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Aprovechamiento del agua de mina: geotermia

UN PROBLEMA: EL AGUA BOMBEADA DE LA MINA

PROPUESTA: CONVERTIR EL PROBLEMA EN UN RECURSO

IDEA: UTILIZACIÓN COMO RECURSO GEOTERMICO

SOLUCIÓN: PROYECTOS OPERATIVOS DE GEOTERMIA

1

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APROVECHAMIENTO DEL AGUA DE MINA: GEOTERMIA

PROBLEMÁTICA DEL AGUA DE MINA

Las minas de carbón alteran la permeabilidad natural del suelo

La actividad minera altera la permeabilidad del subsuelo

El agua se infiltra a través de fracturas y subsidencias

El agua debe ser bombeada de forma continua para evitar riesgos

PROBLEMÁTICA DEL AGUA DE MINA

PROBLEMÁTICA DEL AGUA DE MINA

Las minas de carbón actúan como un gran embalse subterráneo: 80Mm3

73 pozos de mina y 300 minas de montaña

7.300 km de galerías

Bombeo de 30Mm3 de agua anuales

En 200 años

PROBLEMÁTICA DEL AGUA DE MINA

Condiciones del agua bombeada

Sin contenido importante en metales

Conductividad media 960 µS/cm

pH próximo a 7.4

Bicarbonatadas / cálcicas

Temperatura uniforme

POZO POLIO

0

5

10

15

20

25

30

17-f eb-03 23-jun-04 1-oct -04 17-dic-04 16-mar-05 22-jun-05 16-set -05 21-dic-05 16-mar-06 15-jun-06 14-dic-06 22-mar-07

TEMPERATURA AIRE TEMPERATURA AGUA

PROPUESTA: QUE PODEMOS HACER

Aprovechamiento para consumo humano

Geotermia de baja entalpia

El agua bombeada sale a una temperatura casi constante Que va desde los 17ºC en el Pozo Carrio hasta los 23ºC del pozo Barredo Esta temperatura la hace adecuada para su aprovechamiento en calefacción y refrigeración con la tecnología de la bomba de calor

GEOTERMIA DE BAJA ENTALPIA

Hospital Vital Alvarez Buylla de Mieres

Centro Investigación de la Universidad de Oviedo

Qué es una bomba de calor?

GEOTERMIA DE BAJA ENTALPIA

Salida agua calefacción (45ºC)

Aporte de trabajo

(ENCHUFE A RED)

Entrada de aire de la habitación (17ºC)

Salida aire recalentado a la habitación (22ºC)

Salida de aire refrigerado (7ºC)

Entrada de aire a refrigerar (12ºC)

Salida agua de mina (14ºC)

Entrada agua de mina (19ºC)

Entrada agua calefacción (40ºC)

Aporte de trabajo

Balance energético de una bomba de calor.

GEOTERMIA DE BAJA ENTALPIA

1W

Q1

W

QW

W

QCOP

2-3

1-2

2-3

1-22-3

2-3

3-4

Q4-3 : cantidad de calor generado

W3-2: energía suministrada para operar la bomba

Q2-1 : cantidad de calor extraída del agua de mina

ENERGIA LIMPIA. Alto porcentaje de energía renovable. Importante reducción de Emisiones de CO2 Uso no consuntivo del agua. No hay contaminación, solo cambio de temperatura. No hay chimeneas. No hay torres de refrigeración

EVALUACIÓN DEL POTENCIAL TÉRMICO

ENERGÍA AUTOCTONA. Seguridad energética. Recurso local. El proyecto del Hospital de Mieres permite ahorrar 300.000€/año en compra de gas. Empleo Local.

COSTE MÍNIMO DEL CICLO DE VIDA. Sistema Fiable y Robusto. Bajo coste de mantenimiento Alto Rendimiento. Bajo coste de operación

Acondicionamiento en el Pozo Barredo: tapón, tubería y bombas

PROYECTO CLIMATIZACIÓN CENTRO INVESTIGACIÓN

(+20,00)

(+180,00)

(+220,00)

Transporte de agua de mina al edificio del Centro de Investigación

PROYECTO CLIMATIZACIÓN CENTRO INVESTIGACIÓN

Desagüe

Polipropileno 4”

Polipropileno 6”

Obra en el interior del edificio (2 bombas de 352kW)

PROYECTO CLIMATIZACIÓN CENTRO INVESTIGACIÓN

Esquema básico de funcionamiento

PROYECTO CLIMATIZACIÓN CENTRO INVESTIGACIÓN

Salida agua calefacción (caliente)

Aporte de trabajo

Salida agua de mina (fría)

Entrada agua de mina (caliente)

Circuito cerrado de agua limpia (caliente)

Circuito cerrado de agua limpia (fría) Entrada agua calefacción (fría)

Parámetros de funcionamiento

PROYECTO CLIMATIZACIÓN CENTRO INVESTIGACIÓN

Bomba de calor 2*352 kW

50ºC-45ºC

7ºC-12ºC

Refrigeración

Centro de

Investigación

Caldera auxiliar

Agua de

mina

45ºC 7ºC 9ºC

19ºC

14ºC

12ºC

Funcionamiento ocasional en

invierno

7ºC 12ºC 45ºC 7ºC 12ºC 48ºC

24ºC

19ºC

45ºC

Invierno Entretiempo Verano

50ºC 50ºC 50ºC Calefacción

Centro de

Investigación

Parámetros de funcionamiento

PROYECTO CLIMATIZACIÓN CENTRO INVESTIGACIÓN

Números del proyecto:

PROYECTO CLIMATIZACIÓN CENTRO INVESTIGACIÓN

Consumo energético:

Energía térmica suministrada desde 01-11-2014 (kwht) 235.145

Consumo eléctrico desde 01-11-2014 (kwhe) 59.030

Reducción de emisiones:

Emisiones de CO2 sistema convencional desde 01-11-2014 (t) 77,46

Emisiones de CO2 desde 01-11-2014 empleando geotermia (t) 23,55

Ahorro CO2 total 70%

Ahorro económico: 20%

*IDAE.-FACTORES DE EMISION DE CO2 Y COEFICIENTES DE PASO A ENERGIA PRIMARIA DE DIFERENTES FUENTES DE ENERGIA FINAL CONSUMIDAS EN EL SECTOR EDIFICIOS EN ESPANA – 2014

Acondicionamiento en el Pozo Barredo: intercambiador, bombeo en circulación, etc

PROYECTO CLIMATIZACIÓN HOSPITAL DE MIERES

Sistema bombas recirculación: 2+1 55 Kw

260 m3/h 55 mca

Intercambiador de 3,5MW de potencia.

Temperaturas en invierno Agua de mina : 23ºC retorna a 13,9ºC

Agua del intercambiador: de 12ºC sube a 19ºC

Temperaturas en verano Agua de mina : 25ºC retorna a 32,8ºC

Agua del intercambiador: de 34ºC baja a 28,2ºC

Transporte de calor: circuito cerrado de pvc y 400mm diámetro exterior, 2km.

PROYECTO CLIMATIZACIÓN HOSPITAL DE MIERES

Tubería Polietileno PE-100 Øext: 400 mm Øint: 352 mm PN 10 bar Pérdida de Tª max: 0,15 ºC

Instalación en el Pozo Barredo

PROYECTO CLIMATIZACIÓN HOSPITAL DE MIERES

Funcionamiento del sistema en invierno.

PROYECTO CLIMATIZACIÓN HOSPITAL DE MIERES

1.298 KW

Potencia calorífica

2 * 1.509 KW

COP: 5,54

COP: 4,87

Agua limpia

46ºC

40ºC

19ºC

12ºC

46ºC

12ºC

7ºC

Al Circuito de Calefacción

Circuito Refrigeración

Funcionamiento del sistema en verano.

PROYECTO CLIMATIZACIÓN HOSPITAL DE MIERES

Potencia calorífica

2 * 1.141,4 KW

COP: 5,94

COP: 3,9

7ºC

12ºC

34ºC

28ºC 46ºC

40ºC

12ºC

7ºC

1.037 KW

Al Circuito de Refrigeración

Agua limpia

Circuito Calefacción

Números del proyecto:

PROYECTO CLIMATIZACIÓN HOSPITAL MIERES

Consumo energético:

Reducción de emisiones:

Ahorro económico: 10%

*IDAE.-FACTORES DE EMISION DE CO2 Y COEFICIENTES DE PASO A ENERGIA PRIMARIA DE DIFERENTES FUENTES DE ENERGIA FINAL CONSUMIDAS EN EL SECTOR EDIFICIOS EN ESPANA – 2014

Consumo energético total previsto anual (kwh/año) 7.173.376

Consumo energético total anual empleando geotermia (kwh/año) 2.711.442

Ahorro energético total 62%

Emisiones de CO2 total previsto anual (t/año) 1.488

Emisiones de CO2 total anual empleando geotermia (t/año) 484

Ahorro CO2 total 67,5%

Números del proyecto:

PROYECTO CLIMATIZACIÓN HOSPITAL MIERES

Números del proyecto:

PROYECTO CLIMATIZACIÓN HOSPITAL MIERES