Análisis de la climatización del cuarto técnico de los variadores de frecuencia de la bomba del pozo FB-2 bis del Canal de Isabel II con el agua del propio pozo

En el presente proyecto se va a llevar a cabo un análisis de la climatización del cuarto técnico de un pozo, donde se encuentran los variadores de frecuencia de la bomba del mismo, del Canal de Isabel II con el agua del propio pozo en el contexto del aula-empresa de la asociación Madrid Subterra. El pozo elegido para este trabajo se denomina FB-2 bis y se encuentra en el Campo de Pozos de Fuencarral del Canal de Isabel II. Actualmente, la sala de máquinas del pozo cuenta con una instalación para climatizar el cuarto técnico formada por una bomba de calor de aire-aire situada en el falso techo de la habitación. Esta instalación se denomina a lo largo del proyecto instalación actual o existente. Durante el trabajo se va a estudiar una instalación alternativa, denominada a lo largo del proyecto instalación nueva, que va a utilizar el agua del propio pozo para llevar a cabo la climatización de la habitación. La instalación alternativa consiste en añadir al tubo de extracción del agua del pozo un intercambiador de calor tubular. Así se consigue aprovechar la temperatura constante del agua del pozo para refrigerar la sala de máquinas. Esta nueva instalación cuenta, además, con una bomba de calor agua-agua y dos fancoils de suelo. Para poder realizar este proyecto se dispone de los datos del caudal de agua que mueve la bomba, del nivel del agua en el pozo y del número de horas que funciona el pozo durante cada día estudiado, desde el año 2003 hasta la actualidad. Además, para llevar a cabo este proyecto se contaba con la memoria de un proyecto anterior realizado previamente por el Canal de Isabel II donde se aportaban los datos técnicos del intercambiador, bomba de agua-agua y los dos fancoils de suelo. En este trabajo se lleva a cabo un modelo térmico con el que se consigue describir el comportamiento de la temperatura de toda la instalación, así como de las potencias frigoríficas. Éstas serán válidas tanto para la instalación actual, como para la instalación alternativa, ya que el edificio es el mismo y se encuentra en la misma localización. Se realizan balances de energía de cada instalación y se obtiene el consumo de energía eléctrica de los dos establecimientos. Se realiza un estudio económico, comparando diferentes situaciones en las dos instalaciones descritas, la instalación actual y la nueva. Mediante este estudio se obtiene la rentabilidad económica de cada una de las instalaciones para diferentes escenarios. Gracias a esto, sabremos qué establecimiento de los dos posibles se debe instalar bajo ciertas condiciones. Los dos escenarios estudiados durante este trabajo son: - Primer escenario: la instalación nueva se añade al establecimiento actual. La instalación existente se encuentra totalmente amortizada y se tendrá en cuenta la inversión inicial en cuanto a maquinaria, legalización y mano de obra necesaria únicamente de la instalación nueva. - Segundo escenario: consiste en la construcción de la nueva instalación desde cero, sin estar amortizada ni construida la instalación existente. En este caso, la inversión inicial considerada será la diferencia entre la inversión de la instalación nueva y el coste inicial de la instalación actual. La diferencia principal de este escenario respecto al primero, será por tanto, una inversión inicial mucho menor. En ambos escenarios el consumo eléctrico depende de las horas de funcionamiento de las instalaciones en el año, del consumo eléctrico de cada instalación y del precio de la energía eléctrica. Tomaremos para este estudio un valor concreto del precio de la energía y más adelante se realizará un estudio de sensibilidad sobre esta variable ya que Canal de Isabel II tiene un contrato con precio de energía variable, cuya variación es diaria y es complicado realizar una estimación exacta. Además, en el proyecto se efectuará una comparación de los costes de ambas. Estos costes están compuestos por los costes de mantenimiento y los costes por el consumo de energía eléctrica de los dos establecimientos. El estudio económico realizado para los dos escenarios previamente expuestos se va llevar a cabo, en primer lugar, con los datos reales del funcionamiento del pozo. Según el número de horas anuales que el pozo se encuentra en operación en los últimos años (desde el 2003 hasta el 2022) se van a efectuar diferentes estudios económicos convencionales considerando distintos períodos de estudios (de 10 y 15 años) para los dos escenarios. Los años analizados de estos estudios económicos llevados a cabo serán: 2004-2014, 2011-2021 y 2003-2018. En segundo lugar, se realizarán varios análisis de sensibilidad: sobre las horas anuales de funcionamiento del pozo, sobre el precio de electricidad y se obtendrán las horas anuales necesarias que el pozo debe estar en operación para conseguir VAN nulo para distintos precios de electricidad. Cada análisis de sensibilidad se lleva a cabo en períodos de estudio de 10, 15 y 20 años, y para diferentes tasas de interés. En tercer lugar, se realiza un estudio económico alternativo donde se obtendrán las horas necesarias que el pozo debe estar en funcionamiento para recuperar la inversión inicial realizada, y a partir de las cuales se comenzarán a obtener beneficios. Estas horas serán las horas totales necesarias a lo largo de la vida del proyecto, sin tener en cuenta un período de estudio concreto del proyecto. Por último, se llevará a cabo un estudio de sostenibilidad donde se obtendrán las emisiones de CO2 por cada kWh. Para ello, se necesita un factor de emisión de CO2 (kg de CO2/kWh) que varía según la localización donde se realice el estudio. Se realiza una comparación del consumo entre las dos instalaciones y se incluye el valor porcentual de la disminución de las emisiones al elegir la instalación nueva.