(l'energia geotèrmica [modo de compatibilidad]) · a l’hivern extrau energia en forma calor...
TRANSCRIPT
Eficiència Energètica i Energies Renovables : Dos valors en alça.
Organitzat per : Amb el suport de :
Ajuntament Caldes d’Estrac ICAEN
UPC (Escola Tècnica Superior d’Arquitectura de Barcelona)
PROGRAMA
� ¿Què s’entén per energia geotèrmica?�Tipus d’energia geotèrmica.� Energia geotèrmica de baixa temperatura� Sistemes de bescanvi tèrmic.� La bomba de calor geotèrmica�Aplicacions geotèrmiques de baixa temperatura.� ¿És rendible? ¿S’amortitza?�Conclusions
Official Partner NIBE
Eficiència Energètica i Energies Renovables : Dos valors en alça.
Organitzat per : Amb el suport de :
Ajuntament Caldes d’Estrac ICAEN
UPC (Escola Tècnica Superior d’Arquitectura de Barcelona)
L’ENERGIA GEOTÈRMICA és un dels millors exemples d’energia renovable associadaa l’energia tèrmica.
Es tracta d’una font d´energia RENOVABLEABUNDANT, d’explotació VIABLE, TÈCNICA IECONÒMICAMENT, que EVITA EMISSIONS DEGASOS D’ EFECTE HIVERNACLE i que la sevaexistència en el nostre subsòl està TOTALMENTPROVADA.
L’Institut Geològic i Miner Espanyol defineix l'energia geotèrmica com: “L'ENERGIAAMAGATZEMADA EN FORMA DE CALOR PER SOTA DE LA SUPERFÍCIE SÒLIDA DELATERRA”.
definiciódefinició
Eficiència Energètica i Energies Renovables : Dos valors en alça.
Organitzat per : Amb el suport de :
Ajuntament Caldes d’Estrac ICAEN
UPC (Escola Tècnica Superior d’Arquitectura de Barcelona)
1. Alta temperatura: més de 150ºC
2. Mitja temperatura: entre 90 i 150ºC
3. Baixa temperatura: entre 30 i 90ºC
4. Molt baixa temperatura: menys de 30ºC
tipustipus
Eficiència Energètica i Energies Renovables : Dos valors en alça.
Organitzat per : Amb el suport de :
Ajuntament Caldes d’Estrac ICAEN
UPC (Escola Tècnica Superior d’Arquitectura de Barcelona)
Aplicacions geotèrmiques en funció de la temperatura Aplicacions geotèrmiques en funció de la temperatura
Eficiència Energètica i Energies Renovables : Dos valors en alça.
Organitzat per : Amb el suport de :
Ajuntament Caldes d’Estrac ICAEN
UPC (Escola Tècnica Superior d’Arquitectura de Barcelona)
Mitja temperatura
Baixa temperatura
Molt baixa temperatura
Aplicacions de mitja i baixa temperatura Aplicacions de mitja i baixa temperatura
Eficiència Energètica i Energies Renovables : Dos valors en alça.
Organitzat per : Amb el suport de :
Ajuntament Caldes d’Estrac ICAEN
UPC (Escola Tècnica Superior d’Arquitectura de Barcelona)
Recursos geotèrmics a l’estat EspanyolRecursos geotèrmics a l’estat Espanyol
Eficiència Energètica i Energies Renovables : Dos valors en alça.
Organitzat per : Amb el suport de :
Ajuntament Caldes d’Estrac ICAEN
UPC (Escola Tècnica Superior d’Arquitectura de Barcelona)
Baixa TemperaturaBaixa Temperatura
AtmosferaAbsorbit
Pels núvols4%
Absorbit perla superficie
46%
Reflexat perLa superfície
6%
Reflexatpels núvols
17%
Dispersat perl’aire 8%
Absorbit pel vapord’aigua,
la pols, O3
19%
12ºC
� El subsòl absorbeix la meitat de la energia que incideix del sol
� Recurs que es troba sota qualsevol terreny en qualsevol lloc habitat del planeta
Bomba de calor
AtmosferaAbsorbida pels núvols
4%
Absorbida per la superfície
46%
Reflexada perla superfície
6%
Reflexada pels núvols17%
Dispersat per l’aire8%
Absorbida pel vapor d'aigua, pols, O3
19%
15ºC
El subsòl captura la meitat de l’energia
que reb del sol.
Bomba de calor
Eficiència Energètica i Energies Renovables : Dos valors en alça.
Organitzat per : Amb el suport de :
Ajuntament Caldes d’Estrac ICAEN
UPC (Escola Tècnica Superior d’Arquitectura de Barcelona)
Gradient geotèrmicGradient geotèrmic
AtmosferaAbsorbit
Pels núvols4%
Absorbit perla superficie
46%
Reflexat perLa superfície
6%
Reflexatpels núvols
17%
Dispersat perl’aire 8%
Absorbit pel vapord’aigua,
la pols, O3
19%
12ºC
AtmosferaAbsorbida Pels núvols
4%
Absorbida por la superfície
46%
Reflexada perla superfície
6%
Relaxada pels núvols17%
Dispersat per l’aire8%
Absorbida pel vapor d'aigua, pols, O3
19%
15ºC
Gradient geotèrmic (2..3ºC)/100m
Eficiència Energètica i Energies Renovables : Dos valors en alça.
Organitzat per : Amb el suport de :
Ajuntament Caldes d’Estrac ICAEN
UPC (Escola Tècnica Superior d’Arquitectura de Barcelona)
La temperatura a 100m deprofunditat es mantéconstant durant tot l'any.
Les pertorbacions tèrmiquesdegudes a la variacióestacional de la temperaturaatmosfèrica s'esmorteeixenamb la profunditat idesapareixen entre 15 i 20metres.
El subsòl a CatalunyaEl subsòl a Catalunya
Eficiència Energètica i Energies Renovables : Dos valors en alça.
Organitzat per : Amb el suport de :
Ajuntament Caldes d’Estrac ICAEN
UPC (Escola Tècnica Superior d’Arquitectura de Barcelona)
La conductivitat tèrmica és lacapacitat d'un medi pertransmetre la calor i éscaracterística de cada litologia.Aquest paràmetre depèn de lacomposició mineralògica, de lamida i orientació dels cristalls i,molt especialment, de laporositat.
El subsòl a CatalunyaEl subsòl a Catalunya
Eficiència Energètica i Energies Renovables : Dos valors en alça.
Organitzat per : Amb el suport de :
Ajuntament Caldes d’Estrac ICAEN
UPC (Escola Tècnica Superior d’Arquitectura de Barcelona)
Aprofitament energètic a baixa temperatura del terrenyAprofitament energètic a baixa temperatura del terreny
5ºC 22ºC
18ºC4ºC
45ºC
30ºC 24ºC
18ºC35ºC
10ºC
Un sistema geotèrmic treballa fonamentalment, absorbint o cedintcalor al subsòl. A l’hivern extrau energia en forma calor de la terraper calefactar l’interior de l’habitatge, i a l’estiu extrau calor del’habitatge i el cedeix al subsòl.
Hivern Estiu
Horitzontal
Vertical
Aigüesfreàtiques Aigües
superficials
Eficiència Energètica i Energies Renovables : Dos valors en alça.
Organitzat per : Amb el suport de :
Ajuntament Caldes d’Estrac ICAEN
UPC (Escola Tècnica Superior d’Arquitectura de Barcelona)
Sistemes de bescanvi tèrmicSistemes de bescanvi tèrmic
Eficiència Energètica i Energies Renovables : Dos valors en alça.
Organitzat per : Amb el suport de :
Ajuntament Caldes d’Estrac ICAEN
UPC (Escola Tècnica Superior d’Arquitectura de Barcelona)
Bescanviadors verticalsBescanviadors verticals
El disseny del col·lector de perforacions geotèrmiques es realitza mitjançant valors empírics o apartir de taules que apareixen en normes internacionals. La norma Alemanya VDI 4640 permetcalcular la longitud total a partir de la potència de l’evaporador i les hores de funcionament de laB.C.G.
Eficiència Energètica i Energies Renovables : Dos valors en alça.
Organitzat per : Amb el suport de :
Ajuntament Caldes d’Estrac ICAEN
UPC (Escola Tècnica Superior d’Arquitectura de Barcelona)
Bescanviadors verticalsBescanviadors verticals
POU COAXIAL POU SONDA DOBLEPOU SONDA SIMPLE
Eficiència Energètica i Energies Renovables : Dos valors en alça.
Organitzat per : Amb el suport de :
Ajuntament Caldes d’Estrac ICAEN
UPC (Escola Tècnica Superior d’Arquitectura de Barcelona)
Bescanviadors verticalsBescanviadors verticals
Factors a tenir en compte en el dimensionament del col·lector vertical...
Conductivitat tèrmica: La potència d’extracció és proporcional a la conductivitat tèrmica.
Humitat del terreny: Millora la conductivitat tèrmica i garanteix el bon contacte entre sonda iterreny.
Aigües subterrànies: Si la capa freàtica té una velocitat de moviment d’alguns centímetresdia, la capacitat d’extracció augmenta considerablement.
Prestacions de la instal·lació: Hores de funcionament, fred + calor i ACS...
DESAVANTATGES
� Dificultat de realització� Cost econòmic� Maquinària específica
AVANTATGES
� Cap influència estacional
� Espai reduït
Eficiència Energètica i Energies Renovables : Dos valors en alça.
Organitzat per : Amb el suport de :
Ajuntament Caldes d’Estrac ICAEN
UPC (Escola Tècnica Superior d’Arquitectura de Barcelona)
Bescanviadors horitzontalsBescanviadors horitzontals
Eficiència Energètica i Energies Renovables : Dos valors en alça.
Organitzat per : Amb el suport de :
Ajuntament Caldes d’Estrac ICAEN
UPC (Escola Tècnica Superior d’Arquitectura de Barcelona)
Bescanviadors horitzontalsBescanviadors horitzontals
EL SÒL ES POT CARACTERITZAR DE LA SEGÜENT FORMA...
Condicions favorables: Sòl amb sorra, saturat d’aigua i ambelevada radiació solar. Quantitat d’extracció de calorespecífica 35-40 W/m2.
Condicions regulars: Sol amb llims-sorra, humit i ambexposició regular a la radiació solar. Quantitat d’extracció decalor específica de 20-30 W/m2.
Condicions desfavorables: Sòl pedregós, sec i sense radiaciósolar. Quantitat d’extracció de calor específica 8-12 W/m2.
DESAVANTATGES
� Influència estacional� Superfície elevada
AVANTATGES
� Facilitat de realització� Maquinària convencional
� Cost inferior al vertical
Eficiència Energètica i Energies Renovables : Dos valors en alça.
Organitzat per : Amb el suport de :
Ajuntament Caldes d’Estrac ICAEN
UPC (Escola Tècnica Superior d’Arquitectura de Barcelona)
Aigües freàtiquesAigües freàtiques
DESAVANTATGES
� Necessitat d’assaigs hidràulics per garantir la qualitat de l’aigua i un cabal constant
� Legalització i tràmits administratius
AVANTATGES
� Cost econòmic inferior al vertical� Senzillesa del sistema
Font d’energia viable per a qualsevol edificiproper a una capa d’aigües freàtiques.
Les aigües freàtiques es poden utilitzar com fontde calor ja que estan durant tot l’any a unatemperatura entre 10 i 15ºC. La bomba de calorcapta l’energia solar acumulada en l’aigua.Generalment s’utilitzen 2 pous, un d’extracció iun de re injecció.
Eficiència Energètica i Energies Renovables : Dos valors en alça.
Organitzat per : Amb el suport de :
Ajuntament Caldes d’Estrac ICAEN
UPC (Escola Tècnica Superior d’Arquitectura de Barcelona)
Aigües superficialsAigües superficials
DESAVANTATGES
� Necessitat de disposar d’un gran
volum d’aigua prop de l’habitatge
AVANTATGES
� Cost molt inferior a la resta.� Senzillesa del sistema
Rentable per habitatges pròxims a un llac o riu.
Si l’habitatge està construït prop d’una granmassa d'aigua, se li pot extraure el calormitjançant un col·lector ubicat al fons de la massalíquida.
Eficiència Energètica i Energies Renovables : Dos valors en alça.
Organitzat per : Amb el suport de :
Ajuntament Caldes d’Estrac ICAEN
UPC (Escola Tècnica Superior d’Arquitectura de Barcelona)
La bomba de calor geotèrmicaLa bomba de calor geotèrmica
BOMBA DE CALOR GEOTÈRMICA
Les bombes de calor són màquinescapaces de transferir el calor d’unmitjà a un altre, utilitzant lespropietats dels canvis d’estat d’unfluid.
Segueixen el mateix principi defuncionament que els refrigeradors,s’extreu calor d’un focus de baixatemperatura i es porta a un de mésalta temperatura.
Eficiència Energètica i Energies Renovables : Dos valors en alça.
Organitzat per : Amb el suport de :
Ajuntament Caldes d’Estrac ICAEN
UPC (Escola Tècnica Superior d’Arquitectura de Barcelona)
La bomba de calor geotèrmicaLa bomba de calor geotèrmica
Focus fred
Treball del compressor
Focus calent
Q2 = Q1 + Q3
Energia tèrmica subministrada edifici(kWh)
Rendiment =Energia elèctrica absorbida (kWh)
Energia elèctrica absorbida (kWh)
Energia tèrmica subministrada (kWh)Energia tèrmica terreny (kWh)
Eficiència Energètica i Energies Renovables : Dos valors en alça.
Organitzat per : Amb el suport de :
Ajuntament Caldes d’Estrac ICAEN
UPC (Escola Tècnica Superior d’Arquitectura de Barcelona)
La bomba de calor geotèrmicaLa bomba de calor geotèrmica
Eficiència Energètica i Energies Renovables : Dos valors en alça.
Organitzat per : Amb el suport de :
Ajuntament Caldes d’Estrac ICAEN
UPC (Escola Tècnica Superior d’Arquitectura de Barcelona)
Aplicacions d’energia geotèrmica de baixa temperaturaAplicacions d’energia geotèrmica de baixa temperatura
BOMBA DE CALOR
GEOTÈRMICA
DIPÒSITD’ACS
DIPÒSITD’INÈRCIA
CAPTADOR GEOTÈRMIC VERTICAL
TERRA RADIANT
PISCINA
ACSCONTROL
RADIADORS
Eficiència Energètica i Energies Renovables : Dos valors en alça.
Organitzat per : Amb el suport de :
Ajuntament Caldes d’Estrac ICAEN
UPC (Escola Tècnica Superior d’Arquitectura de Barcelona)
Població Tremp (Lleida)
Tipus d’edifici Bodega
Any de construcció 2008
Potència d’ instal·lació 200 kW
Sistema Calor i Fred
Configuració de bombes 5 x F1330-40 KW
Superfície 1.200 m²
Configuració distribució Fan-coils
Bescanviador geotèrmic Horitzontal 4500 m de canonades.
Bodegues a St. Eulàlia (Tremp)Bodegues a St. Eulàlia (Tremp)
Eficiència Energètica i Energies Renovables : Dos valors en alça.
Organitzat per : Amb el suport de :
Ajuntament Caldes d’Estrac ICAEN
UPC (Escola Tècnica Superior d’Arquitectura de Barcelona)
Població Alàs (Alt Urgell)
Tipus d’edifici Hotel
Any de construcció 2008
Potència d’ instal·lació 120 kW
Sistema Calor i Fred (4tubs) i ACS
Configuració de bombes 3 x F1330-40 KW
Superfície 1.300 m²
Configuració distribució Fan-coils + terra radiant
Bescanviador geotèrmic Vertical (1500m)
Hotel AlàsHotel Alàs
Eficiència Energètica i Energies Renovables : Dos valors en alça.
Organitzat per : Amb el suport de :
Ajuntament Caldes d’Estrac ICAEN
UPC (Escola Tècnica Superior d’Arquitectura de Barcelona)
Població Esterri d’Àneu
Tipus d’edifici Hotel
Any de construcció 2011
Potència d’ instal·lació 320 kW (2x160Kw)
SistemaCalor + fred + ACS
Fred passiu
Configuració de bombes 8 x F1330-40 KW
Superfície 3.800 m²
Configuració distribució Terra radiant +deshumectadora
Bescanviador geotèrmic Obert (aigües freàtiques)
Hotel Esterri d’ÀneuHotel Esterri d’Àneu
Eficiència Energètica i Energies Renovables : Dos valors en alça.
Organitzat per : Amb el suport de :
Ajuntament Caldes d’Estrac ICAEN
UPC (Escola Tècnica Superior d’Arquitectura de Barcelona)
Hotel Vall de NúriaHotel Vall de Núria
Eficiència Energètica i Energies Renovables : Dos valors en alça.
Organitzat per : Amb el suport de :
Ajuntament Caldes d’Estrac ICAEN
UPC (Escola Tècnica Superior d’Arquitectura de Barcelona)
240 kWt
2,600m2
3.200 m
Hotel Vall de NúriaHotel Vall de Núria
Eficiència Energètica i Energies Renovables : Dos valors en alça.
Organitzat per : Amb el suport de :
Ajuntament Caldes d’Estrac ICAEN
UPC (Escola Tècnica Superior d’Arquitectura de Barcelona)
Hotel Vall de NúriaHotel Vall de Núria
Eficiència Energètica i Energies Renovables : Dos valors en alça.
Organitzat per : Amb el suport de :
Ajuntament Caldes d’Estrac ICAEN
UPC (Escola Tècnica Superior d’Arquitectura de Barcelona)
Hotel Vall de NúriaHotel Vall de Núria
Eficiència Energètica i Energies Renovables : Dos valors en alça.
Organitzat per : Amb el suport de :
Ajuntament Caldes d’Estrac ICAEN
UPC (Escola Tècnica Superior d’Arquitectura de Barcelona)
Hotel Vall de NúriaHotel Vall de Núria
Eficiència Energètica i Energies Renovables : Dos valors en alça.
Organitzat per : Amb el suport de :
Ajuntament Caldes d’Estrac ICAEN
UPC (Escola Tècnica Superior d’Arquitectura de Barcelona)
Indicador Unt. Valor Ratis any
Hores funcionament h 1.151 13%
Temp. calefacció ºC 35-45
Temp. ACS ºC 60
Temp. pous retorn ºC 2-7
Potencia entregada BCG kW 245-280
Potencia extracció BCG kW 175-205 60 W/m
Energia produïda kWh 300.655 112 kWh/m2
Energia consumida kWhe 82.300 31 kWh/m2
Cost econòmic € 9.868 3,7 €/m2
Estalvi econòmic € 23.537 70%
Estalvi energia primària kWh 147.216 41%
Estalvi CO2 Kg 74.490 78%
Inversió extra € 225.000 85 €/m2
Avantatges aconseguides:
S’ha demostrat la fiabilitat iseguretat del sistema
S’evita el transport de gasoil amb el cremallera
No s’utilitzen combustibles fòssils en zona d’alt interès natural
Gran confort
Amortització inferior a 10 anys inclús tenint en compte la baixa utilització actual del hotel
S’està treballant ja en la interconnexió amb edificis existents
Anàlisi de despesa anual a l’hotel Vall de Núria,Anàlisi de despesa anual a l’hotel Vall de Núria,
Eficiència Energètica i Energies Renovables : Dos valors en alça.
Organitzat per : Amb el suport de :
Ajuntament Caldes d’Estrac ICAEN
UPC (Escola Tècnica Superior d’Arquitectura de Barcelona)
33406
23979
15824
9876
Despesa anual (€)
Gasoil Propà Biomassa Geotermia
70
59
38
Estalvis %
Gasoil Propà Biomassa
95876
64562
21398
0
Kg CO2 anuals
Gasoil Propà Geotermia Biomassa
Anàlisi de despesa anual a l’hotel Vall de Núria,Anàlisi de despesa anual a l’hotel Vall de Núria,
Eficiència Energètica i Energies Renovables : Dos valors en alça.
Organitzat per : Amb el suport de :
Ajuntament Caldes d’Estrac ICAEN
UPC (Escola Tècnica Superior d’Arquitectura de Barcelona)
1. És una energia renovable viable tècnica ieconòmicament.
2. Evita emissions de gasos d’ efecte hivernacle igarantitza la independència de les pujades delspreus de gas o gasoil.
3. Tecnologia provada amb èxit.
4. Estalvis del 50- 70% front a sistemesconvencionals.
5. Cobreix les necessitats de calefacció,refrigeració i aigua calenta sanitària, querepresenten un 70% del consum energètic d’unhabitatge.
6. Les bombes de calor geotèrmiques sónmàquines tèrmiques de gran eficiència ambcoeficients de rendiment (COPs) de 4 a 6. Capsistema convencional assoleix aquests valors.
7. L’únic consum dels sistemes geotèrmics éselèctric.
8. No existeix risc d’incendis ni explosions.
9. Una instal·lació geotèrmica no necessita derecolzament de sistemes convencionals.
10. L’estalvi que suposa comparat amb elssistemes convencionals, fa que la inversió espugui recuperar en poc temps.
11. Revalorització immobiliària per disposar d’unafont d'energia renovable.
12. Nul impacte paisatgístic.
ConclusionsConclusions
Eficiència Energètica i Energies Renovables : Dos valors en alça.
Organitzat per : Amb el suport de :
Ajuntament Caldes d’Estrac ICAEN
UPC (Escola Tècnica Superior d’Arquitectura de Barcelona)
Jordi Espiell Cebrián
http://www.tellusignis.com
Tel. 93 001 31 92