Dado que los edificios están cada vez mejor aislados, la demanda de agua caliente sanitaria es cada vez más importante a la hora de diseñar campos de sondeo geotérmicos. En este artículo presentamos la nueva opción de GHEtool Cloud para trabajar con perfiles horarios de agua caliente sanitaria.
Agua caliente sanitaria en GHEtool
En el diseño geotérmico hay dos aspectos importantes: el efecto a largo plazo, regido por el desequilibrio geotérmico, y el efecto a corto plazo, que se rige por la potencia máxima en el campo de perforación.
La demanda de agua caliente sanitaria (ACS) influye bastante en el desequilibrio, sobre todo ahora que las normas de aislamiento están aumentando y la demanda de extracción está cada vez más dominada por la demanda de agua caliente sanitaria. Sin embargo, como el desequilibrio sólo es importante a largo plazo (como explicamos en nuestro artículo aquí), la potencia pico del agua caliente sanitaria no es tan importante. Por eso, antes se introducía el agua caliente sanitaria como demanda anual de energía, suponiendo que se producía constantemente a una determinada potencia de carga base.
Para determinados tipos de edificios, como hoteles, balnearios y piscinas, esta suposición no es muy exacta, ya que pueden tener perfiles de agua corriente muy pronunciados. Los hoteles, por ejemplo, experimentarán un elevado pico de demanda de ACS por la mañana y de nuevo por la noche antes de cenar. Por lo tanto, en este caso no es descabellado que la capacidad de la bomba de calor se seleccione para hacer frente a este elevado pico de demanda de agua caliente sanitaria y que también influya en el comportamiento a corto plazo del campo de sondeo (como se explica aquí).
En el ejemplo siguiente, se muestra un primer plano del perfil de carga horaria donde puede verse claramente que la demanda de ACS es mayor que la de calefacción.
Compatibilidad con los métodos existentes
¿Cómo funciona este nuevo perfil horario (anual y plurianual) de ACS junto con los métodos existentes en GHEtool Cloud?
Para todos los métodos relacionados con la simulación y el cálculo del perfil de temperatura (calcular el perfil de temperatura, calcular la profundidad necesaria, combinar refrigeración activa y pasiva, etc.) existe soporte directo para trabajar con perfiles horarios de ACS. Sin embargo, cuando se desea simular sistemas híbridos, hay que tener en cuenta algunos puntos importantes.
Optimiza la potencia y el equilibrio
Ambos optimizan la potencia (leer más aquí) y optimizar el equilibrio (más información en este artículo) se han adaptado para funcionar con este nuevo perfil de carga. Como recordará de nuestros artículos anteriores, ambos métodos reducían la demanda máxima de calefacción de forma que la temperatura media mínima del fluido se mantuviera dentro de los límites de temperatura. Sin embargo, ahora que tanto la demanda de calefacción como la de agua caliente sanitaria contribuyen a la carga de extracción, hay que elegir qué carga se limita primero.
Por el momento, estas metodologías favorecen la producción de ACS frente a la producción de calefacción mediante la bomba de calor geotérmica. Esto significa que cada vez que la temperatura media mínima del fluido desciende por debajo del umbral, se reduce primero la demanda máxima de calefacción. Sólo cuando, in extremis, se retira toda la calefacción del campo de sondeo, se reduce la demanda de ACS.
Permanezca atento
Seguimos trabajando para mejorar la velocidad de estos métodos. En una futura actualización, usted como usuario tendrá la opción de seleccionar qué demanda quiere limitar primero.
En el ejemplo siguiente (para el método de optimización de la potencia) se puede ver claramente que la demanda de calefacción es limitada, mientras que el perfil de agua caliente sanitaria sigue siendo suministrado al cien por cien por el campo de sondeo.
En la curva de duración de la carga esto se hace aún más visible. La potencia geotérmica resultante para calefacción que puede suministrar el campo de sondeos es de 14 kW, mientras que para agua caliente sanitaria es de 30 kW.
Simulación del sistema híbrido y optimización energética
Cuando simule su sistema híbrido u optimice la energía, las metodologías asumen que su demanda de ACS siempre será satisfecha por el campo de sondeo geotérmico.
El método de simulación de sistemas híbridos (sobre el que puede leer más aquí) supone que el cambio entre las distintas tecnologías de su sistema híbrido se produce en función de un umbral de temperatura exterior. Dado que la demanda de ACS no suele depender de la temperatura exterior, se supone que siempre la suministra la bomba de calor geotérmica.
En el caso del método de optimización energética, todavía no es posible optimizar tanto la calefacción como el ACS, como ocurre con los otros métodos de optimización. En el backend, el método de optimización energética convierte la carga en un perfil de carga mensual (para más información sobre la metodología, véase este artículo). A escala mensual, no es posible distinguir entre la carga de calefacción y la de ACS. Por lo tanto, al trabajar con el método de optimización energética, la carga de ACS no se optimizará y se asumirá que la bomba de calor geotérmica la suministra en su totalidad.
Conclusión
La demanda de agua caliente sanitaria es cada vez más importante en el diseño geotérmico. Esto es especialmente cierto en edificios con perfiles pronunciados de agua corriente, como hoteles, hospitales o piscinas. En estos casos, esta carga no sólo influye en el desequilibrio geotérmico, sino también en el comportamiento a corto plazo.
En este artículo se ha presentado la nueva opción de trabajar con perfiles horarios de ACS, mostrando tanto su sencillez como su integración con los métodos existentes. La implementación de perfiles horarios para ACS es el primer paso para flexibilizar la hibridación y, en breve, los métodos de regeneración.
Referencias
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