Diseño de sistemas combinados 100% bomba de calor

Unai Felipe y Cristina Olivares, ingenieros Dpto. Applied en Daikin | NOVIEMBRE 2022
Instalaciones Climatización Sostenibilidad Diseño de sistemas combinados 100% bomba de calor

Hoy en día estamos viviendo una situación de cambios constantes de normativa y reglamentación que nos obliga a adaptar el diseño de nuestras instalaciones constantemente. Es primordial anticiparse a estos cambios y hacer un diseño de las instalaciones pensando en el futuro.

La Unión Europea, con el objetivo marcado de reducir un 90% las emisiones de GEI en 2050, está regulando e introduciendo nuevas normativas, protocolos y rutas de actuación como base para todos los países.

La mayor parte de energía consumida por los edificios se utiliza para producir calefacción, refrigeración y agua caliente sanitaria (ACS). De hecho, estos edificios son responsables del 40% de las emisiones totales de CO2 debido a que las fuentes energéticas de la mayor parte de los edificios existentes son fuentes fósiles, como el gas y el carbón. Se prevé que la electrificación de los usos energéticos finales se duplicará en el periodo de 2020-2050. Por ello, tanto el Plan Europeo como el PNIEC pretenden incrementar la generación eléctrica a través de las energías renovables, por lo que se dejaran de utilizar fuentes fósiles y serán las bombas de calor las que sustituyan progresivamente a las calderas de gas.

Desde Daikin, ofrecemos un firme compromiso de aumentar la eficiencia y las prestaciones de nuestros equipos para que el uso de la bomba de calor sea posible como energía renovable, en forma de aerotermia o geotermia. Además de una constante investigación sobre el uso de refrigerantes con un bajo PCA, una correcta gestión de residuos (economía 360), sistemas de monitorización y control para hacer un uso óptimo de la energía y un buen servicio técnico para dar el mejor mantenimiento para las unidades mantengan la eficiencia y prestaciones óptimas a lo largo del tiempo.

Daikin cuenta con una amplia gama de bombas de calor de condensación por aire (EWYT-CZ y EWYT-B) con refrigerante R-32 que son capaces de producir agua caliente hasta los 60°C. Estas unidades cubren perfectamente las demandas de calefacción en cualquier sistema de nueva construcción.   

   

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¿Y para el ACS? Las unidades bombas de calor de condensación por agua son la solución para la producción de ACS. Con estos equipos y su combinación con las unidades de condensación por aire, conseguimos una solución total para cubrir todas las necesidades de climatización y producción de ACS de los edificios.

Dentro del porfolio de Daikin, cabe destacar las unidades de condensación por agua EWWH-J/VZ con refrigerante R-1234ze, las cuales cuentan con unos amplios límites de funcionamiento, llegando a producir agua caliente hasta los 75°C.

 

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La combinación de estas unidades nos permite dar una solución global. A continuación, se detallan dos posibles sistemas para dar solución a necesidades que puedan surgir en las instalaciones.

 

1. Sistemas a 4 tubos: En instalaciones en las que se requieren producciones de calefacción, refrigeración y producción de ACS simultánea, se proponen sistemas 100% bomba de calor con capacidad de dar servicios simultáneos.

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  1. ¿Cómo funcionará este sistema cuando exista demanda de frío, demanda de calor y producción de ACS?

    Siempre que exista demanda de frío, el sistema tiene la capacidad de recuperar energía durante la producción de ACS. Por lo tanto, la unidad agua/agua se conectará al colector de frío de manera que parte del agua procedente del retorno de la instalación irá a su evaporador. El agua de salida del evaporador se mezclará en el colector con el resto del agua de retorno de la instalación, reduciendo la temperatura del agua. De esta forma, la/s unidad/es de condensación por aire funcionando en modo frío verán reducida su carga de trabajo.

    De igual forma, si sólo existe Demanda de frío + Producción de ACS, este será el modo de funcionamiento adecuado.

    En caso de muy poca demanda de frío, la temperatura de impulsión de agua fría a la instalación puede descender sin control hasta valores muy bajos. Se debería cambiar al modo de funcionamiento “Demanda de calor + Producción de ACS” si la temperatura en la impulsión del colector de frío desciende por debajo del punto de consigna (7ºC).

 

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  1. ¿Y si únicamente tenemos demanda de calor y producción de ACS?

    En el caso de solo existir demanda de calor, o bien la demanda de frío es excesivamente baja para la producción simultanea de ACS, la unidad agua/agua deberá conectarse al colector de calor.

    La carga adicional de calor que aporta la unidad agua/agua produciendo ACS será cubierta por las unidades de condensación por aire EWYT-B. En este caso, actuará la válvula de 3 vías recirculando parte del agua procedente de la salida del evaporador de la unidad agua/agua y poder mantener la temperatura de entrada al mismo dentro de los límites operativos (>25ºC).

 

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  1. Por último, ¿qué pasa si el sistema sólo requiere producción de ACS?

    En caso de existir ausencia de demanda de frío y calor, las unidades de condensación por aire funcionarán en modo calor para poder calentar el agua procedente del evaporador de la unidad agua/agua (mismo esquema que el caso anterior).

    Como medida de ahorro adicional, las unidades EWYT-B pueden cambiar su consigna de producción de agua durante este periodo hasta los 25ºC, ya que no existe demanda de calefacción en la instalación. De esta forma, el rendimiento de la unidad será sustancialmente superior. En el caso de que esta circunstancia se produzca con una temperatura ambiente exterior relativamente alta (por encima de los 20ºC) será necesario incluir el opcional OP-205 para poder rebajar la consigna.

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