CIATESA 2008 CLIMATIZACIÓN DE UNA VIVIENDA UNIFAMILIAR CON ENERGÍA GEOTÉRMICA

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Juan José Ruiz Macías
hace 6 años
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1 CLIMATIZACIÓN DE UNA VIVIENDA UNIFAMILIAR CON ENERGÍA GEOTÉRMICA

2 1.DESCRIPCIÓN DE LA VIVIENDA Situación geográfica: campiña sur cordobesa, grandes variaciones diarias de temperatura: (O.M.D. = 17.5º). Vivienda urbana, tipo adosada con dos fachadas, exterior al oeste e interior al este. Estructura: semisótano, planta baja: salón, comedor, biblioteca y aseo (135 m 2 ), planta alta: 4 dormitorios, 2 cuartos de baño (155 m 2 ). Grandes superficies acristaladas (70% fachada este, 35 % fachada oeste). Materiales de alta resistencia térmica y acústica. 2.SISTEMA DE CLIMATIZACIÓN Captación de energía de aguas subterráneas en 2 niveles freáticos: 24 y 40 m. Temperatura del agua: ºC, tras su aprovechamiento va a pozo (sumidero). Bomba de calor geotérmica reversible. Producción de ACS mediante gases calientes. Variación de consigna en función de temperatura exterior. Modulo hidráulico. Suelo radiante: calentamiento en invierno, base de refrigeración en verano. Unidad climatizadora para cada planta para apoyo de frío en días calurosos. Dos depósitos de 220 litros para ACS.

3 Intercambiador de calor para calentamiento de la piscina. Contratación de tarifa nocturna para reducir costes de explotación.

4 2.1 CAPTACION DE ENERGÍA EN AGUAS SUBTERRÁNEAS Se encontró a 24 m. de profundidad un caudal de l/h, se bajó hasta los 40m consiguiéndose l/h, más de los requeridos. Con una bomba sumergible se saca el agua a un depósito de l., al pasar por la bomba de calor también se deja en otro depósito de l. de donde se reutiliza en otros usos. 2.2 BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA La bomba de calor geotérmica agua-agua reversible cambia de ciclo de funcionamiento (calefacción-refrigeración) mediante el uso de una válvula de cuatro vías que invierte el sentido del refrigerante. Por ello, se tienen dos intercambiadores agua-refrigerante, uno para el circuito hidráulico interior (vivienda) y otro para el exterior (aprovechamiento geotérmico). La recuperación de gases calientes es de gran importancia para el ahorro energético ya que permite suministrar agua caliente en todas las temporadas.

5 2.2 BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA El recuperador de gases calientes es un intercambiador que se coloca en la descarga del compresor, la corriente de agua aprovecha esta energía para calentarse hasta 55 ºC. La recuperación máxima se sitúa en torno al 20 % de la capacidad calorífica de la bomba de calor. Esta recuperación es especialmente beneficiosa cuando se trabaja en frío donde se aumenta la eficiencia de manera notable. Si se considera una potencia de recuperación del 12% de la potencia calorífica se tendrá que: (Pf+0,12xPc)/Pa=(Pf+0,12x(Pf+Pa))/Pa = 1,12xPf/Pa+0,2xPa/Pa=1,12xEER+0,12. (Siendo: Pf: pot. frigorífica; Pc: pot. calorífica; Pa: pot. consumida; EER: eficiencia nominal máquina) Por tanto el A.C.S. es gratis. Se muestra el EER global (incluyendo bomba sumergible) con recuperación (EER2) y sin (EER1) (Siendo Tec: temp. entrada condensador, Tec: Temp. entrada gases calientes y Tee: temp. entrada evaporador) 5,00 4,50 4,00 3,50 3,00 2,50 FRIO Tec = 19 ºC Ter = 40 ºC EER 2 EER 1 2,00 12,0 ºC 14,0 ºC 16,0 ºC 18,0 ºC 20,0 ºC 22,0 ºC Tee (ºC)

6 2.2 BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA Otra innovación que presenta la máquina es la regulación y control de la máquina que incluye las siguientes funciones: Temporización para adelantar arranque y retardar paro de electro-bomba circuladora del circuito exterior respecto a la de los compresores. Variación del punto de consigna (Tc) en función de la temperatura exterior (Te) en invierno y verano Tc Va r i a c ión de l P unt o de C onsi gna e n f unc i ón de l a Te mpe r a t ur a Ex t e r i or - VERA N O Te V ariación d el Punt o d e C onsig na en f unció n d e la Temperat ura Ext erio r - IN V IER N O Tc Te

7 2.2 BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA Beneficios de esta regulación: Al almacenar energía en suelo radiante en función de temperatura exterior, se permite utilizar la tarifa nocturna sin excesivo almacenamiento, ya que las temperaturas diurnas están relacionadas con la de la noche anterior. Condiciones de trabajo más favorables, en verano se trabajará con el punto de consigna más alto que permita temperatura y con la evaporación más alta se mejora el EER, en invierno, presión condensación menor, sube el COP. Se simplifica la instalación por trabajar a temperatura idónea los climatizadores y el suelo radiante. Por tanto se consigue: uso tarifa nocturna, alto rendimiento, confort y simplicidad. 2.3 SUELO TÉRMICO Debido a su intercambio radiante permite unas condiciones de confort altas, aunque, sobre todo en verano, es necesario apoyarlo mediante otras unidades porque con él no se consigue mantener el aire en la zona del bienestar.

8 2.4 UNIDADES CLIMATIZADORAS O FANCOILS Se utilizan fundamentalmente como apoyo al suelo radiante en verano y proporcionan una temperatura media por debajo del punto de rocío del ambiente que permite conseguir simultáneamente deshumidificación y enfriamiento. 2.5 PRODUCCIÓN DE AGUA CALIENTE SANITARIA Para el ACS se tienen dos depósitos de ACS con resistencia para elevar la temperatura a 70 ºC como prevención para evitar legionella. Ambos depósitos se encuentran conectados al intercambiador de gases calientes y al circuito principal para cuando no sea necesaria dar calefacción dar toda la potencia calorífica. 2.6 CALENTAMIENTO DEL AGUA DE LA PISCINA El circuito proveniente del intercambiador de gases calientes también se ha conectado a un intercambiador que pueda calentar el agua de la piscina de manera opcional, para alargar la temporada de utilización.

9 2.7 UTILIZACIÓN DE LA TARIFA NOCTURNA Es claro el beneficio del uso de la tarifa nocturna en este sistema de climatización. Esto se va a mostrar con el siguiente ejemplo de dos sistemas a comparar Vivienda tipo casa (290 m 2 ), descrita. Vivienda tipo piso, tercera y última planta de edificio de viviendas (110 m 2 ): 3 dormitorios, salón, cocina y dos aseos. 2 bombas de calor aire-aire, una tipo split para salón, y otra tipo mural de conductos y rejillas para 3 dormitorios. Para calefacción también tienen radiadores de aceite, para ACS dos termos eléctricos y usan tarifa nocturna. Comparación de consumos por m 2 : CONSUMO ELÉCTRICO DÍA - CONSUMO ANUAL en kwh / m 2 NOCHE - CONSUMO ANUAL en kwh / m 2 total - CONSUMO ANUAL en kwh / m 2 casa 21,54 36,40 57,94 piso 71,85 34,95 106,81 120,00 100,00 80,00 60,00 40,00 20,00 0,00 DÍA - CONSUMO NOCHE - CONSUMO TOTAL - CONSUMO ANUAL en Kwh / m2 ANUAL en Kwh / m2 ANUAL en Kwh / m2 casa piso

10 2.7 UTILIZACIÓN DE LA TARIFA NOCTURNA Si se comparan las necesidades anuales de kwh de calefacción y los consumos se tendría la siguiente tabla: Necesidades anuales estimadas de Calefacción: kwh % de uso de tarifa nocturna Sistema descrito "CASA" Bomba de Calor Aire-Aire Combustibles kwh consumidos LLANO VALLE Acumuladores Eléctricos CONCLUSIÓN Es compatible el respeto al medio ambiente con el uso de sistemas de alta eficiencia y con grandes prestaciones y servicios, consiguiendo además un ahorro económico notable en el consumo eléctrico.

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