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UNIVERSIDAD DE JAÉN Escuela Politécnica Superior de Linares

Trabajo Fin de Grado

______

ESTUDIO ENERGÉTICO Y

ECONÓMICO COMPARATIVO PARA

LA CLIMATIZACIÓN DEL EDIFICIO

AULARIO DE LA EPSL MEDIANTE

BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA

Alumno: Carlos José López Tejera

Tutor: Prof. D. David Vera Candeas Depto.: Ingeniería Eléctrica

Febrero, 2019

I

I

RESUMEN

La politécnica Científica-Tecnológica de Linares, Universidad de Jaén, situada en

Linares(Jaén), promueve a sus alumnos durante la docencia, el compromiso y los grandes

retos a los que nos enfrentamos en el futuro con el medio ambiente y la eficiencia

energética con las nuevas tecnologías, con ello se pretende buscar un ahorro económico

haciendo uso de las energías disponibles gratuitamente en el planeta, además de ahorrar

en los excesivos consumos y costes de gasoil o electricidad para fines térmicos, estos

contribuyen al cambio climático, producido en parte por las emisiones de efecto

invernadero.

El objetivo del presente TFG consiste en el Estudio Tecno-Económico necesario

para simular el cambio de la actual enfriadora por agua caliente para la climatización del

Aulario por una bomba de calor geotérmica conectada a un intercambiador de sondas

verticales de 100 metros de profundidad.

A continuación, se realizará el estudio económico estimado de amortización,

teniendo en cuenta las actuales primas económicas que proporciona la Junta de Andalucía

por implementar tecnologías que aprovechan las energías renovables.

Para finalizar, la universidad dispondrá de una información clara y justificada que

les permitirá en el futuro tomar decisiones para sustituir el actual sistema de climatización.

II

ABSTRACT

The Scientific-Technological Polytechnic of Linares, University of Jaén, located in

Linares (Jaén), promotes its students during teaching, commitment and the great

challenges that we face in the future with the environment and energy efficiency with new

technologies, with this aim to seek economic savings by making use of the energies freely

available on the planet, in addition to saving on excessive consumption and costs of diesel

or electricity for thermal purposes, these contribute to climate change, produced in part by

greenhouse emissions.

The objective of this TFG consists of the Techno-Economic Study necessary to

simulate the change of the current hot water chiller for the air conditioning of the Aulario by

a geothermal heat pump connected to a vertical probes exchanger 100 meters deep.

Then we will economic study of amortization will be carried out, taking into account

the current economic premiums provided by the Junta de Andalucía for implementing

technologies that take advantage of renewable energies.

Finally, the university will have clear and justified information that will allow them to

make decisions in the future to replace the current air conditioning system.

III

IV

CONTENIDO RESUMEN ............................................................................................................. I

ABSTRACT ........................................................................................................ II

ÍNDICE DE FIGURAS ......................................................................................... VII

ÍNDICE DE TABLAS ........................................................................................... VIII

ÍNDICE DE GRÁFICAS ......................................................................................... X

CAPÍTULO I: INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS ..................................................... 1

1.1 Resumen del trabajo presentado ............................................................. 1

1.2 Objetivos del proyecto .............................................................................. 1

1.3 Antecedentes ........................................................................................... 2

1.4 Justificación ............................................................................................. 4

1.5 Definición de la Energía Geotérmica .......................................................... 5

1.6 Evolución de la temperatura con la profundidad ......................................... 5

1.7 Recursos y yacimientos geotérmicos ......................................................... 6

1.8 Clasificación de los yacimientos geotérmicos ............................................. 7

1.8.1 Yacimientos de alta entalpía ................................................................ 7

1.8.2 Yacimientos de media entalpía ............................................................ 7

1.8.3 Yacimientos de baja entalpía ............................................................... 7

1.8.4 Yacimientos de muy baja entalpía ....................................................... 7

1.9 Aplicaciones de la energía geotérmica ....................................................... 9

1.9.1 Usos .................................................................................................... 9

CAPÍTULO II: MATERIALES Y MÉTODOS ..........................................................12

2.1 Descripción del aulario ..............................................................................12

2.1.1 Localización ........................................................................................12

2.1.2 Plano aulario ......................................................................................13

2.1.3 Condición Climatológica .......................................................................13

2.1.4 Condición geológica adyacentes ........................................................14

2.2 Sistema actual de climatización ................................................................14

2.2.1 Descripción del sistema de climatización del aulario ..........................14

V

2.2.2 Potencia frigorífica / térmicas de las máquinas ...................................17

2.3 Monitorización y medida del consumo eléctrico del aulario .......................18

2.3.1 Instrumentación ..................................................................................18

2.4 Cargas térmicas ..........................................................................................19

2.4.1 Condiciones de diseño .........................................................................20

2.4.2 Cálculo de la transmitancia térmica de los cerramientos ......................21

2.4.3 Cargas térmicas ...................................................................................29

2.5 Estudio de la Bomba de calor geotérmica .................................................34

CAPÍTULO III: RESULTADO Y DISCURSIÓN .....................................................46

3.1 Cálculo del consumo con Bomba de calor no geotérmica .........................46

3.1.1 Cálculo de la potencia eléctrica de la enfriadora de agua caliente ......46

3.1.2 Tarifa 3.1A ..........................................................................................46

3.1.3 Horario de Consumos por meses y periodos ......................................47

3.1.4 Consumos eléctricos en la bomba aire-agua ......................................48

3.2 Cálculo del consumo con Bomba de calor geotérmica ..............................51

3.3 Estudio Tecno-Económico ........................................................................54

3.3.1 Coste de la Bomba geotérmica ...........................................................54

3.3.2 Coste de la Obra civil..........................................................................55

3.3.3 Resumen presupuesto de la bomba de calor geotérmica ...................55

3.3.4 Subvención .........................................................................................55

3.4 Amortización .............................................................................................56

3.5 Discusión y propuestas finales ..................................................................57

CAPÍTULO IV: Conclusiones ................................................................................58

4.1 Conclusiones ............................................................................................58

CAPÍTULO V: Anexos ..........................................................................................59

5.1 Anexos ......................................................................................................59

5.1.1 Anexo A: Listado completo de cargas térmicas ....................................59

5.1.2 Anexo B: Características técnicas de la Bomba VAILLANT VWW/2 .....89

5.1.3 Anexo C: Tarifa Bomba geotérmica ......................................................93

VI

5.1.4 Anexo D: Características técnicas Sondas geotérmicas .......................94

5.1.5 Anexo E: Peajes eléctricos en Tarifa 3.1A ............................................96

5.1.6 Anexo F: Fotografías de las salas de maquinaria y compresor .............97

5.2 Esquema unifilar ..................................................................................... 100

5.3 Planos ..................................................................................................... 103

CAPITULO VI: Referencias bibliográficas ........................................................... 108

6.1 Bibliografía ................................................................................................ 108

VII

ÍNDICE DE FIGURAS

CAPITULO I:

Figura 1.1 Sede EUIPO,Alicante…………………...…….………………….…………………..2

Figura 1.2 Edificio de viviendas, Manresa………………………………….………………..….3

Figura 1.3 Feria de Madrid(IFEMA),2017………………………….……………………..……..3

Figura 1.4 Esquema de funcionamiento de la bomba de calor geotérmica………………….5

Figura 1.5 Variación de la temperatura de la Tierra en función de la profundidad a lo largo de un año……………………………………………………………………………………………5

Figura 1.6 Tipos de explotación geotérmica …………………………………….………….…..8

Figura 1.7 Partes de una central Geotérmica…………………………………..……………….9

Figura 1.8 Uso de red geotérmica con sonda vertical para climatización…………….……..11

CAPITULO II:

Figura 2.1 Situación y Vista aérea Universidad………………………………………………..12

Figura 2.2 Plano aéreo del Aulario………….……..……………………………...……………13

Figura 2.3 Resumen del Clima en Linares……….……………….…………………..….……13

Figura 2.4 Fan Coil tipo cassette………………………………..………………..……….……14

Figura 2.5 Esquema básico sistema Fan Coil…………………………………………….……16

Figura 2.6 Bandeja de condensados (Fan Coil)…………………...…………..……….……..17

Figura 2.7 Tabla características enfriadora……………..…….………………...……….…….18

Figura 2.8 Resistencias térmicas superficiales de cerramientos en contacto con aire exterior

m2*K/W …………………………………………………………………………………………....24

Figura 2.9 Valores límite transmisión térmica zona climatica C4………………….………..29

Figura 2.10 Modelado 3D de programa CYPE………………………….….. ………………..33

Figura 2.11 Configuración Tubos en Vertical………………………………..….……….….…36

Figura 2.12 Pie de Sonda escogida……..………….……………………………….….………38

Figura 2.13 Mapa geológico de Linares……………………………………..…………………42

VIII

ÍNDICE DE TABLAS

CAPITULO I:

Tabla 1.1 Usos más importantes de la geotermia según temperaturas……………………10

CAPITULO II:

Tabla 2.1 Condiciones interiores según RITE…………………………………………………20

Tabla 2.2 Zonas climáticas………………………………………………………………………22

Tabla 2.3 Justificación del cumplimiento de los valores límite de CTE……..………………29

Tabla 2.4 Cargas totales refrigeración……………………….…………………………………33

Tabla 2.5 Potencia calorífica / Frigorífica de la bomba VAILLANT………….………………35

Tabla 2.6 Propiedades físicas de los fluidos……………………………………..…………….35

Tabla 2.7 Condiciones climáticas exteriores de proyecto……………...……………………..39

Tabla 2.8 Valores de conductividad y capacidad térmica para distintos tipos de

materiales...........................................................................................................................42

Tabla 2.9 Horario de utilización de la refrigeración……………………………………...……43

CAPITULO III:

Tabla 3.1 Precio tarifa 3.1A……………………………………………………………………...47

Tabla 3.2 Horario de invierno……………………………………………………………………47

Tabla 3.3 Horario de verano……………………………………………………………………..47

Tabla 3.4 Horario de funcionamiento estimado……………………………….……………….47

Tabla 3.5 Coste energía eléctrica Mayo……………………………………………..…………48

Tabla 3.6 Coste total Mayo………….….…………………………………………...…………..48

Tabla 3.7 Coste energía eléctrica Junio…………………………….………………………….49

Tabla 3.8 Coste total Junio…………………...………………………………………………….49

Tabla 3.9 Coste energía eléctrica Julio…………………..…………………………………….49

Tabla 3.10 Coste total Julio……………………..…………..………….………………………..50

Tabla 3.11 Coste energía eléctrica Septiembre……………………………………………….50


Tabla 3.13 Coste energía eléctrica Mayo………………………………………………………51

Tabla 3.14 Coste total Mayo…………………………………………………………………….51

Tabla 3.15 Coste energía eléctrica Junio…………………………..………………………….52

Tabla 3.16 Coste total Junio……………………..……………………………………………...52

Tabla 3.17 Coste energía eléctrica Julio…………………………………...…………………..52

IX

Tabla 3.18 Coste total Julio……………………………………………………………………...53


Tabla 3.20 Coste total Septiembre……………………………………………………….……..53

Tabla 3.21 Coste bomba geotérmica………………………………………………….………..54

Tabla 3.22 Coste Sonda RAUGEO PE-Xa……………………………………….……………54

Tabla 3.23 Coste perforación……………………………………………………………………55

Tabla 3.24 Coste total por ejecución……………………………………………………………55

Tabla 3.25 Amortización…………………………………………………………………………56

X

ÍNDICE DE GRÁFICAS

CAPITULO III:

Gráfica 3.1 Amortización…………………………………………………………………………57

XI

1

CAPÍTULO I: INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS

1.1 Resumen del trabajo presentado

Actualmente el aulario del Campus Científico Tecnológico de Linares (Universidad

de Jaén) está climatizado mediante un sistema eléctrico por ventiloconvectores (fan-coil),

los cuales pueden suministrar calefacción o refrigeración, siendo un sistema de gran

versatilidad y eficiencia, pero no utiliza ninguna energía renovable.

Estos sistemas pueden basar su funcionamiento en el principio de la bomba de calor

o en cualquier otra tecnología, por lo que son fácilmente integrables en sistemas basados

en energías renovables.

En la actualidad son muchos los casos de instalaciones con ventiloconvectores que

se sirven de una red geotérmica, la cual genera frio o calor necesario para calentar o enfriar

los circuitos.

El presente TFG consistirá en el estudio Tecno-Económico necesario para la

sustitución del actual sistema de climatización por fan-coil mediante una enfriadora de agua

caliente a un sistema por fan-coil mediante bomba de calor apoyada en una red geotérmica.

Este nuevo sistema que complementa al actual ayudará a disminuir las emisiones

de efecto invernadero, así como los consumos energéticos para fines térmicos, mejorando

el medio ambiente y consiguiendo el ahorro económico.

Para concluir, la Universidad de Jaén dispondrá de toda la información que se

expone en este estudio para que, en futuras mejoras del sistema de climatización, se opte

o no por la climatización geotérmica.

1.2 Objetivos del proyecto

El objetivo de este proyecto consiste en la adecuación del actual sistema de

climatización por bomba de calor de gran eficiencia por un sistema de bomba de calor por

red geotérmica.

Para la realización de este estudio, se harán las siguientes actuaciones:

Definición de la energía geotérmica.

Características de le geotérmia.

Tipos de yacimientos geotérmicos.

Aplicaciones de la energía geotérmica.

Cálculo de cargas térmicas.

Medición del consumo energético en la sala de maquinaria.

2

Análisis del consumo.

Dimensionado de la bomba de calor geotérmica.

Comparativa de ambas bombas de calor en modo refrigeración.

Amortización del nuevo sistema de climatización.

Elección del sistema.

Conclusión.

1.3 Antecedentes

La geotermia es un recurso cada vez más habitual en la climatización, en España

no es aún muy popular, incluso hace una década era casi desconocida a nivel residencial,

pero arroja unos datos que permiten pensar que se consolidara en un futuro cercano como

una alternativa en viviendas de nueva construcción o rehabilitación energética.

A continuación, nombraremos algunos ejemplos de edificios que tenemos en

España climatizados por energía geotérmica:

1. Sede EUIPO, Alicante 2016. Nombrado como el edificio más sostenible de

España, climatización de 36000 m2, necesito la ejecución de un sistema

cerrado de captación vertical de 80 metros de profundidad y 120

perforaciones, desarrollando una potencia de 300kW.

Figura 1.1 Sede EUIPO, Alicante

3

2. Edificio de viviendas en Manresa,2016. Este edificio de viviendas en la

comarca de Bages, concretamente en su capital Manresa, se realizó una

instalación con bombas de calor geotérmicas en cascada, se consiguió

climatizar 14 viviendas dando servicio de refrigeración activa, agua caliente

sanitaria y calefacción.

Figura 1.2 Edificio de viviendas, Manresa

En este caso, la instalación geotérmica fue elegida a posteriori para combinar el

recurso geotérmico con la instalación existente, mejorando la sostenibilidad y eficiencia.

3. Feria de Madrid (IFEMA), Madrid 2017. Este proyecto se hizo a través de

40 Sondeos geotérmicos de hasta 150 metros conectados a una nueva

bomba de calor que generan 355 kW de potencia térmica, combinada con

la instalación existente y estableciendo un funcionamiento casi continuo

supone un ahorro anual de 40.000 €.

Figura 1.3 Feria de Madrid(IFEMA),2017

4

1.4 Justificación

El calor que se encuentra en el interior del planeta es una energía duradera. A

diferencia de las energías eólica y solar, es constante e independiente de las estaciones

del año o condiciones climatológicas.

Actualmente existen unas 20 centrales geotérmicas, con una potencia que va desde

unos pocos megavatios hasta 500 MW y una producción total de 1.5 GW solo se puede

aprovechar la energía geotérmica cuando está relativamente cerca de la superficie de la

tierra, que es lo que suele ocurrir en las regiones en las cuales es frecuente la actividad

sísmica.

Entre los países donde se explota actualmente la energía geotérmica cabe citar los

siguientes: E.E.U.U., Nueva Zelandia, Japón, El Salvador, México, Filipinas, Islandia,

Italia, Francia y Hungría. Estos dos últimos países utilizan agua caliente especialmente con

fines de calefacción. Casi todos los demás emplean o bien calor seco o bien el agua a muy

alta temperatura y a presión para mover turbinas productoras de electricidad. Estas son las

formas de obtener más fácilmente la energía geotérmica.

En España, país con niveles altos de radiación solar, la temperatura del suelo a

profundidades de más de 5 metros es relativamente alta (alrededor de 15 grados).

Mediante un sistema de captación adecuado y una bomba de calor se puede transferir

calor de esta fuente de 15 grados a otra de 50 grados, y utilizar esta última para la

calefacción doméstica y la obtención de agua caliente. También puede absorber calor del

ambiente a 40 grados y entregarlo al subsuelo con el mismo sistema de captación, por lo

que igualmente sirve para refrigerar la casa.

https://www.monografias.com/trabajos53/pobreza-el-salvador/pobreza-el-salvador.shtml

https://www.monografias.com/trabajos4/revolfrancesa/revolfrancesa.shtml

5

1.5 Definición de la Energía Geotérmica

La bomba de calor geotérmica aprovecha la temperatura estable o poco oscilante

del terreno a lo largo del año con el objetivo de proporcionar calefacción en invierno o

refrigeración en verano, mientras que en verano extrae el calor del interior del local y lo

devuelve al subsuelo, en invierno absorbe calor del terreno y lo devuelve al local.

Figura 1.4. Esquema de funcionamiento de la bomba de calor geotérmica [1]

1.6 Evolución de la temperatura con la profundidad

Sobre los 10 metros de profundidad aproximadamente, nos encontramos con

temperaturas constantes durante todo el año, acercándose a las temperaturas medias

anuales del aire ambiente en dichas zonas, esto es debido en parte por las contribuciones

que recibe el terreno, como puede ser la radiación solar, precipitaciones u otros efectos [1].

Entre la superficie y esta profundidad de 10 metros, la temperatura del terreno oscila

ya que depende de los factores de profundidad y características del suelo, como pueden

ser la conductividad, calor especifico, difusividad, etc. A continuación, se muestra en la

figura 1.5 la variación de temperatura de la tierra en función de la profundidad [1]:

LEYENDA:

-ROJO: SUPERFICIE DEL TERRENO.

-MAGENTA: 1 METRO DE PROFUNDIDAD.

-AZUL CLARO: 2 METROS DE PROFUNDIDAD.

-AMARILLO: 3 METROS DE PROFUNDIDAD.

-AZUL OSCURO: 10 METROS DE PROFUNDIDAD.

Figura 1.5. Variación de la temperatura de la Tierra en función de la profundidad a lo largo de un año [1].

6

En la figura anterior podemos apreciar que a mayor profundidad nos encontremos

en el terreno, la temperatura se va atenuando hasta permanecer invariable.

Entendemos por gradiente geotérmico a la oscilación de la temperatura respecto la

profundidad. Sus unidades son ºC/km [1].

Refiriéndonos a dicho gradiente y eliminando ciertas zonas con actividad

magmática, podemos diferenciar 3 profundidades representativas [1].

Desde la superficie hasta los 50 metros de profundidad, la temperatura del

terreno está influenciada por el intercambio térmico con la atmosfera y el sol,

también se ve afectada por corrientes subterráneas de agua, aunque resulta

en principio constante la temperatura.

Desde los 50 metros hasta los 100 metros de profundidad existe el

anteriormente nombrado, gradiente geotérmico, aunque es variable por

estar influenciado bajo los fenómenos del intercambio superficial.

A partir de los 100 obtenemos un gradiente geotérmico constante y lineal,

ya que se incrementa la temperatura a causa de la profundidad, también

puede ser variable si se ve influenciada la profundidad por condiciones

tectónicas o características térmicas del terreno. Se estima que a estas

profundidades el gradiente geotérmico puede variar entre 15-30ºC/km.

1.7 Recursos y yacimientos geotérmicos

Un yacimiento geotérmico es un área del subsuelo cuyo calor se puede aprovechar

de forma económica rentable.

Hay que tener en cuenta que la presencia de un fluido caloportador es necesario si

se quiere extraer calor del subsuelo y capacitado para realizar el transporte de dicho calor.

Para ello tendremos que perforar a la profundidad necesaria donde podamos

alcanzar la temperatura óptima para el futuro uso. Este proceso se ira encareciendo a

medida que se incremente la profundidad o la dificultad técnica.

7

1.8 Clasificación de los yacimientos geotérmicos

1.8.1 Yacimientos de alta entalpía

La energía eléctrica se puede producir a partir de vapor de agua mediante estos

yacimientos, debido a que suministran calor a mas de 150ºC.Suelen encontrarse en zonas

de escaso espesor litosférico o vulcanismo activo [10].

1.8.2 Yacimientos de media entalpía

Los yacimientos de media entalpía permiten obtener energía eléctrica a partir de un

fluido volátil, el rendimiento de generación eléctrica es menor que en el anterior caso,

permitiendo extraer calor a temperaturas entre 100 ºC y 150 ºC . Se encuentran en zonas

con un contexto geológico y estructural favorable y un gradiente superior a la media.

Estos yacimientos se pueden utilizar en aplicaciones de uso directo en procesos

industriales o calefacción a gran escala como puede ser los centros urbanos [10].

1.8.3 Yacimientos de baja entalpía

En ellos nos encontramos temperaturas oscilantes entre los 30 ºC y 100 ºC. Se

pueden encontrar en zonas de contexto geológico favorable en presencia de acuíferos

profundos, en ellos su gradiente es muy próximo al gradiente medio.

Principalmente se utiliza para procesos industriales y suministrar calor a sistemas

de calefacción urbanos. Su actividad radica en la extracción de agua caliente del acuífero

y devolverla fría [10].

1.8.4 Yacimientos de muy baja entalpía

Son los yacimientos más comunes porque podemos encontrarlos en cualquier

lugar, su gradiente térmico solo determina la eficiencia del sistema, se utiliza en sistemas

de climatización doméstica y agrícola, utilizando una bomba de calor. La temperatura de

los cuales es inferior a 30 ºC [10].

8

Figura 1.6. Tipos de explotación geotérmica [10]

La figura 1.6 nos ilustra los tipos de explotación de yacimientos geotérmicos:

1. De alta temperatura: en una plataforma granítica a gran profundidad por

debajo de una tapa sedimentaria, inyectamos agua fría, extrayéndola muy

caliente, de forma que, ponemos el circuito primario en contacto con un

secundario que se encuentra en superficie, generando vapor de agua para

producir electricidad [10].

2. De media temperatura: a través de un acuífero profundo extraemos agua

caliente para intercambiar calor con un sistema de calefacción de distrito

urbano y se reinyecta el agua fría en el mismo acuífero [10].

3. De baja temperatura: un intercambiador de calor subterráneo recoge la

inercia térmica que proporciona una temperatura estable del terreno para

climatizar una casa tanto en invierno como en verano, mediante una bomba

de calor. [10].

4. También se representa una sugerencia térmica natural originada por un

proceso de circulación de agua: infiltración en una zona de recarga,

transición lenta por un acuífero profundo y descarga rápida a través de una

falla permeable [10].

9

1.9 Aplicaciones de la energía geotérmica

La utilización de energía en los yacimientos geotérmicos será utilizada tanto para la

generación con fines energéticos como térmicos, todo lo anterior vendrá condicionado en

por la temperatura del fluido geotermal.

1.9.1 Usos

1.9.1.1 Generación de electricidad

Con los yacimientos de alta temperatura aprovechamos para generar electricidad,

a través de similares ciclos que se producen en termoeléctricas convencionales [5].

A través del ciclo Rankine y plantas de ciclo binario se producirá la generación de

electricidad, se escogerá el ciclo a utilizar dependiendo de las características del recurso

geotérmico [5].

Para utilizar este recurso como fuente primaria en la generación de electricidad, la

temperatura del fluido debe ser alta a muy alta [5].

Figura 1.7 Partes de una central Geotérmica [21]

Para la producción de electricidad existen tres tipos de plantas, las cuales funcionan

condicionadas por la naturaleza del fluido y la profundidad del mismo. Estas son:

Plantas de vapor seco: el vapor saturado o recalentado, conocido como

vapor seco, alcanza la superficie a través de fracturas del suelo, el cual

reconducen a la turbina que acciona un generador y produce energía

eléctrica [5].

Plantas Flash: en este caso el fluido que alcanza la superficie es una

mezcla de vapor-líquido a una determinada presión y temperatura, por lo

que previamente debe ir a separación vapor/ agua, donde la fracción vapor

se reconduce a la turbina [5].

10

Plantas de ciclo binario: es utilizada en yacimientos con temperaturas

entre 120-150ºC, se utiliza cuando se obtenga fluidos geotérmicos con altos

índices de salinidad. Se trata de utilizar un flujo secundario de mejor

comportamiento termodinámico dejando al flujo principal únicamente para

entregar el calor mediante intercambiadores [5].

1.9.1.2 Uso térmico

Los recursos geotérmicos más abundantes son de media y baja temperatura que

los recursos de alta temperatura, para ellos existen aplicaciones para el aprovechamiento

de la energía que se pueden denominar de uso directo. [5]

Clasificamos la utilización directa de la energía geotérmica en dos ámbitos: el sector

industrial y el sector servicios y residencial.

En el sector industrial tenemos grandes instalaciones, las cuales tienen un

elevado consumo de energía, por lo que el vapor, calor o agua caliente se emplea en

aplicaciones industriales [5].

A continuación, en una tabla, definiremos las principales aplicaciones térmicas en

este sector.

Tabla 1.1 Usos más importantes de la geotermia según temperaturas [19]

Podemos observar las inmensas utilidades que se pueden realizar a través de este

calor, entre ellas procesos de calefacción, de evaporación, destilación, secado, etc

.

Hoy día está muy extendido el uso de la energía geotérmica de baja temperatura

en invernaderos, con fines de calefacción o utilizando aguas termales combinadas con

aguas de regadío [5].

11

En la acuicultura, permite aprovechar las aguas termales en países frios para

alcanzar el nivel térmico que se requiere en las piscifactorías [5]

El uso de sistemas geotérmicos de baja entalpia para el sector residencial y de

servicios permite prescindir del gas natural, gasóleo o gases licuados procedentes del

petróleo, las cuales son energías no renovables, contaminantes y caras.

Figura 1.8 Uso de red geotérmica con sonda vertical para climatización [1]

La energía consumida por la demanda térmica en el sector residencial y de servicios

es relativamente baja, esto permite aprovechar agua geotérmica de baja entalpia y

devolverla a baja temperatura.

El sistema de climatización geotérmico tiene una gran versatilidad debido a que

funciona correctamente con cualquier instalación de calefacción actual, bien sea por

radiadores, suelo radiante o aire, como es nuestro caso.

Nuestro país recibe alto niveles de radiación, esto se traduce en un incremento

considerable de la temperatura del terreno a unos 5 metros de profundidad, está

aproximadamente a 15ºC, con la ventaja de permanecer estable, independientemente del

día del año, permitiéndonos tener un subsuelo más fresco que el ambiente exterior en

verano y lo contrario en invierno, obtenemos mayor temperatura en el subsuelo que en el

ambiente exterior.

Mediante un sistema de captación adecuado y una bomba de calor geotérmica se

puede transferir el calor de 15ºC a otra de 50ºC, y utilizar esta última para la obtención de

agua caliente y calefacción doméstica, un salto térmico bastante menor que utilizando otros

sistemas de climatización.

12

CAPÍTULO II: MATERIALES Y MÉTODOS

2.1 Descripción del aulario

2.1.1 Localización

El Campus Científico Tecnológico de la Universidad de Jaén está situado al

suroeste del municipio de Linares, limitada por el nuevo vial de circunvalación, Cinturón

Sur, y al norte la autovía A-32,S/N, 23700.

Figura 2.1 Situación y Vista aérea Universidad[GoogleMaps]

13

2.1.2 Plano aulario

El Aulario cuenta con 5.141,20 metros cuadrados, formado por sótano y plantas

baja, primera, segunda y tercera. El edificio irá destinado a 21 aulas docentes, con

capacidad para 1.557 alumnos, cuatro aulas de informática, con capacidad para 162

alumnos, y un aula especifica de dibujo para 36 personas. En total, 26 aulas, que albergará

a 1.755 estudiantes. [11]

Figura 2.2. Plano aéreo del Aulario [GoogleMaps]

En el punto 5.3 de este estudio nos encontramos con la distribución interior de las

4 plantas que forman el aulario.

2.1.3 Condición Climatológica

En linares, nos encontramos ante una ciudad, en la que los veranos son cortos, muy

calientes, áridos y mayormente despejados, mientras que los inviernos son fríos y

parcialmente nublados. Durante el transcurso del año, la temperatura tiene oscilaciones de

2ºC a 36ºC y rara vez baja a menos de -3ºC o sube a más de 40ºC. A continuación, os

muestro unas Graficas de Resumen del clima desde 1978 a 2016. [17]

Figura 2.3 Resumen del Clima en Linares [17]

14

2.1.4 Condición geológica adyacentes

En nuestro proyecto de instalación de geotermia es muy importante conocer la

geología en el cual va a ser instalado el intercambiador de calor subterráneo, nos influirá

como veremos más adelante las conductividades y capacidades térmicas de los diferentes

sustratos que afectan en gran medida a nuestro intercambiador de calor.

El suelo de Linares está formado por Areniscas, Margos y Margas, es decir,

estamos ante un suelo mixto, según el Instituto Geológico y Minero de España, dado que

cada compuesto tiene sus capacidades térmicas, se optará por hacer una media

ponderada.

2.2 Sistema actual de climatización

2.2.1 Descripción del sistema de climatización del aulario

El sistema de climatización del aulario del campus está basado en equipos

ventiloconvectores de cassette (en inglés, Fan Coil Unit o FCU) es un dispositivo

relativamente sencillo, consiste en una batería o intercambiador de frio o de calor y un

ventilador, en nuestro caso el intercambiador de frio o de calor agua-aire también lo

tenemos centralizado en la sala de compresores.

Normalmente los ventiloconvectores climatizan un local o varios, conectados a una

red de tuberías que le proporcionan la energía térmica y tienen un sistema de regulación

propio.

Figura 2.4 Fan Coil tipo cassette[22]

2.2.1.1 Funcionamiento

El funcionamiento general en un esquema de bloques del sistema de climatización

empleado actualmente, sería el siguiente:

15

7ºC 12ºC

SALA DE MÁQUINAS

COP: 0,7

SALA DE COMPRESORES

(AGUA-AIRE)

AULARIO

CAFETERÍA SERVICIOS

GENERALES

DEPARTAMENTOS Y

LABORATORIOS

16

El elemento fundamental es una batería de intercambio de calor, que recibe la

energía térmica (frío o calor) en forma de agua desde una central de producción (Sala de

maquinaria), por medio de tuberías. Además, dispone de un ventilador que mueve el aire

del ambiente por las baterías, sistemas de control y regulación (Sala de compresores).

Figura 2.5 Esquema básico sistema Fan Coil [23]

Por tanto, la batería recibe agua caliente o frio producida en una central térmica y

la energía la transfiere al aire mediante el ventilador. La regulación consiste en un

termostato interno, que toma la temperatura del aire del local en la entrada del retorno.

Por la batería circula agua caliente o fría según las necesidades, el sistema de

control se encarga de dejar pasar agua por uno o por otro al intercambiador. El agua, se

prepara en un local técnico, mediante un enfriador de agua caliente.

La forma de instalación de las tuberías que enlaza los ventiloconvectores con los

generadores del local técnico de nuestro sistema es: Fan Coil de 4 tubos, es decir, con dos

tuberías para agua caliente (ida y vuelta) y otras dos para agua fría (ida y vuelta). Esto

permite que los diferentes aparatos trabajen en frio y otros en calor.

Dependiendo de las temperaturas del agua fría y de la humedad relativa de los

espacios climatizados, en las baterías se producirán condensaciones que es necesario

evacuar a desagüe. Los condensados se recogen en una bandeja de condensados incluida

en el aparato y una salida hacia el desagüe, en el caso de tener varias baterías se instalará

una red de desagüe.

17

Figura 2.6 Bandeja de condensados (Fan Coil)[24]

La potencia requerida por los ventiloconvectores puede regularse variando la

velocidad del ventilador, bien mediante un selector de velocidad manual o mediante

sistemas automáticos regulados por el termostato.

2.2.2 Potencia frigorífica / térmicas de las máquinas

Inicialmente, como antes hemos explicado en el diagrama de bloques, nuestra

comparativa inicial se vio truncada al ver que la climatización de la universidad es

centralizada, es decir, se dispone únicamente de una sala de calderas con una enfriadora

por máquina de absorción de calor de agua caliente a 105ºC,cuya potencia es de 710kW

y la capacidad frigorífica de 142TR(tonelada de refrigeración),equivalentes a 500kW,

obteniendo un COP de 0,7, que produce agua fría entre 7 y 12ºC, para todas las naves que

componen el recinto climatizado, por lo que una vez la empresa subcontratada del

mantenimiento de las máquinas nos dio permiso para poder entrar a observar la enfriadora

y su placa de características nos encontramos con potencias muy superiores a las que

necesitaríamos para nuestro Aulario. La placa de características de las enfriadoras

utilizadas son las siguiente:

18

Figura 2.7 Tabla de características de la enfriadora instalada en el campus

2.3 Monitorización y medida del consumo eléctrico del aulario

2.3.1 Instrumentación

El analizador de redes CHAUVIN ARNOUX, modelo C.A 8334B, es un analizador

de energía trifásico, no solo permite obtener una instantánea de las principales

características de una red sino también el seguimiento de sus variaciones en el tiempo.

Sus principales mediciones a realizar son:

Medición de tensión eficaces alternas hasta 480 V (fase- neutro) o 960 V

(fase-fase).

Medición de las corrientes eficaces alternas hasta 6500 A.

Medición de la frecuencia de redes de 10 a 70 Hz.

Cálculo de la corriente del neutro.

Cálculo de los factores de pico para corrientes y tensiones.

Cálculo del factor K para corrientes.

Cálculo del desequilibrio entre fases para las tensiones y corrientes.

Medición de potencias activas, reactivas y aparentes por fase y acumulados.

Cálculo del factor de potencia, de desplazamiento y de la tangente.

Seguimiento del valor promedio de cualquier parámetro, calculado sobre un

periodo de 1s a 2h.

19

El CHAUVIN ARNOUX fue el analizador utilizado en el sistema actual de

climatización, para realizar la comparativa de consumos energéticos reales del sistema de

climatización actual y el sistema de climatización teórico mediante red geotérmica,

dimensionado a continuación teóricamente, estos datos no pudieron ser recogidos por el

analizador debido a las siguientes razones:

Inicialmente creíamos que la refrigeración en el aulario era independiente a

los demás recintos que componen la universidad de Linares y no es así, es

centralizada, y que dicha climatización se realizaba por máquinas de

compresión de vapor. El objetivo principal fue medir el consumo eléctrico en

refrigeración durante 2-3 días tipo en el mes más desfavorable, en nuestro

caso se trataría de julio, ya que es el mes más caluroso y extrapolar esos

datos al consumo de todo el verano.

La sala de máquinas, donde se encuentra la caldera, es propiedad de la

empresa que la instaló, es una empresa subcontratada y al tener un contrato

de mantenimiento durante los próximos 10 años, solo ellos tienen acceso y

no conceden permisos para entrar sin sus técnicos y mucho menos para

experimentar con sus instalaciones.

El único lugar donde si pudimos hacer una prueba con el analizador y

obtuvimos planos unifilares del sistema fue en la sala de compresores o de

reparto, pero obviamente los datos obtenidos no nos servían para este

estudio, ya que obteníamos consumos reales de los compresores y no del

sistema de climatización, objeto de estudio.

2.4 Cargas térmicas

El aulario se compone de 26 aulas docentes, divididas entre sótano, planta primera,

segunda y tercera, con este cálculo buscamos la potencia eléctrica que tendría nuestra

Bomba Geotérmica para refrigerar la superficie total del Aulario, que son 5.141,20 m2

20

Para realizar un seguimiento correcto en la futura instalación de climatización

sirviéndonos la IT 1.2 recogida en el RITE, procederemos de la siguiente forma:

1. Cálculo de cargas térmicas del Aulario.

2. Cálculo de la demanda anual del edificio.

3. Elección del sistema de climatización

2.4.1 Condiciones de diseño

El diseño de la instalación ha sido realizado teniendo en cuenta la zonificación, para

obtener un elevado bienestar y ahorro de energía. Los sistemas se han dividido en

subsistemas, considerando los espacios interiores y su orientación, así como su uso,

ocupación y horas de funcionamiento.

2.4.1.1 Condiciones interiores de cálculo

En la IT.1 del Reglamento de instalaciones térmicas de edificios (RITE), trata sobre

el diseño y dimensionado de la instalación.

La exigencia de bienestar e higiene atiende a las condiciones internas del diseño,

las cuales están recogidas en la Instrucción IT 1.1.4.1.2 del reglamento, donde se fija la

humedad relativa, en función del grado de vestimenta y actividad, además de la

temperatura operativa.

ESTACION TEMPERATURA

OPERATIVA ºC

HUMEDAD

RELATIVA %

VERANO 23…25 45…60

TABLA 2.1 Condiciones interiores de diseño según RITE [7]

2.4.1.2 Condiciones exteriores de cálculo

Esta se establece en una temperatura seca en verano de 34,1ºC, según datos del

programa CYPE 2013, en un nivel de percentil del 5%.

21

2.4.2 Cálculo de la transmitancia térmica de los cerramientos

La transmitancia térmica es el flujo de calor, en régimen estacionario, dividido por

el área y por la diferencia de temperaturas de los extremos, es decir, de los medios situados

a cada lado del elemento que se considera.

La normativa a aplicar será El Código Técnico de la edificación (CTE), es el marco

normativo que establece las exigencias que deben cumplir los edificios en relación con los

requisitos básicos de seguridad y habitabilidad establecidos en la Ley 38/1999 de 5 de

noviembre, con especial atención con los documentos básicos (DB) contenidos.

DB-HE: ahorro de energía.

DB-HS: Salubridad.

2.4.2.1 Zonificación climática

Nos encontramos en la provincia de Jaén, esta pertenece a la zona climática C4,

según el CTE. En el CTE se explica que la zona climática de cualquier localidad que se

ubique los edificios se obtiene de la siguiente tabla, según un criterio basado en la

diferencia de altura respecto a la capital de provincia. Si la diferencia de altura fuese menor

a 200 metros o se encontrase inferior a la altura de referencia, se tomará la misma zona

climática que le corresponde a la capital.

Linares, lugar del estudio, está a una altura de 423 metros sobre el nivel del mar,

con lo cual es zona climática C4, ya que solo hay una diferencia de altitud respecto a Jaén

de 13 metros.

22

TABLA 2.2 Zonas climáticas [6]

2.4.2.2 Clasificación de los espacios

Todos los espacios del Aulario de la politécnica de Linares se consideran

habitables, solo cambiando el nivel de carga interna necesaria para satisfacer las

necesidades térmicas.

2.4.2.3 Definición de la envolvente térmica y clasificación de sus componentes

Los cerramientos se definen por limitar espacios habitables con el ambiente

exterior. Se puede clasificar en [6]:

Cubiertas: cerramiento superior del edificio en contacto con el aire. No

puede contener lucernarios.

Suelo: cerramiento inferior en contacto con el terreno.

Fachadas: cerramiento exterior del edificio.

23

Ventanas: vidrios que forman parte de las cristaleras, las cuales se montan

a lo largo y ancho de la fachada. Limitan con el aire exterior en condiciones

exteriores de diseño.

El edificio a climatizar no está compuesto por ninguna medianería.

2.4.2.4 Cálculo de los Parámetros característicos de la demanda

2.4.2.4.1 Cerramientos en contacto con el aire exterior

En el apéndice E del documento Básico HE1 del código técnico de edificación, la

transmitancia térmica U (W / m2 * K) viene dada por la siguiente expresión:

𝑈 = 1𝑅𝑇

⁄ (𝐸𝑐. 1)

Siendo RT la resistencia térmica total del componente constructivo, el resultado es

(m2 * K / W).

En componentes compuestos por varias capas térmicamente homogéneas, la

resistencia total debe calcularse mediante la expresión:

𝑅𝑇 = 𝑅𝑠𝑖 + 𝑅1 + 𝑅2 + ⋯ + 𝑅𝑛 + 𝑅𝑠𝑒 (𝐸𝑐. 2)

Donde:

R1, R2…Rn son las resistencias térmicas de cada capa del cerramiento. Se calculan

con la expresión:

𝑅𝑖 = 𝑒𝛾 ⁄ (𝐸𝑐. 3)

Donde:

- e es el espesor de la capa (metros).

- 𝛾 es la conductividad térmica del material que compone la capa

(W/m).

Las resistencias correspondientes al aire interior y exterior, Rsi y Rse. Tomadas de

la siguiente tabla, de acuerdo a la posición del cerramiento, dirección del flujo de calor y

situación del edificio.

24

Figura 2.8 Resistencias térmicas superficiales de cerramientos en contacto con aire exterior en m2*K / W [6]

Los datos de las conductividades térmicas y el cálculo de las transmitancias

térmicas de los cerramientos han sido obtenidos mediante el programa informáticos CYPE.

2.4.2.4.1.1 Cubierta

Listado de capas:

1 - Pavimento de gres rústico 1 cm

2 - Mortero de cemento 4 cm

3 - Geotextil de poliéster 0.08 cm

4 - Impermeabilización asfáltica monocapa adherida

0.36 cm

5 - Lana mineral soldable 5 cm

6 - Formación de pendientes con arcilla expandida vertida en seco

10 cm

7 - Forjado unidireccional 25+5 cm (Bovedilla de hormigón)

30 cm

8 - Cámara de aire sin ventilar 26 cm

9 - Lana mineral 4 cm

10 - Falso techo continuo de placas de escayola

1.6 cm

11 - Pintura plástica sobre paramentos interiores de yeso o escayola

---

Espesor total: 82.04 cm

Limitación de demanda energética Uc refrigeración: 0.27 W/(m²·K)

25

2.4.2.4.1.2 Fachada

Listado de capas:

1 - Hormigón liso Normal 20 cm

2 - Enfoscado de cemento a buena vista 1 cm


4 - Fábrica de ladrillo cerámico hueco 7 cm

5 - Guarnecido de yeso 1.5 cm

6 - Pintura plástica ---


Limitación de demanda energética Um: 0.58 W/(m²·K)

2.4.2.4.1.3 Huecos

En el apartado de huecos consideramos la parte semitransparente formada por los

huecos de la fachada.

La transmitancia térmica es directamente proporcional a las propiedades de los

materiales y particiones de los marcos y vidrios en el conjunto del hueco.

Así el Código Técnico de la Edificación propone su cálculo con la siguiente

fórmula[6]:

𝑈𝐻 = (1 − 𝐹𝑀) ∙ 𝑈𝐻,𝑉 + 𝐹𝑀 ∙ 𝑈𝐻,𝑀 (𝐸𝑐. 4)

Donde:

- 𝑈𝐻,𝑉 es la transmitancia de la parte semitransparente (W / m2 K)

- 𝑈𝐻,𝑀 es la transmitancia del marco de la ventana (W / m2 K)

- 𝐹𝑀 fracción del hueco ocupado por el marco.

26

En nuestro caso, nos encontramos con las ventanas de tipo fijo, cuya descripción

es la siguiente:

CARPINTERÍA: Carpintería de aluminio, anodizado natural, para conformado de fijo de aluminio, de 100x250 cm, formada por una hoja. Compacto incorporado (monoblock), persiana de lamas de PVC.

VIDRIO: Doble acristalamiento LOW.S baja emisividad térmica + seguridad (laminar) "UNIÓN VIDRIERA ARAGONESA", Templa.Lite Azur.Lite 6/10/4+4 LOW.S laminar.

ACCESORIOS:

Características del vidrio Transmitancia térmica, UV: 1.40 W/(m²·K)

Factor solar, F: 0.39

Características de la carpintería Transmitancia térmica, UC: 5.70 W/(m²·K)

Tipo de apertura: Fija

Permeabilidad al aire de la carpintería (EN 12207): Clase 3

Absortividad, aS: 0.4 (color claro)

Transmisión térmica U 1.88 W/(m²·K)

2.4.2.4.2 Cerramientos en contacto con el terreno

El aulario a climatizar se encuentra en contacto con el terreno.

2.4.2.4.2.1 Solera

Listado de capas:

1 - Pavimento de goma 0.25 cm

2 - Base de mortero autonivelante de cemento

4 cm


4 - Mortero autonivelante de cemento 0.2 cm

5 - Hormigón armado 60 cm

6 - Film de polietileno 0.02 cm

7 - Poliestireno extruido 4 cm

8 - Hormigón de limpieza 10 cm


Limitación de demanda energética Us: 0.15 W/(m²·K)

Nota: Solera con banda de aislamiento perimetral (ancho 1.2 m y resistencia térmica: 1.18 m²·K/W)

27

2.4.2.4.2.2 Muro con impermeabilización interior

Listado de capas:

1 - Lámina drenante nodular, con geotextil

0.06 cm

2 - Muro de sótano de hormigón armado

30 cm

3 - Revestimiento elástico a base de polímeros y pigmentos sobre imprimación a base de resinas acrílicas

0.0751724 cm

4 - Guarnecido de yeso 1.5 cm



Limitación de demanda energética Ut: 0.85 W/(m²·K)

2.4.2.4.3 Particiones interiores

Son todas las particiones interiores verticales y horizontales que limitan entre sí las

zonas habitables.

2.4.2.4.3.1 Tabique

Listado de capas:


2 - Placa de yeso laminado Standard (A) "KNAUF"

1.5 cm

3 - Lana de roca Confortpan 208 Roxul "ROCKWOOL"

4 cm

4 - Placa de yeso laminado Standard (A) "KNAUF"

1.5 cm


Espesor total: 7 cm

Limitación de demanda energética Um: 0.68 W/(m²·K)

28

2.4.2.4.3.2 Forjado entre plantas

Listado de capas:

1 - Pavimento de goma 0.25 cm

2 - Base de mortero autonivelante de cemento 4 cm


4 - Mortero autonivelante de cemento 0.2 cm

5 - Forjado unidireccional 25+5 cm (Bovedilla de hormigón)

30 cm

6 - Cámara de aire sin ventilar 26 cm


8 - Falso techo continuo de placas de escayola 1.6 cm

9 - Pintura plástica sobre paramentos interiores de yeso o escayola

---


Limitación de demanda energética Uc refrigeración: 0.33 W/(m²·K)

2.4.2.4.3.3 Huecos interiores verticales

Puerta de paso ciega, de una hoja de 203x102,5x3,5 cm, de tablero aglomerado directo, de pino país; con herrajes de colgar y de cierre.

Dimensiones Ancho x Alto: 102,5 x 203 cm

Caracterización térmica Transmitancia térmica, U: 2.03 W/(m²·K)

Absortividad, aS: 0.6 (color intermedio)

Caracterización acústica Absorción, a500Hz = 0.06; a1000Hz = 0.08; a2000Hz = 0.10

2.4.2.5 Limitación de la demanda energética

Según CTE, los cerramientos y particiones interiores de la envolvente térmica no

deben superar unos valores máximos tabulados, en función de la zona climática en la que

se encuentre el proyecto.

Cada cerramiento y partición interior del Aulario cumple con las exigencias de

limitación de demanda energética establecidas en el código técnico de la edificación, las

cuales son:

29

Figura 2.9. Valores límite transmisión térmica zona climática C4[6]

El cumplimiento del CTE del apéndice D del DB HE1 se justifica mediante la

siguiente tabla:

Cerramiento Valor de la transmitancia

(W/m2 K)

Valor límite de la

transmitancia (W /m2 K )

Fachada 0,58 0,73

Cubierta 0,27 0,41

Suelo 0,15 0,73

Huecos (Este) 1,88 3,9

Huecos (Sur) 1,88 4,4

Huecos (Oeste) 1,88 3,9

Huecos (Norte) 1,88 2,2

Tabla 2.3. Justificación del cumplimiento de los valores límite del CTE para los valores de los cerramientos

2.4.3 Cargas térmicas

Para realizar el cálculo de cargas térmicas, se debe diferenciar entre dos periodos,

invierno (calefacción) y verano (refrigeración). Esta distinción de periodos es necesaria

realizarla debido a que en invierno unas cargas son favorables, mientras que en verano

son desfavorables, aunque nosotros nos centraremos en la refrigeración.

Una carga desfavorable implica que hay que sustituirla con potencia calorífica o

frigorífica según la estación del año, no obstante, una carga favorable ayudara a que el

aporte de energía para climatizar sea menor.

30

Existen dos tipos de cargas térmicas, las cuales se pueden agrupar en cargas

exteriores, como pueden ser: transmisión, renovación, infiltración y las que se pueden

agrupar como cargas interiores: calor interno de las personas y equipos. A continuación

vamos a exponer cada concepto:

- Transmisión: se produce a través de los elementos constructivos que

separan el interior del exterior o de otros locales no climatizados. Esta carga

de transmisión en verano es desfavorable, debido a que la temperatura

exterior es superior a la interior del local, esto provoca que entre calor a

través de los cerramientos [20].

- Tratamiento térmico del aire (renovación): es el caudal de ventilación

necesario para la renovación de aire de los ambientes del local a climatizar,

dicho caudal entra en las condiciones de ambiente exterior, esto supone un

estado desfavorable en verano e invierno [20].

- Infiltraciones: Es un efecto desfavorable en verano ya que aumenta la

temperatura ambiente interior del local, causando movimientos de los

volúmenes de aire que entran o salen a través de los huecos que existan

entre puertas y ventanas [20].

- Calor interno de las personas: es el producido por la actividad diaria que se

ejerce en el local climatizado debido a las personas, este calor fluctúa por el

tipo y cantidad de ropa que vista y nivel de actividad física desarrollada. Esta

carga en verano es desfavorable [20].

- Calor producido por los aparatos eléctricos: este se produce a causa de la

iluminación eléctrica, los aparatos eléctricos, en nuestro caso nos referimos

a los ordenadores y proyectores. Como en el caso anterior es una carga

desfavorable para la estación de verano [20].

El método usado para el cálculo de cargas térmicas por el programa informático,

está basado en balances energéticos, en el que unas cargas térmicas son ganancias o

pérdidas en función del periodo estacional, debido a la dirección del flujo de calor.

31

2.4.3.1 Carga térmica de refrigeración en verano

El cálculo de la carga térmica de refrigeración en verano se realiza por las siguientes

ecuaciónes:

𝑄𝑟𝑒𝑓𝑟𝑖𝑔𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 = 𝑄𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑚𝑖𝑠𝑖ó𝑛 + 𝑄𝑟𝑒𝑛𝑜𝑣𝑎𝑐𝑖ó𝑛 + 𝑄𝑖𝑛𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 + 𝑄𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎𝑠 + 𝑄𝑒𝑞𝑢𝑖𝑝𝑜𝑠 (𝐸𝑐. 5)

A continuación, vamos a desgranar las diferentes cargas térmicas que engloban a

la resultante total que buscamos, carga térmica en refrigeración:

Siendo:

𝑄𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑚𝑖𝑠𝑖ó𝑛 = ∑ 𝑈𝑖 ∙ 𝐴𝑖 ∙ (𝑇𝑒𝑥𝑡 − 𝑇𝑖𝑛𝑡) (𝐸𝑐. 6)

Donde:

- 𝑈𝑖 es la transmitancia térmica del cerramiento (W/ m2 K)

- 𝐴𝑖 es la superficie del cerramiento en contacto con el exterior (m2)

- 𝑇𝑒𝑥𝑡 es la temperatura exterior al aulario (33,9ºC)

- 𝑇𝑖𝑛𝑡 es la temperatura interior al aulario (24ºC)

Siendo:

𝑄𝑟𝑒𝑛𝑜𝑣𝑎𝑐𝑖ó𝑛 = 𝑚 ∙ 𝐶𝑝𝑎𝑖𝑟𝑒 ∙ (𝑇𝑒𝑥𝑡 − 𝑇𝑖𝑛𝑡) (𝐸𝑐. 7)

Donde:

- M es el caudal volumétrico del aire de renovación (kg/s), se calcula como el volumen

de aire del edificio renovado por hora.

- 𝐶𝑝𝑎𝑖𝑟𝑒 es el calor especifico del aire ( 𝐶𝑝𝑎𝑖𝑟𝑒 = 1000𝐽

𝑘𝑔𝐾)



Siendo:

𝑄𝑖𝑛𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 = 𝑚 ∙ 𝐶𝑝𝑎𝑖𝑟𝑒 ∙ (𝑇𝑒𝑥𝑡 − 𝑇𝑖𝑛𝑡) (𝐸𝑐. 8)

32

Donde:

- M es el caudal volumétrico del aire infiltrado (kg/s), se estima que esta en un valor

aproximado al 25% del caudal volumétrico de aire de renovación.

- 𝐶𝑝𝑎𝑖𝑟𝑒 es el calor especifico del aire ( 𝐶𝑝𝑎𝑖𝑟𝑒 = 1000𝐽

𝑘𝑔𝐾)



Siendo:

𝑄𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎𝑠 = 𝑛º 𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎𝑠 ∙ 𝑄𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎𝑠 (𝐸𝑐. 9)

Donde:

- N: es el número de personas que habitan el local en el momento dado.

- 𝑄𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎𝑠 es el calor que desprende la persona realizando la actividad que haya sido

determinada para ese recinto, en nuestro caso se ha asignado una potencia de 35

W en calor latente y 62 W en calor sensible por persona.

Siendo:

𝑄𝑒𝑞𝑢𝑖𝑝𝑜𝑠 = ∑ 𝑛º 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑝𝑜𝑠 ∙ 𝑃𝑜𝑡𝑖 + ∑ 𝑆𝑖𝑙𝑢𝑚𝑖𝑛𝑎𝑑𝑎 ∙ 𝑃𝑜𝑡𝑖𝑙𝑢𝑚𝑖𝑛𝑎𝑐𝑖ó𝑛 (𝐸𝑐. 10)

Donde:

- Nº equipos es el número de equipos iguales.

- 𝑃𝑜𝑡𝑖 es la potencia del equipo (watios).

- 𝑆𝑖𝑙𝑢𝑚𝑖𝑛𝑎𝑑𝑎 es la superficie iluminada (m2).

- 𝑃𝑜𝑡𝑖𝑙𝑢𝑚𝑖𝑛𝑎𝑐𝑖ó𝑛 es la potencia de iluminación del recinto (W/m2).

33

2.4.3.1.1 Resumen de las cargas térmicas del aulario

El programa informático CYPE 2013 nos arrojó un modelo en 3D del edificio

construido junto a los siguientes resultados de potencia frigorífica necesaria por metro

cuadrado y total, en el apartado de Anexos, tendremos un resumen de los resultados de

cálculo de refrigeración para cada recinto.

El edificio Aulario creado en CYPE es el siguiente:

Figura 2.10. Modelado 3D del programa CYPE

A continuación, se muestra el resumen de cargas térmicas en refrigeración:

TABLA 2.4 Cargas totales refrigeración

Obteniendo una potencia de refrigeración necesaria de 502.962,6 W≈503 kW

34

2.5 Estudio de la Bomba de calor geotérmica

El procedimiento de estudio de la Bomba de calor geotérmica a seguir, es el que se

desarrolla en la Guía Técnica de diseño de sistemas de bomba de calor geotérmica (IDAE,

Instituto para la diversificación y el ahorro de la energía).

2.5.1 Elección de la bomba de calor

El resultado de cargas térmicas nos ha arrojado la cifra que se necesitaría de

potencia frigorífica para climatizar el 100% del aulario, unos 503 kW.

No obstante, aplicaremos un factor de utilización en el recinto a climatizar, debido

a que no todas las clases son simultáneas ni la capacidad de la universidad es del 100%

actualmente, por lo que hemos estimado una carga del 60%.

Tenemos por tanto una demanda para cubrir de 301,8 kW con un coeficiente EER

de (5 - 6,8), debido a que el principal valor de las bombas de calor geotérmica son su

elevado rendimiento en frío. Este coeficiente nos relaciona la cantidad de energía que hay

que aportar al sistema, con la energía calorífica o de refrigeración que se obtiene del

mismo. Nuestras bombas de calor geotérmica marca VAILLANT nos consigue un EER de

5,6, por lo que obtenemos una potencia eléctrica de:

𝐸𝐸𝑅 =𝑄𝑟𝑒𝑓𝑟𝑖𝑔𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛

𝑊𝑟𝑒𝑓𝑟𝑖𝑔𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛=

301,8 𝑘𝑊

𝑊𝑟𝑒𝑓𝑟𝑖𝑔𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛= 5,6 (𝐸𝑐. 11)

Donde:

WRefrigeración: es la potencia eléctrica.

EER: coeficiente de eficiencia energética.

Por tanto, obtenemos una Potencia eléctrica de la Bomba geotérmica de:

53,93 kW ≈ 54 kW

Tenemos en el mercado un gran número de modelos y diferentes empresas que

fabrican bombas de calor, pero partimos de las principales marcas que podemos encontrar,

GRUPO CIAT, IDM-ENERTRES, THERMIA, SEDICAL, VAILLANT, FERROLI, etcétera.

35

Los datos de partida que hemos obtenido para la selección de la bomba de calor

geotérmica es la potencia eléctrica necesaria de acuerdo a la carga térmica exigida en el

Aulario, dado que la potencia instalada deberá cubrir las necesidades térmicas de cualquier

escenario que se pueda presentar. Por tanto, vendrá dada por la previsión de demanda

térmica en los meses de verano de 302kW.

A partir de estas cargas, nos hemos encontrado con una bomba de la marca

VAILLANT, modelo VWW 460/2 con las siguientes características:

Tabla 2.5. Potencia calorífica / Frigorífica de la bomba VAILLANT

Por otra parte, la potencia de generación necesaria para cubrir la demanda del

sistema, se distribuye en 5 generadores geotérmicos VAILLANT de alta eficiencia,

dimensionados de tal forma que irán entrando o saliendo en función de la demanda y

alternándose para que cada uno de ellos tengan las mismas horas de uso y alargar su vida

útil.

2.5.2. Elección del fluido circulante

En el interior del intercambiador de calor enterrado fluye el fluido caloportador que

es agua o agua con anticongelante, si en el diseño se prevé riesgo de congelación puede

ser por uso intenso o por encontrarnos con temperaturas frías de terreno [1].

Tabla 2.6 Propiedades físicas de los fluidos [1]

36

Se ha escogido como fluido caloportador agua con anticongelante Etilenglicol al

30% de volumen, cuyas propiedades son:

Composición: 70% agua + 30% Etilenglicol

Temperatura de congelación: -12.8ºC

Temperatura de ebullición: 102ºC

Densidad (20ºC): 1046 kg/m3

Conductividad térmica (20ºC): 0.48 W/ m K

Viscosidad dinámica μ (20ºC): 0.001428 kg/m s

2.5.3 Elección de la configuración a emplear

La configuración del intercambiador de calor elegido para este estudio es por tubos

en vertical, siguiendo con la tendencia europea en este tipo de instalaciones y siendo las

más eficientes debido a que las fluctuaciones térmicas por condiciones meteorológicas no

afectan tanto como podría ocurrir en las configuraciones en horizontal.

Figura 2.11 Configuración Tubos en Vertical [12]

Para las configuraciones en vertical es necesario determinar varios factores como

la profundidad de perforación, el número de perforaciones y la distancia entre

perforaciones, para poder tener un análisis detallado del material a utilizar en los tubos y

otras características relevantes.

37

2.5.3.1 Elección de los tubos

Los materiales más comunes en la fabricación de este tipo de tubos es el

polibutileno(PB) o polietileno(PE), las características por las que destacan estos materiales

son su flexibilidad, resistencia y la unión de los diferentes tramos mediante empalmes

fuertes y duraderos por fusión [1]:

Se utilizará tubos de polietileno reticulado de alta prestación, indicados para

perforaciones de hasta 150 metros de profundidad.

Por otro lado, tenemos que tener en cuenta que, al seleccionar un diámetro de tubo,

podremos tener una gran pérdida de carga si lo seleccionamos demasiado grande,

necesitando mucha potencia de bombeo y no cumpliendo con el flujo turbulento, ya que se

encontraría en fase laminar, por lo que debe de cumplirse que el flujo se encuentre en fase

turbulenta y velocidades de circulación de fluidos alta, obteniendo la menor perdida de

carga posible para necesitar la menor potencia de bombeo [1]. La siguiente ecuación nos

asegura la fase turbulenta producida en las sondas geométricas, asegurándonos si

superamos el número de Reynolds a 2300:

𝑅𝑒 = 4 · Q

𝜋 · ϑ · D> 2300 (𝐸𝑐. 12)

Donde:

Q es el caudal en m3/s que circula por los tubos, entre 1,9 y 2 m3/h.

Θ es la viscosidad cinemática en m3/s, es el resultado de dividir la

viscosidad dinámica (Pa·s) entre la densidad (kg/m3). Su valor es de

1,365·10-6 m2/s a partir de las propiedades del fluido circulante.

D es el diámetro de los tubos a establecer

El fabricante escogido para cumplir con todas las especificaciones anteriormente

expuestas, ha sido REHAU. Entre su catálogo de productos se encuentran las sondas

geotérmicas de configuración vertical en doble U con la siguiente geometría [12]:

38

Figura 2.12 Pie de Sonda escogida[12]

Las sondas serán RAUGEO PE-Xa, es una sonda en U doble, compuesta por dos

sondas en U individuales cruzadas y unidas entre ellas. Esta sonda prescinde de

soldaduras, evitando las uniones en el terreno y sus posibles fugas.

Seleccionamos tubos de 32mm de diámetro y 2,9 mm de espesor, por tanto,

obtenemos un diámetro interior para que fluya el fluido de 26,2mm, cumpliendo con el límite

superior impuesto para formar flujo turbulento.

𝑅𝑒 = 4 · 2

𝑚3

ℎ ·

1ℎ𝑜𝑟𝑎3600𝑠

0,0262𝑚 · π · 1,365 · 10−6= 62.615 > 2300 (𝐸𝑐. 13)

2.5.4 Dimensionado del intercambiador de calor enterrado

El intercambiador de calor se dimensionará en función de la diferencia de

temperatura entre el suelo y el fluido que circule por el intercambiador, por lo tanto, para

dimensionar el intercambiador de calor enterrado en primer lugar determinaremos estas

temperaturas, en nuestro caso al solo ser para refrigeración, buscamos solo la temperatura

máxima [1].

2.5.4.1 Temperatura máxima del terreno

A través de las siguientes ecuaciones es posible determinar la temperatura máxima

(TH) que ocurren durante el ciclo anual para cualquier profundidad (XS) [1].

𝑇𝐻 = 𝑇𝑀 + ∆𝑆 · 𝑒(−𝑋𝑠·√

𝜋365·α

) (𝐸𝑐. 14)

39

Donde:

Tm es la temperatura seca media anual del lugar.

∆𝑆 es la oscilación anual de la temperatura media diaria, es la diferencia

entre la temperatura media del mes más caluroso y la temperatura media

del mes más frío. En los sistemas verticales se puede considerar 0.

XS es la profundidad medida en metros.

Al tener un sistema con sondas de configuración vertical, la temperatura máxima y

mínima del suelo son iguales, debido a que la temperatura corresponde con la temperatura

media de la tierra (TM), que se puede asumir como la temperatura seca media anual del

lugar [8].

Tabla 2.7 Condiciones climáticas exteriores de proyecto [13]

Los datos han sido obtenidos de la Tabla 3 de la Estación Meteorológica de Jaén,

que es la más cercana al lugar de la instalación, obteniendo un valor de 17,23ºC.

𝑇𝐻 = 𝑇𝑀 = 17,23℃ (𝐸𝑐. 15)

40

2.5.4.1.1 Temperatura máxima de entrada del fluido a la bomba de calor

Un parámetro clave que debemos elegir del sistema es la temperatura del fluido

que circule por el intercambiador de calor enterrado.

Nuestra bomba de calor escogida (GeoTHERM alta potencia VWW 460/2, grupo

VAILLANT), con las siguientes características:

Potencia bomba refrigeración (Pf): 302 kW

Potencia consumida refrigeración (Pa): 54 kW

Caudal: 3334 l/h

Rango Tentrada, refrigeración: [30-35] ºC

Las temperaturas de salida del agua en el modo frío, se pueden determinar a partir

de la siguiente expresión [1]:

𝑇𝑆𝐴𝐿𝐼𝐷𝐴 = 𝑇𝐸𝑁𝑇𝑅𝐴𝐷𝐴 +1000 · 𝑃𝑓 · (

𝐸𝐸𝑅 + 1𝐸𝐸𝑅

)

𝐶𝑝 · (𝑄

3600)

(𝐸𝑐. 16)

Donde:

Temperatura de entrada, TENTRADA = 30ºC

Potencia bomba refrigeración (Pf) = 302 kW

Cp, constante con valor 4,185

Caudal Q = 66000 l/h

Coeficiente de eficiencia energética (EER) = 5,6

Por tanto, tendremos una temperatura de salida de 35,56ºC, con lo que las

temperaturas máximas de entrada son [1]:

𝑇𝑀𝐴𝑋 =1

2· (30 + 35,56)℃ = 32,78 ℃ (𝐸𝑐. 17)

41

2.5.4.1.2 Diferencia de temperatura entre el circuito y la tierra

Para los ciclos de refrigeración se calcula como [1]:

𝑇𝑀𝐴𝑋 − 𝑇𝐻 = (32,78 − 17,23)℃ = 15,55℃ (𝐸𝑐. 18)

2.5.4.1.3 Resistencia de los tubos al flujo de calor

La siguiente expresión determina la resistencia térmica de los tubos del

intercambiador enterrado [1]:

𝑅𝑃 =1

2 · 𝜋 · 𝑘𝑝· ln

𝐷𝐸𝑋𝑇

𝐷𝐼𝑁𝑇 (𝐸𝑐. 19)

Donde:

DEXT es el diámetro exterior de los tubos

DINT es el diámetro interior de los tubos

Kp= 0.43 W/m·k es la conductividad térmica del material de los tubos

Obtenemos:

RP = 0,074 m·K /W

2.5.4.1.3 Resistencia de la tierra

La resistencia de la tierra (RS) es la inversa de la conductividad térmica del terreno,

para ello hay que conocer la composición geológica del suelo que tenemos en la zona [1].

Dicha composición se puede determinar haciendo excavaciones a cierta

profundidad y llevándote las muestras a un laboratorio especializado para que le hagan un

estudio geotécnico, este nos dirá la naturaleza y propiedades del terreno, un estudio tan

detallado incrementaría el coste, y es posible determinar la composición de forma

aproximada del terreno mediante otros métodos.

El instituto Geológico y Minero de España estudia todas las regiones pertenecientes

al país, es de uso público y tenemos los mapas geológicos ordenador por cuadriculas de

toda la península, inclusive islas. Este proyecto está situado en Linares, por lo que

42

obtenemos el mapa geológico 905, observándolo hemos determinado que nos

encontramos ante areniscas margosas, margas y conglomerados[14].

Figura 2.13 Mapa geológico de Linares [14]

Volviendo a la guía técnica de diseño de sistemas de bomba de calor geotérmico,

en la tabla extraída del libro “Geothermal energy and heat storage” de D.Paud del 2002, se

extrae los datos de los diferentes estratos que forma el suelo y dato y buscar su

conductividad.

Tabla 2.8 Valores de conductividad y capacidad térmica para distintos tipos de materiales [1]

43

Tomamos un valor medio de los valores que aparecen en los recuadros, nuestros

tipos de suelos, obteniendo una conductividad media de 1.32 W / m · K

La resistencia de la tierra es el inverso de este valor [1]:

RS = 0,75 m·K / W

2.5.4.1.4 Factor de utilización

El factor de utilización representa la fracción de tiempo que tenemos la bomba en

funcionamiento durante una estación, en nuestro caso la estación estival, la manera más

sencilla para calcular la carga térmica, es hacer una estimación de horas de uso por cada

mes que transcurre en la estación, en Linares el funcionamiento de la refrigeración nos

abarca los meses de Mayo, Junio, Julio y Septiembre, con su estimación de uso de 5 hora

en Mayo,6 en Junio,8 en Julio y 8 horas en Septiembre. A continuación, se muestra una

tabla con las horas de utilización y su factor de utilización.

Tabla 2.9. Horario de utilización de la refrigeración

El factor de utilización viene definido por la siguiente ecuación:

∫ 𝑢𝑡𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎𝑐𝑖ó𝑛 =𝑈𝑡𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎𝑐𝑖ó𝑛

𝐻𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠 (𝐸𝑐. 20)

Por tanto, tenemos un factor de utilización de 0,351.

44

2.5.4.1.5 Longitud del intercambiador enterrado

Calculados todos los parámetros necesarios, se procede al cálculo de la longitud

del intercambiador de calor enterrado para la fase de refrigeración, viene definida por la

siguiente expresión [1]:

𝐿𝑅𝐸𝐹𝑅𝐼𝐺𝐸𝑅𝐴𝐶𝐼𝑂𝑁 =𝑄𝑅𝑒𝑓𝑟𝑖𝑔𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 ·

𝐸𝐸𝑅 + 1𝐸𝐸𝑅

· (𝑅𝑃 + (𝑅𝑆 · ∫ 𝑈𝑡𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎𝑐𝑖ó𝑛))

𝑇𝑀𝐴𝑋 − 𝑇𝐻 (𝐸𝑐. 21)

Donde:

QRefrigeración = 302 kW

EER = 5,6

RP = 0.074 m·K / W

RS = 0.75 m·K / W

TMAX = 32,78ºC

TH = 17,23ºC

∫ utilización = 0.351

La longitud necesaria de intercambio será de: 7.719,41 m

La longitud del intercambiador tierra / agua es la necesaria para que la bomba de

calor funcione en correctas condiciones en la refrigeración. Trabajaremos con tubo en

doble U, por lo que la longitud del sondeo será:

LSONDEO= 7.719,41 m / 2 = 3.859,70 m

Se escogen las sondas RAUGEO PE-Xa 32 x 2,9 mm de 4 tubos de 100 metros

[12]. El catálogo con todas las características nos lo podemos encontrar en apartado de

anexos.

Por tanto, para obtener el número total de perforaciones verticales que tendremos

que realizar para los 3.859,70 metros, se deberá saber los metros disponibles que

montamos en cada perforación vertical que son 200 metros, pero al tener tubos de doble

U obtendremos en cada perforación 400 metros lineales, así que perforaremos un total de

9,65 sondeos que corresponde a 10 sondeos a una profundidad de 100 metros.

45

Las 10 perforaciones verticales de 100 metros, se realizarán con un diámetro

mínimo de 140 mm, mediante la tecnología más idónea para el terreno, bien sea,

rotopercusión, perforación con lodos, perforación a rotación, etc [1].

El encamisado metálico se procederá en el caso de la existencia de coqueras [1].

Seguidamente se procederá a la retirada del varillaje y la introducción de las sondas

geotérmicas en la perforación, dichas sondas deberán ir rellenas de agua, con esto se

consigue ver su estanqueidad y evitar colapsos. Las sondas se introducirán por gravedad.

Los extremos de las sondas permanecerán cerrados por tapones para evitar la

introducción de partículas sólidas, permanecerá así hasta las pruebas de presión [1].

El espacio existente entre la sonda geotérmica y las paredes de la perforación

deberán rellenarse para:

Asegurar una buena transmisión del calor.

Aislar la perforación de flujos de agua.

Dicho relleno se realizará por gravedad con arena silícea o bien inyectándose con

sistemas para este fin, desde el fondo hasta la superficie del terreno, de hormigón,

bentonita o materiales termoconductivos específicos para su propósito [1].

46

CAPÍTULO III: RESULTADO Y DISCURSIÓN

3.1 Cálculo del consumo con Bomba de calor no geotérmica

El consumo eléctrico de la enfriadora de agua caliente se ha calculado con los

precios presentados en el BOE-A-2017-15521, con vigor hasta el 31 de diciembre del 2018

del Ministerio de Energía, Turismo y Agenda Digital [WB7], por la que se establecen los

precios del peaje de acceso de energía eléctrica en la Tarifa 3.1A.

Previo a los cálculos de consumo, hemos establecido una potencia eléctrica de la

bomba de calor no geotérmica a partir del EER y los horarios de funcionamiento, que serán

los mismos para las bombas de calor geotérmica y no geotérmica, también se ha estimado

que ambas bombas trabajaran a una carga del 60%, debido a que no todas las clases son

simultáneas ni la capacidad de la universidad es del 100%.

3.1.1 Cálculo de la potencia eléctrica de la enfriadora de agua caliente

La potencia eléctrica, de la enfriadora de agua caliente actual, se calculará de la

misma forma que lo hicimos con la bomba de calor geotérmica, a partir de un EER de 3

que es lo más frecuente en enfriadoras de este tipo y una estimación de cargas térmicas

de refrigeración de 302kW, lo correspondiente a un 60% de la carga total de 503kW, por lo

que:

𝑊𝑅𝐸𝐹𝑅𝐼𝐺𝐸𝑅𝐴𝐶𝐼Ó𝑁 =302𝑘𝑊

3= 100,6 𝑘𝑊 (𝐸𝑐. 22)

La potencia eléctrica obtenida en nuestra enfriadora actual sería de 100,6 kW en el

caso de que tuviésemos la central de producción individualizada por naves.

3.1.2 Tarifa 3.1A

Esta tarifa va destinada a suministros trifásicos que requieran hasta un máximo de

450kW de potencia contratada. Se divide en tres periodos en el término de energía y de

potencia. Estos periodos a la vez se dividen en horario de invierno y verano, dentro de los

horarios de invierno y verano, también se encuentra el horario de los sábados, Domingos

y festivos pero este horario no nos interesa ya que esos días no hay actividad en la

Universidad. A continuación, os mostramos los precios y horarios de la tarifa 3.1A:

47

Precio Tarifa 3.1A:

Punta Llano Valle

Termino de potencia (€/kW· día) 0,1590 0,098 0,0224

Termino de energía (€/kWh) 0,1053 0,096 0,0709

Tabla 3.1 Precio tarifa 3.1A

Horario de Invierno:

Invierno

Punta Llano Valle

17-23 23-24 y 8-17 0-8

Tabla 3.2 Horario de invierno

Horario de Verano:

Verano

Punta Llano Valle

17-23 23-24 y 8-17 0-8

Tabla 3.3 Horario de verano

3.1.3 Horario de Consumos por meses y periodos

Se ha establecido un horario de funcionamiento estimado para los meses de Mayo,

Junio, Julio y Septiembre.

Periodo mayo junio julio septiembre

Punta 17-21 17-22 17-22 17-22

Llano 16-17 13-17 12-17 12-17

Total horas 5 9 10 10

Tabla 3.4 Horario de funcionamiento estimado

Esta estimación de las horas de funcionamiento de la bomba de calor sirve también

para la bomba de calor geotérmica, por tanto, ya podemos calcular el consumo eléctrico

mensual de ambas bombas.

48

3.1.4 Consumos eléctricos en la bomba aire-agua

La factura eléctrica se compone de dos términos, el termino de potencia contratada

y el término de energía, a partir de estos dos términos y el impuesto eléctrico obtendremos

el gasto de electricidad en refrigeración.

Tarifa 3.1A: mayo

Término de Potencia

kW Precio(€/kW día) Días Total

Potencia Punta 100,6 0,1590 31 495,85

Potencia Llano 100,6 0,098 31 305,62

Potencia Valle 100,6 0,0224 31 69,85

Total 871,32€

Término de Energía

kWh/Dia Precio(€/kW h) Días Total

Consumo Punta 402,4 0,1053 23 974,57

Consumo Llano 100,6 0,096 23 222,12

Consumo Valle ---- ---- ---- ----

Total 1.196,69€

Tabla 3.5 Coste Energía eléctrica mayo

Tabla 3.6 Coste total mayo

Total 2.068,01

Impuesto eléctrico 5,1127% 105,73

Total Mayo 2.173,74€

49

Tarifa 3.1A: junio



Potencia Punta 100,6 0,1590 30 479,86

Potencia Llano 100,6 0,098 30 295,76

Potencia Valle 100,6 0,0224 30 67,60

Total 843,22€



Consumo Punta 503 0,1053 22 1.165,25

Consumo Llano 402,4 0,096 22 849,87

Consumo Valle ---- ---- ---- ----

Total 2015.12€

Tabla 3.7 Coste energía eléctrica junio

Tabla 3.8 Coste total junio

Tarifa 3.1A: julio



Potencia Punta 100,6 0,1590 31 495,85

Potencia Llano 100,6 0,098 31 305,62

Potencia Valle 100,6 0,0224 31 69,85

Total 871.32€



Consumo Punta 503 0,1053 22 1.165,25

Consumo Llano 503 0,096 22 1.062,34

Consumo Valle ---- ---- ---- ----

Total 2.227,59€

Tabla 3.9 Coste energía eléctrica julio

Total 2.858,34


Total Junio 3.004,48€

50


Tarifa 3.1A: septiembre



Potencia Punta 100,6 0,1590 30 479,86

Potencia Llano 100,6 0,098 30 295,76

Potencia Valle 100,6 0,0224 30 67,60

Total 843,22€



Consumo Punta 503 0,1053 20 1.059,32

Consumo Llano 503 0,096 20 965,76

Consumo Valle ---- ---- ---- ----

Total 2.025,08€

Tabla 3.11 Coste energía eléctrica septiembre


Por tanto, el gasto total en electricidad por la bomba de calor aire-agua asciende a:

11.450,51€

Total 3.098,91


Total Julio 3.257,34€

Total 2.868,30


Total Septiembre 3.014,95€

51

3.2 Cálculo del consumo con Bomba de calor geotérmica

El consumo eléctrico de la bomba de calor geotérmica se calculará de la misma

forma que en el apartado anterior, aunque la potencia eléctrica requerida en este sistema

de refrigeración es menor debido a su alto rendimiento.

Tarifa 3.1A: mayo



Potencia Punta 54 0,1590 31 266,16

Potencia Llano 54 0,098 31 164,05

Potencia Valle 54 0,0224 31 37,49

Total 467,70€



Consumo Punta 216 0,1053 23 523,13

Consumo Llano 54 0,096 23 119,23

Consumo Valle ---- ---- ---- ----

Total 642,36€

Tabla 3.13 Coste energía eléctrica mayo

Tabla 3.14 Coste total mayo

Total 1.110,06


Total Mayo 1.166,81€

52

Tarifa 3.1A: junio



Potencia Punta 54 0,1590 30 257,58

Potencia Llano 54 0,098 30 158,76

Potencia Valle 54 0,0224 30 36,29

Total 452,63€



Consumo Punta 270 0,1053 22 625,48

Consumo Llano 216 0,096 22 456,19

Consumo Valle ---- ---- ---- ----

Total 1.081,67€

Tabla 3.15 Coste energía eléctrica junio

Tabla 3.16 Coste total junio

Tarifa 3.1A: julio



Potencia Punta 54 0,1590 31 266,16

Potencia Llano 54 0,098 31 164,05

Potencia Valle 54 0,0224 31 37,49

Total 467,70€



Consumo Punta 270 0,1053 22 625,48

Consumo Llano 270 0,096 22 570,24

Consumo Valle ---- ---- ---- ----

Total 1.195,72€


Total 1.534.30


Total Junio 1.612,74€

53

Tabla 3.18 Coste total julio

Tarifa 3.1A: Septiembre



Potencia Punta 54 0,1590 30 257,58

Potencia Llano 54 0,098 30 158,76

Potencia Valle 54 0,0224 30 36,29

Total 452,63€



Consumo Punta 270 0,1053 20 568,62

Consumo Llano 270 0,096 20 518,40

Consumo Valle ---- ---- ---- ----

Total 1.087,02€


Tabla 3.20 Coste total septiembre

Obteniendo un gasto total energético en refrigeración de: 5.654,77€

Total 1.195,72


Total Julio 1.256,85€

Total 1.539,65


Total Septiembre 1.618,36€

54

3.3 Estudio Tecno-Económico

En este apartado vamos a realizar un estudio económico del coste material y su

puesta en marcha.

3.3.1 Coste de la Bomba geotérmica

Se ha decidido instalar dos bombas de calor geotérmicas VAILLANT VWW 460/2

en cascada. El total asciende a:

Unidad Producto Precio Total

5 VWW 460/2 16.795 83.975

1 Cuadro control cascada 3.700 3.700

1 Bomba de circulación 2.065 2.065

Total 106.535 €

*No va incluido el IVA

Tabla 3.21 Coste bomba geotérmica

El intercambiador enterrado se comprará mediante 2 kit de 4 sondas de doble U, y

un kit de 2 sondas de doble U, que ya vienen preparados y con todos los elementos

secundarios para su instalación.

Unidad Producto Precio Total

2 Sonda RAUGEO PE-Xa 11.380,53 22.761,06

1 Sonda RAUGEO PE-Xa 5.690,27 5.690,27

Total 28.451,33 €

*No va incluido IVA

Tabla 3.22 Coste Sonda RAUGEO PE-Xa

El precio unitario de los componentes de la bomba de calor se puede consultar en

el apartado anexos.

55

3.3.2 Coste de la Obra civil

Estos costes son los generados en la obra de perforación y colocación de las

sondas verticales para el intercambiador de calor enterrado, el transporte e instalación de

todo el sistema geotérmico (bomba de calor y accesorios) va incluido en el precio unitario

de los componentes, por lo que nuestro coste de obra civil sería un solo capitulo

denominado perforación.

Capítulo: Perforación

Descripción Cantidad Precio unitario (€) Total

Excav. Equipo rotación 1.000 metros 19,52 19.520

Mano de obra oficial primera 48 horas 16,50 792

Mano de obra ayudante 48 horas 13,50 648

Transporte de equipo 500 500

Total 21.460 €


Tabla 3.23 Coste perforación

3.3.3 Resumen presupuesto de la bomba de calor geotérmica

La instalación completa de la bomba de calor geotérmica ascendería a:

Presupuesto de ejecución de material 156.446,33

Gastos generales 13% 20.338,02

Beneficio Industrial 6% 9.386,78

Presupuesto de ejecución por contrata 186.171,13 €


Tabla 3.24 Coste total por ejecución

3.3.4 Subvención

Las subvenciones aprobadas mediante orden de 23 de diciembre de 2016 (BOJA

núm. 249, 30 de diciembre), se aprobaron las bases reguladoras para la concesión de

incentivos para el desarrollo energético sostenible de Andalucía en el periodo 2017-2020,

a fecha 25 de mayo de 2018 se suspendieron la convocatoria de los incentivos a excepción

de la biomasa, solar térmica, autoconsumo y aerotérmia junta a la geotérmia.

En nuestro caso, nuevo sistema de geotermia con potencia superior a 3 kW y, al

menos, con clase de eficiencia energética A, tendríamos un incentivo de hasta el 30% de

56

la inversión, si se usa como única fuente de energía renovable, con un incentivo de hasta

el 40 % si se combinase más de una fuente de energía renovable. [WB8]

En el proyecto de climatización del aulario de la universidad científica-tecnológica

de Linares tendremos un incentivo de 55.851,33 €.

3.4 Amortización

La amortización de nuestra inversión inicial de 186.171,13 €, se nos vería reducida

gracias a las subvenciones concedidas por la Junta de Andalucía en el periodo 2017-2020

en un 30%, por tanto, la inversión definitiva a amortizar en un periodo de 15 años seria de

130.319,79 €, con un incremento anual de la electricidad del 5%, aunque viendo la

evolución del precio de la electricidad estos últimos años es un margen más bien

conservador.

En este estudio tecno-económico solo tenemos reflejado el ahorro en refrigeración,

que nos da unos 5.795,74 € pero las bombas de calor geotérmica funcionan también en

modo calefacción para los meses fríos, así que para aproximar lo máximo posible la

amortización a la realidad, extrapolaremos la media de ahorro mensual que hemos

obtenido en los meses calurosos a los meses de frio, (1.448,94€). Obteniendo así un ahorro

energético anual de 14.489,4€.

Periodo Deuda Inicial Ahorro Incremento Deuda Final

1 -130.319,79 14.489,40 -124.367,94

2 -124.367,94 15.213,87 5 -109.154,07

3 -109.154,07 15.974,56 5 -93.179,51

4 -93.179,51 16.773,29 5 -76.406,21

5 -76.406,21 17.611,96 5 -58.794,26

6 -58.794,26 18.492,55 5 -40.301,70

7 -40.301,70 19.417,18 5 -20.884,52

8 -20.884,52 20.388,04 5 -496,48

9 -496,48 21.407,44 5 20.910,96

10 20.910,96 22.477,82 5 43.388,78

Tabla 3.25 Amortización

57

3.5 Discusión y propuestas finales

Una vez acabado nuestro estudio tecno-económico, podemos concluir que estamos

ante un sistema de climatización con una eficiencia altísima, basado en energías de

carácter renovable, debido a su eficiencia nos permite obtener grandes márgenes de

ahorro anuales comparando el gasto energético en ambos sistemas y recortar el plazo de

amortización de unos 10 años que es el modelo estándar, a unos 9 con la subvención

aportada por la Junta de Andalucía.

Gráfica 3.1 Amortización

La inversión no ha sido muy elevada para una instalación de este calibre debido a

que los terminales finales, es decir, los fan-coil o ventiloconvectores y sus conducciones

de aire tienen la virtud de poder ser utilizados en ambos sistemas, provocando un gran

ahorro en nuestro estudio de bomba calor geotérmica.

Como observación final, decir que es el sistema de climatización más costoso,

frente a muchas otras opciones que disponemos en el mercado, tanto, en la inversión inicial

debido a las perforaciones horizontales o verticales que se deben de hacer y su

correspondiente obra civil, como también este sistema te exige disponer de un terreno que,

si no lo haces en obra nueva, se te hace imposible poder instalarlo a posteriori. En nuestro

caso este no sería el impedimento ya que alrededor del aulario tenemos espacios de

terreno aun sin edificar que pertenecen a la universidad de Jaén.

-140000

-120000

-100000

-80000

-60000

-40000

-20000

0

20000

40000

60000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Deu

da

Inic

al p

or

año

Años

Amortización

58

CAPÍTULO IV: CONCLUSIONES

4.1 Conclusiones

La conclusión final que podemos extraer para este tipo de instalaciones con fines

térmicos es que merece la pena la inversión, en edificios de nueva construcción o

rehabilitaciones de edificios privados o públicos que tengan un sistema de climatización

envejecido y/o amortizado, los cuales utilicen energías no renovables con alta emisión de

gases de efecto invernadero.

A pesar de ser la instalación más costosa inicialmente, por motivos de perforaciones

y otros costes adicionales que pueden presentar ciertos suelos de ciertas zonas, hemos

visto que su bajo consumo energético debido a su alta eficiencia hace compensar esos

altos costes en un intervalo menor a 15 años frente a otros sistemas.

Para concluir, no recomendaría la sustitución del actual sistema de climatización en

el aulario debido a que su vida útil estará estimada como mínimo para 20 años y nos

encontramos ante una maquinaria con escasamente 5 años de uso.

Pero si acabaría diciendo que las instalaciones públicas deben de dar ejemplo con

el uso de tecnologías sostenibles y en futuros proyectos o remodelaciones de actuales

edificios, fomentar este tipo de instalaciones ya que además de conseguirnos un ahorro

económico también nos ayuda a mantener un medio ambiente menos contaminado, dando

así una imagen de una administración comprometida con las energías renovables.

59

CAPÍTULO V: ANEXOS

5.1 Anexos

5.1.1 Anexo A: Listado completo de cargas térmicas

1.- PARÁMETROS GENERALES Emplazamiento: Linares

Latitud (grados): 38.1 grados

Altitud sobre el nivel del mar: 423 m

Percentil para verano: 5.0 %

Temperatura seca verano: 34.51 °C

Temperatura húmeda verano: 21.60 °C

Oscilación media diaria: 17.3 °C

Oscilación media anual: 40.1 °C

Porcentaje de cargas debido a la propia instalación: 3 %

Porcentaje de mayoración de cargas (Verano): 0 %

2.- RESULTADOS DE CÁLCULO DE LOS RECINTOS

2.1.- Refrigeración

Sótano

CARGA MÁXIMA (RECINTO AISLADO)

Recinto Conjunto de recintos

aula 1 (Aula) PLANTA -1

Condiciones de proyecto

Internas Externas

Temperatura interior = 24.0 °C Temperatura exterior = 33.9 °C

Humedad relativa interior = 50.0 % Temperatura húmeda = 21.6 °C

Cargas de refrigeración a las 18h (16 hora solar) del día 1 de Julio

C. LATENTE (W)

C. SENSIBLE (W)

Cerramientos exteriores

Tipo Orient

ación

Superfici

e (m²)

U

(W/(m²

·K))

Peso

(kg/m²

)

Co

lor

Teq.

(°C)

Fach

ada N 31.9 0.58 323

Cla

ro 24.8

15.57

Cubiertas

Tip

o

Superficie

(m²)

U

(W/(m²·

K))

Peso

(kg/m²) Color

Teq.

(°C)

Azot

ea 158.2 0.27 554

Interm

edio 27.5

151.85

Cerramientos interiores

60

Tipo Superficie

(m²)

U

(W/(m²·K

))

Peso

(kg/m²)

Teq.

(°C)

Pared

interior 30.2 0.68 26 29.1

Hueco

interior 1.7 2.03 29.0

104.33

16.82

Total estructural 288.56

Ocupantes

Actividad Nº personas C.lat/per (W) C.sen/per (W)

Sentado o en reposo 80 34.89 62.73

2791.20 5018.58

Iluminación

Tipo Potencia (W) Coef. iluminación

Fluorescente con reactancia 2688.99 1.05

2823.44

Instalaciones y otras cargas 1739.93

Cargas interiores 2791.20 9312.13

Cargas interiores totales 12103.3

3

Cargas debidas a la propia instalación 3.0 %

288.02

FACTOR CALOR SENSIBLE : 0.78

Cargas internas totales

2791.20 9888.72

Potencia térmica interna total 12679.9

2

Ventilación

Caudal de ventilación total (m³/h)

3559.0

5809.65 10489.18

Cargas de ventilación 5809.65 10489.1

8

Potencia térmica de ventilación total 16298.8

3

Potencia térmica 8600.85 20377.8

9

POTENCIA TÉRMICA POR SUPERFICIE 158.2 m²

183.2 W/m²

POTENCIA TÉRMICA TOTAL :

28978.7 W

61





Internas Externas




C. LATENTE (W)

C. SENSIBLE (W)


Tipo Orient

ación

Superfici

e (m²)

U

(W/(m²

·K))

Peso

(kg/m²

)

Co

lor

Teq.

(°C)

Fachada

O 5.2 0.58 323 Claro

24.7

Fach

ada N 34.0 0.58 323

Cla

ro 24.8

2.23

16.61

Cubiertas

Tip

o

Superficie

(m²)

U (W/(m²·

K))

Peso

(kg/m²) Color

Teq.

(°C)

Azot

ea 160.4 0.27 554

Interm

edio 27.5

153.98


Tipo Superficie

(m²)

U

(W/(m²·K))

Peso

(kg/m²)

Teq.

(°C)

Pared

interior 44.8 0.68 26 29.1

Hueco

interior 1.7 2.03 29.0

154.80

16.82


Ocupantes



2930.76 5269.51

Iluminación



2993.93




9


305.09



2930.76 10474.6

5


1

Ventilación


3773.9

6160.47 11122.56


6


3


2

62

POTENCIA TÉRMICA POR SUPERFICIE 167.7 m² 183.0 W/m²

POTENCIA TÉRMICA TOTAL :

30688.4 W

63





Internas Externas




C. LATENTE (W)

C. SENSIBLE (W)


Tipo Orient

ación

Superfici

e (m²)

U

(W/(m²

·K))

Peso

(kg/m²

)

Co

lor

Teq.

(°C)

Fachada

S 9.4 0.58 323 Claro

25.0

Fach

ada N 31.0 0.58 323

Cla

ro 24.8

5.19

15.14


Tipo Superficie

(m²)

U (W/(m²·K

))

Peso

(kg/m²)

Teq.

(°C)

Pared

interior 41.4 0.68 26 29.1

Hueco

interior 1.7 2.03 29.0

143.12

16.82


Ocupantes



1325.82 2383.82

Iluminación



1337.28





137.92



1325.82 4735.23


Ventilación


1685.7

2751.66 4968.05





POTENCIA TÉRMICA TOTAL : 13780.8 W

64





Internas Externas




C. LATENTE (W)

C. SENSIBLE (W)


Tipo Orient

ación

Superfici

e (m²)

U

(W/(m²

·K))

Peso

(kg/m²

)

Co

lor

Teq.

(°C)

Fachada

N 37.6 0.58 323 Claro

24.8

18.39


Tipo Superficie

(m²)

U

(W/(m²·K

))

Peso

(kg/m²)

Teq.

(°C)

Pared interior

66.1 0.68 26 29.1

Forjado 59.1 0.32 472 25.1

Hueco

interior 1.7 2.03 29.0

228.52

20.37

16.82


Ocupantes



1290.93 2321.09

Iluminación



1291.66





137.04



1290.93 4705.08


Ventilación


1628.1

2657.79 4798.56






65

Planta 1



AULA 1 (Aula) PLANTA 1


Internas Externas



Cargas de refrigeración a las 17h (15 hora solar) del día 22 de Agosto

C. LATENTE (W)

C. SENSIBLE (W)


Tipo Orient

ación

Superfici

e (m²)

U (W/(m²·

K))

Peso

(kg/m²)

Col

or

Teq.

(°C)

Fach

ada S 2.4 0.58 323

Cla

ro 26.3

Fach

ada E 21.0 0.58 323

Cla

ro 27.8

3.18

46.12

Ventanas exteriores

Núm.

ventana

s

Orient

ación

Superficie

total (m²)

U

(W/(m²

·K))

Coef.

radiación

solar

Ganancia

(W/m²)

12 S 29.5 1.88 0.05 24.9

735.29


Tipo Superficie

(m²)

U

(W/(m²·K)

)

Peso

(kg/m²)

Teq.

(°C)

Pared

interior 51.2 0.68 26 28.9

Forjado 90.3 0.32 472 25.1

Hueco

interior 1.7 2.03 29.3

171.94

31.38

17.83


Ocupantes



1604.94 2854.65

Iluminación



1608.19





188.78



1604.94 6481.48


Ventilación


2066.5

2992.22 6459.37






66



AULA 2 (Aula) PLANTA 1


Internas Externas




C. LATENTE (W)

C. SENSIBLE (W)


Tipo Orient

ación

Superfici

e (m²)

U

(W/(m²·

K))

Peso

(kg/m²)

Col

or

Teq.

(°C)

Fach

ada S 8.3 0.58 323

Cla

ro 26.3

11.14

Ventanas exteriores

Núm.

ventanas

Orient

ación

Superficie

total (m²)

U

(W/(m²·K))

Coef.

radiación solar

Ganancia

(W/m²)

9 S 22.4 1.88 0.05 25.0

560.02


Tipo Superficie (m²)

U (W/(m²·K)

)

Peso (kg/m²)

Teq. (°C)

Pared

interior 71.1 0.68 26 28.9

Forjado 17.3 0.33 472 25.1

Forjado 87.9 0.32 472 25.8

Hueco

interior 1.7 2.03 29.3

238.67

6.08

50.57

17.83


Ocupantes



1570.05 2792.60

Iluminación



1549.37





180.52



1570.05 6198.01


Ventilación


1990.9

2882.78 6223.13






67

Planta 2



AULA 1 (Aula) PLANTA2/3


Internas Externas




C. LATENTE (W)

C. SENSIBLE (W)


Tipo Orient

ación

Superfici

e (m²)

U (W/(m²·

K))

Peso

(kg/m²)

Col

or

Teq.

(°C)

Fach

ada O 33.2 0.58 323

Cla

ro 25.6

Fach

ada S 1.6 0.58 323

Cla

ro 27.1

30.28

2.83

Ventanas exteriores

Núm.

ventana

s

Orient

ación

Superficie

total (m²)

U

(W/(m²

·K))

Coef.

radiación

solar

Ganancia

(W/m²)

8 S 19.5 1.88 0.04 19.7

383.21


Tipo Superficie

(m²)

U

(W/(m²·K)

)

Peso

(kg/m²)

Teq.

(°C)

Pared

interior 17.7 0.68 26 29.1

Forjado 94.7 0.33 472 25.0

Hueco

interior 3.3 2.03 29.0

61.12

33.28

33.63


Ocupantes



1674.72 3011.15

Iluminación



1708.28





184.64



1674.72 6339.24


Ventilación


2153.3

3515.04 6346.31






68





Internas Externas




C. LATENTE (W)

C. SENSIBLE (W)


Tipo Orient

ación

Superfici

e (m²)

U

(W/(m²·

K))

Peso

(kg/m²)

Col

or

Teq.

(°C)

Fach

ada S 1.8 0.58 323

Cla

ro 27.1

3.25

Ventanas exteriores

Núm.

ventanas

Orient

ación

Superficie

total (m²)

U

(W/(m²·K))

Coef.

radiación solar

Ganancia

(W/m²)

8 S 19.6 1.88 0.04 19.7

386.35



U (W/(m²·K)

)

Peso (kg/m²)

Teq. (°C)

Pared

interior 18.1 0.68 26 29.1

Forjado 95.8 0.33 472 25.2

Hueco interior

3.3 2.03 29.0

62.43

38.08

33.63


Ocupantes



1709.61 3073.88

Iluminación



1738.98





187.29



1709.61 6430.26


Ventilación


2192.0

3578.21 6460.36






69





Internas Externas




C. LATENTE (W)

C. SENSIBLE (W)


Tipo Orient

ación

Superfici

e (m²)

U

(W/(m²·

K))

Peso

(kg/m²)

Col

or

Teq.

(°C)

Fach

ada S 1.8 0.58 323

Cla

ro 27.1

3.24

Ventanas exteriores

Núm.

ventanas

Orient

ación

Superficie

total (m²)

U

(W/(m²·K))

Coef.

radiación solar

Ganancia

(W/m²)

10 S 22.3 1.88 0.04 19.7

439.54



U (W/(m²·K)

)

Peso (kg/m²)

Teq. (°C)

Pared

interior 53.9 0.68 26 29.1

Forjado 109.1 0.33 472 25.5

Hueco interior

3.3 2.03 29.0

186.42

55.10

33.63


Ocupantes



1918.95 3450.27

Iluminación



1958.27





214.43



1918.95 7362.18


Ventilación


2468.4

4029.43 7275.03






70





Internas Externas




C. LATENTE (W)

C. SENSIBLE (W)


Tipo Orient

ación

Superfici

e (m²)

U

(W/(m²·

K))

Peso

(kg/m²)

Col

or

Teq.

(°C)

Fach

ada E 2.5 0.58 323

Cla

ro 28.8

6.82

Ventanas exteriores

Núm.

ventanas

Orient

ación

Superficie

total (m²)

U

(W/(m²·K))

Coef.

radiación solar

Ganancia

(W/m²)

9 E 21.4 1.88 0.04 21.9

468.99



U (W/(m²·K)

)

Peso (kg/m²)

Teq. (°C)

Pared

interior 48.7 0.68 26 29.1

Forjado 71.4 0.33 472 25.0

Forjado 12.0 0.63 457 24.6

Hueco

interior 1.7 2.03 29.0

168.21

25.09

4.46

16.82


Ocupantes



1535.16 2760.22

Iluminación



1547.30





174.09



1535.16 5977.13


Ventilación


1950.4

3183.81 5748.28






71





Internas Externas




C. LATENTE (W)

C. SENSIBLE (W)


Tipo Orient

ación

Superfici

e (m²)

U

(W/(m²·

K))

Peso

(kg/m²)

Col

or

Teq.

(°C)

Fach

ada E 2.7 0.58 323

Cla

ro 28.8

7.41

Ventanas exteriores

Núm.

ventanas

Orient

ación

Superficie

total (m²)

U

(W/(m²·K))

Coef.

radiación solar

Ganancia

(W/m²)

15 E 33.8 1.88 0.04 21.9

739.37



U (W/(m²·K)

)

Peso (kg/m²)

Teq. (°C)

Pared

interior 33.1 0.68 26 29.1

Forjado 132.3 0.63 457 24.6

Hueco interior

3.3 2.03 29.0

114.51

49.20

33.63


Ocupantes



2337.63 4203.06

Iluminación



2360.98





262.11



2337.63 8999.25


Ventilación


2976.0

4858.07 8771.13






72





Internas Externas




C. LATENTE (W)

C. SENSIBLE (W)


Tipo Orient

ación

Superfici

e (m²)

U

(W/(m²·

K))

Peso

(kg/m²)

Col

or

Teq.

(°C)

Fach

ada E 2.1 0.58 323

Cla

ro 28.8

5.74

Ventanas exteriores

Núm.

ventanas

Orient

ación

Superficie

total (m²)

U

(W/(m²·K))

Coef.

radiación solar

Ganancia

(W/m²)

11 E 26.2 1.88 0.04 21.9

572.75



U (W/(m²·K)

)

Peso (kg/m²)

Teq. (°C)

Pared

interior 24.9 0.68 26 29.1

Forjado 102.4 0.63 457 24.6

Hueco interior

3.3 2.03 29.0

86.07

38.10

33.63


Ocupantes



1814.28 3262.08

Iluminación



1828.46





203.35



1814.28 6981.58


Ventilación


2304.8

3762.33 6792.79






73





Internas Externas




C. LATENTE (W)

C. SENSIBLE (W)


Tipo Orient

ación

Superfici

e (m²)

U

(W/(m²·

K))

Peso

(kg/m²)

Col

or

Teq.

(°C)

Fach

ada E 1.7 0.58 323

Cla

ro 28.8

4.61

Ventanas exteriores

Núm.

ventanas

Orient

ación

Superficie

total (m²)

U

(W/(m²·K))

Coef.

radiación solar

Ganancia

(W/m²)

10 E 21.0 1.88 0.04 21.9

459.36



U (W/(m²·K)

)

Peso (kg/m²)

Teq. (°C)

Pared

interior 19.3 0.68 26 29.1

Forjado 82.2 0.63 457 24.6

Hueco interior

3.3 2.03 29.0

66.79

30.58

33.63


Ocupantes



1465.38 2634.75

Iluminación



1467.35





163.79



1465.38 5623.46


Ventilación


1849.6

3019.30 5451.27






74





Internas Externas




C. LATENTE (W)

C. SENSIBLE (W)


Tipo Orient

ación

Superfici

e (m²)

U

(W/(m²·

K))

Peso

(kg/m²)

Col

or

Teq.

(°C)

Fach

ada E 2.0 0.58 323

Cla

ro 28.8

5.45

Ventanas exteriores

Núm.

ventanas

Orient

ación

Superficie

total (m²)

U

(W/(m²·K))

Coef.

radiación solar

Ganancia

(W/m²)

11 E 24.8 1.88 0.04 21.9

543.43



U (W/(m²·K)

)

Peso (kg/m²)

Teq. (°C)

Pared

interior 23.5 0.68 26 29.1

Forjado 97.2 0.63 457 24.6

Hueco interior

3.3 2.03 29.0

81.10

36.16

33.63


Ocupantes



1709.61 3073.88

Iluminación



1735.28





192.39



1709.61 6605.42


Ventilación


2187.3

3570.61 6446.64






75





Internas Externas




C. LATENTE (W)

C. SENSIBLE (W)


Tipo Orient

ación

Superfici

e (m²)

U

(W/(m²·

K))

Peso

(kg/m²)

Col

or

Teq.

(°C)

Fach

ada E 2.2 0.58 323

Cla

ro 28.8

6.09

Ventanas exteriores

Núm.

ventanas

Orient

ación

Superficie

total (m²)

U

(W/(m²·K))

Coef.

radiación solar

Ganancia

(W/m²)

12 E 27.3 1.88 0.04 21.9

597.43



U (W/(m²·K)

)

Peso (kg/m²)

Teq. (°C)

Pared

interior 26.2 0.68 26 29.1

Forjado 107.0 0.63 457 24.6

Hueco interior

3.3 2.03 29.0

90.43

39.80

33.63


Ocupantes



1884.06 3387.54

Iluminación



1910.03





211.80



1884.06 7271.68


Ventilación


2407.6

3930.18 7095.85






76



AULA10 (Aula) PLANTA2/3


Internas Externas




C. LATENTE (W)

C. SENSIBLE (W)


Tipo Orient

ación

Superfici

e (m²)

U

(W/(m²·

K))

Peso

(kg/m²)

Col

or

Teq.

(°C)

Fach

ada E 2.0 0.58 323

Cla

ro 28.8

Fach

ada N 26.4 0.58 323

Cla

ro 25.3

5.37

19.89

Ventanas exteriores

Núm.

ventanas

Orient

ación

Superficie

total (m²)

U

(W/(m²·K))

Coef.

radiación solar

Ganancia

(W/m²)

10 E 24.5 1.88 0.04 21.9

535.97


Tipo Superficie

(m²)

U (W/(m²·K)

)

Peso

(kg/m²)

Teq.

(°C)

Pared

interior 23.1 0.68 26 29.1

Forjado 95.8 0.63 457 24.6

Hueco interior

3.3 2.03 29.0

79.79

35.65

33.63


Ocupantes



1674.72 3011.15

Iluminación



1710.82





189.74



1674.72 6514.40


Ventilación


2156.5

3520.27 6355.75






77

Planta 3





Internas Externas




C. LATENTE (W)

C. SENSIBLE (W)


Tipo Orient

ación

Superfici

e (m²)

U

(W/(m²·

K))

Peso

(kg/m²)

Col

or

Teq.

(°C)

Fach

ada O 33.2 0.58 323

Cla

ro 25.7

Fach

ada S 1.6 0.58 323

Cla

ro 26.0

32.81

1.77

Ventanas exteriores

Núm.

ventana

s

Orient

ación

Superficie

total (m²)

U

(W/(m²

·K))

Coef.

radiación

solar

Ganancia

(W/m²)

8 S 19.5 1.88 0.04 19.6

381.23

Cubiertas


U

(W/(m²·K))

Peso (kg/m²)

Color Teq. (°C)

Azotea

95.7 0.27 554 Interme

dio 34.6

275.50


Tipo Superficie

(m²)

U

(W/(m²·K)

)

Peso

(kg/m²)

Teq.

(°C)

Pared

interior 17.7 0.68 26 29.1

Hueco

interior 3.3 2.03 29.0

61.12

33.63


Ocupantes



1674.72 3011.15

Iluminación



1708.28





191.89



1674.72 6588.21


Ventilación


2153.3

3515.04 6346.31






78





Internas Externas




C. LATENTE (W)

C. SENSIBLE (W)


Tipo Orient

ación

Superfici

e (m²)

U

(W/(m²·

K))

Peso

(kg/m²)

Col

or

Teq.

(°C)

Fach

ada S 1.8 0.58 323

Cla

ro 26.0

2.03

Ventanas exteriores

Núm.

ventanas

Orient

ación

Superficie

total (m²)

U

(W/(m²·K))

Coef.

radiación solar

Ganancia

(W/m²)

8 S 19.6 1.88 0.04 19.6

384.15

Cubiertas


U (W/(m²·K

))

Peso (kg/m²)

Color Teq. (°C)

Azot

ea 97.4 0.27 554

Interme

dio 34.6

280.45


Tipo Superficie

(m²)

U

(W/(m²·K)

)

Peso

(kg/m²)

Teq.

(°C)

Pared

interior 18.1 0.68 26 29.1

Hueco

interior 3.3 2.03 29.0

62.43

33.63


Ocupantes



1709.61 3073.88

Iluminación



1738.98





194.46



1709.61 6676.38


Ventilación


2192.0

3578.21 6460.36






79





Internas Externas




C. LATENTE (W)

C. SENSIBLE (W)


Tipo Orient

ación

Superfici

e (m²)

U

(W/(m²·

K))

Peso

(kg/m²)

Col

or

Teq.

(°C)

Fach

ada S 1.8 0.58 323

Cla

ro 26.0

2.02

Ventanas exteriores

Núm.

ventanas

Orient

ación

Superficie

total (m²)

U

(W/(m²·K))

Coef.

radiación solar

Ganancia

(W/m²)

10 S 22.3 1.88 0.04 19.6

437.02

Cubiertas


U (W/(m²·K

))

Peso (kg/m²)

Color Teq. (°C)

Azot

ea 109.7 0.27 554

Interme

dio 34.6

315.82


Tipo Superficie

(m²)

U

(W/(m²·K)

)

Peso

(kg/m²)

Teq.

(°C)

Pared

interior 53.9 0.68 26 29.1

Hueco

interior 3.3 2.03 29.0

186.42

33.63


Ocupantes



1918.95 3450.27

Iluminación



1958.27





222.14



1918.95 7626.88


Ventilación


2468.4

4029.43 7275.03






80





Internas Externas




C. LATENTE (W)

C. SENSIBLE (W)


Tipo Orient

ación

Superfici

e (m²)

U

(W/(m²·

K))

Peso

(kg/m²)

Col

or

Teq.

(°C)

Fach

ada E 2.5 0.58 323

Cla

ro 28.8

6.82

Ventanas exteriores

Núm.

ventanas

Orient

ación

Superficie

total (m²)

U

(W/(m²·K))

Coef.

radiación solar

Ganancia

(W/m²)

9 E 21.4 1.88 0.04 21.9

468.99

Cubiertas


U (W/(m²·K

))

Peso (kg/m²)

Color Teq. (°C)

Azot

ea 86.7 0.27 554

Interme

dio 34.6

249.55


Tipo Superficie

(m²)

U

(W/(m²·K)

)

Peso

(kg/m²)

Teq.

(°C)

Pared

interior 48.7 0.68 26 29.1

Hueco

interior 1.7 2.03 29.0

168.21

16.82


Ocupantes



1535.16 2760.22

Iluminación



1547.30





180.69



1535.16 6203.73


Ventilación


1950.4

3183.81 5748.28






81





Internas Externas




C. LATENTE (W)

C. SENSIBLE (W)


Tipo Orient

ación

Superfici

e (m²)

U

(W/(m²·

K))

Peso

(kg/m²)

Col

or

Teq.

(°C)

Fach

ada E 2.7 0.58 323

Cla

ro 28.8

7.41

Ventanas exteriores

Núm.

ventanas

Orient

ación

Superficie

total (m²)

U

(W/(m²·K))

Coef.

radiación solar

Ganancia

(W/m²)

15 E 33.8 1.88 0.04 21.9

739.37

Cubiertas


U (W/(m²·K

))

Peso (kg/m²)

Color Teq. (°C)

Azot

ea 132.3 0.27 554

Interme

dio 34.6

380.77


Tipo Superficie

(m²)

U

(W/(m²·K)

)

Peso

(kg/m²)

Teq.

(°C)

Pared

interior 33.1 0.68 26 29.1

Hueco

interior 3.3 2.03 29.0

114.51

33.63


Ocupantes



2337.63 4203.06

Iluminación



2360.98





272.06



2337.63 9340.78


Ventilación


2976.0

4858.07 8771.13






82





Internas Externas




C. LATENTE (W)

C. SENSIBLE (W)


Tipo Orient

ación

Superfici

e (m²)

U

(W/(m²·

K))

Peso

(kg/m²)

Col

or

Teq.

(°C)

Fach

ada E 2.1 0.58 323

Cla

ro 28.8

5.74

Ventanas exteriores

Núm.

ventanas

Orient

ación

Superficie

total (m²)

U

(W/(m²·K))

Coef.

radiación solar

Ganancia

(W/m²)

11 E 26.2 1.88 0.04 21.9

572.75

Cubiertas


U (W/(m²·K

))

Peso (kg/m²)

Color Teq. (°C)

Azot

ea 102.4 0.27 554

Interme

dio 34.6

294.88


Tipo Superficie

(m²)

U

(W/(m²·K)

)

Peso

(kg/m²)

Teq.

(°C)

Pared

interior 24.9 0.68 26 29.1

Hueco

interior 3.3 2.03 29.0

86.07

33.63


Ocupantes



1814.28 3262.08

Iluminación



1828.46





211.05



1814.28 7246.07


Ventilación


2304.8

3762.33 6792.79






83





Internas Externas




C. LATENTE (W)

C. SENSIBLE (W)


Tipo Orient

ación

Superfici

e (m²)

U

(W/(m²·

K))

Peso

(kg/m²)

Col

or

Teq.

(°C)

Fach

ada E 1.7 0.58 323

Cla

ro 28.8

4.61

Ventanas exteriores

Núm.

ventanas

Orient

ación

Superficie

total (m²)

U

(W/(m²·K))

Coef.

radiación solar

Ganancia

(W/m²)

10 E 21.0 1.88 0.04 21.9

459.36

Cubiertas


U (W/(m²·K

))

Peso (kg/m²)

Color Teq. (°C)

Azot

ea 82.2 0.27 554

Interme

dio 34.6

236.66


Tipo Superficie

(m²)

U

(W/(m²·K)

)

Peso

(kg/m²)

Teq.

(°C)

Pared

interior 19.3 0.68 26 29.1

Hueco

interior 3.3 2.03 29.0

66.79

33.63


Ocupantes



1465.38 2634.75

Iluminación



1467.35





169.97



1465.38 5835.72


Ventilación


1849.6

3019.30 5451.27






84





Internas Externas




C. LATENTE (W)

C. SENSIBLE (W)


Tipo Orient

ación

Superfici

e (m²)

U

(W/(m²·

K))

Peso

(kg/m²)

Col

or

Teq.

(°C)

Fach

ada E 2.0 0.58 323

Cla

ro 28.8

5.45

Ventanas exteriores

Núm.

ventanas

Orient

ación

Superficie

total (m²)

U

(W/(m²·K))

Coef.

radiación solar

Ganancia

(W/m²)

11 E 24.8 1.88 0.04 21.9

543.43

Cubiertas


U (W/(m²·K

))

Peso (kg/m²)

Color Teq. (°C)

Azot

ea 97.2 0.27 554

Interme

dio 34.6

279.86


Tipo Superficie

(m²)

U

(W/(m²·K)

)

Peso

(kg/m²)

Teq.

(°C)

Pared

interior 23.5 0.68 26 29.1

Hueco

interior 3.3 2.03 29.0

81.10

33.63


Ocupantes



1709.61 3073.88

Iluminación



1735.28





199.70



1709.61 6856.43


Ventilación


2187.3

3570.61 6446.64






85





Internas Externas




C. LATENTE (W)

C. SENSIBLE (W)


Tipo Orient

ación

Superfici

e (m²)

U

(W/(m²·

K))

Peso

(kg/m²)

Col

or

Teq.

(°C)

Fach

ada E 2.2 0.58 323

Cla

ro 28.8

6.09

Ventanas exteriores

Núm.

ventanas

Orient

ación

Superficie

total (m²)

U

(W/(m²·K))

Coef.

radiación solar

Ganancia

(W/m²)

12 E 27.3 1.88 0.04 21.9

597.43

Cubiertas


U (W/(m²·K

))

Peso (kg/m²)

Color Teq. (°C)

Azot

ea 107.0 0.27 554

Interme

dio 34.6

308.05


Tipo Superficie

(m²)

U

(W/(m²·K)

)

Peso

(kg/m²)

Teq.

(°C)

Pared

interior 26.2 0.68 26 29.1

Hueco

interior 3.3 2.03 29.0

90.43

33.63


Ocupantes



1884.06 3387.54

Iluminación



1910.03





219.84



1884.06 7547.97


Ventilación


2407.6

3930.18 7095.85






86



AULA10 (Aula) PLANTA2/3


Internas Externas




C. LATENTE (W)

C. SENSIBLE (W)


Tipo Orient

ación

Superfici

e (m²)

U

(W/(m²·

K))

Peso

(kg/m²)

Col

or

Teq.

(°C)

Fach

ada E 2.0 0.58 323

Cla

ro 28.8

Fach

ada N 26.4 0.58 323

Cla

ro 25.3

5.37

19.89

Ventanas exteriores

Núm.

ventanas

Orient

ación

Superficie

total (m²)

U

(W/(m²·K))

Coef.

radiación solar

Ganancia

(W/m²)

10 E 24.5 1.88 0.04 21.9

535.97

Cubiertas

Tipo Superficie

(m²)

U (W/(m²·K

))

Peso

(kg/m²) Color

Teq.

(°C)

Azot

ea 95.8 0.27 554

Interme

dio 34.6

275.92


Tipo Superficie

(m²)

U

(W/(m²·K)

)

Peso

(kg/m²)

Teq.

(°C)

Pared

interior 23.1 0.68 26 29.1

Hueco

interior 3.3 2.03 29.0

79.79

33.63


Ocupantes



1674.72 3011.15

Iluminación



1710.82





196.95



1674.72 6761.88


Ventilación


2156.5

3520.27 6355.75






87

RESUMEN DE LOS RESULTADOS DE CÁLCULO DE LOS RECINTOS

Conjunto: PLANTA -1

Recint

o Planta

Subtotales Carga interna Ventilación Potencia térmica

Estructur

al

(W)

Sensible

interior

(W)

Total

interior

(W)

Sensible

(W)

Total

(W)

Caudal

(m³/h)

Sensible

(W)

Carga

total

(W)

Por

superficie

(W/m²)

Sensible

(W)

Total

(W)

aula 1 Sótan

o 288.56 9312.13 12103.33 9888.72

12679.9

2

3558.9

6

10489.1

8 16298.83 183.21

20377.8

9

28978.7

5

aula 2 Sótan

o 344.44 9825.13 12755.89

10474.6

5

13405.4

1

3773.8

6

11122.5

6 17283.03 182.97

21597.2

2

30688.4

4

aula 3 Sótan

o 180.27 4417.04 5742.86 4735.23 6061.05

1685.6

5 4968.05 7719.71 183.95 9703.28

13780.7

7

aula 4 Sótan

o 284.09 4283.94 5574.87 4705.08 5996.01

1628.1

4 4798.56 7456.35 185.90 9503.64

13452.3

6

Total 10646.

6

Carga total simultánea 86900.

3

Conjunto: PLANTA 1

Recint

o Planta


Estructur

al (W)

Sensible

interior (W)

Total

interior (W)

Sensibl

e (W)

Total

(W)

Caudal

(m³/h)

Sensible

(W)

Carga

total (W)

Por

superficie (W/m²)

Sensible

(W)

Total

(W)

AULA

1

Planta

1 1005.75 5286.96 6891.90

6481.4

8

8086.4

2

2066.4

9 6459.37 9451.59 190.95

12940.8

5

17538.0

1

AULA

2

Planta

1 884.31 5133.18 6703.23

6198.0

1

7768.0

6

1990.9

1 6223.13 9105.91 190.70

12421.1

4

16873.9

7

Total 4057.

4

Carga total simultánea 34412.0

Conjunto: PLANTA2/3

Recint

o Planta


Estructur

al (W)

Sensible

interior (W)

Total

interior (W)

Sensibl

e (W)

Total (W)

Caudal (m³/h)

Sensible (W)

Carga

total (W)

Por

superficie (W/m²)

Sensible (W)

Total (W)

AULA 1

Planta 2

544.35 5610.25 7284.97 6339.2

4 8013.96

2153.29

6346.31 9861.34 186.78 12685.5

5 17875.3

0

AULA 2

Planta 2

523.74 5719.23 7428.84 6430.2

6 8139.87

2191.99

6460.36 10038.57 186.60 12890.6

2 18178.4

3

AULA 3

Planta 2

717.94 6429.82 8348.77 7362.1

8 9281.13

2468.40

7275.03 11304.46 187.64 14637.2

2 20585.6

0

AULA 4

Planta 2

690.40 5112.64 6647.80 5977.1

3 7512.29

1950.38

5748.28 8932.09 189.71 11725.4

1 16444.3

8

AULA 5

Planta 2

944.13 7793.01 10130.64 8999.2

5 11336.8

8 2976.0

3 8771.13 13629.20 188.75

17770.38

24966.09

AULA 6

Planta 2

736.30 6041.94 7856.22 6981.5

8 8795.86

2304.78

6792.79 10555.13 188.91 13774.3

8 19350.9

9

AULA 7

Planta 2

594.96 4864.70 6330.08 5623.4

6 7088.84

1849.61

5451.27 8470.57 189.28 11074.7

3 15559.4

1

AULA 8

Planta 2

699.77 5713.26 7422.87 6605.4

2 8315.03

2187.33

6446.64 10017.24 188.58 13052.0

6 18332.2

7

AULA 9

Planta 2

767.38 6292.50 8176.56 7271.6

8 9155.74

2407.61

7095.85 11026.03 188.61 14367.5

2 20181.7

7

AULA10

Planta 2

710.31 5614.36 7289.08 6514.4

0 8189.12

2156.49

6355.75 9876.01 188.48 12870.1

5 18065.1

4

AULA 1

Planta 3

786.07 5610.25 7284.97 6588.2

1 8262.93

2153.29

6346.31 9861.34 189.38 12934.5

2 18124.2

7

AULA 2

Planta 3

762.69 5719.23 7428.84 6676.3

8 8385.99

2191.99

6460.36 10038.57 189.12 13136.7

4 18424.5

6

AULA 3

Planta 3

974.92 6429.82 8348.77 7626.8

8 9545.83

2468.40

7275.03 11304.46 190.05 14901.9

1 20850.2

9

AULA 4

Planta 3

910.40 5112.64 6647.80 6203.7

3 7738.89

1950.38

5748.28 8932.09 192.32 11952.0

1 16670.9

8

AULA

5

Planta

3 1275.70 7793.01 10130.64

9340.7

8

11678.4

1

2976.0

3 8771.13 13629.20 191.34

18111.9

0

25307.6

1

88

Conjunto: PLANTA2/3

Recint

o Planta


Estructur

al

(W)

Sensible

interior

(W)

Total

interior

(W)

Sensibl

e

(W)

Total

(W)

Caudal

(m³/h)

Sensible

(W)

Carga

total

(W)

Por

superficie

(W/m²)

Sensible

(W)

Total

(W)

AULA

6

Planta

3 993.08 6041.94 7856.22

7246.0

7 9060.35

2304.7

8 6792.79 10555.13 191.49

14038.8

6

19615.4

8

AULA

7

Planta

3 801.04 4864.70 6330.08

5835.7

2 7301.10

1849.6

1 5451.27 8470.57 191.86

11286.9

9

15771.6

7

AULA

8

Planta

3 943.47 5713.26 7422.87

6856.4

3 8566.04

2187.3

3 6446.64 10017.24 191.16

13303.0

7

18583.2

9

AULA

9

Planta

3 1035.63 6292.50 8176.56

7547.9

7 9432.03

2407.6

1 7095.85 11026.03 191.19

14643.8

2

20458.0

6

AULA1

0

Planta

3 950.57 5614.36 7289.08

6761.8

8 8436.60

2156.4

9 6355.75 9876.01 191.07

13117.6

3

18312.6

1

Total 45291.

8

Carga total simultánea 381650.

3

89

5.1.2 Anexo B: Características técnicas de la Bomba VAILLANT VWW/2

Denominación Unidad VWW 460/2

Tipo – Bomba de calor agua/agua

Campo de aplicación – Las bombas de calor están concebidas exclusivamente para el uso de calefaccion y refrigeración, asi como de agua caliente

sanitaria

Dimensiones Altura sin conexiones mm 1200

Longitud mm 760

Fondo sin columna mm 900

Fondo con columna mm 1100

Peso Peso total - con embalaje kg 397

- sin embalaje kg 367

- operativo kg 394

Datos eléctricos

Tensión nominal/ Tensión de referencia

- Compresor 3/N/PE 400V 50Hz

- Circuito de control 1/N/PE 230V 50Hz

- Bomba geotérmica / Bomba 2ª fuente (a cargo del propietario)

3/N/PE 400V 50Hz (max. 3 x 8,5 A)

- CH1 P (a cargo del propietario)

1/N/PE 230V 50Hz (max. 2 A)

- Apoyo externo (a cargo del propietario)

3/N/PE 400V 50Hz

- Factor de potencia cos j 0,75 - 0,86

Impedancia de red máxima necesaria

- con limitador de corriente de arranque colocado de fábrica

Ohm 0,1

Fusible

– A

- Curva característica de

liberación C, con conmutación tripolar (interrupción de los 3 cables de red en un proceso de conexión)

- Corriente de desconexión 40

90

Corriente de arranque - sin limitador de corriente de arranque

A 198

- con limitador de corriente de arranque

A 110

colocado de fábrica

Consumo de potencia eléctrica

- mín. para W10/W35 kW 10,1

- máx. para W20/W60 kW 18

- Apoyo externo (a cargo del propieta-

kW 3 x 2,3

rio, máx.)

Tipo de protección EN 60529 - IP 20

Conexión hidráulica - ida y retorno de la

calefacción pulgadas, mm pulgadas, mm G 1 1/2", DN 32

- ida y retorno de la fuente

de calor G 1 1/2", DN 32

Circuito de la fuente de calor / Cir- cuito del agua de pozo

- Calidad permitida del agua

-

Diferencia de pH según DIN 38404-C10-R2 (< +0,5 / > -0,5) Corrosión según DIN 50930 T4 (1993) (S1 < 0,5) Corrosión

según DIN 50930 T5 (S3 < 0,5 / > 1,0)

- Presión de funcionamiento máx.

MPa (bar) 4

- Temperatura mín. de entrada calor de

°C

solución salina 20 - Temperatura máx. de entrada calor de

°C

solución salina

– Volumen del circuito de la fuente de calor en la bomba de calor

l 12,4

- Corriente de volumen nominal

DT 3K m3/h 13,1

- Pérdida interna de presión en la

kPa (mbar) 86,0(860)

corriente de volumen nominal

DT 3K

91

Circuito de calefacción

- Calidad permitida del agua

No agregue agentes anticongelantes o anticorrosión al agua de calefacción. Rebaje la dureza del agua de calefacción

cuando supere los 3,0 mmol/l (16,8° dH) según la directiva VDI2035, hoja 1

- presión de funcionamiento máx.

MPa (bar) 25

- Flujo frío fijado mín. °C 62

- Flujo frío fijado máx. °C

– Volumen Contenido de agua del circuito de calefacción en la bomba de agua

l 14,1

- Corriente de volumen

nominal DT 5K m3/h 10,44

- Pérdida de presión en la corriente de volumen nominal

kPa (mbar) 30,3

- Corriente de volumen

nominal DT 10K

- Pérdida de presión en la corriente de volumen nominal

DT 10K

m3/h 5,52

kPa (mbar) 9,6

- Materiales del circuito de calefacción en la bomba de calor

- Cu, CuZn-Alloy, Stainless Steel, Fe, EPDM

Circuito refrigerante

- tipo de refrigerante - R407C

- cantidad kg 8,6

- número de revoluciones - 9,5

de la válvula EX

- sobrepresión de funcionamiento permitida

MPa (bar) 2,9

- tipo de compresor

- aceite - Scroll

- Ester (EMKARATE RL32-3MAF)

- Cantidad de llenado de aceite

L 4,14

92

Características de la bomba de calor

Los siguientes datos de rendimiento son válidos para aparatos nuevos con intercambiadores

W10/W35 DT 5K según DIN EN 14511

- rendimiento de calentamiento

kW kW 63,6

- consumo de potencia - 12,4

- Índice de rendimiento/Coefficient

5,1

of performance COP


kW kW


- 64,7

- consumo de potencia 12


5,4

of performanceCOP kW kW


- 57,3


57,3

- consumo de potencia 15,8


3,6

of performance COP

Nivel de potencia acústica interior

dB(A)

(W10/W35 según EN 12102) 65

Lugar de instalación

- temperatura ambiente permitida

°C Interior/en seco 7 - 25

93

5.1.3 Anexo C: Tarifa Bomba geotérmica

Modelo Unidad VWW 460/2

400V

Calificación energética --- A++

Potencia frigorífica kW 63,1

Coeficiente de rendimiento 5,6

Caudal. nom. Circuitos captadores m3/h 11

Nivel de presión sonora dB 47

Altura/anchura/profundidad mm 1200/760/1100

Peso Kg 394

Referencia -- 0010018427

Precio Eur 16.795

Descripción Referencia Precio(Eur)

Módulo de refrigeración activa geotermia ACM 46 0020112331 7.750

Cuadro de control de cascada CC 460/2 0010016311 3.700

Bomba de circulación 50/1-12 para circuito con modelos

VWW 380/3 y VWW 460/2

0020227827 2.065

94

5.1.4 Anexo D: Características técnicas Sondas geotérmicas

299A13104 KIT 4x100 PE-Xa

Cantidad U.M. Artículo Descripción

4 Ud. 135533-100 Sonda RAUGEO DUO PE-Xa 32x2,9mm, longitud 100m. Sonda doble (4 tubos) fabricada en RAU-PE-Xa sin soldadura en pie de sonda. Temperaturas de servicio: -40ºC a +95ºC. Diámetro pie

de sonda 110mm.

4 Ud. 351597-002 Adaptador para sonda RAUGEO PE-Xa. Para la correcta fijación de peso RAUGEO a la sonda doble (4 tubos) RAUGEO PE-Xa

4 Ud. 352400-002 Peso RAUGEO 12,5 Kg. Permite la inserción de la sonda de forma vertical y coaxial al eje de la perforación. Es posible suplementar con más pesos RAUGEO.

8 Ud. 169128-001 Codo 90º 32x2,9. Accesorio REHAU en combinación con tubos RAUGEO PE-Xa SDR 11 y casquillo corredizo REHAU SDR 11.

8 Ud. 169070-001 Pieza en T 40-32-32. Accesorio REHAU en combinación con tubos RAUGEO PE-Xa SDR 11 y casquillo corredizo REHAU SDR 11.

32 Ud 139492-001 Casquillo corredizo REHAU 32x2,9mm SDR11. A utilizar con los accesorios

SDR11 técnica casquillo corredizo.

8 Ud. 138683-001 Casquillo corredizo REHAU 40x3,7mm SDR11. A utilizar con los accesorios


1 Ud. 223449-001 Cinta contracción RAUGEO 50mm. Para el sellado de uniones enterradas mediante técnica casquillo corredizo metálico REHAU.

100 M 135763-001 Tubo RAUGEO Collect PE-Xa 40x3,7mm, rollo 100m, tubo en polietileno reticulado a alta presión (RAU-PE-Xa) según DIN16892/93, apto para temperaturas de -40ºC hasta 95ªC.

1 Ud. 304223-001 RAUGEO CLICK Colector con caudalímetro 10-30l/min 4-vías. Colector geotérmico preensamblado en fibra de vidrio reforzada, apto para calor y frío (-20 a +40ºC). Diámetro interior 2-1/2". Módulo impulsión con válvulas de corte, y módulo retorno con caudalímetros 10-30l/min. Presión operativa 6 bar, máxima 10bar.

1 Ud. 209896-001 RAUGEO CLICK Set válvulas de corte principales. Compuesto por 2 válvulas, impulsión y retorno principales colector.

4 Ud. 304256-001 RAUGEO CLICK Fitting-Set d40. Adaptador de conexión para conectar tubería PE y PE-Xa 40mm.

2 Ud. 353774-001 Termo-Manómetro 1/2" para colector modular RAUGEO Combinación de termómetro y manómetro en único dispositivo, colocación en impulsión y retorno. Rango de temperatura: -20ºC-60ºC. Rango de presión: 0-6bar

2 Ud. 354752-001 Reducción R 3/8" x Rp 1/2" Combinación de termómetro y manómetro en único dispositivo, colocación en impulsión y retorno. Rango de temperatura: -20ºC-60ºC. Rango de presión: 0-6bar

-- -- -- Total PVP: 11.380,53€

95

299A13102 KIT 2x100 PE-Xa

Cantidad U.M. Artículo Descripción

2 Ud. 135533-100 Sonda RAUGEO DUO PE-Xa 32x2,9mm, longitud 100m. Sonda doble (4 tubos) fabricada en RAU-PE-Xa sin soldadura en pie de sonda. Temperaturas de servicio: -40ºC a +95ºC. Diámetro pie

de sonda 110mm.

2 Ud. 351597-002 Adaptador para sonda RAUGEO PE-Xa. Para la correcta fijación de peso RAUGEO a la sonda doble (4 tubos) RAUGEO PE-Xa

2 Ud. 352400-002 Peso RAUGEO 12,5 Kg. Permite la inserción de la sonda de forma vertical y coaxial al eje de la perforación. Es posible suplementar con más pesos RAUGEO.

4 Ud. 169128-001 Codo 90º 32x2,9. Accesorio REHAU en combinación con tubos RAUGEO PE-Xa SDR 11 y casquillo corredizo REHAU SDR 11.

4 Ud. 169070-001 Pieza en T 40-32-32. Accesorio REHAU en combinación con tubos RAUGEO PE-Xa SDR 11 y casquillo corredizo REHAU SDR 11.

16 Ud 139492-001 Casquillo corredizo REHAU 32x2,9mm SDR11. A utilizar con los accesorios


4 Ud. 138683-001 Casquillo corredizo REHAU 40x3,7mm SDR11. A utilizar con los accesorios


1 Ud. 223449-001 Cinta contracción RAUGEO 50mm. Para el sellado de uniones enterradas mediante técnica casquillo corredizo metálico REHAU.

100 M 135763-001 Tubo RAUGEO Collect PE-Xa 40x3,7mm, rollo 100m, tubo en polietileno reticulado a alta presión (RAU-PE-Xa) según DIN16892/93, apto para temperaturas de -40ºC hasta 95ªC.

1 Ud. 304223-001 RAUGEO CLICK Colector con caudalímetro 10-30l/min 4-vías. Colector geotérmico preensamblado en fibra de vidrio reforzada, apto para calor y frío (-20 a +40ºC). Diámetro interior 2-1/2". Módulo impulsión con válvulas de corte, y módulo retorno con caudalímetros 10-30l/min. Presión operativa 6 bar, máxima 10bar.

1 Ud. 209896-001 RAUGEO CLICK Set válvulas de corte principales. Compuesto por 2 válvulas, impulsión y retorno principales colector.

2 Ud. 304256-001 RAUGEO CLICK Fitting-Set d40. Adaptador de conexión para conectar tubería PE y PE-Xa 40mm.

1 Ud. 353774-001 Termo-Manómetro 1/2" para colector modular RAUGEO Combinación de termómetro y manómetro en único dispositivo, colocación en impulsión y retorno. Rango de temperatura: -20ºC-60ºC. Rango de presión: 0-6bar

1 Ud. 354752-001 Reducción R 3/8" x Rp 1/2" Combinación de termómetro y manómetro en único dispositivo, colocación en impulsión y retorno. Rango de temperatura: -20ºC-60ºC. Rango de presión: 0-6bar

-- -- -- Total PVP: 5.690,26€

96

5.1.5 Anexo E: Peajes eléctricos en Tarifa 3.1A

APLICACIÓN DE TARIFAS DE ACCESO

TARIFA 3.1A

TENSIÓN >1kV y <36kV

POTENCIA ≤460kW

PERIODOS 3

TARIFAS DE ACCESO DE ALTA TENSIÓN

TARIFA PERIODO 1 PERIODO 2 PERIODO 3

3.1A TP 59,173468 36,490680 8,367731

TE 0,014335 0,012754 0,007805

REFERENCIA: TE: €/kWh TP: €/kW y Año

97

5.1.6 Anexo F: Fotografías de las salas de maquinaria y compresor

Sala de Maquinaria

98

Sala de Compresores

99

Características bomba de agua (Sala de compresores)

Sistema de Control

100

5.2 Esquema unifilar

General Aulario

101

Climatizadora 2ª y 3ª planta

102

Cuadro general baja Tensión

103

5.3 Planos

A continuación, se incluyen los siguientes planos:

1. Planta -1 del aulario.

2. Planta 1 del aulario.



DIBUJADO

COMPROBADO

FECHA NOMBRE FIRMA

Nº PLANO

SUSTITUYE A:

SUSTITUIDO POR:

ESCALA:

ESCUELA POLITÉCNICA

SUPERIOR

LINARES

PLANTA -1 - AULARIO

11/01/2019 CARLOS L.T

DAVID V.C

1/44:1

Estudio tecno-económico de sustitucion de la actual enfriadora por

agua caliente a caldera geotérmica para la refrigeración del aulario de

la politécnica científica-tecnológica, situado en Linares (Jaén)

16/01/2019

DIBUJADO

COMPROBADO

FECHA NOMBRE FIRMA

Nº PLANO

SUSTITUYE A:

SUSTITUIDO POR:

ESCALA:


SUPERIOR

LINARES

PLANTA 1 - AULARIO

11/01/2019 CARLOS L.T

DAVID V.C

2/44:1




16/01/2019

DIBUJADO

COMPROBADO

FECHA NOMBRE FIRMA

Nº PLANO

SUSTITUYE A:

SUSTITUIDO POR:

ESCALA:


SUPERIOR

LINARES

PLANTA 2 - AULARIO

11/01/2019 CARLOS L.T

DAVID V.C

3/42:1




16/01/2019

DIBUJADO

COMPROBADO

FECHA NOMBRE FIRMA

Nº PLANO

SUSTITUYE A:

SUSTITUIDO POR:

ESCALA:


SUPERIOR

LINARES

PLANTA 3 - AULARIO

11/01/2019 CARLOS L.T

DAVID V.C

4/42:1

Estudio tecno-económico de sustitucion de la actual efriadora por



16/01/2019

108

CAPITULO VI: REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

6.1 Bibliografía

[1] IDAE, «Plan de Energías Renovables 2011-2020», 2011. Disponible en:

http://www.idae.es/Index.Php/Id.670/Mod.Pags/Mem.Detalle. Consultado en octubre 2018.

[2] «Energías Geotérmica y de Origen Marino», 1997. Autor: M. Castro Gil (Dpto. de

ingeniería eléctrica y de control, ETSII-UNED) y C. Sánchez Naranjo (Dpto. de ingeniería

Energética). Consultado en octubre de 2018.

[3] «Energía Geotérmica de baja temperatura», 2008. Autor: Antonio Creus Solé.

Consultado en octubre de 2018.

[4] Agencia Andaluza de la Energía, «La geotermia en Andalucía», 2011. Disponible en:

https://www.agenciaandaluzadelaenergia.es/es/documentacion/tipo-de-

documento/informes-y-estudios/recursos-geotermicos-de-andalucia-2011. Consultado en

noviembre de 2018.

[5] IDAE, «Manual de geotermia», 2011. Disponible en:

file:///C:/Users/carlos/Downloads/documentos_10952_Manual_Geotermia_A2008_e3bf1e

59.pdf

[6]Código Técnico de la Edificación, «Ahorro de energía DB-HE», Disponible en:

https://www.codigotecnico.org/images/stories/pdf/ahorroEnergia/DBHE.pdf

[7] RITE, «Reglamento De instalaciones Térmicas en los edificios», 2013.Version

consolidada. Disponible en:

https://energia.gob.es/desarrollo/EficienciaEnergetica/RITE/Reglamento/RDecreto-1027-

2007-Consolidado-9092013.pdf

[8] IDAE, «Guía Técnica condiciones climáticas exteriores de proyecto», Disponible en:

http://www.idae.es/uploads/documentos/documentos_12_Guia_tecnica_condiciones_clim

aticas_exteriores_de_proyecto_e4e5b769.pdf. Consultado en noviembre de 2018.

http://www.idae.es/Index.Php/Id.670/Mod.Pags/Mem.Detalle

https://energia.gob.es/desarrollo/EficienciaEnergetica/RITE/Reglamento/RDecreto-1027-2007-Consolidado-9092013.pdf

https://energia.gob.es/desarrollo/EficienciaEnergetica/RITE/Reglamento/RDecreto-1027-2007-Consolidado-9092013.pdf

http://www.idae.es/uploads/documentos/documentos_12_Guia_tecnica_condiciones_climaticas_exteriores_de_proyecto_e4e5b769.pdf


109

[9] Monografías, consulta de: la energía geotérmica, Autor: Omar Gómez Castañeda

Disponible en : https://www.monografias.com/trabajos86/energia-geotermica/energia-

geotermica.shtml, Consultado en noviembre de 2018.

[10]Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya (Instituto Cartográfico y Geológico de

Cataluña), consulta de tipos de yacimientos, Disponible en:

http://www.icgc.cat/es/Ciudadano/Informate/Recursos-geologicos/Geotermia/Que-es-un-

yacimiento-geotermico-Tipos-de-yacimientos-geotermicos.Consultado en noviembre de

2018.

[11]Europapress, consulta de la distribución de la universidad de Linares, Disponible en:

http://www.europapress.es/andalucia/noticia-nuevo-campus-linares-impulsara-

transferencia-conocimiento-20150330212252.html

[12]REHAU, «catálogo de sondas geotérmicas verticales», Disponible en:

https://www.rehau.com/download/1215860/anybinary-informacion-tecnica-raugeo-

827600-.pdf, Consultado en octubre de 2018.

[13] IDAE, «Guía Técnica condiciones climáticas exteriores de proyecto», Disponible en:

http://www.idae.es/uploads/documentos/documentos_12_Guia_tecnica_condiciones_clim

aticas_exteriores_de_proyecto_e4e5b769.pdf. Consultado en noviembre de 2018.

[14]IGME (Instituto geológico y minero español), consulta del terreno dispone a través de

los mapas geológicos. Disponible en:

http://igme.maps.arcgis.com/home/webmap/viewer.html?webmap=92d3a8e400b44daf911

907d3d7c8c7e9. Consultado en noviembre de 2018

[15]BOE,(Boletín Oficial del Estado), consulta de tarifa de acceso para tarifas 3.1A.

Disponible en: https://www.boe.es/buscar/doc.php?id=BOE-A-2017-15521, Consultado en

noviembre de 2018.

[16] Agencia Andaluza de la Energía, consulta de financiación de instalaciones

geotérmicas, disponible en:

https://www.agenciaandaluzadelaenergia.es/es/financiacion/incentivos-2017-

2020/programa-para-el-desarrollo-energetico-sostenible-de-andalucia/construccion-

sostenible/incentivos-para-actuaciones-de-mejora-energetica-en-viviendas-particulares,

consultado en noviembre de 2018.

https://www.monografias.com/trabajos86/energia-geotermica/energia-geotermica.shtml

https://www.monografias.com/trabajos86/energia-geotermica/energia-geotermica.shtml

http://www.icgc.cat/es/Ciudadano/Informate/Recursos-geologicos/Geotermia/Que-es-un-yacimiento-geotermico-Tipos-de-yacimientos-geotermicos

http://www.icgc.cat/es/Ciudadano/Informate/Recursos-geologicos/Geotermia/Que-es-un-yacimiento-geotermico-Tipos-de-yacimientos-geotermicos

http://www.europapress.es/andalucia/noticia-nuevo-campus-linares-impulsara-transferencia-conocimiento-20150330212252.html

http://www.europapress.es/andalucia/noticia-nuevo-campus-linares-impulsara-transferencia-conocimiento-20150330212252.html

https://www.rehau.com/download/1215860/anybinary-informacion-tecnica-raugeo-827600-.pdf

https://www.rehau.com/download/1215860/anybinary-informacion-tecnica-raugeo-827600-.pdf



http://igme.maps.arcgis.com/home/webmap/viewer.html?webmap=92d3a8e400b44daf911907d3d7c8c7e9

http://igme.maps.arcgis.com/home/webmap/viewer.html?webmap=92d3a8e400b44daf911907d3d7c8c7e9

https://www.boe.es/buscar/doc.php?id=BOE-A-2017-15521

https://www.agenciaandaluzadelaenergia.es/es/financiacion/incentivos-2017-2020/programa-para-el-desarrollo-energetico-sostenible-de-andalucia/construccion-sostenible/incentivos-para-actuaciones-de-mejora-energetica-en-viviendas-particulares



110

[17]Weatherspark, consulta del clima promedio en Linares, Disponible en:

https://es.weatherspark.com/y/36735/Clima-promedio-en-Linares-Espa%C3%B1a-

durante-todo-el-a%C3%B1o, consultado en noviembre de 2018

[18]Interempresas, consulta de instalaciones geotérmicas, disponible en:

http://www.interempresas.net/Instaladores/Articulos/209218-La-geotermia-aplicada-a-la-

climatizacion-de-edificios.html, consultado en octubre de 2018

[19] Wordpress, consulta de usos más importantes de la energía geotérmica, disponible

en: https://grupo02termo.wordpress.com/2012/03/06/3-aplicaciones-y-usos-frecuentes-de-

la-energia-geotermica-4/

[20]Wikipedia, Consulta de definiciones de cargas térmicas en refrigeración, disponible en:

https://es.wikipedia.org/wiki/Cargas_t%C3%A9rmicas_de_climatizaci%C3%B3n

[21]Fuentelunaenergageotermica03, descarga de imagen de central geotérmica, disponible

en:https://fuentelunaenergageotermica03.wordpress.com/como-funciona-una-central-

geotermica-2/

[22]Mundoclima, descarga de imagen de Fan Coil tipo cassette, disponible en:

http://www.mundoclima.com/gama/industrial/refrigeradora-y-fancoils/

[23]Wordpress, descarga de esquema básico sistema Fan Coil, disponible en:

https://juanfrancisco207.wordpress.com/category/sistemas-de-climatizacion-2/

[24] Baxi, descarga de imágenes del catálogo, disponible en:

https://www.google.com/search?q=baxi+bandeja+de+condensados&source=lnms&tbm=is

ch&sa=X&ved=0ahUKEwiuiMvdxa3gAhXs1-

AKHVzRBVMQ_AUIDygC&biw=1366&bih=657#imgrc=yf4SZtaqMnc-RM:

https://es.weatherspark.com/y/36735/Clima-promedio-en-Linares-Espa%C3%B1a-durante-todo-el-a%C3%B1o

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http://www.interempresas.net/Instaladores/Articulos/209218-La-geotermia-aplicada-a-la-climatizacion-de-edificios.html

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https://grupo02termo.wordpress.com/2012/03/06/3-aplicaciones-y-usos-frecuentes-de-la-energia-geotermica-4/

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Date post:	19-Oct-2019
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de Linares -...

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