Dossier Geotermia

7/28/2019 Dossier Geotermia

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GEOTERMIA EN EDIFICACIONES


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GEOTERMIA,LAENERGARENOVABLEDELATIERRA

Elintercambiogeotrmicoeslatecnologadeclimatizacindeedificiosenergticamente mseficienteymenoscontaminante

LaTierraes como un inmenso acumulador solarqueabsorbecercade la mitad de laenergaquellegaasusuperficieprocedentedelSol.Graciasaella,aescasaprofundidad(hastaunos10metros)elsuelopermaneceaunatemperaturarelativamenteconstantealolargodelasestaciones.Aprofundidadessuperioresa10metros,estatemperaturaseveinfluenciadaporelcalorinternode laTierraque,principalmentedebidoaladesintegracindeistoposradiactivospresentesenlacortezaymanto,ygraciasalosmovimientosdiferencialesentrelasdistintascapasqueconstituyenlaTierrayalacristalizacindelncleo,seliberacalorhastalasuperficie.Lasuperficiesemantieneaproximadamentea una temperaturaconstantede15Cdurante todoelaoe incrementndosesta3Ccada100metrosapartirde los20metrosdeprofundidad.LaEnergaGeotrmicaeslaenergaalmacenadaenformadecalorpordebajodelasuperficieslidadelaTierra.Puedeclasificarse,enfuncindelatemperaturadelsubsuelo,engeotermiadealta,mediaybajaentalpa.Cadaunadeellasmsindicadaparauntipodeaprovechamientodistinto(produccindeenergaelctrica,usosdirectoseninvernaderos,piscifactoras..yclimatizacinenedificiosrespectivamente).Sepuedeafirmarqueprcticamentetodoslossuelosdelmundosonsusceptiblesdeaprovechamientogeotrmicoyaque,entodosellossepuedeaprovecharlaenergageotrmicaalmenosdebajaentalpa.LaEnergaGeotrmica esunaenergasegura, limpia, renovable,sostenible, fiable y continua(24horasaldalos365dasdelao),paralaproduccindecaloryfro,ycuyoaprovechamientoconbombadecalorsellevarealizandodesdehacemsde30aos.LaEnergaGeotrmicaayudaacumplirelcompromisoadquiridotraselProtocolodeKyotocontribuyendoareducirlasemisionesdeCO2alaatmsfera;altratarsedeunaEnergaRenovablepuedesustituir,aefectosdelcdigotcnico,lacontribucinsolarmnimaexigidaporlaley,yademsayudaadisminuirladependenciainternacionaldeloscombustiblesfsiles.ElaprovechamientodelaEnergaGeotrmicadebajaentalpaparalaclimatizacinenedificiosserealizamediantebombasdecalorgeotrmicas(BCG).Estosequiposestnformadosporunevaporador,uncompresor,uncondensadoryunavlvuladeexpansinpor losquecirculaunfluidorefrigerante,consiguiendoproducir tantocalor,comofro.Enmodocalor(calefaccinyACS)secaptaelcalordelsubsueloconelfluidorefrigeranteasupasoporelevaporadorysecedealedificiodesdeelcondensador,yalrevsenmodofro(refrigeracin).Estoseconsiguegraciasalareversibilidadde(BCG).


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Fig.1FuncionamientoBCGenmodocalor Fig.2FuncionamientoBCGenmodofroElrendimientodeestosequiposgeotrmicosseconocecomoCOP(CoeficientofPerformance)eindicalaenergatrmicaqueseobtieneporcadaunidaddeenergaelctricaconsumida,yvaraentre4y5(rendimientosdel400%al500%).Adiferenciadeotrossistemasestosrendimientosnoseven influenciadospor las temperaturasexteriores,por loquehacequeseaunsistemamuyeficiente.

.Fig.3 Aprovechamientodelafuentedecalorgeotrmica

en

modo

calor.

Fig.4Aprovechamientodelafuentedecalorgeotrmicaenmodofro.Debidoaestosaltosrendimientos,elgastoenergticoesmuchomenorqueconcualquierotrosistemaconvencionaly tambinelcostedeexplotacin.Enelsiguientegrficopuedeverseelcostedeproducir1kWhconcadaunodelossiguientessistemasconvencionalesfrentealaGeotermia.


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(aire/agua)

CalderadeGasNaural

Geoermia

Biomasa

COMPARATIVA

Fig.5Grficocomparativodelcostedelaenergaentrelosdiferentessistemas.Dentrodeuna instalacingeotrmica,hemosdediferenciarentreel lado interioraledificio (encontactoconelcondensadoreninviernoyconelevaporadorenverano)yelgeotrmicooexterior(alrevs).SeobtienenmayoresrendimientosenlaBCGsiladistribucinserealizamedianteemisoresdebajatemperatura(sueloradianteoradiante/refrescante),unsistemamuchomseficientedebidoalasbajastemperaturasquenecesita.

Elintercambiogeotrmicooexteriorsepuederealizardevariasformasatendiendoalasmltiplesposibilidadesdeconfiguracinde la instalacinquedependendelespaciodisponible,delascaractersticasdelterrenoydelaexistenciaycaractersticasdelacapafretica(calidad,caudal,).Encircuitoabiertosonnecesariasdosperforaciones;porunadeellasseextraeaguaquesehacecircularporelevaporadordelaBCGpararealizarelintercambiotrmicoyluegosedevuelvepor laotra.Estaconfiguracinapesardeserelaguasubterrneala fuente idealdecalor, yaquesemantiene a la misma temperaturadurante todoel ao, tieneel inconvenientede que, han depedirse lospermisos oportunos enlaconfederacin hidrogrficacorrespondiente.


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[*]Dependedelascaracter sticaspropiasdelterreno.

Encircuitocerradosehacecircularunfluidocaloportador(aguapuraaguaglicolada)porunatuberaenterradaque intercambiacalorconel terreno.Si laconfiguracinesverticalserealizaunnmerodeperforacionesconunaprofundidaddeterminadaenfuncindelasnecesidadesdepotencia,tipodeinstalacin,horasdefuncionamientoanual,modalidaddedemanda(calefaccin,ACS,refrigeracin).DentrodecadaperforacinseintroduceunasondageotrmicadepolietilenoenformadeUhastaunaprofundidaddeentre60y200metros.Enhorizontalseentierranaunaprofundidaddeentre1y1,5metroscircuitosdetubosdelmismomaterialformandobuclesporlosquecirculaelfluidocaloportador.Otro tipodeconfiguracines laquepermiteactivaralgunosde loselementosestructuralesdeledificioencontactoconelterreno,comoporejemplopilotes,murospantallaosoleras.Enestecasoelintercambiotrmicoserealizacreandounareddeintercambiadoresdepolietilenosujetaalasarmadurasporsuparteinterioryquedandoembebidaenlafundacin,obienformandouncampodesondasenlascualescadapiloteactacomounadelascitadassondas.Conestetipodeaprovechamientointegramoselproyectodeclimatizacineneldeconstruccinconsiguiendoasunconsiderableahorrodetrabajotiempoyespacio.

Seacualseasuconfiguracin,elimpactovisualesnuloyaqueensutotalidadelcircuitodeintercambioconelsueloestenterrado,yademsenestetipodeinstalacionesnosonnecesariosdepsitosdecombustible,unidadesexteriores,chimeneasotorresderefrigeracin.Evitandoasuvezcualquiertipodeolores,humosycontaminacinporlegionelosis.Otragranventajadeestas instalacionesgeotrmicases laposibilidaddeproducirfropasivo.Enveranopodemosutilizarlatemperaturadelsubsuelopararefrescarelinteriordelavivienda,simplementeutilizando labombadecirculacinysinnecesidaddeponeren funcionamiento laBCGconelconsiguienteahorro(rendimientosmuchsimosmayores).Ademspodemosrealizarelcalentamiento refrescamientodeunazonadeledificiodeformagratuitacuando laBCGestenfriandocalentandootrazona.Enestecaso laBCGtrabajara

CIRCUITOCERRADOCIRCUITOABIERTOINSTALACIN

HORIZONTAL INSTALACINVERTICAL1a1,5m 60a200m [*] PROFUNDIDAD Dependedelaprofundidaddelnivel

fretico60cmentrebucles 10mentre

perforaciones SEPARACIN 15menladireccindelflujodeaguafreticaS NO INFLUENCIADOporlaTEMPERATURA

AMBIENTE NOGrande Nula SUPERFICIE

OCUPADA NulaSencilla Difcil(requiere

especializacin) INSTALACIN Difcil(requiereespecializacin)Menor Mayor COSTE Mayor

PermisodeObras(Ayuntamiento)

DireccinGeneralde

EnergayMinas PERMISOSConfederacin

Hidrogrfica230m2a350m2[* perforacinde130m [*] REQUERIMIENTOSpara10Kw caudalaprox.1500l/ha1800l/h


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bombeandoelcalordesdelazonaenquesenecesitafrohastalaquesenecesitacalor(yviceversa)almacenandolaenergaendepsitosdeinerciaparaluegodistribuirladesdeellos.Lainversininicialdeestetipodeinstalacionesesgrandedebidoalsobrecostequesuponeenestesistemalasperforacionesomovimientosdetierrasylosintercambiadoresenterrados.Peseaesto,losperiodosdeamortizacinsevenreducidosgraciasalosgrandesahorrosderivados

de

los

altos

rendimientos

asociados

a

esta

tecnologa.

A mododeejemplo,paracubrir toda lademandadecalefaccin, refrigeracin y aguacalientesanitariaenunedificioquenecesitaunainstalacinde10kWconunaBCGconCOP=5, elconsumoenergtico(elctrico)conGeotermiasevereducidoal20%respectoalasnecesidadestotalesobtenindoseel80%restantedelterrenodeformagratuita.Mientrasqueparacubrirlademandaenergticaanualenesteedificioconunsistemaconvencionaldecalderadegasleoyunaenfriadoraelconsumoenergticoserade24.120kWhconuncosteanualde2.122,conGeotermiaelconsumoseraslode4.824kWhcuyocosteenelectricidadserade520.

Fig.6 AmortizacindelaGeotermiafrentealossistemasconvencionales. Fig.7Costeanualdelaenergaconcadasistema.


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PRINCIPIOS BSICOS DE LA GEOTERMIA


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VENTAJAS DEL SISTEMA

ELECCIN DEL SISTEMA CORRECTO


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SISTEMAS DE TUBERAS

Eleccin de tubera para sondas, colectores o pilotajes.

INTERCAMBIADOR TIERRA AIRE ANTIMICROBIANOPARA REDUCIR LA DEMANDA DE ENERGA

QUE ES LA VENTILACION CONTROLADA?

Para conseguir edificios de bajo consumo es muy importante una ventilacin controlada. Es necesaria

cuando no hay suficiente intercambio entre el aire interior y el aire exterior. El sistema de ventilacin

controlada puede ser combinado con un intercambiador externo, que ayuda a disminuir o aumentar la

temperatura de entrada al edificio. Esto supone una demanda de energa menor para el edificio. Con

un intercambiador tierra-aire, se aprovecha la energa producida por la tierra y se provee una

ventilacin controlada y efectiva.

El aire fresco es precalentado en invierno y prerefrescado en verano. Los costos de energa son

reducidos, especialmente, cuando lo combinamos con un recuperador de calor.


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FUNCIONAMIENTO INVERNAL

FUNCIONAMIENTO ESTIVAL


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CONCLUSIONES

PROYECTO CUARTEL DE SAN MARTN

Vista la informacin que tenemos del proyecto - Cuartel de San Martin - a desarrollar por su

compaa, la opcin de cubrir el 100% de la demanda trmica con una instalacin de geotermia con

aprovechamiento de bomba de calor es perfectamente factible siempre y cuando se disponga de la

superficie libre necesaria para realizar el intercambiador geotrmico y la conductividad del terreno sea

adecuada. Esta opcin es vlida para todo el desarrollo en conjunto o aplicada a cada edificio,

individualmente, a construir.

Nuestra empresa, Mundoecco junto con Cenit Solar (Espaa), como ingenieras con experiencia en

eficiencia energtica y energas renovables, estamos en la disposicin de realizar los estudios y

proyectos de geotermia de su desarrollo, persiguiendo el mximo rendimiento y eficiencia de las

futuras instalaciones.

Pablo J. Santa Cruz Roldn

Gerente de Proyectos

Diseador Especialista en Certificacin Passivhaus

(Plataforma Espaola de Passivhaus PEP)


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IMGENES DE PORTADA:

Edificio Transocenica. Vitacura, Santiago Chile. Certificado LEED Gold.

Edificio Reus 112, Reus, Barcelona Espaa.

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