Este documento proporciona información sobre cómo lograr ahorros de energía en diferentes máquinas térmicas y sistemas, incluyendo calderas, turbinas de vapor y de gas, intercambiadores de calor, ductos, compresores, motores de combustión interna y sistemas de refrigeración. Describe varias formas de ahorrar energía en cada sistema, como reducir el exceso de aire en calderas, aumentar la eficiencia de turbinas, mejorar el diseño de intercambiadores de calor, minimizar fugas en duct

1. 4.5 AHORRO DE ENERGIA EN MAQUINAS TERMICAS
(CALDERAS, TURBINAS DE VAPOR Y GAS,
INTERCAMBIADORES DE CALOR, REDES TERMICAS DUCTOS,
COMPRESORES, MOTORES DE COMBUSTION INTERNA Y
SISTEMAS DE REFRIGENRACION)
EQUIPO 3

2. ¿QUÉ ES UNA CALDERA ?
Una caldera es un intercambiador de calor en el que la energía se
aporta generalmente por un proceso de combustión, o también por el
calor contenido en un gas que circula a través de ella.
En ambos casos, el calor aportado se transmite a un fluido,
generalmente agua, que se vaporiza o no (según la temperatura y
presión de diseño), y se transporta a un equipo consumidor, en el
que se cede esa energía.

3. AHORRO DE ENERGÍA EN
CALDERAS
Existen diversas formas de ahorrar energía en calderas
1. Reducir el exceso de aire ( hasta 20 % ahorro ) Esta es la forma más
efectiva de mejorar la eficiencia y ahorrar energía en calderas .
 Es de fácil implementación .
Los ahorros son inmediatos .
 Las inversiones son muy bajas o a veces nulas .
 Debe realizarse periódicamente .

4. OTRAS FORMAS DE AHORRO
2. Reducir la presión de vapor ( < 2 % )
3. Reducir la formación de depósitos ( < 8 % )
 4. Reducir la potencia del quemador ( < 2 % )
5. Administrar la carga de las calderas ( < 3 % )
 6. Usar economizadores ( < 5 % )
7. Control automático de purgas ( < 3 % )
8 . Reemplazar O in quemadores ON - OFF por modulantes ( < 2 % )

5. ¿QUÉ SON LAS TURBINAS DE
VAPOR?
La turbina de vapor es una maquina de fluido en la que la energía de
este pasa al eje de la maquina saliendo el fluido de este con menor
cantidad de energía.
Las Turbinas de Vapor son ampliamente utilizadas por su capacidad
de manejo de altos volúmenes de vapor , flexibilidad , confiabilidad y
bajo mantenimiento .
▪Asimismo , no depende del combustible , siendo una alternativa en
lugares donde disponibilidad es limitada .

6. AHORRO DE ENERGÍA EN TURBINA
DE VAPOR
Objetivos:
Mantener flexibilidad y seguridad en la operación
Generación de energía más eficiente
 Disminución de costo de factura energética
Soluciones tecnológicas :
Incremento de parámetros de vapor ( presión y temperatura )
Turbinas a Vapor con desempeño optimizado y mayor eficiencia
Calderas de nueva generación - Reemplazo de turbinas de vapor
pequeñas por motores eléctricos
 Motores eléctricos de alta eficiencia

7. ¿QUÉ ES UNA TURBINA DE GAS?
Las turbinas de gas son turbomáquinas térmicas. Comúnmente se
habla de las turbinas de gas por separado de las turbinas ya que,
aunque funcionan con sustancias en estado gaseoso, sus
características de diseño son diferentes, y, cuando en estos términos
se habla de gases, no se espera un posible cambio de fase, en cambio
cuando se habla de vapores sí.
Transformar la energía química contenida en un combustible en
energía mecánica, ya sea para su aprovechamiento energético o como
fuerza de impulso.

8. AHORRO DE ENERGÍA PARA UNA
TURBINA DE GAS
Uso directo de los gases de combustión (turbina de gas).
Desde un punto de vista de aprovechamiento energético, esta es una
aplicación muy ventajosa. Al no existir intercambiadores de calor y uso de un
fluido intermedio para el transporte y acumulación de el calor cogenerada,
además de aumentar el rendimiento se disminuyen los costos de instalación.
Inyección de vapor en la turbina de gas
Se trata de obtener vapor, mediante un recuperador de calor, a partir de los
gases calientes de post-combustión. Parte de este vapor se mezcla con
el aire de admisión y es inyectado con éste en la cámara de combustión de
la turbina. El ciclo termodinámico que sigue la turbina se conoce
como Ciclo de Cheng. Mediante este sistema se aumenta el rendimiento
eléctrico del sistema (al aumentar el caudal de gas que impele la turbina), a
la vez los gases de combustión tienen un contenido menor de óxido de
nitrógeno.

9. ¿QUÉ ES UN INTERCAMBIADOR DE
CALOR?
Un intercambiador de calor es un dispositivo diseñado para
transferir calor de un fluido a otro, sea que estos estén
separados por una barrera sólida o que se encuentren en
contacto. . Son parte esencial de los dispositivos de
refrigeración, acondicionamiento de Aire, producción de
Energía y procesamiento Químico.

10. AHORRO DE ENERGÍA EN
INTERCAMBIADOR DE CALOR
Ahorro de energía mediante la recuperación de calor.
Los intercambiadores de calor transfieren el calor del aire interior
utilizado que sale al aire fresco exterior que entra. Este principio de
ahorro de energía puede aplicarse por ejemplo en vehículos, oficinas y
viviendas.
Ahorro de energía mediante la reutilización del aire caliente
En el interior de un intercambiador de calor, la transferencia de calor
logra un ahorro de energía. Las corrientes de aire entrante y saliente
permanecen separadas continuamente. Para evitar que exista diferencia
de temperatura entre el aire que sale y el que entra, en el interior del
intercambiador de calor se transfiere el calor de la corriente de aire más
caliente a la corriente de aire más fría. Esto se realiza según la segunda
ley de la termodinámica: el calor se moverá de una zona más caliente a
una zona más fría. De este modo (cuando la temperatura exterior es fría)
existe un menor consumo de energía debido a que el aire caliente que
sale del edificio transfiere calor al aire fresco exterior que entra en el

11. ¿QUE SON LOS DUCTOS?
Son utilizados en los sistemas de aire acondicionado para distribuir y
extraer aire en los diversos ambientes que forman un conjunto de
salas o cuartos.

12. AHORRO DE ENERGÍA EN DUCTOS
1. Disminución de fugas. Uno de los aspectos más descuidados en los
sistemas ductos son las fugas de aire, inclusive se puede llegar a pensar que
son irrelevantes. Si bien son inevitables, debe tomarse en cuenta que en el
diseño de una instalación -el valor recomendado es del orden del 10% como
máximo sobre la demanda calculada-, en algunos casos a causa del
descuido pueden llegar a ser tan grandes como el 50% lo que implica un
gran desperdicio de energía.
2. Almacenamiento. La capacidad de almacenamiento de aire en un sistema
tiene como función principal la de absorber las fluctuaciones causadas por la
demanda y controlar los períodos de ciclado de los compresores por lo que
su capacidad adecuada es muy importante.
3.Sistema de Distribución: El objetivo de un sistema de distribución es
transportar el aire comprimido, desde el compresor, almacenarlo en un
tanque y de ahí llevarlo hasta la herramienta o cualquier otro equipo
neumático; con una pérdida de carga limitada.

13. 4. Control de Compresor: El objetivo de un sistema de distribución es transportar el
aire. En muchísimas ocasiones la operación de alguno de los compresores se debe a
incrementos breves en la demanda de aire de la planta, lo cual indica que ese
compresor únicamente esta operando para suplir picos de carga que genera la
planta y son de baja duración en tiempo, lo que crea una demanda artificial.
Entre otras:
Corrección de fugas.
Ajustes de la presión de succión y descarga.
Limpieza de filtros y tuberías.
Control por estrangulamiento en la succión.
Reducción de pérdidas en el sistema de distribución de aire comprimido
mediante un sistema de lazos cerrados.
Disminuir las perdidas de carga utilizando diámetros adecuados de tuberías.
Utilización de tanques de almacenamiento con criterio de eficiencia
energética. Utilizar pistolas de sopleteo en lugar de aire en forma directa.

14. ¿QUÉ SON LOS COMPRESORES?
Máquina de fluido que está construida para aumentar la presión y
desplazar cierto tipo de fluidos llamados compresibles, tal como lo
son los gases y los vapores.

15. AHORRO DE ENERGÍA PARA LOS
COMPRESORES
Utilizar compresores de tornillo de velocidad variable.
Arreglar fugas.
Utilice buenas abrazaderas en todas sus mangueras.
Buscar que la toma de aire de compresores sea de un lugar frío, de esta
forma, eliminaremos en lo posible la generación de vapor de agua.
Limpiar regularmente los filtros de aire.
Cancelar ramales sin uso.
Utilizar en los compresores, aceite sintético de bajas pérdidas
Instalar secadores por refrigeración.
Cambiar a tuberías más grandes las que tienen mayor flujo. No debe existir
una caída de presión superior al 5% entre el compresor y el punto de
utilización más lejano.
Usar válvulas de corte cuando parte de una fábrica no utiliza aire durante un
periodo largo.

16. ¿QUÉ SON LOS MOTES DE
COMBUSTIÓN INTERNA?
El motor de combustión interna es un tipo de motor que obtiene la
energía mecánica a partir de la energía química con la que cuentan
los combustibles. El proceso de combustión en este tipo de motores
se produce en el interior de los propios cilindros.

17. AHORRO DE ENERGÍA PARA MOTOR DE
COMBUSTIÓN INTERNA
Los motores de combustión interna tienen una baja eficiencia. Lo
que se busca con el ahorro de combustible es aprovechar al máximo
esa eficiencia, o bien gastar menos combustibles, y de alguna forma
aumentar la eficiencia del motor.
Existen varios sistemas que nos ayudan a obtener un mejor
aprovechamiento de nuestro motor, e incluso aportando menos
emisiones tóxicas a nuestro medio ambiente.

18. ¿QUÉ ES UN SISTEMA DE
REFRIGERACIÓN?
Utilizan las propiedades termodinámicas de la materia para
transferir energía térmica en forma de calor entre dos o más
focos, conforme se requiera. Están diseñados primordialmente
para disminuir la temperatura del producto almacenado en
cámaras frigoríficas o cámaras de refrigeración, las cuales
pueden contener una variedad de alimentos o compuestos
químicos, conforme a especificaciones.

19. AHORRO DE ENERGÍA PARA UN
SISTEMA DE REFRIGERACIÓN
Acciones para el uso racional de energía
Ubicar los equipos en el lugar más fresco del inmueble
No exponer a los rayos del Sol
Colocar el termostato en posición mínima o media, pues si está en
posición máxima se consume aproximadamente 50 por ciento más energía
No olvidar que el consumo energético de un refrigerador se incrementa
con el número y la duración de la apertura de la puerta (en el caso de
congeladores deben limitarse aún más las aperturas)
Si no se cuenta con dispositivo automático de deshielo, es conveniente
evitar la acumulación del hielo (espesor menor de 5 mm) sobre la pared
interna, pues ésta incrementa el consumo de energía y reduce el tiempo de
vida del equipo
Asegurar que la puerta esté bien cerrada y los empaques estén en buen
estado; el aislamiento térmico es muy importante
Evitar la formación de polvo en el condensador (limpiar la parte posterior)

20. Puntos clave para el ahorro
• Necesidades frigoríficas
• Diseño
• Ajuste
• Mantenimiento
Necesidades frigoríficas: En esta fase de planificación se
detallan los factores que afectan al diseño previo de la
instalación frigorífica, como la eficiencia del mobiliario
frigorífico, el aislamiento de las cámaras, la distancia entre los
puntos por refrigerar y la zona de producción o la ubicación de
la instalación (datos climáticos, posibilidades de condensación,
necesidades de climatización del local, etcétera).

21. Diseño de la instalación frigorífica: El diseño se debe realizar
teniendo en cuenta los datos de partida de las necesidades
frigoríficas, la normativa vigente y las limitaciones económicas.
Además de su eficiencia energética, en la elección del tipo de
instalación se debe dar solución a las siguientes necesidades:
• Facilidad de mantenimiento
• Mínimo riesgo de averías
• Condiciones de frío requeridas
• Economía de la implantación
• Plazos de amortización de la instalación
• Expansión seca
• Servicios individuales
• Servicios centralizados
• Sistemas inundados
• Bombeo/gravedad
• Sistemas indirectos
• Compresión centralizada o diferenciada
• Variantes de bombeo
• Sistemas mixtos (frío-clima)
• Recuperación de calor

22. Ajuste de la instalación frigorífica
Para completar la instalación frigorífica y una vez ejecutada según
los parámetros de diseño, se deben realizar ajustes para conseguir
un óptimo rendimiento y así cumplir las expectativas de ahorro
estimadas. Los parámetros de ajuste más usuales serán:
• Sets de evaporación
• Sets de condensación
• Recalentamiento adecuado
• Sub-enfriamiento de líquido
• Número de arranques y paradas de compresores
• Duración de los arranques y paradas de los compresores
• Temporizaciones
• Ajuste de los variadores de velocidad
• Ajuste de los desescarches

23. Mantenimiento de la instalación
Sin un adecuado mantenimiento de la instalación frigorífica es
prácticamente imposible que se alcancen los resultados de ahorro
energético esperados. Por ello, se ha de realizar un mantenimiento
preventivo y correctivo (cuando sea necesario), que incluya:
• Limpieza de condensadores
• Limpieza de evaporadores
• Sustitución de filtros
• Humedades en la instalación
• Recomendaciones de colocación del producto
• Correcciones debido a modificaciones de uso de alguna parte de
la instalación