Los Sistemas VRF como mejor Aliado para proyectos … · Posibilidades de Eficiencia en Edificios Típicos •Edificio de Oficinas Típico • Perfil de Carga: Escenario Base •Perfil

Los Sistemas VRF como mejor

Aliado para proyectos LEED

La importancia del Aire Acondicionado en un Edificio

Electricity

Tap water

Air conditioning Lights

Fire alarm

Lift

< Varios sistemas en un edificio >

Others

Estructura primaria del consumo de energia en un edificio Comercial (from BTS, 2001; ADL, 1999; ADL, 2001)

Utilización de Energía de un típico edificio Comercial

Utilización de la energía en las instalaciones

4

30%

28%

26%

8% 8%

HVAC

Otros

Iluminación

Calentamiento de agua

Equipos de oficina

•Consiste en la realización de determinadas funciones destinadas a proporcion

ar durante todo el año el confort y la calidad del aire interior para la vida de la

s personas o la mejora de los procesos industriales.

¿Qué es el aire acondicionado?

Debe tenerse en cuenta: •El control automático •La preservación del medio ambiente •El menor consumo energético

• Las funciones que debe realizar un equipo de aire acondicionado para co

nfort durante todo el año son:

• Verano

• Enfriamiento y deshumidificación

• Invierno

• Calentamiento y humidificación

• Comunes en todo el año

• Ventilación

• Filtrado

• Circulación

Funciones que debe cumplir

Posibilidades de Eficiencia en Edificios Típicos

• Edificio de Oficinas Típico

• Perfil de Carga: Escenario Base

• Perfil de Carga, Con todas las

• medidas de ahorro aplicadas

Source: Based on modeling performed by ICF International using eQUEST, a DOE-2 based software tool.

• 1. Recursos disponibles

• 2. Propiedades de la fuente de

Energía

• 3. Restricciones Físicas

• 4. Misión de las instalaciones

• 5. Perfil de Cargas

• 6. Restricciones Financieras

• 7. Restricciones de refrigerante

• 8. Mantenimiento / Operaciones

Consideraciones de las instalaciones

Agua

Energía Electricidad, Gas,

Vapor, etc.

8


• 2. Propiedades de la fuente de Energía



• 5. Perfil De Carga





VAPOR

- Costo/ tipo de estructura - Presión - Calidad

ELECTRICIDAD

- Costo/ tipo de estructura - Voltaje - Utilizacion

Gas/Combustible

- Costo/ Tipo de estructura

Espacio en el piso

Nuevo/ Reemplazo Accesibilidad

Espacio exterior










Proceso de Enfriamiento

Enfriamiento de Confort










Capacidad Total

- Carga Mínima

- Carga Máxima

- Horas diarias de

Operación

- Operación por

temporadas

- Ubicación Geográfica

Enfriamiento y Calentamiento

Simultaneos










• Los sistemas de frío se calculan para las condiciones más críticas de verano.

• Los sistemas de calor para las condiciones más críticas de invierno.

• Las condiciones de diseño sólo ocurren 1% del tiempo de operación.

• Los Equipos se dimensionan según estas condiciones extremas.

• Instalaciones muy distintas según el uso.

Diseño de Balance Térmico - Dimensionamiento

• La temperatura del aire es el parámetro más importante

para lograr las condiciones de confort, siendo los márgen

es los siguientes:

• Invierno (ropaje normal) 1 clo: 18 - 23ºC

• Verano (ropas livianas) 0,5 clo: 23 - 27ºC

• Los valores son diferentes según se trate de invierno o ve

rano por el distinto ropaje, alimentación y a las modifica

ciones del metabolismo.

El cuerpo humano se va adaptando naturalmente al

clima exterior.

Temperaturas del aire

• Son aquellas que se logra el máximo de confort que es del 80/ 95%.

• Verano

• Pantalones livianos o cortos, camisas de manga corta o remeras

• Clo 0,5 Met 1,2 Mov.aire 6 a 12 m/min

• Temperatura del aire 24,5ºC Humedad relativa 50 %

• Invierno

• Pantalones gruesos, camisa manga larga y suéter

• Clo 1 Met 1,2 Mov.aire 6 m/min

• Temperatura del aire 21,5ºC Humedad relativa 50 %

Condiciones óptimas de diseño

Presupuesto

Financiamiento

ROI

Consideraciones Tributarias

Descuentos

Concesiones

16










17

Temas ambientales Inventario existente Politica de la compañia Ubicacion de la planta Preferencia










Personal / Experiencia Asuntos existentes - Restricciones de Diseño

18










75% de los costos de edificio son después de la construcción

• Un equipo de diseño integrado proporcionará Edificios Ecológicos

• Valore la Ingeniería al PRINCIPIO “No Valore al Ingeniero” al final

Demanda -- > Estrategias de Diseño, operación y mantenimiento

Eficiencia / Rendimiento Energético de la instalación -- > Estrategias de los Sistemas Mecánicos

Cómo Mejorar la Eficiencia Energética del Sistema de A/A

10 15 20 25 30 35 40

SEER = Coeficiente de Eficiencia Estacional

¿Por qué es importante el SEER?

- El EER no puede representar el desempeño real del equipo ya que la mayor parte del desempeño ocurre a menos de 35℃ y por

debajo del 100%.

- Las condiciones parciales de carga a 25%, 50%, 75% son añadidas en el SEER.

SEER = A*0.03 + B*0.33 + C*0.41 + D*0.23

¿Qué es SEER?

Jul Jan Dec

Temperatura Ambiente Máxima

38℃

-10℃ Cooling

Heating Heating

Bin hours

May Oct

Perfil de Carga de enfriamiento May ~ Oct

Coeficiente parcial Temp. Interior Temp. Ambient EER Factor de Peso

100% 27/19℃ 35℃ A 0.03

75% 27/19℃ 30℃ B 0.33

50% 27/19℃ 25℃ C 0.41

25% 27/19℃ 20℃ D 0.23

*Las condiciones de prueba pueden cambiar de acuerdo al país.

Condiciones más frecuentes para enfriamiento

23% 41%

33%

3%

¿Qué es IEER?

IEER = Coeficiente Integrado de Eficiencia Energética

¿Por qué es importante?

- El EER no puede representar el desempeño real del equipo ya que la mayor parte del desempeño ocurre a menos de 35℃ y por debajo

del 100%.

- El SEER varía dependiendo de las condiciones de temperatura anual de cada país.

- Las condiciones parciales de carga a 25%, 50%, 75% son añadidas en el SEER.

IEER = A*0.020 + B*0.617 + C*0.238 + D*0.125

Coeficiente parcial Temp. interior Temp. Ambient EER Factor de peso

100% 26.7/19.4℃ 35.0℃ A 0.020

75% 26.7/19.4℃ 27.5℃ B 0.617

50% 26.7/19.4℃ 20.0℃ C 0.238

25% 26.7/19.4℃ 18.3℃ D 0.125

Condiciones más frecuentes para enfriamiento

EEV

EEV

Unitario

DVM

2 phase gas

gas

gas

líquido

*Control de refrigerante por la unidad exterior

* Control de refrigerante por cada unidad interior.

Control de Unidades Interiores – On / Off

F3/4 comm.

ON ON ON

Flujo de refrigerante

F3/4 comm.

ON ON OFF

No hay flujo de refrigerante

Encendida

Thermo on

Encendida

Thermo off

Apagada F3/4 comm.

OFF OFF OFF

No hay flujo de refrigerante

Condición U. Int.

ON ON

ON OFF

OFF OFF

Control de Unidades Exteriores– On / Off

OFF OFF OFF OFF OFF

ON OFF OFF OFF ON

ON OFF OFF OFF OFF

*Thermo off

ON OFF ON OFF ON

*Thermo off

* Si cualquier unidad entra en “Thermo On” la u. exterior se encenderá.

*Thermo on

*Thermo on

ON OFF OFF OFF ON

ON OFF ON ON ON

ON OFF ON ON ON

5.2kw 5.2kw 5.2kw 5.2kw

5.2kw 5.2kw 5.2kw 5.2kw

5.2kw 5.2kw 5.2kw 5.2kw

5.2kw

15.6kw

*Thermo off

5.2kw

*Thermo off

Capacidad Objetivo

Unidad exterior

Control de Capacidad– Unidad exterior

□

29 ‘

Comparación VRF vs. Chiller

Sistema VRF Chiller

Expansión Directo Indirecto

Condensación Aire y Agua Aire y Agua

Método de intercambio Refrigerante Agua

Casa de máquinas Única o dividida Única

30 ‘

Intercambio de Energía:

Ducto 42” Tubería de refrigerante 5/8” Tubería 2”

Todas las tuberías mueven la misma cantidad

de energía !!!

□ Comparación VRF vs. Chiller

31 ‘

Ventajas del Sistema VRF

1. Diseño modular e instalación simplificada

2. No desfigura la fachada del edificio

3. Menor espacio de “shafts” para tuberías de refrigerante

4. Es posible subdividir los espacios

5. Fácil instalación sin mayor impacto a la estructura

6. Todas las partes del sistema se integran en un sólo fabricante.

7. Control individual por ambiente

8. Operación en enfriamiento y calentamiento

9. Pequeñas variaciones de la temperatura deseada

10. Bajo consumo en cargas parciales (compresor inverter)

11. Es posible distribuir el consumo de electricidad

12. Sistema de control centralizado integrado

13. Bajo nivel de ruido, 54 a 63 dB (A) (unid. Exteriores)

32 ‘

Desventajas del sistema VRF

1. Costo inicial (sólo equipos)

2. Mantenimiento de unidades interiores (en comparación con grandes manejadoras)

3. Difícil control de CO2 o humedad

4. Se requiere de otras soluciones para cuartos estériles (hospitales, laboratorios)

5. Mayor costo y posibilidad de fugas de refrigerante si la instalación o mantenimiento no es hecho de manera correcta.

33 ‘

Ventajas de los sistemas de Agua Helada

1. Posibilidad de controlar el calor latente, humedad y filtros especiales (cuartos estériles)

2. Menor volumen de refrigerante

3. Mejor desempeño en habitaciones con poco cambio de carga térmica.

34 ‘

Desventajas de los Sistemas de Agua Helada

1. Instalación centralizada (dificultad para expansión/ cambios)

2. Mayor peso sobre la estructura

3. Mayor impacto en la instalación:

Sistema de bombas de agua helada

Casa de máquinas

Sistemas de ductos

4. Múltiples suplidores para el mismo sistema

5. Sólo enfriamiento

6. El sistema de control es tercerizado

7. Alto nivel de ruido en el cuarto de máquinas

Suplidor Único

VRF

Válvulas Sensores

Bombas

Filtros

Múltiples proveedores

Water Chiller

AHU

Chiller

FCU

Torre de enfriamiento

Controles

Tanque de expansión

36 ‘

Comparación entre sistemas

Scroll Chiller Screw Chiller DVM S Split

Comparación entre VRF y Agua Helada

8.91

10.90

9.83 10.20

11.65

8.91

14.70 15.25

18.90 18.41

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.00

18.00

20.00

Split / Self Screw Chiller Scroll Chiller Screw Chiller withFrequency Driver

DVM S

Efic

iên

cia

(Btu

/W)

Efficiency between equipment’s

EER

IEER

38 ‘

Scroll Chiller Screw Chiller DVM S Split / Self

+

BAG

+

BAG

+

FCU

+

FCU


39 ‘

8.91 9.08

8.33 8.59

11.65

8.91

12.68 13.09

15.69

18.41

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.00

18.00

20.00

Split / Self Screw Chiller Scroll Chiller Screw Chiller withFrequency Driver

DVM S

Efic

iên

cia

(Btu

/W)

Efficiency between equipment’s

EER

IEER


Adquisición del aire acondicionado: 3 a 5% Consumo eléctrico: aprox. 50%

Ide

aliz

ació

n d

el

pro

yect

o

Dis

eñ

o y

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Co

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Uso

y

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Costo de operación de un edificio en un período de 50 años:

Site & Microclimate

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