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Departamento de Formación [email protected]
DOCUMENTACIÓN
200607101
APLICACIÓN DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES EN LAS INSTALACIONES TÉRMICAS DE
PISCINAS CUBIERTAS
Instalaciones de generación de energía térmica con biomasa
***
SARA ROBLES FERNÁNDEZ
Ingeniero industrial, Agencia Andaluza de la Energía
Sevilla 3 de noviembre de 2006
INSTALACIONES DE GENERACIÓN DE ENERGÍA
TÉRMICA CON BIOMASA
Sara Robles Fernández
Sevilla, 3 de noviembre de 2006
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Demanda térmica en piscinas
Descripción de la instalación de biomasa
Instalaciones de biomasa en piscinas
a) Sistema de generación de energía térmica
b) Biomasa a utilizar como combustible
c) Sala de calderas
d) Sistema de alimentación del combustible desde el almacenamiento
e) Almacenamiento de combustible
DEMANDA TÉRMICA PISCINAS
VERANO PRIMAVERA-OTOÑO INVIERNO kWh/día kcal/día kWh/día kcal/día kWh/día kcal/día
Demanda en A.C.S. 319,32 274.611 343,97 295.816 369,07 317.396
Demanda en VASOS 932,89 802.281 1.063,56 914.660 1.176,34 1.011.654
Demanda en CLIMAT 84,91 73.022 300,38 258.329 449,77 386.806
Climatización
Agua caliente sanitaria
Calentamiento del vaso
Piscina tipo:
Vaso grande de 25 x 12 m, volumen 600 m3
Vaso pequeño de 12 x 5 m, volumen 50 m3
Ocupación media: 50% de la nominal
INSTALACIÓN DE ACS
Instalaciones con sistema de acumulación de 3000 a 5000 litros
Esquema de instalación de preparación y acumulación de ACS para operación en serie o paralelo
INSTALACIÓN DE CALENTAMIENTO DEL VASO
SISTEMA TIPO PROPUESTO:
Energía térmica con biomasa para cubrir el 100% de la demanda de ET de la piscinaEnergía solar térmica de agua caliente para el acondicionamiento térmico de los
vasos y producción de ACS
SOLAR + BIOMASA BIOMASA SOLAR BIOMASA
AGUA CALIENTE SANITARIA
88 m2
CALENTAMIENTO VASO
240 m2
CLIMATIZACIÓN
AMBIENTE
300 kW 300 kW
TOTAL 328 m2 300 kW 300 kW
INSTALACIÓN DE BIOMASA:
a) Sistema de generación de energía térmica
b) Biomasa a utilizar como combustible
c) Sala de calderas
d) Sistema de alimentación del combustible desde el almacenamiento
e) Almacenamiento de combustible
INSTALACIÓN DE BIOMASA:
a) Sistema de generación de energía térmica
Deberá cumplir las diferentes normas europeas y estar homologada.
El rendimiento energético superior al 80% (a carga nominal y de acuerdo a la norma EN 303-5)
Emisiones de CO inferiores a 500 mg/Nm3, medidas al 10% O2 según EN 303-5.
Emisiones de partículas inferiores a 100 mg/Nm3, medidas éstas al 10% O2 según EN 303-5.
Instalación de al menos, dos calderas de biomasa.
La potencia térmica requerida para la puesta a régimen del agua de los vasos se determinará
para un tiempo mínimo de puesta a régimen de 96 horas.
La central de producción de calor deberá tener una potencia nominal total instalada no superior
a 300 kW.
La potencia térmica que deberá ser suministrada por la central de calor se deberá ajustar a la
suma de las cargas térmicas calculadas por un método adecuado, siendo responsabilidad del
proyectista el método utilizado y los cálculos efectuados, como queda indicado en el RITE.
INSTALACIÓN DE BIOMASA:
a) Sistema de generación de energía térmica
Los equipos deberán contar con los siguientes elementos:
Dispositivo de seguridad antiincendio
Sistema automático de limpieza de cenizas con cajón para su recogida.
Control y regulación con autómata programable
Interface que permita al usuario realizar la programación del sistema del sistema de control
Modulación del quemador en al menos tres marchas.
En los sistemas solar-biomasa:
Volumen de acumulación secundario entre el 30% y el 100% de la carga de consumo diario.
El sistema de aporte de energía térmica mediante biomasa, con acumulación, dispondrá de un
termostato de control sobre la temperatura de preparación que se regulará a la temperatura de
consigna que se especifique.
El sistema de energía térmica mediante biomasa no aportará energía al tanque solar. No
obstante, la instalación deberá permitir el calentamiento del tanque de acumulación solar, de
forma manual cuando sea necesario realizar un tratamiento térmico preventivo de la instalación
contra legionela.
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
80 82 84 86 88 90 92 94 96 98
Jahr
CO
(m
g/N
m3)
Calderas eficientes para combustión de biomasa sólida
40
50
60
70
80
90
100
80 82 84 86 88 90 92 94 96 98
Year
Th
erm
al
Eff
icie
nc
y (
%)
Contaminación
ambiental
Rendimiento
proceso
Condiciones
variables
La tecnología desarrollada para el control
de la combustión de biomasa se basa en:
Calderas certificadas por Organismos
de Control Oficiales
UNE � EN 303-5 Calderas especiales para
combustibles sólidos, de carga manual y
automática hasta 300 kW
Resultados públicos: www.blt.bmlf.gv.at
año
año
Calderas de carga automática de combustible granular: Astillas, hueso, etc
Agitador para la
alimentación
Tornillo para la
alimentación
Depósito de almacenamientoTornillo
de alimentación
Calderas de carga automática de combustible granular: Astillas, hueso, etc
Sistema de evacuación de los gases de la combustión
El correcto diseño de la chimenea es crítico para el buen
funcionamiento de la instalación.
Es clave conseguir el tiro adecuado.
El tiro puede ser:
� Natural
� Forzado
Un tiro correcto depende de varios aspectos:
� Sección y altura de la chimenea
� Material de la chimenea
� Aislamiento y estanqueidad de la chimenea
� Capacidad de adaptarse a las variables condiciones
exteriores
� Recorrido y piezas especiales usadas
� Condiciones de combustión estables: De diseño
Tiro forzado
Regulador de tiro
Se deben evitar los codos a 90 º
Retirada automática
de las cenizas
OBJETIVO:
Que las instalaciones de biomasa sean totalmente
equiparables a las instalaciones convencionales
en cuanto a
fiabilidad,
seguridad y
comodidad
Algunos elementos de calidad en las instalaciones:
Sistema de control
para optimizar la
combustión
Encendido
automático
Limpieza
automática
de caldera
INSTALACIÓN DE BIOMASA:
b) Biomasa a utilizar como combustible
Poder calorífico inferior: 4.000 kcal/kg 0% humedad (mínimo)
Humedad : 20 %, base húmeda (máximo)
Cenizas: 4% en peso combustible húmedo (máximo)
Exenta de cualquier impureza: tierra, metales, plásticos, etc.
Tipos de biomasa: hueso de aceituna, cáscara de frutos secos, astilla y
restos de maderas.
En caso de usar astillas o restos de madera, deberán ser de tamaño fino,
con una longitud máxima de 4 cm.
INSTALACIÓN DE BIOMASA:
c) Sala de calderas
Siempre que no exista ningún impedimento insalvable, estará dispuesta en un subterráneo (planta sótano).
Las dimensiones mínimas de la sala de calderas serán 600 x 600 cm, con una altura mínima de 250 cm.
Los materiales utilizados para la realización del suelo, de las paredes y de la cubierta deberán ser resistentes al fuego.
Deberá estar dotada de los elementos necesarios para asegurar una suficiente aportación de aire exterior para la combustión.
El acceso a la sala de calderas deberá estar dotado de puerta antiincendio de cierre automático conforme normativa
Las puertas de acceso desde el exterior hasta la sala de calderas, por las cuales se prevea el paso de piezas de las calderas durante su instalación, deberán tener un ancho de al menos 180 cm para posibilitar el montaje de las mismas.
Tendrá como único objeto albergar los diferentes equipos e instalaciones que componen la central de generación de energía térmica.
En la sala de calderas no se realizará ningún trabajo ajeno a la maniobra de generación de calor.
No se permitirá el almacenamiento de combustible en el interior de la sala de calderas.
Dispondrán de un sistema de detección y extinción de incendios automático.
En el exterior de la sala y próxima a la puerta de acceso a la misma se situará un interruptor general de parada de emergencia.
Las aberturas en el muro que separa las salas de calderas y almacenamiento de la biomasa, por donde deben pasar las canaletas que albergan los tornillos sinfín utilizados para el transporte de la biomasa deberán quedar selladas.
INSTALACIÓN DE BIOMASA:
d) Sistema de alimentación del combustible desde el almacenamiento
Solución 1: Si la biomasa a utilizar es hueso de aceituna o pellets se podrá usar un sistema de
alimentación mediante tornillo sinfín sin agitador. La sala de almacenamiento podrá ser rectangular o
cuadrada.
Sala de calderas y sala de almacenamiento dispuestas para sistema de alimentación mediante tornillos sinfín
INSTALACIÓN DE BIOMASA:
d) Sistema de alimentación del combustible desde el almacenamiento
Solución 2: Si se prevé el uso de otras biomasas se deberá usar un sistema de alimentación mediante agitador y
tornillo sinfín. Se deberá utilizar agitador y sistema de alimentación de biomasa independiente para cada una de las
calderas instaladas si éstas tienen una potencia nominal mayor de 100 kW.
Sala de calderas y sala de almacenamiento dispuestas para sistema de alimentación mediante tornillos sinfín y agitador para calderas de potencia nominal no mayores de 100 kW
INSTALACIÓN DE BIOMASA:
d) Sistema de alimentación del combustible desde el almacenamiento
Sala de calderas y sala de almacenamiento dispuestaspara sistema de alimentación mediante tornillos sinfín y agitador
INSTALACIÓN DE BIOMASA:
d) Sistema de alimentación del combustible desde el almacenamiento
Sala de calderas y sala de almacenamiento dispuestaspara sistema de alimentación mediante tornillos sinfín y agitadorpara calderas de potencia nominal mayor de 100 kW
INSTALACIÓN DE BIOMASA:
e) Almacenamiento de combustible:
A ser posible será subterráneo (planta sótano), al objeto de permitir la descarga de la biomasa mediante camión basculante. Capacidad mínima de almacenamiento útil: 40 m3. Ubicación anexa a la sala de calderas. El lugar de almacenamiento tendrá como único uso el albergar al combustible. El depósito deberá ser estanco.
Estará dotado de: Boca de alimentación de 100 x 250 cm. La mayor dimensión corresponde al ancho del camión suministrador del combustible. Elemento para trasiego de combustible: tornillo sinfín, bombas de trasiego de combustible sólido, agitador y otros elementos para evitar �bóvedas�, etc. Puerta antiincendio de cierre automático, conforme a la normativa. Señalización con la etiqueta �Almacén de combustible: biomasa�. Dispondrán de un sistema de detección y extinción de incendios automático.
Siempre que las condiciones del edificio impidan que la boca de alimentación quede situada sobre la sala de almacenamiento, se deberá situar anexa a la misma pudiendo adoptar una de las soluciones que se indican.
INSTALACIÓN DE BIOMASA:
e) Almacenamiento de combustible:
Solución 3: Se dispone un almacenamiento intermedio para la descarga del combustible y se usa un tornillo sinfín para
el llenado del depósito de almacenamiento.
Sala de calderas y sala de almacenamiento dispuestas para sistema de alimentación mediante tornillos sinfín y agitador con descarga del depósito mediante tornillo con posición del camión de combustible paralelo a la sala de almacenamiento
INSTALACIÓN DE BIOMASA:
e) Almacenamiento de combustible:
Solución 4: El combustible cae por gravedad en el depósito de almacenamiento gracias al pavimento
inclinado dispuesto.
Sala de calderas y almacenamiento dispuestas para sistema de alimentación mediante tornillos sinfín y agitador con descarga del camión mediante pavimento inclinado
INSTALACIÓN DE BIOMASA:
Diferentes configuraciones
(vistas en planta)
Sistema de vaciado del depósito de
biomasa mediante suelo deslizante
Para biomasas que no
sean homogéneas
Posibilidad de depósitos
alargados
Llenado del depósito de biomasa granular:
Llenado del depósito mediante
camión con volquete
Lugar accesible para el camión
Depósito en planta sótano
Accesos al depósito de biomasa y
a la antesala de calderas
GRACIAS POR SU ATENCIÓN