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Piscinas Municipales Son Hugo

Objetivo consumo casi nulo

• José Mª González– Gerente del IME (Institut Municipal de l’Esport de l’ Ajuntament de Palma)

• Jordi Quer– Gerente y accionista principal de INTI ENERGIA PROJECTES (www.intienergia.com)

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Son Hugo: Objetivo consumo casi nulo

1.Piscinas Son Hugo. Antecedentes

2.Objetivos de la actuación.

3.Balance Energético de Son Hugo

4.Tecnologías propuestas.

5.La nueva propuesta técnica

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1. Son Hugo. Antecedentes(1)

Inaugurado año 1999

Piscina olímpica exterior 50 x 25 x 2 m.

Piscina de saltos exterior 25 x 17,6 x 5,0 m.

Piscina olímpica interior de 50 x 25 x 2 m.

Gimnasio y salas fitness de 600 m2

Edificio de 12.700 m2

Actualmente unos 1,500 usuarios al día. Con las piscinas

exteriores en funcionamiento más de 2,500 usuarios/día

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1. Son Hugo. Antecedentes(2)

Entorno legislativo cada vez más exigente:

Directiva de Eficiencia Energética de Edificios (2010/31 / EC) En 2018 todos los edificios de la administración

pública deben ser de consumo de energía casi nulo, llamados NZEB (Nearly Zero Energy Buildings)

Código Técnico de la Edificación y el Reglamento de Instalaciones térmicas en edificios (RITE), en constante

revisión. Cada vez más exigentes y obligan reducir el consumo energético desde edificios

Instalaciones en marcha desde el año 1999

Averías importantes en calderas y equipos de deshumectación, Obsolescencia técnica de los equipos,

Elevados problemas de corrosión en el vaso de ambas piscinas. Piscina exterior actualmente cerrada.

Sistema de control deficiente

Elevados consumos energéticos

2 piscinas Olímpicas climatizadas (una exterior y otra interior)

Necesidad de climatizar la piscina exterior con energías renovables.

Precios energéticos en alza.

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1. Son Hugo. AntecedentesConsumos energéticos (3)

Consumos, costes energéticos y emisiones de CO2 en 2016, sin calentamiento de piscinas exteriores

Si añadiéramos los consumos energéticos de la piscina exterior (sin climatizar desde 2015), el

consumo de gas se incrementaría en un 60% (761 Ton CO2).

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2. Objetivos de la actuación

1. Reducir la demanda general de energía y del consumo de energía

primaria global del establecimiento y, por tanto, sus emisiones asociadas.

2. Aportar una fracción importante de consumo mediante energías renovables,

más allá de las exigencias de la normativa vigente.

3. Optimizar la factura energética del establecimiento

4. Disponer de un parque de instalaciones sostenibles con tecnología de

vanguardia, eficientes, con alta fiabilidad y económicamente rentables.

5. Convertirse en una instalación referente y ejemplar, que sirva para demostrar

el éxito de implantación de estas tecnologías

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3. Balance Energético. (1)

Balance térmico. Simulación energética de referencia del edificio,

Cuál será la demanda energética del establecimiento, suponiendo que:

• Dimensiones de piscinas, arquitectónicas y materiales .

• Condiciones climáticas y condiciones de confort.

• Números de usuarios.

• Equipos de tratamiento de aire nuevos con recuperación de calor.

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3. Balance Energético. (2)

Principales demandas térmica (calor) del edificio provienen de:

Pérdidas de calor del recinto del edificio (Calefacción)

Pérdidas de calor del agua del vaso (evaporación, conducción, convección, radiación, pérdidas agua)

Deshumectación y renovación de aire, infiltraciones,

Producción agua caliente sanitaria,

Otras demandas del edificio: calefacción vestuarios, hall, gimnasio

Ajuste de los resultados con los consumos reales del edificio.

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3. Balance Energético (3) . Desglose demanda Piscinas Interiores.

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3. Balance Energético (4) . Evolución demanda Edificio.

• Demanda con gran estacionalidad

• Mayor parte de la demanda es baja temperatura

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3. Balance Energético (5) . Evolución demanda Edificio y Piscina exterior.

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3. Balance Energético (6) . Cobertura de la demanda energética

Caldera 1

Caldera 2

Co

lect

or

calo

r 7

5ºC

ACS

Calefacción

PiscinaCaldera 10

kWh

Acometida

de Gas

60ºC

30ºC

26-28º

Las calderas producen agua a 70º y actualmente cubren el 100% de la demanda térmica

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3. Balance Energético (7) . Temperatura de la demanda

Podemos cubrir 2/3 de la demanda produciendo calor a baja temperatura

A menor temperatura menores pérdidas y mejor rendimiento de calderas y bombas de calor,

67,5%

32,5%

DEMANDA CALORÍFICA

CALOR A 50ºCCALOR A 70ºC

Temperatura Recinto 29-30º

Piscina interior 28ºC

Piscina exterior 26ºC

ACS 60ºC

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5. Tecnologías Propuestas 5.1 Bomba de calor geotérmicas (1)

Bomba de Calor

• Una bomba de calor es una máquina

térmica que permite transferir energía en

forma de calor de un ambiente a otro, según

se requiera.

• Para conseguir esta acción se consume

energía eléctrica (compresor eléctrico),

cuyo consumo depende directamente de la

diferencia de temperatura del foco frío y el

caliente.

2-5 kWh

FRIO

1 kWh

eléctrico

3-6 kWh

CALOR

COP = kWh Calor / kWh eléctrico

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Geotermia AbiertaSe trata de una bomba de calor que emplea el agua de lospozos se emplea como fluido condensador (producción de frío)o como evaporador (producción de calor)

•Se extrae agua del nivel freático (pozos extracción) se vierte a lospozos de inyección. Es imprescindible realizar un estudio hidro-geológico para conocer las características del agua freática, así comorealizar un análisis del agua.

•El agua freática se mantiene a temperatura muy contante durantetodo el año.

•COP estimado estudio de 4,5 (1kWh eléctrico = a 4,5 kWh térmicos)


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Estudio hidrogeológico Son Hugo:

Pozo de 100 mts de profundidad.

Nivel agua 33 mts.

Bombeo de 42 m3/h durante 24h.

Sin apenas descenso de nivel freático.

Poca salinidad sin variaciones

Temperatura media 18,5 ºC (enero)

Conclusiones: Desde el punto de vista hidrogeológico (aprovechamiento del recurso agua subterránea) el emplazamiento estudiado es excelente para plantear un aprovechamiento geotérmico.


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EN FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC FEST

0 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P61 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P62 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6

3 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P64 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P65 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P66 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P67 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P6 P68 P4 P4 P5 P6 P4 P2 P2 P2 P2 P4 P5 P5 P69 P3 P3 P5 P6 P3 P2 P2 P2 P2 P3 P5 P5 P610 P3 P3 P5 P6 P3 P2 P2 P2 P2 P3 P5 P5 P6

11 P3 P3 P5 P6 P3 P1 P1 P1 P1 P3 P5 P5 P612 P3 P3 P5 P6 P3 P1 P1 P1 P1 P3 P5 P5 P613 P3 P3 P5 P6 P3 P1 P1 P1 P1 P3 P5 P5 P614 P3 P3 P5 P6 P3 P2 P2 P2 P2 P3 P5 P5 P615 P4 P4 P5 P6 P4 P2 P2 P2 P2 P4 P5 P5 P616 P4 P4 P5 P6 P4 P2 P2 P2 P2 P4 P5 P5 P617 P4 P4 P5 P6 P4 P2 P2 P2 P2 P4 P5 P5 P618 P4 P4 P5 P6 P4 P1 P1 P1 P1 P4 P5 P5 P6

19 P4 P4 P5 P6 P4 P1 P1 P1 P1 P4 P5 P5 P620 P4 P4 P5 P6 P4 P1 P1 P1 P1 P4 P5 P5 P621 P4 P4 P5 P6 P4 P2 P2 P2 P2 P4 P5 P5 P622 P4 P4 P5 P6 P4 P2 P2 P2 P2 P4 P5 P5 P623 P4 P4 P5 P6 P4 P2 P2 P2 P2 P4 P5 P5 P6

0

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBRE

Demanda

Coste electricidad €/kWh

P1=0,10494 100%

P2=0,09328 -11%

P3=0,08692 -17%

P4=0,07950 -24%

P5=0,06678 -36%

P6=0,06300 -40%

Coste de producción del calor €/kWh

cald. condensación Gas Natural 0,0520 100%

Biomasa 0,0520 100%

Geotermia P1 0,0233 -55%



Geotermia 4 0,0177 -66%



COP 4,5

Tarifa eléctrica estacional P>450 kW


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5. Tecnologías Propuestas 5.2 Calderas de Biomasa (1)


La producción de calor con calderas de biomasa, es hoy en día unaalternativa segura y ecológica a las calderas de combustibles fósilesconvencionales (gasóleo, Gas Natural, Propano)

• EL COMBUSTIBLE: Astilla procedente de gestión sostenible de bosques locales, con

calidad asegurada ,suministro garantizado todo el año y precio competitivo,

granulometría y humedad.

• LA CALDERA: Debe ser de primera marca, automatizada, eficiente, de poli

combustible, capaz de quemar

• EL SERVICIO: La Empresa de mantenimiento debe ser competente en la gestión de

sus calderas disponer de recambios y personal específico para su gestión.

Existe un proyecto por parte del ayuntamiento de Palma para larecogida de biomasa procedente de la limpieza forestal del losbosques del municipio, y la creación de un centro de procesamientode Astilla forestal que alimentaría entre otras, la caldera/s de SonHugo

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VENTAJAS

• Energía 100% renovable. Balance de CO2 neutro.

• Producto Local. Fomenta economía local.

• Limpieza bosques, riesgo incendios.

• Permite calentamiento piscinas exteriores

DESVENTAJAS

• Requiere gran espacio que incorporará un silo para la biomasa descarga

directa, Baja densidad energética, gran trasiego camiones,

• Coste económico en frente del Gas Natural No competitivo en Baleares

• Mantenimiento y explotación requiere de manos expertas

• Interesante opción Servicios Energéticos, que garanticen suministro

energético

5. Tecnologías Propuestas 5.2 Calderas de Biomasa (2)


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5. Tecnologías Propuestas 5.3. Energía Solar Fotovoltaica.


Instalación FV de 100 kWp ( en funcionamiento)Producción estimada = 150.000 kWh eléctricos/año ( aprox 15%)Posibilidad ampliación 150 kW adicionales, 250 kW en total.

Con la producción de la instalación de 100 kWp y la bomba de calor geotérmica (rendimiento 450%) producimos:

150.000 kWh elec.

675,000 kWh tèrmicos

COP = 4,5

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5. Tecnologías Propuestas 5.4. Eficiencia en ventilación y deshumectación.


0

100.000

200.000

300.000

400.000

500.000

600.000

700.000

800.000

900.000

1.000.000 kWh

4.- Renovaciodeshumectacio aire

3.- A través detancamentsinteriorsCALEFACTATS

2.- A través detancamentsinteriors NOCALEFACTATS

• Instalación de nuevas máquinas de tratamiento de aire.

• Deshumectación por renovación de aire, sin compresores eléctricos

• Recuperador de calor de alta eficiencia ( reducción de demand de calor de 250.000 kWh /año,

resp. situación actual)

• Variadores de velocidad.

• Ahorro de más de 9.300 € + IVA en el término de potencia eléctrico

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5. Tecnologías Propuestas 5.5. Calderas de condensación


• Renovación de parte del parque de calderas actual en estado precario

• Eficiencia a baja temperatura de distribución por encima del 100%

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5. Tecnologías Propuestas 5.6. Cambio Luminarias Led


• Renovación de del parque de Luminarias exteriores a Focos Led

• Sustitución de 138 focos de 1.000 W , por focos LED.

• Sustitución de 220 focos de 400 W , por focos LED.

• Reducción de más de 100 kW de potencia de iluminación (Aproximadamente reducción del 50%

en el consumo de la iluminación de los recintos de las piscinas)

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5. Tecnologías Propuestas 5.7. Mantas térmicas


• Renovación de las mantas térmicas.

• 2/3 de las pérdida de calor del agua del vaso se produce per la evaporación del agua,

• Cobertura de las piscinas con mantas térmicas en los momentos de no uso,

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5. Tecnologías Propuestas 5.8. Sistema de control y Monitorización.


En caso de que se lleven a término la propuestas de ahorro recomendadas, recomendamos la instalación de un sistema de control y monitorización de equipos en tiempo real de :

•Producción de calor

•Calentamiento piscinas

•Calefacción

•Sistema de distribución de calor

•Contadores energéticos de producción de calor

•Contadores energéticos de consumo eléctrico

El sistema deberá permitir:

•Programación de logística de funcionamiento.

•Programación de horarios de funcionamiento.

•Visualización de producción.

•Set Points.

•Alarmas.

•Gestión de operaciones de Mantenimiento

•Visualización de históricos

•Rendimientos

•Conexión remota al sistema

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6. Propuesta finalEsquema.


Biomasakg

Co

lect

or

calo

r 7

0ºC

Co

lect

or

frío

Bombas CalorGeotermia 350-400 kW

CALDERAS EXISTENTES A GAS

ElectricidadCompañía

Pozos de DISIPACIONGeotermia abierta

Refrigeració

Fotovoltaica autoconsumokWh

Co

lect

or

calo

r 4

5ºC

CALDERA DE BIOMASA 450 kW-500 kW

Gas Naturalm3

CALDERAS CONSENSACIÓN A GAS 400-500 kW

Calefacció AT

ACS 60º

Calef Vas Piscines

Calefacció BT

Pre-calent ACS

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45,7%

36,4%

12,7%5,2%

Bombes de CalorGeotèrmiques

Calderes deBiomassa

Calderes 50º

Calderes 70º

6. Propuesta finalCobertura de demanda por tecnología

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6. Propuesta finalBalance de CO2

Inversión estimada +/- 1.000.000 € + IVA

• Ahorro estimativo > 100,000 € año

• Retorno de inversión = 10 años• Incluye inversiones con poco retorno económico (cambio deshumectadoras,

instalación de biomasa, cambio calderas viejas, etc,..)

Balance de emisiones de CO2 : Reducción > 600 Ton CO2/año ( - 30,5%)

Reducción consumos energéticos > 1.900,000 kWh (- 34%)

El mix de la red eléctrica peninsular de 2017 se estima en 392 g CO2/kWh

El mix de la red eléctrica de Baleares se estima en 788 g CO2/kWh, más del doble que el peninsular

SITUACIÓN ACTUAL KWh kg-CO2/kWh kg-CO2

Electricidad (2016) 1.393.692 0,7883 1.098,65

Gas (suponiendo piscina ext.) 4.223.889 0,2016 851,54

5.617.581 1.950

SITUACION PROPUESTA KWh kg-CO2/kWh kg-CO2

Electricidad 1.542.120 0,7883 1.215,65

Gas 634.223 0,2016 127,86

Biomasa 1.504.935 0 0,00

3.681.278 1.344

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6. Propuesta final

• La implementación de los resultados del estudio deberá conseguir unos ahorros energéticos que deben, mantenerse a través del tiempo y optimizarse para conseguir una mejora continua de proceso y una contante reducción de los costes y consumos específicos.• Un sistema de gestión energética, es un proceso de control y mejora continua, que nos permitirá mantener una contabilidad energética, con objeto .• Proceso de mejora continua, con objetivos constantes de optimización y seguimiento .

Sistema de Gestión y seguimiento energético

Eficiencia Energética

Auditoría

Análisis

Instalar

M&V

O&M

Modelo sistemático

Auditoría . Identificación de las

oportunidades para el ahorro

energético.

Análisis. Análisis detallado de la oportunidades, anteproyectos, solicitar ofertas llaves en mano, etc…

Instalación. Ejecución y puesta en funcionamiento del proyecto.

Medida y verificación. Medir y verificar que se cumplen los ahorros esperados.

Mantenimiento. Corregir desajustes propios del día/día. 35

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6. Propuesta finalComunicación ambiental

• Creación de un plan de comunicación• Instalación ejemplar, replicabilidad.• Hacer partícipes a los usuarios de la mejoras realizadas

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• Plafones/pantallas informativas• Página Web• Charlas y visitas a instalaciones

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