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Geotermia de baja entalpía en España: calefacción y refrigeración

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Madrid, 4 de Noviembr e de 2009; Javier F. Urchueguía

CURSO DE ESPECIALISTA EN GEOTERMIA SOMERA APLICADA A LA EDIFICACIÓN

1

Geotermia de baja entalpía

en España: calefacción y refrigeración

JORNADA HISPANO ALEMANA SOBRE GEOTERMIA, 15 de Junio 2010

Prof. Dr. Javier F. Urchueguía Schölzel

Catedrático de Física Aplicada de la Universidad Politécnica de Valencia

Socio Fundador de Energesis Ingeniería

Copresidente de la sección de Geotermia de Baja Entalpía de APPA

Presidente del European Geothermal Panel

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Resumen

• Bombas de calor geotérmicas: concepto

y situación en Europa

• Desarrollo de la GT en España

• Perspectivas de futuro

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CURSO DE ESPECIALISTA EN GEOTERMIA SOMERA APLICADA A LA EDIFICACIÓN

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La energía geotérmica

La

energía geotérmica de baja entalpía

basa su principio en la capacidad

que tiene la tierra para acumular el

calor procedente del sol

, manteniendo

una temperatura prácticamente constante a lo largo del año a partir de

determinada profundidad

Es una

energía renovable

(DIRECTIVA 2009/28/EC del Parlamento

Europeo y del Consejo 23 de abril de 2009)

Es un

sistema muy eficiente

Al trabajar con un salto térmico menor que

los sistemas convencionales

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4

Elementos de la Bomba de Calor Geotérmica

Una

Bomba de Calor Geotérmica

es un sistema que cede y

absorbe calor del terreno a través de un conjunto enterrado de tuberías

plásticas de alta densidad.

Está formada por:

una gran masa térmica (suelo)

que permite ceder/extraer calor

un conjunto de tuberías enterradas

por las que circula agua/anticongelante

(intercambiador enterrado)

sistema hidráulico

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Modo de funcionamiento

VERANO (REFRIGERACIÓN)

Calor extraído de la vivienda Consumo eléctrico Calor extraído de la tierra

INVIERNO (CALEFACCIÓN)

Consumo eléctrico Calor introducido en la vivienda Calor inyectado a la tierra

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Bomba de Calor

Bomba de Calor

Bomba de agua

cuanta más altura

hay que vencer, mayor

es el consumo eléctrico

Agua a mayor altura

Agua a baja altura

A

g

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Espacio a baja temperatura

Bomba de calor

cuanta más diferencia

de temperatura

hay que vencer, mayor

es el consumo eléctrico

Espacio a mayor temperatura

C

a

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Temperatura Estable del Suelo

Temperatura Estable del Suelo

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1,5 m

Temperatura estable a lo

largo del año

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Climatizaci

Climatizaci

ó

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n Geot

n Geot

é

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rmica

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La climatización geotérmica utiliza

bombas de calor geotérmicas para

producir calefacción, refrigeración y

agua caliente sanitaria.

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Situación en Europa

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high enthalpy (el. power) high temperature basins (el.power, district heating) medium temperature basins (district heating)

everywhere:

EGS, shallow geothermal

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10

Existe una distribución

muy desiguale entre

paises sin relación

con los recursos

Naturales

¿Por qué están

más del 70% de las

nombas de calor

geotérmicas en sólo

3 paises?

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¿

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Y Espa

Y Espa

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• Etapa de investigación y desarrollo

• A partir de 2001

• Desarrollo del mercado

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GeoCool

GeoCool

THE FIFTH FRAMEWORK

PROGRAMME

GEOCOOL

Geothermal Heat Pump

for Cooling-and Heating

along European Coastal Areas

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Resultados

Resultados

3.46

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2.00

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73 %

17

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Resultados

Resultados

4.36

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2.72

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60 %

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Por primera vez se demuestra experimentalmente el funcionamiento y

el ahorro asociado a un sistema de BCG (frente a la “aerotermia”) de

manera contrastable y científica, tanto en refrigeración como en

calefacción

Se verifican ahorros que en promedio superan el 40% del consumo

de energía eléctrica de la instalación

La instalación GEOCOOL ha permitido hasta la fecha dar soporte a

dos tesis doctorales. Varias líneas de investigación se basan en las

posibilidades que ofrece el sistema.

La instalación es regularmente visitada por arquitectos, ingenieros e

instaladores interesados en las posibilidades del geotermia somera.

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Iniciativa Energesis

Iniciativa Energesis

Prensa

GEOCOOL

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Desarrollo del mercado de GT

baja en España (a partir de

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22

El mercado de GT baja inicia su desarrollo en España alrededor del año

2004

Entre los años 2004 – 2008 el crecimiento es lento. Se acelera en 2008 a

raíz de la implantación del nuevo Código Técnico de la Edificación y RITE,

obligando a incorporar renovables en nuevas construcciones

En 2008 se funda el grupo de GT baja de APPA, primera Asociación para

defensa de los intereses sectoriales

Se estima en la actualidad una potencia instalada de alrededor de entre

60-80 MWth

Las CCAA con mayor presencia de GT baja son: Galicia, Cataluña, Valencia,

País Vasco, Navarra y Madrid

Estas cifras NO incluyen los sistemas abiertos, que vienen siendo utilizados

desde hace mucho tiempo, aunque su impacto medioambiental los pone

crecientemente en cuestión

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Geotermia como Producto

Geotermia como Producto

•Solución completa (climatización + ACS)

•Ahorros energéticos y en emisiones

•Energía renovable

subvenciones

•Tecnología eficiente (tiempos de retorno competitivos)

•Bioseguridad

•Mejor mantenimiento, menor ruido, mejor estética

•Tecnología integrable

•Mayor inversión inicial

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Instalaciones

Instalaciones

Edificio de oficinas

Gandía (Valencia) - 2007

Refrigeración 180 kW

Calefacción 220 kW

9,1 tCO

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/año evitadas

Primer edificio con

climatización híbrida en

España

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Instalaciones

Instalaciones

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Instalaciones

Instalaciones

Centro de educación

ambiental

Torrente (Valencia)

Refrigeración 98 kW

Calefacción 58 kW

10,11 tCO

2

/año evitadas

Conjunto formado por un

edificio principal y siete

bungalós

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Instalaciones

Instalaciones

Bloque de viviendas

Morella (Castellón)

Calefacción 26 kW

4,9 tCO

2

/año evitadas

Cuenta con contadores

entálpicos para determinar el

consumo energético de cada

vivienda

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Instalaciones

Instalaciones

Vivienda unifamiliar

Altea (Alicante)

Refrigeración 11, 7 kW

Calefacción 15,4 kW

4,4 tCO

2

/año evitadas

Climatización + ACS

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Instalaciones

Instalaciones

Vivienda Unifamiliar

Lloseta (Mallorca)

Refrigeración 12,2 kW

Calefacción 15,4 kW

6,6 tCO

2

/año evitadas

Climatización + ACS

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Instalaciones

Instalaciones

Vivienda unifamiliar

Godella (Valencia)

Calefacción 40 kW

Refrigeración 38 kW

4,2 tCO

2

/año evitadas

Climatización + ACS

Piscina + Solar térmica

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Instalaciones

Instalaciones

Edificio de oficinas

Albuixech (Valencia)

Calefacción 28,6 kW

Refrigeración 22,8 kW

Planta piloto

Proyecto CDTI

Climatización híbrida

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Madrid, 4 de Noviembr e de 2009; Javier F. Urchueguía

CURSO DE ESPECIALISTA EN GEOTERMIA SOMERA APLICADA A LA EDIFICACIÓN”

Test de Respuesta T

Test de Respuesta T

é

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rmica

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Conductividad térmica

efectiva del terreno

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Perspectivas de la GT baja

Perspectivas de la GT baja

en Espa

en Espa

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CURSO DE ESPECIALISTA EN GEOTERMIA SOMERA APLICADA A LA EDIFICACIÓN

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(36)

36

Obligatoriedad de producir ACS mediante energías

renovables (CTE HE-4)

Justificación excepciones CTE HE-5

Certificación Energética de Edificios (RD 47/2007)

Obligatoriedad de producir ACS mediante energías

renovables (CTE HE-4)

Justificación excepciones CTE HE-5

Certificación Energética de Edificios (RD 47/2007)

Falta mayor dimensión del mercado y consiguiente

abaratamiento de costes

Falta investigación y desarrollo de nuevos productos adaptados al

mercado

Mejores bombas de calor reversibles

Sistemas balanceados (híbridos)

Estructuras termoactivas, ETC

Falta mayor dimensión del mercado y consiguiente

abaratamiento de costes

Falta investigación y desarrollo de nuevos productos adaptados al

mercado

Mejores bombas de calor reversibles

Sistemas balanceados (híbridos)

Estructuras termoactivas, ETC

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Pilotes termoactivos

In situ

Prefabricados

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Directiva Europea

Nuevo CTE, nuevo RITE

Inclusión en el PER 2011-2020

Near Zero Energy Buildings

Nuevos programas de IDAE (GEOCASA, CALENER,…)

Se requiere: coordinación con Entes Locales, desarrollos

normativo sobre implantación, Ley de Minas, municipios, tarifas

para la energía térmica, etc…

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Número relevante de sistemas en funcionamiento

Creciente número de empresas, también extranjeras

Sector no sujeto a primas, sólo subvenciones

Conocimiento creciente en los sectores profesionales,

existe amplia demanda de formación

Congresos temáticos exitosos (GeoENER)

Se requiere: política de formación de instaladores con

garantías

Campañas de sensibilización

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Conclusiones:

El sector de GT baja en España es un sector en

despegue que ofrece nuevas oportunidades a

un sectores en crisis, como la construcción y la

climatización

Existen aún importantes barreras a su pleno

desarrollo, aunque se han dado pasos muy

importantes desde el punto de vista

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