Diseño de un sistema de climatización y ACS basado en fuentes renovables para 2 000 m2 de aulas ubicadas en 6 unidades de un instituto de educación secundaria en Vinaròs (Castellón)

Abstract

[ES] El presente proyecto desarrolla los estudios técnico y económico de una instalación de calefacción y ACS, en un edificio destinado a educación, localizado en la provincia de Castellón. El objetivo del mismo es emplear los recursos renovables disponibles en la zona, con el fin de cubrir su demanda térmica íntegra. Se empleará un sistema de climatización de 9 000 metros de suelo radiante/refrescante cuya generación de calor/frío recaerá en una instalación geotérmica. Esta se regirá por una bomba de calor geotérmica reversible de 275/262 kW. En cuanto a la demanda de ACS, se proporcionará mediante una instalación solar térmica, a través de 18 módulos solares, y con apoyo de una caldera de biomasa de 150 kW.

Para poder dimensionar la instalación, inicialmente se realizará un estudio de las cargas térmicas del edificio mediante el software de simulación CypeCAD Mep. Estas se contemplarán como la demanda térmica a cubrir una vez obtenidas. A continuación, por un lado, tras especificar la demanda en ACS, se evaluará la potencia solar térmica necesaria a instalar; más tarde se empleará el software CHEQ4 para evaluar la capacidad del sistema respecto a la legislación. Además, se dimensionará la caldera de biomasa necesaria para asegurar la producción de ACS. Por otro lado, se analizará geofísicamente la parcela, con el fin de sopesar y diseñar el sistema geotérmico de calefacción, mediante suelo radiante más eficiente. Evaluando así, con una simulación informática, mediante CypeCAD Mep, y el consiguiente certificado energético, su viabilidad técnica y legislativa.

Por último, se realizará el estudio económico asociado a la instalación, con subdivisiones referenciadas a cada uno de los recursos renovables, de donde se obtendrá un presupuesto final de 801 649,69€. Finalmente, se determinará la rentabilidad del proyecto, cuyo retorno se encuentra sobre los 15 años. Materializando así, la capacidad de las energías renovables para con grandes instalaciones.

[EN] This project develops the technical and economic studies of a heating and DHW installation, in a building for education, located in the province of Castellón. Its objective is to use the renewable resources available in the area, in order to cover its whole thermal demand. A climate control system of 9 000 meters of radiant/cooling soil will be used, whose generation of heat/cold will fall on a geothermal installation. This will be governed by a reversible geothermal heat pump of 175/162 kW. Regarding the demand for ACS, it will be provided through a thermal solar installation, using 18 solar modules, and with the support of a 150 kW biomass boiler.

In order to size the installation, a study of the thermal loads of the building will initially be conducted using the CypeCAD Mep simulation software. These will be considered as the thermal demand to be covered once obtained. Furthermore, on the one hand, after specifying the demand in ACS, the necessary thermal solar power to be installed will be evaluated; later, the CHEQ4 software will be used to evaluate the system's capacity with respect to the legislation. In addition, the biomass boiler necessary to ensure ACS production will be dimensioned. On the other hand, the plot will be geophysically analyzed, in order to weigh and design the geothermal heating system, using more efficient underfloor heating. Evaluating, with a computer simulation, using CypeCAD Mep, and the subsequent energy certificate, its technical and legislative feasibility.

Finally, the economic study associated with the installation will be conducted, with subdivisions referenced to each of the renewable resources, from which a final budget of 801,649.69€ will be obtained. Finally, the profitability of the project will be determined, whose return is over 15 years. Thus materializing, the capacity of renewable energy for large installations.

[CA] El present projecte desenvolupa els estudis tècnic i econòmic d'una instal·lació de calefacció i ACS, en un edifici destinat a educació, localitzat a la província de Castelló. L'objectiu de la mateixa és emprar els recursos renovables disponibles a la zona, per tal de cobrir la seva demanda tèrmica íntegra. S'emprarà un sistema de climatització de 9 000 metres de sòl radiant /refrescant, la generació de calor/fred del qual recaurà en una instal·lació geotèrmica. Aquesta es regirà per una bomba de calor geotèrmica reversible de 175/162 kW. Pel que fa a la demanda d'ACS, es proporcionarà mitjançant una instal·lació solar tèrmica, a través de 18 mòduls solars, i amb suport d'una caldera de biomassa de 150 kW. Per poder dimensionar la instal·lació, inicialment es realitzarà un estudi de les càrregues tèrmiques de l'edifici mitjançant el programa de simulació CypeCAD Mep. Aquestes es contemplaran com la demanda tèrmica a cobrir un cop obtingudes. A continuació, d'una banda, després d'especificar la demanda en ACS, s'avaluarà la potència solar tèrmica necessària a instal·lar; més tard es farà servir el programa CHEQ4 per avaluar la capacitat de sistema respecte a la legislació. A més, es dimensionarà la caldera de biomassa necessària per assegurar la producció d'ACS. D'altra banda, s'analitzarà geofísicament la parcel·la, per tal de sospesar i dissenyar el sistema geotèrmic de calefacció, mitjançant sòl radiant més eficient. Avaluant així, amb una simulació informàtica, mitjançant CypeCAD Mep, i el consegüent certificat energètic, la seva viabilitat tècnica i legislativa. Finalment, es realitzarà l'estudi econòmic associat a la instal·lació, amb subdivisions referenciades a cada un dels recursos renovables, d'on s'obtindrà un pressupost final de 801 649,69 €. Finalment, s'ha de determinar la rendibilitat del projecte, el retorn es troba sobre els 15 anys. Materialitzant així, la capacitat de les energies renovables enfront grans instal·lacions.