Análisis energético, económico y medioambiental de diferentes sistemas de calefacción con recuperación de calor en supermercados

Abstract

[ES] El presente trabajo tiene como objetivo el análisis de diferentes sistemas de calefacción en supermercados aprovechando parte del calor residual del sistema de refrigeración con CO2. El análisis de los diferentes sistemas planteados se compara con una instalación con caldera de gas natural como caso base, por ser este sistema el más habitual en las intalaciones. El análisis tiene en cuenta tanto el consumo energético de las alternativas planteadas, como las emisiones asociadas y el coste económico de operación de cada opción. El estudio se realizará para tres zonas climáticas de España. La demanda de calefacción del edificio se calculará con el programa DesignBuilder, que utiliza el EnergyPlus como motor de cálculo. El supermercado analizado tiene una superficie alrededor de 1500 m2 . El proyecto requiere estudiar los diferentes sistemas de climatización planteados como alternativa a la caldera de gas natural, así como analizar el sistema de recuperación instalado para la recuperación de energía del sistema de refrigeración por CO2. Los sistemas alternativos son el uso de bomba de calor con y sin depósito de acumulación en la recuperación; y producción de calor modificando las condiciones de funcionamiento del propio sistema de refrigeración de CO2.

[EN] The aim of this work is to analyse different heating systems in supermarkets using part of the waste heat from the CO2 refrigeration system. The analysis of the different systems proposed is compared with an installation with a natural gas boiler as the base case, as this is the most common system in the installations. The analysis takes into account both the energy consumption of the alternatives proposed, as well as the associated emissions and the economic cost of operation of each option. The study will be carried out for three climatic zones in Spain. The heating demand of the building will be calculated with the DesignBuilder programme, which uses EnergyPlus as the calculation engine. The analysed supermarket has a surface area of about 1500 m2. The project requires studying the different air conditioning systems proposed as an alternative to the natural gas boiler, as well as analysing the recovery system installed for energy recovery from the CO2 refrigeration system. The alternative systems are the use of heat pump with and without storage tank in the recovery; and heat production by modifying the operating conditions of the CO2 cooling system itself.

[CA] El present treball té com a objectiu l'anàlisi de diferents sistemes de calefacció en supermercats aprofitant part de la calor residual del sistema de refrigeració amb CO₂. L'anàlisi dels diferents sistemes plantejats es compara amb una instal·lació amb caldera de gas natural com a cas basi, per ser aquest sistema el més habitual en les instal·lacions. L’análisi té en compte tant el consum energètic de les alternatives plantejades, com les emssions associades i el cost econòmic d’operació de cada opció. L’estudi es realitza per a tres zones climàtiques d’Espanya. La demanda de calefacció de l’edifici es calcularà amb el programa DesignBuilder, que utilitza el EnergyPlus com a motor de càlcul. El supermercat analitzat té una superfície al voltant de 1500 m2 . El projecte requereix estudiar els diferents sistemes de climatització plantejats com a alternativa a la caldera de gas natural, així com analitzar el sistema de recuperació instal·lat per a la recuperació d'energia del sistema de refrigeració per CO₂. Els sistemes alternatius són l'ús de bomba de calor amb i sense dipòsit d'acumulació en la recuperació; i producció de calor modificant les condicions de funcionament del propi sistema de refrigeració de CO₂.