proyecto hospital con 100% de energía renovable. prototipo

Hospitecnia Revista de Arquitectura, Ingeniería, Gestión hospitalaria y sanitaria. ISSN: 2462-7348

Boletín 9 13/03/2017 Climatización Proyecto hospital con 100% de energía renovable. Prototipo especial alta temperatura

Proyecto hospital con 100% de energía renovable. Prototipo especial alta temperatura Raúl Ortiz y Jesús Martín. Ingenieros



La energía geotérmica se perfila como una de las renovables más eficientes, se trata de

una energía de producción continuada y gestionable, que se encuentra almacenada bajo

la superficie terrestre en forma de calor. Es limpia y aprovecha el calor del subsuelo para

climatizar y producir ACS de forma ecológica. Es una fuente de energía renovable e

inagotable.Su aprovechamiento es permanente y no se ve afectada por los cambios

estacionales ni por las condiciones climáticas del exterior.Las instalaciones geotérmicas

tienen una vida útil superior a los 50 años.Los residuos producidos son mínimos y

ocasionan menos impacto ambiental que los residuos de combustibles fósiles.

Es un sistema silencioso y tiene una gran flexibilidad de ubicación. La utilización de la

geotermia será más viable en edificios con necesidades de calor y refrigeración y

ACS.Edificios con grandes variaciones,temperaturas estacionales.Edificios de alta

ocupación y de alta calificación energética. Posibilidad de instalaciones híbridas para

tratar puntas de demanda o aprovechamiento de la tarifa eléctrica reducida. Compatibles

con cualquier tipo de instalación, radiadores de baja temperatura, fancoils suelo radiante

etc

El Hospital San Juan de Dios de Zaragoza,nos ha permitido utilizar sus instalaciones para

desarrollar nuestro Proyecto.

Este es un Hospital de titularidad privada sin ánimo de lucro, siendo los titulares la Orden

de San Juan de Dios. Una de las Líneas Estratégicas del Hospital San Juan de Dios de

Zaragoza es “Realizar una gestión eficiente para garantizar la sostenibilidad del Centro”.

En esta línea de actuación estratégica marcada por la direccion del citado Hospital hemos

ido desarrollando la idea de un Hospital gestionado al 100% con Energía Geotérmica de

baja Entalpia,lo que convierte al citado Hospital en pionero en la utilizacion de esta

energia al 100%,a la vez de obtener la máxima calificacion energetica A+++

Durante el proyecto de ejecucon hemos establecido dos claros objetivos:

- Económico: Reducción de la factura energética del Hospital

- Medioambiental: Desgasificación. Hospital con energía térmica 100%

renovable. Además. obtener la máxima calificación en etiquetado energético y

certificaciones medioambientales A+++

http://europa.eu/youreurope/business/environment/energy-labels/index_es.htm



Se parte de la utilización tres calderas de gas que son las que suministran calefacción y

ACS al Hospital en invierno y de dos enfriadoras para abastecer el circuito de refrigeración

en verano, siendo la potencia instalada en calefacción y ACS de 2.360 KwT y de 1.034 KwT

para el circuito de refrigeración.

Utilización de la energía en el HSJD año 2011

El grafico representa el estado energético del HSJD de Zaragoza en el año 2011.En invierno

con consumo de energía fósil al 100%(calderas de gas) y en verano este consumo

disminuye por la utilización de enfriadoras para refrigeración. Presentamos esquemas de

principio de invierno y verano antes de introducir en el hospital la energía geotérmica de

baja entalpia.



Esquema de principio del circuito de calefacción y ACS

Esquema de principio del circuito de refrigeración



En el año 2012 se sustituyen parte de las calderas de gas y enfriadoras por bombas de

calor geotérmicas, consiguiendo una utilización de energía geotérmica de baja entalpia del

orden del 88%. Una de las tecnologías más importantes para el aprovechamiento de la

energía geotérmica es la bomba de calor geotérmica, que aprovecha la energía

almacenada en los cien primeros metros de la corteza terrestre. La bomba de calor

geotérmica extrae calor del subsuelo a una temperatura relativamente baja y consigue

aumentarla para emplearla en sistemas de calefacción y o ACS.

Una bomba de calor es una máquina térmica que permite transferir energía mediante calor

de un ambiente a otro, según se requiera. Para lograr esta acción es necesario un aporte

de trabajo acorde con el segundo Principio de la Termodinámica según la cual el calor se

dirige de manera espontánea de un foco caliente a otro frío, y no al revés, hasta que sus

temperaturas se igualen.

Este fenómeno de transferencia de energía calorífica se realiza principalmente por medio

de un sistema de refrigeración por compresión de gases refrigerantes, cuya particularidad

radica en una válvula inversora de ciclo que forma parte del sistema, la cual puede invertir

el sentido del flujo de refrigeración, transformando el condensador en evaporador y

viceversa, obteniendo un C.O.P del 6,36

Utilización de la energía en el HSJD a partir año 2012

El 12 % restante se sigue utilizando calderas de gas para conseguir temperaturas de ACS

del orden de 70ºC necesario para realizar hipertermias.



Esquemas de principio del sistema energético del HSJD con la utilización del 88% de energía

geotérmica de baja entalpia



los datos macroeconómicos del hospital son los siguientes:

Consumos energéticos Año 2012 Año 2013 Año 2014 Año 2015 Año 2016

Total coste energía hospital SIN gestión energética a consumos año 2010 (€ IVA Incluido) 358.961 € 362.219 € 364.545 € 366.046 € 332.448 €

Total coste energía hospital CON gestión energética (€ IVA Incluido) 303.229 € 266.565 € 249.400 € 262.970 € 248.301 €

Ahorro anual mediante gestión energética y geotermia frente a gas natural (€ IVA Incluido) 55.732 € 95.654 € 115.145 € 103.076 € 84.147 €

Ahorro acumulado con la gestión energética (€ IVA Incluido) 55.732 € 151.386 € 266.531 € 369.607 € 453.754 €



Para eliminar definitivamente las calderas de gas, y utilizar la geotermia de baja entalpia al

100%, hemos diseñado un prototipo que se ha instalado en febrero del 2017 en el HSJD y

que en estos momentos está trabajando al 100% de rendimiento. Se han desconectado

definitivamente las calderas de gas y producimos ACS a 70ºC.temperatura imprescindible

para poder realizar hipertermias. Lo que implica que utilizamos la energía geotérmica de

baja entalpia al 100%.

Utilización de la energía en el HSJD a partir año 2017

Para desarrollar este prototipo hemos colaborado con fabricantes de compresores. Se han

estudiado como alternativas utilizar refrigerantes experimentales tales como Propano, CO2

y otros, que a pesar de considerarse todos ellos técnicamente factibles los hemos

descartado en pos de una mayor seguridad y confiabilidad de éxito en el proyecto. Nos

hemos decantado por lo refrigerantes tradicionales, no descartando en proyectos futuros

utilizar los experimentales.



Diagrama de trabajo del refrigerante convencional R134a

Este sería el esquema de principio definitivo con la instalación del prototipo que hace que

la utilización de la energía geotermia de baja entalpia sea al 100%, lo que convierte al

HSJD de Zaragoza en Hospital pionero en la utilización de esta energía al 100%.



Esquema de principio con instalación 100% energía geotérmica

Zaragoza a 09-03-2017

Raúl Ortiz y Jesús Martin

ingenieros

Normativa de Referencia

- RD 56/2016: Transposición de la Directiva Europea 2012/27/UE relativa a

eficiencia energética en lo referente a auditorías energéticas

- UNE 216301:2007 Sistema de gestión Energética. Requisitos

- UNE 216501:2009 Auditorías Energéticas. Requisitos.

- UNE-EN 15193:2008 Eficiencia energética de los edificios. Requisitos

energéticos para la iluminación.



- UNE-EN 15232:20078 Eficiencia energética de los edificios. Métodos de

cálculo de las mejoras de la eficiencia energética mediante la aplicación de

sistemas integrados de gestión técnica de edificios.

- UNE-EN 15239:2007 Ventilación de los edificios. Eficiencia energética de los

edificios. Directrices para la inspección de sistemas de ventilación.

- UNE-EN 15251:2008 Parámetros del ambiente interior a considerar para el

diseño y la evaluación de la eficiencia energética de edificios incluyendo la

calidad del aire interior, condiciones térmicas, iluminación y ruido

- UNE-EN 15603:2008 Eficiencia energética de los edificios. Consumo global de

energía y definición de las evaluaciones energéticas.

- Guías del IDAE Iluminación.

- Guías del IDAE Energía y desarrollo sostenible.

- Real Decreto 314/2006. Código Técnico de la Edificación (CTE)

- Real Decreto 235/2013, de 5 de abril, por el que se aprueba el procedimiento

básico para la certificación energética de los edificios existentes.

- Real Decreto 315/2006, de 17 de marzo, por el que se crea el Consejo para la

Sostenibilidad, Innovación y Calidad de la Edificación.

- Ley 38/1999, de 5 de noviembre, de Ordenación de la Edificación y

trasposición de la Directiva 2002/91/CE, de Eficiencia Energética de edificios.

- Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión (REBT), instrucciones técnicas

complementarias (MIE BT) y sus hojas de interpretación.

- Reglamento de Verificaciones Eléctricas.

- Tarifas eléctricas establecidas anualmente en el BOE por el Ministerio de

Ciencia y Tecnología.

- Ley 34/1998, de 7 de octubre, del Sector de Hidrocarburos.

- Real Decreto 1523/1999, de 1 de octubre, por el que se modifica el

Reglamento de Instalaciones Petrolíferas, aprobado por el Real decreto

2085/1994 de 20 de octubre, y las Instrucciones Técnicas Complementarias

MI-IP03 aprobadas por el Real Decreto 1427/1997, de 15 de septiembre, y MI-

IP04 aprobadas por el Real Decreto 2201/1995, de 28 de diciembre.

- Reglamento de Aparatos a Presión (RAP), sus instrucciones técnicas

complementarias (ITC-MIE-AP) y sus correcciones posteriores

Bibliografía de consulta

1 IDAE e IGME (2008). Manual de geotermia.

2 Geothermal Energy. renewableenergyworld.com

Alta temperatura. Instituto Geológico y Minero de España



La energía geotérmica; un recurso energético inagotable bajo nuestros pies. Dirección

General de Industria, Energía y Minas - Comunidad de Madrid. Energía geotérmica.

Agencia Andaluza de la Energía

Webgrafía. Principales webs de referencia

http://www.idae.es/INDEX.PHP/idpag.923/relcategoria.1037/mod.pags/m em.detalle

http://www.igme.es/Geotermia/masinfor.htm https://es.wikipedia.org/wiki/Geotermia

https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_geot%C3%A9rmica

https://www.geothermal-energy.org/ http://www.cus.net/geothermal-energy

http://energy.gov/eere/geothermal/geothermal-energy-us-departmentenergy

http://web.archive.org/web/20070208072240/http://www.uaf.edu/energyin

/webpage/pages/renewable_energy_tech/geothermal.htm

proyecto hospital con 100% de energía renovable. prototipo

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