Datos de bomba de calor aire-agua / ASHP

La bomba de calor aire-agua, también llamada bomba de calor de fuente de aire (ASHP), es un objeto compuesto por un depósito calentador de agua , una batería de expansión directa (DX) (sistema de compresión DX aire-agua que incluye batería de calentamiento de agua, batería de aire, compresor y bomba de agua) y un ventilador que hace circular aire por la batería del sistema DX. Estos objetos modelan conjuntamente un sistema que calienta agua utilizando aire de zona, exterior o una combinación como fuente principal de calor.

Nota: En la documentación se utilizan indistintamente «bomba de calor aire-agua», «bomba de calor de fuente de aire» y «ASHP».

Pueden modelarse diversas ubicaciones del depósito, fuentes de aire de entrada y ubicaciones del compresor de la batería DX.

Las bombas aire-agua pueden añadirse en 3 ubicaciones principales:

Lado de impulsión de un circuito de calefacción auxiliar.
Lado de impulsión de un circuito DHW.
Como objeto de zona dentro de una zona HVAC. En este caso, el aire de entrada procede de la zona donde se sitúa la ASHP.

La batería DX del calentador de agua con bomba de calor es la fuente principal; el calentador del depósito (elemento o quemador) puede aportar calor suplementario. El modelo supone que el ventilador y la bomba de agua funcionan por ciclos con el compresor.

Los componentes de la bomba aire-agua son:

La bomba de calor del calentador de agua es el objeto principal. Sus datos se describen abajo.
Calentador de agua - almacena el agua caliente generada por la batería de la bomba. Puede representar un depósito de inercia y ajustar su volumen .
Batería de bomba de calor aire-agua
Ventilador encendido/apagado

La plantilla HVAC ASHP utiliza una combinación más elaborada de ASHP y calefacción suplementaria. La ASHP aporta la calefacción principal y un circuito de agua caliente con caldera aporta mediante un intercambiador el calor adicional necesario para alcanzar la consigna global de impulsión.

Ejemplo de esquema HVAC que complementa la potencia ASHP con calor de un circuito de agua caliente - ASHP

General

Nombre

Introduzca un nombre único para la bomba de calor aire-agua.

Programación de disponibilidad

La programación define cuándo puede funcionar el compresor de la bomba de calor. Un valor 0 indica que está apagado; cualquier valor distinto de 0 indica que está disponible. Cuando el compresor está programado como apagado, el calentador del depósito funciona según su programación de temperatura de consigna y la potencia eléctrica auxiliar de la bomba de calor también está apagada.

Ajustes del compresor

Programación de temperatura de consigna del compresor

Esta programación define la temperatura de consigna o desactivación del compresor. Sus valores deben estar en grados Celsius. El compresor se apaga cuando el agua del depósito alcanza la consigna. Después la temperatura cae hasta estar por debajo de la consigna menos la diferencia de banda muerta definida abajo (temperatura de activación). Entonces el compresor se enciende y permanece activo hasta alcanzar la consigna.

Nota importante: La temperatura global de activación del compresor (valor deprogramación de temperatura de consigna del compresor menos la diferencia de temperatura de banda muerta de abajo) debe ser superior a programación de temperatura de consigna del calentador de agua (temperatura de desactivación) para que la bomba pueda calentar el depósito.

Diferencia de temperatura de banda muerta

Este campo numérico contiene la diferencia de temperatura de banda muerta (en °C o °F). La temperatura de activación del compresor es la temperatura de consigna del compresor definida arriba menos esta diferencia. El compresor se enciende cuando el agua del depósito cae por debajo de la temperatura de activación y permanece encendido hasta que supera la consigna de desactivación definida arriba. La diferencia debe ser superior a 0°C y menor o igual a 20°C.

En este modelo el sistema de compresión DX de la bomba es la fuente principal y el calentador del depósito aporta calor suplementario según sea necesario. Por tanto, la temperatura de activación del compresor (consigna menos banda muerta) suele ser mayor que la consigna del calentador del depósito. Cuando esta supera la temperatura de activación del compresor, este se desactiva y el calentador del depósito calienta el agua.

Temperatura mínima del aire de entrada para funcionamiento del compresor

Este campo contiene la temperatura mínima de bulbo seco del aire que entra en la batería de aire (evaporador) y el ventilador (en °C o °F), por debajo de la cual el compresor no funciona. Debe ser mayor o igual a -20°C.

Nota: El ajuste mínimo de temperatura mínima del aire de entrada para funcionamiento del compresor permitido en DesignBuilder es -20°C, pero al exportar para ejecutar fuera de DesignBuilder en EnergyPlus v8.6 el mínimo es -5°C. Si se necesita un valor inferior a -5°C, debe copiarse el archivo idd de la carpeta EnergyPlus de DesignBuilder a la carpeta EnergyPlus utilizada o editar manualmente el idd de EnergyPlus. En EnergyPlus v8.9 y posteriores se eliminó el límite mínimo.

Ubicación del compresor

Selecciona la ubicación del compresor y la temperatura del aire de esa ubicación que controla su calentador de cárter en la batería de bomba de calor aire-agua. Las opciones válidas son:

1-Programación, en cuyo caso debe definirse abajo una programación de temperatura ambiente del compresor.
2-Zona el calentador de cárter se controla según la temperatura del aire de la zona donde se sitúa la ASHP.
3-Exterior el calentador de cárter se controla según la temperatura del aire exterior.

La opción 2-Zona solo está disponible cuando la ASHP se coloca como objeto dentro de una zona HVAC.

Programación de temperatura ambiente del compresor

Esta programación está disponible cuando se selecciona 1-Programación como ubicación del compresor. Define la temperatura ambiente alrededor del compresor que controla su calentador de cárter.

Ajustes de caudal

Caudal de agua del condensador

Este campo contiene el caudal de agua del condensador de la bomba (en m3/s o gal/min). Es el caudal real que se simulará y puede diferir del caudal nominal de agua del condensador especificado para la batería DX de la bomba de calor. Este caudal de agua debe ser mayor que 0 o el campo debe calcularse automáticamente. Si se calcula automáticamente (field value = autocalculate), el caudal de agua del condensador se establece igual a la potencia nominal de calefacción de la batería DX de la bomba de calor multiplicada por 4.487E-8 m3/s/W. Cuando este caudal es distinto del Caudal nominal de agua del condensador especificado para la batería DX; también deben especificarse una curva de potencia de calefacción en función de la fracción de caudal de agua y una curva de COP de calefacción en función de la fracción de caudal de agua en el objeto DX asociado para tener en cuenta las diferencias de potencia y consumo a caudal distinto del nominal.

Caudal de aire del evaporador

Este campo contiene el caudal de aire a través de la batería de aire (evaporador) de la bomba (en m3/s o ft3/min). Es el caudal real simulado y puede diferir del caudal nominal de aire del evaporador especificado para la batería DX de la bomba de calor. Los valores deben ser mayores que 0 o el campo debe calcularse automáticamente. Si se calcula automáticamente (field value = autocalculate), el caudal de aire del evaporador se establece igual a la potencia nominal de calefacción de la batería DX de la bomba de calor multiplicada por 5.035E-5 m3/s/W. Cuando este caudal es distinto del Caudal nominal de aire del evaporador especificado para la batería DX; también deben especificarse una curva de potencia de calefacción en función de la fracción de caudal de aire y una curva de COP de calefacción en función de la fracción de caudal de aire en el objeto DX asociado para tener en cuenta las diferencias de potencia y consumo a caudal de agua distinto del nominal.

Ajustes de aire de entrada

Configuración del aire de entrada

Seleccione la configuración del recorrido del aire por la batería (evaporador) y el ventilador de la bomba. Las opciones válidas son:

1-Programación, en cuyo caso se definen abajo las programaciones de temperatura y humedad del aire de entrada.
2-Solo aire de zona, solo disponible cuando la ASHP se coloca como unidad de zona. El aire entrante procede de la zona donde se sitúa.
3-Solo aire exterior.
4-Aire de zona y exterior, solo disponible cuando la ASHP se coloca como unidad de zona. El aire entrante procede de esa zona y se mezcla con aire exterior según la programación del mezclador de aire de entrada siguiente.

Programación de temperatura del aire de entrada

Seleccione la programación que define la temperatura de bulbo seco del aire que entra en el evaporador y ventilador. Los valores deben estar en grados Celsius. Solo se necesita cuando la configuración del aire de entrada definida arriba se especifica como 1-Programación.

Programación de humedad del aire de entrada

Seleccione la programación que define la humedad del aire que entra en el evaporador y ventilador. Los valores deben introducirse como fracción de humedad relativa entre 0 y 1 (p. ej., 0.5 significa 50%RH). Solo se necesita cuando la configuración del aire de entrada definida arriba se especifica como 1-Programación.

Programación del mezclador de aire de entrada

Si la configuración del aire de entrada se especifica como 4-Aire de zona y exterior , debe seleccionarse la programación del mezclador que determina si la bomba toma aire de la zona, del exterior o de ambos. Un valor 0 indica aire de zona; 1 indica aire exterior; valores entre 0 y 1 indican una mezcla proporcional. La programación del mezclador de aire de entrada controla conjuntamente los nodos de mezcla de entrada y división de salida para evitar que la bomba presurice o despresurice la zona. Por ejemplo, con 0.4 el aire entrante contiene 40% exterior y 60% de zona; el divisor devuelve 60% del aire saliente de la ASHP a la zona y expulsa 40% al exterior.

Ajustes del ventilador

Ubicación del ventilador

Esta selección define la ubicación del ventilador en el calentador con bomba de calor. Las opciones válidas son:

1-Impulsión (ventilador aguas arriba de la batería de aire) y
2-Aspiración (ventilador aguas abajo de la batería de aire).

Ajustes de cargas auxiliares

Carga eléctrica auxiliar durante el ciclo

Este campo contiene la potencia eléctrica auxiliar durante el ciclo (en W), consumida por controles u otros dispositivos asociados al calentador con bomba de calor siempre que funciona el compresor. Se supone que no contribuye a calentar el agua. Sin embargo, afecta al balance térmico del aire de zona si el calentador envía parte o todo su aire de salida a una zona (es decir, el campo configuración del aire de entrada se especifica como 2-Solo aire de zonao 4-Aire de zona y exterior) y el campo ubicación del rechazo de calor auxiliar se especifica como 1-Zona. El valor mínimo es 0.0 y el predeterminado también es 0.0.

Carga eléctrica auxiliar fuera de ciclo

Este campo contiene la potencia eléctrica auxiliar fuera de ciclo (en W), consumida por controles u otros dispositivos asociados al compresor cuando el calentador está disponible pero el compresor no funciona. Se supone que no contribuye a calentar el agua. Sin embargo, afecta al balance térmico del aire de zona si el calentador envía parte o todo su aire de salida a una zona (es decir, el campo configuración del aire de entrada se especifica como 2-Solo aire de zonao 4-Aire de zona y exterior) y el campo ubicación del rechazo de calor auxiliar se especifica como 1-Zona. El valor mínimo es 0.0 y el predeterminado también es 0.0.

Ubicación del rechazo de calor auxiliar

Seleccione dónde se rechaza el calor auxiliar durante y fuera del ciclo:

1-Zona el calor auxiliar de ambos periodos se rechaza a la zona. Solo está disponible para ASHP utilizadas como equipo de zona; el calor se rechaza a la zona que contiene la ASHP.
2-Exterior el calor auxiliar se rechaza al exterior y no afecta al balance térmico del aire de zona.