EJEMPLO DE RECUPERACIÓN TERMODINÁMICA 

NUEVO HOSPITAL SANT PAU: RECUPERACIÓN DE CALOR 5MW

 (Proyecto y Dirección de Obra de Milián Associats)

• La mayoría de los edificios que funcionan las 24 horas del día, generan calor interior que debe eliminarse y, a la vez, precisan calor para las fachadas frías y calentar el aire de renovación
• La idea se basa, en general, en la recuperación de calor del aire de renovación, muy importante en hospitales, piscinas cubiertas y gimnasios.
• El mejor sistema de recuperación de calor es el sistema termodinámico que permite eficiencias de más del 400%, frente a los recuperadores rotativos y de placas, que apenas llegan al 75%, con una gran pérdida de presión en los circuitos de aire, lo cual genera un consumo eléctrico permanente completamente innecesario.

 NUEVO SISTEMA DE CLIMATIZACIÓN: “LA CARDIOTERMIA” EN EL CENTRO GRAN VIA DEL CN SABADELL 

Desde siempre, GM2 Consultores Asociados S.L. se ha dedicado a garantizar la calidad del aire interior en todas las instalaciones diseñadas.

El presente proyecto responde a la necesidad de mantener la calidad del aire en los gimnasios y centros deportivos, con el mínimo consumo posible.

En la mayoría de las instalaciones de los centros deportivos que visitamos anteriormente, los niveles de CO₂ eran muy superiores a los deseados. ASHRAE recomienda no pasar de 1.000 ppm de CO₂ y el RITE 2007 recomienda un máximo de 1.200 ppm de CO₂ en gimnasios (en este momento, con la pandemia, se recomienda un máximo de 850 ppm de CO₂).

GM2 estudió las disipaciones de calor de los deportistas en los gimnasios, así como las necesidades de renovación de aire para mantener un ambiente saludable para los usuarios, llegando a la conclusión que son necesarios, como mínimo, 100 m³/h por usuario, tanto en las salas spinning como en las de fitness.

Esta circunstancia nos lleva a precisar de caudales de aire exterior importantes. Por ejemplo;

• Sala Spinning de 30 bicicletas - 3.000 m³/h de aire exterior

• Sala Fitness de 60 aparatos - 6.000 m³/h de aire exterior

Evidentemente, se crea la necesidad de evacuar la misma cantidad de aire exterior pero, en este caso, no interesa recuperar la energía para calentar estas salas y, en consecuencia, la energía recuperada se puede usar para otros fines.

Las condiciones ideales para la práctica del fitness o el spinning son de 20°C ±1°C de temperatura y 60% ±5% de humedad relativa.

El hecho de utilizar grandes cantidades de aire exterior para garantizar la calidad del aire, facilita el uso del “free-cooling” durante casi 3.000 h/año de las 6.000 h/año que están en funcionamiento los gimnasios, representando un ahorro energético importante de energía eléctrica.

La idea básica de este proyecto es recuperar en invierno la energía en la extracción del aire viciado y, en verano, refrigerar el aire de impulsión. De este modo, siempre estaremos usando el circuito de frío de la BC tipo ENERGYRAISER y, en consecuencia, siempre tendremos que evacuar calor al exterior, o mejor, a otros usos, como el calentamiento del agua caliente sanitaria de las duchas (ACS), pudiendo calentar el agua desde 15°C a 45°C, completamente gratis, gracias al calor residual de condensación.

La última revisión del RITE 2007 de mayo del 2021 pone en el mismo nivel las energías renovables con las energías residuales.

La energía residual producida por la actividad metabólica de los deportistas la hemos bautizado como “CARDIOTERMIA”. 

Esta idea de la “CARDIOTERMIA” tiene muchas propiedades añadidas;

• Es posible adaptarlo a todos los gimnasios y clubs deportivos y aporta una imagen de RSC respecto a los usuarios, como hace el CN SABADELL dando publicidad a esta innovación.

• La eficiencia del sistema es indiscutible, dado que la fuente de calor es constante, la propia generada por los usuarios, sin depender del sol, el viento o la temperatura exterior, consiguiendo reducir más del 15% del consumo en energías fósiles, como es el caso del CN SABADELL.

• El uso de los equipos BC ENERGYRAISER para facilitar la recuperación de calor, en este caso mediante la “CARDIOTERMIA”, es completamente innovador.

• La calidad del aire es inmejorable, al funcionar siempre con el 100% de aire exterior, modulando el caudal en función de la ocupación a través de las sondas de CO₂ que controlan el sistema.

• Desde el principio de la pandemia de la COVID-19 el sistema ha funcionado correctamente con los requisitos más estrictos de ventilación, sin tener que hacer ninguna modificación. Solamente se ha pasado la consigna de 1.200 ppm a 850 ppm y el sistema sigue manteniendo una calidad de aire interior inmejorable.

El sistema de climatización que GM2 usa en todas las salas de actividades siempre funciona con el 100% de aire exterior, con una tasa mínima de 100 m3/h-persona, y con los niveles de filtraje recomendados por el RITE 2007 para mantener las condiciones de confort y de calidad del aire interior;

• Temperatura - 21 ±1°C

• Humedad Relativa - 55% ±5%

• Nivel de CO₂ - 1.200 ppm

• Nivel de CO₂ (año 2020) - 800 ppm

Cada sala tiene su propio sistema de climatización y actúa en función de los tres parámetros;

• La temperatura se regula a través de válvulas de tres vías de frío y calor.

• La humedad relativa se regula a través de la válvula de frío.

• La calidad del aire se regula mediante los variadores de velocidad, aumentando el caudal del aire exterior para compensar el incremento de los niveles de CO₂ sin que se superen, en ningún momento, los niveles de consigna.

 SOLUCIÓN PARA LA CLIMATIZACIÓN CON RECUPERACIÓN DEL CALOR RESIDUAL 

odo el sistema está gestionado por el algoritmo ∑az que facilita los históricos de todos los parámetros para la seguridad de los usuarios y el control del CN SABADELL. El sistema trabaja con un TER ≥ 8 kW/kW, dado que la fuente de calor es el aire de extracción de las salas de actividades, que mantienen temperaturas del aire ambiente entre 20°C y 22°C aproximadamente.

Siempre es necesario refrigerar las salas de actividades para mantener la temperatura ideal de 20°C y disipar el calor de condensación.

GM2 propone recuperar esta energía residual para calentar, completamente gratis, el ACS de las duchas de los mismos deportistas hasta 45°C, dado que el coste energético de la electricidad es exclusivamente para generar el frío necesario para climatizar las salas.

El sistema de climatización dispone de un programa específico para edificios deportivos con piscinas cubiertas, desarrollado por GM2, con el algoritmo ∑az, que se usa actualmente en más de 16 centros deportivos.

 RESULTADOS DE AHORRO ENERGÉTICO EN EL CLUB NATACIÓN SABADELL 

• USUARIOS - 1.500 personas/día

• AHORRO GAS NATURAL -  ≈ 1.000 kWh/día

• AHORRO TOTAL ≈ 365.000 kWh/año

• AHORRO POR USUARIO ≈ 666 W/persona día

La reducción del consumo de energías fósiles es del 15% (datos obtenidos del contador de energía del sistema y reconocido por el CN SABADELL).

El proceso es muy simple. Los deportistas generan calor y el sistema lo recupera y lo traspasa a los depósitos previos de ACS de las duchas para dar servicio a los mismos usuarios que han generado el calor.

Por lo tanto, el sistema se basa en la recuperación de la energía residual de las salas de actividades. Estas precisan de una alta ventilación, así como mantener una temperatura ambiente aproximada de 20°C para la mejor actividad de los deportistas.

Esta energía, bautizada por nosotros como la “CARDIOTERMIA”, es en realidad una energía renovable que depende de los usuarios de las instalaciones deportivas, independientemente de la temperatura exterior, la radiación solar o del viento.

La “CARDIOTERMIA, es proporcional a la actividad de los deportistas.

Se trata de un sistema innovador, implementado por primera vez y exportable a todos los clubs deportivos y gimnasios.