UNIVERSIDAD CENTROAMERICANA JOSÉ SIMEÓN CAÑAS

Transcripción

1 UNIVERSIDAD CENTROAMERICANA JOSÉ SIMEÓN CAÑAS ESTUDIO DE LA UTILIZACIÓN DE SISTEMAS GEOTÉRMICOS (GSHP) DEL TIPO TIERRA/AIRE, PARA EL ACONDICIONAMIENTO DE ESPACIOS HABITADOS EN EL SALVADOR

2 INTEGRANTES Ing. YVES CAMELOT CARDOZA COLINDRES Ing. GUILLERMO XAVIER ALFONSO FRANCIA AGUIRRE Asesor: Dr. LUIS AARÓN MARTÍNEZ FIGUEROA

3 INTRODUCCIÓN El acondicionamiento de espacios ha pasado de ser un lujo a una necesidad para obtener el confort en las personas que se encuentran dentro de un inmueble. Costos Impacto Ambiental

4 CONTENIDO DE LA PRESENTACIÓN INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LAS BOMBAS DE CALOR GEOTÉRMICAS (GSHP) DESCRIPCIÓN DEL CASO DE ESTUDIO PARA EL ANÁLISIS DEL SISTEMA GSHP EVALUACIÓN ENERGÉTICA Y TÉRMICA DEL CASO DE ESTUDIO CONCLUSIONES

5 QUÉ ES UNA BOMBA DE CALOR (BC)? Una bomba de calor es una máquina térmica que nos permite controlar el clima de un espacio habitado durante todo el año; ya que por medio de ella podemos suministrar calor en invierno y enfriamiento en el verano, según se requiera.

6 son bombas de calor que utilizan la tierra como reservorio térmico para así poder mantener espacios habitados a una temperatura agradable. QUÉ ES UNA BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA (GSHP)?

7 POR QUÉ LA ENERGÍA GEOTÉRMICA? Al no ser el ambiente al medio al cual se rechaza el calor, y al ser la temperatura de la tierra; medio al cual se rechaza el calor, más cercana a la de acondicionamiento deseada y a la vez estable a lo largo de todo el año, el consumo energético se ve considerablemente reducido.

8 QUÉ BRINDAN LOS SISTEMAS GEOTÉRMICOS? POSIBILIDAD DE TENER CALEFACCIÓN ENFRIAMIENTO UN SÓLO EQUIPO = MENORES COSTOS pero también Mayor eficiencia Menor consumo energético Mantenimiento reducido Equipos silenciosos Requerimientos de espacio reducidos Eco-amigable y mucho más

9 DESVENTAJAS SOBRE LA UTILIZACIÓN DE SISTEMAS GEOTÉRMICOS Implican un alto costo inicial pero se amortiza rápidamente Requieren de personal capacitado para su dimensionamiento e instalación De no ser construida de forma paralela al edificio, se requerirá cambiar el entorno para su correcta colocación; lo cual elevaría los costos de instalación considerablemente.

10 Vertical(lazo cerrado) CLASIFICACIÓN DE ACUERDO AL TIPO DE OPERACIÓN Horizontal(lazo cerrado) Inyección (lazo abierto) Suelo rocoso Costo inicial alto Zonas urbanas Alta eficiencia Grandes capacidades Terrenocon bajo contenido de roca Costo inicial bajo Zonas rurales Pequeñas capacidades Lagos, ríos, mantos acuíferos Mas económico de todos Estrictas regulaciones Problema de obstrucción en tuberías

11 DESCRIPCIÓN DEL CASO DE ESTUDIO PARA EL ANÁLISIS DEL SISTEMA GSHP

12 METODÓLOGIA Con el objetivo de determinar la viabilidad de la utilización del sistema geotérmico para el acondicionamiento de espacios se procedió a realizar lo siguiente: Seleccionar un lugar de estudio Seleccionar las herramientas de simulación energética y térmica Realizar una simulación energética Realizar una simulación térmica Evaluación económica

13 Edificio Padre Ignacio Martín BaróSJ

14 DESCRIPCIÓN DE LA INSTALACIÓN

15 HERRAMIENTAS INVESTIGADAS PARA REALIZAR LAS SIMULACIONES ENERGÉTICAS Y TÉRMICAS RETScreen International

16 SIMULACIÓN ENERGÉTICA CONDICIONES DE USO FACTORES CLIMÁTICOS DEFINICIÓN DE CARGAS TÉRMICAS CARACTERÍSTICAS DEL EDIFICIO PERFILES DE OPERACIÓN DEFINICIÓN DE SISTEMAS HVAC CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMA HVAC GENERACIÓN DE GRÁFICAS Y COSTOS DE CONSUMO Y COSTO ELECTRICIDAD = ENERGÉTICO EVALUACIÓN ENERGÉTICA Y ECONÓMICA DEL SISTEMA

17 MODELOS REALIZADOS

18 BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA EVALUADA

19 TIPOS DE ARREGLOS GEOMÉTRICOS VERTICALES MODELADOS

20 COMPARACIÓN ENTRE ARREGLOS GEOMÉTRICOS VERTICALES MODELADOS

21 COMPARACIÓN ENTRE EL SISTEMA DEL TIPO MINI-SPLIT Y EL GEOTÉRMICO (GSHP) Análisis Anual: Ahorro en consumo eléctrico sería alrededor de 26,760 kwh. Análisis Bajo Temporada Pico: ahorro por consumo eléctrico en estos meses de alrededor de 2,718 kwh. Análisis Bajo Temporada Base: ahorro por consumo eléctrico en estos meses de alrededor de 1,250 kwh.

22 COMPARACIÓN ENTRE EL SISTEMA DEL TIPO MINI-SPLIT Y EL GEOTÉRMICO (GSHP) Análisis Anual: Ahorro en costo por consumo eléctrico sería alrededor de $5,792 Análisis Bajo Temporada Pico: Ahorro en costo por consumo eléctrico, en estos meses sería alrededor de $559 Análisis Bajo Temporada Base: Ahorro en costo por consumo eléctrico, en estos meses sería alrededor de $390

23 SIMULACIÓN TÉRMICA DEFINIR EL TIPO DE SIMULACIÓN A REALIZAR GENERACIÓN O IMPORTACIÓN DEL DIBUJO CONFIGURACIÓN DE LOS PARÁMETROS DE LA SIMULACIÓN GENERACIÓN DE CONTACTOS Y MALLADO DEL DIBUJO CONFIGURACIÓN DE CARGAS E INTERACCIONES SIMULACIÓN = GENERACIÓN DE RESULTADOS GRÁFICOS Y REPORTE DE LA SIMULACIÓN

24 MODELOS REALIZADOS

25 RESULTADOS DE LA SIMULACIÓN DEL TUBO U

26 CASOS DE ESTUDIO

27 PERFIL DE TEMPERATURAS

28 ANÁLISIS DE CASOS Y DETERMINACIÓN DE LA ZONA DE INFLUENCIA TÉRMICA

29 IMPACTO AMBIENTAL Reducción en emisiones de CO2 Reducción de ruidos Generación de posibles islas de calor No existe riesgo de contaminación No hay refrigerante en el circuito que está en contacto con la tierra lavado de tierra

30 REDUCCIÓN EN CONSUMO ENERGÉTICO Y EN LAS EMISIONES DE CO2

31 EQUIVALENCIAS PARA LA ENERGÍA NO CONSUMIDA Fuente: EPA (Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos)

32 ANÁLISIS ECONÓMICO

33 AGENTES ECONÓMICOS UTILIZADOS

34 COMPARACIÓN ENTRE COSTOS DE AMBOS SISTEMAS

35 MODELOS GENERADOS 1) Modelo sin financiamiento (100% capital propio) 2) Modelo con financiamiento (75% y plazo 10 años) 3) Modelo con incentivos (50% donativo y aplicación a bonos de carbono)

36 RESUMEN DE INDICADORES ECONÓMICOS PARA LOS CASOS ESTUDIADOS

37 CONCLUSIONES

38 CONCLUSIONES Se ha identificado un potencial de ahorros de hasta un 23% en consumo de energía. De forma global, se ha identificado un potencial de ahorro de hasta un 35% (incluyendo ahorros por menores mantenimientos requeridos y por mayores tiempos de vida de los equipos). Es factible el desarrollar un proyecto de este tipo en El Salvador, presentando una TIR de 34%, 25% y 17% para proyectos con incentivos, financiamiento y capital 100% propio; respectivamente. El tiempo promedio para el retorno de la inversión es de 4.5 años, lo cual lo convierte en una inversión a largo plazo, pero que trae grandes beneficios tanto económicos como ambientales.

39 CONCLUSIONES El potencial de ahorro energético estimado, que aún puede ser explotado; de utilizar Sistemas Híbridos es de un 27%. Se emite hasta 37% menos CO2 al ambiente, por lo que se estaría ayudando a minimizar el cambio climático. Se espera un lento calentamiento de la tierra con el pasar de los años. Por lo que se considera necesario estudiar medios que ayuden a mantener el balance térmico de la misma. La consideración del factor ecológico en la evaluación de un proyecto, es tan importante como los otros factores; pues la realización de un proyecto será factible, únicamente cuando sea viable su realización; vista desde distintos puntos; sean estos: energético, económico, ecológico y social.

40 MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN PRESTADA QUE PASEN UN BUEN DÍA