El COP (del inglés Coefficient of Performance) de una bomba de calor se define como la potencia útil que entrega dividido por la potencia que consume.
El COP de una bomba de calor depende del salto térmico que tiene que vencer: por ejemplo para entregar 10kWh a una temperatura de 35ºC con una fuente de calor a 10ºC se necesita menos energía auxiliar que para entregar 10kWh a 50ºC con una fuente de 0ºC.
Entonces el COP de una instalación de bomba de calor geotérmica depende en gran medida del diseño de la instalación: por un lado de la fuente de calor, por el otro lado de la entrega de calor.
Si la fuente geotérmica se ha diseñada muy pequeña, eso resulta en que la temperatura de los captadores baja mucho durante el invierno (y sube mucho durante el verano en caso de dar refrescamiento) y por lo tanto lleva a un salto térmico mayor y a un COP menos favorable.
La entrega de calor, para asegurar un COP alto, tiene que efectuarse a la menor temperatura posible. Entonces no conviene producir calor siempre a una temperatura alta y después mezclar para conseguir la temperatura deseada.
Otro factor que influye en el COP real de una instalación es la cantidad de paros y arranques. Cada vez que arranca la bomba de calor, primero se tienen que establecer los presiones dentro de la máquina, por lo tanto en los primeros instantes la máquina consume, pero no produce al 100%. Por lo tanto no conviene que una máquina arranque y después de pocos minutos ya vuelva a apagarse. Para evitar eso, se tienen que prever inercias en el sistema.
Y por último obviamente el COP depende de la máquina misma. Los fabricantes de bombas de calor geotérmicas dan los COPs a temperatura de 0ºC en el suelo y 35ºC de entrega (B0/W35) y a 0ºC y 50ºC (B0/W50). Al comparar diferentes marcas hay que fijarse en la norma según la cual se han determinado los COPs: ha habido un cambio de norma de la antigua EN 255 a la nueva EN 14511. Los COPs de la norma antigua (EN 255) siempre son algo mejores (debido a un caudal menor en la entrega de calor), por eso muchos fabricantes no quieren sacar estos datos de su hoja de datos. Pero los datos de la norma nueva (EN 15411) se acercan más al funcionamiento real en una instalación.
lunes 22 de marzo de 2010
lunes 15 de febrero de 2010
Ayudas para aplicaciones geotérmicas en Asturias
Subvenciones a las entidades locales para el Plan de Energías Renovables
Tramita por Internet
Consiste en
Requisitos
1.La Entidad Local debe estar ubicada dentro del ámbito territorial de la Comunidad Autónoma del Principado de Asturias.
Necesitas
-
Solicitud en modelo normalizado (una solicitud de subvención individualizada para cada proyecto). -
Declaración responsable en modelo normalizado del representante de la entidad local relativa a no estar ésta incursa en las prohibiciones para obtener la condición de beneficiaria, que se regulan en el art. 13 de la Ley 38/2003, de 17 de noviembre, General de Subvenciones, que incluya la relación de subvenciones solicitadas y concedidas con el mismo fin y si se han justificado las ayudas concedidas anteriormente por el Principado de Asturias. -
Ficha de acreedores en modelo normalizado debidamente cumplimentado. -
La presentación del certificado expedido por el Registro de Documentación Administrativa de Entidades Locales, dispensará de presentar la documentación administrativa vigente y anotada en el mismo. -
Memoria técnica debidamente firmada, en la que se incluya una descripción de las actuaciones concretas a realizar. -
En el caso de reformas de alumbrados públicos, una auditoría energética con base en el protocolo de auditoría del IDAE, que justifique la eficiencia de la reforma. -
Cálculos de la instalación y documentación específica. -
Te interesa saber
-
ACCIONES SUBVENCIONABLES
- Solar térmica activa: Aprovechamiento de la energía solar mediante paneles solares térmicos para producción de agua caliente, calefacción y climatización.
- Solar fotovoltaica: Conversión de la energía solar en energía eléctrica mediante sistemas solares fotovoltaicos aislados de la red de distribución eléctrica, destinados exclusivamente al autoabastecimiento energético en edificios o sistemas que no tengan posibilidad de acceder a la red de distribución en baja tensión.
- Biomasa y residuos: Instalación de calderas automáticas, de biomasa o de productos combustibles densificados comerciales procedentes de la de biomasa. Sistemas de producción almacenamiento y distribución de biomasa.
- Minihidráulica: Rehabilitaciones de minicentrales hidráulicas de concesión municipal, destinadas a la producción de energía eléctrica mediante turbinas minihidráulicas o microhidráulicas, que se destinen básicamente al autoabastecimiento energético.
- Eólica: Producción de energía eléctrica mediante aerogeneradores, que se destinen básicamente al autoabastecimiento energético.
- Intercambio geotérmico para producción de energía térmica(calor o frío), para climatización utilizando bomba de calor que intercambien con el terreno, ya sea en circuito abierto o cerrado, tanto para instalaciones existentes que se reformen, como para instalaciones nuevas..
-
CRITERIOS DE VALORACIÓN
Cuando el importe de las solicitudes presentadas supere la disponibilidad presupuestaria, se atenderán las solicitudes con arreglo al siguiente orden de prioridad, coincidiendo una única solicitud por cada Ayuntamiento:
- Instalaciones fotovoltaicas asiladas.
- La realización de acciones derivadas de Programas de Asesoramientos Energéticos Municipales efectuados en ejercicios anteriores.
- Las instalaciones de aprovechamiento de biomasa.
- Instalaciones de Energía Solar Térmica.
- Instalaciones Geotérmicas.
-
CUANTÍA MÁXIMA
Actuación 1
En instalaciones solares activas en función del rendimiento del colector empleado y la superficie útil de captación de la instalación, hasta 800 €/m2 (pudiendo incrementarse esta valor en caso de uso de tecnologías de tubo de vacío), con un máximo de 60.000 euros.
Actuación 2
En instalaciones aisladas, hasta 15€/Wp. con un máximo de 45.000 euros.
Actuación 3
Hasta un máximo de 500 € por kW de potencia instalada de la caldera, con un máximo de 60.000 euros.
Actuación 4
Hasta un máximo de 30.000 euros.
Actuación 5
Hasta un máximo de 30.000 euros.
Actuación 6
Hasta el 30% del coste de referencia con un máximo de 30.000 euros..
- El importe de las subvenciones en ningún caso podrá ser de tal cuantía que, aisladamente o junto con otras subvenciones, ayudas, ingresos o recursos, supere el coste de la actividad subvencionada.
- Igualmente, con el límite de las cantidades máximas establecidas en cada línea de subvención, se establece la aportación máxima a cada actuación tomando como referencia la población de derecho de cada entidad local o supramunicipal:
- Hasta un 90% del presupuesto a las menores de 5.000 habitantes- Hasta un 80% a las comprendidas entre 5.000 y 20.000 habitantes- Hasta un 70% a las comprendidas entre 20.001 y 50.000 habitantes- Hasta un 50% a las mayores de 50.000 habitantes. -
CONTRATACIÓN CON TERCEROS
- Las entidades locales beneficiarias de la subvención podrán subcontratar con terceros la ejecución de la totalidad de la actividad subvencionada.
- Cuando la actividad concertada con terceros exceda del 20 por ciento del importe de la subvención y dicho importe sea superior a 60.000 euros, es preciso que dicha subcontratación cumpla con los siguientes requisitos:
- Que el contrato, mediante el que se concreta la subcontratación, se celebre por escrito.
- Que la celebración de dicho contrato se autorice previamente por la Administración concedente, mediante resolución del órgano competente para la concesión de la subvención.
- En todo caso deberán tenerse en cuenta las limitaciones previstas en el artículo 29 de la Ley 38/2003, de 17 de noviembre, General de Subvenciones.
-
PLAZO DE ACTUACIÓN
Las actuaciones desarrolladas deben ser llevadas a cabo entre el 1 de enero de 2010 y el 31 de diciembre de 2010.
Plazo de solicitud
Desde: Hasta:
11/03/2010domingo 14 de febrero de 2010
Índice Curso de Formación Básica en Climatización Geotérmica Solar
1). Climatización Geotérmica: ¿Es una fuente renovable?.
2). Bomba de Calor (BdC) Geotérmica y factor de energía primario.
3). Principio de funcionamiento de las Bombas de Calor Geotérmicas.
4). Tipos de sistemas para aplicación Geotérmica.
5). Caracteristicas de las BdC Geotérmicas.
6). Componentes de las BdC Geotérmicas.
7). Aspectos a tener en cuenta.
8). Dimensionamiento de las BdC Geotérmicas.
9). Captación Geotérmica Horizontal.
10). Captación Geotérmica Vertical.
11). Pozos Canadienses.
12). Pilotes Geotérmicos.
13). Diseño intercambiador geotérmico.
14). Test de Respuesta Térmica (TRT).
15). Diferentes tipos de BdC Geotérmicas.
16). Tipo de instalación y los componentes.
17) Legislación, normativa e incentivos.
Climatización Geotérmica ¿Es una fuente renovable?
a duda sobre el uso del calor del a superficie de la tierra mediante bombas de calor geotérmicas es, si ese calor realmente es renovable, es decir, si se agota cuando lo usamos durante mucho tiempo. En Suiza, donde ya hace muchos años se utilizan las bombas de calor geotérmicas para calefacción (y la mayoría de los edificios nuevos utiliza esa tecnología) se hizo un estudio sobre este tema, encargado por la oficina federal de energía (http://www.hetag.ch/huber/download/geotherm.pdf).
El flujo de calor desde el interior de la tierra (la geotermia clásica) es de aproximadamente 0,57kWh/m^2 y año. Una vivienda unifamiliar típica requiere 8000kWh/año de calor geotérmico; para satisfacer esta demanda con calor desde el interior de la tierra, se necesitaría una superficie de captación de 14 000 m^2, lo que obviamente no es realista.
En mediciones de una sonda geotérmica se ha podido mostrar que durante los primeros 4 años de funcionamiento, sólo el 8% del calor extraído proviene del flujo de calor geotérmico y el 68% es calor almacenado en la roca. ¿Entonces no es renovable?
Mediante modelos, se ha calculado que para una sonda geotérmica existe un tiempo característico después del cual se llega a un estado estacionario, es decir que a lo largo del año, toda la energía que se extrae de la roca está remplazada por flujos de calor dentro de la tierra. En este estado, 15% del calor proviene del interior de la tierra y 85% proviene de la superficie, del sol que calienta el suelo.
Para que se establezca este equilibrio, la temperatura de la tierra alrededor de la sonda ha de bajar en comparación a la temperatura inicial (antes de que existiera la sonda). La cantidad del descenso de temperatura depende del tamaño de la sonda, la conductividad de la roca y la cantidad de calor que se extrae. En un ejemplo que se ha calculado en el estudio, la temperatura baja de 11,5ºC a 7,68ºC después de 32 años y a 7,35ºC después de 234 años, cuando ya se ha llegado al estado estacionario.
En el cálculo también se puede ver que una segunda sonda a una distancia de 30 m de la primera reduce la temperatura a 7,45ºC después de 32años y a 7,18ºC después de 234 años. Si esta segunda sonda solamente tiene una distancia de 5 m, entonces la temperatura se reduce a 6,58ºC después de 32 años y a 6,33ºC después de 234 años.
También hay que tener en cuenta que cada sonda adicional cerca de la primera reduce la temperatura más. Si por ejemplo una sonda a 5 m de distancia reduce la temperatura en 1ºC adicional, dos sondas en una distancia de 5 m la reducen en 2ºC. Si pensamos en campos de sondas con muchos sondas este efecto puede bajar mucho la temperatura, siempre que no se utiliza las sondas también para disipar calor en verano.
Como conclusión, se puede ver que la energía que se extrae de la superficie de la tierra se renueva de forma natural. Teniendo en cuenta que en España, las sondas geotérmicas en muchas ocasiones también se utilizan para disipar calor en verano, menos riesgo hay que a lo largo del tiempo se "acabe" el calor que extraemos.
El flujo de calor desde el interior de la tierra (la geotermia clásica) es de aproximadamente 0,57kWh/m^2 y año. Una vivienda unifamiliar típica requiere 8000kWh/año de calor geotérmico; para satisfacer esta demanda con calor desde el interior de la tierra, se necesitaría una superficie de captación de 14 000 m^2, lo que obviamente no es realista.
En mediciones de una sonda geotérmica se ha podido mostrar que durante los primeros 4 años de funcionamiento, sólo el 8% del calor extraído proviene del flujo de calor geotérmico y el 68% es calor almacenado en la roca. ¿Entonces no es renovable?
Mediante modelos, se ha calculado que para una sonda geotérmica existe un tiempo característico después del cual se llega a un estado estacionario, es decir que a lo largo del año, toda la energía que se extrae de la roca está remplazada por flujos de calor dentro de la tierra. En este estado, 15% del calor proviene del interior de la tierra y 85% proviene de la superficie, del sol que calienta el suelo.
Para que se establezca este equilibrio, la temperatura de la tierra alrededor de la sonda ha de bajar en comparación a la temperatura inicial (antes de que existiera la sonda). La cantidad del descenso de temperatura depende del tamaño de la sonda, la conductividad de la roca y la cantidad de calor que se extrae. En un ejemplo que se ha calculado en el estudio, la temperatura baja de 11,5ºC a 7,68ºC después de 32 años y a 7,35ºC después de 234 años, cuando ya se ha llegado al estado estacionario.
En el cálculo también se puede ver que una segunda sonda a una distancia de 30 m de la primera reduce la temperatura a 7,45ºC después de 32años y a 7,18ºC después de 234 años. Si esta segunda sonda solamente tiene una distancia de 5 m, entonces la temperatura se reduce a 6,58ºC después de 32 años y a 6,33ºC después de 234 años.
También hay que tener en cuenta que cada sonda adicional cerca de la primera reduce la temperatura más. Si por ejemplo una sonda a 5 m de distancia reduce la temperatura en 1ºC adicional, dos sondas en una distancia de 5 m la reducen en 2ºC. Si pensamos en campos de sondas con muchos sondas este efecto puede bajar mucho la temperatura, siempre que no se utiliza las sondas también para disipar calor en verano.
Como conclusión, se puede ver que la energía que se extrae de la superficie de la tierra se renueva de forma natural. Teniendo en cuenta que en España, las sondas geotérmicas en muchas ocasiones también se utilizan para disipar calor en verano, menos riesgo hay que a lo largo del tiempo se "acabe" el calor que extraemos.
Bomba de Calor Geotérmica y factor de energía primario
La geotermia normalmente se cita como una fuente de energía renovable. Dicho así es cierto, porque definitivamente, si saco algo de calor del suelo este se enfría y tarde o temprano vuelve a la misma temperatura, así que la energía se ha renovado.
Entonces la pregunta crucial no es, si la geotermia es renovable o no, sino si el aprovechamiento de la geotermia mediante bombas de calor es más ecológico que otras formas de producir calor para calefacción.
Para explicar el problema voy a empezar con un ejemplo a lo mejor un poco tonto, pero después se explica qué tiene que ver con las bombas de calor geotérmicas:
Imaginemos que estamos en el desierto de Arabia y queremos calentar nuestra casa porque hace frío en la noche. Justo frente de casa tenemos un pozo de petroleo, pero como nos creemos ecológicos preferimos calentar la casa con biomasa, que es una energía renovable. Pero como no hay bosque en el desierto vamos en 4x4 a buscar leña a 1000km de la casa. Con eso gastamos 100l de gasolina con lo que hubiéramos podido calentar la casa durante mucho más tiempo que el que nos dura la leña que hemos traído.
Ahora, ¿qué tiene que ver con la bomba de calor geotérmica? Muy fácil: en el caso de la bomba de calor geotérmica también hay que vigilar si no gastamos más energía convencional para aprovechar la renovable.
Entonces comparemos energéticamente una bomba de calor geotérmica con una caldera de gas:
En ambos casos queremos entregar 100kWh de calor a una casa.
Empezamos con el caso de la caldera de gas, que es el más simple: La caldera de gas tiene un rendimiento de 9o% aproximadamente, es decir 90% de la energía que contiene el gas nos va ser útil para calentar la casa, mientras 10% de la energía la perdemos principalmente a través de la chimenea. El total de energía primaria para producir 100kWh de calor mediante caldera de gas es entonces: 100kWh / 90% = 111kWh.
Ahora miramos el caso de una bomba de calor geotérmica: la bomba de calor tiene un COP de 4, es decir por cada kWh de electricidad que consume entrega 4 de calor. Por lo tanta, para producir 100kWh de calor necesitamos 25kWh de electricidad.
Pero ahora tenemos que ver cómo llegó la electricidad hasta nuestra casa. La electricidad se produce ne una central eléctrica que en la mayoría de los casos consume gas. El rendimiento para producir electricidad a partir de gas el de 40% aproximadamente. Entonces, para producir los 25kWh de electricidad que necesitamos para calentar la casa se tienen que quemar 25kwh/40% = 63 kWh
Entonces, en este ejemplo vemos que con la bomba de calor geotérmica hemos ahorrado casi la mitad del gas comparado con una caldera. La bomba de calor sale más beneficiada si tiene un COP mayor y si la electricidad se produce con un buen rendimiento.
Entonces la pregunta crucial no es, si la geotermia es renovable o no, sino si el aprovechamiento de la geotermia mediante bombas de calor es más ecológico que otras formas de producir calor para calefacción.
Para explicar el problema voy a empezar con un ejemplo a lo mejor un poco tonto, pero después se explica qué tiene que ver con las bombas de calor geotérmicas:
Imaginemos que estamos en el desierto de Arabia y queremos calentar nuestra casa porque hace frío en la noche. Justo frente de casa tenemos un pozo de petroleo, pero como nos creemos ecológicos preferimos calentar la casa con biomasa, que es una energía renovable. Pero como no hay bosque en el desierto vamos en 4x4 a buscar leña a 1000km de la casa. Con eso gastamos 100l de gasolina con lo que hubiéramos podido calentar la casa durante mucho más tiempo que el que nos dura la leña que hemos traído.
Ahora, ¿qué tiene que ver con la bomba de calor geotérmica? Muy fácil: en el caso de la bomba de calor geotérmica también hay que vigilar si no gastamos más energía convencional para aprovechar la renovable.
Entonces comparemos energéticamente una bomba de calor geotérmica con una caldera de gas:
En ambos casos queremos entregar 100kWh de calor a una casa.
Empezamos con el caso de la caldera de gas, que es el más simple: La caldera de gas tiene un rendimiento de 9o% aproximadamente, es decir 90% de la energía que contiene el gas nos va ser útil para calentar la casa, mientras 10% de la energía la perdemos principalmente a través de la chimenea. El total de energía primaria para producir 100kWh de calor mediante caldera de gas es entonces: 100kWh / 90% = 111kWh.
Ahora miramos el caso de una bomba de calor geotérmica: la bomba de calor tiene un COP de 4, es decir por cada kWh de electricidad que consume entrega 4 de calor. Por lo tanta, para producir 100kWh de calor necesitamos 25kWh de electricidad.
Pero ahora tenemos que ver cómo llegó la electricidad hasta nuestra casa. La electricidad se produce ne una central eléctrica que en la mayoría de los casos consume gas. El rendimiento para producir electricidad a partir de gas el de 40% aproximadamente. Entonces, para producir los 25kWh de electricidad que necesitamos para calentar la casa se tienen que quemar 25kwh/40% = 63 kWh
Entonces, en este ejemplo vemos que con la bomba de calor geotérmica hemos ahorrado casi la mitad del gas comparado con una caldera. La bomba de calor sale más beneficiada si tiene un COP mayor y si la electricidad se produce con un buen rendimiento.
Principio de funcionamiento de las Bombas de Calor (BdC) Geotérmicas
Para entender el concepto de calefacción geotérmica es preciso comprender primero el funcionamiento de una bomba de calor: Las bombas captan calor en un lado del circuito, para liberarlo en el otro. Esto es lo mismo que decir que enfrían un lado a costa de calentar el otro. Un ejemplo típico son las máquinas de aire acondicionado: cuando la máquina enfría, lo que sucede es que el fluido que circula por el circuito interior de la casa está absorbiendo calor del ambiente. Este fluido va luego a un compresor, donde al aumentar la presión, aumenta mucho de temperatura, y pasa entonces al circuito exterior de la calle. Como ahora el fluido está muy caliente (más que el aire de la calle) libera calor al exterior. Luego circula hasta una válvula donde, al expandirse, el fluido se vuelve a enfriar, y se reinicia el ciclo.
Cuanto mayor sea la temperatura exterior, el fluido podrá desprenderse de menos calor en el circuito exterior, y por tanto el rendimiento de la máquina será peor. Ahí radica la ventaja de la geotermia.
La climatización geotérmica nos permite transportar calor del subsuelo a la vivienda (calentar) en invierno o de la vivienda al subsuelo (enfriar) en verano, mediante Bombas de Calor.
La ventaja está en que la tierra mantiene una temperatura más constante —entre 7ºC y 14ºC durante todo el año—, a partir de pocos metros de profundidad. Esto permite un intercambio de calor más eficiente, y por tanto menor consumo de energía.
Expresándolo de otro modo: al poder intercambiar más calor en un mismo ciclo (ida y vuelta del gas), el compresor tiene que realizar menos ciclos (comprimir el fluido menos veces), y por tanto el consumo eléctrico es menor con lo que el COP (rendimiento en calor) y el EERR (rendimiento en frío) es mayor.
Cuanto mayor sea la temperatura exterior, el fluido podrá desprenderse de menos calor en el circuito exterior, y por tanto el rendimiento de la máquina será peor. Ahí radica la ventaja de la geotermia.
La climatización geotérmica nos permite transportar calor del subsuelo a la vivienda (calentar) en invierno o de la vivienda al subsuelo (enfriar) en verano, mediante Bombas de Calor.
Expresándolo de otro modo: al poder intercambiar más calor en un mismo ciclo (ida y vuelta del gas), el compresor tiene que realizar menos ciclos (comprimir el fluido menos veces), y por tanto el consumo eléctrico es menor con lo que el COP (rendimiento en calor) y el EERR (rendimiento en frío) es mayor.
Tipos de sistemas para aplicación Geotérmica.
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