléctrico adicional será de 1,5 kWh por cada hora. Si el aire acondicionado está en uso 110 días al año durante 14 horas diarias, el consumo eléctrico adicional anual será de:
Consumo (climatización) = 1,5 * 14 * 110 = 2310 kWh/año
Coste (climatización) = 2310 * 0,2 = 462 € / año
Con esto el coste anual total es de 1043 €/año aproximadamente. Una cantidad nada despreciable.
Cómo mejorar la eficiencia energética en los laboratorios
Lo primero que nos debemos plantear para mitigar este consumo de energía del laboratorio es instalar una vitrina de gases de caudal variable con variador de frecuencia.
En estas vitrinas, el variador de frecuencia ajusta las revoluciones del ventilador para mantener la velocidad de entrada de aire en misma a su nivel óptimo, de forma que si la guillotina está abierta, harán falta 972 m3/h, pero si está cerrada, tan sólo hacen falta 43 m3 / h.
Teniendo en cuenta que la guillotina de una vitrina de gases en funcionamiento está la mayor parte de tiempo cerrada, es fácil conseguir ahorros reales del 70% en el consumo eléctrico del ventilador y del 90% en climatización:
Ahorro (ventilador) = 2904 * 0,7 = 2032 kWh / año -> 407 € / año
Ahorro energía (climatización) = 2310 * 0,9 = 2079 kWh / año -> 416 € /año
Ahorro total = 4111 kWh / año -> 823 € / año
Como vemos el ahorro energético, y en consecuencia económico, es sustancial y, en la mayoría de las situaciones, se consigue compensar el sobrecoste de una vitrina de gases de caudal variable en solamente 1 a 3 años de funcionamiento.
El cálculo que hemos hecho desde MBY Lab no pretende ser exacto, pero sí que da una idea del orden de magnitud, que aumentará con:
- El tamaño de los dispositivos de ventilación
- El número de dispositivos
- La intensidad de uso
Además, el cálculo es bastante conservador. En la Universidad de Reading (Reino Unido), desarrollaron un proyecto de laboratorio donde instalaron sistemas de caudal variable en 44 vitrinas existentes. Además, implementaron una serie de protocolos muy simples de ahorro, que consistían en:
- Encenderlas sólo cuando hacen falta
- Abrir la guillotina sólo cuando es necesario
Lo sorprendente es que en este proyecto subestimaron el ahorro energético por año, que acabó siendo de 363.836€ por año, es decir de 8,269€ por vitrina y año.
En resumen, para maximizar la eficiencia energética de nuestro laboratorio debemos de implementar las siguientes prácticas generales:
- Instalar dispositivos de ventilación de caudal variable o con posibilidad de ajustar el caudal de ventilación al nivel necesario
- Encender los dispositivos de ventilación sólo cuando sean necesario
- En el caso de vitrinas de gases, mantener las guillotinas bajadas y abrirlas sólo cuando sea necesario
¿Quieres ampliar información en profundidad sobre el nivel de eficiencia energética de tu laboratorio? Desde MBY Lab Solutions, especialistas en mobiliario de laboratorio, estaremos encantados de proporcionarte la información que necesites. Contacta con nosotros.
