Batería de bomba de calor aire-agua

La «batería» de bomba aire-agua modela un sistema de compresión DX aire-agua (batería de agua, batería de aire, compresor y bomba) para determinar su rendimiento en ambos lados. Se utiliza dentro del objeto compuesto de EnergyPlus bomba de calor aire-agua que también incluye un depósito calentador de agua y un ventilador que hace circular aire por la batería del sistema DX. Juntos modelan un sistema que calienta agua con aire de zona, exterior o una combinación como fuente principal.

Esta batería DX calcula las potencias sensible y latente de refrigeración del lado de aire en cada paso de simulación y la diferencia de temperatura del lado de agua del condensador para un caudal dado. El modelo realiza estas funciones principales:

Calcula el consumo eléctrico del compresor DX y la bomba de agua.
Calcula el calor entregado al depósito de agua.
Calcula el consumo eléctrico del calentador de cárter del compresor.
Calcula el rendimiento del lado de aire de la batería DX.

Los campos de entrada se describen detalladamente a continuación.

General

Nombre

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

Potencia nominal de calefacción

Este campo define la potencia de calefacción de la batería DX (en W o Btu/h) a las temperaturas nominales de entrada del aire del evaporador y del agua del condensador y los caudales nominales especificados abajo. Debe ser mayor que 0. Representa la potencia de calentamiento de agua y puede incluir o no el calor de la bomba del condensador (véase el campo Calor de la bomba del condensador incluido en potencia de calefacción y COP nominales abajo).

COP nominal

Este campo numérico define el coeficiente de rendimiento de calentamiento de agua de la batería DX (COP=capacidad de calentamiento de agua dividida entre potencia eléctrica suministrada) en condiciones nominales (temperaturas de entrada y caudales nominales especificados más abajo). Este dato determina tanto el consumo eléctrico de la batería DX de la bomba de calor como la refrigeración total del aire proporcionada por el evaporador. El COP nominal incluye la potencia del compresor y puede incluir o no la potencia de la bomba del condensador o del ventilador del evaporador (véase el campo Potencia del ventilador del evaporador incluida en el COP nominal y el campo Potencia de la bomba del condensador incluida en el COP nominal). Los valores deben ser mayores que 0.

Relación nominal de calor sensible

Este campo numérico define la relación de calor sensible del lado del aire (SHR=capacidad de refrigeración sensible dividida entre capacidad de refrigeración total) de la batería DX en condiciones nominales (temperaturas de entrada y caudales nominales especificados más abajo). Este valor no debe incluir el efecto del calor del ventilador del evaporador. Los valores deben ser mayores o iguales que 0.5 y menores o iguales que 1.0. El valor predeterminado es 0.85.

Ajustes del evaporador

Temperatura nominal de bulbo seco del aire de entrada al evaporador

Este campo define la temperatura de bulbo seco del aire de entrada al evaporador (en °C o °F) correspondiente al rendimiento nominal de la batería (potencia, COP y SHR). Debe ser mayor que 5°C. El valor predeterminado es 19.7°C.

Temperatura nominal de bulbo húmedo del aire de entrada al evaporador

Este campo define la temperatura de bulbo húmedo del aire de entrada al evaporador (en °C o °F) correspondiente al rendimiento nominal de la batería (potencia, COP y SHR). Debe ser mayor que 5°C. El valor predeterminado es 13.5°C.

Caudal nominal de aire del evaporador

Este campo numérico define el caudal volumétrico de aire del evaporador (m3/s o ft3/min) en condiciones nominales. Los valores deben ser mayores que 0. Si el campo se calcula automáticamente (value = autocalculate), el valor predeterminado es 5.035E-5 m3/s/W (31.25 cfm/MBH) multiplicado por la potencia nominal de calefacción especificada arriba. Al calcular automáticamente el caudal volumétrico nominal de aire del evaporador no se utilizan los datos de dimensionamiento de zona.

Potencia del ventilador del evaporador incluida en el COP nominal

Este campo indica si la potencia del ventilador del evaporador está incluida en el COP nominal anterior. Afecta al cálculo de potencia eléctrica del compresor y refrigeración total del evaporador en cada paso. Si se selecciona, la potencia del ventilador se resta de la potencia eléctrica total de calefacción al calcular la refrigeración total; si no, se supone excluida. Véase la sección Engineering Reference de Coil:WaterHeating:AirToWaterHeatPump.

Ajustes del condensador

Temperatura nominal del agua de entrada al condensador

Este campo define la temperatura del agua de entrada al condensador (en °C o °F) correspondiente al rendimiento nominal de la batería (potencia, COP y SHR). Debe ser mayor que 25°C. El valor predeterminado es 57.5°C.

Caudal nominal de agua del condensador

Este campo numérico define el caudal volumétrico de agua del condensador (en m3/s o gal/min) en condiciones nominales. Los valores deben ser mayores que 0. Si el campo se deja vacío o se calcula automáticamente (value = autocalculate), el valor predeterminado es 4.487E-8 m3/s/W (0.208 gpm/MBH) multiplicado por la potencia nominal de calefacción especificada arriba. Al calcular automáticamente el caudal volumétrico nominal de agua del condensador no se utilizan los datos de dimensionamiento de zona. Se emite una advertencia si la relación entre caudal nominal de agua del condensador y potencia nominal de calefacción es inferior a 1.79405E-8 m3/s/W (0.083 gpm/MBH) o superior a 8.97024E-8 m3/s/W (0.417 gpm/MBH), pero la simulación continúa.

Potencia de la bomba del condensador incluida en el COP nominal

Esta opción indica si la potencia de la bomba del condensador está incluida en el COP nominal anterior. Afecta al cálculo de potencia eléctrica del compresor y, por tanto, a la refrigeración total del evaporador en cada paso. Si se selecciona, la potencia de la bomba se resta de la potencia eléctrica total de calefacción al calcular la refrigeración total; si no, se supone excluida. Véase Engineering Reference de Coil:WaterHeating:AirToWaterHeatPump.

Calor de la bomba del condensador incluido en potencia de calefacción y COP nominales

Esta opción indica si el calor de la bomba del condensador está incluido en la potencia y COP nominales anteriores. Afecta al cálculo de potencia del compresor y refrigeración total del evaporador. Si se selecciona, el calor ya está incluido en la potencia y COP nominales; si no, el calor se supone excluido del COP y se añade a la potencia total de calentamiento de agua según los campos Potencia de la bomba de agua del condensador y Fracción del calor de la bomba del condensador transferida al agua siguientes. Véase Engineering Reference de Coil:WaterHeating:AirToWaterHeatPump.

Potencia de la bomba de agua del condensador

Este campo define la potencia de la bomba del condensador de la batería DX (en W o Btu/h) tal como está instalada. Debe ser mayor o igual a 0. Se emite una advertencia si la relación entre potencia de la bomba de agua del condensador y potencia nominal de calefacción supera 0.1422 W/W (41.67 Watts/MBH), pero la simulación continúa.

Fracción del calor de la bomba del condensador transferida al agua

Este campo define la fracción de calor de la bomba transferida al agua del condensador. Se supone que la bomba está aguas abajo de la batería de agua y este campo determina la temperatura en el nodo de salida cuando la opción Potencia de la bomba del condensador incluida en la potencia y COP nominales está desmarcada. Los valores deben estar entre 0 y 1, inclusive. El predeterminado es 0.2.

Ajustes del calentador de cárter

Potencia del calentador de cárter

Este campo define la potencia del calentador de cárter del compresor (en W o Btu/h). Solo funciona cuando el compresor está apagado y el aire que lo rodea está por debajo de la temperatura ambiente máxima para funcionamiento del calentador de cárter especificada abajo.

Temperatura ambiente máxima para funcionamiento del calentador de cárter

Este campo define la temperatura ambiente máxima de funcionamiento del calentador de cárter (en °C o °F). Solo funciona cuando el aire que rodea el compresor está por debajo de ella y el compresor está apagado. La temperatura ambiente la establece el objeto principal de bomba aire-agua (Ubicación del compresor).

Ajustes de rendimiento

Puede utilizar curvas para modificar la potencia y el COP nominales anteriores. Para aplicar una curva, marque primero su casilla y después selecciónela.

Nota: Para utilizar la potencia y el COP nominales sin modificación, desmarque todas las casillas de esta sección.

Tipo de temperatura del aire del evaporador para curvas

Esta lista selecciona el tipo de temperatura de aire utilizado por las curvas modificadoras de potencia y COP siguientes:

1-Temperatura de bulbo seco se utiliza la temperatura de bulbo seco del aire entrante a la batería DX y el ventilador para evaluar las curvas.
2-Temperatura de bulbo húmedo se utiliza la temperatura de bulbo húmedo del aire entrante a la batería DX y el ventilador para evaluar las curvas.

Si no se definen las curvas, este campo no se utiliza.

Curva de potencia de calefacción en función de la temperatura

Esta curva de rendimiento bicuadrática o cúbica define la variación de potencia de calefacción de la batería DX según las temperaturas de entrada del aire y agua. La curva bicuadrática utiliza la temperatura de aire del evaporador (bulbo seco o húmedo según tipo de temperatura del aire del evaporador para curvas ) y la temperatura del agua de entrada al condensador como variables independientes. La cúbica utiliza la temperatura del aire de entrada al evaporador. El resultado multiplica la potencia nominal para obtener la potencia en condiciones concretas. La curva debe normalizarse a 1.0 en las temperaturas nominales.

Si la casilla está desmarcada, la potencia de calefacción permanece constante (valor de curva 1.0 para todas las condiciones).

Curva de potencia de calefacción en función de la fracción de caudal de aire

Esta curva de rendimiento cuadrática o cúbica define la variación de potencia de la batería DX según la relación entre el caudal real de aire del evaporador y el nominal. Su resultado multiplica la potencia nominal y la curva modificadora por temperatura para obtener la potencia a las condiciones reales. Debe normalizarse a 1.0 al caudal nominal (fracción de 1.0).

Si la casilla está desmarcada, la potencia permanece constante (valor de curva 1.0 para todos los caudales de aire).

Curva de potencia de calefacción en función de la fracción de caudal de agua

Esta curva de rendimiento cuadrática o cúbica define la variación de potencia de la batería DX según la relación entre el caudal real de agua del condensador y el nominal. Su resultado multiplica la potencia nominal y las otras dos curvas modificadoras, por temperatura y fracción de caudal de aire, para obtener la potencia en las condiciones reales. Debe normalizarse a 1.0 al caudal nominal (fracción de 1.0).

Si la casilla está desmarcada, la potencia permanece constante (valor de curva 1.0 para todos los caudales de agua).

Curva de COP de calefacción en función de la temperatura

Esta curva de rendimiento bicuadrática o cúbica define la variación del COP de calefacción de la batería DX según las temperaturas de entrada del aire y agua. La bicuadrática utiliza la temperatura de aire del evaporador (bulbo seco o húmedo según tipo de temperatura del aire del evaporador para curvas ) y la temperatura de agua de entrada al condensador como variables independientes. La cúbica utiliza la temperatura de aire de entrada al evaporador. Su resultado multiplica el COP nominal para obtener el COP en condiciones concretas. Debe normalizarse a 1.0 en las temperaturas nominales.

Si la casilla está desmarcada, el COP permanece constante (valor de curva 1.0 para todas las condiciones).

Curva de COP de calefacción en función de la fracción de caudal de aire

Esta curva de rendimiento cuadrática o cúbica define la variación del COP de calefacción de la batería DX según la relación entre el caudal real de aire del evaporador y el nominal. Su resultado multiplica el COP nominal y la curva modificadora de COP por temperatura para obtener el COP en condiciones reales. Debe normalizarse a 1.0 al caudal nominal (fracción de 1.0).

Si la casilla está desmarcada, el COP permanece constante (valor de curva 1.0 para todos los caudales de aire).

Curva de COP de calefacción en función de la fracción de caudal de agua

Esta curva de rendimiento cuadrática o cúbica define la variación del COP de calefacción de la batería DX según la relación entre el caudal real de agua del condensador y el nominal. Su resultado multiplica el COP nominal y las otras dos curvas modificadoras de COP, por temperatura y fracción de caudal de aire, para obtener el COP en condiciones reales. Debe normalizarse a 1.0 al caudal nominal (fracción de 1.0).

Si la casilla está desmarcada, el COP permanece constante (valor de curva 1.0 para todos los caudales de agua).

Curva de correlación de fracción de carga parcial

Esta curva de rendimiento cuadrática o cúbica parametriza la variación de potencia eléctrica de entrada a la unidad DX según la relación de carga parcial (PLR, carga sensible de refrigeración/potencia sensible estacionaria). El producto del EIR nominal y las curvas modificadoras EIR se divide por el resultado de esta curva para obtener el EIR «efectivo» de cada paso. La correlación de fracción de carga parcial (PLF) tiene en cuenta las pérdidas por los ciclos del compresor.

La correlación de la fracción de carga parcial debe normalizarse a un valor de 1.0 cuando la relación de carga parcial es 1.0 (es decir, sin pérdidas de rendimiento cuando los compresores funcionan continuamente durante el paso de simulación). Para valores de PLR entre 0 y 1 (0 <= PLR < 1), se aplican las siguientes reglas:

PLF >= 0.7 and PLF >= PLR

Si PLF < 0.7 se emite una advertencia, el programa restablece PLF a 0.7 y continúa la simulación. La fracción de funcionamiento de la batería es PLR/PLF. Si PLF < PLR se emite una advertencia y se limita la fracción de funcionamiento a 1.0.

Una correlación típica de fracción de carga parcial para una batería DX convencional de velocidad única (p. ej., residencial) sería:

PLF = 0.85 + 0.15(PLR)

Para modelar la ausencia de pérdida de rendimiento por ciclos del compresor, la correlación debe definirse como sigue:

PLF = 1.0 + 0.0(PLR)