Eficiencia Energética en Calefacción y Refrigeración: Aprovechamientos Geotérmicos mediante Bomba de Calor VIGO, 18 DE NOVIEMBRE DE 2009 Indice Dimensionamiento CEIP Mestre Ramiro Sabell Oficinas en nave industrial Casa rural DIMENSIONAMIENTO DE LAS NECESIDADES DE LA INSTALACIÓN 1. Dimensionar las necesidades térmicas y/o refrigeración 2. Dimensionar las necesidades de ACS SELECCIÓN DE LA POTENCIA DE LA BOMBA DE CALOR Y RESTO DE COMPONENTES DETERMINACIÓN DE LA CAPTACIÓN GEOTÉRMICA CEIP Mestre Ramiro Sabell en Ponteareas Instalación situada en Ponteareas (Pontevedra) Centro de enseñanza infantil y primaria Edificio ampliación de nueva construcción DIMENSIONAMIENTO DE LAS NECESIDADES TÉRMICAS Calefacción Superficie total a calefactar: 1.000 m2 Sistema de calefacción: suelo radiante Cargas térmicas del edificio Zona Climática: C1 Severidad climática en invierno: C Horas de calefacción estimadas: 1.260 h Base de cálculo: 58 W/ m2 ACS Necesidades de 4-6 kW SELECCIÓN DE BOMBA DE CALOR TERRA MAX 70 HGL DIMENSIONAMIENTO DE LA CAPTACIÓN GEOTÉRMICA DIMENSIONAMIENTO DE LA CAPTACIÓN NORMA VDI 4640 Se basa en la directriz 4640 de la norma VDI Datos de partida: Necesidades térmicas y COP de la bomba de calor Caudal volumétrico de la bomba de calor Capacidad térmica específica del terreno Bomba de Calor Geotérmica TERRA MAX 70 HGL Potencia entregada (según EN 14511): 66 kW COP (según EN 14511): 3.8 Potencia Evaporador = ⎡⎣ Potencia Calefacción × ( COP − 1) ⎤⎦ / COP Potencia Evaporador = 66.0kW × ( 3.8 − 1) = 48.63 kW 3.8 DIMENSIONAMIENTO DE LA CAPTACIÓN DIMENSIONAMIENTO DE LA CAPTACIÓN Longitud dela sonda = Potencia del evaporador (W ) 48.631W = = 972.62 m Capacidad térmica (W / m ) 50 W / m 10 sondeos de 100 m Sonda de PE 100 de doble U Ø32 mm Ø perforación 150 mm Distancia entre perforaciones 7 m DIMENSIONAMIENTO DE LA CAPTACIÓN GEOTÉRMICA DISTRIBUCIÓN DE LAS SONDAS GEOTÉRMICAS Y DRENAJE DIMENSIONAMIENTO DE LA CAPTACIÓN GEOTÉRMICA ESQUEMA DE LA INSTALACIÓN INSTALACIÓN COLECTORES DE 10 VÍAS ACUMULACIÓN DE INERCIA DE 2.000 l PRODUCCIÓN DE ACS INSTANTÁNEA DE 25 l/min ESTUDIO CONCLUSIONES MEDIOAMBIENTALES EMISIONES DE CO2 EMITIDAS A LA ATMÓSFERA BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA 19086,01 30323,92 CALDERA DE GN 31369,57 CALDERA DE PROPANO 36342,23 CALDERA DE GASÓLEO C 0 10000 20000 30000 EMISIONES DE CO2 EMITIDAS (kg/año) 40000 ESTUDIO CONCLUSIONES ECONÓMICAS COMPARATIVA DE COSTES ANUALES BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA 1.510 € RADIADORES ELÉC. T. NOCT. 3.973 € CALDERA DE GN 4.555 € CALDERA DE BIOMASA 4.307 € CALDERA DE PROPANO 6.267 € RADIADORES ELÉC. T. NORMAL 8.341 € CALDERA DE GASÓLEO C 8.008 € 0€ 2.000 € 4.000 € 6.000 € 8.000 € Coste anual de operación (€) 10.000 € ESTUDIO CONCLUSIONES ECONÓMICAS AHORRO TOTAL ACUMULADO EN € (15 AÑOS) BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA (Sin subvención) CON RESPECTO A CALDERA DE GASÓLEO C 190.843 € BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA (Con subvención) CON RESPECTO A CALDERA DE GASÓLEO C 213.586 € BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA (Sin subvención) CON RESPECTO A CALDERA DE PROPANO 120.781 € BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA (Con subvención) CON RESPECTO A CALDERA DE PROPANO 143.524 € BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA (Sin subvención) CON RESPECTO A CALDERA DE GAS NATURAL 66.239 € BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA (Con subvención) CON RESPECTO A CALDERA DE GAS NATURAL 88.982 € 0€ 50.000 € 100.000 150.000 200.000 250.000 € € € € Ahorro total (€) ESTUDIO CONCLUSIONES ECONÓMICAS AMORTIZACIÓN DE LA BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA 200.000 € 150.000 € 100.000 € 50.000 € 0€ -50.000 € -100.000 € 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 AÑO DE AMORTIZACIÓN 11 12 13 14 BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA (sin subvención) FRENTE A CALDERA DE GASÓLEO C BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA (con subvención del 30%) FRENTE A CALDERA DE GASÓLEO C BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA (sin subvención) FRENTE A CALDERA DE PROPANO BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA (con subvención del 30%) FRENTE A CALDERA DE PROPANO BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA (sin subvención) FRENTE A CALDERA DE GN BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA (con subvención del 30%) FRENTE A CALDERA DE GN 15 Oficinas en Nave Industrial Instalación situada en Ponferrada Nave industrial Necesidades de calefacción, frío activo y ACS DIMENSIONAMIENTO DE LAS NECESIDADES TÉRMICAS Calefacción Superficie total a calefactar: 480 m2 Sistema de calefacción: fan-coils Cargas térmicas del edificio Zona Climática: E1 Base de cálculo: 98 W/ m2 Refrigeración Superficie total a refrigerar: 300 m2 Sistema de calefacción: fan-coils Zona Climática: E1 Base de cálculo: 85 W/ m2 ACS Necesidades de 6 kW SELECCIÓN DE BOMBA DE CALOR TERRA MAX 50 HGL con proceso reversible DIMENSIONAMIENTO DE LA CAPTACIÓN GEOTÉRMICA DIMENSIONAMIENTO DE LA CAPTACIÓN NORMA VDI 4640 Bomba de Calor Geotérmica TERRA MAX 50 HGL Potencia entregada (según EN 14511): 46.4 kW COP (según EN 14511): 3.8 P o ten cia E va p o ra d o r = Longitud de la sonda = 4 6 .4 kW × ( 3 .8 − 1 ) = 3 4 .2 k W 3 .8 Potencia del evaporador (W ) 34.200 W = = 683.8 m Capacidad térmica (W / m ) 50 W / m 7 sondeos de 100 m Sonda de PE 100 de doble U Ø32 mm Ø perforación 150 mm Distancia entre perforaciones 7 m DIMENSIONAMIENTO DE LA CAPTACIÓN GEOTÉRMICA ESQUEMA DE LA INSTALACIÓN INSTALACIÓN COLECTORES DE 7 VÍAS ACUMULACIÓN DE INERCIA DE CALEFACCIÓN DE 1.500 l ACUMULACIÓN DE INERCIA PARA ACS DE 1.000 l ACUMULACIÓN DE INERCIA PARA FRÍO DE 500 l PRODUCCIÓN DE ACS INSTANTÁNEA DE 50 l/min CONCLUSIONES CONCLUSIONES MEDIOAMBIENTALES CONCLUSIONES CONCLUSIONES ECONÓMICAS CONCLUSIONES CONCLUSIONES ECONÓMICAS CONCLUSIONES CONCLUSIONES ECONÓMICAS Casa Rural Instalación situada en Zamora Casa Rural DIMENSIONAMIENTO DE LAS NECESIDADES TÉRMICAS Calefacción Superficie total a calefactar: 175 m2 Sistema de calefacción: suelo radiante Cargas térmicas del edificio Zona Climática: D2 Base de cálculo: 88 W/ m2 ACS Número de habitaciones: 8 Características captación y constructivas del suelo radiante SELECCIÓN DE BOMBA DE CALOR TERRA 26 S/W HGL DIMENSIONAMIENTO DE LA CAPTACIÓN GEOTÉRMICA DIMENSIONAMIENTO DE LA CAPTACIÓN NORMA VDI 4640 Bomba de Calor Geotérmica TERRA 26 S/W HGL Potencia entregada (según EN 14511): 24.2 kW COP (según EN 14511): 4 Superficie Captación ( m 2 ) = Superficie Captación = Cantidad tubo = Potenciaevaporador (W ) Calorextraccción (W / m 2 ) 18.150 W = 825 m 2 2 22 W / m Superficie de colector ( m 2 ) Separación entre tubos ( m ) 11 circuitos de 100 m = 825 = 1.031, 25 m 0.8 DIMENSIONAMIENTO DE LA CAPTACIÓN GEOTÉRMICA ESQUEMA DE LA INSTALACIÓN INSTALACIÓN COLECTORES DE 11 VÍAS ACUMULACIÓN DE INERCIA DE CALEFACCIÓN Y ACS DE 1.500 l PRODUCCIÓN DE ACS INSTANTÁNEA DE 50 l/min ESTUDIO CONCLUSIONES MEDIOAMBIENTALES ESTUDIO CONCLUSIONES ECONÓMICAS ESTUDIO CONCLUSIONES ECONÓMICAS ESTUDIO CONCLUSIONES ECONÓMICAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN