Aprovechamiento del agua de mina: geotermia - Inicio · Entrada agua de mina (19ºC) ... Aporte de...
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Aprovechamiento del agua de mina: geotermia
UN PROBLEMA: EL AGUA BOMBEADA DE LA MINA
PROPUESTA: CONVERTIR EL PROBLEMA EN UN RECURSO
IDEA: UTILIZACIÓN COMO RECURSO GEOTERMICO
SOLUCIÓN: PROYECTOS OPERATIVOS DE GEOTERMIA
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APROVECHAMIENTO DEL AGUA DE MINA: GEOTERMIA
PROBLEMÁTICA DEL AGUA DE MINA
Las minas de carbón alteran la permeabilidad natural del suelo
La actividad minera altera la permeabilidad del subsuelo
El agua se infiltra a través de fracturas y subsidencias
El agua debe ser bombeada de forma continua para evitar riesgos
PROBLEMÁTICA DEL AGUA DE MINA
PROBLEMÁTICA DEL AGUA DE MINA
Las minas de carbón actúan como un gran embalse subterráneo: 80Mm3
73 pozos de mina y 300 minas de montaña
7.300 km de galerías
Bombeo de 30Mm3 de agua anuales
En 200 años
PROBLEMÁTICA DEL AGUA DE MINA
Condiciones del agua bombeada
Sin contenido importante en metales
Conductividad media 960 µS/cm
pH próximo a 7.4
Bicarbonatadas / cálcicas
Temperatura uniforme
POZO POLIO
0
5
10
15
20
25
30
17-f eb-03 23-jun-04 1-oct -04 17-dic-04 16-mar-05 22-jun-05 16-set -05 21-dic-05 16-mar-06 15-jun-06 14-dic-06 22-mar-07
TEMPERATURA AIRE TEMPERATURA AGUA
PROPUESTA: QUE PODEMOS HACER
Aprovechamiento para consumo humano
Geotermia de baja entalpia
El agua bombeada sale a una temperatura casi constante Que va desde los 17ºC en el Pozo Carrio hasta los 23ºC del pozo Barredo Esta temperatura la hace adecuada para su aprovechamiento en calefacción y refrigeración con la tecnología de la bomba de calor
GEOTERMIA DE BAJA ENTALPIA
Hospital Vital Alvarez Buylla de Mieres
Centro Investigación de la Universidad de Oviedo
Qué es una bomba de calor?
GEOTERMIA DE BAJA ENTALPIA
Salida agua calefacción (45ºC)
Aporte de trabajo
(ENCHUFE A RED)
Entrada de aire de la habitación (17ºC)
Salida aire recalentado a la habitación (22ºC)
Salida de aire refrigerado (7ºC)
Entrada de aire a refrigerar (12ºC)
Salida agua de mina (14ºC)
Entrada agua de mina (19ºC)
Entrada agua calefacción (40ºC)
Aporte de trabajo
Balance energético de una bomba de calor.
GEOTERMIA DE BAJA ENTALPIA
1W
Q1
W
QW
W
QCOP
2-3
1-2
2-3
1-22-3
2-3
3-4
Q4-3 : cantidad de calor generado
W3-2: energía suministrada para operar la bomba
Q2-1 : cantidad de calor extraída del agua de mina
ENERGIA LIMPIA. Alto porcentaje de energía renovable. Importante reducción de Emisiones de CO2 Uso no consuntivo del agua. No hay contaminación, solo cambio de temperatura. No hay chimeneas. No hay torres de refrigeración
EVALUACIÓN DEL POTENCIAL TÉRMICO
ENERGÍA AUTOCTONA. Seguridad energética. Recurso local. El proyecto del Hospital de Mieres permite ahorrar 300.000€/año en compra de gas. Empleo Local.
COSTE MÍNIMO DEL CICLO DE VIDA. Sistema Fiable y Robusto. Bajo coste de mantenimiento Alto Rendimiento. Bajo coste de operación
Acondicionamiento en el Pozo Barredo: tapón, tubería y bombas
PROYECTO CLIMATIZACIÓN CENTRO INVESTIGACIÓN
(+20,00)
(+180,00)
(+220,00)
Transporte de agua de mina al edificio del Centro de Investigación
PROYECTO CLIMATIZACIÓN CENTRO INVESTIGACIÓN
Desagüe
Polipropileno 4”
Polipropileno 6”
Obra en el interior del edificio (2 bombas de 352kW)
PROYECTO CLIMATIZACIÓN CENTRO INVESTIGACIÓN
Esquema básico de funcionamiento
PROYECTO CLIMATIZACIÓN CENTRO INVESTIGACIÓN
Salida agua calefacción (caliente)
Aporte de trabajo
Salida agua de mina (fría)
Entrada agua de mina (caliente)
Circuito cerrado de agua limpia (caliente)
Circuito cerrado de agua limpia (fría) Entrada agua calefacción (fría)
Parámetros de funcionamiento
PROYECTO CLIMATIZACIÓN CENTRO INVESTIGACIÓN
Bomba de calor 2*352 kW
50ºC-45ºC
7ºC-12ºC
Refrigeración
Centro de
Investigación
Caldera auxiliar
Agua de
mina
45ºC 7ºC 9ºC
19ºC
14ºC
12ºC
Funcionamiento ocasional en
invierno
7ºC 12ºC 45ºC 7ºC 12ºC 48ºC
24ºC
19ºC
45ºC
Invierno Entretiempo Verano
50ºC 50ºC 50ºC Calefacción
Centro de
Investigación
Parámetros de funcionamiento
PROYECTO CLIMATIZACIÓN CENTRO INVESTIGACIÓN
Números del proyecto:
PROYECTO CLIMATIZACIÓN CENTRO INVESTIGACIÓN
Consumo energético:
Energía térmica suministrada desde 01-11-2014 (kwht) 235.145
Consumo eléctrico desde 01-11-2014 (kwhe) 59.030
Reducción de emisiones:
Emisiones de CO2 sistema convencional desde 01-11-2014 (t) 77,46
Emisiones de CO2 desde 01-11-2014 empleando geotermia (t) 23,55
Ahorro CO2 total 70%
Ahorro económico: 20%
*IDAE.-FACTORES DE EMISION DE CO2 Y COEFICIENTES DE PASO A ENERGIA PRIMARIA DE DIFERENTES FUENTES DE ENERGIA FINAL CONSUMIDAS EN EL SECTOR EDIFICIOS EN ESPANA – 2014
Acondicionamiento en el Pozo Barredo: intercambiador, bombeo en circulación, etc
PROYECTO CLIMATIZACIÓN HOSPITAL DE MIERES
Sistema bombas recirculación: 2+1 55 Kw
260 m3/h 55 mca
Intercambiador de 3,5MW de potencia.
Temperaturas en invierno Agua de mina : 23ºC retorna a 13,9ºC
Agua del intercambiador: de 12ºC sube a 19ºC
Temperaturas en verano Agua de mina : 25ºC retorna a 32,8ºC
Agua del intercambiador: de 34ºC baja a 28,2ºC
Transporte de calor: circuito cerrado de pvc y 400mm diámetro exterior, 2km.
PROYECTO CLIMATIZACIÓN HOSPITAL DE MIERES
Tubería Polietileno PE-100 Øext: 400 mm Øint: 352 mm PN 10 bar Pérdida de Tª max: 0,15 ºC
Instalación en el Pozo Barredo
PROYECTO CLIMATIZACIÓN HOSPITAL DE MIERES
Funcionamiento del sistema en invierno.
PROYECTO CLIMATIZACIÓN HOSPITAL DE MIERES
1.298 KW
Potencia calorífica
2 * 1.509 KW
COP: 5,54
COP: 4,87
Agua limpia
46ºC
40ºC
19ºC
12ºC
46ºC
12ºC
7ºC
Al Circuito de Calefacción
Circuito Refrigeración
Funcionamiento del sistema en verano.
PROYECTO CLIMATIZACIÓN HOSPITAL DE MIERES
Potencia calorífica
2 * 1.141,4 KW
COP: 5,94
COP: 3,9
7ºC
12ºC
34ºC
28ºC 46ºC
40ºC
12ºC
7ºC
1.037 KW
Al Circuito de Refrigeración
Agua limpia
Circuito Calefacción
Números del proyecto:
PROYECTO CLIMATIZACIÓN HOSPITAL MIERES
Consumo energético:
Reducción de emisiones:
Ahorro económico: 10%
*IDAE.-FACTORES DE EMISION DE CO2 Y COEFICIENTES DE PASO A ENERGIA PRIMARIA DE DIFERENTES FUENTES DE ENERGIA FINAL CONSUMIDAS EN EL SECTOR EDIFICIOS EN ESPANA – 2014
Consumo energético total previsto anual (kwh/año) 7.173.376
Consumo energético total anual empleando geotermia (kwh/año) 2.711.442
Ahorro energético total 62%
Emisiones de CO2 total previsto anual (t/año) 1.488
Emisiones de CO2 total anual empleando geotermia (t/año) 484
Ahorro CO2 total 67,5%
Números del proyecto:
PROYECTO CLIMATIZACIÓN HOSPITAL MIERES
Números del proyecto:
PROYECTO CLIMATIZACIÓN HOSPITAL MIERES