Sistema de aire exterior dedicado: SmartSource®

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Los DOAS suministran el 100 por ciento del aire exterior hacia el interior del edificio, lo que mejora la calidad del aire interior y garantiza una ventilación adecuada en el espacio. Conoce más acerca de estos sistemas, adaptables a una amplia gama de condiciones de entrada de aire, ya sea en verano o en invierno

Nelly Romero y Yair Flores / Fotografías: cortesía de Daikin

Ilustración superior. Figura 1. Componentes del SmartSource® DOAS

El uso de la SmartSource® DOAS para acondicionar el aire de ventilación de una bomba de calor permite reducir el tamaño de las unidades y optimizarlas para las cargas de espacios. Conocer los elementos que lo conforman te será de gran ayuda cuando realices un trabajo en campo. Además, otra característica que distingue a los sistemas de aire exterior dedicados (DOAS) es su capacidad para combinarse con sistemas VRV® enfriados por agua.

Además, los DOAS incorporan varias tecnologías nuevas (Figura 1) para brindar un rendimiento superior, logrando una calificación ISMRE2 de 7.1, un 49 por ciento más que la eficiencia mínima del estándar ASHRAE 90.1-2016.

Figura 2. Compresor Scroll

Su funcionamiento depende de los siguientes componentes:

1 Compresores scroll de múltiples etapas
Con ocho etapas de compresión y control de recalentamiento activo, estas unidades proporcionan la capacidad requerida, desde un 100 hasta un 30 por ciento para alcanzar la temperatura del aire de suministro y el nivel de humedad deseados.

Figura 3. Válvula moduladora de recalentamiento de gas

2 Válvula moduladora de recalentamiento de gas caliente
La aplicación típica de los DOAS es proporcionar “aire neutro” entre 70 y 75 °F, y una humedad relativa inferior al 50 por ciento. En el modo de deshumidificación, el aire que ingresa debe enfriarse a 55 °F o menos para eliminar la humedad del aire y luego recalentarse a la temperatura de suministro deseada.

En este modo, los DOAS tipo bomba de calor utilizan una válvula de recalentamiento de gas caliente completamente modulante para lograr una precisión de temperatura del aire de suministro de ± 1 °F. La modulación del gas caliente para recalentamiento también se puede utilizar en el modo de enfriamiento para proporcionar un control preciso de la temperatura del aire de suministro con un uso mínimo de éste.

Figura 4. Válvula de expansión electrónica

3 Válvula de expansión electrónica
La unidad SmartSource® DOAS utiliza una válvula de expansión electrónica para proporcionar un control preciso del recalentamiento y un funcionamiento estable del sistema.

Los controles MicroTech® monitorean la temperatura y la presión del refrigerante en el lado de succión, para controlar el recalentamiento de succión dentro de un rango ± 1 °F del punto de ajuste. El sobrecalentamiento objetivo se ajusta dinámicamente junto con la puesta en escena del compresor para cumplir con precisión la temperatura del aire de descarga definida por el usuario.

Figura 5. Motor ECM

4 Ventilador ECM sin flecha
El sistema utiliza un ventilador curvo hacia adelante con motor integral electrónicamente conmutado (ECM), que actúa como el eje de la rueda del ventilador. Con el flujo de aire sin restricciones entrando a ambos lados, se requiere menos energía para entregar el caudal de aire deseado. Gracias a esta tecnología, la unidad puede ser utilizada para aplicaciones de volumen constante o variable. El flujo de aire de diseño puede seleccionarse entre el 70 y el 200 por ciento del flujo de aire nominal, y se puede alcanzar una caída de presión estática externa de 2.0” o superior con el flujo de aire nominal de la unidad.

Figura 6. Tecnología SmartBoost

5 Tecnología de calefacción SmartBoost™
Los serpentines de gas caliente para recalentamiento suelen utilizarse exclusivamente para recalentar en modo de deshumidificación, pero están inactivos en modos básicos de enfriamiento o calentamiento. La tecnología SmartBoost™ utiliza este serpentín en el modo de calefacción para aumentar la capacidad y la eficiencia. El uso del SmartBoost™, además del serpentín de expansión directa primario de la unidad, permite a la bomba de calor calentar el aire entrante tan bajo como 0 °F sin el uso de precalentamiento, y lograr eficiencias de calentamiento tan altas como 5.1 ISCOP2 por AHRI 920-2020.

Figura 7. Intercambiador de placas

6 Intercambiador de calor de placas soldadas
La SmartSource® DOAS utiliza un intercambiador de calor de placas soldadas (BPHE) con un diseño asimétrico para transferir eficientemente la energía entre el refrigerante y el circuito del fluido. Con este diseño los conductos de agua son significativamente más grandes que los conductos de refrigerante, lo que resulta en una menor caída de la presión del agua y reduce la susceptibilidad al incrustamiento.

Las conexiones de agua realizadas en campo se hacen directamente al intercambiador de calor, eliminando posibles fugas de agua en las uniones de las tuberías internas.

7 Unidad de control MicroTech®
Se trata de un microprocesador que proporciona un manejo sofisticado del equipo. El controlador monitorea los dispositivos de seguridad para proteger la unidad de condiciones de operación inseguras, controlando las válvulas, las etapas del compresor y la operación del ventilador para una operación eficiente del sistema. También protege contra el congelamiento del agua en el intercambiador, así como contra el desbordamiento del agua de condensados.

Controles de seguridad incluidos:

  • Interruptores de presión en la línea de descarga de refrigerante
  • Interruptores de presión en la línea de succión del refrigerante
  • Protección contra congelamiento en el serpentín
  • Monitor de fases y voltaje
  • Protección de los niveles de aceite del compresor
  • Sensor de protección contra el desbordamiento de condensados

Figura 8. Tarjeta de control

Es posible acceder al control dentro de la caja de control eléctrico a través del panel de acceso superior frontal.

Integraciones de control
El control MicroTech® tiene la capacidad de comunicarse a través de BACnet MS/TP, diseñado para integrarse a sistemas de automatización de edificios (BAS). El controlador de la unidad se programa y se prueba con toda la lógica necesaria para supervisar y controlar la unidad.

Interfaz local para el usuario (LUI)
Esta interfaz muestra los estados del modo de operación y las funciones del ventilador. En la pantalla digital se puede visualizar la siguiente información del equipo:

  • Temperatura del aire de suministro y los puntos de ajuste del punto de rocío
  • Temperatura actual del aire en las áreas
  • Volumen de aire actual
  • Códigos de error para un diagnóstico rápido en la unidad

Figura 9. Controlador MicroTech

El uso de SmartSource® DOAS, en conjunto con las tecnologías que lo integran, lo convierten en una solución ideal para proyectos donde la calidad del aire es primordial.
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Nelly Romero
Ingeniera mecánica egresada de la UNAM. Experta en diseño de equipos HVAC de aplicado y VRV®. Actualmente, colabora en Daikin México como ingeniera de soporte técnico.

Yair Flores
Ingeniero mecánico egresado de la UNAM. Especialista en el diseño de equipos HVAC de aplicado y VRV®. Actualmente, colabora en Daikin México como ingeniero de soporte técnico.