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El circuito RefrigeranteEl circuito Refrigerante
Prespectiva en corte Compresor Scrollp pVálvula tipo Schrader
Conexión de presión
Vál l A ti R t
Apoyo dinámico
Válvula Anti Retorno
Sensor del gas comprimido
Anillo Oldham
Conexión de Entrada
Espiral fijo
Espiral Orbital
Ajuste de presión
Rodamiento principal
Entrada del filtro de gas
Válvula tipo Schrader
Estator
Rodamiento principal
Rotor
Eje Motor
Válvula tipo Schrader
Ventana de inspección del aceite
Rodamiento Inferior
Imán
Scroll – Pistón
Gas caliente
Gas caliente comprimidoAspiración del refrigerante
Válvula de
Scroll Pistón
comprimido
Aspiración del
Espiral
Fija
Válvula de control de Presión
Plato de válvula
Válvula de Entrada
del refrigerante
Espiral
Sellante
Carcasa
Perno del Pistón
Anillo del pistón
Orbital
“Menos” Componentes –menor susceptibilidad– menos
mantenimiento
“Más” componentes por (!) cilindro, mayor susceptibilidad – más
mantenimiento
Pistón
Brazo de conexión
Pistón
mantenimiento mantenimiento
Scroll – Principio de Funcionamientop
Zona de AspiraciónZona de presión intermedia
Zona de alta presión
Salida de Alta Presión
Circuito de gás refrigeranteg g
Zona de CondensaciónZona de Evaporación
Compresor
Entrada intercambiador
Geotérmico
Saída para el circuito de calefacción
Co
nd
en
sad
oEva
po
rad
or
Válvula de expansión
Salida para el intercambiador
Geotérmico
or
Entrada del circuito de calefacción
COP - Parámetro de eficiencia
Rendimiento de una Bomba de Calor
• COP – Coefficient Of Performance
• Definición: C i l h h ú il ( i l – Cociente entre el hecho útil (potencia a la salida) y la potencia de accionamiento del compresor (potencia eléctrica)
• Bombas de calor Waterkotte: 4<COP<6
COP – Parámetro de eficiencia
5%20%100
==BCGCOPEJEMPLO:
Entrada intercambiador
GeotérmicoCompresor
Saída para el circuito de calefacción
Co
nd
en
sad
orE
vap
ora
do
r
Válvula de expansión
Salida para el intercambiador
Geotérmico
r
Entrada del circuito de calefacción
COP - Parámetro de eficiencia
COP das Bombas de Calor
• El COP varía con la diferencia de temperaturas entre el fluido a la entrada del condensador y la salida del evaporador
• La comparación del rendimiento (COP) entre bombas de calor es calculada para las mismas bombas de calor es calculada para las mismas condiciones de trabajo:– Temperatura del fluido a la salida del
condensador
Fuente de CalorFuente de Calor
Fuente de Calor
La tierra es nuestra fuente de calor
Circuitos de la fuente de calor
Circuito abierto (sistema abierto) Circuito (sistema abierto)
intercambio horizontal
(sistema cerrado)
Circuito intercambio
vertical(sistema cerrado)
Circuito abierto (o sistema abierto)
Principio de Funcionamiento
( )
• El fluído que intercambia el calor con la BCG es agua, generalmente captada de acuíferos superficiales y acuíferos superficiales y repuesta posteriormente.
• En estos sistemas el agua que g qintercambia el calor con la bomba de calor es constantemente substituída por outra.por outra.
Circuito abierto (o sistema abierto)
Caracterización del Sistema
( )
• W10/W35 – Entrada de agua de la capa freática en el evaporador a 10ºC y salida del agua del condensador a 35ºC
Requisitos de instalación
• Un pozo de captación de agua• Un pozo de captación de agua
• Un pozo de reposición
• Un intercambiador de protección para el evaporador• Un intercambiador de protección para el evaporador
Circuito abierto (o sistema abierto)
Parámetros de dimensionamiento
( )
•Temperatura mínima del acuífero durante la época de calefacción
T á i d l íf d l é d•Temperatura máxima del acuífero durante la época de refrescamiento (verificación de free-cooling)
•Caudal mínimo disponible (m3/h)p ( )
•Grado de agresividad del agua con los materiales (análisis química y bacteriológica)
•Nivel de contaminación macroscópica (resíduos sólidos)
Circuito abierto (o sistema abierto)
•Distancia entre pozos de captación y reposición (mínimo 15 )
Parámetros de dimensionamiento
( )
metros)
•Determinación del sentido de la corriente del acuífero, para garantizar que la reposición del agua fria no influya en la g q p g ytemperatura del acuífero en la zona de captación
•Generalmente 0,25m3/h de agua = 1kW de Potencia
Sentido de la corrienteSentido de la corriente
Circuito intercambio Horizontal (sistema
Principio de Funcionamiento
(cerrado)
• El calor es retirado del suelo, a través de un fluido que a través de un fluido que circula en tuberias instaladas en horizontal y en un circuito cerrado con el evaporador de la Bomba de calor teniendo la Bomba de calor, teniendo así un intercambio enterrado.
Circuito intercambio Horizontal (sistema
Caracterización del Sistema
(cerrado)
• B0/W35 – Entrada del agua+ anticongelante del circuito horizontal en el evaporador a 0ºC y
salída del agua del condensador a 35ºC
Requisitos de instalación
• Area de instalación disponible (sen construcción)
Circuito intercambio Horizontal (sistema
Parámetros de dimensionamiento
(cerrado)
• Número de horas de funcionamento anuales de la Bomba de calor
• Características geotécnicas del terrenoCaracterísticas geotécnicas del terreno
• Número de circuitos de intercambio en paralelo
• Número de tubos de intercambio por circuitoNúmero de tubos de intercambio por circuito
• Paso (Pitch) de los tubos de intercambio (sonda)
• Longitud y diámetro de la tubería del circuitog y
Circuito intercambio Horizontal (sistema
Dimensionamiento de las áreas de captación
(cerrado)
Característicasdel suelo
Potencia específica de exploración
Para 1800 h/ano Para 2400 h/ano
Seco,Suelo no consistente
10 W/m2 8 W/m2
Suelo Suelo consistente 20-30 W/m2 16-24 W/m2
Suelos arenosos saturados de
/ ill40 W/m2 32 W/m2
agua/ gravillas
Circuito intercambio Vertical (sistema
Princípio de Funcionamento
(cerrado)
• El calor es retirado del suelo, a través de un fluido ,que circula por una tubería instalada en un pozo vertical en circuito cerrado con el evaporador cerrado con el evaporador de la BCG.
Circuito intercambio Vertical (sistema
Caracterización del SistemaB0/W35 E d d l i l
(cerrado)
• B0/W35 – Entrada del agua+anticongelantedel circuito vertical en el evaporador a 0ºC y
salida del agua del condensador a 35ºC
Requisitos de instalación• Área de instalación disponiblep
Circuito intercambio Vertical (sistema
Parámetros de dimensionamento
(cerrado)
• Número de horas de funcionamiento anuales de la Bomba de calor
• Características geotécnicas del terrenoCaracterísticas geotécnicas del terreno
• Potencia de la bomba de calor
• Longitud y diámetro de la tubería del circuitoLongitud y diámetro de la tubería del circuito
Circuito intercambio Vertical (sistema
Parametros de dimensionamientoPotencia específica de
(cerrado)
Característicasdel suelo
Potencia específica de exploración
Para 1800h/ano Para 2400 h/ano
Gravilla, arena sin agua <25 W/m
<20 W/m
Granito 65-85 W/m 55-70 W/m
Arcillas, calizas 45-55 W/m 35-40 W/m
Suelos Arenosos con fuertes 80 - 100 W/m 80-100 W/mcaudales de agua
/ /
Circuito intercambio Vertical (sistema
Parámetros de dimensionamiento
(cerrado)
específica
BCG
PPTotalP =,
W11800Ejemplo:
metrosmWWTotalP 7,196/60
11800, ==
Circuito intercambio Vertical (sistema
Longitud de las Sondas
(cerrado)
• Nivel de Temperatura de la Tierra 10 – 12 °CCapacidad 60 – 80 W/mDesignación Standard B/0 (Brain 0 °C)
Ejemplo: • Ai1+ 5007.4 con potencia de 6.8 kW
6800 W6800 W80 W/m = Sonda de 85 m
Atención:la capacidad térmica de la fuente depende de las características geológicas,las cuales deverán ser siempre verificadas en situ.
Anticongelanteg
• Usar en los sistemas cerrados (circuito intercambio vertical o horizontal)intercambio vertical o horizontal)
• Objetivo: Bajar al punto de congelación (-15ºC)
C t ió d l l d • Concentración de la mezcla de anticongelante:– Aprox. 25% de anticongelante, 75%
aguaagua
• Anticongelante: Etileno- glycol/ Propileno-glicolglicol
Circuito intercambio Vertical (sistema (cerrado)
L d é iLos captadores geotérmicos
Circuito intercambio Vertical (sistema (cerrado)
Fuente de calor - Tierra
Las sondas de captación verticales utilizan el calor almacenado por la utilizan el calor almacenado por la tierra, a través de la energía solar y de las lluvias , para aplicaciones de climatización de edificios climatización de edificios.
Circuito intercambio Vertical (sistema
Diagrama de una d d t ió
(cerrado)
sonda de captación geotérmica.
Circuito intercambio Vertical (sistema
Di i
(cerrado)
Distancias
1 m
2
Distancias Mínimas:- Al punto vecino 2 m- Las calles de utilización pública 1 m
6 m 2 m- De sonda a sonda 6 m
Circuito intercambio Vertical (sistema
Schmutz fänger
Absperrhähne
Hauple i tung mi t 40x3 ,7oder 50x4 ,6 PE-Rohr(Schweißbogen und Schweißmuf fen)Verb indungs le i tung 40x3 ,7 PE-Rohr
Sondenver te i le rColector del circuito geotérmico Válvulas de Corte
Filtro Alimentación con tubo 40x3.7 o 50x4.6 PE (codos y manguitos soldados)Alimentación con tubo 40x3 7 PE y codos soldados
(cerrado)
Wä
(Schweißbogen und Schweißmuf fen)
Hause in führungen
mi t Schweißbogen soldados)Alimentación con tubo 40x3.7 PE y codos soldados
Protección de los circuitos en la Bomba de
Wärmequel lenmodul
WärmepumpeBaure iheDS 5023
entrada a la vivienda Calor Série
DS 50 23
Módulo de la fuente de calor
Fuente de calor - debucho
Ersonde mi t40x3,7 PE-Rohr
Sonda Geotérmica con tubo 40x3.7 PE
Circuito intercambio Vertical (sistema
Ai1+ con sondas geotérmicas
(cerrado)
g
Circuito intercambio Vertical (sistema
La sonda geotérmica• Diâmetro del pozo apróx. 121 mm
(cerrado)
(aproximadamente un CD audio)
• Sonda de captación en U
- Tecnologicamente desarrollada,
- Gran Resistencia
- Condutividad térmica
Tubo de plástico (HDPE)Tubo de plástico (HDPE)
• Larga duración en el tiempo
Circuito intercambio Vertical (sistema
Herramienta de
(cerrado)
Herramienta de perforación
Circuito intercambio Vertical (sistema (cerrado)
Inserción de la sonda
égeotérmica
Circuito intercambio Vertical (sistema (cerrado)
Colector de distribuición
Circuito intercambio Vertical (sistema (cerrado)
El Colector
La fuente de calor WATERKOTTE
Con 30 años de experiencia, WATERKOTTE reconece que la Funte de Calor es el punto más sensible de la instalación y que presenta geralmente grandes incógnitas, muchas veces difíciles de definir, em variables que son cruciales, como por ejemplo:
•Tipo de formación geológica
C i ió hid ló i•Caracterización hidrogeológica
La fuente de calor WATERKOTTE
Con centenas de millares de pozos realizados en pEuropa, de los cuales algunes centenares ya en Portugal, estamos preparados para aconsejar sobre estes trabajos.
Éxito de una instalación Geotérmica
Sistemas convencionais:• Bajo coste de inversión• Expectativas de corto plazo sin tensión ( )(funcionamiento)
• Bajas o inexistentes expectativas a largo plazo ( t d ió )(costes de operación)
• Recta de inversión de declive elevado
Éxito de una instalación Geotérmica
Sistemas Geotérmicos con BCG:• Elevado coste de inversión• Tensión sobre las expectativas de corto plazo ( )(funcionamiento)
• Elevadas expectativas de largo plazo (costes d ió d id )de operación reducidos)
• Recta de inversión de bajo declive
Éxito de una instalación Geotérmica
Aspectos técnicos a cuidar para el éxito:(Sensibilidad de un sistema con Bomba de calor)(Sensibilidad de un sistema con Bomba de calor)
• Fuente de calor (dimensionamiento en balance energético anual y potencia instalada)
• Grupo energético (respetar la naturaleza de la tecnología – inercias, caudales, nº arrancadas y paradas etc)paradas, etc)
• Sistema de difusión de calor y “frio” en el edificio (temperaturas de funcionamiento, aislamientos, etc.)
Éxito de una instalación Geotérmica
CONCLUSIÓN:• Un sistema de climatización de energia• Un sistema de climatización de energia renovable con:• Bajos consumosBajos consumos
• Bajo mantenimiento
• Elevado confort visual
• Elevado confort acústico
• Elevado tiempo de vida útil
Apenas se consigue con…
Éxito de una instalación Geotérmica
CONCLUSIÓN:• Equipos técnicos multidisciplinares (Geología• Equipos técnicos multidisciplinares (Geología, Electrónica, Engº Industrial, Especialistas HVAC)
• Planeamiento anticipado de TODAS LAS FASES DE LA OBRA !!!
• Personal con sentido de responsabilidad, apasionado y con motivación para imnovaciónapasionado y con motivación para imnovación constante (cada instalación es ÚNICA !!!)
FIN !