Uso de Geotermia de Baja Entalpía en Piscinas y Edificios X Foro Chileno-Alemán de Energías Renovables, Casa Piedra 19 de Noviembre de 2013

Transcripción

1 Uso de Geotermia de Baja Entalpía en Piscinas y Edificios X Foro Chileno-Alemán de Energías Renovables, Casa Piedra 19 de Noviembre de 2013 Stefan Wilkendorf Sch. Ing. Civ. Ind., UTFSM; Ing. Agr. UACH. Gerente de Proyectos Energía, ECM S.A. stefan.wilkendorf@ecm.cl

2 CONTENIDO - INTRODUCCION A LA GEOTERMIA - SISTEMAS GEOTERMICOS Y TECNOLOGIAS - BOMBAS DE CALOR COMO FUNCIONAN - USO EN EDIFICIOS Y PISCINAS - MERCADO POTENCIAL - CONCLUSIONES

3 GEOTERMIA QUÉ ES? GEOTERMIA

4 HISTORIA Cocina (EEUU, ca A.C.) TERMAS (Icaria, Grecia, ca. 400 A.C.) Uso Industrial (Larderello, 1827) Red moderna Uso directo (Reykjavic, 1943) Red de Distribución de Agua Caliente (Chaudes-Aigues, 1332) Calefacción Distrital (Boise, Idaho, 1892) Generación Eléctrica (Larderello, 1904) Climatización (Oregon, 1948) Piscina de Piedra para Aguas Termales, (China, Dinastía Quin 300 AC) Larderello 1904 Termas Romanas Bath, Inglaterra, DC

5 SISTEMAS GEOTÉRMICOS

6 DIFERENCIAS? New York City. Sherman Adams Building Mount Washington.

7 BOMBAS DE CALOR, CÓMO FUNCIONAN? Bombas de calor geotérmicas Bomba de calor COP > 4

8 PERO CÓMO?? Primera LEY de Termodinámica Transformación de la Energía Energía Antes Energía Después

9 1 [kwh] Electricidad Total COP 4 [kwh] Energía térmica 3 [kwh] Energía contenida En la tierra

10 USO EN EDIFICIOS Y PISCINAS Es factible?? Marco Legal 1) Espacio disponible para sala técnica e intercambio de calor. 2) Características de la demanda de Energía. 3) Características del Terreno 4) Costo. 5) Integración con otros requerimientos. 1) Ley , sobre concesiones de Energía. 2) Código de Aguas, Artículo 56. 3) D.F.L. Nº 237 de sobre explotaciones de aguas termales. 4) Proyecto de Ley para modificar Ley

11 USO EN EDIFICIOS Y PISCINAS Ventajas: - Se pueden utilizar para enfriar y calentar. - Es una mejor solución en términos ambientales. - Requieren menos espacio físico de instalaciones. -Tienen un menor costo operacional. - Mejor factor de planta y eficiencia. Desventajas: - Tecnología desconocida. - Alto costo de inversión. - Requiere de Ingeniería especializada.

12 DISEÑO 1) Intercambiador de calor geotérmico 2) Sistema mecánico 3) Intercambiador de calor vivienda Comparativa de costos anuales operacionales con confort térmico Santiago Costo Op. Anual Ahorro posible Kerosene 1,175, ,843 Gas Licuado 1,371, ,732 Bomba de calor geotérmica 442,813 - Puerto Montt Leña 979, ,229 Gas licuado 2,039,914 1,191,409 Bomba de calor geotérmica 848,505 0 *Vielma M., Toledo M Diseño e Integración de Energía Geotérmica de baja entalpía aplicada a proyectos de construcción residencial. Memoria U de Chile La decisión de instalación de un sistema de bombas de calor geotérmicas es ECONÓMICA

13 DISEÑO Tecnología Eficiencia Caldera Pellet 85-90% Caldera c/ ventilación 80% Caldera de condensación 91% GSHP COP > 3 Diseño debe contemplar una aproximación integral al proyecto. Cambios en el edificio pueden eliminar peaks de demanda Pasos: 1) Demanda energética (Modelo energético) - Registro temperaturas horarias. - Pérdidas y ganancias del edificio 2) Oferta energética - Características del terreno (Espacio, Transmitancia térmica) - Comportamiento del sistema en el tiempo. (Cargas balanceadas) - Tipo de Sistema y equipo seleccionado 3) Evaluación económica - Costo de energía - Costo de Construcción 4) Certificación

14 UN EJEMPLO Edificio nuevo (Hotel) y retrofit de casa existente: Características vivienda Superficie 350 m2 Potencia GSHP 16.5 kw Inversion US$ Ahorro mensual US$ 235 Costo inversión alternativa (Caldera a gas existente) N/A Payback Diferencia a cubrir US$ Años 6,38 años Características edificio Hotel m2 Potencia GSHP kw Inversion US$ Ahorro Mensual US$ Costo inversión alternativa US$ (Caldera petróleo) Payback Diferencia a cubrir US$ Años 5,66 años Comparativa de costos anuales operacionales con confort térmico Santiago Costo Op. Anual Ahorro posible Kerosene 1,175, ,843 Gas Licuado 1,371, ,732 Bomba de calor geotérmica 442,813 - Puerto Montt Leña 979, ,229 Gas licuado 2,039,914 1,191,409 Bomba de calor geotérmica 848,505 0 *Vielma M., Toledo M Diseño e Integración de Energía Geotérmica de baja entalpía aplicada a proyectos de construcción residencial. Memoria U de Chile

15 MERCADO POTENCIAL - Permisos de Edificación ,000 - Permisos de Edificación ,071 - Permisos de Edificación ,059 - Permisos de Edificación 2013* 84,009 *Son m2 que se van a construir ahora!!

16 10 RAZONES DE POR QUÉ USAR GSHP 1) Es renovable. 2) Es conveniente. 3) Es tecnología limpia. 4) Es versatil. 5) Requiere poca mantención. 6) Se puede utilizar con otras tecnologías, otorgando redundancia y robustez. 7) Es confiable. 8) Impacto positivo en medio ambiente incluso a nivel intradomiciliario. 9) Sin restricciones para sala técnica 10) Es una visión integrada de futuro.

17 CONCLUSIONES 1) La Tierra contiene una enorme cantidad de Energía. 2) El mercado de sistemas con bombas de calor geotérmicas no está desarrollada en nuestro país. 3) Existen variadas alternativas para utilizar bombas de calor geotérmicas en edficios y piscinas. 4) Los sistemas con bombas de calor geotérmicas son eficientes en términos energéticos. 5) El diseño integrado de todo el edificio es esencial para un funcionamiento correcto a bajo costo. 6) Existe un mercado potencial para estos sistemas vía edificios nuevos, retrofit y piscinas. PETER RITTER V. RITTERING

18 GEOTERMIA LA ENERGÍA RENOVABLE CONTENIDA EN LA TIERRA