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Diagnóstico termoeconómico de los componentes de las instalaciones de climatización

Author: Prol Godoy, Irati
Year: 2021
Source: https://addi.ehu.eus/bitstream/10810/52695/1/TFM_IRATI_PROL_GODOY.pdf
MÁSTER UNIVERSITARIO EN INVESTIGACIÓN EN EFICIENCIA
ENERGÉTICA Y SOSTENIBILIDAD EN INDUSTRIA,
TRANSPORTE, EDIFICACIÓN Y URBANISMO
TRABAJO FIN DE MÁSTER
DIAGNÓSTICO TERMOECONÓMICO DE LOS
COMPONENTES DE LAS INTALACIONES DE
CLIMATIZACIÓN
Es udian e P ol, Godoy, I a i
Di ec o a Picallo, Pe ez, Ana
Codi ec o Sala, Liza aga, Jose Ma ía
Depa amen o Ingenie ía Ene gé ica
Cu so académico 2020-2021
Bilbao, 23, junio, 2021
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BILBOKO INGENIARITZA ESKOLA
ESCUELADE INGENIERÍA DE BILBAO
RESUMEN
La p eocupación po el aho o ene gé ico debido a causas como el ago amien o de ecu sos ósiles
o el cambio climá ico, ha incen i ado el desa ollo de di e en es écnicas con la inalidad de
aho a ene gía. El man enimien o de las ins alaciones é micas es una de las a eas cla e pa a
ga an iza el buen uncionamien o de los equipos y sis emas. Pa a ello, la cla e es ealiza un
diagnós ico que pe mi a de ec a y e alua allos. El diagnós ico e moeconómico es una
he amien a capaz de iden i ica el aumen o de cos es debido a una anomalía en el sis ema. Pa a
pode aplica el diagnós ico e moeconómico, a lo la go de los años, se han desa ollado di e en es
mé odos basados en el Segundo P incipio y en la Te moeconomía.
Sin emba go, a pesa del no able in e és y el g an a ance que puede supone aplica el diagnós ico
e moeconómico en los edi icios, es á oda ía en ase de in es igación y exis en pocos abajos
ealizados en el ámbi o de las ins alaciones de los edi icios.
Median e la simulación de una ins alación en el so wa e TRNSYS, jun o con la implemen ación de
una anomalía al sis ema, se saca án conclusiones de los e ec os de esa anomalía aplicando el
diagnós ico. Así se pod á desa olla una mejo aplicación del diagnós ico e moeconómico en
ins alaciones é micas.
Palab as cla e: Diagnós ico e moeconómico; Análisis exe gé ico; Ins alaciones é micas.
ABSTRACT
Conce n o ene gy sa ing due o causes such as he deple ion o ossil esou ces o clima e change
has p omp ed he de elopmen o di e en echniques wi h he aim o sa ing ene gy. The
main enance o he mal acili ies is one o he key asks o ensu e he p ope unc ioning o
equipmen and sys ems. The key o his is o ca y ou a diagnosis o de ec and e alua e aul s.
The he moeconomic diagnosis is a ool capable o iden i ying he cos inc ease due o an anomaly
in he sys em. In o de o apply he he moeconomic diagnosis, o e he yea s, di e en me hods
based on he Second P inciple and The moeconomics ha e been de eloped.
Howe e , in spi e o he ema kable in e es and he g ea ad ance ha could mean applying he
he moeconomic diagnosis in buildings, i is s ill in he esea ch phase and he e a e ew wo ks
ca ied ou in he ield o building ins alla ions.
By simula ing an ins alla ion in TRNSYS so wa e, oge he wi h he implemen a ion o an
anomaly o he sys em, conclusions will be d awn abou he e ec s o ha anomaly by applying
he diagnosis. In his way i will be possible o de elop a be e applica ion o he he moeconomic
diagnosis in he mal ins alla ions.
Keywo ds: The moeconomic diagnosis; Exe gy analysis; The mal sys em.
LABURPENA
Baliabide osilak ago zen daudelako edo klima-aldake a dagoelako, ene gia au ez eko hainba
eknika sus a u di a. Ins alazio e mikoen man en ze-lanak un sezkoak di a ekipoen e a sis emen
un zionamendu egokia be ma zeko. Ho e a ako, diagnos iko ba egi ea da gakoa, aka sak
de ek a u e a ebalua u ahal iza eko. Te moekonomia-diagnos ikoak iden i ika zen du sis ema en
anomalia ba ek e agindako kos uen igoe a. Te moekonomia-diagnos ikoa aplika u ahal iza eko,
u ee an zeha , Biga en P in zipioan e a Te moekonomian oina i u ako hainba me odo ga a u
di a.
Hala e e, nahiz e a in e es handia duen e a e aikine an Te moekonomia-diagnos ikoa aplika zeak
au e apen handia eka dezakeen, ike ke a- asean dago e a lan gu xi egin di a e aikinen
ins alazioen a loan.
TRNSYS so wa ean ins alazio ba simula uz e a sis eman anomalia ba eza iz, anomalia ho ek
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so u ako aldake en ondo ioak a e ako di a diagnos ikoa aplika uz. Ho ela, Te moekonomia-
diagnos ikoa en aplikazioa ins alazio e mikoe an hobe o ga a u ahal iza eko.
Hi z-gakoak: Te moekonomia diagnos ikoa; Exe gia-analisia; Sis ema e mikoak.
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ÍNDICE
RESUMEN .......................................................................................................................................................................................2
ABSTRACT ......................................................................................................................................................................................2
LABURPENA ..................................................................................................................................................................................2
1 INTRODUCCIÓN ..............................................................................................................................................................7
1.1 ANÁLISIS TERMOECONÓMICO DE LAS INSTALACIONES ............................................................................8
1.2 DIAGNÓSTICO DE OPERACIÓN DE LAS INSTALACIONES ............................................................................8
1.2.1 DIAGNÓSTICO TERMOECONÓMICO ......................................................................................................8
1.2.2 MÉTODOS DE DIAGNÓSTICO TERMOECONÓMICO ........................................................................9
1.3 APLICACIÓN DEL DIAGNÓSTICO TERMOECONÓMICO EN INSTALACIONES TÉRMICAS EN
EDIFICIOS .................................................................................................................................................................................. 12
2 OBJETIVOS ...................................................................................................................................................................... 14
3 MATERIALES Y MÉTODOS ...................................................................................................................................... 15
3.1 MÉTODOS PARA EL ANÁLISIS TERMOECONÓMICO .................................................................................... 15
3.2 MÉTODOS PARA EL DIAGNÓSTICO TERMOECONÓMICO ......................................................................... 16
3.3 INSTALACIÓN EXPERIMENTAL DEL LCCE ....................................................................................................... 17
3.3.1 Con igu ación de la ins alación expe imen al ................................................................................ 18
3.4 MODELADO DE LA INSTALACIÓN MEDIANTE EL SOFTWARE TRNSYS ............................................ 20
3.4.1 Con igu ación de la ins alación expe imen al ................................................................................ 20
3.4.2 Simulación de la condición de e e encia ......................................................................................... 24
3.5 INTRODUCCIÓN DE UNA ANOMALÍA AL MODELO ...................................................................................... 24
3.5.1 Simulación de la condición anómala ................................................................................................... 24
4 RESULTADOS NUMÉRICOS .................................................................................................................................... 24
4.1 RESULTADOS DE LA SIMULACIÓN ....................................................................................................................... 24
4.1.1 Comp obación de la con igu ación del sis ema de con ol ...................................................... 24
4.1.2 Va iables e modinámicas dinámicas ................................................................................................ 26
4.1.3 Va iables exe gé icas dinámicas ........................................................................................................... 27
4.2 RESULTADOS TERMOECONÓMICOS.................................................................................................................... 28
4.3 RESULTADOS DEL DIAGNÓSTICO TERMOECONÓMICO ............................................................................ 29
5 CONCLUSIONES ............................................................................................................................................................ 30
6 CONSIDERACIONES FINALES................................................................................................................................ 32
6.1 MÉRITOS OBTENIDOS DE ESTE TRABAJO ........................................................................................................ 32
7 REFERENCIAS ............................................................................................................................................................... 33
8 ANEXO I: DESCRIPCIÓN DE LAS TAREAS ........................................................................................................ 34
8.1 DIAGRAMA DE GANTT ................................................................................................................................................ 35
9 ANEXO II: DESCRIPCIÓN DEL PRESUPUESTO .............................................................................................. 35
9.1 HORAS INTERNAS ......................................................................................................................................................... 35
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9.2 GASTOS ............................................................................................................................................................................... 35
10 ANEXO III: INSTALACIÓN DEL LABORATORIO DE CONTROL DE CALIDAD EN EDIFICACIÓN
DEL GOBIERNO VASCO ......................................................................................................................................................... 36
ÍNDICE DE IMAGENES
Imagen 1. Esquema de la ins alación expe imen al .................................................................................................. 18
Imagen 2. Esquema de la ins alación con los lujos y los equipos nume ados ............................................. 19
Imagen 3. In e ace del Simula ion S udio en T nsys e e ido a la ins alación con igu ada en el LCCE
............................................................................................................................................................................................................. 20
Imagen 4. In e ace del Simula ion S udio en T nsys e e ido a la ins alación con igu ada en el LCCE
simpli icada ................................................................................................................................................................................... 21
Imagen 5. Esquema del ype 700 ........................................................................................................................................ 21
Imagen 6. Esquema del ype 114 ........................................................................................................................................ 21
Imagen 7. Esquema del ype 4a ........................................................................................................................................... 21
Imagen 8. Esquema del ype 5b ........................................................................................................................................... 21
Imagen 9. Esquema del ype 649 ........................................................................................................................................ 22
Imagen 10. Esquema del ype 647 ..................................................................................................................................... 22
Imagen 11. Esquema del ype 38 ........................................................................................................................................ 22
Imagen 12. Esquema del ype u ilizado pa a el mo o de cogene ación ......................................................... 22
Imagen 13. Es quema del ype 9e ....................................................................................................................................... 23
Imagen 14. Esquema del ype 2b ........................................................................................................................................ 23
Imagen 15. Funcionamien o del con olado di e encial ....................................................................................... 23
Imagen 16. Esquema del ype 25 ........................................................................................................................................ 24
Imagen 17. G á ico del con ol del mo o de cogene ación en elación a la empe a u a del
anque. ............................................................................................................................................................................................. 25
Imagen 18. G á ico del con ol de la bomba 3 en elación a la bomba 2 ......................................................... 25
Imagen 19. G á ico del con ol de calde a en elación a la empe a u a del anque. ................................ 26
Imagen 20. G á ico del con ol de la p oducción de ACS en elación a la di e encia de empe a u as
en e p ima io y secunda io ................................................................................................................................................. 26
Imagen 21. G á ico de los alo es ene gé icos del uel y p oduc o de la calde a ........................................ 27
Imagen 22. G á ico de los alo es ene gé icos del uel y p oduc o del mo o de cogene ación .......... 27
Imagen 23. G á ico de alo es exe gé icos del uel y p oduc o de la calde a ............................................... 28
Imagen 24. G á ico de alo es exe gé icos del uel y p oduc o del mo o de cogene ación ................. 28
Imagen 25. Diag ama de GANTT del T abajo de Fin de Más e ........................................................................... 35
Imagen 26. Labo a o io de Con ol de la Calidad en Edi icación ........................................................................ 36
Imagen 27. Mo o de cogene ación ................................................................................................................................... 37
Imagen 28. Calde a de condensación .............................................................................................................................. 37
Imagen 29. Bomba ..................................................................................................................................................................... 38

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Imagen 30. Depósi o de acumulación ............................................................................................................................... 38
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1. Es uc u a p oduc i a de la ins alación ........................................................................................................ 19
Tabla 2 Compa a i a en e endimien os ene gé icos y exe gé icos ............................................................... 29
Tabla 3. Resul ados globales de cada equipo ................................................................................................................ 29
Tabla 4. Aumen o de consumo de combus ible en el caso con anomalía espec o al caso de
e e encia. ...................................................................................................................................................................................... 30
Tabla 5 Compa ación de los consumos en el caso de e e encia y el caso anómalo .................................. 30
Tabla 6. Cos es de las ho as in e nas ................................................................................................................................ 35
Tabla 7. Gas os ............................................................................................................................................................................. 36
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1 INTRODUCCIÓN
La p eocupación po el aho o ene gé ico debido a causas como el ago amien o de ecu sos
ósiles o el cambio climá ico, ha incen i ado el desa ollo de di e en es écnicas con la inalidad
de aho a ene gía. En su conjun o, los edi icios son esponsables del 40% del consumo
ene gé ico de la Unión Eu opea y del 36% de las emisiones de gases de e ec o in e nade o,
gene adas p incipalmen e du an e su cons ucción, u ilización, eno ación y demolición [1]. Es
po ello, po lo que la mejo a de e iciencia ene gé ica de los edi icios y de sus sis emas é micos
es de e minan e pa a consegui obje i os como el aho o ene gé ico o la neu alidad de
emisiones de gases de e ec o in e nade o.
El man enimien o de las ins alaciones é micas es una de las a eas cla es pa a ga an iza el
buen uncionamien o de los equipos y sis emas. Es a a ea, se debe hace a lo la go de oda la
ida ú il de la ins alación. Po ello, ealiza un diagnós ico FDD ( aul de ec ion and diagnosis)
[2] es la cla e pa a la de ección y e aluación de allos.
Uniendo la Te moeconomía, disciplina que combina el análisis exe gé ico con el económico y
que pe mi e asigna cos es mone a ios a los lujos e i e e sibilidades, con el diagnós ico, se
ob iene una he amien a capaz de iden i ica el aumen o de cos es debido a una anomalía en el
sis ema.
A pesa del no able in e és y el g an a ance que puede supone la aplicación del diagnós ico
e moeconómico en los edi icios, es á oda ía en ase de in es igación y exis en pocos abajos
ealizados en el ámbi o de las ins alaciones de los edi icios.
Así, es a in es igación iene como inalidad con ibui a la aplicación del diagnós ico
e moeconómico en el mundo de las ins alaciones ene gé icas de los edi icios. Pa a ello, se an
a u iliza los esul ados ob enidos en los ensayos de una ins alación expe imen al del G upo de
In es igación consolidado ENEDI de la UPV/EHU, en cuyo seno se a a ealiza es a
in es igación, en el Labo a o io de Con ol de Calidad en la Edi icación del Gobie no Vasco. Se
a a de una ins alación expe imen al de ca ác e lexible, que pe mi e con empla los
di e en es ipos de ecnologías ene gé icas, pa a así e alua la in eg ación en e ellas. El in e és
mayo de es a ins alación es su ca ác e semi- i ual, es deci , se calculan los pe iles de
demanda de cale acción y ACS (agua calien e sani a ia), median e simulación con el so wa e
TRNSYS 17 y median e el sis ema de con ol, y así se puede disipa la can idad de calo que
ep oduzca ielmen e ese pe il de demanda de la i ienda.
De es a mane a, en es e abajo se p e ende hace una exposición de los es udios ealizados
has a la echa an o en el desa ollo del diagnós ico e moeconómico como en la aplicación de
és e a ins alaciones é micas de edi icios.
Demos una explicación de lo que la Te moeconomía y el diagnós ico e moeconómico
conlle an:
• La exe gia ep esen a la capacidad de la ene gía en con e i se en abajo, es deci , en
calidad. Algunos ipos de ene gía pueden con e i se en su o alidad en abajo, como
la ene gía eléc ica, donde oda la ene gía es exe gia. Pe o hay o os ipos de ene gía,
como el calo , de la que solo una pa e puede con e i se en abajo, y así solo una pa e
del lujo de calo es lujo de exe gia. [31]
• La e moeconomía, cuan i ica los ecu sos na u ales consumidos en un p oceso
median e eo ías e modinámicas y económicas. Es deci , asigna el cos e a un
de e minado p oduc o en base a los ecu sos consumidos. Combina el análisis
exe gé ico y el análisis ene gé ico y asigna cos es mone a ios a cada lujo. Po lo an o,
p opo ciona in o mación que no se puede ob ene con los análisis ene gé icos
con encionales. [32]
• Median e el diagnós ico e moeconómico se iden i ican los inc emen os de cos es
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debidos a las anomalías del sis ema. Es as anomalías in luyen an o en la ac i ud de los
equipos como en las in e acciones en e ellos y modi ican su es ado de uncionamien o
educiendo su endimien o.
1.1 ANÁLISIS TERMOECONÓMICO DE LAS INSTALACIONES
El análisis e moeconómico combina el análisis e modinámico con el económico, así a
di e encia del análisis exe gé ico, in oduce concep os de alo económico. Pa a ello, se lle an
a cabo unos pasos que se basan en una es uc u a ísica de la ins alación (basada en equipos y
lujos de masa y ene gía) y en una es uc u a p oduc i a del sis ema. En la es uc u a
p oduc i a se clasi ican los lujos en uel ( ecu so) o p oduc o pa a cada equipo. Además, puede
habe lujos que sean subp oduc os, los que no son el obje i o di ec o del equipo; lujos
pé didas, los que no ienen alo económico; y lujos esiduos, que necesi an un a amien o
an es de se a ojados al ambien e. La es uc u a p oduc i a puede a ia dependiendo del
pun o de is a de la analis a y de uso o aplicación a que se des ine.
Pa a ealiza la asignación de cos es en el análisis e moeconómico, se u ilizan unidades de
exe gía (cos es exe gé icos) y unidades mone a ias (cos es exe goecononómicos). Ambos se
basan en la Teo ía del Cos e Exe gé ico , Vale o y col 1986 [5],[6],[7].
1.2 DIAGNÓSTICO DE OPERACIÓN DE LAS INSTALACIONES
El diagnós ico es la disciplina, en e los es udios de sis emas ene gé icos, que se ocupa de los
sis emas en los que el endimien o espe ado di ie e del ac ual. Las mal unciones su gen cuando
ocu e una anomalía de la ope ación en el sis ema y gene almen e implican una mayo can idad
de los ecu sos y/ o una deg adación de e iciencia global. Los p oblemas que deben esol e se
con la ayuda de p ocedimien os de diagnós ico son la de ección de las anomalías c eadas, la
iden i icación de las causas y la cuan i icación de los e ec os. Todos los p ocedimien os
exis en es se basan en la compa ación en e las condiciones deg adadas (“ eales”) y las
espe adas (“ e e encia”). El es ado de uncionamien o eal se de e mina u ilizando los balances
de masa y ene gía, jun o con las elaciones de p opiedades e modinámicas. El es ado de
e e encia es un modelo alidado de la ins alación que ep esen a su es ado de e e encia pa a
cualquie modo de ope ación, condiciones ambien ales y di e en es ca ac e ís icas del
combus ible u ilizado.
Siguiendo a Laza e o y To ollo 2007 [3], las causas de las a iaciones de las condiciones de
uncionamien o se suelen di idi en:
 Ex e nas: debidas a la modi icación de una condición ex e na como a iables ambien ales
o calidad del combus ible.
 In ínsecas: debidas a deg adación o allos.
 Inducidas: causadas po a iaciones de o o sis ema, po ejemplo, debido a la in e acción
de los componen es o a la in e ención del sis ema de con ol.
1.2.1 DIAGNÓSTICO TERMOECONÓMICO
Como explican Liza aga y Picallo 2019 [4], el diagnós ico e moeconómico iene su
undamen o en la unción p oduc i a de cada equipo den o del conjun o de la ins alación y en
la exe gía de los lujos. Es e diagnós ico iene como obje i o descub i e in e p e a el
uncionamien o ano mal de los equipos y cuan i ica su e ec o en é minos de aumen o de
consumo de ecu sos, es deci , localiza y e alúa el inc emen o en el consumo de ecu sos debido
a las anomalías de los equipos de la ins alación.
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1.2.2 MÉTODOS DE DIAGNÓSTICO TERMOECONÓMICO
Pa a pode aplica el diagnos ico e moeconómico, a lo la go de los años, se han desa ollado
di e en es mé odos basados en el Segundo P incipio y en la Te moeconomía. Po una pa e, la
Teo ía del Cos e Exe gé ico, Vale o y col 1986 [5],[6],[7], in e elaciona las i e e sibilidades
de los equipos de un sis ema. Asimismo, la Teo ía de las Pe u baciones, Vale o y col 1990 [8],
sepa a las mal unciones c eadas en un equipo de las causadas po la in luencia de o os equipos.
Po o a pa e, la Fó mula del Impac o en Fuel, Lozano y col 1994 [9], apo a los alo es de
ecu so adicional causados po las ine iciencias de los equipos. Sin emba go, las an e io es
me odologías no esuel en el p oblema de cuáles son las causas de las i e e sibilidades. Pa a
ello se desa olla on: la Teo ía de Mal unciones y Dis unciones, To es y col 1999 [11], y la
es a egia de Zooming, Ve da y col 2002 [12],[13].
Además, Laza e o y To ollo 2007 [15], o mulan una me odología o almen e di e en e a las
an e io es pa a localiza las causas de las mal unciones, llamada Funciones Ca ac e ís icas. Po
úl imo, Tsa sa onis y Mo osuk 2012 [16] desa ollan un p ocedimien o o mal del análisis de
exe gía que se llama me odología de la Exe gía A anzada.
A con inuación, se de allan las bases de es as me odologías, así como sus apo aciones y
limi aciones en elación con el diagnós ico e moeconómico y su elación en e ellas, como se
puede ap ecia en las compa aciones de las me odologías de diagnós ico e moeconómico
ealizadas po Pacheco-Iba a 2011 [17] , Usón y Vale o 2011 [18] y Remi o 2015 [19].
1.2.2.1 Teo ía del Cos e Exe gé ico
Mien as que los p ocedimien os clásicos de diagnós ico se basan en la ealización de balances
de ma e ia, ene gía y exe gía de la plan a global analizada y de sus equipos indi iduales, Lozano
1987 [20], inco po a en su Tesis el balance del Cos e Exe gé ico. La eo ía del Cos e Exe gé ico,
desa ollada po Vale o y col 1986 [5],[6],[7], de e mina la can idad de exe gía que ha sido
necesa ia pa a cons i ui cualquie a de los lujos in e nos y p oduc os inales de cualquie
plan a. Además, in e elaciona las i e e sibilidades de los equipos de un sis ema, es deci ,
e leja el hecho de que una disminución en la i e e sibilidad local en un equipo, iene un e ec o
en el consumo global de exe gía de la plan a. En de ini i a, la op imización ene gé ica consis e
en minimiza el cos e exe gé ico uni a io de los p oduc os inales de la plan a. Sin emba go,
Lozano 1987 [20] no consigue desa olla una eo ía cien í icamen e undamen ada del con ol
y con abilidad analí ica de los p ocesos ene gé icos con la inco po ación del Cos e Exe gé ico.
1.2.2.2 Teo ía de las Pe u baciones
La Teo ía de las Pe u baciones, suceso a de la Teo ía del Cos e Exe gé ico, es un segundo paso
en el análisis exe gé ico. Como ya se ha mencionado an e io men e, la p incipal en aja del
análisis exe gé ico es localiza y cuan i ica las i e e sibilidades, pe o es o no implica
causalidad. Con es a eo ía se discie ne en qué pa e de las i e e sibilidades son causadas po
las p opias mal unciones de un equipo y qué pa e son debidas a la in luencia de o os
subsis emas. Dicho de o a mane a, cuando un equipo su e una pe u bación en la e iciencia,
llamada mal unción, p o oca dis unciones en el es o de los componen es, y con es a eo ía se
puede di e encia si esas i e e sibilidades son mal unciones o dis unciones.
1.2.2.3 Fó mula del Impac o en Fuel
La Fó mula del Impac o en Fuel ue p esen ada po Lozano y col 1994 [9] y desa ollada
ambién po Reini y col 1995 [10] y To es y col 1999 [11], en e o os.
Es a ó mula une el impac o del consumo de uel con el diagnós ico e moeconómico, median e
el consumo de exe gía uni a ia de cada componen e de la plan a. La a iación del consumo
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Y, po úl imo, el cos e económico uni a io del uel en cada componen e elacionado con el
consumo uni a io ex e no se exp esa median e:
𝐜𝐅𝛋𝟎 = 𝐜𝐅
𝐭·𝛋𝟎𝐃
9)
3.2 MÉTODOS PARA EL DIAGNÓSTICO TERMOECONÓMICO
Impac o en uel
En la li e a u a se han u ilizado di e en es indicado es exe gé icos pa a e alua los e ec os del
mal uncionamien o de los componen es y la de ección de las anomalías que gene an el mal
uncionamien o. La e aluación de la con ibución del componen e de ec uoso a la a iación del
consumo o al de combus ible de la plan a iene dada po la ó mula del impac o del uel,
suge ida po p ime a ez po Lozano y col 1994 [9]. El impac o del combus ible es la di e encia
en e el consumo de ecu sos de la plan a en condiciones eales de uncionamien o, 𝐹𝑇, y el
consumo de ecu sos en condiciones de e e encia, 𝐹𝑇
0:
∆𝐹𝑇= 𝐹𝑇−𝐹𝑇
0
10)
Teniendo en cuen a la ecuación (3), el impac o del combus ible se puede exp esa de dos
mane as di e en es que se desc ibi án de alladamen e.
Conside ando el p ime miemb o del lado de echo de la ecuación (3), el impac o en uel se
ep esen a sumando el aumen o de las i e e sibilidades que han su gido de las anomalías
inespe adas y el aumen o del p oduc o inal gene ado po el aumen o del consumo de ecu sos
de la plan a. Así, el impac o del combus ible puede exp esa se de la siguien e mane a
① 𝛥𝐹𝑇= 𝐮
𝐭·[(𝐈+𝐏𝐬)−(𝐈𝟎+𝐏𝐬
𝟎)] = 𝐮
𝐭·[𝚫𝐈+𝚫𝐏𝐒]
11)
La a iación del p oduc o es la di e encia en e la condición de uncionamien o y la de
e e encia:
∆𝐏 = 𝐏−𝐏𝟎
12)
Si el análisis se cen a en el c ecimien o de las i e e sibilidades, u ilizando la ecuación (2) y la
ecuación (12), ΔI puede exp esa se como:
𝚫𝐈 =((𝚱𝐃−𝐔𝐃)·𝐏)−((𝚱𝐃
𝟎−𝐔𝐃)·𝐏𝟎) = 𝚫𝚱𝐃· 𝐏𝟎+(𝚱𝐃−𝐔𝐃)·𝚫𝐏
13)
A pa i de aquí, el aumen o de i e e sibilidades se descompone en dos componen es; el
p ime o se debe al aumen o del consumo exe gé ico uni a io en los p opios componen es y el
segundo ep esen a el ajus e en el p oduc o que debe su i cada componen e pa a adap a se
a las nue as condiciones de uncionamien o. El p ime componen e se denomina mal
uncionamien o MF:
𝐌𝐅 =𝚫𝚱𝐃·𝐏𝟎
14)
La segunda componen e se denomina dis unción DF que se induce en cada componen e a causa
de las dis unciones de los o os componen es. Consis e en el inc emen o de la i e e sibilidad
del componen e debido a la a iación de su p oducción local causada po el mal uncionamien o
de o os componen es:
𝐃𝐅 =(𝚱𝐃−𝐔𝐃)·𝚫𝐏
15)

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En consecuencia, ol iendo a la ecuación (11), el impac o del combus ible puede exp esa se
como sigue:
① 𝛥𝐹𝑇= 𝐮
𝐭·[𝐌𝐅+𝐃𝐅+𝚫𝐏𝐒]
16)
Como esumen inal es a es la pe spec i a pa a e alua el impac o del uel: la a iación de la
i e e sibilidad en cada componen e es la suma del mal uncionamien o y las dis unciones
gene adas en el componen e debido a las anomalías en los o os componen es. Po lo an o, el
impac o o al del uel de la plan a es igual a la suma de las a iaciones de i e e sibilidad de los
componen es más la a iación del p oduc o o al de la plan a.
3.3 INSTALACIÓN EXPERIMENTAL DEL LCCE
El luga donde se lle a án a cabo los ensayos, se á el Labo a o io de Con ol de Calidad en
Edi icación del Gobie no Vasco (LCCE).
2
El ca ác e lexible de la ins alación expe imen al pe mi e con igu a las ins alaciones
seleccionadas pa a el análisis, y, debido a la nume osa sensó ica se moni o izan las a iables
necesa ias pa a su modelado ene gé ico.
La ins alación cons a de más de 120 señales pa a con ola y moni o iza las a iables
deseadas, y pa a, de es e modo, pode ob ene in o mación p ecisa, así como pa a ga an iza
su co ec o uncionamien o. De es e modo, se han ins alado 46 sondas de empe a u a de al a
p ecisión P 100 clase 1/10, 40 en ube ía y 6 en depósi os, 11 caudalíme os elec omagné icos
Siemens SITRANS F M (senso es MAG 3100 y 5100 W y ansmiso es MAG 6000), con
ince idumb e in e io al 0,1%, 2 p esos a os (uno en el ci cui o gene al y o o en el sola ), así
como senso es de empe a u a ambien e, humedad y p esión en el in e io y de empe a u a y
humedad en el ex e io ; con ado es de gas an o pa a la calde a como pa a los equipos de
mic o-cogene ación y con ado es de elec icidad pa a con abiliza la gene ación de la
cogene ación y el consumo de la bomba de calo .
Todo el con ol de la ins alación se ges iona median e un au óma a p og amable Siemens IM
151-8 PN/DP CPU pa a ET200S y un módulo de expansión, además de las co espondien es
a je as de en ada y salida pa a las señales, conec ado ía E he ne a un PC en el que se dispone
de la in e az a a és de la cual se ope a y donde se ecogen los da os.
Se dispone pues de un banco de ensayos, do ado de un sis ema de simulación de ca ga de
é mica y eléc ica, con sis emas de con ol, isualización y egis o au oma izado de las
di e en es a iables. Median e es e banco de p uebas se a a pode ca ac e iza y aplica el
diagnós ico e moeconómicoa la ins alación diseñada.
Los equipos con los que cuen a ac ualmen e la ins alación expe imen al del LCCE se di iden en
cinco módulos: (1) gene ación de al a empe a u a, (2) gene ación de baja empe a u a, (3)
acumulación, (4) p oducción de agua calien e sani a ia, (5) consumo de cale acción y (6)
colec o es sola es. Ve Imagen 1.
• Pa a la gene ación de al a empe a u a se dispone de un mo o de cogene ación de
combus ión in e na (p oduce 5,5 kW eléc icos y 12,5 kW é micos), un mo o S i ling
(1 kW eléc ico y 5 kW é micos) y una calde a de condensación (28 kW é micos de
ACS y 20 kW é micos cale acción, con un endimien o del 97%).
• Pa a la gene ación de baja empe a u a ambién si e la calde a de condensación. Po
o a pa e, hay una bomba de calo ai e-agua (17,9 kW é micos con COP de 2,5)
2
Como se ha dicho, debido a p oblemas écnicos no se ha podido pone en ma cha la ins alación. Sin
emba go se ha ealizado odo el p oceso de análisis y con igu ación de la ins alación en es udio
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• Pa a el almacenamien o é mico hay dos anques de 1000 li os pa a el ACS.
• El módulo de p oducción de ACS dispone de o o anque de 1000 li os.
• El módulo de disipación de calo es á o mado po un ae o e mo ( an coil en inglés)
con una po encia é mica nominal máxima de 24,9 kW.
• El módulo de colec o es sola es p oduce calo en los anques UBS de almacenamien o
é mico.
Imagen 1. Esquema de la ins alación expe imen al
3.3.1 Con igu ación de la ins alación expe imen al
La ins alación diseñada pa a es e abajo suminis a el agua calien e sani a ia (ACS) de un
bloque de i iendas de 20 habi an es po medio de una calde a de condensación de 28 kW
é micos de ACS y 20 kW é micos de cale acción y un equipo de cogene ación de 5,5 kW
eléc icos y 12,5 kW é micos, e Imagen 1.
Los equipos más ca ac e ís icos son los siguien es:
• Gene ación: Calde a de condensación y mo o de cogene ación.
• Dis ibución: compensado hid áulico, ál ulas de es ías, in e cambiado de calo .
• Almacenaje: depósi o de 1000 [l] de acumulación.
• Suminis o: g i os pa a ACS
Asimismo, la ins alación cuen a con las necesa ias bombas hid áulicas que p esu izan la
ins alación y mue en el caudal; ambién cuen a con un sis ema de con ol.
3.3.1.1 Aplicación de la e moeconomía
Pa a pode aplica la e moeconomía se han iden i icado odos los equipos y odos los lujos.
En o al se han iden i icado 13 equipos y 27 lujos. Ve Imagen 2.
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Imagen 2. Esquema de la ins alación con los lujos y los equipos nume ados
Así mismo, se ha analizado la es uc u a p oduc i a de la ins alación, es deci , se ha decidido qué
lujos o man pa e del uel y qué lujos o man pa e del p oduc o de cada equipo, al y como se
mues a en la Tabla 1.
Tabla 1. Es uc u a p oduc i a de la ins alación
Nº
EQUIPO
NOMBRE
FUEL
PRODUCTO
1
CAL
CALDERA
21
1-2
2
COG
MOTOR DE COGENERACIÓN
22
23+(4-5)
3
CI1
COLECTOR DE IMPULSO 1
1+4
7
4
CI2
COLECTOR DE IMPULSO 2
8
3+6
5
CH
COMPENSADOR HIDRÁULICO
7-8
9-10
6
V1
VÁLVULA 1
11
12+13
7
V2
VÁLVULA 2
13+14
10
8
INT
INTERCAMBIADOR DE CALOR
12-14
15-16
9
DACS
DEPÓSITO ACS
(15-17) +20
18-19
10
B1
BOMBA 1
24
2-3
11
B2
BOMBA 2
25
5-6
12
B3
BOMBA 3
26
11-9
13
B4
BOMBA 4
27
16-17
3.3.1.2 Con igu ación del con ol
El con ol que domo iza la ins alación es cla e pa a un suminis o e icien e de la demanda de
ACS. A con inuación, se explican los comandos y los se -poin s p incipales pa a el uso adecuado
de la ins alación:
• Cuando el agua del anque de almacenamien o sea TDACS < 62⁰C, se encienden la bomba
3 y el mo o de cogene ación. Es á p og amado pa a que la bomba 3 no se ac i e si no
exis e caudal.
• Cuando la di e encia de empe a u as en e la en ada al in e cambiado desde el
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ci cui o p ima io y la en ada al in e cambiado desde el ci cui o secunda io es Tp ima io-
Tsecunda io > 5⁰C se ac i a la p oducción de ACS.
• Además, mien as es én el mo o de cogene ación ac i o, la bomba 3 ac i a y la
p oducción de ACS ac i a, si la empe a u a del anque es TDACS < 58⁰C, se ac i a el
equipo auxilia , en es e caso la calde a.
• Pa a que la p oducción de ACS cese, la di e encia de empe a u as en e el sis ema
p ima io y el secunda io debe disminui los 2⁰C, es deci Tp ima io-Tsecunda io < 2⁰C.
• Pa a que el mo o de cogene ación se desac i e la empe a u a del anque iene que
supe a los 67⁰C, TDACS>67⁰C.
3.4 MODELADO DE LA INSTALACIÓN MEDIANTE EL SOFTWARE TRNSYS
TRSNSYS es un en o no de so wa e ex emadamen e lexible basado en g á icos que se u iliza
pa a simula el compo amien o de sis emas ansi o ios. TRNSYS se compone de dos pa es.
[33]
La p ime a es un mo o (llamado núcleo) que lee y p ocesa el a chi o de en ada, esuel e
i e a i amen e el sis ema, de e mina la con e gencia y aza las a iables del sis ema. El núcleo
ambién p opo ciona u ilidades que (en e o as cosas) de e minan las p opiedades
e mo ísicas, in ie en ma ices, ealizan eg esiones lineales e in e polan a chi os de da os
ex e nos.
La segunda pa e de TRNSYS es una amplia biblio eca de componen es, cada uno de los cuales
modela el endimien o de una pa e del sis ema. La biblio eca es ánda incluye
ap oximadamen e 150 modelos que an desde las bombas has a los edi icios mul izona, desde
los ae ogene ado es has a los elec olizado es, desde los p ocesado es de da os
me eo ológicos has a las u inas de economía, y desde los equipos básicos de HVAC has a las
ecnologías eme gen es más a anzadas. Los modelos es án cons uidos de al mane a que los
usua ios pueden modi ica los componen es exis en es o esc ibi los suyos p opios, ampliando
las capacidades del en o no.
3.4.1 Con igu ación de la ins alación expe imen al
Imagen 3. In e ace del Simula ion S udio en T nsys e e ido a la ins alación con igu ada en el LCCE
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Imagen 4. In e ace del Simula ion S udio en T nsys e e ido a la ins alación con igu ada en el LCCE simpli icada
G acias a la e sa ilidad de es e so wa e, la ins alación diseñada en el LCCE se ha modelado en
la in e az del Simula ion S udio de TRNSYS, es os son los “ ypes” o componen es p incipales
usados:
• Pa a la calde a: ype 700 (Imagen 5). Cuyos pa áme os han sido:
o Po encia nominal: 100800 [kJ/h]
Imagen 5. Esquema del ype 700
• Pa a las bombas: ype 114 (Imagen 6). Cuyos pa áme os han sido:
o Caudal máximo: 1000 [kg/h]
o Po encia nominal: 2684 [kJ/h ]
Imagen 6. Esquema del ype 114
• Pa a el anque: ype 4a (Imagen 7). Cuyos pa áme os han sido:
o Volumen: 1 [m3]
o Coe icien e de pé dida del anque: 3 [kJ/h m2K]
Imagen 7. Esquema del ype 4a
• Pa a el in e cambiado : ype 5b (Imagen 8). Cuyos pa áme os han sido:
o Coe icien e global de ans e encia de calo : 514 [kJ/hK]
Imagen 8. Esquema del ype 5b

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• Pa a el colec o de impulso 1: ype 649 (Imagen 9).
Imagen 9. Esquema del ype 649
• Pa a el colec o de impulso 2: ype 647 (Imagen 10).
Imagen 10. Esquema del ype 647
• Pa a el compensado hid áulico: ype 38 (Imagen 11). Cuyos pa áme os han sido:
o Volumen: 0,35[m3]
o Coe icien e global de pé didas: 5 [kJ/hK]
Imagen 11. Esquema del ype 38
• Pa a el mo o de cogene ación se ha u ilizado un elemen o de la biblio eca c eado po el
usua io (Imagen 12). Cuyos pa áme os han sido:
o Po encia nominal: 19800 [kJ/h]
Imagen 12. Esquema del ype u ilizado pa a el mo o de cogene ación
Pa a odos los equipos se ha conside ado que el luido es el agua po lo que pa a odos los
equipos:
• Capacidad calo í ica del luido: 4,19 [kJ/kg K]
• Densidad del luido: 1000 [kg/m3]
• Pun o de ebullición: 100 [⁰C]
3.4.1.1 Comandos de con ol
Una de las cosas más impo an es pa a una simulación dinámica es la con igu ación de los
comandos de con ol. Es o es, el “ ime-s ep” de cada i e ación y el pe iodo de es udio. En es e
caso conc e o, se ha escogido un ime-s ep de 0,125 ho as, es deci 7,5 minu os, y se ha simulado
a lo la go de 168 ho as, es deci 7 días.
3.4.1.1 Implemen ación de la demanda de ACS
Pa a gene a el pe il de la demanda de ACS se ha u ilizado la he amien a DHW-calc [34]. Los
pe iles gene ados con es a he amien a son a chi os de ex o que con ienen una lis a de
alo es de caudal pa a cada paso de iempo. El p og ama dis ibuye la demanda de ACS a lo
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la go del año con medios es adís icos, según una unción de p obabilidad.
Pa a implemen a la demanda de ACS en TRNSYS se u iliza el lec o de da os ype 9e (Imagen
13) en el que se puede inse a el documen o de ex o ob enido del pe il de la demanda.
Imagen 13. Es quema del ype 9e
3.4.1.2 Con igu ación del con ol
Pa a modela el con ol an es mencionado, se hace uso del “con olado di e encial” del TRNSYS
( ype 2b), e Imagen 14.
Imagen 14. Esquema del ype 2b
Imagen 15. Funcionamien o del con olado di e encial
El egulado di e encial de encendido/apagado gene a una unción de con ol que puede ene
un alo de 1 o 0. El alo de la señal de con ol se elige en unción de la di e encia en e las
empe a u as supe io e in e io Th y Tl, compa ada con dos di e encias de empe a u a de
banda mue a ∆TH y ∆TL. El nue o alo de la unción de con ol depende del alo de la unción
de con ol de en ada en el ime-s ep an e io .
Po azones de segu idad, es e con olado incluye un lími e supe io de desconexión.
Independien emen e de las condiciones de banda mue a, la unción de con ol se pond á a ce o
si se supe a la condición de lími e supe io . Es e con olado no es á es ingido a la de ección
de empe a u as, aunque se u ilice la no ación de empe a u a. Ve Imagen 15.
Es e con olado se ha incluido a ias eces, al y como se ha explicado p e iamen e, pa a
con ola la ma cha/pa o de la calde a y del mo o de cogene ación en base a la empe a u a
del depósi o de ACS. También se han u ilizado pa a con ola la p oducción de ACS en unción
de las empe a u as del ci cui o p ima io y el ci cui o secunda io.
3.4.1.3 Ex acción de da os
Además, se han incluido unos “p in e s” ( ype 25) que se enca gan de desca ga a un a chi o
24
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de Excel las a iables e modinámicas necesa ias pa a su pos e io análisis. Ve Imagen 16.
Imagen 16. Esquema del ype 25
Conc e amen e cada ime-s ep desca gan los alo es de:
• empe a u as de cada lujo y empe a u as acumuladas
• caudales de cada lujo
• consumo de combus ible
• gene ación de elec icidad
3.4.2 Simulación de la condición de e e encia
Es e modelo ep oducido en TRNSYS de la ins alación con igu ada del LCCE se conside a el
“modelo de e e encia” en el cual se aplica á el es udio de epa o de cos es e moeconómicos.
3.5 INTRODUCCIÓN DE UNA ANOMALÍA AL MODELO
Pa a pode aplica el diagnós ico e meoconómico, se aplica á delibe adamen e una anomalía
a uno de los componen es de la ins alación: al compensado hid áulico ( ype38).
Uno de los pa áme os a de ini de es e equipo co esponde al coe icien e global de pé didas.
Po lo an o, es e pa áme o se aumen a á desde 5 [kJ/hK] al 15 [kJ/hK] pa a pode ep oduci
”pé didas en el aislamien o” en el equipo.
3.5.1 Simulación de la condición anómala
El siguien e paso consis e en simula la misma ins alación con es a anomalía incluida.
Se ob end án las mismas a iables e moeconómicas que en la si uación de e e encia pa a
pode aplica el mé odo de diagnós ico del “impac o en uel”.
4 RESULTADOS NUMÉRICOS
Es e apa ado ag upa los esul ados numé icos ob enidos de la simulación, el análisis
e moeconómico y el diagnós ico basado en la ó mula del impac o en uel.
4.1 RESULTADOS DE LA SIMULACIÓN
Los siguien es apa ados a an de jus i ica el modelado co ec o en TRNSYS.
4.1.1 Comp obación de la con igu ación del sis ema de con ol
La in e ención del sis ema de con ol en la simulación (basada en con olado es di e enciales)
se comp ueba en los siguien es g á icos:
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Imagen 17. G á ico del con ol del mo o de cogene ación en elación a la empe a u a del anque.
En la Imagen 17 se demues a el con ol en elación a la empe a u a del anque y el
ma cha/pa o del mo o de cogene ación:
• Se demues a como cuando la empe a u a del anque aumen a los 67⁰C, el mo o de
cogene ación deja de unciona
• Po o a pa e cuando la empe a u a del anque es meno que 62⁰C el mo o se pone en
ma cha has a consegui que la empe a u a de anque po encima de los 62⁰C.
• Que el mo o de cogene ación a anque demues a que la bomba del mo o (B2) se ac i a.
Imagen 18. G á ico del con ol de la bomba 3 en elación a la bomba 2
Po o a pa e, se e como al a anca el mo o y la bomba 2 (B2), se ac i a la bomba 3 (B3) al
y como se ha con igu ado, e Imagen 18.
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es e sis ema se puede conside a un sis ema secuencial y pa a man ene la misma can idad
de ACS solo necesi an la misma can idad de ecu sos.
• El equipo anómalo (CH) iene un aumen o en el consumo exe gé ico uni a io. Es o e a de
espe a ya que la anomalía (la pé dida de aislamien o) hace que deba de consumi más pa a
consegui el mismo p oduc o espec o a la si uación de e e encia,
• Los equipos que se dis inguen en la o ma de abaja son los que es án po delan e del
equipo anómalo (CAL,COG). A es o equipos les suceden dos cosas di e sas:
o El consumo exe gé ico uni a io de la calde a (CAL) disminuye espec o a la
e e encia. Es o es, sucede una “buena unción”
o El consumo exe gé ico uni a io del mo o de cogene ación (COG) aumen a espec o
a la e e encia. Es o es, sucede una “mal unción”
• Pa a pode en ende el signi icado de las “mal unciones” y “buenas unciones” es necesa io
comp ende que exis en una se ie de acciones inducidas po la anomalía que hacen que los
equipos aguas a iba engan que adap a se a las nue as condiciones. Es o puede hace que
se mue an a lo la go de su cu a de uncionamien o (la cual no es lineal) y lleguen a un
pun o de mejo uncionamien o (o peo ). El hecho de que el consumo uni a io a íe no
signi ica que engan una anomalía, sino que engan e ec os inducidos.
La cla e del diagnós ico e moeconómico se basa en disc imina en e es os e ec os inducidos
po las anomalías de o os equipos y los e ec os p oducidos po los allos en los p opios equipos.
Si no se hace eso, equipos como la calde a (CAL) o el mo o de cogene ación (COG) pueden
conside a se e óneamen e como equipos anómalos (aunque no se les haya in oducido
ninguna anomalía).
Po ello, en es e abajo se ha demos ado la necesidad de i más allá en el diagnós ico
e moeconómico y no basa se exclusi amen e en el aumen o del consumo de combus ible.
6 CONSIDERACIONES FINALES
Hay que señala que debido a p oblemas en la implemen ación de la demanda en la ins alación
del LCCE no se han podido ob ene los da os de la simulación de la ins alación deseada. Sin
emba go, al habe podido simula esa misma ins alación en el so wa e TRNSYS, se ha podido
desa olla la aplicación del diagnós ico e moeconómico en ins alaciones é micas, aunque de
una mane a pu amen e i ual.
Es po ello, po lo que el abajo ealizado sí que ha sido ú il pa a el obje i o deseado, pe o se
segui á abajando en la in es igación de es e campo pa a pode lle a su aplicación a
ins alaciones eales.
6.1 MÉRITOS OBTENIDOS DE ESTE TRABAJO
Cabe esal a , que es e abajo has ido acepa ado y inanciado median e una beca IkasIke del
Gobie no Vasco. Asimismo, que es e abajo se ha p esen ado en un cong eso in e nacional con
e isión a pa es:
• Tí ulo: Ins alazio e mikoen Te moekonomia-diagnos ikoa
• Au o es: P ol-Godoy I., Picallo-Pe ez A., Sala-Liza aga J.M
• Cong eso: Ike Gaz e 2021 Nazioa eko ike ke a euska az (Gas eiz, Spain)
Es os hechos le dan alidez y di usión al abajo ealizado has a la echa.

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7 REFERENCIAS
1. Comisión Eu opea- Depa amen o de Ene gía, La e iciencia ene gé ica de los edi icios,
B uselas, 2020.
2. R.K. Meh a, J. Peschon, An inno a ions app oach o aul de ec ion and diagnosis in
dynamic sys ems, Au oma ica, Volume 7, Issue 5, 1971.
3. A. To olo, A. Lazza e o, A New The moeconomic Me hod o he Loca ion o Causes o
Mal unc ions in Ene gy Sys ems, Jou nal o Ene gy Resou ces Technology 129 ,2007, 1-9.
4. Sala-Liza aga, J. M., & Picallo-Pe ez, A. Exe gy Analysis and The moeconomics o
Buildings: Design and Analysis o Sus ainable Ene gy Sys ems. Bu e wo h-Heinemann,
2019.
5. A. Vale o, M.A. Lozano, M. Muñoz, A gene al heo y o exe gy sa ing. Pa I: On he
exe ge ic cos . AES Vol 2-3, ASME Book 100236, 193-198, 1986.
6. A. Vale o, M.A. Lozano, M. Muñoz, A gene al heo y o exe gy sa ing. Pa II: On he
he moeconomic cos . AES Vol 2-3, ASME Book 100236, 193-198, 1986
7. A. Vale o, M.A. Lozano, M. Muñoz, A gene al heo y o exe gy sa ing. Pa III: Ene gy sa ing
and he moeconomics, Compu e -Aided enginee ing and ene gy sys em. AES Vol 2-3,
ASME Book 100236, 193-198, 1986
8. A. Vale o, M.A. Lozano, C. To es, On Causali y in O ganized Ene gy Sys ems III Theo y o
Pe u ba ions, A Fu u e o Ene gy, P oceedings o he In e na ional Symposium
Flowe s’90, S.S. S ecco y M.J. Mo an (eds.), Pe gamon P ess, Nue a Yo k ,1990.
9. Lozano MA, Ba olomé JJ, Vale o A, Reini M. The moeconomic diagnosis o ene gy sys ems.
In: Flowe s 94, Flo ence Wo ld Ene gy Resea ch Symposium, Flo ence, I aly, 1994. p. 149–
56.
10. M. Reini, A. Lazza e o, A. Maco , A e age S uc u al and Ma ginal Cos s as Resul o a
Uni ied Fo mula ion o The moeconomic P oblem, P oceedings o Second Law Analysis o
Ene gy Sys ems: Towa ds he 21s Cen u y, E Sciubba y J.J. Mo an (eds.), Roma ,1995, 307-
323.
11. C. To es, A. Vale o, L. Se a, J. Royo, S uc u al Theo y o The moeconomic Diagnosis. Pa
I-On Mal unc ion and Dys unc ion Analysis, P oceedings o ECOS 1999, M. Ishida, G.
Tsa sa onis, M.J. Mo an y H.Ka aoka, (eds.) Tokyo, junio 8-10 ,1999, 368-373.
12. V. Ve da, L. Se a, A. Vale o, The moeconomic Diagnosis Zooming S a egy Applied o
Highly Complex Ene gy Sys ems Pa I- De ec ion and Localiza ion o Anomalies, ASME
Pape IMECE 2002-33183, 2002.
13. V. Ve da, L. Se a, A. Vale o, The moeconomic Diagnosis Zooming S a egy Applied o
Highly Complex Ene gy Sys ems Pa II- On he Choice o he P oduc i e S uc u e, ASME
Pape IMECE 2002-33185, 2002.
14. Vale o, A., To es, C., and Le ch, F., S uc u al Theo y and The moeconomic Diagnosis. Pa
III: In insic and Induced Mal unc ions, ECOS 99, June 8–10, Tokyo, Japan, 1999.
15. A. Lazza e o, A. To olo, A New The moeconomic Me hod o he Loca ion o Causes o
Mal unc ions in Ene gy Sys ems, Jou nal o Ene gy Resou ces Technology 129, 2007, 1-9.
16. G. Tsa sa onis, T. Mo osuk, Ad anced he modynamic (exe ge ic) analysis, 6ª h Eu opean
The mal Sciences Con e ence, Jou nal o Physics: Con e ence Se ies 395, 2012.
17. J.J. Pacheco-Iba a, Me odologías de diagnós ico e moeconómico de sis emas ene gé icos
V 7. 1s ed. Saa b ücken, Alemania: Edi o ial Académica Española, 2011
18. S. Usón, A. Vale o, The moeconomic diagnosis o imp o ing he ope a ion o ene gy
in ensi e sys ems: Compa ison o me hods, Applied Ene gy 88 ,2011, 699-711.
19. J.A. Remi o, In eg ación de Me odologías de Diagnós ico de la Ope ación de Cen ales
Eléc icas, Tesis Doc o al, Uni e sidad de Za agoza,2005.
20. M.A. Lozano, Me odología pa a el Análisis Exe gé ico de Calde as de Vapo en Cen ales
Te moeléc icas, Tesis Doc o al, Uni e sidad de Za agoza, 1987.
34
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ESCUELADE INGENIERÍA DE BILBAO
21. A. Lazza e o, A. To olo, A C i ical Re iew o he The moeconomic Diagnosis
Me hodologies o he Loca ion o causes o mal unc ions in Ene gy Sys ems, Jou nal o
Ene gy Resou ces Technology 123 ,2006, 335-342.
22. G. Tsa sa onis, S engh s and limi a ions o exe gy analysis en A. Bejan y E. Mamu , (eds.),
The modynimc op imiza ion o complex ene gy sys ems, Kluwe Academic P ess,
Dond ech , 1999.
23. G. Tsa sa onis, G., M.H. Pa k, On a oidable and una oidable exe gy des uc ions and
in es men cos s in he mal sys ems. Ene gy Con e sion and Managemen 43, 2002,
1259–1270.
24. C. To es, A. Vale o, The moeconomic Analysis. Uni e sidad de Za agoza, 2015
25. A. Piacen ino, Inno a i e he moeconomic diagnosis o mul iple aul s in ai condi ioning
uni s: me hodological imp o emen s and inc eased eliabili y o esul s, In e na ional
Jou nal o Re ige a ion, 2013.
26. A. Piacen ino, P. Ca ini, Assessing he Robus ness o The moeconomic Diagnosis o
Fouled E apo a o s: Sensi i i y Analysis o he Exe ge ic pe o mance o Di ec Expansion
Coils, En opy ma zo, 2016.
27. Ommen, T., Sig ho sson, O., & Elmegaa d, B. Two The moeconomic Diagnosis Me hods
Applied o Rep esen a i e Ope a ing Da a o a Comme cial T ansc i ical Re ige a ion
Plan . En opy, 19(2), 69, 2017.
28. A. Picallo, J.M. Sala, E. I iba , M. Od iozola, L Po illo, Applica ion o he mal unc ion
he moeconomic diagnosis o a dynamic hea ing and DHW acili y o aul de ec ion,
Ene gy and Buildings 135, 2016, 385-397.
29. A. Picallo, J M Sala, G Tsa sa onis, S. Sayadi, Dynamic Ad anced Exe gy Analysis in Building
Hea ing Sys ems Pa 1 Dynamic modeling and a oidable and una oidable assessmen .
En opy, 22-32, 2019.
30. A. Picallo, A. Lazza e o, J.M. Sala, O e iew and implemen a ion o dynamic
he moeconomic & diagnosis analyses in HVAC&R sys ems, Ene gy and Buildings, 2020.
31. A.Picallo, J.M.Sala ,E.I iba , Exe gia: he amien a pa a p omo e la e iciencia ene gé ica
en los edi icios, Elhuya , 2020.
32. A. Vale o, C. To es, The moeconomicanalysis, Cen e o Resea ch o Ene gy Resou ces
and Consump ion, Cen o Poli ecnico Supe io , Uni e sidad de Za agoza, Spain, 2006.
33. TRNSYS. T ansien Sys em Simula ion Tool. Wha is TRNSYS? Recupe ado el 21 de junio
de h p://www.TRNSYS.com/
34. UNIVERSITAT KASSEL. DHW-calc. Recupe ado el 21 de junio de h ps://www.uni-
kassel.de/uni/
8 ANEXO I: DESCRIPCIÓN DE LAS TAREAS
Pa a pode consegui los obje i os de la in es igación se han desa ollado las siguien es a eas:
• Ta ea 0 Coo dina y ges iona el abajo
• Ta ea 1 Analiza las me odologías de diagnós ico de las ins alaciones é micas,
ealizando una lec u a bibliog á ica lo más amplia posible (sob e odo ace ca de las
ins alaciones de cale acción y ACS de edi icios e cia ios y esidencias).
• Ta ea 2 Conoce los inicios del diagnós ico e moeconómico y analiza el
p ocedimien o pa a su aplicación.
• Ta ea 3 Analiza el uncionamien o de la ins alación expe imen al del LCCE,
ap ende la me odología y diseña e implemen a los ensayos que se an a ealiza .
• Ta ea 4 Aplica el diagnós ico al ensayo pa a el cual se debe á ob ene el modelo
é mico de cada equipo en o ma de uncionamien o sin anomalías.
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• Ta ea 5 In oduci una anomalía en el equipo seleccionado. Vol e a ealiza el
ensayo expe imen al con anomalías y aplica y e alua el diagnós ico e moeconómico
pa a analiza y cuan i ica los e ec os de i ados de la anomalía.
• Ta ea 6 De ini las p incipales conclusiones y deba es pa a el desa ollo del
p ocedimien o del diagnós ico e moeconómico.
• Ta ea 7 Redac a del documen o de memo ia del TFM.
• Ta ea 8 Ob ene y edac a las conclusiones.
• Ta ea 9 Realiza y p epa a la p esen ación o al del TFM.
8.1 DIAGRAMA DE GANTT
Se mues a en la Imagen 25 el diag ama de Gan conside ando el desglose de las a eas
p e iamen e desc i as. Cada a ea se incula a un pe iodo de ho as eque ido pa a lle a a cabo
el abajo. Se han dedicado un o al de 412 ho as.
Imagen 25. Diag ama de GANTT del T abajo de Fin de Más e
9 ANEXO II: DESCRIPCIÓN DEL PRESUPUESTO
En es e apa ado se ecogen odos los desembolsos de i ados del desa ollo de es e abajo,
que se di iden en dos g upos: ho as in e nas y gas os.
9.1 HORAS INTERNAS
La Tabla 6 mues a una es imación de las ho as abajadas po las pe sonas implicadas en es e
abajo.
Tabla 6. Cos es de las ho as in e nas
Nº de ho as
Cos e po h [€/h]
Cos e
[€]
Di ec o a
65
40
2.600
Codi ec o
10
40
400
Alumna
412
15
6.180
TOTAL
9.180 €
9.2 GASTOS
Debido a la si uación del COVID-19 en el p esen e cu so académico, algunas de las euniones se
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han ealizado online, po lo que no han supues o ningún gas o en cuan o a mo ilidad. Sin
emba go, algunas de las euniones, así como g an pa e del desa ollo del p oyec o se han
ealizado en el Labo a o io de Con ol de Calidad en la Edi icación del Gobie no Vasco. En la
Tabla 7 se mues an los gas os que es o ha supues o.
Tabla 7. Gas os
Nº de iajes
Cos e po iaje
[km/ iaje]
Cos e po
dis ancia
[€/km]
Cos e
[€]
Di ec o a
5
124,8
0,6
374,4
Codi ec o
2
124,8
0,6
149,76
Alumna
25
5,6
0,6
84
TOTAL
608,16 €
10 ANEXO III: INSTALACIÓN DEL LABORATORIO DE CONTROL DE CALIDAD EN
EDIFICACIÓN DEL GOBIERNO VASCO
A con inuación, se mues an unas imágenes de la ins alación del labo a o io del LCCE (Imagen
26) y de los equipos u ilizados pa a el diseño de la ins alación:
• Mo o de cogene ación (Imagen 27)
• Calde a de condensación (Imagen 28)
• Bomba (Imagen 29)
• Depósi o de acumulación (Imagen 30)
Imagen 26. Labo a o io de Con ol de la Calidad en Edi icación
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Imagen 27. Mo o de cogene ación
Imagen 28. Calde a de condensación

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Imagen 29. Bomba
Imagen 30. Depósi o de acumulación