II CONGRESO DE ENERGÍA GEOTÉRMICA EN LA EDIFICACIÓN Y LA INDUSTRIA

CONDENSACIÓN GEOTÉRMICA ABIERTA: DISEÑO Y

TRAMITACIÓN

Cristina de Torre Minguela

critor@cartif.es

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Índice

11 DESCRIPCIÓN DE LA INSTALACIÓN

22 VENTAJAS DE LA UTILIZACIÓN DE GEOTERMIA

66 EQUILIBRIO TÉRMICO EN EL ACUÍFERO

44 SISTEMA GEOTÉRMICO ABIERTO

55 CÁLCULO DE CARGAS

33 HIDROGEOLOGÍA

77 CÁLCULO DE IMPACTO HIDROTÉRMICO/HIDRAULICO

88 TRAMITACIÓN

99 CONCLUSIONES

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Descripción de la instalación

SOLARCALDERA

1 BOMBA AGUA-AGUA

15 BOMBAS AGUA-AIRE

DIFUSORES Y PLENUMS

AEROTERMOS

FAN COILS

.

SUELO RADIANTE

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Descripción de la instalación

SOLARCALDERA

1 BOMBA AGUA-AGUA

15 BOMBAS AGUA-AIRE

MÁQUINA DE ABSORCIÓN

DIFUSORES Y PLENUMS

FAN COILS

.

SUELO RADIANTE

INSTALACIÓN GEOTÉRMICA

SUELOREFRESCANTE

TORRE DE REFRIGERACIÓN

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Ventajas de la utilización de geotermia

• Mejora la eficiencia energética de las bombas de calor y las enfriadoras, al reducir la temperatura del foco de condensación. Además se reduce el consumo eléctrico.

• La puesta en marcha de los equipos de frío no está condicionada al estado en el que se encuentre la torre.

• La instalación se utilizará durante todo el año, por lo que además de proteger el acuífero se mejorará la eficiencia energética del edificio.

• Este sistema de condensación no presenta problemas de legionela.

• Se realizará un esfuerzo en instrumentación y control para obtener resultados que puedan ser extrapolados a otras instalaciones.

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Hidrogeología

• Localización del Proyecto:• Acuífero “Los Arenales”• Cuenca Hidrográfica del Duero• Pertenece al sistema acuífero Terciario Detrítico Central del

Duero

• Acuífero multicapa compuesto por capas de arena separadas por capas de arcilla confinantes.

• Zona de permeabilidad alta según SIAS (Sistema de información del Agua Subterránea del IGME)

• Temperatura a unos 100 m ronda los 16ºC.

• No hay registros de licencias de extracción en un radio de 1.000m alrededor de la localización del proyecto.

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Sistema Geotérmico Abierto

• Sistema Geotérmico Abierto: Intercambio de energía térmica con algún acuífero próximo a la superficie, con el fin de proporcionar calefacción y refrigeración eficiente a los edificios. La extracción neta de agua subterránea en estos sistemas es cero, por lo que se minimiza el impacto ambiental.

• Sistema muy utilizado en Europa y América del Norte.

• Viabilidad técnica: Depende de las condiciones hidrogeológicas locales. Para su comprobación se realizaron los siguientes estudios: Estudio hidrogeológico, pruebas de aforo, análisis del agua, estudio de impacto hidráulico e hidrotérmico

• ASET-A. Almacenamiento Subterráneo de Energía Térmica en Acuíferos. Utiliza dobletes o parejas de pozos para efectuar almacenamiento térmico estacional. Se invierten los pozos de extracción e inyección estacionalmente.

• RECIRCULACIÓN. En este caso no se produce almacenamiento térmico estacional. El agua siempre circula del pozo de extracción al de inyección, tanto en modo calefacción como en modo refrigeración.

VARIANTES DEL SISTEMA GEOTÉRMICO ABIERTO

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Sistema Geotérmico Abierto

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Cálculo de cargas

Evaluación de la demanda energética del edificio• Demanda de frío. Mayo-Septiembre• 53.121,9 kWh

• 48.060,3 kWh. Enfriadoras Eléctricas• 5.061,6 kWh. Máquina Absorción

Condensación• 85.000 kWht

• 67.284 kWht Enfriadoras Eléctricas• 17.715,6 kWht. Máquina de Absorción

EERENF_ELEC=2,5 COPMAQ_ABS=0,4

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Equilibrio Térmico en el Acuífero

ACUÍFERO

85.000 kWht

Carga Pico 371 kW

85.000 kWh t

Carga Pico 220 kW

EQUILIBRIO

TÉRMICO

EN EL ACUÍFERO

Horas equivalentes de operación:

229h 386h

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Cálculo del impacto hidrotérmico/hidráulico

• Cálculo realizado por IFTEC:

• Impacto hidrotérmico: HstWin-2D

• Impacto hidráulico: MLU (Multi Layer Unsteady state)

• Se tuvieron en cuenta las condiciones hidrogeológicas y las demandas energéticas del edificio.

• Tras 20 años se puede dar un cambio térmico de 0,5ºC a una distancia máxima de 30 metros del pozo de inyección. Los efectos térmicos se limitan a la parcela en la que se proyecto el sistema geotérmico abierto.

• Cambios calculados en el nivel piezométrico en el acuífero.

• La extracción del agua subterránea supondrá un descenso del nivel piezométrico del acuífero y la inyección causará un ascenso.

• Los máximos cambios de los niveles piezométricos serán de 5,3m.

Contornos Hidrotérmicos. Pozo de Inyección (20 años )

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Cálculo del impacto hidrotérmico/hidráulico

• Cálculo realizado por IFTEC:

• Impacto hidrotérmico: HstWin-2D

• Impacto hidráulico: MLU (Multi Layer Unsteady state)

• Cambios calculados en el nivel piezométrico en el acuífero.

• La extracción del agua subterránea supondrá un descenso del nivel piezométrico del acuífero y la inyección causará un ascenso.

• Los máximos cambios de los niveles piezométricos serán de 5,3m.

Simulación del impacto hidráulico.

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Tramitación• En España no hay legislación específica para este tipo de sistemas.

• Al tratarse de un aprovechamiento de baja entalpía hay que solicitar permisos a:• Sección de Minas del Servicio Territorial de Industria, Comercio

y Turismo de Valladolid.• Confederación Hidrográfica del Duero.

• En CHD no hay procedimiento para una aplicación de uso no consuntivo. Hay que solicitar dos permisos por separado:• Concesión de aguas subterráneas para usos industriales,

domésticos o ganaderos con caudal menor de 5l/s.• Autorización de vertido.

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Tramitación• Concesión de Extracción. (Plazo establecido de 18 meses):

• La concesión la otorga la CHD, como organismo de la Administración Hidráulica.

• La Comisaría de Aguas se encarga de la tramitación.• Se solicita informe a la oficina de Planificación Hidrológica

del Organismo. • Si es compatible con el Plan Hidrológico de la cuenca, se

continua con la tramitación y se solicita informe a la Comunidad Autónoma.

• Información Pública en el BOP y en el Ayto.

• Permiso de Vertido:• Se solicita paralelamente a la concesión de extracción.• Se presenta un único proyecto y estudio hidrogeológico para

ambas solicitudes.

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Conclusiones

• Evaluando las cargas térmicas del edificio y las características del acuífero, se ha optado por la instalación de un sistema geotérmico abierto con recirculación.

• Todo el agua extraída es devuelta al acuífero y se variará la Tª en 5ºC, por lo que tras las simulaciones de impacto hidrotérmico e hidráulico, se ha demostrado que no se producirán daños en el acuífero.

• Tras comprobar la viabilidad del Proyecto, se procedió a la tramitación de la instalación.

• Al no existir legislación específica, es necesario solicitar permisos independientes para cada uno de los pozos a pesar de ser una única instalación, con la consiguiente demora en los plazos.

• Hay que resaltar la necesidad de una legislación específica y de una simplificación del proceso de tramitación para conseguir que la energía geotérmica tome una posición relevante dentro del mix de las EERR.

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GRACIAS POR SU ATENCIÓN

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