Criteris de disseny d'intercanviadors de calor

Click here to load reader

  • date post

    08-Jan-2017
  • Category

    Engineering

  • view

    893
  • download

    5

Embed Size (px)

Transcript of Criteris de disseny d'intercanviadors de calor

  • Jornada sobre

    exploraci i

    aprofitaments d'energia

    geotrmica de - molt-

    baixa temperatura

    24 de novembre de 2015

    Organitza:

    Participants: Patrocinador: Collaborador:

  • Jornada sobre exploraci i

    aprofitaments d'energia geotrmica

    de - molt- baixa temperatura

    24 de novembre de 2015

    Organitza:

    Participants: Patrocinador: Collaborador:

    Criteris de disseny d'intercanviadors de calor

    Daniel Trisant,

    SIALTEC Geotermia, membre de la Comissi de Geotrmia del COLGEOCAT

    http://www.icc.cat/http://www.icc.cat/

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

    1- CRITERIS DE DISSENY

    2- ASPECTES MEDIAMBIENTALS

    3- EXEMPLE COMARCA VALLS ORIENTAL

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

    CRITERIS DE DISSENY:

    Optimitzaci de tots els factors per aconseguir un sistema

    de calefacci/refrigeraci eficient energtica i

    mediambientalment sostenible.

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

    FACTORS (afavoridors i/o limitadors):

    CONCEPTUALS

    TCNICS

    CLIMTICS

    GEOLGICS

    HIDROGEOLGICS

    MEDI-AMBIENTALS

    ECONMICS

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

    FACTOR CONCEPTUAL:

    Extracci/evacuaci de calor del subsl:

    Energia geotrmica de molta baixa temperatura

    Resultat de combinar:

    Radiaci solar 1000 kWh/m2 2000 kWh/m2/any

    Flux geotrmic 0,5 1 kWh/m2/any

    Roca 1,5 3 MJ/m3.K

    Sistema constant i amb alta inrcia trmica proporcionant

    una gran capacitat demmagatzematge denergia.

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

    BALAN ENERGTIC SUPERFCIE TERRESTRE

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

    IRRADIACI SOLAR 1200 2000 kWh/m2

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

    FLUXE DENERGIA GEOTRMICA 30- 150 mW/m2

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

    FLUXE DENERGIA GEOTRMICA mW/m2

    Atles de Geotrmia de Catalunya

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

    FACTORS TCNICS:

    Accs a un volum de roca important (profunditat, amplada)

    Augment de costos perforaci en profunditat

    Caracterstiques especfiques mquines BCG

    Prescripcions fabricants material geotrmic

    Perfil de demanda energtica de ledifici

    Variabilitat de guies tcniques

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

    VERSATILITAT

    PROFUNDITAT

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015 MARCA (extret de www.bafa.de) MODEL COP B0W35 POTENCIA NORMA Salt Trmic

    Alpha-InnoTec (ait-deutschland GmbH) SWC 80 (H/K) 4,37 9,00 kW EN 14511 5,0 K

    1A HEIZEN STROBL UG 1A ET-SW 10 T10 4,88 10,22 kW EN 14511 5,0 K

    Arwego e.K. WP11 4,5 11,20 kW EN 14511 5,0 K

    Bartl Wrmepumpen ECO 4 S (HG) 4,3 9,70 kW EN 14511 5,0 K

    BioEnergieTeam GmbH TerraSol 10 T10 4,88 10,22 kW EN 14511 5,0 K

    Brtje - August Brtje GmbH SensoTherm BSW 10 D 4,45 9,85 kW EN 14511 5,0 K

    Buderus Bosch Thermotechnik GmbH Logatherm WPS 10-1 4,77 10,40 kW EN 14511 5,0 K

    Buschbeck GmbH B2 4,88 10,22 kW EN 14511 5,0 K

    CTA AG Optiheat OH 1-11es 4,72 10,60 kW EN 14511 5,0 K

    CTC EcoHeat 310 4,46 10,04 kW EN 14511 5,0 K

    Dimplex - Glen Dimplex Deutschland GmbH SI 11 TU 4,86 10,90 kW EN 14511 5,0 K

    Ecoforest S.A. ecoGEO B1 5-22 kW 4,9 11,53 kW EN 14511 5,0 K

    ELCO GmbH AQUATOP T11C-HT 4,4 10,23 kW EN 14511 5,0 K

    Enertech GmbH - Division Giersch EcoHeat 410 4,46 10,04 kW EN 14511 5,0 K

    GDH Energy International Ltd. ECO100 4,32 10,23 kW EN 14511 5,0 K

    Gorenje, d.d. TCSV 9 4,35 9,23 kW EN 14511 5,0 K

    Hagleitner GmbH & Co KG AHWP (K) 900 S 4,6 9,20 kW EN 14511 5,0 K

    Harreither GmbH Klima Star Hybrid 12 4,54 9,96 kW EN 14511 5,0 K

    Hautec GmbH HCS-PN-42(A) R407c 4,33 10,49 kW EN 14511 5,0 K

    Heliotherm Wrmepumpentechnik

    Ges.m.b.H HP10S12W-K-BC 4,5 10,30 kW EN 14511 5,0 K

    Hoval Aktiengesellschaft Thermalia 10 4,6 10,60 kW EN 14511 5,0 K

    IDM Energiesysteme GmbH TERRA SW 10 (Complete

    HGL) 4,81 10,58 kW EN 14511 5,0 K

    IMMOSOLAR GmBH IS SW (EMS) 12 4,6 11,30 kW EN 14511 5,0 K

    IWS GmbH Thermia Diplomat (Duo)

    Optimum G3 10 4,8 10,30 kW EN 14511 5,0 K

    Junkers Bosch Thermotechnik GmbH Supraeco STM 100-1 4,73 10,40 kW EN 14511 5,0 K

    Kermi GmbH x-change WPS 10 4,42 9,31 kW EN 14511 5,0 K

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015 KNV Energietechnik GmbH TopLine 1245-10 4,53 9,64 kW EN 14511 5,0 K

    KNIG-Wrmepumpen GmbH KSEA 10 T10 4,88 10,22 kW EN 14511 5,0 K

    MasterTherm Deutschland AquaMaster AQ 26 Z 4,4 10,10 kW EN 14511 5,0 K

    MHG Heiztechnik GmbH ThermiStar S 11 E KP QP

    (Kompakt DM) 4,64 10,78 kW EN 14511 5,0 K

    NEURA GmbH S10 EuC 4,3 9,92 kW EN 14511 5,0 K

    NEWI-SOLAR GmbH Humical 10 AC 4,33 9,31 kW EN 14511 5,0 K

    NIBE Systemtechnik GmbH F 1245 - 10 4,52 9,64 kW EN 14511 5,0 K

    Novelan (ait-deutschland GmbH) HSW 10E/4 4,6 10,20 kW EN 14511 5,0 K

    OCHSNER Wrmepumpen GmbH GMSW 10 plus 4,56 10,29 kW EN 14511 5,0 K

    OERTLI-ROHLEDER Wrmetechnik GmbH WPSW 10 (HG) 4,3 9,70 kW EN 14511 5,0 K

    Orange Energy GmbH & Co. KG SW110NT 4,88 10,22 kW EN 14511 5,0 K

    PZP HEATING a.s. HP3BW 09 4,3 9,50 kW EN 14511 5,0 K

    Ratiotherm Heizung + Solartechnik GmbH &

    Co. KG WP MAX ZH09 4,5 10,45 kW EN 14511 5,0 K

    REHAU AG + Co GEO HPC 11 (C/CC) 4,7 10,60 kW EN 14511 5,0 K

    Roth Werke GmbH TerraCompact Ex 10 kW 4,6 10,20 kW EN 14511 5,0 K

    SIMAKA GmbH SIMATRON WP10 SW 4,61 9,98 kW EN 14511 5,0 K

    Stiebel Eltron GmbH & Co. KG WPC 10 / cool [neu] 5,02 10,31 kW EN 14511 5,0 K

    tecalor GmbH TTF 10 E / cool 4,5 10,03 kW EN 14511 5,0 K

    Thermia Vrme AB Danfoss AG

    Wrmepumpen Thermia Diplomat (Duo)

    Optimum G3 10 4,8 10,30 kW EN 14511 5,0 K

    ThermoSolar AG TS WP 9 S 4,6 9,20 kW EN 14511 5,0 K

    Vaillant Deutschland GmbH & Co. KG VWS 101/3 4,99 10,89 kW EN 14511 5,0 K

    Viessmann Werke GmbH & Co KG Vitocal 222-G BWT

    221.A10 4,3 10,00 kW EN 14511 5,0 K

    WATERKOTTE GmbH EcoTouch Ai1 Geo 5010.5 5,08 10,59 kW EN 14511 5,0 K

    Weider Wrmepumpen GmbH 2SW 70 eso 4,4 10,80 kW EN 14511 5,0 K

    Weishaupt - Max Weishaupt GmbH WWP S 11 IDT 5 10,90 kW EN 14511 5,0 K

    Wolf-Technik GmbH Aqua-Plus WPSE 10 4,49 10,00 kW EN 14511 5,0 K

    Zehnder Group AG ComfoBox 10 4,72 10,60 kW EN 14511 5,0 K

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

    ESPECIFICACIONS MATERIALS

    I RENDIMENTS

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

    DEMANDA ENERGTICA EDIFICI

    -250

    -200

    -150

    -100

    -50

    0

    50

    100

    150

    01/01/200200:00

    01/02/200200:00

    01/03/200200:00

    01/04/200200:00

    01/05/200200:00

    01/06/200200:00

    01/07/200200:00

    01/08/200200:00

    01/09/200200:00

    01/10/200200:00

    01/11/200200:00

    01/12/200200:00

    fred kW

    calor kW

    kW

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

    DEMANDA ENERGTICA EDIFICI

    -200

    -150

    -100

    -50

    0

    50

    100

    fred Kw

    calor kW

    kW

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

    Fins ara = VDI 4640/2,SIA 384/6, Normbrunn-07,MIS 3005,

    2009 Installation Guide IGSHPA Pub. OSU

    NOVA VDI 4640

    Ara = Guia CLIMACA, UNE 100715-1/2014+Guia IDAE 2010

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

    FACTORS CLIMTICS:

    Determina la demanda de calefacci i refrigeraci

    Temperatura mitja climtica controla la temperatura

    mitja del subsl

    Variacions en la humitat limita aplicacions de fred

    Les diferncies estiu-hivern afecten, millorant el

    sistema quan augmenta aquest contrast

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

    Andersson, O. (2011)

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

    Atles de Geotrmia de Catalunya

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

    PTIM

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

    Atles de Geotrmia de Catalunya

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

    FACTORS GEOLGICS:

    1,7 W/mK baixa < Conductivitat > 3,0 W/mK alta

    Temperatura del subsl

    Difusivitat trmica = /C

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

    Mapa de grups litolgics de Catalunya 1:250.000

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

    FACTORS HIDROGEOLGICS:

    Presncia aqfer amb aigua suficient: 1 m3/h = 4-5kW

    Qumica apropiada

    Re-injecci de laigua 6C

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

    Mapa d'rees hidrogeolgiques de Catalunya 1:250 000.

    Servei Geolgic de Catalunya, 1992

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

    2- ASPECTES MEDIAMBIENTALS:

    Reducci: Contribuci a la disminuci de les emissions de CO2

    Hidro-geolgics: Intercomunicaci entre aqfers, pous artesians.

    Geolgics: Fludificaci en sorres saturades

    Fenmens de dissoluci, a travs de falles en carbonats, sals,

    sulfats

    Recristallitzaci minerals anhidrita/guix, argiles expansives.

    Escapaments de gas (CH4,CO2,..)

    Geo-tcnics: Cavernes, contaminaci de sls

    Tcnics: Canvis locals temperatura de laigua (altres usuaris,

    qumica/microbiologia)

    Serveis afectats per la perforaci, prdua anticongelant.

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

    Banks, D. 2008

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

    Zeit (in Stunden)

    T1T2

    Wrmeeintrag

    gesteigert auf 5,32 kWWrmeeintrag 3,34 kW

    0 24 48 72 96 120 144 168 192

    20

    18

    16

    14

    12

    10

    UBeG-He

    Herford,2000:(later info: no grout, rounded gravel)

    Schwiekershausen, 2001

    Portals (Mallorca),2013

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

    Lochwiller, Pre-Norma AFNOR 2008- Actualitat

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

    SPIEZ, (CH) 1990

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

    Kamen-Bergkamen, June 2009

    Wiesbaden, November 2009

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

    Mapa de restriccions a les perforacions geotrmiques Baixa

    Saxnia (Alemanya)

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

    FACTORS ECONMICS:

    Amortitzaci en 6-7 anys

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

    3- EXEMPLE:

    0

    5

    10

    15

    20

    25

    CALDES DE MONTBUI

    T Ambient mensualmitja

    C

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

    220

    225

    230

    235

    240

    245

    250

    0

    5

    10

    15

    20

    25

    30

    35

    40

    Temperatura fluid tornada (C)

    Temperatura fluid anada (C)

    Amperatge (A)

    Pressi fluid tornada (PSIG)

    Pressi fluid anada (PSIG)

    Temperatura ambient (C)

    Tensi (V)

    C

    A

    PSIG

    V Assaig de Resposta Trmica

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

    0

    5

    10

    15

    20

    25

    T Ambient mensual mitja

    Temp mitja La Garriga 100 m T mitja 100 m de perforaci

    C

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

    0

    5

    10

    15

    20

    25

    T Ambient mensual mitja

    EWT Calculada GLD

    C

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

    0

    5

    10

    15

    20

    25

    T Ambient mensual mitja

    EWT Calculada GLD

    EWT Real

    C

    Dades facilitades per ENGIAUX Enginyeria

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

    0

    5

    10

    15

    20

    25

    30

    0

    5

    10

    15

    20

    25

    T Ambient mensual mitja

    Temp sostenible perimetreperforaci

    W/m Base

    W/m C

  • Jornada sobre exploraci i aprofitaments d'energia geotrmica de - molt-

    baixa temperatura 24 de novembre de 2015

    0

    5

    10

    15

    20

    25

    30

    0

    5

    10

    15

    20

    25

    T Ambient mensual mitja

    Temp sostenible perimetre perforaci

    Temp real permetre perforaci

    W/m Base

    C W/m

  • Jornada sobre exploraci i

    aprofitaments d'energia

    geotrmica de - molt- baixa

    temperatura 24 de novembre de

    2015

    Institut Cartogrfic i Geolgic

    de Catalunya

    Parc de Montjuc,

    E-08038 Barcelona

    412212 N, 20920 E (ETRS89)

    www.icgc.cat

    [email protected]

    twitter.com/ICGCat

    facebook.com/ICGCat

    Tel. (+34) 93 567 15 00

    Fax (+34) 93 567 15 67

    48

    Grcies per la seva atenci

    Daniel Trisant,

    Geleg Col. N5082

    http://www.icc.cat/http://www.icc.cat/