Agua

Los sistemas de flujo de refrigerante variable (VRF)/volumen de refrigerante variable (VRV) de fuente de agua son sistemas compactos y flexibles diseñados para ofrecer muchos de los mismos beneficios de los sistemas VRF/VRV de fuente de aire. Estos sistemas son adecuados para proyectos donde el espacio es escaso; en regiones costeras donde los sistemas HVAC deben ubicarse en interiores y protegerse de tormentas y condiciones climáticas adversas; o en aplicaciones de clima frío, ya que se alimentan de configuraciones de circuito de condensador geotérmico o de caldera/torre diseñadas para reducir la reducción de potencia asociada con instalaciones VRF de clima frío debido a la temperatura ambiente.

Varios fabricantes de HVAC ofrecen estos sistemas, cada uno equipado con características y opciones únicas diseñadas para simplificar los procedimientos de instalación y mantenimiento.

MULTI V AGUA 5: El sistema VRF refrigerado por agua Multi V Water 5 de LG ofrece una amplia gama que oscila entre 6 y 16 toneladas para modelos de estructura única. (Cortesía de LG Electronics Air Conditioning Technologies)

Los sistemas VRF refrigerados por agua están diseñados para ahorrar espacio. Estas unidades suelen especificarse para aplicaciones de edificios grandes y de gran altura, ya que ambas contienen módulos refrigerados por agua que se encuentran en el interior, más cerca del espacio al que sirven.

"Los sistemas VRF enfriados por agua generalmente incluyen menos costos de instalación y tuberías de refrigerante, así como una menor carga total de refrigerante por sistema en comparación con los sistemas VRF enfriados por aire", dijo Matt Blocker, gerente senior de desarrollo de productos comerciales de Mitsubishi Electric Trane HVAC US (METUS). ).

"Debido a su tamaño, el tamaño de una sala de máquinas se puede reducir", dijo Trey Wilder, ingeniero senior de soporte de productos de LG Air Conditioning Technologies. "Multi V Water 5 también permite un diseño más flexible de las tuberías de refrigerante, lo que también puede ayudar a ahorrar espacio".

Las unidades VRF enfriadas por agua también permiten la recuperación de calor entre sistemas.

"Un sistema extrae calor de un espacio hacia el circuito del condensador y luego comparte el calor generado con otro sistema que lo necesita", dijo Blocker. “El resultado es una doble recuperación de calor. Además, los sistemas enfriados por agua utilizan un circuito geotérmico que, por ejemplo, en un clima frío, puede alcanzar solo entre 30° y 40°F, en comparación con el aire ambiente exterior que puede alcanzar -20°F en algunos mercados más fríos. Por lo tanto, el compresor tiene que trabajar menos”.

Multi V Water 5 de LG ofrece una configuración de bomba de calor o recuperación de calor en un solo sistema.

La unidad puede eliminar el calor de la PCB del inversor a través de un disipador de calor de refrigeración por refrigerante”, dijo Wilder. "Esto ayuda a mantener baja la temperatura de la sala de máquinas sin necesidad de ventilación o refrigeración adicional".

Los sistemas VRF/VRV enfriados por agua y aire ofrecen muchos beneficios adicionales, incluida la tecnología de compresor inversor, diseño modular compacto, longitudes de tubería largas, alta eficiencia de carga parcial, bajos niveles de ruido y una amplia selección de tipos de unidades interiores. En aplicaciones donde las condiciones ambientales plantean desafíos para los sistemas VRV enfriados por aire, las soluciones VRV enfriadas por agua pueden convertirse en la opción ideal.

"Las capacidades de tuberías largas, las tuberías de refrigerante pequeñas, el tamaño compacto de la unidad de condensación y la capacidad de aprovechar la diversidad de edificios y la recuperación de calor de dos etapas brindan una gran flexibilidad en la aplicación de la solución a un edificio, ya sea en una construcción nueva o existente", dijo Madhav Kashinath. , director de productos VRV, Daikin Comfort Technologies North America Inc. "La flexibilidad de la aplicación ayuda a reducir la complejidad general de la construcción en comparación con los sistemas tradicionales a base de agua y ayuda a optimizar el costo total de la construcción".

Diseñadas teniendo en cuenta la flexibilidad de la aplicación y la facilidad de instalación, las unidades refrigeradas por agua Daikin VRV Serie T ofrecen varios beneficios a los contratistas de HVAC.

SERIE VRV T: Diseñadas teniendo en cuenta la flexibilidad de la aplicación y la facilidad de instalación, las unidades refrigeradas por agua Daikin VRV Serie T ofrecen varios beneficios a los contratistas de HVAC. (Cortesía de Daikin)

"El diseño segmentado del panel frontal de las unidades VRV T-Series refrigeradas por agua de Daikin separa la sección de agua de la sección eléctrica, lo que simplifica los paneles y componentes que los contratistas deben manejar durante la instalación y el mantenimiento del producto", dijo Kashinath. “La caja eléctrica desplegable, a la que se puede acceder quitando solo dos tornillos, proporciona un fácil acceso a los componentes críticos durante la operación y el mantenimiento regulares. La capacidad de convertir fácilmente de tubería frontal a tubería superior ofrece flexibilidad para personalizar el diseño de tubería en el sitio”.

Las unidades METUS enfriadas por agua se enfrían internamente, lo que significa que no se disipa calor al espacio donde se colocan. Esto garantiza que los contratistas no tengan que tener en cuenta la refrigeración o la ventilación del calor expulsado a la sala de máquinas.

"Las unidades METUS también cuentan con una válvula electrónica independiente de la presión [EPIV] que permite modular fácilmente el flujo en los circuitos de agua del condensador y elimina la necesidad de equilibrar el caudal de agua a cada módulo", dijo Blocker. “Además, dado que los módulos están refrigerados internamente, tenemos menores requisitos de servicio en los lados y la parte posterior de cada módulo. Esto les permite caber en espacios más pequeños sin impactar el equipo. De hecho, todo se puede reparar desde el frente de la unidad.

El sistema VRF refrigerado por agua Multi V Water 5 de LG ofrece una amplia gama que oscila entre 6 y 16 toneladas para modelos de estructura única. La unidad permite modelos combinados de hasta tres unidades que amplían la gama hasta 48 toneladas.

“LG Multi V Water 5 combina las ventajas de los sistemas enfriadores y VRF enfriados por aire al tiempo que evita las deficiencias de los sistemas VRF y enfriadores enfriados por aire”, dijo Wilder. "LG puede admitir el dimensionamiento de tuberías Multi V Water 5 con software, lo cual es esencial y beneficioso para los contratistas".

La serie VRV T refrigerada por agua de Daikin es una alternativa flexible y modular de ahorro de energía a las soluciones de equipos centralizados tradicionales, como el sistema de agua enfriada o las bombas de calor de fuente de agua (WSHP).

Recientemente se instalaron veintiocho unidades VRV enfriadas por agua en la Escuela de Artes Duke Ellington, una escuela secundaria LEED GOLD de 265,000 pies cuadrados en Washington, DC, con una capacidad total de 466 toneladas.

Las unidades de condensación enfriadas por agua utilizan un circuito de refrigerante que transfiere energía desde los fan coils interiores a los condensadores en modo de refrigeración. Luego, un circuito de agua absorbe la energía rechazada y la libera a través de una torre de enfriamiento. Los compresores Inverter entregan cantidades precisas de refrigerante a cada fan coil interior, lo que reduce el consumo de energía al proporcionar de forma variable solo la energía necesaria para calentar o enfriar el espacio.

"Gracias a la tecnología de cancelación de rechazo de calor, el sistema VRV enfriado por agua minimiza la adición de calor a una sala de máquinas, reduciendo las cargas adicionales de acondicionamiento de la sala de máquinas", dijo Kashinath. "Con una amplia gama de temperaturas de entrada de agua tan bajas como 14° en calefacción y hasta 113° en refrigeración, la Serie T de Daikin VRV es una opción ideal para muchas aplicaciones comerciales refrigeradas por agua/fuentes de agua".

La escuela ha ganado varios premios desde su reapertura en 2017, incluido el premio Engineering News-Record al "Mejor proyecto educativo K-12" para la región del Atlántico Medio y el "Primer premio" de 2018, un premio internacional de diseño arquitectónico para edificios no residenciales. .

"El ingeniero consultor y el contratista mecánico trabajaron diligentemente para optimizar los costos totales del ciclo de vida de este edificio aprovechando la capacidad y funcionalidad del VRV refrigerado por agua de Daikin, además de reducir el mantenimiento y aumentar la eficiencia que la escuela verá durante muchos años por venir". dijo Tim Dorman, ingeniero de ventas de Havtech, que se desempeñó como representante del fabricante del proyecto.

BOMBA DE CALOR MODULAR: El sistema modular de bomba de calor METUS PQHY combina la comodidad de la fuente de agua con la tecnología VRF. (Cortesía de METUS)

Mitsubishi Electric Trane HVAC US tiene módulos individuales de 6 a 20 toneladas tanto en recuperación de calor PQRY como en bomba de calor PQHY. Estos se pueden combinar para obtener un tamaño máximo de sistema de 28 toneladas de refrigeración, equivalente a 336.000 Btu/h. Las unidades compactas se pueden apilar en un bastidor suministrado en campo para maximizar el espacio vertical.

En 2021, la sede central de Credit Human en San Antonio aprovechó los sistemas VRF de fuente de agua de METUS para maximizar la eficiencia y la sostenibilidad de sus instalaciones de oficinas de 12 pisos y 200,000 pies cuadrados.

Steve Hennigan, director ejecutivo de Credit Human, trabajó con el equipo de METUS para diseñar un sistema de recuperación de calor VRF de fuente de agua con aproximadamente 900 toneladas de capacidad, respaldado por 152 pozos conectados a tierra, para acondicionar la nueva sede de la empresa.

“Es una gestión física y ambiental básica”, dijo Hennigan, describiendo su decisión de optar por el sistema VRF de fuente de agua conectado a tierra de METUS. “Una de las cosas que la mayoría de la gente no entiende acerca de esta zona del país es que el agua es un gran problema. Las torres de enfriamiento utilizan mucha agua, por lo que al optar por un sistema de fuente terrestre, pasamos de la posibilidad de diseño de tener seis torres de enfriamiento a solo dos. Esa sola decisión redujo nuestro consumo de agua en más de 1 millón de galones de agua potable por año”.

Los sistemas conectados a tierra suministran una temperatura del agua relativamente constante, lo que permite que el sistema mecánico funcione con eficiencia optimizada. Estos sistemas son especialmente ventajosos en lugares como San Antonio, donde la temperatura promedio del aire exterior fluctúa casi 90° entre los meses de verano e invierno. Si bien los inviernos tienden a ser suaves, los veranos calurosos y húmedos de la región obligan a los sistemas mecánicos de fuente de aire a trabajar más para alcanzar el punto de referencia de temperatura interior de un edificio. En comparación, las temperaturas del agua subterránea fluctúan en un rango mucho más estrecho de 10°-20°. En última instancia, los sistemas de fuente de agua utilizados en estos climas generalmente pueden ofrecer eficiencias tres o cuatro veces mayores que los sistemas VRF de fuente de aire.

"El sistema HVAC que sirve al edificio Credit Human logra un alto nivel de eficiencia energética y sostenibilidad", dijo Steve Straus, presidente de Glumac. “El sistema geotérmico de fuente terrestre que consta de pozos de 300 pies de profundidad respalda el sistema VRF de fuente de agua de Mitsubishi Electric. En invierno, el sistema puede utilizar el abundante calor del suelo almacenado durante los meses de verano. En verano, el calor se recupera del aire acondicionado para producir agua caliente sanitaria.

"El sistema VRF de fuente de agua es probablemente el sistema más eficiente que se puede diseñar para este edificio", dijo Henry Delgado, ingeniero mecánico de la unidad de negocios del suroeste, METUS, quien jugó un papel integral en el diseño del sistema. “Aprovecha múltiples niveles de recuperación de calor y le permite diseñar su sistema independientemente de las condiciones del aire exterior. El edificio en sí es un 56 por ciento más eficiente que un edificio típico que utiliza el equipo mínimo del código. Se estima que ahorrará 1,45 millones de kilovatios de electricidad al año gracias a su diseño y sistemas altamente eficientes”.