ENTREGABLE D6.1 “Manual de buenas prácticas” · 2020. 6. 12. · Proyecto ASTECH Viena,...

41
Nº Proyecto.: TREN/05/FP6/S07.59572/019892 Acrónimo del proyecto: ASTECH Título del proyecto: Advanced sustainable energy technologies for cooling and heating applications Instrumento: Acción de Apoyo Específica Prioridad temática: Prioridad 6.1 “Sistemas de energía sostenible” ENTREGABLE D6.1 “Manual de buenas prácticas” Fecha de preparación: febrero 2009 Socios participantes: Arsenal research - Austria Österreichisches Forschungs- und Prüfzentrum Arsenal GmbH BSREC – Bulgaria Black Sea Regional Energy Centre ISE –Alemania Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE EVE –España Basque Energy Board GEONARDO – Hungría Geonardo Environmental Technologies Ltd. ASTER – Italia REHVA – Países Bajos Federation of European Heating and Air-Conditioning Associations Inicio del proyecto: 01.09.2006 Duración: 30 meses Nombre del coordinador del proyecto: Bernard Thonon Nombre de la organización del coordinador del proyecto: Revisión: ASSOCIATION GRETh (GRETh) - Francia

Transcript of ENTREGABLE D6.1 “Manual de buenas prácticas” · 2020. 6. 12. · Proyecto ASTECH Viena,...

  • Nº Proyecto.: TREN/05/FP6/S07.59572/019892

    Acrónimo del proyecto: ASTECH

    Título del proyecto: Advanced sustainable energy technologies for cooling and

    heating applications

    Instrumento: Acción de Apoyo Específica

    Prioridad temática: Prioridad 6.1 “Sistemas de energía sostenible”

    ENTREGABLE D6.1 “Manual de buenas prácticas”

    Fecha de preparación: febrero 2009 Socios participantes: • Arsenal research - Austria Österreichisches Forschungs- und Prüfzentrum Arsenal GmbH • BSREC – Bulgaria Black Sea Regional Energy Centre • ISE –Alemania Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE • EVE –España Basque Energy Board • GEONARDO – Hungría Geonardo Environmental Technologies Ltd. • ASTER – Italia • REHVA – Países Bajos Federation of European Heating and Air-Conditioning Associations Inicio del proyecto: 01.09.2006 Duración: 30 meses

    Nombre del coordinador del proyecto: Bernard Thonon

    Nombre de la organización del coordinador del proyecto: Revisión: ASSOCIATION GRETh (GRETh) - Francia

  • ASTECH Project

    Índice

    1. Edificio solar eficiente para oficinas y comercios– Viena, Austria 2. Jardín de infancia Elhitsa - Chepelare, Bulgaria 3. Aire acondicionado solar – Descripción de la tecnología

    3.a. Fraunhofer ISE - Friburgo, Alemania 3.b. Residencia de Lac - Maclas, Francia 3.c. Cámara de Comercio “Südlicher Oberrhein” – Friburgo, Alemania. 3.d. Centro de info. solar, SIC – Friburgo, Alemania.....................................

    4. C.I.M. Azterlan – Durango, España................................................................... 5. Eszterház Residential House – Budapest, Hungría....................................... 6. Escuela – Castel D’Aiano, Italia...........................................................

    4

    10

    14

    17

    20

    23

    26

    29

    34

    39

  • Proyecto ASTECH Viena, Austria

    3

    1. Proyecto ENERGYbase

    Edificio solar eficiente para oficinas y comercios

    RESUMEN (Español) El proyecto "ENERGYbase" demuestra lo que un edificio de oficinas podría ser en el futuro. La construcción y el concepto de energía se basa en tecnologías innovadoras tales como la humidificación natural del aire en invierno a través de reguladores vegetales, refrigeración solar e instalaciones fotovoltaicas integradas. Todo el sistema de suministro de energía se halla monitorizado. RESUMEN (English) The "ENERGYbase" project demonstrates what an office building could look like in the future. The building and energy concept is based on innovative technologies such as natural air humidification in winter via 'green buffers', solar cooling and building integrated photovoltaics. The whole energy supply system is measured via a monitoring system. RESUMEN (German) Das Projekt „ENERGYbase“ zeigt, wie das Bürogebäude der Zukunft aussehen könnte. Das Gebäude- und Energiekonzept baut auf innovative Technologien wie natürliche Luftbefeuchtung im Winter über Grünraumpuffer, Solar Cooling und Gebäude integrierte Photovoltaik. Das gesamte Energieversorgungssystem wird über ein Monitoringsystem messtechnisch erfasst. Información general

    Tipo de edificio Edificio de oficinas solar energéticamente eficiente

    Ubicación Distrito 21 de Viena (Floridsdorf)

    Suministro de calor auxiliar Bomba de calor

    En funcionamiento desde Agosto del 2008

    Sistema operado por Wiener Wirtschaftsförderungsfond

    Área a calentar / refrigerar 7,500m²

    El proyecto "ENERGYbase" muestra un edificio solar energéticamente eficiente para su uso comercial y de oficinas con una superficie de 7.500 m2. El inmueble se encuentra en las dependencias de TECHbase en el distrito Floridsdorf de Viena (Austria). El proyecto maximiza el uso de fuentes de energía renovables.

  • Proyecto ASTECH Viena, Austria

    4

    Descripción del edificio La interacción de la arquitectura moderna y el diseño innovador de la construcción hacen de ENERGYbase un edificio de oficinas muy especial. Debido a su estructura claramente definida, este edificio, que crea moda, es visible desde la distancia. Sin embargo, desde el interior del complejo de oficinas, ENERGYbase es una propuesta convincente, debido a sus características específicas. El proceso de diseño tuvo en cuenta, en todas las fases de construcción, la visión de construir un edificio energéticamente optimizado. La transformación de estas ideas a una construcción actual ha dado como resultado una arquitectura extraordinariamente única.

    @ Wiener Wirtschaftsförderungsfond (WWFF)

    El edificio ofrece: ◦ 7.500 m2 de superficie. ◦ 1.300 m2 para un programa de estudio. ◦ 1.000 m2 para laboratorios de investigación ◦ 5.200 m2 para uso de oficinas ◦ 65 plazas de garaje

    Descripción de la aplicación Con el fin de mantener el consumo de energía primaria lo más bajo posible, el proyecto ENERGYbase maximiza el uso de fuentes de energías renovables. En este contexto, la fachada solar orientada hacia el sur juega un papel importante. Durante los meses de invierno, ésta hace uso activo y pasivo de la radiación solar con el fin de calentar el edificio y también se utiliza para la

  • Proyecto ASTECH Viena, Austria

    5

    generación de energía durante todo el año. Para ello, la fachada está equipada con 400 m² de módulos fotovoltaicos y 300 m² de colectores solares térmicos. El ENERGYbase significa:

    • Eficiencia energética – consumo extremadamente bajo de energía para calefacción,

    refrigeración, iluminación y ventilación. • Uso de energías renovables - Cobertura del 100% de la demanda de calefacción y

    refrigeración con energías renovables (aguas subterráneas, energía solar). • Bienestar en el trabajo – clima interior excepcional y confort en el lugar de trabajo. • La forma sigue a la energía – estrecha relación entre el concepto arquitectónico y de

    energía.

    Descripción general de los sistemas Durante el verano, los colectores solares se utilizan para proporcionar refrigeración solar y los elementos fotovoltaicos además de generar electricidad, hacen sombra. La calefacción y la refrigeración del edificio provienen en gran medida del techo térmicamente activado con la energía necesaria extraída de las aguas subterráneas. En invierno, se utiliza una bomba de calor para proporcionar calor de calefacción. El doble uso de las aguas subterráneas, para la bomba de calor así como para el sistema «refrigeración libre», es mucho más avanzado que las aplicaciones estándares actuales.

    Un desafío particular en el concepto ENERGYbase es el llamado regulador vegetal donde las plantas se utilizan como humidificadores naturales.

    Zuluft

    Abluft

    Cooling distribution devices

    - Thermal mass activation

    Solar Collectors

    Hot

    Water

    Storage

    Hot

    Water

    Storage

    Well water

    Dentro de este concepto de construcción y aplicación, la máxima utilización de fuentes de energía renovables se alcanza a través de:

    © arsenal research

  • Proyecto ASTECH Viena, Austria

    6

    • Aguas subterráneas 1. Calefacción 2. Refrigeración

    • Energía solar • Apoyo a calefacción • Deshumidificación del aire • Generación de electricidad

    • Plantas • Humidificación

    • Red eléctrica • Demanda eléctrica restante

    Sistema de bomba de calor: El sistema de bomba de calor se aplica a través de un circuito abierto de agua subterránea con sistema de bomba de calor. Se utilizan dos bombas de calor:

    • PH= 160 kW; • 40/35°C; 27,4 m³/h • PK= 135 kW; R 407 C • 10/6 °C; 36,0 m³/h

    Intercambiador de calor/ refrigeración libre

    • P= 410 kW; • 15/20 °C; 70,3 m³/h • 12/17 °C adecuado para su uso en verano

    Sistema de captación • Pozo de extracción: profundidad 11 m; DN 600 • Pozo de inyección: a 100 m del otro pozo, diámetro. 2 m; profundidad 4 m • Q Extracción: máx. 20 l/s; 700 m³/d; 140.000 m³/a • Temp. máx. de entrada.: 18 °C; Temp. min. de entrada.: 5 °C

    Sistema fotovoltaico • 400 m² de sistema fotovoltaico integrado en la fachada sur del edificio ENERGYbase. • 46 kWpico. • Uso de módulos PV como dispositivos de sombreado de la

    zona sur de las oficinas. • Uso de diferentes tecnologías PV para ensayos a largo plazo

    (silicio monocristalino, silicio multicristalino, silicio multicristalino de alta eficiencia)

    Sistema solar térmico

    • 300 m² de colectores de placa plana de superficie grande. • El sistema está diseñado como sistema de flujo bajo. • El acumulador de agua caliente de 15.000 l tiene diferente

    estrategia de control en verano (refrigeración solar) y en invierno (combinación de energía solar con sistema de bomba de calor):

    © pos architekten ZT-KG

  • Proyecto ASTECH Viena, Austria

    7

    • Verano: la acumulación llega a 70°C • Invierno: prioridad para el sistema solar ante el sistema de

    bomba de calor; el acumulador solar alcanza una temperatura de 40 °C. Extracción para calefacción hasta 30 °C de temperatura de almacenamiento.

    Sistema de enfriamiento desecante evaporativo (DEC):

    • El suministro de aire fresco para las oficinas en verano se proporciona mediante un sistema solar DEC, la regeneración se cubre 100% con energía solar para las unidades de tratamiento del aire con 2x 8.240m³/h

    • Se usa el mismo sistema en invierno para la recuperación de calor y humedad (sorción del rotor) del suministro de aire fresco

    Sistema de ventilación del aire con humidificadores naturales

    • El sistema de ventilación proporciona únicamente el aire fresco necesario en el edificio • Humidificación ecológica del aire en invierno mediante luz controlada en las plantas en

    regulador vegetal . • Una 1/3 parte del aire se hace pasar por el regulador vegetal y a continuación se mezcla

    con el resto del aire • Aspectos psicológicos positivos

    TABS -Thermally activated building component system • Activación del almacenamiento en masa para calefacción

    radiante y refrigeración confortables mediante TABS • División en cuatro zonas de control (oficinas del norte

    Este/Oeste, zona sur Este/Oeste) • Tiempo de operación de los TABS de 6:00 a 9:00

    Comportamiento del sistema

    • El sistema de componentes térmicamente activados del edificio (TABS) operan durante todo el año diariamente de 6:00 a 9:00 horas.

    • Demanda de aire fresco 30 m³/h·persona, demanda de aire fresco del edificio: 16.480 m³/h • La recuperación de calor y humedad se hace mediante el sistema de ventilación • Regulación de la luz del día y artificial

    • Demanda anual de calefacción 10.1 kWh/m² (Simulación TRNSYS) • Demanda anual de refrigeración 12.8 kWh/m² (Simulación TRNSYS)

    Información sobre costes Inversión total: 14.5 Mio. €

    Subvenciones: Interreg III A, BM VIT Haus der Zukunft, PV Förderung der Stadt Wien

    © arsenal research

  • Proyecto ASTECH Viena, Austria

    8

    Imagenes

    © arsenal research

    Befeuchter Sorpt ionsradWär m e rüc k-gewinnung

    Zu l u f t

    Speicher15.000l

    Solarthermische Kollektoren 300m _

    Abluft

  • Proyecto ASTECH Chepelare,Bulgaria

    9

    2.

    Construcción de una instalación de calefacción alimentada con madera para suministro de agua caliente y calefacción en el jardín de infancia

    Elhitsa

    Sistema: Instalación de calefacción con caldera de tipo "Cabina de Energía" alimentado por astillas de madera y/o "pellets"

    Ubicación: Chepelare, Bulgaria

    Proyecto realizado por: ERATO Holding, tel. +359 38 603 000; e-mail: [email protected]

    Información general

    Tipo de edificio Jardín de infancia, mayormente construido con ladrillo

    Ubicación Chepelare, Bulgaria

    Suministro de calor auxiliar Electricidad

    En funcionamiento desde 2008

    Sistema operado por ERATO Holding

    Área a calentar / refrigerar 1299 m²

    Capacidad 230 kW

    Descripción del edificio El edificio del jardín de infancia Elhitsa, Chepelare, es una construcción de tres pisos mayormente de ladrillo con una superficie total de 1299 m2. El volumen del edificio a climatizar es 3,637 m3. Los ocupantes de la guardería son 84 niños y 26 personas de administración, enseñanza y personal de apoyo.

  • Proyecto ASTECH Chepelare,Bulgaria

    10

    Fig.1 – Edificio de jardín de infancia

    Descripción general de los sistemas El sistema antiguo:

    Antes de la realización del proyecto, la calefacción se suministraba con una caldera alimentada con derivados del petróleo situada en la planta baja del jardín de infancia. La caldera, de tipo PLAM 250 (250 kW), alimentada por fuelóleo pesado, estaba equipada con un quemador de dos etapas Meteor. El consumo de fuel, dependiendo del factor de carga de la caldera, variaba entre 17 y 36 kg/h. Un tanque de agua caliente con capacidad de 2 m3, se situaba en la sala de caldera.

    Fig.2a – Caldera de agua caliente Plam 250 Fig.2b – Distribución y colección de agua en la sala de caldera

    Fuel oil pesado

    El sistema nuevo: El proyecto, realizado por ERATO Holding, incluye las siguientes actividades: auditorías energéticas, diseño, suministro, instalación, puesta en marcha y el ajuste de la caldera automática de agua caliente, modelo Marine CSA 230, con capacidad de la cámara de combustión de 271

  • Proyecto ASTECH Chepelare,Bulgaria

    11

    kW, quemando astillas de madera y/o pellets, fabricados por la empresa italiana D’ALESSANDRO-TERMOMECCANICA.

    Fig.3 – Cabina de energía instalada en el jardín de infancia

    La caldera y los equipos auxiliares se disponen en un contenedor metálico de 20-pies con aislamiento térmico - una cabina de energía. La caldera de agua caliente es una compacta, de acero, con quemador de hierro fundido y con panel de control de dispositivos. Está equipado con un dispositivo automático de alimentación de combustible y sistema de seguridad contra incendios.

    Fig.4 – Caldera de agua caliente alimentada automáticamente de madera

    Se ha introducido un sistema automatizado para la regulación del suministro de calor. Se ha instalado nuevo aislamiento térmico en la red de tuberías de agua. Se ha construido una tubería adicional de conexión de la cabina de energía con la red de tuberías existentes de la instalación de calefacción interior. Por otra parte, se ha construido una chimenea.

  • Proyecto ASTECH Chepelare,Bulgaria

    12

    Comportamiento del sistema La eficiencia de la nueva caldera alimentada con madera es de 85%. Su funcionamiento da los siguientes resultados anuales de ahorro de energía y emisiones de gases de invernadero

    Energía térmica (producido por fuelóleo)

    Electricidad Gas

    Gases de efecto invernadero

    (kWh/año) (kWh/año) (kWh/año) (tCO2/año.)

    56 314 1 688 20 047 86

    Información sobre costes El sistema antiguo:

    En la temporada 2007/2008, el coste del fuelóleo pesado consumido por el jardín de infancia (24 toneladas) ascendió a 19.634 euros (IVA incluido). Además, el consumo anual de electricidad de la guardería era 32.915 kWh, por un importe de 2.020 euros (IVA incluido). El consumo de electricidad para calefacción durante el invierno es de 7425 kWh, que asciende a 455 euros (IVA incluido). Además, la guardería tiene consumo de gas para cubrir las necesidades de la cocina, que asciende a 353 euros.

    El nuevo sistema: Ahorro neto anual de la energía térmica EUR/año 21765 Ahorro neto anual del consumo de la energía eléctrica

    EUR/año 104

    Ahorro neto anual del consumo del gas EUR/año 353

    Ahorro neto total anual EUR/año 22222 Inversión EUR 48551 Amortización de la inversión Años 2.2

  • Proyecto ASTECH Descripción de la tecnología

    13

    3.

    Aire acondicionado solar

    Descripción general de la tecnología El uso de calor solar para aplicaciones de calefacción y refrigeración ofrece un amplio campo de posibilidades. El suministro de la radiación solar durante todo el año, con el pico en verano, fuerza la ampliación de la instalación existente para apoyo de calefacción en temporada de calefacción y instalación separada con fines de enfriamiento. La mayoría de las tecnologías aplicadas a las aplicaciones de aire acondicionado solar se clasifican en sistemas cerrados y sistemas de ciclo abierto.

    Sistemas de ciclo cerrado: El principal componente de los sistemas de ciclo cerrado es el enfriador térmicamente activado que proporciona agua fría. El agua fría puede ser utilizada tanto en las unidades de tratamiento de aire para procesos de refrigeración y deshumidificación como para su distribución por el edificio a las habitaciones para que operen las instalaciones descentralizadas, como fancoils y techos refrigerantes. Los enfriadores de absorción, así como de adsorción, están ya disponibles en el mercado. La mayor parte de ellos (alrededor del 88%) utilizan la tecnología de absorción y sólo alrededor del 12% utiliza la tecnología de adsorción (Fuente: TECSOL, Interior informe de la IEA SHC Tarea 38).

    Sistemas de ciclo abierto: Los sistemas de ciclo abierto proporcionan aire enfriado y deshumidificado de acuerdo a las condiciones de confort de la sala. Se utiliza agua como refrigerante y está en contacto directo con la atmósfera. Por lo tanto, los sistemas se denominan abiertos. Existen dos tecnologías diferentes de sistemas de refrigeración desecante: sistemas con sorbentes sólidos y líquidos. Los sistemas de ciclo abierto pueden ser aplicados en edificios con sistemas de ventilación o partes de edificios en los que la carga de refrigeración pueda ser tratada por ventilación controlada. Esquema de trabajo: Sistemas de ciclo cerrado Los componentes principales de los sistemas de ciclo cerrado, bien de enfriadoras por absorción o por adsorción, son los siguientes: fig. 1:

    • Campo de colectores solares térmicos (tipos: placa plana, tubos de vacío, CPC,…) • Acumulador de agua caliente (tipos: acumulador estratificado, acumulador auxiliar,…) • Calor auxiliar (combustible fósil) o frío auxiliar (enfriadora por compresión) • Enfriadora activada térmicamente (absorción o adsorción) • Red de distribución de agua caliente • Unidad de evacuación de calor (torre de refrigeración seco/húmedo, intercambiador

    geotérmico) • Red de distribución de agua fría

  • ASTECH Project Technology description

    14

    hot

    water

    storage cold

    water

    storage

    thermally

    driven

    chiller

    heat-

    exchanger

    backup

    heater

    solar

    thermal

    collector

    heat

    rejection

    chilled

    water

    network

    heating

    network

    hot

    water

    storage cold

    water

    storage

    thermally

    driven

    chiller

    heat-

    exchanger

    backup

    heater

    solar

    thermal

    collector

    heat

    rejection

    chilled

    water

    network

    heating

    network

    backup

    chiller

    hot

    water

    storage cold

    water

    storage

    thermally

    driven

    chiller

    heat-

    exchanger

    backup

    heater

    solar

    thermal

    collector

    heat

    rejection

    chilled

    water

    network

    heating

    network

    hot

    water

    storage cold

    water

    storage

    thermally

    driven

    chiller

    heat-

    exchanger

    backup

    heater

    solar

    thermal

    collector

    heat

    rejection

    chilled

    water

    network

    heating

    network

    backup

    chiller

    Fig. 1: Sistemas de circuito cerrado

    Sistemas de ciclo abierto En cuanto a los sistemas de ciclo abierto se diferencian los sistemas con sorbentes sólidos y líquidos (como se ha mencionado anteriormente). En ambos sistemas los procesos de refrigeración y deshumidificación están separados. Debido a la vinculación de estos dos procesos se le llama Refrigeración Evaporativa Desecante (Desiccant Evaporative Cooling, DEC). En condiciones normales de clima moderado la deshumidificación del aire se hace en el primer paso. A continuación, el suministro de aire se enfría por transferencia de calor con el aire de retorno y adicionalmente con humidificación controlada. La energía solar térmica es la energía de activación para el proceso de deshumidificación. El calor se utiliza para la regeneración de la rueda desecante rotativa (rueda de adsorción) y la solución de sal en los sistemas de líquido, respectivamente. Sistema de sorción sólida En sistemas de sorción mediante sólidos el aire se pone en contacto con el material sólido de adsorción y se deshumidifica (ver fig. 2). Componentes principales:

    • Rueda desecante con gel de sílice o cloruro de litio • Rueda de recuperación de calor • Humidificador • Campo de colectores solares térmicos para proporcionar el calor de activación.

    Sistemas de sorción líquida En los sistemas de sorción líquida una solución de sal está en contacto con el aire suministrado. La capacidad de la solución concentrada de sal para absorber el agua se utiliza para la deshumidificación del proceso (ver fig. 3) Componentes principales:

    • Absorbente para la deshumidificación del aire mediante el uso de una solución de sal concentrada (principalmente LiCl)

    • Regenerador para regeneración térmica de la solución de sal diluida por enriquecimiento

  • Proyecto ASTECH Descripción de la tecnología

    15

    • Tanques de almacenamiento para la solución de sal concentrada y diluida. Una de las principales ventajas del sistema de sorción líquida es la posibilidad de almacenar la solución concentrada y, por tanto, mantener el sistema funcionando mientras que la radiación solar no está disponible.

    Fig. 2: Esquema de un sistema de ciclo abierto con rueda rotante para la deshumidificación y recuperación

    de calor

    Fig. 3: Esquema del principio de sistema desecante líquido

    diluted solution

    concentrated

    solution

    regeneration air

    ! QH driving heat

    " QM rejected heat

    Regenerator

    Absorber

    Ambient air

    solution storage

    LiCl/water

    diluted solution

    concentrated

    solution

    regeneration air

    ! QH driving heat

    " QM rejected heat

    Regenerator

    Absorber

    Ambient air

    solution storage

    LiCl/water

  • ASTECH Project Technology description

    16

    3.a.

    Fraunhofer ISE – Sistema de ciclo cerrado

    Información general

    Tipo de edificio Edificio de oficinas con cocina y comedor

    Ubicación Fraunhofer ISE, Freiburg, Alemania

    Suministro de calor auxiliar

    Red de calefacción del edificio

    En funcionamiento desde 2007

    Sistema operado por Solar heat

    Área a calentar / refrigerar

    Cocina

    - Capacidad 5.5kWfrío, volumen de flujo de aire 3,000 m³/h

    Descripción del edificio El edificio del Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar (ISE) es un edificio de oficinas energéticamente eficiente y se utilizan tecnologías pasivas para aire acondicionado. Debido a la elevada carga térmica en la cocina y comedor sólo el aire de esta área es enfriada. El periodo del día que demanda enfriamiento se ajusta bien a la disponibilidad del calor solar. El agua fría utilizada para el suministro de aire de enfriamiento se produce por una refrigeración activada térmicamente, junto con un campo de colectores solares como fuente de calor y intercambiadores geotérmicos para la disipación del calor.

    Descripción general del sistema El aire del comedor se refresca mediante el agua enfriada en una enfriadora de adsorción (SorTech AG). La enfriadora tiene una capacidad de refrigeración de 5,5 kW. Un campo de colectores de 22 m² proporciona el calor de activación. Se puede obtener suministro de calor adicional (calor de back-up) de la red de calefacción del edificio. Se utilizan tres sondeos para la disipación de calor en verano (modo de refrigeración) y se utiliza como fuente de calor en el período de calefacción. La enfriadora de adsorción cambia entonces al modo de bomba de calor. La fig. 4 muestra los dos modos de funcionamiento.

  • Proyecto ASTECH Descripción de la tecnología

    17

    Unidad de aire acondicionado central

    Tecnología Ciclo cerrado

    Capacidad nominal 5.5 kWfrío

    Tipo de sistema cerrado Adsorción

    Marca de la unidad de refrigeración

    ACS05, SorTech AG, Alemania

    Aplicación del agua enfriada

    suministro de aire de refrigeración

    Deshumidificación Sí, pero no todo el tiempo

    Sistema de evacuación de calor

    Sondeos intercambio geotérmico

    Solar térmica

    Tipo de colector Placa plana

    Marca de los colectores Solvis FF 35 s 3/2 FKY

    Área de colectores 22 m2 apertura

    Ángulo de inclinación, orientación

    30°, sur

    Fluido del colector Agua-glicol

    Temperatura típica de operación

    75°C (T de activación para funcionamiento de la enfriadora)

    Configuración

    Almacenamiento de calor 2 m3 agua

    Almacenamiento de frío no

    Suministro de calor auxiliar Red de calefacción del instituto, operado por CHP

    Uso de sistema auxiliar de calefacción

    Como suministro de calor para la enfriadora en modo de verano y como calor de activación de la bomba de calor en modo de invierno

    Enfriadora auxiliar no

  • ASTECH Project Technology description

    18

    Comportamiento del sistema La función de enfriamiento en el año 2007 dio lugar a un coeficiente de operación térmico COP con un valor medio de 0,57. La cobertura de la energía solar térmica para suministro de la enfriadora fue de 60%. Para la función de calefacción (modo bomba de calor) se logró un valor medio de 1,43.

    Fiabilidad y éxito global del sistema El sistema muestra un funcionamiento fiable desde 2007. El seguimiento durante el año 2008 dio lugar a resultados similares al de 2007. El concepto del sistema es utilizar la enfriadora térmicamente activada así como la bomba de calor para calefacción. La combinación con intercambiadores geotérmicos es ventajosa: para la refrigeración no hace falta ninguna torre de refrigeración externa, para el modo de calefacción los intercambiadores geotérmicos se utilizan como foco de calor a baja temperatura mientras que el nivel de media temperatura se utiliza para el suministro de calefacción del aire (ver fig. 4).

    Información de costes – No están disponibles por ser una instalación piloto.

    Figuras

    Fig. 4: Esquema de la instalación de refrigeración y calefacción del comedor de Fraunhofer ISE (Friburgo,

    Alemania) En la imagen de la izquierda, sistema en modo de refrigeración con tubos a tierra para la evacuación de calor. En la derecha, sistema en modo de calefacción con tubos a tierra como fuente de

    calor.

    Buffer storage Solar collector Ambient air

    Heating network

    Supply air

    Chiller

    ground tube

    Buffer storage Solar collector Ambient air

    Heating network

    Supply air

    Chiller

    ground tube

    Buffer storage Solar collector Ambient air

    Heating network

    Supply air

    ground tube

    Heat pump

    Buffer storage Solar collector Ambient air

    Heating network

    Supply air

    ground tube

    Heat pump

  • 19

    ASTECH Project Maclas, France

    3.b. Residencia Lac – Sistema de ciclo cerrado

    Información general

    Tipo de edificio Residencia de la tercera edad

    Ubicación Maclas, Francia

    Suministro de calor auxiliar fuel (Sistema central de calefacción)

    En funcionamiento desde 2007

    Sistema operado por Solar heat

    Área a calentar / refrigerar Espacio de ocio/restaurante

    210 m²

    -Capacidad 10 kWfrío,

    Descripción del edificio La residencia de la tercera edad se encuentra en el pueblo de Maclas en la región de Rhône Alpes, a una altitud de unos 500 m. El edificio fue construido en los años setenta y tiene una eficiencia energética para edificios, estándar. En el verano de 2003, la pequeña zona de ocio y el restaurante fueron refrigeradas. Esta zona del edificio de 210 m² incluye una terraza orientada al sur. Contra el calentamiento de esta zona, como consecuencia de la radiación solar, se ha mejorado la protección solar. Tras el fracaso de 2 de las 3 enfriadoras eléctricas de compresión, en 2007 el dueño del edificio decidió sustituirlo por un sistema de refrigeración solar.

    Descripción general del sistema El sistema consta de una enfriadora de absorción con capacidad de 10 kW, junto con un campo de colectores de tubos de vacío de 24 m². El concepto de la instalación es el de funcionamiento casi autónomo de la refrigeración solar, y sólo una pequeña enfriadora eléctrica de compresión como apoyo. La demanda de refrigeración entre junio y mediados de septiembre puede ser cubierta por el sistema. Se utilizan fancoils para la distribución de calor y frío en las habitaciones. En la temporada de calefacción, entre mediados de octubre y finales de mayo, el sistema solar puede contribuir al sistema de calefacción del edificio. La evacuación necesaria de calor para la refrigeración se hace mediante una torre de refrigeración seca que se sitúa en la cara norte de la residencia.

  • 20

    ASTECH Project Maclas, France

    Unidad de aire acondicionado central

    Tecnología Ciclo cerrado

    Capacidad nominal 10 kWfrío

    Tipo de sistema cerrado Absorción

    Marca de la enfriadora Sonnenklima Suninverse, Alemania

    Aplicación del agua enfriada

    Fancoils

    Deshumidificación no

    Sistema de evacuación de calor

    Torre de refrigeración seca

    Solar térmica

    Tipo de colector Tubos de vacío

    Marca de los colectores Thermomax Masdon

    Área de colector 24 m2 absorbedor

    Ángulo de inclinación/orientación

    30°, 15° oeste

    Fluido en los colectores Agua-glicol

    Temperatura de operación típica

    75°C (Temperatura de activación de la enfriadora)

    Configuración

    Almacenamiento de calor 0.5 m3 agua

    Almacenamiento de frío 0.08 m³, agua

    Apoyo de calefacción auxiliar no

    Uso del sistema de calefacción auxiliar

    Enfriadora auxiliar sí

    - tipo Enfriadora de compresión eléctrica

    - Capacidad 3 kWfrío

    Comportamiento del sistema Resultados esperados de la producción de energía:

    • Refrigeración: 4,300 kWh/año (periodo de 4 meses)

    • Calefacción: 8,300 kWh/año (periodo de 8 meses)

    Ahorro de energía esperado

    • Refrigeración: 5 c€/kWh

    • Calefacción: 6 c€/kWh

    • Consumo de electricidad: 845 kWh

  • ASTECH Project Maclas, France

    Información de costes – No disponible.

    Figuras

    Fig. 5:Edificio (imagen de la izquierda) y el campo de colectores térmicos solares (imagen de la derecha)

  • 22

    Proyecto ASTECH Friburgo, Alemania

    3.c.

    Cámara de comercio “Südlicher Oberrhein” (IHK-SO) Sistema de ciclo abierto aplicando sorción sólida

    Información general

    Tipo de edificio Edificio de oficinas con sala de reuniones y cafetería

    Ubicación Friburgo, Alemania

    Suministro de calor auxiliar Caldera de gas para calefacción en invierno

    En funcionamiento desde 2001

    Sistema operado por Solar heat (solar autonomous)

    Área a calentar / refrigerar 65 + 148 m²

    - Capacidad 60 kW frío, caudal volumétrico de aire 10,200 m³/h

    Descripción del edificio En el piso superior del edificio de oficinas de la Cámara de Comercio existe una sala de reuniones y una cafetería. La radiación solar recibida a través de las ventanas que rodean las salas genera una elevada temperatura ambiente, a pesar de las sombras exteriores y la buena calidad del acristalamiento. Por lo tanto, se ha instalado un sistema de aire acondicionado basado en refrigeración evaporativa desecante (DEC) en las habitaciones.

    Descripción general del sistema

    El aire acondicionado de la sala de reuniones de 210 m2 de IHK Friburgo se realiza por un sistema DEC desde 2001 (ver fig. 6). El sistema de ventilación tiene un caudal de aire máximo de 10.200 m³/h y proporciona aire deshumidificado y frío en el período de enfriamiento. El concepto del sistema es el funcionamiento autónomo del sistema solar para la aplicación de frío y apoyo de calefacción en el periodo invernal. Por lo tanto, no se ha instalado almacenamiento, ni en calor ni en frío. El calor para la regeneración de la rueda desecante, que está en el rango de 45 a 80 °C, se proporciona por los colectores solares de aire que van montados en el techo.

  • 23

    Proyecto ASTECH Friburgo, Alemania

    Unidad central de aire acondicionado

    Tecnología Ciclo abierto (DEC)

    Volumen nominal de caudal de aire

    10,200 m3/h

    Volumen mínimo de caudal de aire

    2,500 m3/h

    Tipo de sistema de refrigeración desecante

    Desecante sólido

    Tipo de desecante Gel de sílice

    Capacidad de refrigeración 60 kW (max)

    Marca de la unidad desecante DehuTech Solar térmica

    Tipo de colector Colector plano de aire

    Marca del colector Grammar Solar

    Área de colector 92 m2

    Ángulo de inclinación, orientación

    Fluido del colector aire

    T típica de funcionamiento 70°C (Temperatura de activación para la regeneración de la rueda de sorción)

    Configuración

    Almacenamiento de calor no

    Almacenamiento de frío no

    Suministro de calor auxiliar Caldera de gas

    Uso de sistema auxiliar de calefacción

    Calentamiento del aire en el periodo invernal

    Enfriadora auxiliar no

    - tipo

    - capacidad

    Comportamiento del sistema Durante el seguimiento de los primeros 4 años después de la puesta en marcha del sistema DEC, se registraron todos los datos. Después de la fase de ajuste y la mejora de control, se obtuvo un coeficiente térmico de operación (COP) de 0,43. El rendimiento global del sistema también depende de la temperatura del aire y, por tanto, de una mayor evaporación de agua en el

  • 24

    dispositivo. En el año 2004 se obtuvo una producción de colectores de 102 kWh / m². Debido a la tasa de utilización de las habitaciones se realizó un valor de 0,28 de la tasa de utilización de los colectores solares.

    Proyecto ASTECH Friburgo, Alemania

    Fiabilidad del sistema y éxito global de la instalación Después de la puesta en marcha del sistema se alcanzó un funcionamiento suficiente a través de la mejora del sistema de control. Se demostró, que el buen ajuste después de la fase inicial es de gran importancia. El concepto de sistema autónomo de energía solar para aire acondicionado es una solución fiable y adecuada para este tipo de aplicación. En consecuencia a la amplia monitorización en menos del 5% de las horas de funcionamiento, las condiciones climáticas de la sala superaron los valores establecidos aspirados. Hasta ahora la reacción de los usuarios relativa a la aceptación del sistema es muy buena. Por lo tanto, esta tecnología parece ser prometedora para aplicaciones de ventilación.

    Información sobre costes El coste específico del colector fue de 210 € / m². Esto supuso el 10% de los costes globales. El coste específico de la unidad de aire acondicionado fue de alrededor de 9,50 € / m², los costes de instalación no fueron incluidos. (El proyecto fue realizado con fondos de la UE NNE5-1999-531).

    En comparación con un sistema convencional de aire acondicionado que consta de una enfriadora eléctrica por compresión para la refrigeración del aire y suministro de calor con una caldera de gas en invierno, la estimación de ahorro de energía primaria es de alrededor de 30.000 kWh y 8.800 kg de CO2 al año.

    Figuras

    Fig. 6: Vista interior de la pequeña sala de reuniones (imagen de la izquierda) y

    el campo de colectores colares en IHK Friburgo (imagen de la derecha)

  • 25

    Proyecto ASTECH Friburgo, Alemania

    3.d.

    Solar Info Center SIC – Sistema de ciclo abierto con sorción líquida Información general

    Tipo de edificio Edificio de oficinas con sala de reuniones

    Ubicación Friburgo, Alemania

    Suministro de calor auxiliar Red de calefacción para su uso en invierno

    En funcionamiento desde 2004

    Sistema operado por Calor solar

    Área a calentar / refrigerar 350 m²

    - Capacidad 11 kW frío, caudal volumétrico de aire 1,500 m³/h

    Descripción del edificio Solar Info Center, ubicado en Friburgo, es un edificio de oficinas energéticamente eficiente con sistema de ventilación y sistemas de refrigeración central. Así como Fraunhofer ISE otras empresas activas en la investigación de la energía solar y negocios son inquilinos del edificio. Una parte del área, una sala de reuniones y oficinas alquiladas por Fraunhofer ISE, está equipada con un sistema de aire acondicionado aplicando la tecnología sorción desecante líquida. Esta parte del edificio, incluido el sistema de aire acondicionado es un sistema piloto y de demostración y se ha utilizado como área de exhibición y de educación antes de un cambio de uso en oficinas.

    Descripción general del sistema

    La tecnología aplicada es un sistema de ciclo abierto de refrigeración evaporativa de líquido desecante. Se utiliza una solución LiCl para la deshumidificación del proceso. Se utiliza el calor solar generado por un campo de colectores solares térmicos de placa plana situados en la azotea del edificio de 16.8 m2 para la regeneración de la solución de sal. El sistema consta de una unidad de aire acondicionado, tanques de almacenamiento para el agua caliente y tanque para la solución concentrada y diluida de sal (ver fig. 7). Como no existe apoyo para calefacción ni refrigeración, el sistema funciona de modo autónomo durante el verano. Una ventaja de este tipo de tecnología de sorción de líquido es la posibilidad de disociar en el tiempo los procesos de deshumidificación y regeneración mediante el almacenamiento de las dos soluciones de sal. Por lo tanto, es posible también el aprovechamiento diferido, en función de las ganancias solares almacenadas como agua caliente durante el día. Para la operación durante el invierno, el sistema está conectado a la red de calefacción del edificio.

  • 26

    Proyecto ASTECH Friburgo, Alemania

    Unidad de aire acondicionado central

    Tecnología Ciclo abierto (DEC)

    Volumen nominal de caudal de aire

    1,500 m3/h

    Volumen min. de caudal de aire

    600 m3/h

    Tipo de sistema de enfriadora desecante

    Líquido desecante

    Tipo de desecante Cloruro de litio

    Capacidad refrigerante 11 kW (max)

    Marca de la unidad desecante Menerga GmbH Solar térmica

    Tipo de colector Placa plana

    Marca de colector Ufe Ecostar

    Área de colector 16.8 m2 apertura

    Ángulo de inclinación, orientación

    30°, sur

    Fluido del colector Agua - glicol

    T típica de operación 55-70°C (T de activación para regeneración)

    Configuración

    Almacenamiento de calor 1.5 m³

    Almacenamiento de frío No. Se almacena la solución salina

    Suministro de calor auxiliar Red de calefacción

    Uso del sistema de calor auxiliar

    Calentamiento del aire en perido invernal

    Enfriadora auxiliar no

    - tipo

    - capacidad

    Comportamiento del sistema La monitorización de los resultados muestra un valor promedio de 1,0 del coeficiente de operación COP, teniendo en cuenta todos los modos de operación, de la refrigeración del aire mediante la unidad desecante , así como el enfriamiento adiabático relacionados con la regeneración total de la demanda de calor. El rendimiento específico anual del colector es de 270 kWh/m²/a. Proyecto ASTECH Friburgo, Alemania

  • 27

    Fiabilidad del sistema y éxito global de la instalación En el primer año después de la puesta en marcha se hicieron muchas mejoras en el sistema de control. La mayoría de ellos fueron la optimización de las bombas hidráulicas y de los ventiladores. De ahí en adelante, el sistema funciona sin grandes demandas de mantenimiento. La satisfacción de los usuarios de la oficina es elevada, por lo tanto, la tecnología aplicada es prometedora para este tipo de aplicaciones.

    Información de costes No disponible por ser una instalación piloto.

    Figuras

    Fig. 7: Vista interior de la sala con la unidad de tratamiento de aire en el lado izquierdo y los tanques de almacenamiento en el lado derecho (imagen de la izquierdo) y el campo de colectores

    térmicos solares en el techo de la SIC (a la derecha

  • 28

    Proyecto ASTECH Durango, España

    4.

    Sistema de intercambio geotérmico en circuito cerrado del C.I.M. Azterlan

    Resumen

    La nueva sede del Centro de Investigación Metalúrgica (CIM) Azterlan en Durango, España, es un edificio de nueva construcción de 3 pisos más el sótano con una superficie total climatizada de 3750 m2.

    El sistema de calefacción y refrigeración consiste en una distribución a 2-tubos, que alimenta

    a un sistema de techo radiante y una batería climatizadora de agua / aire. La generación térmica se basa en una enfriadora de 205 kW nominales de potencia de calefacción conectada a un circuito vertical de intercambio geotérmico con una longitud de 2780 m construidos en 23 sondeos.

    La inversión hidráulica de ciclo cambia entre los modos de calefacción y refrigeración por

    medio de un circuito externo con dos válvulas de 4 vías. Un sistema de by-pass proporciona refrigeración pasiva (geocooling) para cargas de refrigeración de hasta 50 kW

    Las cargas pico se cubren mediante un sistema auxiliar, una bomba de calor “Roof-Top”, de

    240 kW de potencia de calefacción. La instalación está funcionando con éxito desde marzo de 2006 y monitorizada desde

    diciembre de 2006. El factor de rendimiento global de calefacción y refrigeración (APF) para el período

    comprendido entre diciembre 06 y mayo 08 es de 3.69 incluyendo el consumo de la bomba circuladora del circuito primario.

    Se han detectado varios problemas hidráulicos que afectan al rendimiento del sistema. Su subsanación permitiría la mejora del APF hasta 4.2.

    Información general

    Tipo de edificio Edificio de oficinas

    Ubicación Durango

    Suministro de calor auxiliar

    Bomba de calor “Roof-Top”

    En funcionamiento desde 2006

    Sistema operado por Azterlan

  • 29

    Área a calentar / refrigerar 3750 m²

    Potencia 205 kW

    Descripción del edificio Azterlan, un Centro de Investigación Metalúrgica con más de 80 empleados y 30 años de trayectoria, ha construido su nueva sede en Durango, País Vasco. Es un edificio rectangular, de 65 m de largo x 28 m de ancho, con 3 pisos más sótano. La superficie a climatizar es de 3750 m2. Las fachadas son de vidrio de baja emisividad (k = 1,8 W/m2K) con placa de piedra ventilada (pizarra negra; k = 0,37 W/m2K). La ocupación del edificio es superior a 3.000 horas/año.

    Los principales consumos de energía son la calefacción y la refrigeración. Los valores térmicos de diseño son:

    1. Carga anual de calefacción: 278551 kWh

    2. Carga anual de refrigeración: 236747 kWh

    El consumo energético total del edificio es el 60% de un edificio de referencia según el CTE (Código Técnico de la Edificación)

    Descripción de la aplicación El sistema de calefacción y refrigeración original del edificio estaba basado en dos bombas de calor de “Roof-Top” de 220 kW y ha sido modificado en un proyecto de demostración. Una de estas bombas de calor fue sustituido por un sistema geotérmico con una bomba de calor que trabaja contra el suelo.

    Además, el suministro parcial de ACS está cubierta por 7,5 m2 de paneles solares térmicos y hay instalados 8 kWp de paneles fotovoltaicos en el techo.

    Descripción general del sistema La generación térmica se basa en una enfriadora de 205 kW, a 7 ºC/45º C, de potencia nominal de calefacción con cuatro compresores scroll y cuatro etapas. El refrigerante empleado es R-410A.

  • 30

    Fig.1a – Vista interior de la planta con la enfriadora Fig.1b –Colector-distribuidor del sistema de

    intercambio geotérmico de ciclo cerrado en la parte izquierda

    La enfriadora cambia el modo de operación de calefacción a refrigeración mediante un circuito hidráulico externo basado en dos válvulas de 4 vías DN80. Un sistema de by-pass permite la refrigeración pasiva, geocooling, suficiente para cargas térmicas del edificio inferiores a 50 kW. La calefacción y refrigeración a baja temperatura se distribuyen con una red a 2-tubos, que alimentan un sistema de techo radiante y una batería climatizadora agua/aire. La bomba de calor se conecta a un circuito vertical de ciclo cerrado de geointercambio de 2780 m de longitud construido en 23 sondeos. En su construcción se han empleado diversos espesores de tubería de polietileno, separadores, materiales de relleno y número de con el fin de comparar su relación coste/rendimiento para las próximas instalaciones.

  • 31

    Proyecto ASTECH Durango, Spain

    Fig.2 – Realización de los pozos.

    El cuadro 1 muestra las principales características del sistema

    BOMBA DE CALOR DYNACIAT LG-600V

    Refrigerant e 407-C

    GSHP Potencia calefacción (kW) 205

    GSHP potencia refrigeración (kW) 182

    Tipo de sistema Circuito cerrado vertical

    Geología Limolitas del Cretácico inferior

    Conductividad térmica del terreno (W/m/ºK)

    3,1

    Longitud total de sondeos (m) 2780

    Número de sondeos 23

    Profundidad de los sondeos (m) 125

    Método de perforación Rotopercusión con martillo en fondo

    Diámetro de perforación (mm) 165

    Tabla 1 – Características principales del sistema

    Comportamiento del sistema Sistema de bomba de

    calor Datos

    medidos Comentarios

    COP (calefacción) >4 Valor instantáneo EER (refrigeración) hasta 20 Modo de refrigeración pasiva (geocooling)

    SPF (Calefacción) 3.60 Desde diciembre 2006 hasta mayo 2008. Incluyendo el consumo del bombeo primario. Rendimiento enfriadora antes de las fugas en válvulas de 4vías:4.14

  • 32

    SEER (Refrigeración) 3.82 Desde diciembre 2006 hasta mayo 2008. Incluyendo la penalización del bombeo primario. Producción de la enfriadora sin las pérdidas de la válvula de 4 vías: 4.26

    Generación anual de calor (kWh/year)

    153200 2006/2007/2008 fueron años con inviernos templados

    Generación anual de refrigeración (kWh/year)

    120750 2006/2007/2008 fueron veranos frescos

    PER (calefacción /refrigeración) 1) 1.44/1.53

    Producción de la enfriadora sin las pérdidas de las válvulas de inversión Se pueden alcanzar valores de 1.66/1.70

    Emisiones de CO2 anuales (kg CO2 /año)

    25216

    1) Ratio de energía primaria: Energía entregada de calefacción útil (y refrigeración) / energía primaria aportada (kWhUE / kWhPE)

  • 33

    Proyecto ASTECH Durango, España

    Fiabilidad del sistema y éxito global de la instalación El sistema geotérmico está funcionando correctamente desde marzo de 2006. La temperatura a la salida del evaporador es de más de 5 ºC, lo que permite el uso de agua como fluido caloportador. En refrigeración la temperatura de condensación está siendo en todo momento inferior a 35 ºC.

    Los principales problemas se han producido en la inversión hidráulica del circuito convencional. Se h medido pérdidas térmicas, en las válvulas de 4 vías, de hasta un 20% en función de las condiciones de operación y de la diferencia de presión entre los circuitos primario y secundario. Se está monitorizando la generación térmica antes y después de estas válvulas para una correcta evaluación de estas pérdidas. Las bombas de circulación son accionadas mediante variadores de frecuencia con el fin de optimizar el consumo de energía. Se está realizando un seguimiento completo de la generación de energía térmica, el consumo de energía eléctrica y la producción de circuito geotérmico.

    Información sobre costes Concepto

    Calefacción

    Refrigeración

    Cargas térmicas proyecto del edificio (kWh/año) 278.551 236.747 Consumo de energía proyecto aire/agua, bomba de calor (kWh/año) 112.319 83.069

    Consumo de energía proyecto GSHP (kWh/año) 65.541 53.806

    Energía geotérmica extraída/evacuada (kWh/año) 213.010 -290.553 Energía final ahorrada: GCHP vs Mejor sistema convencional (kWh/año) -46.778 -29.263

    Ahorro estimado en la factura energética (€/año) -5.613 -3.512

    Sobrecoste en la inversión inicial comparado con una bomba de calor aire/agua convencional (€):

    Campo de perforación (60,6%) Obra civil & tuberías (13,2%)

    Colector & grupo hidráulico (9,0%) 205 kW enfriadora (10,0%)

    Cableado eléctrico, control & equipo de monitorización (7,2%)

    176.123,76

    220 kW Bomba de calor Roof-Top no instalado (€) -40.000

    Subvención por recursos energéticos renovables (ER)(€) -35.200

    Ahorro de gastos de mantenimiento (€/año) 1.500

    Amortización (año) 9,5

  • 34

    Proyecto ASTECH Durango, España

    Figuras

    Fig. 3 – Esquema funcional del sistema

  • 35

    Proyecto ASTECH Budapest, Hungría

    5. Eszterház Residential House

    RESUMEN

    El sistema de bomba de calor geotérmico monovalente más grande de Hungría se construyó en el séptimo distrito de Budapest. El edificio residencial "Eszterház" fue realizado sobre una superficie de 2.332 m2, y consta de 88 apartamentos. Se calienta una superficie total de 8000 m2 de suelo con una bomba de calor geotérmica (560 kW). Desde un nivel de -9,55 m, 66 pozos fueron creados en una profundidad de 100 metros. Además de la calefacción, el sistema también produce y proporciona el agua caliente y refrigeración activa.

    Información general

    Tipo de edificio Edificio residencial

    Ubicación Budapest VII. Distrito, Erzsébetváros (ver mapa)

    Suministro de calor auxiliar

    N/A

    En funcionamiento desde

    2007

    Sistema operado por

    N/A

    Área a calentar/refrigerar

    8000 m²

    Capacidad 560 kW

  • 36

    Fig.1 – Ubicación del edificio

  • 37

    Proyecto ASTECH Budapest, Hungría

    El edificio "Eszterház" (Casa Esther) está situado en el distrito VII, Hungría, Budapest. (Erzsébetváros), Kazinczy Calle 52. (número de lote topográfico: 34165). Está construido en una superficie de 2.332 m2 entre la calle Holló 11-13 y calle Kazinczy y 52-54. El edificio es una nueva sección del proyecto de paseo Madách. La entrada (escalera) del edificio se abre al paseo y la planta más baja del garaje es accesible desde la calle Holló

    Descripción del edificio El edificio tiene 3-5 pisos con diferentes alturas y tres plantas de garaje subterráneas. Hay tiendas, comercios y hostelería (restaurante, tiendas de repostería) en la planta baja. Los pisos y oficinas

    Fig.2 – Fachada del edificio.

    se encuentran en el primer piso, y exclusivamente apartamentos en los pisos superiores. Hay tres ascensores que van desde el piso -3 hasta el 5.

    Descripción de la aplicación Los suelos y estructuras de soporte del edificio son de hormigón armado moldeado in situ. La fachada frontal y tabiques de separación del interior de las viviendas se han construido a partir de elementos de pared Ytong, los tabiques de separación entre las viviendas constan de ladrillos con Ytong que abarca a ambos lados.

    Descripción general del sistema Calefacción /refrigeración, suministro de agua caliente:

    • Se suministra calefacción, refrigeración y agua caliente con una bomba de calor utilizando la energía geotérmica. Las dos salas de máquinas se encuentran en la planta -3 del garaje subterráneo.

    • Los pisos se calientan y se enfrían (control de temperatura), por conducciones instaladas en las paredes, por lo que no hay calefactores en los pisos. En verano sólo se enfrían las

  • 38

    habitaciones (temperatura controlada).

    • La temperatura de los pisos se controlada individualmente mediante termostatos.

    • Los consumos de agua fría, agua caliente, calefacción y refrigeración están disponibles en los contadores ubicados en su gabinete de medición por separado, dichos datos también se registran en el ordenador central.

  • 39

    Proyecto ASTECH Budapest, Hungría

    Ventilación

    Se han instalado los sistemas de ventilación mecánica en los baños y aseos. Los ventiladores están funcionando continuamente a 30 m3/h, pero, opcionalmente, el flujo se puede aumentar mediante un interruptor para el período de mayor uso del baño. La despensa y los locales de servicio público tienen ventilación mecánica. La ventilación de la cocina se realiza con una conexión en serie en una campana de gases.

    Las tres partes principales de la instalación geotérmica

    • Colectores de tierra

    • Caseta de máquinas

    • Muro de registro

    Colectores de tierra

    Hay 66 sondeos de 12 cm de diámetro con una profundidad de 110 metros. Los sistemas cerrados de tuberías por los que circula el fluido se pusieron en estos agujeros. El fluido que circula en los colectores absorbe el calor (5 °C) de las rocas subterráneas y esta energía se le añade al líquido y va a la caseta de máquinas

    Fig.3. – Realización de los pozos.

    Caseta de máquinas

    A los 66 colectores les corresponden 8 bombas de calor. Las bombas de calor tienen las siguientes tareas:

    Modo calefacción: El líquido procedente del subsuelo proporciona calor al gas en el segundo tubo. (Los 5 °C de calor excedente serán transportados por el gas) Después del proceso de compresión la temperatura del gas aumenta. El gas caliente en el tubo se encuentra con una tercera sección de tuberías, la sección de pared-calefacción. En esta sección, el gas pasa la temperatura adecuada hacia el edificio.

    .

  • 40

    Proyecto ASTECH Budapest, Hungría

    Modo enfriamiento: la dirección del fluido del sistema se cambia. El refrigerante que fluye en los tubos absorbe el calor de los apartamentos y lo disipa en el terreno. La eficacia de la refrigeración se puede aumentar mediante el uso del calor absorbido de los pisos para la producción de agua caliente.

    Muro radiante

    El muro radiante es un tipo de calefacción que trabaja con agua a baja temperatura (40-45 ºC). Los tubos de plástico de cobre niquelado se fijan a 1 cm del paramento de ladrillo y se cubren con 2 cm de yeso. En una habitación de doce metros cuadrados el emisor requiere de unos 3 metros cuadrados de superficie de pared. La regulación de la temperatura ambiente se realiza con termostatos. La cantidad de elementos de calefacción y refrigeración se miden por separado por pisos. Los datos se reciben en una oficina central, haciendo más fácil la administración

    Fig.4. - Wall registers

    Fiabilidad del sistema y éxito global de la instalación Muro radiante en modo calefacción

    La calefacción radiante procedente de los circuitos a través de las paredes es mucho más favorable fisiológicamente que la calefacción normal de radiadores. En el caso de pared radiante la temperatura de la superficie de la pared es casi la misma que la temperatura del cuerpo humano, de esta manera la temperatura del aire no tiene que ser alta para tener una sensación cómoda (en oposición a la calefacción por radiadores). Debido a esto la temperatura de la habitación se puede disminuir en 2-3 °C, lo que ahorra aprox. un 15% de energía. Cuando se utiliza calefacción radiante (pared radiante), a diferencia de calefacción por radiadores, no se produce corriente de aire y, por tanto, disminuyen las reacciones al polvo y alergias. Por la menor temperatura interior, los ocupantes de la sala se sienten más frescos, y aumentan la concentración y actividad mental. En comparación con la calefacción por radiadores la distribución de calor es mucho mejor. La sensación de calor es excelente, la temperatura disminuye hacia el techo. El registro de la pared es un sistema fácilmente regulable, el piso puede ser calentado más fácilmente en comparación con la calefacción por radiadores

  • 41

    Proyecto ASTECH Budapest, Hungría

    Muro radiante en refrigeración

    La diferencia entre un sistema normal de aire acondicionado y la refrigeración por pared radiante es aún mayor. En ésta última, no hay ninguna corriente de aire, y los ocupantes sólo sienten las paredes frías, a diferencia de sistemas de aire acondicionado, que soplan el aire frío. En modo refrigeración, la temperatura es más constante en el interior del apartamento. En el caso de que la temperatura del agua esté entre 14-16 °C (en el interior de los tubos) se puede alcanzar una agradable temperatura ambiente. Debido a los efectos de la temperatura radiante la sensación es de 2-3 °C más baja. El muro de los registros es invisible en el interior de la habitación, y por lo tanto, no requieren limpieza. La posición de los tubos de cobre en el interior de la pared se puede determinar fácilmente mediante un sensor.

    Información sobre costes – No disponible.

    Figuras

    Fig.5 – Esquema funcional del sistema.