Análisis energético de un sistema de calefacción y refrigeración urbano basado en un sistema de recuperación de calor de aguas residuales

Abstract

[ES] En el presente trabajo de tesis se ha analizado la implementación de un sistema energético urbano con una importante contribución de las aguas residuales a través de una bomba de calor de compresión de vapor en el Distrito IV de la ciudad de Budapest, en el marco del proyecto europeo Heat4Cool que propone soluciones innovadoras, eficientes y rentables para la retroadaptación de sistemas HVAC. En primer lugar, se ha realizado una descripción general de la situación actual y la evolución histórica de los sistemas energéticos urbanos, la utilización del agua residual y las bombas de calor de compresión de vapor. En segundo lugar, se ha analizado el clima de Budapest, para comprender las condiciones que enfrenta el proyecto. Los edificios considerados para los sistemas energético urbano se han definido y modelado con el software TRNsys para poder definir las necesidades energéticas a través de simulaciones dinámicas. El sistema energético compuesto por intercambiador de calor de aguas residuales y bomba de calor se ha estudiado y calculado en las condiciones consideradas. Los resultados finales se compararon con dos sistemas energéticos diferentes, una bomba de calor de fuente de aire y una caldera de condensación con enfriador. Los resultados mostraron una reducción del 39% y 40% respectivamente en el costo anual de energía de los tres edificios

[EN] In the present thesis-work it has been analyzed the implementation of a district energy system with an important contribution of the sewage water through a vapour compression heat pump in the District IV of the city of Budapest, under the frame of the European project Heat4Cool which proposes an innovative, efficient and cost-effective solutions for the retrofit of HVAC systems. First, it has been made an overview of the current situation and the historical evolution of the district energy systems, the sewage water utilization and vapor compression heat pumps. Secondly it has been analyzed the climate of Budapest, to understand the conditions faced in the project. The buildings considered for the district energy systems have been defined and modelled with the software TRNsys in order to be able to define the energy needs through dynamic simulations. The energy system composed of sewage water heat exchanger and heat pump have been studied and calculated under the considered conditions. The final results have been compared with two different energy systems, air source heat pump and condensing boiler with chiller. The results showed a reduction of the 39% and 40% respectively in the annual energy cost of the three buildings.