17.00h.sistemas de climatizacion geotermicos.nicolaocassaca.waterkotte

El circuito RefrigeranteEl circuito Refrigerante

Prespectiva en corte Compresor Scrollp pVálvula tipo Schrader

Conexión de presión

Vál l A ti R t

Apoyo dinámico

Válvula Anti Retorno

Sensor del gas comprimido

Anillo Oldham

Conexión de Entrada

Espiral fijo

Espiral Orbital

Ajuste de presión

Rodamiento principal

Entrada del filtro de gas

Válvula tipo Schrader

Estator

Rodamiento principal

Rotor

Eje Motor

Válvula tipo Schrader

Ventana de inspección del aceite

Rodamiento Inferior

Imán

Scroll – Pistón

Gas caliente

Gas caliente comprimidoAspiración del refrigerante

Válvula de

Scroll Pistón

comprimido

Aspiración del

Espiral

Fija

Válvula de control de Presión

Plato de válvula

Válvula de Entrada

del refrigerante

Espiral

Sellante

Carcasa

Perno del Pistón

Anillo del pistón

Orbital

“Menos” Componentes –menor susceptibilidad– menos

mantenimiento

“Más” componentes por (!) cilindro, mayor susceptibilidad – más

mantenimiento

Pistón

Brazo de conexión

Pistón

mantenimiento mantenimiento

Scroll – Principio de Funcionamientop

Zona de AspiraciónZona de presión intermedia

Zona de alta presión

Salida de Alta Presión

Circuito de gás refrigeranteg g

Zona de CondensaciónZona de Evaporación

Compresor

Entrada intercambiador

Geotérmico

Saída para el circuito de calefacción

Co

nd

en

sad

oEva

po

rad

or

Válvula de expansión

Salida para el intercambiador

Geotérmico

or

Entrada del circuito de calefacción

COP - Parámetro de eficiencia

Rendimiento de una Bomba de Calor

• COP – Coefficient Of Performance

• Definición: C i l h h ú il ( i l – Cociente entre el hecho útil (potencia a la salida) y la potencia de accionamiento del compresor (potencia eléctrica)

• Bombas de calor Waterkotte: 4<COP<6

COP – Parámetro de eficiencia

5%20%100

==BCGCOPEJEMPLO:

Entrada intercambiador

GeotérmicoCompresor

Saída para el circuito de calefacción

Co

nd

en

sad

orE

vap

ora

do

r

Válvula de expansión

Salida para el intercambiador

Geotérmico

r

Entrada del circuito de calefacción

COP - Parámetro de eficiencia

COP das Bombas de Calor

• El COP varía con la diferencia de temperaturas entre el fluido a la entrada del condensador y la salida del evaporador

• La comparación del rendimiento (COP) entre bombas de calor es calculada para las mismas bombas de calor es calculada para las mismas condiciones de trabajo:– Temperatura del fluido a la salida del

condensador

Fuente de CalorFuente de Calor

Fuente de Calor

La tierra es nuestra fuente de calor

Circuitos de la fuente de calor

Circuito abierto (sistema abierto) Circuito (sistema abierto)

intercambio horizontal

(sistema cerrado)

Circuito intercambio

vertical(sistema cerrado)

Circuito abierto (o sistema abierto)

Principio de Funcionamiento

( )

• El fluído que intercambia el calor con la BCG es agua, generalmente captada de acuíferos superficiales y acuíferos superficiales y repuesta posteriormente.

• En estos sistemas el agua que g qintercambia el calor con la bomba de calor es constantemente substituída por outra.por outra.


Caracterización del Sistema

( )

• W10/W35 – Entrada de agua de la capa freática en el evaporador a 10ºC y salida del agua del condensador a 35ºC

Requisitos de instalación

• Un pozo de captación de agua• Un pozo de captación de agua

• Un pozo de reposición

• Un intercambiador de protección para el evaporador• Un intercambiador de protección para el evaporador


Parámetros de dimensionamiento

( )

•Temperatura mínima del acuífero durante la época de calefacción

T á i d l íf d l é d•Temperatura máxima del acuífero durante la época de refrescamiento (verificación de free-cooling)

•Caudal mínimo disponible (m3/h)p ( )

•Grado de agresividad del agua con los materiales (análisis química y bacteriológica)

•Nivel de contaminación macroscópica (resíduos sólidos)


•Distancia entre pozos de captación y reposición (mínimo 15 )


( )

metros)

•Determinación del sentido de la corriente del acuífero, para garantizar que la reposición del agua fria no influya en la g q p g ytemperatura del acuífero en la zona de captación

•Generalmente 0,25m3/h de agua = 1kW de Potencia

Sentido de la corrienteSentido de la corriente

Circuito intercambio Horizontal (sistema

Principio de Funcionamiento

(cerrado)

• El calor es retirado del suelo, a través de un fluido que a través de un fluido que circula en tuberias instaladas en horizontal y en un circuito cerrado con el evaporador de la Bomba de calor teniendo la Bomba de calor, teniendo así un intercambio enterrado.


Caracterización del Sistema

(cerrado)

• B0/W35 – Entrada del agua+ anticongelante del circuito horizontal en el evaporador a 0ºC y

salída del agua del condensador a 35ºC

Requisitos de instalación

• Area de instalación disponible (sen construcción)



(cerrado)

• Número de horas de funcionamento anuales de la Bomba de calor

• Características geotécnicas del terrenoCaracterísticas geotécnicas del terreno

• Número de circuitos de intercambio en paralelo

• Número de tubos de intercambio por circuitoNúmero de tubos de intercambio por circuito

• Paso (Pitch) de los tubos de intercambio (sonda)

• Longitud y diámetro de la tubería del circuitog y


Dimensionamiento de las áreas de captación

(cerrado)

Característicasdel suelo

Potencia específica de exploración

Para 1800 h/ano Para 2400 h/ano

Seco,Suelo no consistente

10 W/m2 8 W/m2

Suelo Suelo consistente 20-30 W/m2 16-24 W/m2

Suelos arenosos saturados de

/ ill40 W/m2 32 W/m2

agua/ gravillas

Circuito intercambio Vertical (sistema

Princípio de Funcionamento

(cerrado)

• El calor es retirado del suelo, a través de un fluido ,que circula por una tubería instalada en un pozo vertical en circuito cerrado con el evaporador cerrado con el evaporador de la BCG.


Caracterización del SistemaB0/W35 E d d l i l

(cerrado)

• B0/W35 – Entrada del agua+anticongelantedel circuito vertical en el evaporador a 0ºC y

salida del agua del condensador a 35ºC

Requisitos de instalación• Área de instalación disponiblep


Parámetros de dimensionamento

(cerrado)

• Número de horas de funcionamiento anuales de la Bomba de calor

• Características geotécnicas del terrenoCaracterísticas geotécnicas del terreno

• Potencia de la bomba de calor

• Longitud y diámetro de la tubería del circuitoLongitud y diámetro de la tubería del circuito


Parametros de dimensionamientoPotencia específica de

(cerrado)

Característicasdel suelo

Potencia específica de exploración

Para 1800h/ano Para 2400 h/ano

Gravilla, arena sin agua <25 W/m

<20 W/m

Granito 65-85 W/m 55-70 W/m

Arcillas, calizas 45-55 W/m 35-40 W/m

Suelos Arenosos con fuertes 80 - 100 W/m 80-100 W/mcaudales de agua

/ /



(cerrado)

específica

BCG

PPTotalP =,

W11800Ejemplo:

metrosmWWTotalP 7,196/60

11800, ==


Longitud de las Sondas

(cerrado)

• Nivel de Temperatura de la Tierra 10 – 12 °CCapacidad 60 – 80 W/mDesignación Standard B/0 (Brain 0 °C)

Ejemplo: • Ai1+ 5007.4 con potencia de 6.8 kW

6800 W6800 W80 W/m = Sonda de 85 m

Atención:la capacidad térmica de la fuente depende de las características geológicas,las cuales deverán ser siempre verificadas en situ.

Anticongelanteg

• Usar en los sistemas cerrados (circuito intercambio vertical o horizontal)intercambio vertical o horizontal)

• Objetivo: Bajar al punto de congelación (-15ºC)

C t ió d l l d • Concentración de la mezcla de anticongelante:– Aprox. 25% de anticongelante, 75%

aguaagua

• Anticongelante: Etileno- glycol/ Propileno-glicolglicol

Circuito intercambio Vertical (sistema (cerrado)

L d é iLos captadores geotérmicos


Fuente de calor - Tierra

Las sondas de captación verticales utilizan el calor almacenado por la utilizan el calor almacenado por la tierra, a través de la energía solar y de las lluvias , para aplicaciones de climatización de edificios climatización de edificios.


Diagrama de una d d t ió

(cerrado)

sonda de captación geotérmica.


Di i

(cerrado)

Distancias

1 m

2

Distancias Mínimas:- Al punto vecino 2 m- Las calles de utilización pública 1 m

6 m 2 m- De sonda a sonda 6 m


Schmutz fänger

Absperrhähne

Hauple i tung mi t 40x3 ,7oder 50x4 ,6 PE-Rohr(Schweißbogen und Schweißmuf fen)Verb indungs le i tung 40x3 ,7 PE-Rohr

Sondenver te i le rColector del circuito geotérmico Válvulas de Corte

Filtro Alimentación con tubo 40x3.7 o 50x4.6 PE (codos y manguitos soldados)Alimentación con tubo 40x3 7 PE y codos soldados

(cerrado)

Wä

(Schweißbogen und Schweißmuf fen)

Hause in führungen

mi t Schweißbogen soldados)Alimentación con tubo 40x3.7 PE y codos soldados

Protección de los circuitos en la Bomba de

Wärmequel lenmodul

WärmepumpeBaure iheDS 5023

entrada a la vivienda Calor Série

DS 50 23

Módulo de la fuente de calor

Fuente de calor - debucho

Ersonde mi t40x3,7 PE-Rohr

Sonda Geotérmica con tubo 40x3.7 PE


Ai1+ con sondas geotérmicas

(cerrado)

g


La sonda geotérmica• Diâmetro del pozo apróx. 121 mm

(cerrado)

(aproximadamente un CD audio)

• Sonda de captación en U

- Tecnologicamente desarrollada,

- Gran Resistencia

- Condutividad térmica

Tubo de plástico (HDPE)Tubo de plástico (HDPE)

• Larga duración en el tiempo


Herramienta de

(cerrado)

Herramienta de perforación


Inserción de la sonda

égeotérmica


Colector de distribuición


El Colector

La fuente de calor WATERKOTTE

Con 30 años de experiencia, WATERKOTTE reconece que la Funte de Calor es el punto más sensible de la instalación y que presenta geralmente grandes incógnitas, muchas veces difíciles de definir, em variables que son cruciales, como por ejemplo:

•Tipo de formación geológica

C i ió hid ló i•Caracterización hidrogeológica

La fuente de calor WATERKOTTE

Con centenas de millares de pozos realizados en pEuropa, de los cuales algunes centenares ya en Portugal, estamos preparados para aconsejar sobre estes trabajos.

Éxito de una instalación Geotérmica

Sistemas convencionais:• Bajo coste de inversión• Expectativas de corto plazo sin tensión ( )(funcionamiento)

• Bajas o inexistentes expectativas a largo plazo ( t d ió )(costes de operación)

• Recta de inversión de declive elevado


Sistemas Geotérmicos con BCG:• Elevado coste de inversión• Tensión sobre las expectativas de corto plazo ( )(funcionamiento)

• Elevadas expectativas de largo plazo (costes d ió d id )de operación reducidos)

• Recta de inversión de bajo declive


Aspectos técnicos a cuidar para el éxito:(Sensibilidad de un sistema con Bomba de calor)(Sensibilidad de un sistema con Bomba de calor)

• Fuente de calor (dimensionamiento en balance energético anual y potencia instalada)

• Grupo energético (respetar la naturaleza de la tecnología – inercias, caudales, nº arrancadas y paradas etc)paradas, etc)

• Sistema de difusión de calor y “frio” en el edificio (temperaturas de funcionamiento, aislamientos, etc.)


CONCLUSIÓN:• Un sistema de climatización de energia• Un sistema de climatización de energia renovable con:• Bajos consumosBajos consumos

• Bajo mantenimiento

• Elevado confort visual

• Elevado confort acústico

• Elevado tiempo de vida útil

Apenas se consigue con…


CONCLUSIÓN:• Equipos técnicos multidisciplinares (Geología• Equipos técnicos multidisciplinares (Geología, Electrónica, Engº Industrial, Especialistas HVAC)

• Planeamiento anticipado de TODAS LAS FASES DE LA OBRA !!!

• Personal con sentido de responsabilidad, apasionado y con motivación para imnovaciónapasionado y con motivación para imnovación constante (cada instalación es ÚNICA !!!)

17.00h.sistemas de climatizacion geotermicos.nicolaocassaca.waterkotte

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