Climatización II-bombas de Calor

7/23/2019 Climatizacin II-bombas de Calor

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INSTALACIONES-2

DEPARTAMENTO DE CONSTRUCCIONES ARQUITECTNICAS

C

URSO08-09

Profesor: Julin Domene Garca4 C

TEMA 11.- CLIMATIZACIN II

LA BOMBA DE CALOR


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INTRODUCCIN

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En el funcionamiento de una mquina frigorfica, bsicamente el fluidofrigorgeno llega al condensador, cede una cierta cantidad de calor, que sepierde en el medio ambiente.

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EXTERIOR-40

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INTRODUCCIN

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Labomba de calo r es una mquina fr igo rfica

capaz de ap rovechar el calo r ced ido en el

condensado r para calen tar un determ inado

espacio.

La ventaja fundamental de las bombas de

calor radica en la posibilidad de obtenerfro y calor con la misma mquina, con loque se evita la presencia de dosinstalaciones independientes.


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PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

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El pr incipio de funcio namiento es el m ismo que el

expl icado al com ienzo del captulo, para las

mquin as fr igo rficas .La nica d iferenc ia esten

la finalidad que se persig ue:

La bomba de calor est destinada y

proyectada para producir un efectofrigorfico en el evaporador y un efectocalorfico en el condensador.


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Por lo tanto, si el equipo posee undispositivo automtico que hace que

cambie su funcionamiento de fro a calor,podremos hacer que el mismo evaporadoren verano enfre y en invierno caliente, esdecir, que funcione como calefaccin.


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Cmo se cons igue este dob le func ionam ien to?

A l c irc uito normal s e le in tro du ce un d is po sit iv o

denominadovlvu la de in vers in de cic lo o vlvu la in verso ra.

En f ro es ta vlv u la que se acc io na elctr ic amen te, no es tac ti vada

(po sic in de reposo ).


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OTROS COMPONENTES

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Evacuacin de condensados

Desescarche

Calefaccin de apoyo

Res is tenc ia del crter (en equ ip os de P


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Foco caliente

Foco fro

FUNDAMENTOS TERICOS

WQQ21

absorbida

util

absorbida

til

E

E

P

P

Para el caso de la bomba de calor, cuando funciona comosistema calefactor, la energa ti l es la cedida en elcondensador en forma de energa calorfica yla en er gaabsorb idaes la que necesitamos para el compresor y loselementos auxiliares que pueda llevar la instalacin.

La mquina ms econmicaser la que elimine mayorcantidad de calor -Q2- con elgasto mnimo de trabajomecnico - W -


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FUNDAMENTOS TERICOS

COP = Calor suministrado por el condensador/Energa consumida por el compresor

En una instalacin que pueda considerarse eficaz, el valor de estecoeficiente o rendimiento, es de 2 a 3, e incluso mayor.

El cociente de estas energas, que es el rendimiento.

Se suele designar tambin porCOP,que es la sigla de laexpresin inglesacoeff icient of perfo rmance.(Coeficiente

de prestacin o coeficiente global de eficiencia)


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FUNDAMENTOS TERICOS

Pero segn el Principio de conservacin de la energa, se debe cumplir:

Q1 = Q2 + AW

De acuerdo con la definicin dada, el rendimiento o COP, ser:

WAQ1


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Si sustituimos este valor, nos queda:

11 22

WA

Q

WA

WAQ


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FUNDAMENTOS TERICOS

El rendimiento puede expresarse tambin en funcin de las temperaturasabsolutas del foco caliente, T1, y del foco fro, T2, para ello:

1

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1

21

1

1

1

T

TTT

T

QQ

Q


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El rend im iento de una bom ba de calor ser mayor,cuanto menor sea la diferencia entre las temperaturas del

foco caliente y del foco fro.

Cuanto menor sea la diferencia entre las temperaturas,ms se aproximar su cociente a la unidad, por lo tanto

podemos concluir que:


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A partir de los datos de temperaturas de los focos y de lacantidad de energa aportada a la mquina, es posibleobtener la cantidad de calor cedida al foco caliente Q1, yla sustrada del foco fro, Q2.

21

1

1

TT

T

WAQ21

2

2TT

T

WAQ


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TIPOS DE BOMBAS DE CALOR Y SUAPLICACIN EN LOS EDIFICIOS

Elemento en contacto con el condensador

Elementoen

contacto

con elevaporador

Aire Agua

Aire

Agua

Suelo

Bomba de caloraire-aire

Bomba de caloragua-aire Bomba de caloragua-agua

Bomba de calorsuelo-agua

Bomba de caloraire-agua

Bomba de calorsuelo-aire


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Elementoen

contacto

con elevaporador

Aire Agua

Aire

Agua

Suelo







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Son generalmente equipos de tipo split-system o de tipo partido que funcionando en

invierno lo podemos observar:


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El funcionamiento de este tipo de instalaciones est siempre supeditado a lascondiciones climatolgicas, ya quedisminuye el coeficiente o rendimiento que facilitala mquina a medida que lo hace la temperatura exterior, puesto que es ms difcilcapturar el calor

Cuando la superficie del evaporador tiene una temperaturainferior a 0C, e inferior a la del roco del aire, inevitablemente seforma la escarcha. Es por esto que en los lugares que seregistran temperaturas exteriores que provoquen elescarchamiento del evaporador es imprescindible en la bomba de

calor un sistema de deshielo.El sistema ms habitual consiste endotar al evaporador de unas resistencias elctricas que fundan elhielo.

TIPOS DE BOMBAS DE CALOR Y SU


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Elementoen

contacto

con elevaporador

Aire Agua

Aire

Agua

Suelo







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La bomba de calor aire-agua organizada segn lo descrito consigue ahorrosanuales de combustible casi del 70%.


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Frente al aire, el agua como fuente energtica presenta indudablesventajas de las cuales se pueden destacar:

- Temperatura ms uniforme a lo largo del ao

- Posibilidad de obtener COP ms constantes.

Equipos ms pequeos a igualdad de potencia calorfica a suministrar quelos que utilizan el aire como foco fro.

El nivel de ruido es menor por que las bombas necesarias para laimpulsin del agua son ms silenciosas que los ventiladores necesariospara los equipos de aire

Incluso en pocas fras la favorable temperatura del agua permite que lamquina suministre todas las necesidades calorfica manteniendocoeficientes de prestacin altos

No es preciso en la mayor parte de las ocasiones un apoyo energticoauxiliar.


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Aire Agua

Aire

Agua

Suelo






Bomba de caloragua-agua

Bomba de calor agua-agua


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Bomba de caloragua-agua

Exige adems la construccin de dos pozos separados uno para laalimentacin y otro para el retorno del agua enfriada por el evaporador, en casocontrario se pueden producir problemas de contaminacin en el agua.

Este sistema seutiliza con lacalefaccin porcables radiantesempotrados en elsuelo, permitiendoobtenercoeficientes derendimientossuperiores a cinco;aunque en nuestropas no es elprocedimiento ms

habitual.

Bomba de calor agua-agua


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Bomba de caloragua-aguaTambin resulta muy adecuado el uso de colectores solares

En este caso el evaporador de la mquina se encuentra conectado a unainstalacin de colectores solares

La inversinrequerida para suinstalacin es muyalta, ya que al costede la bomba de calorse le suma el de lainstalacin de loscolectores, amn depresentar la

problemtica de suintegracinarquitectnica.


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Se puede considerartambin como instalacinde todo agua, pues eseste tipo es muy similaral anterior, pero es elsuelo la fuente frapor sutemperatura constante yuniforme.

Es necesaria una considerable cantidad de terreno para enterrar el serpentn,que sirva de captador de energa trmica acumulada en el subsuelo.


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Una disposicin de tipo del serpentn puede ser el de la figura siguiente,colocando dos tubos en la parte inferior de la zanja, recubiertos con treintao40 cm de tierra, se colocan superiormente otros dos tubos de la mismaforma y se recubre con tierra totalmente hasta la superficie.



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CLASIFICACIN DE EQUIPOS

La primera divisin la haremos con respecto al tipo del local que se va aclimatizar:

oDomsticos

oIndustriales

Por otro lado, todos los equipos, ya sean domsticos o industriales, puedendividirse en:

oCompactos.La unidad condensadora y evaporadora estn ensambladasbajo un mismo mueble.

oSplit o partidos. La unidad condensadora y evaporadora estn separadas.En este segundo caso se unen la unidad condensadora y evaporadora entres por medio de la tubera frigorfica.


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Unidad exterior, se compone de:

Compresor

Batera condensadora.

Motoventilador.

Botella antigolpe (no siempre)

Botella de lquido (no siempre)

Filtro frigorfico.

Capilar o vlvula de expansin.

Cuadro elctrico de aparamenta.


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Unidad interior, se compone de:

Batera evaporadora.

Motor ventilador.

Filtro de aire.


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Equipos domsticos. Clasificacin

Deventana. Compactos

Porttiles

Murales

Consolas verticalesConsolas de techo

Baja silueta

Bisplit

Multisplit

Consolas refrigeradas por agua

Enfriadoras de agua. Compactos


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CLASIFICACIN DE EQUIPOS

Domsticos:


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Domsticos:


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Domsticos:


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Domsticos:


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Domsticos:


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Domsticos:


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Domsticos:


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Domsticos:


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Domsticos:


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Domsticos:


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Domsticos:


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Domsticos:


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Domsticos:


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Domsticos:


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Domsticos:


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Industrial:


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Industrial:


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