DesignBuilder Batería de calefacción - DX
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El modelo de batería DX de calefacción de una velocidad utiliza datos de rendimiento en condiciones nominales y ajustes de curvas para las variaciones de capacidad total, relación de energía de entrada y fracción de carga parcial, a fin de determinar el rendimiento a carga parcial. Los efectos de diversas estrategias de desescarche (ciclo inverso, resistencia, temporizado o bajo demanda) se modelan mediante una combinación de datos del usuario y modelos empíricos tomados de los algoritmos de bomba de calor aire-aire de DOE-2.1E.
General
Nombre
Este campo alfanumérico define un nombre único asignado por el usuario a una instancia de batería de calefacción DX. Otros objetos la referencian mediante este nombre.
Capacidad total nominal de calefacción
Este campo numérico define la capacidad total de calefacción a plena carga (en W o Btu/h) de la unidad de batería DX en condiciones nominales (temperatura exterior de bulbo seco de 8.33°C, temperatura exterior de bulbo húmedo de 6.11°C, temperatura de bulbo seco del aire de entrada a la batería de calefacción de 21.11°C, temperatura de bulbo húmedo del aire de entrada a la batería de calefacción de 15.55°C y caudal de aire de la batería definido por el campo «volumen de caudal de aire nominal» de abajo).
El valor introducido debe ser mayor que 0. La capacidad no debe incluir el calor del ventilador de impulsión. capacidad total nominal de calefacción debe estar dentro del 20% de la capacidad total nominal de refrigeración; de lo contrario, se emite un aviso.
Nota: Los fabricantes pueden calcular el rendimiento de la batería en condiciones nominales distintas de las utilizadas por EnergyPlus. Por ejemplo, en Europa los datos de rendimiento de la batería de calefacción se proporcionan en las siguientes condiciones, de acuerdo con EN14511:
Temperatura ambiente interior: 20°CDB / 15°CWB
Temperatura ambiente exterior: 7°CDB / 6°CWB
Aunque las condiciones nominales de temperatura ambiente interior de EN14511 de 20°CDB no coinciden exactamente con las condiciones nominales de EnergyPlus de 21.11°CDB (por ejemplo), la diferencia de capacidad debería ser pequeña y pueden utilizarse los datos del fabricante con confianza.
COP nominal bruto
Este campo numérico define el coeficiente de rendimiento (COP=potencia de calefacción en vatios dividida por potencia eléctrica de entrada en vatios) de la batería de calefacción DX en condiciones nominales (temperatura exterior de bulbo seco de 8.33°C, temperatura exterior de bulbo húmedo de 6.11°C, temperatura de bulbo seco del aire de entrada de 21.11°C, temperatura de bulbo húmedo del aire de entrada de 15.55°C y caudal de aire de la batería definido por el campo «caudal volumétrico nominal de aire» de abajo). El valor debe ser mayor que 0. La potencia de entrada incluye la de los compresores y ventiladores exteriores, pero no el consumo del ventilador interior de impulsión. La potencia de calefacción es el valor introducido arriba en el campo Capacidad total nominal de calefacción.
Caudal de aire nominal
Este campo numérico define el caudal volumétrico de aire (en m3/s o ft3/min) a través de la batería de calefacción DX en condiciones nominales. El valor debe ser mayor que 0. El caudal volumétrico de aire nominal debe estar entre 0.00004027 m3/s y 0.00006041 m3/s por vatio de capacidad total nominal de calefacción. La capacidad total nominal de calefacción y el COP nominal deben ser datos de rendimiento de la unidad con temperatura exterior de bulbo seco de 8.33°C, temperatura exterior de bulbo húmedo de 6.11°C, temperatura de bulbo seco del aire de entrada a la batería de calefacción de 21.11°C, temperatura de bulbo húmedo del aire de entrada a la batería de calefacción de 15.55°C y el caudal volumétrico de aire nominal definido aquí.
Potencia nominal de ventilador de impulsión por caudal volumétrico de 2017
Este campo indica la potencia eléctrica del ventilador de la batería de calefacción (condensador) por caudal volumétrico de aire a través de la batería en condiciones nominales (en W/(m3/s) o W/(ft3/min)). El valor predeterminado es 773.3 W/(m3/s) (365 W/1000 cfm). Los valores deben ser >= 0.0 y <= 1250 W/(m3/s).
Nota: Este valor solo se utiliza para calcular las siguientes métricas según la versión 2017 de la norma ANSI/AHRI 210-240: capacidad nominal estándar (neta) de calefacción a alta temperatura, capacidad nominal estándar (neta) de calefacción a baja temperatura y factor de rendimiento estacional de calefacción (HSPF). Estos valores se mostrarán en el archivo eio de EnergyPlus (véase EnergyPlus Engineering Reference, Single Speed DX Heating Coil, Standard Ratings) y en los informes tabulares de salida predefinidos (objeto Output:Table:SummaryReports, Equipment Summary). Este valor no se utiliza para modelar el ventilador de la batería de calefacción (condensador) durante las simulaciones; se utiliza para calcular las clasificaciones estándar anteriores y ayudar al usuario a verificar sus datos para modelar este equipo.
Potencia nominal de ventilador de impulsión por caudal volumétrico de 2023
Este campo indica la potencia eléctrica del ventilador de la batería de calefacción (condensador) por caudal volumétrico de aire a través de la batería en condiciones nominales (en W/(m3/s) o W/(ft3/min)). El valor predeterminado es 934.4 W/(m3/s) (441 W/1000 cfm). Los valores deben ser >= 0.0 y <= 1505 W/(m3/s).
Nota: Este valor solo se utiliza para calcular las siguientes métricas según la versión 2023 de la norma ANSI/AHRI 210-240: capacidad nominal estándar (neta) de calefacción a alta temperatura, capacidad nominal estándar (neta) de calefacción a baja temperatura y factor de rendimiento estacional de calefacción (HSPF2). Estos valores se mostrarán en el archivo eio de EnergyPlus (véase EnergyPlus Engineering Reference, Single Speed DX Heating Coil, Standard Ratings) y en los informes tabulares de salida predefinidos (objeto Output:Table:SummaryReports, Equipment Summary). Este valor no se utiliza para modelar el ventilador de la batería de calefacción (condensador) durante las simulaciones; se utiliza para calcular las clasificaciones estándar anteriores y ayudar al usuario a verificar sus datos para modelar este equipo.
Compresor
Temperatura exterior mínima de bulbo seco para el funcionamiento del compresor
Este campo numérico define la temperatura exterior mínima de bulbo seco (en °C o °F) a la que se apaga el compresor de la batería de calefacción. Debe ser mayor o igual que –20°C. El valor predeterminado es -8°C.
Temperatura exterior de bulbo seco para encender el compresor
Este campo numérico define la temperatura exterior de bulbo seco (en °C o °F) a la que el compresor vuelve a encenderse automáticamente tras una parada automática por baja temperatura exterior. Solo se utiliza para calcular el factor de rendimiento estacional de calefacción (HSPF (norma ANSI/AHRI 2017) y HSPF2 (norma ANSI/AHRI 2023)) de las baterías de calefacción.
Desescarche
Estrategia de desescarche
Elija entre dos opciones:
- 1-Ciclo inverso o
- 2-Resistencia.
Si se selecciona la estrategia de ciclo inverso, el ciclo de calefacción se invierte periódicamente para aportar calor y fundir la escarcha acumulada en la batería exterior. Si se selecciona la estrategia de resistencia, la escarcha se funde mediante un calentador eléctrico de resistencia. La estrategia predeterminada es el ciclo inverso.
Control de desescarche
Elija entre dos opciones:
- 1-Temporizado o
- 2-Bajo demanda.
Con el control temporizado, el período de desescarche se calcula a partir de un valor fijo o del tiempo de funcionamiento del compresor, independientemente de si se ha acumulado escarcha. La fracción de tiempo durante la que la unidad está en desescarche se introduce en el campo Fracción del período de desescarche descrito abajo. Con control bajo demanda, el período de desescarche se calcula a partir de las condiciones meteorológicas exteriores (humedad específica). Independientemente del control seleccionado, no se produce desescarche por encima de la temperatura exterior especificada por el usuario en el campo Temperatura exterior máxima de bulbo seco para desescarche descrito arriba.
Fracción del período de desescarche
Este campo numérico define la fracción del tiempo de funcionamiento del compresor durante la que está activo el ciclo de desescarche y solo se aplica al desescarche «temporizado» (véase el campo de control de desescarche arriba). Por ejemplo, si el ciclo está activo 3.5 minutos por cada 60 minutos de funcionamiento del compresor, debe introducirse 3.5/60 = 0.058333. El valor debe ser mayor o igual que 0. El valor predeterminado es 0.058333.
Capacidad del calentador de desescarche por resistencia
Este campo numérico define la capacidad del elemento calefactor de desescarche por resistencia (en W). Solo se utiliza cuando la estrategia seleccionada es «resistencia» (véase el campo Estrategia de desescarche arriba). El valor debe ser mayor o igual que 0.
Temperatura exterior máxima de bulbo seco para desescarche
Este campo numérico define la temperatura exterior de bulbo seco (en °C o °F) por encima de la cual se desactiva el desescarche de la batería exterior. La temperatura debe ser mayor o igual que 0 C y menor o igual que 7.22°C. El valor predeterminado es 5°C.
Curvas de rendimiento
La batería de refrigeración DX requiere seleccionar hasta 6 curvas de la base de datos de curvas para definir su rendimiento según la estrategia de desescarche seleccionada.
Curva de capacidad total de calefacción en función de la temperatura
La curva de rendimiento bicuadrática, cuadrática o cúbica que parametriza la variación de la capacidad total de calefacción en función de la temperatura de bulbo seco del aire interior y exterior, o solo de la exterior, según el tipo de curva seleccionado. Se recomienda la curva bicuadrática si hay suficientes datos del fabricante, pues tiene en cuenta la temperatura de bulbo seco interior y proporciona un resultado más realista. Su resultado se multiplica por la capacidad total nominal de calefacción para obtener la capacidad total en condiciones específicas de temperatura (es decir, con temperatura interior o exterior de bulbo seco distinta de la nominal). La curva se normaliza a 1.0 en el punto nominal.
Curva de capacidad total de calefacción en función de la fracción de caudal
La curva de rendimiento cuadrática o cúbica que parametriza la variación de la capacidad total de calefacción en función de la relación entre el caudal real de aire a través de la batería de calefacción y el nominal (fracción del caudal a plena carga). Su resultado se multiplica por la capacidad total nominal de calefacción y por la curva modificadora de capacidad total de calefacción (en función de la temperatura), para obtener la capacidad total en las condiciones de temperatura y caudal de funcionamiento. La curva se normaliza a 1.0 cuando el caudal real de aire es igual al nominal.
Curva de relación de energía de entrada en función de la temperatura
La curva de rendimiento bicuadrática, cuadrática o cúbica que parametriza la variación de la relación de energía de entrada (EIR) en función de la temperatura de bulbo seco del aire interior y exterior, o solo de la exterior, según el tipo de curva seleccionado. Se recomienda la curva bicuadrática si hay suficientes datos del fabricante, pues tiene en cuenta la temperatura de bulbo seco interior y proporciona un resultado más realista. La EIR es la inversa del COP. El resultado de la curva se multiplica por la EIR nominal (inversa del COP nominal) para obtener la EIR en condiciones específicas de temperatura (es decir, con temperatura interior o exterior de bulbo seco distinta de la nominal). La curva se normaliza a 1.0 en el punto nominal.
Curva de relación de energía de entrada en función de la fracción de caudal
La curva de rendimiento cuadrática o cúbica que parametriza la variación de la relación de energía de entrada (EIR) en función de la relación entre el caudal real de aire a través de la batería de calefacción y el nominal (fracción del caudal a plena carga). La EIR es la inversa del COP. El resultado se multiplica por la EIR nominal y por la curva modificadora de EIR (en función de la temperatura) para obtener la EIR en las condiciones de temperatura y caudal de funcionamiento. La curva se normaliza a 1.0 cuando el caudal real de aire es igual al nominal.
Curva de correlación de fracción de carga parcial
La curva de rendimiento cuadrática o cúbica que parametriza la variación de la potencia eléctrica de entrada a la unidad DX en función de la relación de carga parcial (PLR, carga sensible de calefacción/capacidad sensible de calefacción en régimen estacionario). El producto de la EIR nominal y las curvas modificadoras de EIR se divide por el resultado de esta curva para obtener la EIR «efectiva» en un paso de simulación dado. La correlación de fracción de carga parcial (PLF) tiene en cuenta las pérdidas de rendimiento debidas a los ciclos del compresor.
Las 2 reglas importantes al configurar esta curva son:
- Los coeficientes de la curva de correlación de fracción de carga parcial deben definirse de modo que el resultado sea 1.0 cuando el PLR sea 1.0, por ejemplo:
PLF=0.85+0.15(PLR)
La cuadrática asociada tendría Coefficient 1 = 0.85 y Coefficient 2 = 0.15, con un máximo x = 1.0. - Cuando 0.0 <= PLR < 1.0, el PLF debe ser >= 0.7, lo que se garantiza siempre que Coefficient 1 de la curva PLF sea > 0.7. Además, en este intervalo de PLR, el PLF debe ser menor que el PLR, lo que también se garantiza siempre que la capacidad de la batería sea superior a la demanda. Si la demanda supera la capacidad y PLF supera PLR, el programa limita automáticamente la fracción de funcionamiento (PLR/PLF) a 1.0.
Curva de relación de energía de entrada del desescarche en función de la temperatura
La curva de rendimiento bicuadrática que parametriza la variación de la relación de energía de entrada (EIR) durante el desescarche por ciclo inverso en función de la temperatura exterior de bulbo seco y la temperatura de bulbo húmedo del aire que entra en la batería interior. La EIR es la inversa del COP. El resultado se multiplica por la capacidad de la batería, la fracción de tiempo de desescarche y la fracción de funcionamiento de la batería de calefacción para obtener la potencia de desescarche a las temperaturas de funcionamiento de las baterías interior y exterior. Esta curva solo es necesaria si se selecciona la estrategia de desescarche por ciclo inverso. Se normaliza a 1.0 en las condiciones nominales.
Calentador de cárter
Capacidad del calentador de cárter
Este campo numérico define la capacidad del calentador de cárter (en W). Cuando la temperatura exterior de bulbo seco es inferior al valor especificado en el campo Temperatura exterior máxima de bulbo seco para el funcionamiento del calentador de cárter» (descrito abajo), el calentador de cárter se activa mientras el compresor no funciona. Si esta batería se utiliza como parte de una bomba de calor aire-aire (ref. UnitarySystem:HeatPump:AirToAir o PackageTerminal: HeatPump:AirToAir), el calentador de cárter definido para esta batería DX de calefacción se activa mientras el compresor no funciona ni en calefacción ni en refrigeración (y en este caso se ignora la potencia del calentador de cárter definida en el objeto de batería DX de refrigeración). El valor debe ser mayor o igual que 0. El valor predeterminado es 0. Para simular una unidad sin calentador de cárter, introduzca 0.
Temperatura exterior máxima de bulbo seco para el funcionamiento del calentador de cárter
Este campo numérico define la temperatura exterior de bulbo seco (en °C o °F) por encima de la cual se desactiva el calentador de cárter del compresor. El valor debe ser mayor o igual que 0.0 C.
Funcionamiento
Nombre de programación de disponibilidad
La programación que indica si la batería de calefacción DX puede funcionar durante un período determinado. Un valor superior a 0 (normalmente 1) indica que la unidad puede estar encendida durante ese período. Un valor menor o igual a 0 (normalmente 0) indica que debe estar apagada.
Resultados de la batería de calefacción - DX
HVAC,Average,DX Coil Total Heating Rate[W]
HVAC,Sum,DX Coil Total Heating Energy[J]
HVAC,Average,DX Heating Coil Electric Power[W]
HVAC,Sum,DX Heating Coil Electric Consumption[J]
HVAC,Average,DX Heating Coil Electric Defrost Power[W]
HVAC,Sum,DX Heating Coil Electric Defrost Consumption[J]
HVAC,Average,DX Heating Coil Crankcase Heater Power[W]
HVAC,Sum,DX Heating Coil Crankcase Heater Consumption[J]
HVAC,Average,DX Heating Coil Runtime Fraction
DX Coil Total Heating Rate [W]
Este campo indica la potencia total de calefacción de la batería DX, en vatios. Se determina a partir de las condiciones de entrada y salida del aire y del caudal másico de aire a través de la batería.
DX Coil Total Heating Energy[J]
Es el calor total de calefacción de la batería DX, en julios durante el paso de tiempo notificado. Se determina a partir de las condiciones de entrada y salida del aire y del caudal másico de aire por la batería. Esta salida también se añade a un contador con Resource Type = EnergyTransfer, End Use Key = CoolingCoils, Group Key = System (véase Report Meter).
DX Heating Coil Electric Power[W]
Esta salida indica la potencia eléctrica consumida por el compresor y los ventiladores exteriores de la batería DX, en vatios. Se aplica cuando la unidad proporciona calefacción a las zonas acondicionadas y excluye los períodos de desescarche por ciclo inverso.
DX Heating Coil Electric Consumption[J]
Este es el consumo eléctrico del compresor de la batería DX y de los ventiladores del condensador, en julios, durante el paso de tiempo informado. Este consumo se aplica cuando la unidad proporciona calefacción a las zonas acondicionadas y excluye los periodos en que funciona en modo de desescarchamiento por ciclo inverso. Este resultado también se añade a un contador de informe con Resource Type = Electricity, End Use Key = Cooling, Group Key = System (véase Report Meter).
DX Heating Coil Electric Defrost Power[W]
Es la potencia eléctrica consumida por la unidad de batería DX, en vatios, cuando está en modo de desescarche (ciclo inverso o resistencia).
DX Heating Coil Electric Defrost Consumption[J]
Es el consumo eléctrico de la unidad de batería DX, en julios durante el paso de tiempo notificado. Se aplica cuando la unidad está en modo de desescarche (ciclo inverso o resistencia).
DX Heating Coil Crankcase Heater Power[W]
Es la potencia eléctrica media consumida por el calentador de cárter del compresor de la batería DX, en vatios durante el paso de tiempo notificado.
DX Heating Coil Crankcase Heater Consumption[J]
Es el consumo eléctrico del calentador de cárter del compresor de la batería DX, en julios durante el paso de tiempo notificado. Esta salida también se añade a un contador con Resource Type = Electricity, End Use Key = Miscellaneous, Group Key = System (véase Report Meter).
DX Heating Coil Runtime Fraction
Es la fracción de funcionamiento del compresor y los ventiladores exteriores de la batería de calefacción DX durante el paso de tiempo notificado.