Proyecto geotermia

Universidad del Bío-Bío
Facultad de Ingeniería
Departamento de Ingeniería Mecánica

“Proyecto Sistema de Climatización Geotérmico Invierno – Verano en Talca”

“Informe final asignatura de Proyecto e instalación de equipos térmicos”

Profesor: Reinaldo Sánchez Arriagada

Alumnos: Víctor M. Aracena Pradena
Carlos P. Pérez Reyes
Profesor: Reinaldo Sánchez Arriagada

Alumnos: VíctorM. Aracena Pradena
Carlos P. Pérez Reyes

Concepción, Octubre 2011
Índice

Resumen 3
Introducción 3
Objetivo general 3
Objetivo específico 3
Grados días para Talca 3
Consumo de energía para calefaccionar en invierno 4
Consumo de energía para refrigerar en verano 5
Consumo total de energía para recinto tipo en Talca 6
Energía geotérmica 6
Tipos de sistemas geotérmicos 7Principio de funcionamiento de las bombas de calor 8
Bombas de calor geotérmicas 8
Elección de la bomba de calor geotérmica 9
Dimensionamiento y colocación de colectores geotérmicos 9
Dimensionamiento 9
Colocación 11
Cálculo del costo de energía y costo consumo de energía. 13
Configuración Colector Geotérmico 15
Colector tendido Tichelmann. 15
Cálculo del ciclo de refrigeracióninvierno 17
Cálculo del ciclo de refrigeración verano 18
Evaluación económica 19
Conclusiones 23

Resumen
En el siguiente trabajo se hará una evaluación técnica y económica del uso de la energía geotérmica de baja temperatura mediante la utilización de bombas de calor geotérmicas. La ciudad en la cual se evaluará el proyecto es Talca, Capital de la Séptima Región del Maule. Los cálculosse harán en base a los grados días de refrigeración y calefacción. Mediante la utilización de las bombas de calor geotérmicas complementaremos al colector geotérmico.
Para realizar el estudio se considerarán dos situaciones de análisis; la primera considera la instalación del sistema geotérmico de baja temperatura, mientras que en la segunda se considera la instalación de una caldera a gaslicuado.
Introducción
Objetivo general
Determinar condiciones óptimas de operación de un sistema de climatización, por piso radiante, utilizando energía Geotérmica de baja temperatura en Talca.
Objetivo específico
De acuerdo a las condiciones medio ambientales de Talca dimensionar y elegir: el colector geotérmico, bomba de calor geotérmica, bombas de impulsión de los circuitos de agua, evaluaciónde costos de instalación y evaluación económica de las situaciones planteadas anteriormente.
Grados días para Talca

MES | GD refrigeración | GD calefacción | Temperatura Media [ºC] |
Enero | 77,8 | 32,1 | 17,0 |
Febrero | 56,1 | 38,3 | 16,2 |
Marzo | 32,2 | 74,0 | 13,8 |
Abril | 5,0 | 132,7 | 11,2 |
Mayo | 0,8 | 190,2 | 9,4 |
Junio | 0,0 | 245,2 | 7,4 |
Julio | 0,0| 259,1 | 7,0 |
Agosto | 0,1 | 230,8 | 7,7 |
Septiembre | 0,6 | 179,3 | 9,2 |
Octubre | 9,7 | 122,1 | 11,4 |
Noviembre | 23,4 | 72,2 | 13,9 |
Diciembre | 62,0 | 42,9 | 16,2 |
Total | 267,7 | 1.618,9 | 11,7 |

Para la evaluación utilizamos los datos que fueron entregados por el profesor para las diferentes zonas; en nuestro caso para Talca latitud -35.43° y longitud -71.66°.Requerimientos energéticos para problema tipo que demanda climatización por piso radiante. Se considerará un recinto de 800 m2 de 3 m de altura utilizando el Gadm según norma.
Consumo de energía para calefaccionar en invierno
La demanda energética para calefaccionar se calculó en base a los meses comprendidos entre Abril y Septiembre, de manera que al sumar estos meses obtenemos la demanda energéticasemestral.
Qcalefaccionar=QmeskWhsemestral (1)
En que:
Qmes=Gadm∙Srecinto∙h∙t*f*GDcalefacción1000kWhmes (2)
Donde:
Gadm .
Srecinto Superficie del recinto [m²].
h Altura del recinto [m].
t Horas del día [hrs].
f Factor de operación [%].
GDcalefacción Grados días de calefacción [°C].

MES | Consumo energía mes [kW-h/mes] |
Abril |...