Recuperación de la energía de las aguas grises Jesús SOTO Ing. especialista en climat. y EE Gerente de Alter Technica Ingenieros T. 921 46 25 26 / 610 40 11 62 jesus.soto@altertech.es
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i n t e r c a m b i a d o r e s a g u a / a g u a Imagen: Intercambiadores de calor. Fuentes: Astral Pool; ACP Termotécnica Un sistema de recuperación pasivo de la energía contenida en estas "aguas grises" consiste en el uso de un intercambiador agua/agua, donde la cesión de energía residual es transmitida al flujo de agua entrante de reposición desde la red. No obstante, el caudal de agua gris deberá ser previamente almacenado, filtrado y probablemente impulsado por bomba hidráulica. Estos intercambiadores deben emplear materiales como el titanio o cuproniquel, con un buen comportamiento anticorrosivo resistente a agentes químicos presentes en el agua tales como cloro, bromo, Madrid - 19.11.2014 - Jornada sobre Gimnasios de bajo impacto energético 6
b o m b a s d e c a l o r Configuración convencional de bomba de calor con acumulador de agua caliente y precalentamiento solar Imagen: ProHeatPump - "Report on Solar Energy and Heat Pumps - Intelligent Energy Europe Madrid - 19.11.2014 - Jornada sobre Gimnasios de bajo impacto energético 7
b o m b a s d e c a l o r Calentador de ACS termodinámico. Bomba de calor aire / agua EXP MODO INVIERNO (Y VERANO) AFS EVAPORADOR CONDENSADOR INT ACS Al igual que en geotermia, los rendimientos son muy elevados, debido al aprovechamiento de una fuente de energía estable. En este caso, la contenida en el aire de extracción. Aportan una cantidad más constante de calor, y menos dependiente de las condiciones exteriores. En verano, posible uso en refrigeración y deshumectación. Su combinación con recuperadores aire/aire y tierra/aire proporcionan mayores rendimientos y sinergias entre equipos. En climas muy fríos, deben emplearse junto a intercambiadores tierra/aire. Pueden funcionar con VMC de simple flujo. Es un sistema activo con un consumo eléctrico. Interesan modelos equipados con intercambiador solar. Imagen: De Dietrich Madrid - 19.11.2014 - Jornada sobre Gimnasios de bajo impacto energético 8
b o m b a s d e c a l o r a g u a / a g u a La bomba de calor agua/agua se emplea para la transferencia de energía térmica de un volumen o flujo de agua a otro. Las bombas de calor son recuperadores activos, también llamados termodinámicos, disponiendo de un compresor que consume energía eléctrica. Por otro lado, al contrario de lo que sucede con la potencia térmica recuperada en el intercambiador, muy dependiente de la diferencia de temperaturas entre los dos flujos de agua, en la bomba de calor dicha potencia es prácticamente constante. Este consumo eléctrico vendrá determinado por el rendimiento o COP de la máquina. De igual modo que en las bombas de calor geotérmicas los rendimientos son muy elevados, debido al aprovechamiento de una fuente de energía estable, en este caso sucede lo mismo, ya que usualmente la temperatura del agua procedente de piscinas, duchas y aseos, almacenada en un depósito previo, suele presentar un valor más o menos constante dentro de unos márgenes definidos. Madrid - 19.11.2014 - Jornada sobre Gimnasios de bajo impacto energético 9
s i s t e m a c o m b i n a d o El rendimiento de una sistema combinado de recuperaciones pasiva y termodinámica basado en intercambiador más bomba de calor uede ser muy elevado. En elesquema se aprecia que el caudal de agua de red a la salida del intercambiador "pasivo" pasa por otro intercambiador agua/refrigerante, disipando la energía térmica de la batería condensadora de la bomba de calor. De este modo, el agua de red alcanza una temperatura próxima a la de servicio (35ºC) q u e p u e d e s e r i n c l u s o i n y e c t a d a directamente en los citados depósitos de ACS. Por otro lado, el agua gris pre-enfriada en el intercambiador pasivo pasa por la batería correspondiente al evaporador de la bomba de calor, cediendo su energía al sistema parta finalmente conducirse a la red de drenaje del edificio, o para ser recuperada para otros usos hídricos no n e c e s a r i a m e n t e s a n i t a r i o s. Fuente: Menerga Madrid - 19.11.2014 - Jornada sobre Gimnasios de bajo impacto energético 10
s i s t e m a c o m b i n a d o Existe un desfase en el tiempo entre la producción de agua residual respecto al consumo de ACS, así como un distintos caudales, por lo que es importante disponer de un sistema de acumulación consistente en un depósito de agua sucia o gris. El agua será extraída de este depósito mediante una bomba, cediendo su calor en el equipo de recuperación combinada, y enviándola a la red de desagüe o a los depósito de recuperación de agua gris. Simultáneamente se calienta el mismo caudal de ACS, enviándolo mediante otra bomba a su correspondiente depósito. Otro pequeño depósito de agua caliente se utiliza para mezclar el agua para las duchas a la temperatura deseada y para cubrir posibles puntas de consumo. Los depósitos de agua residual y de agua de red normalmente deben contener el mismo volumen de agua. Fuente: Menerga Madrid - 19.11.2014 - Jornada sobre Gimnasios de bajo impacto energético 11
s i s t e m a c o m b i n a d o Imagen: Gestor hidrotérmico GEMAh. Fuente: KALHIDRA La recuperación de agua y energía se realiza mediante el uso de un depósito caliente que genera y acumula el ACS, un depósito frío donde se capta la energía residual para trasferirla mediante al depósito caliente mediante una bomba de calor, un intercambiador agua/agua para mejorar la eficiencia del sistema y un mecanismo de captación y filtrado de aguas grises. Madrid - 19.11.2014 - Jornada sobre Gimnasios de bajo impacto energético 12
s i s t e m a c o m b i n a d o Imagen: Gestor hidrotérmico GEMAh PAM. Fuente: KALHIDRA El ACS usada en duchas y lavabos es recogida en el depósito frío. La bomba de calor, bombea el calor residual que aún tiene el agua y lo envía a través del circuito frigorífico hacia el depósito caliente aumentando la temperatura del agua contenida en él. De este modo se cierra el ciclo de reciclaje de energía. El agua del depósito frío, una vez se le ha extraído el calor, puede ser reutilizada en inodoros, riegos, etc. Madrid - 19.11.2014 - Jornada sobre Gimnasios de bajo impacto energético 13
Gracias por su atención y por su tiempo Jesús SOTO Ing. especialista en climat. y EE Gerente de Alter Technica Ingenieros T. 921 46 25 26 / 610 40 11 62 jesus.soto@altertech.es