ES2464940A1 - Sistema de gestión, producción y distribución de energia térmica con aportación de energias renovables - Google Patents

Sistema de gestión, producción y distribución de energia térmica con aportación de energias renovables Download PDF

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ES2464940A1 ES201400288A ES201400288A ES2464940A1 ES 2464940 A1 ES2464940 A1 ES 2464940A1 ES 201400288 A ES201400288 A ES 201400288A ES 201400288 A ES201400288 A ES 201400288A ES 2464940 A1 ES2464940 A1 ES 2464940A1
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Abstract

Sistema (1) de gestión, producción y distribución de energía térmica con aportación de energías renovables, aplicable a edificaciones que comprende unos circuitos de líquido caliente (2) y frío (3), unos intercambiadores acumuladores (2a, 3a) con material de cambio de fase, un circuito exterior de captación (5) de calor y/o frío, un circuito exterior de acumulación (6) de calor y/o frío, unas derivaciones (2c, 2d, 2e, 3c, 3d, 3e) de los circuito de líquido caliente (2) y frío (3) a los circuitos exteriores de captación (5) y de acumulación (6), unos medios circulación selectiva de flujo por los circuitos de líquido caliente (2), de líquido frío (3) y sus derivaciones, circuito exterior de captación (5), y circuito exterior de agua para climatización, unos sensores de temperatura, y un control electrónico (8) que regula el funcionamiento del sistema.

Description

OBJETO DE LA INVENCION
La presente invención se refiere a un sistema de gestión, producción y distribución de energía térmica de Alta Eficiencia y con aprovechamiento de las energías renovables existentes, en especial susceptible de aprovechar la energía térmica que incide sobre la envolvente de un edificio, autónomo y utilizable para obtención de climatización yagua caliente sanitaria (ACS).
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
En la actualidad la forma principal de obtención de climatización yagua caliente sanitaria (ACS) se basa en el consumo de energías fósiles, ya sea por combustión directa a través de calderas o a través de suministro eléctrico de red, de procedencia principalmente fósil para generar calor o frío a través de efecto joule o máquinas térmicas.
Dada la escasez, carestía e impacto ambiental de las fuentes fósiles tradicionales, se está impulsando la utilización de energías renovables a través de directivas, planes estratégicos y decretos por las administraciones, que se está limitando principalmente a la implantación de energía de origen fotovoltaico y eólico, y en menor grado la generación a partir de biocombustibles con balance nulo de C02. Estas limitaciones en la implantación de energías renovables son debidas a su ocupación de espacio, y coste de instalaciones, cuya amortización además se está viendo penalizada por gravámenes que anulan sus posibles ventajas hasta tal punto que se desincentiva su implantación.
Efectivamente, los medios existentes actualmente para generación a partir de energías renovables se limitan a la generación eléctrica, que luego se debe adaptar para su consumo, aunque sea en una instalación local; no hay otros efectos adicionales. Siempre hay transformación de energía, lo que implica las correspondientes pérdidas, y no hay aprovechamiento de la energía incidente en la edificación. Por otro lado, la acumulación de energía se realiza en acumuladores electrolíticos que resultan peligrosos y muy contaminantes. Otras formas de utilización de la energía solar concretamente, solo son capaces de conseguir aprovechamiento de calor, como los sistemas de apoyo en generación de agua caliente sanitaria.
Por otro lado, en la actualidad, una de las formas de hacer que los edificios sean más eficientes, es aumentar el aislamiento, que si bien al aumentar el aislamiento disminuimos las perdidas, también estamos "disminuyendo" el aporte solar en Invierno al interior del edificio y un posible enfriamiento por la noche en Verano cuando desciende la temperatura.
DESCRIPCION DE LA INVENCION
El sistema de la invención tiene una constitución que soluciona el problema técnico planteado, y aporta las siguientes ventajas, entre otras:
-Ahorro en los costes directos de climatización de los edificios -Ahorro de costes indirectos de mantenimiento de las unidades dedicadas a la generación
térmica -Reducción de las necesidades de Energía convencional -Incremento de confort de los usuarios, tanto en temperatura como en reducción de ruidos producidos por los equipos comúnmente utilizados en climatización. -Facilidad de implantación y modularización. -Aprovechamiento combinado de la geotermia, energía solar térmica, y energía incidente en la
edificación, -Mayor Aislamiento y control de este aislamiento en la edificación -Aprovechamiento opcional de recursos procedentes de sistemas como biomasa, mini cogeneración, frío por absorción o de residuos térmicos industriales. -Alta eficiencia energética. -Reducción emisiones C02. -Disminución consumo energía primaria. -Mantenimiento sencillo.
De acuerdo con la invención, el sistema comprende:
-un circuito de líquido caliente conectado al primario de, al menos, un primer intercambiador
acumulador con material de cambio de fase (PCM), cuyo secundario se encuentra conectado
a un circuito exterior de agua para climatización;
-
un circuito de líquido frío conectado al primario de, al menos, un segundo intercambiador acumulador con material de cambio de fase, cuyo secundario se encuentra conectado al circuito exterior de agua para climatización, con funciones análogas al anterior, pero previsto para la acumulación de frío;
-
al menos, un circuito exterior de captación de calor y/o frío;
-
al menos, un circuito exterior de acumulación de calor y frío;
-
unas derivaciones del circuito de líquido caliente a los circuitos exteriores de captación y de acumulación, destinados a la captación, recuperación o envío de líquido caliente a dichos circuitos exteriores;
-
unas derivaciones del circuito de líquido frío a los circuitos exteriores de captación y de acumulación, con idénticas prestaciones que el anterior, pero con líquido frío;
-
unas bombas de circulación de flujo por los circuitos de líquido caliente, de líquido frío, por sus derivaciones, por el circuito exterior de captación, y por el circuito exterior de agua para climatización;
-
unas primeras válvulas selectoras de flujo, dispuestas en los circuitos de líquido caliente, de líquido frío, por los circuitos exteriores de captación y de acumulación, y por el circuito exterior de agua para climatización;
-
unos sensores de temperatura de fluido dispuestos en el primer intercambiador acumulador, en el segundo intercambiador acumulador, en el circuito de captación y en el circuito de acumulación;
-
un control electrónico asociado a dichos sensores de temperatura, que regula el funcionamiento combinado de las bombas y primeras válvulas para producir intercambio, acumulación y desacumulación en los intercambiadores acumuladores, del calor y frío procedente del circuito exterior de captación, y del circuito exterior de acumulación, para obtención de calor y/o frío en el circuito exterior de agua para climatización. Este control
electrónico, además, dispone de medios telemáticos para operar el mismo a través de telegestión.
Los intercambiadores acumuladores disponen de un intercambiador interno que permite el paso rápido de calor entre primario y secundario, y en el caso de disminuir o de no existir demanda de transferencia de calor entre primario y secundario, el material de cambio de fase cumple la función de acumulación.
El sistema de captación exterior puede ser múltiple, aprovechando todo tipo de energías existentes (solar térmica, micro-cogeneración, calderas, etc), pero lo más destacado según la invención, es el aprovechamiento del calor o el frío existente en la envolvente de un edificio, por medio de un circuito, que podrá ser de aire o de agua. Este aprovechamiento produce un efecto adicional de apantallado del interior del edificio respecto del exterior, de forma que el rendimiento térmico del sistema es máximo
Adicionalmente se ha previsto la implantación de una bomba de calor agua-aire-agua, que en su funcionamiento agua-agua está conectada siempre en su lado frío al circuito de líquido frío y en su lado calor al circuito de líquido caliente por medio de intercambiadores de placas GasAgua convencionales en el interior de la misma. Entra en funcionamiento en los momentos de mayor demanda, y sus modos de funcionamiento son:
-
primer intercambiador acumulador contra segundo intercambiador acumulador: el trabajo de la bomba de calor produce frio en el circuito de líquido frío, y calor en el circuito de líquido caliente, uno de los cuales es demandado por el sistema, y el otro acumulado.
-
primer intercambiador acumulador o segundo intercambiador acumulador contra circuito exterior de acumulación, de funcionamiento idéntico al anterior, solo que la acumulación se produce en el circuito exterior de acumulación.
-
intercambiador acumulador de demanda del sistema contra aire: en este caso sigue la demanda térmica (frío o calor) del sistema y no hay posibilidad de acumular más calor o frío en el intercambiador acumulador contrario ni en el circuito exterior de acumulación. La bomba de calor funciona con intercambio con el aire, de modo convencional
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
La figura 1 muestra una vista esquemática del sistema de la invención.
DESCRIPCION DE UNA REALlZACION PRACTICA DE LA INVENCION
El sistema (1) de gestión, producción y distribución de energía térmica con aportación de energías renovables, aplicable a edificaciones de la invención comprende los siguientes elementos e su realización más simple:
-
un circuito de líquido caliente (2) conectado al primario de, al menos, un primer intercambiador acumulador (2a) con material de cambio de fase (PCM), cuyo secundario se encuentra conectado a un circuito exterior de agua para climatización. Este circuito básicamente transporta calor desde las fuentes de captación, generación o recuperación hacia el/los intercambiadores/acumuladores (2a), cuyo material de cambio de fase, permite el almacenamiento de dicho calor como calor latente del cambio de estado de una sustancia dispuesta en su interior, cumpliendo igualmente las funciones de intercambiador con el circuito exterior de agua para climatización, no representado, a través de una conexión caliente (50c). Las cargas a conectar a este circuito exterior de agua para climatización, al ser un sistema de producción con baja temperatura, puede ser cualquier sistema convencional con agua a baja temperatura como Fan-Coils, climatizadores, e incluso radiadores de baja temperatura, pero principalmente suelo o techo radiante.
-
un circuito de líquido frío (3) conectado al primario de, al menos, un segundo intercambiador acumulador (3a) con material de cambio de fase, cuyo secundario se encuentra conectado al circuito exterior de agua para climatización a través de una conexión fría (50f), con funciones análogas al anterior, pero previsto para la acumulación de frío;
-
al menos, un circuito exterior de captación (5) de calor y/o frío, cuya naturaleza se describe más adelante, y que puede ser único o múltiple;
-
al menos, un circuito exterior de acumulación (6) de calor y de frío, de naturaleza geotérmica, que igualmente puede ser único o múltiple; Este circuito será preferentemente geotermia horizontal, debido a su menor coste y mayor capacidad de acumulación.
-
unas derivaciones (2c, 2d, 2e) del circuito de líquido caliente (2) a los circuitos exteriores de captación (5) y de acumulación (6), destinados a la captación, recuperación o envío de líquido caliente a dichos circuitos exteriores;
-
unas derivaciones (3c, 3d, 3e) del circuito de líquido frío (3) a los circuitos exteriores de captación (5) y de acumulación (6), con idénticas prestaciones que el anterior, pero con líquido frío;
-
unas bombas (2f, 3f, 5a, 2ba, 3ba) de circulación de flujo por los circuitos de líquido caliente (2), de líquido frío (3), por sus derivaciones, por el circuito exterior de captación (5), y por el circuito exterior de agua para climatización;
-
unas primeras válvulas (7, 7c, 7f) selectoras de flujo dispuestas en los circuitos de líquido caliente (2), de líquido frío (3), por los circuitos exteriores de captación (5) y de acumulación (6), y en las conexiones caliente (50c) y fría (50f) hacia el circuito exterior de agua para climatización;
-
unos sensores de temperatura de fluido, no representados, dispuestos en el primer intercambiador acumulador (2a), en el segundo intercambiador acumulador (3a), en el circuito de captación (5) y en el circuito de acumulación (6);
-
un control electrónico (8) asociado a dichos sensores de temperatura, que regula el funcionamiento combinado de las bombas (2f, 3f, 5a, 2ba, 3ba) y primeras válvulas (7, 7c, 7f) para producir intercambio, acumulación y desacumulación en los intercambiadores acumuladores (2a, 3a), del calor y frío procedente del circuito exterior de captación (5), y del circuito exterior de acumulación (6), para obtención de calor y/o frío en el circuito exterior de agua para climatización. Este control electrónico (8), además, dispone de medios telemáticos para operar el mismo a través de telegestión. El funcionamiento de este sistema básico consiste en recuperar calor o frío a través de los circuitos exteriores de captación (5) y acumularlo en los intercambiadores acumuladores (2a, 3a) y en el circuito exterior de acumulación (6) mediante la gestión inteligente de flujos a través de los circuitos de líquido caliente (2) y frío (3), para darle utilización cuando sea preciso.
En una variante de la invención se ha previsto que el circuito exterior de captación (5) comprenda unas conducciones (5a) de líquido embebidas en el material constitutivo de la envolvente (21) de la edificación (20), de forma que en verano se está apantallando la edificación (20) ya que se está retirando calor de su envolvente para acumularlo y poder recuperarlo en invierno, operando a la inversa en invierno, esto, es, retirando el frío de la envolvente y acumulándolo para recuperarlo en verano; dado este funcionamiento cíclico, será preciso realizar un cálculo de dimensionamiento tanto del circuito exterior de captación (5) como del circuito exterior de acumulación (6) que será el que, más allá de los intercambiadores acumuladores (2a, 3a), realice esta labor. Otras posibilidades para este circuito exterior de captación (5) serían canalizaciones de líquido conectables a sistemas de cogeneración, sistemas de Biomasa, sistemas de frío por absorción o sistemas de incineración de residuos.
Para el circuito de acumulación (6), la variante principal de la invención ha previsto que se materialice por geotermia horizontal, comprendiendo entonces, al menos, dos campos geotérmicos (60, 61) que comprenden sendas canalizaciones (6a) enterradas bajo tierra (6b), que contienen una mezcla líquida de agua y anticongelante, que absorbe o cede la temperatura del subsuelo, y estando destinado un primer campo (60) a la acumulación de calor y un segundo campo (61) a la acumulación de frío, y comprendiendo el circuito de acumulación (6) un ramal caliente (6c) y un ramal frío (6d); para el líquido de intercambio geotérmico se ha previsto la utilización de propileno con glicol.
Las derivaciones (2c, 2d, 2e) del circuito de líquido caliente (2) comprenden una primera derivación (2c) para recuperación directa de calor hacia el primer intercambiador acumulador (2a), conectada al circuito exterior de captación (5), una segunda derivación (2d) para envío de calor desde el primer intercambiador acumulador (2a) conectada al circuito exterior de captación (5), y una tercera derivación (2e) para intercambio de calor y/o frío conectada al circuito exterior de acumulación (6). En el caso de que el circuito de captación (5) comprenda las conducciones (5a) en la evolvente (21) de la edificación (20), cuando se desea recuperar calor de la envolvente hacia el primer intercambiador acumulador (2a), típicamente en verano, se conecta la circulación de flujo a través de la primera derivación (2c). Cuando se desea apantallar la envolvente de la edificación contra el frío, típicamente en invierno, se envía calor a través de la segunda derivación (2d) (lo que simultáneamente está produciendo la recuperación de frío desde la misma para aprovechar en verano). Cuando el primer intercambiador acumulador (2a) se ha saturado de calor, la tercera derivación (2e) envía el calor al circuito de acumulación (6).
La misma configuración y funcionamiento, solo que a la inversa, tienen las derivaciones (3c, 3d, 3e) del circuito de líquido frío (3), que por tanto comprenden una cuarta derivación (3c) para recuperación directa de frío conectada al circuito exterior de captación (5), una quinta derivación (3d) para envío de frio conectada al circuito exterior de captación (5), y una sexta derivación (3e) para intercambio de calor y/o frío conectada al circuito exterior de acumulación (6).
Además se ha previsto que, adicionalmente, el circuito de líquido caliente (2) comprenda una séptima derivación (2f) hacia un depósito (30) de agua caliente sanitaria, así como válvulas
(31) de desviación de líquido caliente por dicha séptima derivación (2f), lo que permite la utilización del sistema (1) para la producción de agua caliente sanitaria. Esta séptima derivación (2f) puede comprender un intercambiador, no representado, en el depósito (30) para calentar el agua circulante por la red de ACS (33), o bien puede acumularse el agua directamente derivada del circuito de líquido caliente (2) si este líquido caliente es agua apta para consumo humano. También se ha previsto la implementación de un termostato, no representado, conectado al control electrónico (8), que en función de la temperatura del ACS acumulada conmutará las válvulas (31) para circulación del flujo caliente por el depósito (30).
Una mejora principal del sistema (1), comprende la disposición de una bomba de calor (4) agua-aire-agua susceptible de generar salto térmico aumentado selectivamente entre: el circuito de líquido caliente (2) y el circuito de líquido frío (3), entre el circuito de líquido caliente
(2) y el aire, y entre el circuito de líquido frío (3) y el aire, de funcionamiento controlado por el control electrónico (8) en combinación con sensores de temperatura exterior y segundas válvulas (9). Si el calor o frío acumulado en los intercambiadores acumuladores (2a, 3a), en el circuito de captación (6) y/o en el circuito de acumulación (6) no es suficiente para atender la demanda del sistema, entrará en marcha la bomba de calor de tres formas posibles: proporcionando frio o calor al intercambiador acumulador que lo demanda y acumulando simultáneamente calor o frio en el intercambiador acumulador contrario o en el circuito de acumulación (6). Si en demanda de producción de calor ya no es posible acumular más frío en el intercambiador acumulador de frío (3a) y en el circuito de acumulación (6), o si en demanda de frío ya no es posible acumular más calor en el intercambiador acumulador de calor (2a) y en el circuito de acumulación (6), la bomba de calor intercambiará con el aire exterior, funcionando como una bomba de calor agua-aire convencional.
Por su parte, para la optimización del funcionamiento del sistema, se ha previsto que las bombas (2f, 3f, 5a, 2ba, 3ba) tengan funcionamiento por caudal variable.
Igualmente, para facilitar la implantación y modularidad del sistema, se ha previsto que, al menos, el circuito de líquido caliente (2), el circuito de líquido frío (3), el primer y segundo intercambiadores acumuladores (2a, 3a), las bombas (2f, 3f, 5a, 2ba, 3ba), primeras y segundas válvulas (7, 7c, 7f, 9), control electrónico, bomba de calor (4), depósito (30) de agua caliente sanitaria y derivaciones (2c, 2d, 2e, 2f, 3c, 3d, 3e) se encuentren agrupados en una sala técnica (10) transportable modular.
Además, adicionalmente se ha previsto que el sistema (1) de la invención lleve incorporado una opción de funcionamiento en el control electrónico (8) que pueda implementar, al menos, un circuito fotovoltaico (70) susceptible de alimentar el funcionamiento de la bomba de calor en presencia de luz solar. Esta variante es de utilización muy preferente en zonas de mucho calor en verano y poco frío en invierno, donde existe mucha mayor demanda de frío que de calor, implementando un modo de funcionamiento que se verá más adelante. Esta variante garantiza la reducción de consumo en estas zonas.
El funcionamiento en verano sería como sigue: Si tanto la temperatura interior de la estancia a climatizar como en el circuito de agua para climatización están por encima de la banda de confort, el sistema demanda frío y por tanto se proporcionará agua fría al circuito exterior de agua para climatización a través de la conexión fría (50f), comenzando en primer lugar a utilizar el frío acumulado en el segundo intercambiador acumulador (3a); cuando la temperatura en el segundo intercambiador acumulador (3a) aumenta, el sistema activa las segundas válvulas (7f) precisas para empezar a recuperar frío acumulado en el segundo campo (61). Seguidamente, si la temperatura ambiente y en la envolvente (21) del edificio (20) está por debajo de la banda de confort, se activa el flujo por el circuito de captación (5) para obtención de frío gratuito directo en el circuito de líquido frío (3). A continuación, o si la temperatura en la envolvente (21) del edificio (20) está por encima de la banda de confort, y si el frío obtenido es insuficiente entrará en marcha la bomba de calor (4), lo que simultáneamente producirá acumulación de calor, o intercambio con el aire exterior si se ha agotado la posibilidad de acumular más calor. Si el frio obtenido es suficiente, se acumula el
excedente para utilización a demanda posterior.
En caso de implementar un circuito fotovoltaico (70), se utilizará éste permanentemente en su rango de producción para tener en funcionamiento la bomba de calor (4). Si el sistema no demanda el aprovechamiento de su producción de frío, éste será acumulado para su utilización posterior, bien en el segundo intercambiador acumulador (3a) o en el segundo campo (61) de geotermia horizontal. Por su parte, el calor generado durante el funcionamiento de la bomba de calor (4) será igualmente acumulado en el primer intercambiador acumulador (2a) o en el primer campo (60) de geotermia horizontal, o bien será aprovechado para calentar ACS. Dado que solo se va a utilizar la energía de origen fotovoltaico durante su producción, o sea, cuando hay luz solar incidiendo en los paneles fotovoltaicos para climatizar o acumular energía térmica, no se precisan acumuladores eléctricos como en las instalaciones fotovoltaicas aisladas.
El funcionamiento en invierno sería al contrario: si tanto la temperatura interior de la estancia a climatizar como en el circuito de agua para climatización están por debajo de la banda de confort, el sistema demanda calor y por tanto se proporcionará agua caliente al circuito exterior de agua para climatización a través de la conexión caliente (50c) y se comienza a
utilizar el calor acumulado en el primer intercambiador acumulador (2a); si la temperatura ambiente exterior y en la envolvente (21) del edificio (20) están por encima de la banda de confort, tenemos captación de calor directa y por tanto se activa el flujo por el circuito de captación (5) para obtención de calor gratuito (procedente de la captación en la envolvente del edificio) en el circuito de líquido caliente (2). Si el calor obtenido es insuficiente, el sistema activa las las segundas válvulas (7c) precisas y se empieza a recuperar calor acumulado en el primer campo (60). Si no tuviéramos captación suficiente, ni acumulación suficiente, en ese momento el sistema de control pondrá en funcionamiento la bomba de calor (4), dando carga parcial o total con la proporcionalidad necesaria. A su vez la bomba de calor (4) simultáneamente producirá acumulación de frío, o intercambio con el aire exterior si se ha agotado la posibilidad de acumular más frío. Si el calor obtenido es suficiente, se acumula el excedente para utilización a demanda posterior.
En este caso, si se dispone de circuito fotovoltaico (70), el calor generado por la bomba de calor (4), si no es demandado para climatización por el sistema (1) se acumulará para su utilización posterior, bien en el primer intercambiador acumulador (2a) o en el primer campo
(60) de geotermia horizontal, mientras que el frío generado en la otra parte de la bomba de calor (4) será igualmente acumulado en el segundo intercambiador acumulador (3a) o en el segundo campo (61) de geotermia horizontal para su utilización en verano.
Descrita suficientemente la naturaleza de la invención, así como la manera de realizarse en la práctica, debe hacerse constar que las disposiciones anteriormente indicadas y representadas en los dibujos adjuntos son susceptibles de modificaciones de detalle en cuanto no alteren el principio fundamental.

Claims (10)

  1. REIVINDICACIONES
    1.-Sistema (1) de gestión, producción y distribución de energía térmica con aportación de energías renovables, aplicable a edificaciones caracterizado porque comprende:
    -
    un circuito de líquido caliente (2) conectado al primario de, al menos, un primer intercambiador acumulador (2a) con material de cambio de fase (PCM), cuyo secundario se encuentra conectado a un circuito exterior de agua para climatización, a través de una conexión caliente (50c)
    -
    un circuito de líquido frío (3) conectado al primario de, al menos, un segundo intercambiador acumulador (3a) con material de cambio de fase, cuyo secundario se encuentra conectado al circuito exterior de agua para climatización, a través de una conexión fría (50f)
    -
    al menos, un circuito exterior de captación (5) de calor y/o frío,
    -
    al menos, un circuito exterior de acumulación (6) de calor y frío,
    -
    unas derivaciones (2c, 2d, 2e) del circuito de líquido caliente (2) a los circuitos exteriores de captación (5) y de acumulación (6)
    -
    unas derivaciones (3c, 3d, 3e) del circuito de líquido frío (3) a los circuitos exteriores de captación (5) y de acumulación (6),
    -
    unas bombas (2f, 3f, 5a, 2ba, 3ba) de circulación de flujo por los circuitos de líquido caliente (2), de líquido frío (3) y sus derivaciones, circuito exterior de captación (5), y circuito exterior de agua para climatización,
    -
    unas primeras válvulas (7, 7c, 7f) selectoras de flujo dispuestas en los circuitos de líquido caliente (2), de líquido frío (3), circuitos exteriores de captación (5) y de acumulación (6), y circuitos exteriores de agua para climatización,
    -
    unos sensores de temperatura de Fluido dispuestos en el primer intercambiador acumulador (2a), en el segundo intercambiador acumulador (3a), en el circuito de captación (5) y en el circuito de acumulación (6),
    -
    un control electrónico (8) asociado a los sensores de temperatura, que regula el funcionamiento combinado de las bombas (2f, 3f, 5a, 2ba, 3ba) y primeras válvulas (7, 7c, 7f) para producir intercambio, acumulación y desacumulación en los intercambiadores acumuladores (2a, 3a), del calor y frío procedente del circuito exterior de captación (5) de calor y/o frío, y del circuito exterior de acumulación (6) de calor y/o frío, para obtención de calor y/o frío en el circuito exterior de agua para climatización.
  2. 2.-Sistema (1) de gestión, producción y distribución de energía térmica con aportación de energías renovables, aplicable a edificaciones según reivindicación 1 caracterizado porque adicionalmente comprende, al menos, una bomba de calor (4) agua-aire-agua susceptible de generar salto térmico aumentado selectivamente entre: el circuito de líquido caliente (2) y el circuito de líquido frío (3), entre el circuito de líquido caliente (2) y el aire, y entre el circuito de líquido frío (3) y el aire, de funcionamiento controlado por el control electrónico (8) en combinación con sensores de temperatura exterior y segundas válvulas (9).
  3. 3.-Sistema (1) de gestión, producción y distribución de energía térmica con aportación de energías renovables, aplicable a edificaciones según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el circuito exterior de captación (5) comprende unas conducciones (5a) de líquido embebidas en el material constitutivo de la envolvente (21) de la edificación (20).
  4. 4.-Sistema (1) de gestión, producción y distribución de energía térmica con aportación de energías renovables, aplicable a edificaciones según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el circuito exterior de acumulación (6) comprende, al menos, dos campos geotérmicos (60, 61) que comprenden sendas canalizaciones (6a) enterradas bajo tierra, (6b) que contienen una mezcla líquida de agua y anticongelante, que absorbe o cede la temperatura del subsuelo, y estando destinado un primer campo (60) a la acumulación de calor y un segundo campo (61) a la acumulación de frío, y comprendiendo el circuito de acumulación (6) un ramal caliente (6c) y un ramal frío (6d).
  5. 5.-Sistema (1) de gestión, producción y distribución de energía térmica con aportación de energías renovables según reivindicación 4 caracterizado porque el líquido de intercambio geotérmico comprende propileno con glico!.
  6. 6.-Sistema (1) de gestión, producción y distribución de energía térmica con aportación de energías renovables, aplicable a edificaciones según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque las derivaciones (2c, 2d, 2e) del circuito de líquido caliente
    (2) comprenden una primera derivación (2c) para recuperación directa de calor conectada al circuito exterior de captación (5), una segunda derivación (2d) para envío de calor conectada al circuito exterior de captación (5), y una tercera derivación (2e) para intercambio de calor y/o frío conectada al circuito exterior de acumulación (6), mientras que las derivaciones (3c, 3d, 3e) del circuito de líquido frío (3) comprenden una cuarta derivación (3c) para recuperación directa de frío conectada al circuito exterior de captación (5), una quinta derivación (3d) para envío de frío conectada al circuito exterior de captación (5), y una sexta derivación (3e) para intercambio de calor y/o frío conectada al circuito exterior de acumulación (6).
  7. 7.-Sistema (1) de gestión, producción y distribución de energía térmica con aportación de energías renovables, aplicable a edificaciones según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el circuito de líquido caliente (2) adicionalmente comprende una séptima derivación (2f) hacia un depósito (30) de agua caliente sanitaria, así como válvulas (31) de desviación de líquido caliente por dicha séptima derivación (2f).
    B.-Sistema (1) de gestión, producción y distribución de energía térmica con aportación de energías renovables según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque las bombas (2f, 3f, 5a, 2ba, 3ba) tienen funcionamiento por caudal variable.
  8. 9.-Sistema (1) de gestión, producción y distribución de energía térmica con aportación de energías renovables según reivindicación 7 caracterizado porque, al menos, el circuito de líquido caliente (2), el circuito de líquido frío (3), el primer y segundo intercambiadores acumuladores (2a, 3a), las bombas (2f, 3f, 5a, 2ba, 3ba), primeras y segundas válvulas (7, 9), control electrónico, bomba de calor (4), depósito (30) de agua caliente sanitaria y derivaciones (2c, 2d, 2e, 2f, 3c, 3d, 3e) se encuentran agrupados en una sala técnica (10) transportable modular.
  9. 10.-Sistema (1) de gestión, producción y distribución de energía térmica con aportación de energías renovables según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado
    porque adicionalmente el circuito exterior de captación (5) comprende canalizaciones de líquido conecta bies a: Sistemas de cogeneración Sistemas de Biomasa, Sistemas de frío por Absorción, Sistemas de incineración de residuos
  10. 11.-Sistema (1) de gestión, producción y distribución de energía térmica con aportación de energías renovables según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque adicionalmente comprende, al menos, un circuito fotovoltaico (70) susceptible de alimentar el funcionamiento de la bomba de calor en presencia de luz solar.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT201600092426A1 (it) * 2016-09-14 2018-03-14 Massimo Cavallaro Sistema energetico

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4015962A (en) * 1974-12-20 1977-04-05 Xenco Ltd. Temperature control system utilizing naturally occurring energy sources
US4134273A (en) * 1977-04-22 1979-01-16 Brautigam Robert F Home heating and cooling system
US4153104A (en) * 1977-09-08 1979-05-08 Overland Energy, Inc. Solar heating and cooling system
US4165036A (en) * 1977-08-29 1979-08-21 Milton Meckler Multi source heat pump air conditioning system
EP0431760A2 (en) * 1989-11-24 1991-06-12 Union Kogyo Kabushiki Kaisha A method for air conditioning and supplying hot/cold water
WO2008113121A1 (en) * 2007-03-16 2008-09-25 L.P.E. Group Pty Ltd A thermal transfer, recovery and management system
US20100230071A1 (en) * 2009-08-12 2010-09-16 Hal Slater Geothermal Water Heater
EP2489965A1 (en) * 2009-10-16 2012-08-22 Hitachi, Ltd. Air-conditioning hot-water supply system
US20120255706A1 (en) * 2011-04-05 2012-10-11 Saied Tadayon Heat Exchange Using Underground Water System
WO2013038423A2 (en) * 2011-06-27 2013-03-21 Thermax Limited Combined cooling/heating and power generation system utilizing sustainable energy

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4015962A (en) * 1974-12-20 1977-04-05 Xenco Ltd. Temperature control system utilizing naturally occurring energy sources
US4134273A (en) * 1977-04-22 1979-01-16 Brautigam Robert F Home heating and cooling system
US4165036A (en) * 1977-08-29 1979-08-21 Milton Meckler Multi source heat pump air conditioning system
US4153104A (en) * 1977-09-08 1979-05-08 Overland Energy, Inc. Solar heating and cooling system
EP0431760A2 (en) * 1989-11-24 1991-06-12 Union Kogyo Kabushiki Kaisha A method for air conditioning and supplying hot/cold water
WO2008113121A1 (en) * 2007-03-16 2008-09-25 L.P.E. Group Pty Ltd A thermal transfer, recovery and management system
US20100230071A1 (en) * 2009-08-12 2010-09-16 Hal Slater Geothermal Water Heater
EP2489965A1 (en) * 2009-10-16 2012-08-22 Hitachi, Ltd. Air-conditioning hot-water supply system
US20120255706A1 (en) * 2011-04-05 2012-10-11 Saied Tadayon Heat Exchange Using Underground Water System
WO2013038423A2 (en) * 2011-06-27 2013-03-21 Thermax Limited Combined cooling/heating and power generation system utilizing sustainable energy

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT201600092426A1 (it) * 2016-09-14 2018-03-14 Massimo Cavallaro Sistema energetico

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