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Climatización Solar

Refrigeración eficiente y respetuosa con el medioambiente para el Centro de Desarrollo Local del Ayuntamiento de Puerto Lumbreras dentro del Proyecto ABSORPILOT.

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La Consejería de Industria y Medio Ambiente, a través de la Agencia de Gestión de Energía de Murcia (ARGEM), impulsa desde 2005 el proyecto ABSORPILOT que pretende refrigerar de una forma eficiente y respetuosa con el medio ambiente varias dependencias Centro de Desarrollo Local del Ayuntamiento de Puerto Lumbreras.

Con el fin de desarrollar la puesta en marcha del proyecto, así como de conocer sus resultados reales, se firmó un acuerdo de colaboración entre ARGEM, Rotártica e Isofotón para elaborar una instalación piloto. Por otro lado, también se acordó un Convenio entre ARGEM y el Ayuntamiento de Puerto Lumbreras para llevar a cabo la ubicación de este proyecto en dicho municipio.

El Proyecto ABSORPILOT

El Proyecto ABSORPILOT consiste en la instalación de un sistema de calefacción/climatización solar utilizando la máquina Rotártica. El local a climatizar es el Centro de Desarrollo Local de Puerto Lumbreras (Murcia), en el que se pretende climatizar tres de sus salas principales, dos de ellas de 45 m2 cada una, y la tercera de 70 m2.

El aporte energético que se prevé por el sistema es del 50% de las necesidades de calefacción y climatización del local. El resto de la energía requerida será aportada mediante consolas de bomba de calor tipo split.

El presupuesto total de la instalación ha ascendido a la cantidad de 37.000 euros, recibiendo una ayuda de la línea ICO-IDAE-2005, a modo de préstamo bonificado de 18.000 €, con una amortización parcial de 6.800 €, dentro del epígrafe correspondiente a energía solar con marcado carácter innovador.

La empresa instaladora, PJS Proyectos e Instalaciones (perteneciente a AREMURFREMM), ha realizado todas las instalaciones de calefacción, refrigeración y energía solar.

El funcionamiento de la instalación

La característica fundamental del diseño de la instalación es su flexibilidad que permite que la misma constituya un verdadero banco de ensayos para esta aplicación. Desde junio de 2006 la instalación viene funcionando con unos resultados interesantes que invitan al optimismo, y que ya anuncian grandes posibilidades de aplicación de estos sistemas a corto y medio plazo.

El agua es calentada en los colectores solares para posteriormente ser acumulada o directamente utilizada en la máquina de refrigeración por absorción que genera agua fría. Este agua fría, es conducida a las unidades fan coil interiores que climatizan el interior como unidades convencionales de aire acondicionado.

La instalación está completamente monitorizada y permite conocer en tiempo real las variables de temperatura y caudal en diversos puntos del circuito solar, de agua fría así como las temperaturas interiores y exterior. La conexión remota vía GSM, permite la descarga y el análisis de datos desde cualquier punto de España. AM Automatización Industrial ha desarrollado un software específico para controlar los distintos parámetros críticos de la instalación, con las consignas precisas para optimizar su funcionamiento.

El generador térmico está basado en 10 colectores planos de la compañía Isofotón, de nuevo diseño, con una superficie total de absorción selectiva de 18,80 m2, capaces de alcanzar temperaturas cercanas a los 100º C y producir al año unos 25200 kWh. Los captadores se encuentran alojados en una estructura soporte que sirve a su vez de habitáculo para proteger al sistema de acumulación y a la propia máquina de absorción. Su función es recibir la radiación solar y transformarla en energía térmica en forma de agua caliente.

El depósito de inercia con un volumen de acumulación de 1000 litros, permite almacenar la energía procedente del sol en forma de agua caliente a una temperatura comprendida entre 80 ºC y 95 ºC. Este sistema acumulador está conectado directamente a los captadores, de forma que entre ellos no existe ningún intercambiador de calor. De esta manera, se mejora el rendimiento del generador. Esta estrategia a la hora de colocar un solo depósito de inercia de agua caliente es una apuesta a la hora de simplificar este tipo de instalaciones. El agua acumulada en el depósito se puede utilizar directamente para calefactar el local (a través de sendos fan-coils alojados en las salas), o para alimentar la máquina de absorción, produciendo agua fría, que también alimentará los fan-coils del local.

La instalación cuenta con diferentes tipos de instrumentos como sensores de temperatura y caudalímetros conectados a un autómata que se encarga de la gestión automática de la instalación. Gracias a las válvulas de tres vías se puede seleccionar el circuito por el que debe circular el agua permitiendo así la producción de frío en verano o de calor en invierno y permitiendo la acumulación de agua caliente en el deposito o la evacuación de calor a través del aerotermo.

La misión principal del aerotermo es disipar el calor a la atmósfera en caso de calentamiento excesivo de algún elemento de la instalación evitando así daños en esta. Los sobrecalentamientos pueden ocurrir durante veranos calurosos o en periodos vacacionales en los cuales no existe demanda de refrigeración. Las temperaturas máximas que pueden llegar a soportar las placas es de 170ºC y el depósito de acumulación de 100ºC. Además de este sistema de seguridad, el vaso de expansión del circuito se ha dimensionado de forma que la producción de vapor que se pudiera originar en los captadores, pudiera ser absorbida por éste.

Las bombas son las encargadas de hacer circular el fluido por cada uno de los circuitos de la instalación, son capaces de elevar el agua hasta los colectores solares para que una vez caliente sea acumulada en el depósito de inercia, o de conducir el agua fría hasta cada una de las dependencias a refrigerar. Se accionan automáticamente desde el sistema de control cuando existe una demanda de refrigeración o cuando la información de los sensores es la correcta para la acumulación de agua caliente.

Rotártica es el nombre comercial de la máquina de refrigeración con ciclo de absorción, que no requiere torre de refrigeración sino un aerocondensador. Esta máquina produce agua fría que posteriormente es utilizada en las unidades interiores fan-coil. El proceso de enfriamiento es similar al de una máquina frigorífica convencional en la que se ha sustituido el compresor por un generador. La máquina Rotártica dispone de una potencia frigorífica de 4,5 kW, suficiente para satisfacer las necesidades de una vivienda.

Conclusión

La energía solar térmica ha experimentado un desarrollo científico-tecnológico muy importante en los últimos años. Tanto es así, que aplicaciones como la producción de agua caliente sanitaria o incluso la climatización de piscinas (tanto interiores como exteriores), se han extendido por todo el territorio nacional y ya conviven con el ciudadano, que conoce estos dispositivos y confía en su fiabilidad.

Sin embargo en instalaciones con baja demanda energética en los meses estivales, la generación térmica debida a la radiación solar es mucho mayor que en otras épocas del año. Si el consumo de energía disminuye mucho en verano, las instalaciones solares se sobrecalientan, pudiendo llegar a mermar su vida útil. Este sería el caso de las instalaciones que abastecen a sistemas de calefacción, que hacen que la superficie de captación solar sea amplia y, sin embargo, el consumo de calefacción es nulo en los meses de verano.

Por tal motivo, la producción de frío con energía solar sería muy bienvenida en este tipo de instalaciones. De forma que, en invierno se produce calor para la calefacción, mientras que en verano se produce frío para el aire acondicionado de los locales. El equipo que produce frío, a partir del agua caliente generada por el sistema solar, es la máquina de absorción. Las máquinas de absorción que actualmente existen en el mercado, requieren obligatoriamente torres de refrigeración que conllevan una serie de dificultades, siendo las más importantes las siguientes: consumo de agua, problemas de corrosión y deposiciones calcáreas cuando el agua no está tratada, necesidad de un mantenimiento, posible foco de legionella, etc.

Dentro de este contexto, el Proyecto ABSORPILOT se convierte en un auténtico laboratorio para la máquina de absorción Rotártica, así como para los captadores desarrollados por Isofotón para tal fin, de forma que no se requieran, en este tipo de aplicación, captadores de tubos de vacío, mucho más caros y delicados.

El sistema se concibe además de manera flexible, de forma que la programación del autómata se puede modificar a conveniencia de los participantes en el proyecto, para optimizar el funcionamiento de la instalación.

El carácter pedagógico de la iniciativa se refuerza convirtiendo al Centro de Desarrollo Local de Puerto Lumbreras, en un centro de formación sobre refrigeración solar, orientado a nuevos instaladores y donde se podrán llevar a cabo cursos prácticos sobre cómo diseñar, montar y controlar este tipo de instalaciones.

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