PISCINAS MUNICIPALES DE L HOSPITALET DE LLOBREGAT Instalación de calderas de biomasa y energía solar térmica Oriol Vidal Ingeniería S.L.P.

Transcripción

1 Situación Calle Rosalía de Castro, 39 Hospitalet de Llobregat Barcelona Promotor Ajuntament de l Hospitalet de Llobregat Diputació de Barcelona 10 PISCINAS MUNICIPALES DE L HOSPITALET DE LLOBREGAT Instalación de calderas de biomasa y energía solar térmica Oriol Vidal Ingeniería S.L.P. Gestión La Farga, Gestión de Equipamientos Municipales Ingenieros Oriol Vidal Moreno Jordina Vidal Moreno Oriol Vidal Ingeniería SLP Plazo de ejecución Años Espacios a adecuar Piscina descubierta 50x22m Piscina descubierta iniciación 10x3m Piscina cubierta 25x16m Piscina cubierta iniciación 16x10m Sala de musculación 35x8m Sala polivalente 35x8m Sala fitness y pasiva 11x10m Sala polivalente 11x8m Sala gimnasio 11x6m 4 pistas de petanca Presupuesto aproximado Enlaces de interés www. diba.cat ANTECEDENTES Hasta el momento del encargo de la legalización de las instalaciones de calefacción por biomasa del edificio de las piscinas municipales del Hospitalet de Llobregat a la empresa de ingeniería Oriol Vidal Ingeniería S.L.P., se usa como fuentes energéticas el gas y la electricidad. El centro deportivo, que acoge diariamente a unas 1300 personas, consta de los siguientes espacios y piscinas: - Un edificio de tres alturas sobre rasante, planta baja y dos plantas piso, además de dos subterráneos, que contiene el área de acceso por la calle Rosalía de Castro y la administración, los gimnasios, vestuarios, así como las salas técnicas para el tratamiento del agua de las piscinas. - Un edificio donde están ubicadas dos piscinas cubiertas, y que tiene anexado la sala de calderas a gas natural, y acumulación de ACS. - Una piscina exterior descubierta de 50 m x 20 m, ubicada entre ambos edificios, piscina que, hasta el momento del encargo descrito, sólo se utilizaba durante los meses de verano. Piscinas Municipales Hospitalet 1

2 Cobertura de necesidades térmicas con energías renovables DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO Con el presente proyecto se pretende entender la utilización de la piscina exterior descubierta de dimensiones 50x20metros a todo el año, calentándola, para ello, con energía renovable (biomasa). Así mismo, se instala una manta térmica para reducir las pérdidas durante las horas en que dicha piscina no se utilice. Paralelamente, se mantiene la instalación convencional existente para cubrir la climatización de los edificios existentes y para el apoyo de calentamiento de agua caliente sanitaria y calentamiento de los vasos de las dos piscinas cubiertas. Por tanto, el proyecto encargado a Oriol Vidal Ingeniería S.L.P. no contempla en ningún aspecto dichas instalaciones. Con la energía procedente de la biomasa pretende cubrir las necesidades de demanda del 100% de la capacidad de la piscina exterior, y destinar la energía sobrante a otros usos, como el calentamiento del agua caliente sanitaria y calentamiento del agua de las piscinas interiores. Por tanto, la instalación de biomasa propuesta permitirá dar cobertura a: - Calentamiento del 40% del ACS. - Calentamiento del 42% de las piscinas cubiertas, - Calentamiento del 100% de la piscina exterior. De esta manera, se consigue cubrir con energías renovables el 72% de la energía solicitada por esta instalación deportiva, en concepto de producción de ACS y calentamiento del agua de las piscinas. PMLH-Cobertura de necessitats tèrmiques amb energies renovables BIOMASSA SOLAR Caldera kw Camp captadors m2 Caldera kw Total biomassa 640 kw Superficie captació 153 m2 122,4 kw Des-2009 Dies/mes Mes GEN FEB MARÇ ABRIL MAIG JUNY JUL AGO SET OCT NOV DES ANUAL Piscina exterior (100%) Subiminstrada per les calderes (kwh/dia) Subminstrada per les calderes (kwh/mes) Piscina exterior (100%)-kWh/mes Energia disponible (kwh/mes) ACS (70%) Energia per ACS (J/dia) 5,65E+09 5,54E+09 5,33E+09 5,11E+09 5E+09 4,89E+09 4,78E+09 4,89E+09 5E+09 5,11E+09 5,33E+09 5,33E+09 Energia per ACS (MJ/dia) Energia per ACS (kwh/dia) Energia per ACS (kwh/mes) Energia coberta amb Solar (kwh/mes) % coberta amb energia solar 15% 20% 29% 38% 43% 47% 49% 44% 36% 27% 19% 16% 31% Energia a cobrir amb biomassa (kwh/mes) % energia per ACS coberta amb biomassa 61% 56% 48% 62% 33% 53% 0% 0% 40% 1% 57% 61% 40% Energia disponible Piscina interior (40%) Piscines cobertes (kwh/dia) Piscines cobertes (kwh/mes) Energia piscines cobertes biomassa (kwh/mes) % psicines cobertes amb biomassa 16% 33% 64% 92% 77% 100% 0% 0% 44% 11% 42% 22% 42% Energia disponible TOTAL PMLH Demanda total del PMLH Energia subminstarda plaques solars %energia solar 1% 2% 2% 3% 6% 8% 16% 14% 5% 3% 2% 1% 3% Energia remanent Energia subministrada per la biomassa % energia total a cobrir amb biomassa 80% 82% 87% 95% 41% 46% 0% 0% 38% 33% 84% 81% 68% %energia real a cobrir amb renovables 82% 83% 90% 98% 48% 54% 16% 14% 43% 36% 85% 82% 72% Piscinas Municipales Hospitalet 2

3 REQUISITOS DE DISEÑO DE LA INSTALACIÓN DE BIOMASA Como ya se ha apuntado anteriormente, la instalación de biomasa se dimensionará, por encargo, para calentar el vaso de la piscina exterior y hacerla útil a lo largo de todo el año, además de aportar la energía necesaria para el calentamiento de las piscinas cubiertas y el ACS que no pueda aportar la instalación de captación de energía solar. La demanda de ACS prevista es de litros de agua/día, y el horario de funcionamiento del complejo es de 7 a 23 horas, los 365 días del año. Previo al encargo de la instalación del sistema de producción con biomasa, el calentamiento del ACS y del agua de las piscinas cubiertas se produce mediante calderas de gas natural. Los modelos instalados son los siguientes: La producción de ACS dispone, hasta el momento, de una acumulación de litros, mientras que la producción de calor para calentamiento de las piscinas es instantánea. Condiciones interiores y exteriores de cálculo Las temperaturas del agua fijadas para las piscinas son las siguientes: - Las piscinas interiores se calientan a 28 ºC en invierno y a 27ºC en verano. - La piscina exterior se climatizará a 26 ºC en invierno y a 25ºC en verano, excepto los meses de julio y agosto que no se climatiza. - Las condiciones exteriores de cálculo se han establecido de acuerdo con las especificaciones del RITE y de la norma UNE En las condiciones exteriores, se incluyen entre otros datos: - Latitud. - Altitud sobre el nivel del mar. - Temperatura seca extrema para régimen de calefacción y nivel percentil. - Temperatura seca extrema y húmeda para régimen de refrigeración y nivel percentil. Piscinas Municipales Hospitalet 3

4 Cargas térmicas Las cargas térmicas de las piscinas se han calculado considerando que el recinto de las piscinas cubiertas está climatizado y que la piscina exterior dispone de una manta térmica para evitar pérdidas por evaporación durante las horas que no se utiliza. Se calculó la potencia necesaria y el consumo para mantener las piscinas a la temperatura de consigna. Los cálculos se han realizado según las fórmulas descritas en documento L energia a les instal lacions esportives, dosier 19 de las guías técnicas sobre Tecnologías avanzadas de ahorro y eficiencia energética, editado por el Institut Català de l Energia (ICAEN), de la Generalitat de Catalunya, en Las cargas globales obtenidas se recogen en el siguiente cuadro: Siendo las demandas energéticas las siguientes: DESCRIPCIÓN DE LA INSTALACIÓN DE BIOMASA Se propone una instalación de climatización basada en energías renovables de elevado confort y alta eficiencia energética. Las características fundamentales de la instalación propuesta son las siguientes: - Producción: Dos calderas de biomasa modulantes de elevado rendimiento, y adaptables a trabajar con pellet o con astilla. - Sistema de almacenaje y carga de las calderas con silos giratorios y brazo extensible. - Acumulación de inercia para un óptimo rendimiento de las calderas y del sistema. Se puede utilizar cualquier tipo de residuo de madera como la corteza del árbol, la poda triturada de los mismos o las ramas procedentes de la limpieza forestal, así como huesos de aceituna, cáscaras de frutos secos, etc, lo que convierte a la biomasa en una fuente de generación de empleo, a la vez que disminuye la dependencia energética del exterior. Cuando se combustiona, la biomasa libera CO2 a la atmósfera, el mismo CO2 que absorbió durante su crecimiento si se trata de materia orgánica vegetal, o que absorbieron en la vegetación digerida, si se trata de materia orgánica de procedencia animal. Si se consume de manera sostenible, el ciclo se cierra y el nivel de CO2 a la atmósfera se mantiene constante, de forma que su utilización no contribuye a generar el cambio climático. Por otra parte, la energía de la biomasa representa más del 50% de los objetivos del Plan de Fomento de Energías Renovables desarrollado por el Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE). Esto está ayudando considerablemente a la implantación del uso energético de la biomasa en nuestro país. La instalación de biomasa para el complejo permite una optimización de la eficiencia energética del edificio permitiendo a su vez que su coste se mantenga dentro de los niveles que se han considerado límite. Piscinas Municipales Hospitalet 4

5 Producción En la elección de la caldera de biomasa es importante saber el tipo de biomasa que va a combustionar. Hay calderas de biomasa que sólo pueden combustionar biomasas con granulometrías muy homogéneas, hay otras que permiten quemar casi cualquier tipo de biomasa, éstas se denominan calderas policombustibles. Las calderas policombustibles llevan varios sistemas de control que ajustan la caldera al tipo de combustible que se utilice, con el objetivo de conseguir siempre la mayor eficiencia energética y el mínimo de emisiones. Se prevé un uso de las 2 calderas durante los meses de invierno y de 1 caldera durante el período estival, excepto en los meses de julio y agosto que permanecerán apagadas. Durante estos períodos se realizarán las operaciones de mantenimiento. Se ha diseñado el sistema contemplando la posibilidad de producción de astilla propia producida a partir de la poda del municipio, producción que asciende a las 3 Toneladas anuales brutas. Para cada caldera se dispone de un silo con ballesta giratoria de dimensiones 5,7 x 5,7 m x h=4 m, es decir, casi 130 m 3 de almacenaje, y de una alimentación con cinta transportadora tipo sinfín. Asimismo, cada caldera está provista de un tanque de inercia, calculado en base a los datos de 20 litros/kw facilitados por el fabricante. Las calderas de tecnología más avanzada llevan una sonda Lambda que mide en tiempo real el nivel de oxígeno en la salida de humos, pudiendo así ajustar la combustión, incluso si hay cambios en las características del combustible. Al quemar biomasa se produce un pequeño volumen de ceniza. Las calderas de alta gama disponen de sistemas automáticos de limpieza y recogida de esta ceniza. La ceniza se recoge en un cenicero que debe vaciarse, dependiendo del funcionamiento de la caldera, una media de tres veces al año. Cabe destacar que la ceniza NO es contaminante y puede incluso utilizarse como un abono de alta calidad y totalmente ecológico. Así mismo, las calderas dispondrán de sistema de telemonitorización y telecontrol que permitirá a la empresa encargada de su mantenimiento y a los distribuidores monitorizar y cambiar parámetros a distancia en caso necesario. El departamento de telegestión del fabricante también tiene acceso a la caldera para asegurar el buen funcionamiento de la misma y las actualizaciones de software. Piscinas Municipales Hospitalet 5 Todos estos componentes, junto con el cuadro eléctrico, los colectores y circuladores de distribución y los elementos necesarios, se ubicarán en una sala exenta situada en la parte posterior del edificio de piscinas. Esta sala de calderas, a cota -3m respecto el nivel de la calle, será accesible desde la Avenida Josep Tarradellas para posibilitar las descargas de la biomasa a los silos.

6 Distribución Desde la sala de calderas de biomasa partirán dos circuitos para el calentamiento de las piscinas interiores y exterior, cuya instalación está en la planta sótano -2 del edificio principal. La aportación del calor de las calderas de biomasa a las piscinas se realizará de forma instantánea mediante intercambiadores de placas conectados a los circuitos de filtración de las mismas. En las piscinas cubiertas, estos intercambiadores se añadirán en paralelo a los intercambiadores existentes, es decir: - el intercambiador de la bomba de calor deshumidificadora, donde se recupera el calor de condensación del vapor de agua existente en el aire del local de la piscina, y que se deshumidifica. - el intercambiador de placas del circuito de agua caliente de la caldera de gas natural. La elección del sistema de calentamiento por biomasa, como sistema de producción de calor mediante energías renovables, de uso obligatorio por tratarse de una piscina exterior, frente a la instalación de placas solares, se debió a la imposibilidad de un adecuado dimensionamiento de éstas para dar cobertura a las necesidades planteadas de base. Las principales ventajas del sistema escogido son: - Costes muy por debajo de los de una instalación solar térmica con prestaciones equivalentes. - Posibilita el calentamiento del 100% de la piscina exterior, a lo largo del año, lo que con energía solar representaría una superficie impracticable de captadores. - Costes de explotación competitivos con instalaciones con energías fósiles. Por el contrario, los principales inconvenientes que se presentan son: -Elevado coste inicial. -Abastecimiento de la biomasa. - Costes de explotación y mantenimiento por encima de los de la energía solar. Piscinas Municipales Hospitaet 6

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