x ornadas de sensibilización e difusión sobre xeotermia
Post on 23-Feb-2016
67 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Xornadas de Sensibilización e Difusión sobre Xeotermia
CASOS PRÁCTICOS DE APLICACIÓN DE APROVEITAMENTOS XEOTÉRMICOS PARA
BCJuan Rodríguez
Enxeñeiro de MinasResponsable da Área de Edificación de
EnergyLab Xuño - Setembro 2012
Índice
1
2
3 Conclusións
Introducción
Resultados obtidos
1 Introdución
EDIFICIOS PÚBLICOS
Escola InfantilNigrán
Escola InfantilBaiona
Centro de díaAs Neves
Biblioteca Central UVIGO
Edificios públicos representativos. Terreo dispoñible abondo para a captación xeotérmica e superficie de sala
técnica abondo para albergar o sistema de BCG. Libre acceso para operación da maquinaria necesaria. Sistemas terminais de climatización que permitan os maiores rendimentos de
a bomba de calor xeotérmica: solo radiante, fancoils,… Uns niveles mínimos de aillamiento que permitan minimizar a demanda
térmica do edificio. Instalaciones non máis antigas de 10 anos.
CRITERIOS DE SELECCIÓN
Edificio Vivendas Ribadumia
Plan Demostrativo da BCG en Galicia
1 Introdución
Este proxecto demostrativo pretende estender a tecnoloxía a toda Galicia, estimando que os aforros que se obterían se se instalasen bombas de calor xeotérmicas en todas las escolas infantís, centros de saúde bibliotecas públicas de Galicia, serían:
Aforro de Enerxía 95.725 MWh /año. Aforro económico 10 M€. Aforro en CO2 52.000 t CO2/año.
1 Introdución
Sistema de monitorización e adquisición de datos
1 Introdución
Para a análise e avaliación de…
Prestaciones do sistema: COP, EER, consumos enerxéticos, aforros,…
Parámetros medioambientais: emisións de CO2 e comparativas de aforros.
Parámetros de comportamiento do captador xeotérmico: evolución das temperaturas de traballo do fluido caloportador, potencias e enerxías intercambiadas co subsolo,…
Outras variables analizadas: temperatura exterior, temperatura ambiente interior, tempo de funcionamento do sistema, número de arrancadas/paradas,…
Ofreciendo un análise detallado e pormenorizado do comportamento das instalacións nos correspondentes Informes Técnicos, reflexando o comportamento das instalacións tanto a nivel de prestacións como de comportamento da instalación e do sistema captador xeotérmico.
1 Introdución
Fases dun proxecto de instalación de BCG
As distintas fases que comprenden un proxecto de instalación de bomba de calor xeotérmica poden resumirse en : Deseño. Execución, probas e posta en marcha. Mantemento.
Aclaración: Ademais destas fases, serán necesarios os correspondentes trámites administrativos antes do inicio da execución do proxecto (solicitude da Licenza da Obra no Concello correspondente e, naquelas comunidades autónomas que así o requiran, solicitude da Licenza de Execución das Perforacións) e a súa finalización (solicitude da Alta da Instalación Térmica na correspondente Delegación Provincial de Industria).
1 Introdución
Deseño (1/2)
• Recopilación de información da instalación correspondente a:
Situación, estrutura de cerramentos, sistema de distribución térmico (existente ou a implementar), superficie a climatizar, número de usuarios con demanda de ACS, superficie dispoñible para a captación xeotérmica, superficie dispoñible en sala técnica, accesibilidade para maquinaria, tipo de chan a perforar, características térmicas do subsolo, canalizacións de instalacións subterráneas próximas á zona de perforación,…
• A partir de: Proxecto técnico construtivo do edificio, visitas técnicas á instalación,
consumos enerxéticos previos (en caso de instalacións existentes), mapas hidroxeolóxicos da zona e, no seu caso, da realización dun TRT,...
• Para a realización dos Cálculos correspondentes a: Demandas térmicas da instalación, potencia térmica de BCG a instalar,
tamaño e xeometría do captador xeotérmico, volumes de acumulación de inercia/ACS, solución técnica proposta para a sala técnica, solución técnica proposta para a integración do sistema de BCG nunha instalación existente (se procede), estimación de aforros,…
1 Introdución
Deseño (2/2)
• No caso de non ser necesario un TRT: O tamaño e xeometría do campo de captación xeotérmico será
calculado a partir de ferramentas de cálculo simples (tabras e/ou nomogramas), podendo empregar, a súa vez, programas de simulación informática que aporten unha maior fiabilidade o cálculo.
• No caso de ser necesario un TRT: Realización durante a fase de Deseño: Tamaño e xeometría definitivos
do campo de captación xeotérmico. Realización durante a fase de Execución: Na fase de Deseño levarase a
cabo un cálculo preliminar do tamaño e xeometría do campo de captación xeotérmico que será revisado no momento da obtención dos resultados do TRT e da simulación informática correspondente.
Aclaración: Segundo a Norma VDI-4640, o cálculo do tamaño e xeometría do campo de captación xeotérmico levarase a cabo a partir da realización dun TRT e do emprego de programas de simulación informática cando: a potencia térmica de BCG a instalar sexa superior a 30 kW, para zonas con concentración de sistemas individuais, para instalacións cun fcto. superior a 2.400 h/año ó para instalacións cunha gran demanda de refrixeración.
1 Introdución
Execución, Probas e PeM
Aclaración: En función de los recursos disponibles (humanos y técnicos), varias de estas fases podrían llevarse a cabo en paralelo.
En xeral, os traballos correspondentes á execución e entrega de unha instalación de BCG correspondense coas siguintes fases:
1. Acopio de material e disponibilidade de maquinaria necesaria.2. Transporte de material e de maquinaria ata a instalación.3. Sinalización e replanteo das perforacións, zanxas horizontais e arquetas
colectoras.4. Execución das perforacións.5. Intr. tubo interc. e recheo das perforacións.6. Realización del TRT e simulación.7. Realización de las zanxas de conexión horizontal.8. Realización das conexións horizontais.9. Realización da sala de máquinas.10. Probas de estanqueidade, introdución de anticonxelante e purgado do
sistema xeotérmico.11. Probas de funcionamento e posta en marcha.12. Reposición de instalacións.
2 Resultados obtidos. Escola Infantil Baiona
Escola infantil de 800 m2.
Demanda de calefacción por chan radiante (38ºC) y ACS.
Sistema substituído: Caldeira de gasóleo 90 kW.
Información xeral
Instalación realizada
BCG de 52 kW.
Captador xeotérmico vertical en circuíto cerrado con 5 perforacións de 120 m. de profundidade
Acumulación de inercia de 1.500 l para calefacción e produción instantánea de ACS.
2 Resultados obtidos. Escola Infantil Baiona
Indicadores estacionais
Indicador Ud. ANO 2010 ANO 2011
COP est. 1 - 4,10 4,28
COP est. 2 - 3,93 4,09
Consumo eléctrico 1 kWh 16.498 13.885
Consumo eléctrico 2 kWh 17.040 14.591
Coste eléctrico 1 € 1.814 1.944
Coste eléctrico 2 € 1.874 2.042
Emisións CO2 1 kg CO2 4.454 3.749
Emisións CO2 2 kg CO2 4.601 3.940
Aclaracións:• Meses Inverno: produción de ACS e calefacción.• Meses de Verán: produción de ACS. • Subíndice 1: Referido unicamente o consumo do compresor da BCG.• Subíndice 2: Referido o consumo do compresor da BCG mais o consumo da bomba de
circulación do fluído caloportador do sistema xeotérmico.
2 Resultados obtidos. Escola Infantil Baiona
Variables da instalación
Indicador Ud. PROMEDIO
T pozos ent. BCG ºC 8-9
Pot. pozos kW 38-42
Pot. esp. pozos W/m 60-67
T amb. interior (inv.) ºC 20-23
2 Resultados obtidos. Escola Infantil Baiona
17.040 kWhENERXÍA CONSUMIDA
DATOS ECONÓMICOS GLOBAIS CALCULADOS
VANTAXES OBTIDAS
EMISIÓNS CO2 4.601 kg
COSTE ECONÓMICO 1.874 €
AFORROS vs. SIST. ANTERIOR
53.920 kWh/ano
19.383 kg/ano
4.270 €/ano
Mellora do rendemento económico e enerxético da instalación.
Redución de emisións de CO2. Mellora de regulación dos sistemas de climatización
ACS.
BCG
PERIODO DE TEMPO CONSIDERADO: ANO 2010
2 Resultados obtidos. Escola Infantil Nigrán
Escola infantil de 1000 m2 con demanda de calefacción e ACS.
Calefacción por chan radiante (40ºC) e produción de ACS en acumulación.
Sistema substituído: Caldeira de gasóleo 90 kW.
BCG de 75 kW.
Captador xeotérmico vertical en circuíto cerrado con 10 perforacións de 100 m de profundidade.
Cubrir demanda de calefacción e precalentamento de ACS.
Instalación realizada
Información xeral
Indicadores estacionais
Aclaracións:• Meses Inverno: precalentamento de ACS e calefacción.• Meses de Verano: precalentamento de ACS. • Subíndice 1: Referido unicamente o consumo do compresor da BCG.• Subíndice 2: Referido o consumo do compresor da BCG mais o consumo da bomba de
circulación do fluído caloportador do sistema xeotérmico.
Indicador Ud. ANO 2010 ANO 2011
COP est. 1 - 4,00 4,09
COP est. 2 - 3,71 3,62
Consumo eléctrico 1 kWh 6.800 5.884
Consumo eléctrico 2 kWh 7.598 6.964
Coste eléctrico 1 € 748 824
Coste eléctrico 2 € 835 975
Emisións CO2 1 kg CO2 1.836 1.589
Emisións CO2 2 kg CO2 2.051 1.880
2 Resultados obtidos. Escola Infantil Nigrán
2 Resultados obtidos. Escola Infantil Nigrán
Variables da instalación
Indicador Ud. PROMEDIO
T pozos ent. BCG ºC 11-12
Pot. pozos kW 43-47
Pot. esp. pozos W/m 43-47
T amb. interior (inv.) ºC 20-23
2 Resultados obtidos. Escola Infantil Nigrán
7.598 kWhENERXÍA CONSUMIDA
DATOS ECONÓMICOS GLOBAIS CALCULADOS
VANTAXES OBTIDAS
EMISIÓNS CO2 2.051 kg
COSTE ECONÓMICO 835 €
PERIODO DE TEMPO CONSIDERADO: AÑO 2010
AFORROS vs. SIST. ANTERIOR
20.592 kWh/ano
7.476 kg/ano
1.687 €/ano
Mellora do rendemento económico e enerxético da instalación.
Redución de emisións de CO2. Redución de temperatura de traballo do sistema de
calefacción.
BCG
2 Resultados obtidos. Biblioteca Central UVigo
Biblioteca pública universitaria de 3.300 m2 con demanda de calefacción e refrixeración.
Fancoils e condutos de aire (calefacción a 52ºC e refrixeración a 8ºC).
Sistema substituído: 2 bombas de calor aire-auga e caldeira de gasóleo.
Información xeral
3 x BCG de 60 kW/bomba
Potencia total instalada: 180 kW
Captador xeotérmico vertical en circuíto cerrado con 33 perforacións de 100 m de profundidade.
Instalación realizada
2 Resultados obtidos. Biblioteca Central UVigo
Indicadores estacionais
Aclaracións:• Meses Inverno: calefacción.• Meses de Verano: refrixeración. • Subíndice 1: Referido unicamente o consumo do compresor da BCG.• Subíndice 2: Referido o consumo do compresor da BCG mais o consumo da bomba de
circulación do fluído caloportador do sistema xeotérmico.
Indicador Ud DATOS 2010-2011
COP est. 1 - 3,37
COP est. 2 - 3,15
EER est. 1 - 3,66
EER est. 2 - 3,26
Consumo eléctrico 1 kWh 95.731
Consumo eléctrico 2 kWh 103.736
Coste eléctrico 1 € 10.530
Coste eléctrico 2 € 11.411
Emisións CO2 1 kg CO2 25.847
Emisións CO2 2 kg CO2 28.008
2 Resultados obtidos. Biblioteca Central UVigo
Variables da instalación
Indicador Ud. PROMEDIO
T pozos ent. BCG (inv.) ºC 7-9
T pozos salida BCG (ver.) ºC 20-25
Pot. pozos (inv.) kW 160-165
Pot. pozos (ver.) kW 215-225
Pot. esp. pozos (inv.) W/m 48-50
Pot. esp. pozos (ver.) W/m 62-67
T amb. interior (inv.) ºC 19-23
T amb. interior (ver.) ºC 25-27
2 Resultados obtidos. Biblioteca Central UVigo
103.736,40 kWhENERXÍA CONSUMIDA
DATOS ECONÓMICOS GLOBAIS CALCULADOS
VANTAXES OBTIDAS
EMISIÓNS CO2 28.008,83 kg
COSTE ECONÓMICO 11.411,01 €
AFORROS vs. SIST. ANTERIOR
117.050,83 kWh/ano
31.603,72 kg/ano
12.875,58 €/ano
Mellora de rendemento económico e enerxético da instalación.
Redución de emisións de CO2. Mellora na regulación do sistema de climatización.
BCG
PERIODO DE TEMPO CONSIDERADO: ANO 2010-2011
2 Resultados obtidos. Centro de Día As Neves
Centro de Día de 700 m2 con demanda de calefacción e refrixeración.
Escola infantil de 100 m2 con demanda de calefacción e refrixeración.
Fancoils (calefacción a 50ºC e refrixeración a 10ºC) e radiadores (calefacción a 50ºC).
Sistema substituído: Bomba de calor aire-auga e caldeira de gasóleo
Información xeral
Instalación realizada
BCG de 40 kW. Captador xeotérmico vertical en circuíto cerrado con 6
perforacións de 100 m de profundidade. Calefacción e refrixeración da escola infantil (obra realizada
fora dos obxectivos iniciais do proxecto).
2 Resultados obtidos. Centro de Día As Neves
Indicadores estacionais
Aclaracións:• Meses Inverno: calefacción.• Meses de Verano: refrixeración. • Subíndice 1: Referido unicamente o consumo do compresor da BCG.• Subíndice 2: Referido o consumo do compresor da BCG mais el consumo da bomba de
circulación do fluído caloportador do sistema xeotérmico.
Indicador Ud DATOS 2011
COP est. 1 - 3,65
COP est. 2 - 3,27
EER est. 1 - 3,40
EER est. 2 - 3,07
Consumo eléctrico 1 kWh 16.083
Consumo eléctrico 2 kWh 17.989
Coste eléctrico 1 € 2.251
Coste eléctrico 2 € 2.518
Emisións CO2 1 kg CO2 4.342
Emisións CO2 2 kg CO2 4.857
2 Resultados obtidos. Centro de Día As Neves
Variables da instalación
Indicador Ud. PROMEDIO
T pozos ent. BCG (inv.) ºC 8-9
T pozos salida BCG (ver.) ºC 20-23
Pot. pozos (inv.) kW 17-19
Pot. pozos (ver.) kW 25-27
Pot. esp. pozos (inv.) W/m 42-45
Pot. esp. pozos (ver.) W/m 48-50
T amb. interior (inv.) ºC 20-23
T amb. interior (ver.) ºC 25-27
2 Resultados obtidos. Centro de Día As Neves
17.989 kWhENERXÍA CONSUMIDA
DATOS ECONÓMICOS GLOBAIS CALCULADOS
VANTAXES OBTIDAS
EMISIÓNS CO2 4.857 kg
COSTE ECONÓMICO 2.518 €
AFORROS vs. SIST. ANTERIOR
20.236 kWh
5.464 kg
2.835 €
Mellora de rendemento económico e enerxético da instalación.
Redución de emisións de CO2. Redución de temperatura de traballo do sistema de
calefacción. Mellora das condiciones interiores da gardaría.
BCG
PERIODO DE TEMPO CONSIDERADO: ANO 2011
2 Resultados obtidos. Edificio vivendas Ribadumia
Edificio de vivendas (15 en total). Demanda de calefacción e ACS. Superficie total a calefatar: 1200 m2. Sistema inicial proposto:
Caldeira de gasóleo de 240 kW. para Calefación-ACS. Sistema solar térmico para ACS.
Sistema de distribución: Estacións de transferencia individualizada por piso para calefación e
ACS Chan radiante a 38 – 40ºC
Información xeral
Instalación realizada
2 x BCG de 40 kW.
Captador xeotérmico vertical en circuíto cerrado con 10 perforacións de 100 m de profundidade.
Acumulación de inercia de 1.500 l.
2 Resultados obtidos. Edificio vivendas Ribadumia
Indicadores estacionais
Aclaracións:• Meses Inverno: calefacción e ACS.• Meses de Verán: ACS. • Subíndice 1: Referido unicamente o consumo do compresor da BCG.• Subíndice 2: Referido o consumo do compresor da BCG mais el consumo da bomba de
circulación do fluído caloportador do sistema xeotérmico.
Indicador Ud. DATOS2011 (2º sem.)
COP est. 1 - 3,46
COP est. 2 - 3,14
Consumo eléctrico 1 kWh 15.757
Consumo eléctrico 2 kWh 17.352
Coste eléctrico 1 € 2.206
Coste eléctrico 2 € 2.429
Emisións CO2 1 kg CO2 4.254
Emisións CO2 2 kg CO2 4.685
2 Resultados obtidos. Edificio vivendas Ribadumia
Variables da instalación
Indicador Ud. PROMEDIO
T pozos ent. BCG ºC 9-10
Pot. pozos kW 47-50
Pot. esp. pozos W/m 47-50
T amb. interior (inv.) ºC 22-25
2 Resultados obtidos. Edificio vivendas Ribadumia
17.352 kWhENERXÍA CONSUMIDA
DATOS ECONÓMICOS GLOBAIS CALCULADOS
VANTAXES OBTIDAS
EMISIÓNS CO2 4.685 kg
COSTE ECONÓMICO 2.429 €
AFORROS vs. SIST. GASÓLEO C
52.576 kWh/ano
18.693 kg/ano
4.937 €/ano
Mellora de rendemento económico e enerxético da instalación.
Redución de emisións de CO2. Mellora na regulación do sistema de climatización.
BCG
PERIODO DE TEMPO CONSIDERADO: ANO 2011 (2º sem.)
3 Conclusións
Aforros factura enerxética de climatización e produción de ACS: Instalacións monitorizadas con demanda de solo calor (calefacción y ACS) vs. sistema xenerador térmico
anterior (caldeira de gasóleo) 66-70% Instalacións monitorizadas con demanda de calor e frío (calefacción e refrixeración) vs. sistema xenerador
térmico anterior (bomba de calor aire-auga) 52-54%
Aforros emisións de CO2: Instalacións monitorizadas con demanda de solo calor (calefacción y/o ACS) vs. sistema xenerador térmico
anterior (caldeira de gasóleo) 78-80% Instalacións monitorizadas con demanda de calor e frío (calefacción e refrixeración) vs. Sistema xenerador
térmico anterior (bomba de calor aire-auga) 52-54%
Correcto dimensionado das instalacións Temperaturas de traballo OK.
Demandas térmicas satisfeitas con baixos custes de operación Satisfacción de propietarios e usuarios.
Os resultados presentados dan boa mostra das importantes prestacións da tecnoloxía de BCG e dos importantes aforros que pode chegar a supor en instalacións de climatización.
Seguimento e análise dos datos rexistrados e da evolución do comportamento das instalacións o largo de sucesivos ciclos de demanda térmica, para confirmar as súas prestacións futuras.
3 Conclusións
En xeral, el custe total da implementación dun sistema de BCG, tendo en conta todas as súas fases, encontrase actualmente entre os siguintes intervalos: Residencial unifamiliar: 2.000 – 2.300 €/kWt BCG Residencial multifamiliar e terciario: 1.700 – 2.000 €/kWt BCG
Campo de captación xeotérmico: 35 – 60% dos custes totais => Fase de deseño rigorosa que permita axustar a potencia térmica de a BCG a instalar e, polo tanto, axustar o tamaño do campo de captación xeotérmico sen sobredemensionamentos que conduzan a sobrecustes.
En canto o contrato de mantemento: Residencial unifamiliar: 150 – 200 €/ano Residencial multifamiliar y terciario: 500 – … €/ano
3 Conclusións
En xeral, en canto os aforros na factura enerxética, en función do sistema co que se realice a comparativa, tense que: Caldeira eléctrica: 60-70% Caldeira de propano: 55-65% Caldeira de gasóleo C: 50-60% Caldeira de GN: 20-30% BC aire-auga: 35-50%
O que traducese nunhos períodos de retorno da inversión, en xeral, de entre 5 e 10 anos, dependendo: Do sistema co que se realice a comparativa. Do tipo de captación xeotérmica. Da existencia de subvencións u outros incentivos.
En xeral, en canto ós aforros de emisións de CO2, en función do sistema co que se realice a comparativa, tense que: Caldeira eléctrica: 60-70% Caldeira de propano: 50-60% Caldeira de gasóleo C: 65-75% Caldeira de GN: 45-55% BC aire-auga: 35-50%
Área de Edificaciónenergylab@energylab.es
Edificio CITEXVI – Local 1Fonte das Abelleiras, s/nCampus Universitario de Vigo36310 Vigo (Pontevedra)T_986 120 450 F_986 120 450www.energylab.es
MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN
top related