(l'energia geotèrmica [modo de compatibilidad]) · a l’hivern extrau energia en forma calor...

Eficiència Energètica i Energies Renovables : Dos valors en alça.

Organitzat per : Amb el suport de :

Ajuntament Caldes d’Estrac ICAEN

UPC (Escola Tècnica Superior d’Arquitectura de Barcelona)

PROGRAMA

� ¿Què s’entén per energia geotèrmica?�Tipus d’energia geotèrmica.� Energia geotèrmica de baixa temperatura� Sistemes de bescanvi tèrmic.� La bomba de calor geotèrmica�Aplicacions geotèrmiques de baixa temperatura.� ¿És rendible? ¿S’amortitza?�Conclusions

Official Partner NIBE





L’ENERGIA GEOTÈRMICA és un dels millors exemples d’energia renovable associadaa l’energia tèrmica.

Es tracta d’una font d´energia RENOVABLEABUNDANT, d’explotació VIABLE, TÈCNICA IECONÒMICAMENT, que EVITA EMISSIONS DEGASOS D’ EFECTE HIVERNACLE i que la sevaexistència en el nostre subsòl està TOTALMENTPROVADA.

L’Institut Geològic i Miner Espanyol defineix l'energia geotèrmica com: “L'ENERGIAAMAGATZEMADA EN FORMA DE CALOR PER SOTA DE LA SUPERFÍCIE SÒLIDA DELATERRA”.

definiciódefinició





1. Alta temperatura: més de 150ºC

2. Mitja temperatura: entre 90 i 150ºC

3. Baixa temperatura: entre 30 i 90ºC

4. Molt baixa temperatura: menys de 30ºC

tipustipus





Aplicacions geotèrmiques en funció de la temperatura Aplicacions geotèrmiques en funció de la temperatura





Mitja temperatura

Baixa temperatura

Molt baixa temperatura

Aplicacions de mitja i baixa temperatura Aplicacions de mitja i baixa temperatura





Recursos geotèrmics a l’estat EspanyolRecursos geotèrmics a l’estat Espanyol





Baixa TemperaturaBaixa Temperatura

AtmosferaAbsorbit

Pels núvols4%

Absorbit perla superficie

46%

Reflexat perLa superfície

6%

Reflexatpels núvols

17%

Dispersat perl’aire 8%

Absorbit pel vapord’aigua,

la pols, O3

19%

12ºC

� El subsòl absorbeix la meitat de la energia que incideix del sol

� Recurs que es troba sota qualsevol terreny en qualsevol lloc habitat del planeta

Bomba de calor

AtmosferaAbsorbida pels núvols

4%

Absorbida per la superfície

46%

Reflexada perla superfície

6%

Reflexada pels núvols17%

Dispersat per l’aire8%

Absorbida pel vapor d'aigua, pols, O3

19%

15ºC

El subsòl captura la meitat de l’energia

que reb del sol.

Bomba de calor





Gradient geotèrmicGradient geotèrmic

AtmosferaAbsorbit

Pels núvols4%

Absorbit perla superficie

46%

Reflexat perLa superfície

6%

Reflexatpels núvols

17%

Dispersat perl’aire 8%

Absorbit pel vapord’aigua,

la pols, O3

19%

12ºC

AtmosferaAbsorbida Pels núvols

4%

Absorbida por la superfície

46%

Reflexada perla superfície

6%

Relaxada pels núvols17%

Dispersat per l’aire8%

Absorbida pel vapor d'aigua, pols, O3

19%

15ºC

Gradient geotèrmic (2..3ºC)/100m





La temperatura a 100m deprofunditat es mantéconstant durant tot l'any.

Les pertorbacions tèrmiquesdegudes a la variacióestacional de la temperaturaatmosfèrica s'esmorteeixenamb la profunditat idesapareixen entre 15 i 20metres.

El subsòl a CatalunyaEl subsòl a Catalunya





La conductivitat tèrmica és lacapacitat d'un medi pertransmetre la calor i éscaracterística de cada litologia.Aquest paràmetre depèn de lacomposició mineralògica, de lamida i orientació dels cristalls i,molt especialment, de laporositat.

El subsòl a CatalunyaEl subsòl a Catalunya





Aprofitament energètic a baixa temperatura del terrenyAprofitament energètic a baixa temperatura del terreny

5ºC 22ºC

18ºC4ºC

45ºC

30ºC 24ºC

18ºC35ºC

10ºC

Un sistema geotèrmic treballa fonamentalment, absorbint o cedintcalor al subsòl. A l’hivern extrau energia en forma calor de la terraper calefactar l’interior de l’habitatge, i a l’estiu extrau calor del’habitatge i el cedeix al subsòl.

Hivern Estiu

Horitzontal

Vertical

Aigüesfreàtiques Aigües

superficials





Sistemes de bescanvi tèrmicSistemes de bescanvi tèrmic





Bescanviadors verticalsBescanviadors verticals

El disseny del col·lector de perforacions geotèrmiques es realitza mitjançant valors empírics o apartir de taules que apareixen en normes internacionals. La norma Alemanya VDI 4640 permetcalcular la longitud total a partir de la potència de l’evaporador i les hores de funcionament de laB.C.G.






POU COAXIAL POU SONDA DOBLEPOU SONDA SIMPLE






Factors a tenir en compte en el dimensionament del col·lector vertical...

Conductivitat tèrmica: La potència d’extracció és proporcional a la conductivitat tèrmica.

Humitat del terreny: Millora la conductivitat tèrmica i garanteix el bon contacte entre sonda iterreny.

Aigües subterrànies: Si la capa freàtica té una velocitat de moviment d’alguns centímetresdia, la capacitat d’extracció augmenta considerablement.

Prestacions de la instal·lació: Hores de funcionament, fred + calor i ACS...

DESAVANTATGES

� Dificultat de realització� Cost econòmic� Maquinària específica

AVANTATGES

� Cap influència estacional

� Espai reduït





Bescanviadors horitzontalsBescanviadors horitzontals





Bescanviadors horitzontalsBescanviadors horitzontals

EL SÒL ES POT CARACTERITZAR DE LA SEGÜENT FORMA...

Condicions favorables: Sòl amb sorra, saturat d’aigua i ambelevada radiació solar. Quantitat d’extracció de calorespecífica 35-40 W/m2.

Condicions regulars: Sol amb llims-sorra, humit i ambexposició regular a la radiació solar. Quantitat d’extracció decalor específica de 20-30 W/m2.

Condicions desfavorables: Sòl pedregós, sec i sense radiaciósolar. Quantitat d’extracció de calor específica 8-12 W/m2.

DESAVANTATGES

� Influència estacional� Superfície elevada

AVANTATGES

� Facilitat de realització� Maquinària convencional

� Cost inferior al vertical





Aigües freàtiquesAigües freàtiques

DESAVANTATGES

� Necessitat d’assaigs hidràulics per garantir la qualitat de l’aigua i un cabal constant

� Legalització i tràmits administratius

AVANTATGES

� Cost econòmic inferior al vertical� Senzillesa del sistema

Font d’energia viable per a qualsevol edificiproper a una capa d’aigües freàtiques.

Les aigües freàtiques es poden utilitzar com fontde calor ja que estan durant tot l’any a unatemperatura entre 10 i 15ºC. La bomba de calorcapta l’energia solar acumulada en l’aigua.Generalment s’utilitzen 2 pous, un d’extracció iun de re injecció.





Aigües superficialsAigües superficials

DESAVANTATGES

� Necessitat de disposar d’un gran

volum d’aigua prop de l’habitatge

AVANTATGES

� Cost molt inferior a la resta.� Senzillesa del sistema

Rentable per habitatges pròxims a un llac o riu.

Si l’habitatge està construït prop d’una granmassa d'aigua, se li pot extraure el calormitjançant un col·lector ubicat al fons de la massalíquida.





La bomba de calor geotèrmicaLa bomba de calor geotèrmica

BOMBA DE CALOR GEOTÈRMICA

Les bombes de calor són màquinescapaces de transferir el calor d’unmitjà a un altre, utilitzant lespropietats dels canvis d’estat d’unfluid.

Segueixen el mateix principi defuncionament que els refrigeradors,s’extreu calor d’un focus de baixatemperatura i es porta a un de mésalta temperatura.






Focus fred

Treball del compressor

Focus calent

Q2 = Q1 + Q3

Energia tèrmica subministrada edifici(kWh)

Rendiment =Energia elèctrica absorbida (kWh)

Energia elèctrica absorbida (kWh)

Energia tèrmica subministrada (kWh)Energia tèrmica terreny (kWh)





Aplicacions d’energia geotèrmica de baixa temperaturaAplicacions d’energia geotèrmica de baixa temperatura

BOMBA DE CALOR

GEOTÈRMICA

DIPÒSITD’ACS

DIPÒSITD’INÈRCIA

CAPTADOR GEOTÈRMIC VERTICAL

TERRA RADIANT

PISCINA

ACSCONTROL

RADIADORS





Població Tremp (Lleida)

Tipus d’edifici Bodega

Any de construcció 2008

Potència d’ instal·lació 200 kW

Sistema Calor i Fred

Configuració de bombes 5 x F1330-40 KW

Superfície 1.200 m²

Configuració distribució Fan-coils

Bescanviador geotèrmic Horitzontal 4500 m de canonades.

Bodegues a St. Eulàlia (Tremp)Bodegues a St. Eulàlia (Tremp)





Població Alàs (Alt Urgell)

Tipus d’edifici Hotel


Potència d’ instal·lació 120 kW

Sistema Calor i Fred (4tubs) i ACS



Configuració distribució Fan-coils + terra radiant

Bescanviador geotèrmic Vertical (1500m)

Hotel AlàsHotel Alàs





Població Esterri d’Àneu

Tipus d’edifici Hotel


Potència d’ instal·lació 320 kW (2x160Kw)

SistemaCalor + fred + ACS

Fred passiu



Configuració distribució Terra radiant +deshumectadora

Bescanviador geotèrmic Obert (aigües freàtiques)

Hotel Esterri d’ÀneuHotel Esterri d’Àneu





Hotel Vall de NúriaHotel Vall de Núria





240 kWt

2,600m2

3.200 m






Indicador Unt. Valor Ratis any

Hores funcionament h 1.151 13%

Temp. calefacció ºC 35-45

Temp. ACS ºC 60

Temp. pous retorn ºC 2-7

Potencia entregada BCG kW 245-280

Potencia extracció BCG kW 175-205 60 W/m

Energia produïda kWh 300.655 112 kWh/m2

Energia consumida kWhe 82.300 31 kWh/m2

Cost econòmic € 9.868 3,7 €/m2

Estalvi econòmic € 23.537 70%

Estalvi energia primària kWh 147.216 41%

Estalvi CO2 Kg 74.490 78%

Inversió extra € 225.000 85 €/m2

Avantatges aconseguides:

S’ha demostrat la fiabilitat iseguretat del sistema

S’evita el transport de gasoil amb el cremallera

No s’utilitzen combustibles fòssils en zona d’alt interès natural

Gran confort

Amortització inferior a 10 anys inclús tenint en compte la baixa utilització actual del hotel

S’està treballant ja en la interconnexió amb edificis existents

Anàlisi de despesa anual a l’hotel Vall de Núria,Anàlisi de despesa anual a l’hotel Vall de Núria,





33406

23979

15824

9876

Despesa anual (€)

Gasoil Propà Biomassa Geotermia

70

59

38

Estalvis %

Gasoil Propà Biomassa

95876

64562

21398

0

Kg CO2 anuals

Gasoil Propà Geotermia Biomassa

Anàlisi de despesa anual a l’hotel Vall de Núria,Anàlisi de despesa anual a l’hotel Vall de Núria,





1. És una energia renovable viable tècnica ieconòmicament.

2. Evita emissions de gasos d’ efecte hivernacle igarantitza la independència de les pujades delspreus de gas o gasoil.

3. Tecnologia provada amb èxit.

4. Estalvis del 50- 70% front a sistemesconvencionals.

5. Cobreix les necessitats de calefacció,refrigeració i aigua calenta sanitària, querepresenten un 70% del consum energètic d’unhabitatge.

6. Les bombes de calor geotèrmiques sónmàquines tèrmiques de gran eficiència ambcoeficients de rendiment (COPs) de 4 a 6. Capsistema convencional assoleix aquests valors.

7. L’únic consum dels sistemes geotèrmics éselèctric.

8. No existeix risc d’incendis ni explosions.

9. Una instal·lació geotèrmica no necessita derecolzament de sistemes convencionals.

10. L’estalvi que suposa comparat amb elssistemes convencionals, fa que la inversió espugui recuperar en poc temps.

11. Revalorització immobiliària per disposar d’unafont d'energia renovable.

12. Nul impacte paisatgístic.

ConclusionsConclusions





Jordi Espiell Cebrián

[email protected]

http://www.tellusignis.com

Tel. 93 001 31 92

(l'energia geotèrmica [modo de compatibilidad]) · a l’hivern extrau energia en forma calor...

Documents