Bombas de calor de agua comerciales y

Bombas de calor de agua
comerciales y residenciales
Aplicaciones de calderas/torres
y geotérmicas
SOLUCIÓN 1
BOMBAS DE CALOR DE AGUA
Los sistemas de bombas de calor con circuito de agua
combinan bombas de calor de agua en un circuito de
tuberías común con un supresor térmico y una caldera,
que se utilizan para mantener la temperatura del agua en
circulación en un rango controlado, normalmente entre
15 °C y 35 °C. Los supresores térmicos más comunes son
las torres de refrigeración abiertas con intercambiadores
térmicos de aislamiento, refrigeradores por evaporación de
circuito cerrado o enfriadores en seco. Las calderas suelen
ser de gas, aceite o eléctricas.
La bomba de calor de cada zona utiliza el circuito de
agua para proporcionar calefacción o refrigeración en
cualquier momento, de forma instantánea o extendida, con
independencia del modo de funcionamiento de las demás
bombas de calor. Y todo ello sin que resulte necesario
duplicar los sistemas de distribución de calor y frío, la
descarga doble inherente en los modos de recalentamiento
y el funcionamiento simultáneo de la fuente de refrigeración
y la caldera, a diferencia de la mayoría de sistemas HVAC
(calefacción, ventilación y aire acondicionado) con las
mismas capacidades.
El funcionamiento de los sistemas de bombas de calor con
circuito de agua también es muy eficaz en condiciones de
carga parcial como, por ejemplo, un espacio reducido del
edificio que permanece ocupado durante horas. Se utilizan
solamente las bombas de calor de la zona necesaria,
a diferencia de los sistemas que deben mantener en
funcionamiento una central de grandes dimensiones a una
capacidad ineficaz mínima para proporcionar una pequeña
proporción de la carga.
Un edificio típico tiene un perímetro con una exposición
exterior que está directamente afectada por las variables
condiciones atmosféricas externas y un núcleo sin exposición
exterior que prácticamente no está afectado por las
condiciones atmosféricas. Con el propósito de comprender
las ventajas de la compartición energética de un sistema de
bomba de calor de agua, se debe analizar la interacción
de las cargas en el núcleo y en las zonas perimetrales para
los períodos ocupados (ganancias internas) y para los
períodos no ocupados (retroceso/ajuste de la temperatura
y ganancias internas mínimas o nulas) a lo largo de todo el
año. Por ejemplo, a continuación se ilustran los principales
modos de funcionamiento relativos al consumo energético de
un edificio de oficinas en un clima templado.
OCUPACIÓN EN VERANO
Todas las zonas precisan refrigeración y suprimen el calor
en el circuito de agua. El supresor térmico mantiene la
temperatura máxima en el circuito de agua de acuerdo
con un punto de referencia predeterminado (reajuste fijo o
exterior). La caldera está apagada.
CALENTAMIENTO EN INVIERNO
Durante la recuperación del retroceso nocturno, la mayoría
de zonas precisarán calefacción y, en consecuencia,
extraerán calor del circuito de agua. La caldera mantiene la
temperatura mínima en el circuito de agua de acuerdo con
un punto de referencia predeterminado. El supresor térmico
está apagado. El período de calentamiento suele ser de una
hora o menos al día.
OCUPACIÓN EN INVIERNO
La mayoría de zonas centrales precisarán refrigeración
debido a las ganancias internas de calor explicadas
anteriormente. La mayoría de zonas perimetrales precisarán
calefacción. Teniendo en cuenta que el calor se suprime y se
extrae simultáneamente del circuito de agua, tanto la caldera
como el supresor térmico permanecen apagados gran parte
del tiempo. La compartición inherente de energía en el
circuito de agua minimiza el funcionamiento de la caldera y
del supresor térmico y proporciona el rendimiento superior
del sistema.
SOLUCIÓN 1: EJEMPLO
EJEMPLO DE FUENTE DE AGUA
El edificio de la derecha es una empresa ficticia de fundición
de estatuas de bronce ubicada en la llanura central de los
Estados Unidos que sirve de ejemplo para comprender las
distintas aplicaciones posibles de las bombas de calor de
agua. La primera planta comprende la planta de producción
y las oficinas. La segunda planta del edificio se reserva
para su uso futuro. La torre de refrigeración y la caldera
funcionan según sea necesario para mantener la temperatura
media del circuito entre 15 y 35 °C. Las bombas de calor
de agua pueden funcionar con eficacia tanto en el modo de
calefacción como de refrigeración bajo estas condiciones.
Eso permite tener un control individual y especializado
de la zona para una comodidad superior y la capacidad
de conmutar los modos de funcionamiento según las
necesidades.
La combinación de unidades en el modo de calefacción
y de unidades en el modo de refrigeración crea una
temperatura constante en el circuito de agua. En el
modo de compensación, no se precisa la inyección ni
la supresión térmica a través de la caldera o la torre de
refrigeración. El calor simplemente se transfiere de una
zona a la otra.
CLIMA CÁLIDO (DEMANDA DE REFRIGERACIÓN ELEVADA)
TCH120
TCH120
TCH024
Sala de conferencias
TCH024
Oficina
TCH048
Servicios
Cubículos
TCH048
TCH024
Sala de
descanso
Cubículos
Sala de
informática
Sala de máquinas
TCH024
TCH048
Planta de producción
Torre de
refrigeración
Caldera
TL V168
TCH012
Oficina
TCH012
TCH012
Oficina
Oficina
TCH012
Oficina
TCH012
Oficina
TCH012
Oficina
Recepción
CLIMA FRÍO (DEMANDA DE CALEFACCIÓN ELEVADA)
TCH120
TCH120
TCH024
Sala de conferencias
TCH024
Oficina
TCH048
Servicios
Cubículos
TCH048
TCH024
Sala de
descanso
Cubículos
Sala de
informática
Sala de máquinas
TCH024
TCH048
Planta de producción
TL V168
TCH012
Oficina
Recepción
TCH012
Oficina
TCH012
Oficina
TCH012
Oficina
TCH012
Oficina
TCH012
Oficina
Torre de
refrigeración
Caldera
SOLUCIÓN 2
SISTEMAS GEOTÉRMICOS
Estos sistemas de bombas de calor “sin caldera/sin torre”
utilizan las propiedades térmicas naturales de la Tierra
para disipar o capturar el calor para el circuito de agua.
Las bombas de calor geotérmicas funcionan exactamente
del mismo modo que las unidades de bomba de calor de
agua. No obstante, ahorran unos costes energéticos y un
espacio considerables debido a que no precisan caldera
ni torre de refrigeración. El sistema del circuito de agua se
encuentra bajo tierra y las unidades, dentro del edificio. En
consecuencia, el sistema geotérmico respetuoso con el medio
ambiente preserva el diseño natural arquitectónico de los
edificios.
INSTALACIONES EN LAGOS
Las instalaciones en lagos utilizan conjuntos “ajustados”
de tuberías para instalaciones geotérmicas colocadas en
la parte inferior de un puente, un lago u otras masas de
agua. Las instalaciones en lagos son sistemas de instalación
extraordinariamente rentables y, por lo tanto, constituyen una
alternativa sencilla si la opción está disponible.
SISTEMAS FREÁTICOS
Más conocidos como “instalaciones abiertas”, los sistemas
freáticos bombean agua de una masa de agua o un pozo
de agua cercano y, a continuación, se descarga en otra
masa de agua o pozo. Los sistemas freáticos suelen utilizar
un intercambiador de calor de placa situado en el interior
del edificio para mantener la instalación de agua del edificio
separada del agua freática. De ese modo se evita que
la contaminación afecte el rendimiento de la unidad y se
aumenta la vida útil del sistema. Los sistemas freáticos suelen
ser los más eficaces porque el agua freática tiene la misma
temperatura durante todo el año.
INSTALACIONES GEOTÉRMICAS DE
TIERRA
Las instalaciones geotérmicas de tierra están disponibles en
distintas configuraciones en función del espacio disponible
y las propiedades del subsuelo. Es probable que alguna
vez se haya detenido o haya pasado por un campo de
instalaciones geotérmicas. Esas instalaciones se pueden
situar bajo aparcamientos o zonas verdes, entre otras
ubicaciones. Todas las instalaciones de tierra utilizan tubos
de polietileno de alta densidad para la circulación de agua
o mezcla anticongelante. Los montajes de todas las uniones
y conexiones están fundidos térmicamente para evitar que
se produzcan fugas y la mayoría de tuberías tienen una
garantía mínima de 25 años.
INSTALACIONES VERTICALES
Las instalaciones verticales utilizan perforaciones con una
profundidad media de 76 metros. Tras introducir los tubos de
la instalación en la perforación, se enlecha con una mezcla
de bentonita para garantizar una conductividad térmica
superior. En espacios reducidos, las instalaciones verticales
son la clase de instalación geotérmica más común.
INSTALACIONES HORIZONTALES
Las instalaciones horizontales utilizan fosos excavados a una
profundidad media de entre 1,5 y 2 meteros. Por ser una de
las instalaciones más rentables, las instalaciones horizontales
se suelen encontrar en espacios abiertos, parques o bajo
aparcamientos.
SOLUCIÓN 2: EJEMPLO
UN EJEMPLO GEOTÉRMICO
En el caso de utilizar el mismo modelo de
construcción, la torre de refrigeración y la caldera se
sustituyen por un espacio de instalaciones geotérmicas
verticales. Idéntica en el funcionamiento general de
las zonas, la construcción se beneficia de la reducción
general de equipos y de costes de explotación.
Asimismo, se mejora la estética constructiva gracias a
la eliminación de equipos externos y se gana espacio
adicional como consecuencia de la eliminación de la
caldera y del equipo auxiliar.
CLIMA CÁLIDO (DEMANDA DE REFRIGERACIÓN ELEVADA)
TCH120
TCH120
TCH024
Sala de conferencias
TCH024
Oficina
TCH048
Servicios
Cubículos
TCH048
TCH024
Sala de
descanso
Cubículos
Sala de
informática
TCH048
Planta de producción
Almacenamiento
TCH024
TL V168
TCH012
Oficina
TCH012
Oficina
TCH012
Oficina
TCH012
Oficina
TCH012
Oficina
TCH012
Oficina
Recepción
La aplicación geotérmica permite eliminar la torre
de refrigeración y la caldera y, en consecuencia, se
dispone de más espacio para el uso de otros equipos.
Se precisa solo un espacio reducido para el equipo de
circulación de la instalación.
UNIDADES DE PAQUETES
UNIDADES DE GRANDES DIMENSIONES
SERIE TRANQUILITY 20
(TS)
SERIE TRANQUILITY LARGE
VERTICAL (TLV)
• Modelos 006 a 070
• Refrigerante EarthPure® [HFC-410A] para evitar la reducción de la capa
de ozono
• Excede el rendimiento de ASHRAE 90.1
• Construcción de acero galvanizado con diseño atractivo con pintura
epoxi pulverizada negro mate y toques plateados
• Bandeja de drenaje de acero inoxidable
• Láminas de aislamiento fijadas en la sección de manipulación de aire
• Montaje de compresor con aislamiento doble para un funcionamiento
silencioso
• Divisor aislado y compresor/compartimentos de manipulación de aire
separados
• Compresores de desplazamiento Copeland (rotativos para los modelos
006 a 012)
• Dispositivo de medición TXV
• Capacidad de rango ampliado (-6,7 a 48,9 °C)
• Controles de microprocesador estándar (controles opcionales DXM o DDC)
• Opciones de compatibilidad con LonWorks, BACnet, Modbus y
Johnson N2 para controles DDC
• Soportes de suspensión con montaje de fábrica para unidades horizontales
• Montaje seguro de conexiones de agua de lavado por aspersión en la
esquina (no se precisa tuerca de soporte)
• Sistema de control del rendimiento Unit Performance Sentinel
• Conformidad con ocho normas de seguridad
• Amplia variedad de opciones incluida la desconexión de servicio
instalada de fábrica
• Potencias verticales 084 (24,6 kW) a
300 (87,9 kW)
• La configuración de la unidad se puede
realizar o modificar a retorno izquierdo o
derecho y a descarga de aire superior, frontal o posterior.
• La modificación in situ utiliza todas las piezas existentes
incluidos los paneles y las correas
• La caja eléctrica se puede modificar in situ a la parte frontal o
posterior de la unidad
• La energía eléctrica se puede suministrar desde la parte frontal
o lateral de la unidad
• El agua y el drenaje se pueden conectar a ambos laterales
• Circuitos dobles de refrigeración (TL168, 192, 240, 300)
• Excede el rendimiento de ASHRAE 90.1
• Dispositivo de medición TXV
• Capacidad de rango ampliado (-6,7 a 48,9 °C)
• Controles de microprocesador estándar (controles opcionales
DXM o DDC)
• Opciones de compatibilidad con LonWorks, BACnet, Modbus y
Johnson N2 para controles DDC
• Sistema de control del rendimiento
Unit Performance Sentinel
SERIE TRANQUILITY 16
COMPACT (TC)
• Modelos 072 (21,1 kW) a 120 (35,2 kW)
• La configuración de la unidad se puede realizar o modificar
a retorno izquierdo o derecho y a descarga de aire superior,
frontal o posterior. La modificación in situ utiliza todas las piezas
existentes incluidos los paneles y las correas
• La caja eléctrica se encuentra en el lateral derecho y se puede
modificar in situ a la izquierda de la unidad
• La energía eléctrica se puede suministrar desde la parte frontal o
lateral de la unidad
• El agua se puede conectar a ambos laterales
• Compresores de desplazamiento Copeland
• Circuitos dobles de refrigeración (todos los modelos)
• Excede el rendimiento de ASHRAE 90.1
• Construcción de acero galvanizado con atractivo panel de acceso
frontal con pintura epoxi pulverizada negro mate
• Divisor aislado y compresor/compartimentos de manipulación de
aire separados
• Dispositivo de medición TXV
• Capacidad de rango ampliado (-6,7 a 48,9 °C)
• Modelos 006 (1,8 kW) a 060 (17,6 kW))
• Refrigerante EarthPure® [HFC-410A]
• Construcción de acero galvanizado con atractivo panel de acceso
frontal con pintura epoxi pulverizada negro mate
• Bandeja de drenaje de acero galvanizado con pintura epoxi pulverizada
• Aislamiento de fibra de cristal con absorción acústica
• Montaje de compresor con aislamiento doble para un funcionamiento
silencioso
• Divisor aislado y compresor/compartimentos de manipulación de aire
separados
• Compresores de desplazamiento (rotativos para potencia 018 e inferior)
• Dispositivo de medición TXV
• Controles de microprocesador estándar (controles opcionales DXM o DDC)
• Opciones de compatibilidad con LonWorks, BACnet, Modbus y
Johnson N2 para controles DDC
• Soportes de suspensión con montaje de fábrica para unidades horizontales
• Motor del ventilador PSC de tres velocidades
• Sistema de control del rendimiento Unit Performance Sentinel
• Conformidad con ocho normas de seguridad
• Capacidad de rango ampliado (-6,7 a 48,9 °C)
SERIE TRANQUILITY LARGE
HORIZONTAL (TCH)
UNIDAD DE PANEL DE CONTROL
•
•
•
•
•
•
Reajuste remoto en el termostato
•
Condensación por encima de la protección de caudal
•
•
•
•
•
•
Compresores de desplazamiento
Soportes de suspensión de fábrica
(unidades horizontales)
•
•
1
•
•
•
•
•
•
1
•
•
•
Regulación automática del caudal
•
Válvula de control de dos vías
•
Configuración de DownFlow
•
Espira de desobrecalentador
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Controlador DDC
Controlador Deluxe DXM
Espira de aire revestida
Opciones de fábrica
•
•
Funcionamiento de rango ampliado (-6,7 a 48,9 °C)
•
Ventilador estático
Paquete UltraQuiet
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Espira de cuproníquel
Características estándar
•
•
•
3 paneles de acceso
•
•
Descarga modificable in situ (unidades horizontales)
•
•
TXV
Aislamiento doble al nivel del compresor
•
•
•
•
•
•
•
•
Espira de cobre
•
Controles de microprocesador CXM
•
1. Compresor rotativo o de desplazamiento con un rendimiento elevado en
función del modelo.
2. Solo dimensiones 060.
Tranquility High Temp (THW)
Tranquility Modular (TMW)
Serie agua-agua
•
Controles de microprocesador CXM
•
Espira de cobre
•
TXV
•
•
Aislamiento doble al nivel del compresor Grommet
•
•
3 paneles de acceso
•
Funcionamiento de rango ampliado (-5 a 45 °C)
•
Compresores de desplazamiento
•
Espira de cuproníquel
•
•
•
•
•
•
•
•
Controlador DDC
•
Controlador Deluxe DXM
•
Modo dedicado DHW
Opciones de fábrica
•
Paquete UltraQuiet
Espira de desobrecalentador
Características estándar
•
Refrigerante EarthPure® (HFC-410A)
•
• Modelos 036 (10,5 kW) a
340 (100 kW)
• Compresores de desplazamiento Copeland
• Circuitos dobles de refrigeración independientes (120 y 340)
• El acceso de servicio por un único lateral (frontal de la unidad) permite
instalar varias unidades correlativas para instalaciones de gran capacidad
• Conexiones de agua escalonadas en la parte superior para facilitar el
uso de múltiples unidades colectoras (170 y 340)
• Construcción de acero galvanizado de gran espesor con paneles de
acceso frontal de acero inoxidable y con pintura de poliéster pulverizado
• Compartimento del compresor aislado
• Capacidad de rango ampliado (-5 a 45 °C)
• Opciones de compatibilidad con controles de microprocesador estándar
LonWorks, BACnet, Modbus y Johnson N2 para controles DDC
• Luces de “funcionamiento” y “fallo” del compresor en la parte frontal
del armario (170 y 340)
• Conformidad con siete normas de seguridad
• Las opciones incluyen el paquete de atenuación acústica UltraQuiet y
los intercambiadores de calor de cuproníquel
Refrigerante EarthPure® (HFC-410A)
•
SERIE TRANQUILITY MODULAR
AR
WATER-TO-WATER (TMW)
Series de paquetes y
de panel de control
•
• Modelos 8kW, 10kW y 12kW
• Compresor de desplazamiento de temperatura alta, hasta una
temperatura de agua saliente de 63 °C
• Rendimiento ultraelevado (4.2 COP en condiciones de instalación a
tierra; hasta 5.5 COP en condiciones de agua freática)
• Controlador programable integrado con reajuste de temperatura
exterior y cierre de clima cálido
• Interfaz digital de usuario de grandes dimensiones y con iluminación
posterior
• Intercambiador robusto de calor “fuente” coaxial (de doble tubo)
(cobre o cuproníquel)
• Intercambiador de calor de “carga” de acero inoxidable con placa
cobresoldada para aproximación térmica
• Construcción de acero galvanizado con puerta articulada de acero
inoxidable con acceso frontal y con pintura pulverizada
• Puerta articulada con acceso frontal y 3 paneles extraíbles para
facilitar la instalación y el servicio
• Montajes de pared de FPT de 1” con fijación al armario
(no se precisa tuerca de soporte)
• Dispositivo de medición TXV
• Regleta del terminal de bajo voltaje con 12 conexiones para facilitar
la instalación
• Controles de desconexión y marca CE
• Amplia variedad de opciones que incluyen el modo dedicado a la
generación de agua caliente sanitaria así como la carga interna y las
bombas de fuente con depósitos de expansión instaladas de fábrica
Tranquility 20 (TS)
Tranquility 16 Compact (TC)
Tranquility Large Vertical (TLV)
•
•
SERIE TRANQUILITY HIGH TEMPERATURE
WATER-TO-WATER (THW)
•
•
UNIDADES AGUA-AGUA
Tranquility Large Horizontal (TC)
• Modelos 09 (2,6 kW) a 18 (5,3 kW)
• Refrigerante EarthPure® [HFC-410A] para evitar la reducción de la
capa de ozono
• Compresores rotativos con un rendimiento superior
• Diseño de bastidor/armario de dos piezas
• Armario de acero galvanizado con capa pulverizada Polar Ice
duradera y acabado negro mate en la subbase
• Rejilla de salida de aire con barra rígida de aluminio/parte superior
con inclinación Retorno frontal o inferior
• Capacidad de rango ampliado (-6,7 a 48,9 °C)
• Controles automáticos digitales avanzados o de conmutación
manual de montaje en la unidad con visualización de temperatura
(°C o °F) o indicación de error
• Controles de montaje remoto
• Controles de microprocesador estándar (controles opcionales DXM
o DDC)
• Opciones de compatibilidad con LonWorks, BACnet, Modbus y
Johnson N2 para controles DDC
• Conjunto de tuberías derecho e izquierdo
• Sistema de control del rendimiento Unit Performance Sentinel™
• Conformidad con ocho normas de seguridad
• Amplia variedad de opciones incluida la espira de aire revestida
Tranquility Console (TRC)
SERIE TRANQUILITY CONSOLE
(TRC)
COMPARACIÓN DE CARACTERÍSTICAS:
Instalaciones de fabricación de ClimateMaster en Oklahoma City, Oklahoma, EE.UU.
7300 S.W. 44th Street
Oklahoma City, OK 73179 EE.UU.
Tel.: +1-405-745-6000
Fax: +1-405-745-6058
climatemaster.com
ISO 9001:2000
Certified
Quality: First & Always
ClimateMaster trabaja permanentemente para mejorar sus productos. Por eso, es posible que en el momento de realizar el pedido el diseño y
las especificaciones de cada producto varíen sin previa notificación y no se describan en el presente documento. Póngase en contacto con el
Departamento de Atención al Cliente de ClimateMaster al +1-405-745-6000 si desea obtener información sobre el diseño y las especificaciones
actuales. Las declaraciones y otra información incluida en el presente documento no constituyen garantías ni las bases de ningún acuerdo entre
las partes, sino que simplemente deben considerarse la opinión o la recomendación de ClimateMaster de sus productos.
EP021
© ClimateMaster, Inc. 2010
Rev.: 21 de Febrero de 2012