CYPECAD MEP. Climatización
Sistemas de captación de energía geotérmica
 

El módulo Sistemas de captación de energía geotérmica, integrado en la solapa Climatización del programa CYPECAD MEP, ha sido concebido para dimensionar y presupuestar sistemas de captación de energía geotérmica para edificios.

Los sistemas de bomba de calor geotérmica son sistemas geotérmicos de baja entalpía que se sirven de una bomba de calor y un sistema de captación en el subsuelo para aprovechar la temperatura del mismo.

El módulo Sistemas de captación de energía geotérmica de CYPECAD MEP permite al usuario diseñar el intercambiador de calor geotérmico necesario para el correcto funcionamiento de la instalación, a partir de la selección de una bomba de calor geotérmica y de la definición de las necesidades energéticas a cubrir por la misma.



Funcionamiento

Los sistemas de bomba de calor geotérmica son sistemas geotérmicos de baja entalpía que se sirven de una bomba de calor y un sistema de captación en el subsuelo para aprovechar su temperatura. La clave de la eficiencia de este tipo de sistemas reside en el aprovechamiento de la energía acumulada en el subsuelo de manera constante y estable, de forma que la energía eléctrica consumida por el sistema resulte inferior que en un sistema convencional de bomba de calor.

El módulo Sistemas de captación de energía geotérmica de CYPECAD MEP permite al usuario diseñar el intercambiador de calor geotérmico necesario para el correcto funcionamiento de la instalación, a partir de la selección de una bomba de calor geotérmica (solapa Climatización > menú Unidades Centralizadas de Climatización > Selección de una de las bombas de calor geotérmicas) y de la definición de las necesidades energéticas a cubrir por la misma (resultados que pueden ser obtenidos con los módulos Exportación a EnergyPlusTM y Cálculo de cargas térmicas de verano y de invierno). CYPECAD MEP. Climatización. Sistemas de captación de energía geotérmica. Vista 3D

El cálculo del intercambiador geotérmico está basado en el procedimiento de diseño propuesto en el manual de la Sociedad Americana de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado (ASHRAE) “Ground-Source Heat Pumps: Design of Geothermal Systems for Commercial and Institutional Buildings”.

El programa permite calcular indistintamente:

  • El circuito interior y una bomba de calor geotérmica
    El circuito interior se dimensiona a partir de los equipos dispuestos que a su vez están dimensionados o comprobados a partir del cálculo de cargas térmicas de los recintos. La bomba de calor geotérmica que el usuario introduzca debe ofrecer el caudal y potencia requeridos por el circuito interior.
  • El intercambiador enterrado con una bomba de calor geotérmica
    El programa dimensiona el intercambiador geotérmico enterrado adecuado para el correcto funcionamiento de la bomba de calor geotérmica dispuesta por el usuario teniendo en cuenta la carga térmica y la demanda térmica mensual introducida por el usuario (datos que puede obtener con los módulos Exportación a EnergyPlusTM y Cálculo de cargas térmicas de verano y de invierno).
  • Todos los elementos de sistema
    Circuito interior, bomba de calor geotérmica e intercambiador enterrado.  

Introducción de datos

Parámetros del terreno

Para el correcto diseño de este tipo de instalaciones, se han implementado nuevos parámetros del terreno:

  • Temperatura no perturbada del terreno
    (menú Obra > Datos generales)

    Al igual que el resto de "Condiciones climáticas" del diálogo "Datos generales", el usuario dispone de dos opciones para definir la temperatura no perturbada del terreno:

    • Predefinidas
      El programa la asigna en función del emplazamiento seleccionado por el usuario (menú Obra > Emplazamiento).


    • De usuario
      El usuario introduce el valor deseado.
  • Conductividad térmica y Capacidad térmica volumétrica
    (menú Obra > Datos generales > editar Datos del emplazamiento) CYPECAD MEP. Climatización. Sistemas de captación de energía geotérmica. Parámetros del terreno


    Para definir estos dos parámetros el usuario también dispone de dos posibilidades:

    • Selección del tipo de terreno
      El usuario selecciona un tipo de terreno y el programa le asigna la Conductividad térmica y la Capacidad térmica volumétrica correspondiente. El programa dispone de valores usuales de estos parámetros asociados a cada tipo de terreno.

    • Ensayo de respuesta térmica
      Si se ha realizado un ensayo de respuesta térmica del terreno el usuario puede introducir libremente los valores de la Conductividad térmica y de la Capacidad térmica volumétrica mediante la selección de la opción "Ensayo de respuesta térmica".

Opciones de cálculo para el sistema de captación de energía geotérmica

El programa ofrece por defecto unas opciones de cálculo para la distribución del fluido caloportador en el sistema de captación de energía geotérmica que el usuario puede modificar (menú Obra > Opciones > Distribución para el sistema de captación de energía geotérmica):

  • Velocidad máxima en las tuberías
  • Pérdida de presión máxima por unidad de longitud en tuberías
  • Pérdidas menores en las tuberías

CYPECAD MEP. Climatización. Opciones de cálculo para la distribución de agua en el sistema de captación de energía geotérmica 

Bombas de calor geotérmicas

Es posible seleccionar los siguientes tipos de bombas de calor geotérmicas:

  • Unidad agua-agua de refrigeración, geotérmica, para instalación interior
  • Unidad agua-agua bomba de calor no reversible, geotérmica, para instalación interior
  • Unidad agua-agua bomba de calor reversible, geotérmica, para instalación interior

El usuario selecciona la bomba de calor geotérmica adecuada para el funcionamiento de la instalación interior independientemente de que se haya dimensionado o no dicha instalación en el programa (en el caso de que se haya dimensionado la instalación interior, el programa avisará al usuario si la bomba no es la adecuada).

En la bomba de calor dispuesta el usuario debe definir la carga térmica y la demanda térmica mensuales (para calefacción y/o para refrigeración, dependiendo de la bomba seleccionada), y la demanda térmica mensual de A.C.S. (en el caso que la bomba de calor seleccionada deba cubrir también la producción de A.C.S.).

CYPECAD MEP. Climatización. Sistemas de captación de energía geotérmica. Bombas de calor geotérmicas 

Elementos de la instalación de captación de energía geotérmica

Los diferentes elementos que componen la instalación de captación de energía geotérmica se encuentran disponibles en la opción Sistema de captación de energía geotérmica(menú Instalación de la solapa Climatización). Estos elementos son:

 

  • Colector en sala técnica
  • Colector en arqueta enterrada
  • Sonda geotérmica vertical
  • Tuberías de distribución horizontal
  • Tubería de distribución vertical   CYPECAD MEP. Climatización. Elementos de la instalación de captación de energía geotérmica

Permisos necesarios en la licencia de usuario

Para realizar el cálculo de una instalación de climatización y/o calefacción, la licencia de usuario debe disponer de permisos para utilizar los módulos Cálculo de cargas térmicas de calefacción y Cálculo de cargas térmicas de verano (en función de si se calcula la instalación para refrigeración, para calefacción o para ambos). Además, y dependiendo de los equipos y sistemas que la componen, debe incluir otros módulos.

Para una instalación con sistema de captación de energía geotérmica en la que sólo se va a dimensionar el intercambiador enterrado con una bomba de calor geotérmica, la licencia de usuario sólo es necesario que disponga del permiso para el módulo Sistemas de captación de energía geotérmica.

Si para dicha instalación se desea calcular también la instalación interior, es necesario que la licencia de uso disponga también de los módulos Cálculo de cargas térmicas de calefacción y Cálculo de cargas térmicas de verano (en función de si se calcula la instalación para refrigeración, para calefacción o para ambos) y los correspondientes al tipo de instalación introducida (Selección de fancoils, Suelo radiante y refrescanteConductos de aire acondicionado, Tuberías de agua para climatización).

En cualquiera de los casos indicados, para obtener el presupuesto de la instalación calculada, es necesario que la licencia de uso disponga de la Conexión con el Generador de precios.

 

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