MEJORA DE LA EFICIENCIA ENERGÉTICA EN INSTALACIONES DE CLIMATIZACIÓN RECUPERACIÓN DE CALOR

Transcripción

1 MEJORA DE LA EFICIENCIA ENERGÉTICA EN INSTALACIONES DE CLIMATIZACIÓN RECUPERACIÓN DE CALOR ATEAN. Sevilla Mayo

2 4. GEOTERMIA. RECUPERACIÓN EN AGUA AGUA DE POZO, AGUAS SUPERFICIALES VENTAJAS Sumidero/fuente excelente Temperaturas estables. Alta eficiencia. INCONVENIENTES Disponibilidad de agua Legislación Intercambiador intermedio según características del agua 34

3 4. GEOTERMIA. RECUPERACIÓN EN AGUA EQUIPOS AGUA- AGUA. AGUA DE POZO So nda exterior REGULADOR Termostato ambiente Cambio invierno / verano AUTOMATICO FRIGORÍFICAMENTE Suelo MÓDULO REGULACIÓN Manguitos flexibles Filtro Filtro Bomba VERANO INVIERNO Depósito tampón (opcional) Válvula de seguridad + Manómetr o Llenado Vaso de expansió n Bomba circuito distribución A pozo inyección Válvula de corte Toma para termómetro Válvula de pie Pozo o capa freática SERIE ÁUREA 35

4 4. GEOTERMIA GEOTERMIA DE BAJA TEMPERATURA TERRENO VENTAJAS Sumidero/fuente excelente Temperaturas estables (especialmente con captadores verticales) INCONVENIENTES Uso de agua glicolada Legislación Coste medio/alto (dep. obra civil) 36

5 4. GEOTERMIA BOMBA DE CALOR QUE USA EL TERRENO COMO SUMIDERO Redes de refrigerante en el terreno y en la distribución Redes de agua en el terreno y en la distribución Se requiere el uso de agua glicolada si es necesario trabajar con temperaturas de evaporación negativas. Se emplean redes de tuberías plásticas similares a las del suelo radiante 37

6 4. GEOTERMIA CAPTADORES HORIZONTALES En funcionamiento en bomba de calor: el agua pasa a través de los tubos y recoge a su paso energía calorífica del suelo. Los tubos son enterrados desde 60 cm a 1.2 m y pueden producir aproximadamente 15 W por metro de tubo o 30W por m2 de terreno. CHAUFFAGE 60 cm à 1,2 m AUREA 38

7 4. GEOTERMIA CAPTADORES VERTICALES El agua pasa a través del tubo insertado en una perforación vertical, y recupera energía geotérmica (gratis). Los tubos se instalan en posición vertical con una profundidad entre 50 y 150 metros. Este sistema produce 50 W por metro vertical de lazo instalado. CHAUFFAGE 50 à 150m AUREA 39

8 4. GEOTERMIA CAPTADOR VERTICAL SECCIÓN HORIZONTAL Bentonita Entrada agua Retorno agua Tubería polietileno diámetro 132 a 165mm 1 metro de lazo vertical = 4 metros de tubería 40

9 4. GEOTERMIA LAZO VERTICAL. ESTIMACIÓN DE CÁLCULO Ejemplo: para una casa de 140m² y 10 kw de carga térmica,, la capacidad a ser recuperada del lazo es 10 - (10/3) = 6,67kW. (1/3 energía es eléctrica para que funcione la B. de calor) La profundidad del lazo de vertical requerido es : 6670 W : 50W/m = 133m. 41

10 4. GEOTERMIA Programa GEO CIATESA Cálculo de captadores horizontales y verticales Selección de equipos Bomba de Calor Agua-Agua Serie AUREA Presentación de resultados con múltiples opciones 42

11 4. GEOTERMIA Programa GEO CIATESA Ejemplo programa GEO CIATESA 43

12 4. GEOTERMIA Programa GEO CIATESA.Presentación de resultados 44

13 5. TRANSFERENCIA ENERGÉTICA ENTRE ZONAS DEL EDIFICIO 45

14 5. TRANSFERENCIA ENERGÉTICA ENTRE ZONAS DEL EDIFICIO Equipos Agua-Agua Recuperación de gases calientes. Equipos de 4 ciclos 46

15 TRANSFERENCIA ENERGÉTICA ENTRE ZONAS DEL EDIFICIO EQUIPOS AGUA-AGUA b) Demandas variables CIRCUITO REFRIGERACIÓN CIRCUITO RECUPERACIÓN RECUPERACIÓN DE CALOR VARIABLE Situación más normal SERIE HYDROCIAT LW 47

16 TRANSFERENCIA ENERGÉTICA ENTRE ZONAS DEL EDIFICIO RECUPERACIÓN DE GASES CALIENTES La recuperación de gases calientes se realiza antes de comenzar la condensación El recuperador se sitúa entre el compresor y el condensador La Tª de los gases calientes siempre es mayor a la de condensación, lo que permite producir agua a Tª superior a la del condensador La recuperación de calor es parcial (< 20% P calor) 48

17 TRANSFERENCIA ENERGÉTICA ENTRE ZONAS DEL EDIFICIO RECUPERACIÓN DE GASES CALIENTES CICLO FRIGORÍFICO 1 2 RECUPERADOR GASES CALIENTES 1' 2'' SERIE WE 2' CONDENSADOR SERIE LD (opcional) 3'

18 TRANSFERENCIA ENERGÉTICA ENTRE ZONAS DEL EDIFICIO RECUPERACIÓN DE GASES CALIENTES En una bomba de calor la potencia del recuperador de gases calientes disminuye la potencia en el condensador 50

19 TRANSFERENCIA ENERGÉTICA ENTRE ZONAS DEL EDIFICIO RECUPERACIÓN DE GASES CALIENTES Enfriadora condensada por aire SERIE WE 51

20 TRANSFERENCIA ENERGÉTICA ENTRE ZONAS DEL EDIFICIO EQUIPOS 4 CICLOS Equipos agua-aire-agua Este tipo de equipos, y su regulación, permiten 4 modos de funcionamiento: - Equipo agua-agua: recuperación del 100% del calor - Equipo producción agua fría condensado por aire - Bomba de calor aire exterior-agua - Ciclo de Desescarche de la batería exterior SERIE AQUAPACK MI 52

21 TRANSFERENCIA ENERGÉTICA ENTRE ZONAS DEL EDIFICIO EQUIPOS 4 CICLOS Equipos agua-aire-agua DEMANDA DE AGUA CALIENTE: Funciona el condensador de agua y el evaporador de aire 53

22 TRANSFERENCIA ENERGÉTICA ENTRE ZONAS DEL EDIFICIO EQUIPOS 4 CICLOS Equipos agua-aire-agua DEMANDA DE AGUA FRÍA: Funciona el evaporador de agua y el condensador de aire 54

23 TRANSFERENCIA ENERGÉTICA ENTRE ZONAS DEL EDIFICIO EQUIPOS 4 CICLOS Equipos agua-aire-agua EER t = POT. FRIGORÍFICA + POT. CALORÍFICA POT. CONSUMIDA EER t = EER e + COP = EER e + EER e + 1 = 2 x EER e + 1 si EER e = 3 EER t = % de 0 a 100 % sin restricciones Calor a Frío DEMANDA DE AGUA FRÍA Y CALIENTE: Funciona el evaporador y el condensador de agua al mismo tiempo 55

24 6. RECUPERACIÓN DE CALOR EN PISCINAS CUBIERTAS CLIMATIZACIÓN DE PISICINAS CUBIERTAS Procesos a realizar: Calentamiento del agua del vaso de la piscina Recuperación del agua de renovación Tratamiento del aire ambiente Temperatura. Humedad. Producción de A.C.S. 56

25 6. RECUPERACIÓN DE CALOR EN PISCINAS CUBIERTAS. ESQUEMA DE RESUMEN DE PÉRDIDAS DE CALOR 27ºC 65% HR R S Q E Q R Q C Q T 25ºC Q T C Q RE Q T 57

26 RECUPERACIÓN DE CALOR EN PISCINAS CUBIERTAS DESHUMIDIFICACIÓN Por renovación del aire El caudal de aire es función de la humedad absoluta del aire exterior Por enfriamiento del aire interior El aire se enfría por debajo de su punto de rocío condensando parte de su contenido de humedad 58

27 EJEMPLO DE NECESIDADES DE DESHUMIDIFICACIÓN. Piscina semiolímpica. (25x12.5=312.5 m2) Suponiendo una ocupación total de 70 personas. Me (60 B) = 26, ,90 + 0,1 x (70-60) = 70,80 kg/h Kg/h/m2 Me (40 B) = 26, ,60 + 0,1 x (70-40) = 58,50 kg/h Kg/h/m2 Me (20 B) = 26,90 +14,30 + 0,1 x (70-20) = 46,20 kg/h Kg/h/m2 Me ( 0 B) = = 26,90 kg/h Kg/h/m2 Kg/h m Circuito frigorífico. Bomba de Calor. 0, , bañistas 59

28 RECUPERACIÓN DE CALOR EN PISCINAS CUBIERTAS DESHUMIDIFICACIÓN CON AIRE EXTERIOR LA POTENCIA CALORÍFICA (Par) NECESARIA PARA CALENTAR EL AIRE EXTERIOR HASTA LA TEMPERATURA AMBIENTE INTERIOR ES: Par = Va x Ca x ( Tai Tae ) (w) Va = CAUDAL DE AIRE EXTERIOR DE RENOVACIÓN m 3 /h Ca = CALOR ESPECÍFICO DEL AIRE Wxh/m 3 ºC Tai = TEMPERATURA AIRE INTERIOR ºC Tae = TEMPERATURA AIRE EXTERIOR ºC Ts (ºC) Fa (%) Fi (%) Q (m3/h) P (w) PP (w) PPA (w) , ,616 1,545 1, ,724 3,048 4, ,807 10,659 15, ,001 5,510 20, , , , , ,663 60

29 RECUPERACIÓN DE CALOR EN PISCINAS CUBIERTAS DESHUMIDIFICACIÓN CON AIRE EXTERIOR VENTAJAS Instalación simple. DESVENTAJAS Consumo de energía elevado en el calentamiento del aire exterior Caudales de aire exterior elevados y dificultad para mantener las condiciones de confort Limitaciones para recuperación de energía 61

30 RECUPERACIÓN DE CALOR EN PISCINAS CUBIERTAS DESHUMIDIFICACIÓN AIRE INTERIOR CON BATERÍA FRÍA Proceso de enfriamiento y deshumidificación EL AIRE SE ENFRÍA POR DEBAJO DE SU PUNTO DE ROCÍO: - CON BATERÍA DE EXPANSIÓN DIRECTA (BCP). - CON BATERÍA ALIMENTADA CON AGUA FRÍA EL AIRE CONDENSARÁ PARTE DE SU CONTENIDO DE HUMEDAD 62

31 RECUPERACIÓN DE CALOR EN PISCINAS CUBIERTAS ESQUEMA DE PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO 40 27ºC 66 % 800 m3/h 27ºC 66 % m3/h 27ºC 66 % m3/h ºC 95 % m3/h 19 ºC m3/h + 38 ºC m3/h 7.10 l/h 63

32 DESHUMIDIFICACIÓN CON BOMBAS DE CALOR BCP BCP AQUAIR 2 CIRCUITOS FRIGORÍFICOS 64

33 DESHUMIDIFICACIÓN CON BOMBAS DE CALOR BCP BCP AQUAIR 2 CIRCUITOS FRIGORÍFICOS Batería evaporadora con 2 circuitos frigoríficos independientes - circuito c1 con: batería condensadora de aire - circuito c2 con: condensador de agua Una batería de apoyo de agua con regulación y válvula de tres vías o batería eléctrica 65

34 RECUPERACIÓN DE PISCINAS CUBIERTAS DESHUMIDIFICACIÓN CON BOMBAS DE CALOR BCP BCP Air Master. 3 CIRCUITOS FRIGORÍFICOS. 66

35 RECUPERACIÓN EN PISCINAS CUBIERTAS PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO 3 CIRCUITOS FRIGORÍFICOS batería evaporadora con 3 circuitos frigoríficos independientes - circuito c1 y c2 con baterías condensadoras de aire - circuito c3 con condensador de agua batería de apoyo de agua con regulación y válvula de tres vías Intercambiador de apoyo y puesta a régimen del agua. 67

36 RECUPERACIÓN DE PISCINAS CUBIERTAS BOMBAS DE CALOR PARA PISCINAS Equipos de 3 circuitos frigoríficos y free cooling SERIE BCP AIR MASTER 68

37 RECUPERACIÓN DE PISCINAS CUBIERTAS EJEMPLO DE RECUPERACIÓN DE BCP PISCINA SEMI-OLIMPICA 25 x 12,5 = 312,5 m2 69

38 RECUPERACIÓN DE PISCINAS CUBIERTAS SELECCIÓN RÁPIDA DEL EQUIPO DE DESHUMECTACIÓN BCP POR LA POTENCIA DE DESHUMIDIFICACIÓN (Pd): Pd (60P) = kg/h... 0,227 kg / h.m 2 Pd (40P) = kg/h... 0,187 kg / h.m 2 Pd (20P) = kg/h... 0,148 kg / h.m 2 Pd (0P) = 25,80 kg/h... 0,086 kg / h.m 2 Pot. Desh. (Pd) 0,140 ~ 0,160 kg/h m 2 x S (m 2 ) lámina agua EL EQUIPO BCP SE COMPLETARÍA CON EL DIMENSIONADO DE: LA BATERÍA DE APOYO DE AGUA CALIENTE O ELÉCTRICA INTERCAMBIADOR PUESTA A RÉGIMEN DEL AGUA DE VASO 70

39 RECUPERACIÓN EN PISCINAS CUBIERTAS BOMBAS DE CALOR PARA PISCINAS EJEMPLO PISCINA SEMI-OLÍMPICA 25 x 12,5 = 312,5 m 2 Condiciones interiores Ambiente: 27ºC 65%HR 0,0149 kg H 2 O/kg aire Temperatura del agua : 25ºC Necesidades de deshumectación estimadas para 20 bañistas 312,5 m 2 x 0,148 kg H 2 O/m 2 h = 46,20 kg H 2 O/h. Potencia calorífica media ponderada PPA= w Energía anual consumida con utilización 3000 h (9 meses 11 horas diarias) con recuperador de calor (Eficiencia 0,70) Ec = x x 0,70 = kwh/año. 71

40 RECUPERACIÓN EN PISCINAS CUBIERTAS BOMBAS DE CALOR PARA DESHUMECTACION PISCINAS. EJEMPLO POTENCIAS BCP-265 Pdeshumectacion = 53,4 Kg/h Pcondensador aire = 67,4 kw Pcondensador agua = 28,2 kw P frigorífica total = 77,1 kw P frigorífica sensible = 41,0 kw. P absorbida = 18,5 kw Pcalorífica total = 95,6 kw Pcalorífica útil = 54,6 Kw (95,6 41) COP = 5,17. (95,6/18,5 ). Coef. Global efic. = 4,9 (54,6+36,1)/18,5 72

41 RECUPERACIÓN EN PISCINAS CUBIERTAS BOMBAS DE CALOR PARA DESHUMECTACION PISCINAS. EJEMPLO Potencia recuperada en La BCP-265 (1) Pr= Pcu Pa = 54,6 18,5 = 36,1 Kw. Energía recuperada: Ea= 36,1 Kw x h x 0,865 = Kwh/año Sólo hay recuperación mientras se deshumecta. Energía térmica consumida por deshumectación Con aire exterior : kw/año CONCLUSIONES: Amortización de la inversión en menos de tres años. Sistema respetuoso con el medio ambiente. Se garantizan las condiciones de confort. (1) PVP BCP-265 entre y según opcionales 73

42 RECUPERACIÓN EN PISCINAS CUBIERTAS ESQUEMA DESHUMIDIFICACIÓN EQUIPOS 4 CICLOS Y UTAs H T 27ºC - 66%AR 25ºC ACS 75

43 RECUPERACIÓN EN PISCINAS CUBIERTAS EQUIPOS AGUA-AIRE-AGUA Equipos a 4 tubos MÁXIMA RECUPERACIÓN R.R. = POT. FRIGORÍFICA + POT. CALORÍFICA POT. CONSUMIDA = = EER + COP = EER + EER + 1 = 2 x EER + 1 VENTAJAS DEL SISTEMA. Recuperación total de energía. Control de T y H durante todo el año. Autonomía plena. Sistema válido para cualquier tamaño de piscina. Posibilidad de refrigeración o climatización de otras zonas (oficinas, vestuarios,...) 76

44 RECUPERACIÓN EN PISCINAS CUBIERTAS INTERCAMBIADOR PARA RECUPERACIÓN AGUA DE RENOVACIÓN Volumen agua piscina semi-olímpica: 500 m 3 Renovación de agua diaria (5%) = litros/día. Renovación durante 10 horas = l/h Potencia 20 kw (2500 l/h) Agua de renovación (PRIMARIO) Agua del vaso (SECUNDARIO) Intercambiador de placas Tª entrada al intercam b. (ºC) Tª salida del intercam b. (ºC) Pérdidas de carga (m.c.a.) Tª entrada al intercam b. (ºC) Tª salida del intercam b. (ºC) Pérdidas de carga (m.c.a.) Precio PWA 6 11 con 24 placas de Inox. 316L ,9 0, ,1 0, ,00 PWA con 6 placas de titanio ,9 0, ,1 0, ,00 Recuperación de Energía: - 20 kw x 10 h = 200 kwh/día kwh/día x 270 días/año = 54,000 kwh/año kwh/año x 0,10 /kwh = 5,400 /año 74

45 RESUMEN MEJORA EFICIENCIA ENERGÉTICA Free-Cooling Rec. Aire Extracción mediante Circuitos Frigoríficos Aprovechamiento Geotérmico Pozos y Bucles Verticales Recuperación de Gases Calientes Ahorro por transferencia de energía con equipos de 4 ciclos Bombas de Calor en deshumectación de Piscinas Cubiertas 77

46 GRACIAS POR SU ATENCIÓN 78

47 ARAGÓN-NAVARRA-RIOJA Zaragoza tel.: / fax: aragon-rioja@ciatesa.es CANARIAS Santa Cruz de Tenerife tel.: / fax: canarias@ciatesa.es CATALUNYA I BALEARS Barcelona tel.: / fax: catalunyaibalears@ciatesa.es Palma de Mallorca tel.: / fax: catalunyaibalears@ciatesa.es CENTRO Madrid tel.: / fax: centro@ciatesa.es Valladolid tel.: / fax: centro@ciatesa.es ESTE Albacete tel.: / fax: este@ciatesa.es Valencia tel.: / fax: este@ciatesa.es Murcia tel.: / fax: este@ciatesa.es GALICIA Vigo tel.: / fax: galicia@ciatesa.es NORTE Bilbao tel.: / fax: norte@ciatesa.es SUR Málaga tel.: / fax: sur@ciatesa.es Sevilla tel.: / fax: sur@ciatesa.es 79

48 Recuperación del aire de extracción Borrador RITE - Caudal Mín. del Aire Ext. de Ventilación Potencia térmica necesaria para el caudal de aire exterior por persona (método indirecto) para las distintas categorías de calidad de aire interior: CATEG. Tipo de Edificio dm 3 /s por persona Potencia Térmica Necesaria (kcal/h) por persona Invierno (22ºC y 50% HR) Verano (24ºC y 50% HR) Madrid Valencia Burgos Madrid Valencia Burgos IDA 1 Hospitales, Clínicas, laboratorios y Guarderías IDA 2 Oficinas, Residenciales, Museos, Aulas de enseñanza, Piscinas IDA 3 Edificios Comerciales, Cines, Teatros, Salones de Actos, Habitaciones de Hotel, Restaurantes IDA 4 Aire de baja calidad

49 RITE - Recuperación del aire de extracción Caudal Horas funcionamiento Eficiencia mínima ACTUAL Obligatorio > 3 m 3 /s Obligatorio a partir de las 1000 horas 45% NUEVO Obligatorio > 0,5 m 3 /s No hay un mínimo de horas Varía según tabla Hora anuales de funcionamiento > 0,5... 1,5 % Pa Caudal de aire exterior (m 3 /s) > 1,5... 3,0 > 3,0... 6,0 > 6, % Pa % Pa % Pa % > 12 Pa > > >

50 Recuperación de calor Directa Recuperador de Calor de placas. Aire exterior Aire de retorno Aire de extracción Aire de impulsión Aire exterior Aire de impulsión Aire de retorno Aire de extracción Eficiencia Energía recuperada 0 ºC 11 ºC 22 ºC 11 ºC 0,5 3,08 Wh/kg aire 11 ºC 16,5 ºC 22 ºC 16,5 ºC 0,5 1,54 Wh/kg aire 14

51 Recuperación de calor Indirecta Circuito Frigorífico - Bomba de Calor Aire de impulsión Aire de retorno Aire exterior Aire de extracción Aire de exterior Aire impulsión Aire de retorno Aire de extracción Energía recuperada Energía consumida Energía impulsada ε R.R. 0 ºC 13,9 ºC 22 ºC 11 ºC 3,08 Wh/kg aire 0,8 Wh 3,88 Wh/kg aire 0,63 4,85 11 ºC 24,9 ºC 22 ºC 11 ºC 3,08 Wh/kg aire 0,8 Wh 3,88 Wh/kg aire 1,26 4,85 15

52 Recuperación de calor del aire de extracción mediante circuito frigorífico Bomba de Calor Aire-Aire Recuperación de Calor del Aire de Extracción 16

53 Recuperación de calor del aire de extracción mediante circuito frigorífico AIRE DE EXTRACCIÓN El aire de extracción pasa por la batería de recuperación antes de echarlo al exterior. Este circuito frigorífico tiene un EER y COP 5 AIRE DE RECIRCULACIÓN AIRE EXTERIOR El resto del aire de recirculación se mezcla con aire exterior hasta completar el 100% del caudal de impulsión Esta mezcla pasa por la batería interior del circuito principal mejorando la eficiencia 17

54 Ejemplo de Roof Top SPACE IPF

55 Ejemplo Práctico Local en Madrid. Una planta 600 m m 2 acristalamiento Ocupación 200 personas Ts (ºC) -4,0-2,0 0,0 2,0 4,0 6,0 Aire exterior IDA-3 Th (ºC) -4,0-2,4-0,4 1,3 3,1 5,0 Carga Ventilación W Carga Total W Potencia por Ud. Superficie Wm ,0 6, Condiciones interiores Invierno 22 ºC y 50% HR 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20,0 22,0 8,4 9,8 11,2 12,7 14,0 14,9 16, ,0 17, Verano 24ºC y 50% HR 26,0 28,0 30,0 32,0 34,0 18,1 18,9 19,6 20,6 21, ,0 21, ,0 22, ,0 23,

56 Ejemplo Práctico Datos de potencias (kw) / temperatura seca exterior CONDICIONES INTERIORES Invierno 22 ºC BS / 50% HR CALEFACCIÓN T ext Q v Q t Modo Funcion. P r P 2 P 3 P d Equipo Ts (ºC) kw kw kw % kw % kw % kw -4 43,7 96,5 29, , , ,0 Rec. + 2 Etapas -2 40,0 88,0 29, , , ,5 Rec. + 2 Etapas 0 36,4 79,5 29, , , ,7 Rec. + 2 Etapas 2 32,8 71,1 29, , , ,1 Rec. + 2 Etapas 4 29,3 62,8 29, , ,6 Rec. + 1 Etapa 6 25,8 54,5 28, , ,7 Rec. + 1 Etapa 8 22,4 46,2 28, , ,1 Rec. + 1 Etapa 10 19,1 38,0 28, , ,0 Rec. + 1 Etapa 12 15,8 29,9 28, ,6 2 91,2 Rec. + 1 Etapa 14 12,5 21,8 28, ,5 Recuperación 16 9,3 13,8 28, ,5 Recuperación 18 6,2 3,8 28, ,4 Recuperación Q v = demanda de ventilación para los 5760 m 3 /h Q t = demanda térmica total P r = Potencia del circuito de recuperación que hace de primera etapa P 2 = Potencia de la 2ª etapa que es un circuito base del equipo. P 3 = Potencia de la 3ª etapa que es un circuito base del equipo. P d = Potencia total disponible del equipo según el modo de funcionamiento. 20

57 Ejemplo Práctico Curvas de potencias (kw) según temperatura seca exterior 120,0 100,0 80,0 P (kw) 60,0 40,0 20,0 0, Text (ºC) Qv Qt Pr P2 Q v = demanda de ventilación para los 5760 m 3 /h Q t = demanda térmica total P r = Potencia del circuito de recuperación que hace de primera etapa P 2 = Potencia de la 2ª etapa que es un circuito base del equipo. P 3 = Potencia de la 3ª etapa que es un circuito base del equipo. P d = Potencia total disponible del equipo según el modo de funcionamiento. 21

58 Ejemplo Práctico. Comparativo entre sistemas de recuperación INVIERNO POTENCIA DE RECUPERACIÓN KW 22

59 Ejemplo Práctico. Comparativo entre sistemas de recuperación Datos de potencias (kw) / temperatura seca exterior CONDICIONES INTERIORES Verano 24 ºC BS / 50% HR REFRIGERACIÓN T ext Q v Q t Modo Funcion. P r P 2 P 3 P d Equipo Ts (ºC) kw kw kw % kw % kw % kw 20-9,2 15,2 25, ,6 Rec. + FC 22-3,2 43,5 25, , ,6 Rec. + FC+ 1 Etapa 24 1,6 64,1 25, , ,4 Rec. + 1 Etapa 26 6,6 71,6 25, , ,2 Rec. + 1 Etapa 28 10,6 78,2 25, , , ,5 Rec. + 2 Etapas 30 14,1 84,6 25, , , ,1 Rec. + 2 Etapas 32 19,5 92,7 25, , , ,7 Rec. + 2 Etapas 34 22,0 98,3 25, , , ,3 Rec. + 2 Etapas 36 25,7 104,5 25, , , ,9 Rec. + 2 Etapas 38 27,6 109,1 25, , , ,5 Rec. + 2 Etapas 40 32,9 117,0 24, , , ,1 Rec. + 2 Etapas Q v = demanda de ventilación para los 5760 m 3 /h Q t = demanda térmica total P r = Potencia del circuito de recuperación que hace de primera etapa P 2 = Potencia de la 2ª etapa que es un circuito base del equipo. P 3 = Potencia de la 3ª etapa que es un circuito base del equipo. P d = Potencia total disponible del equipo según el modo de funcionamiento. 23

60 Ejemplo Práctico Curvas de potencias (kw) según temperatura seca exterior 140,0 120,0 100,0 80,0 P (kw) 60,0 40,0 20,0 0,0-20, Text (ºC) Qv Qt Pr P2 Q v = demanda de ventilación para los 5760 m 3 /h Q t = demanda térmica total P r = Potencia del circuito de recuperación que hace de primera etapa P 2 = Potencia de la 2ª etapa que es un circuito base del equipo. P 3 = Potencia de la 3ª etapa que es un circuito base del equipo. P d = Potencia total disponible del equipo según el modo de funcionamiento. 24

61 Ejemplo Práctico. Comparativo entre sistemas de recuperación VERANO POTENCIA DE RECUPERACIÓN KW 25

62 Ejemplo Práctico. Potencia ponderada Comparativo potencias ponderadas kw entre sistemas de recuperación. INVIERNO Temperatura Ponderación Ponderación Recuperador Recuperador Bomba de COND. INTERIORES Seca (ºC) anual Invierno Placas (R.P.) Rotativo (R.R.) Calor (B.C.) 22 ºC 50%HR -4,0 0,54 0,77 0,21 0,33 0,18-2,0 1,53 2,18 0,54 0,72 0,50 Q= 5760 m 3 /h 0,0 2,37 3,37 0,74 1,02 0,77 2,0 3,46 4,92 0,96 1,46 1,12 EFICIENCIA 4,0 4,80 6,83 1,20 1,79 1,55 R.P. 51 % 6,0 6,97 9,91 1,58 2,11 2,24 8,0 8,72 12,40 1,70 2,41 2,79 R.R. 71% 10,0 9,64 13,71 1,62 2,26 3,07 12,0 9,27 13,18 1,29 1,82 2,94 14,0 8,45 12,02 0,53 1,35 2,12 16,0 7,58 10,78 0,42 0,89 1,20 18,0 6,98 9,93 0,31 0,38 0,31 TOTAL 70,31 100,00 11,09 16,53 18, % + 14% 26

63 Ejemplo Práctico. Potencia ponderada Comparativo potencias ponderadas kw entre sistemas de recuperación. INVIERNO 3,50 3,00 Potencia Ponderada (kw) 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00-4,0-2,0 0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 Temperatura Seca (ºC) R. P. R. R. B. C. 27

64 Ejemplo Práctico. Potencia ponderada Comparativo de potencia ponderada kw entre sistemas de recuperación. VERANO Temperatura Ponderación Recuperador Recuperador Bomba de Ponderación Seca (ºC) refrigeración Placas (R.P.) Rotativo (R.R.) Calor (B.C.) COND. INTERIORES 24 ºC 50%HR 20,0 5,94 20,06 0,00 0,00 2,48 22,0 4,89 16,51 0,00 0,00 3,33 Q= 5760 m 3 /h 24,0 4,26 14,39 0,00 0,00 2,92 26,0 3,81 12,87 0,13 0,36 2,62 EFICIENCIA 28,0 3,01 10,17 0,33 0,53 2,08 R.P. 51% 30,0 2,65 8,95 0,44 0,74 1,84 32,0 2,15 7,26 0,51 0,81 1,49 R.R. 71% 34,0 1,59 5,37 0,47 0,75 1,10 36,0 0,97 3,28 0,37 0,57 0,68 38,0 0,34 1,15 0,15 0,22 0,24 TOTAL 29,61 100,00 2,39 3,97 18, % + 373% 28

65 Ejemplo Práctico. Potencia ponderada Comparativo entre sistemas de recuperación. VERANO 3,50 3,00 Potencia Ponderada (kw) 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 20,0 22,0 24,0 26,0 28,0 30,0 32,0 34,0 36,0 38,0 Temperatura Seca (ºC) R. P. R. R. B. C. 29

66 Ejemplo Práctico. Energía recuperada Comparativo entre sistemas de recuperación TODO EL AÑO COND. INT. INV. COND. INT. VER. 22 ºC 50%HR 24 ºC 50%HR Q= 5760 m 3 /h Q= 5760 m 3 /h EFICIENCIA HORARIO R.P. 51% de 15 a 24 horas R.R. 71% 9 horas de func. Energía (kwh) Temperatura Media (ºC) MES Recuperador Placas (R.P.) Recuperador Rotativo (R.R.) Bomba de Calor (B.C.) 6,30 ENERO ,40 FEBRERO ,75 MARZO ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBRE 13,23 ABRIL R. P. R. R. B. C. 17,25 MAYO ,95 JUNIO ,63 JULIO ,05 AGOSTO ,68 SEPTIEMBRE ,55 OCTUBRE ,15 NOVIEMBRE ,20 DICIEMBRE TOTAL AÑO % + 85% 30

67 Ejemplo Práctico. Energía recuperada Comparación entre Energía Demandada / Energía Recuperada Temperatura Media (ºC) MES Energía necesaria Recuperador Placas (R.P.) Recuperador Rotativo (R.R.) Bomba de Calor (B.C.) 6,30 ENERO ,40 FEBRERO ,75 MARZO ,23 ABRIL ,25 MAYO ,95 JUNIO ,63 JULIO ,05 AGOSTO ,68 SEPTIEMBRE ,55 OCTUBRE ,15 NOVIEMBRE ,20 DICIEMBRE TOTAL AÑO recuperación: 16,02 24,38 45,15 % Energía necesaria Recuperador Rotativo (R.R.) 1 Recuperador Placas (R.P.) Bomba de Calor (B.C.) 31

68 Resumen Ahorro de energía y Retorno de Capital Invertido Recuperador Placas (R.P.) Recuperador Rotativo (R.R.) Bomba de Calor (B.C.) ENERGÍA AHORRADA TOTAL AÑO kwh PRECIO PVP AHORRO MEDIO ANUAL EN CONSUMO ENERGÉTICO R. C. I. años

69 Conclusiones sobre la recuperación del aire de extracción Ventajas de la recuperación de calor activa mediante circuito frigorífico La eficiencia de los circuitos frigoríficos del circuito de recuperación es superior a 5. Mejora de los coeficientes de eficiencia energética del equipo entre un 10% (plena carga) y un 86% (20% carga). La recuperación anual de energía es un 85% más que con recuperador rotativo y un 185% más que con recuperador de placas. Se recupera hasta el 45 % de la demanda anual. El circuito de recuperación no ocupa ningún espacio adicional al estar integrado dentro del equipo autónomo. La amortización o el retorno del capital invertido es de un año 33

70 ÍNDICE 1. Generalidades sobre eficiencia energética. 2. Ahorro de energía con aire exterior. 3. Recuperación del aire de extracción. 4. Geotermia. Recuperación en agua y en tierra. 5. Transferencia energética entre zonas. 6. Recuperación de calor en piscinas cubiertas. 2

71 GENERALIDADES. REGLAMENTACIÓN SOBRE EL AHORRO DE ENERGÍA CTE. CÓDIGO TÉCNICO DE LA EDIFICACIÓN CTE-HE 1: Limitación de la demanda de energía en el diseño del edificio. CTE-HE 2: (RITE). Rendimiento de las instalaciones térmicas (diseño) Adecuación del control a las necesidades de la instalación Mantenimiento 3

72 GENERALIDADES EFICIENCIA DE LA RECUPERACIÓN Eficiencia de un recuperador: ε = energía recuperada energía recuperable Eficiencia del sistema de recuperación: COP R.R. = efecto energético obtenido energía empleada 4

73 2. AHORRO DE ENERGÍA CON AIRE EXTERIOR Sumidero/fuente más común Siempre disponible FREE COOLING. Enfriamiento gratuito con aire exterior Mejora de la calidad del aire interior En algunas circunstancias el enfriamiento es prácticamente gratuito (RR mayor 40). BOMBAS DE CALOR (aire-aire y aire-agua) Los COP pueden oscilar entre1.5 y 5 La eficiencia de intercambio varía con la T. Exterior. 5

74 AHORRO DE ENERGÍA CON AIRE EXTERIOR FREE COOLING Enfriamiento gratuito por aire exterior Sustitución del aire de retorno por aire exterior cuando la temperatura o entalpía de éste es inferior. Composición: juego de compuertas motorizadas (dos o tres) + regulador. Con o sin ventilador de retorno. Produce sobreventilación. 6

75 AHORRO DE ENERGÍA CON AIRE EXTERIOR FREE COOLING 7

76 AHORRO DE ENERGÍA CON AIRE EXTERIOR FREE COOLING EJEMPLO APLICABLE A EQUIPOS ROOF-TOP O UTA T s T h H T T s T h H T T s T h H T A. Exterior A. Interior EER = POT. TÉRMICA POT. ABSORBIDA ( ) kw 38, ( ) kw 22, ( ) kw 5,0 EER 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 38,7 22, Ts T s = Temp. Seca T h = Temp. húmeda H T = Entalpía total Q aire = m 3 /h Pot. Nominal Ventiladores: Impulsión = 4 kw Retorno = 3 kw POTENCIA ABSORBIDA = 7 kw 0.8 = 5.6 kw 8

77 AHORRO DE ENERGÍA CON AIRE EXTERIOR Comparación FREE COOLING Térmico / Entálpico COMPAÑÍA INDUSTRIAL DE APLICACIONES TÉRM ICAS Y ENERGÉTICAS S.A. Diagr ama psicr omét r ico Temper at ur as nor mal es 20 Pr esión bar ométr ica: 760 mm Hg 19 DIAGRAMA CIATESA Nº 1 18 Calcular ,90 m 3 /kg humedad absoluta (kg ag /kg as ) 0,030 0,029 0,028 0,027 0,026 0,025 0,024 0,023 0,022 0,021 0, ,85 m 3 /kg 90% 0,019 Entalpía (kcal / kg as ) % 0,018 0,017 0, % 60% 0,015 0,014 0,013 0, ,80 m 3 /kg 10 50% 40% 0,011 0,010 0,009 0, % 20% 0,007 0,006 0,005 0, % 0,003 0,002 0,001 temperatura (ºC) 0,

78 AHORRO DE ENERGÍA CON AIRE EXTERIOR. Bomba de Calor CICLO FRIGORÍFICO P calorífica Log P P a b sorb id a Compresor EER = POT. FRIGORÍFICA POT. CONSUMIDA COP = POT. CALORÍFICA POT. CONSUMIDA = POT. FRIG. + POT. CONS. POT. CONSUMIDA = EER

79 AHORRO DE ENERGÍA CON AIRE EXTERIOR BOMBAS DE CALOR. TIPOS Bomba de calor aire-aire Bomba de calor aire-agua. SERIE CLEAN PACK 11