Soluciones de humedad para bombas de calor residenciales

Nov 02, 2023

Los contratistas de HVAC son responsables de brindar comodidad interior. Sus medios de vida dependen de ello. Los contratistas tienen el desafío de proporcionar el equipo HVAC adecuado y garantizar que brinde un confort interior total, incorporando la combinación adecuada de humedad, calidad del aire y temperatura.

A medida que Estados Unidos adopta el impulso hacia la electrificación, cada vez más propietarios optan por reemplazar sus calderas y aires acondicionados de combustibles fósiles por bombas de calor con o sin conductos.

A través de este intercambio, los contratistas de HVAC deben comprender a fondo los pros y los contras de estos sistemas y estar dispuestos y ser capaces de explicar claramente a los clientes por qué deberían considerar implementar uno en sus residencias.

Si bien son eficientes, las bombas de calor dependen en gran medida del clima y su rendimiento varía según la zona geográfica. Una variable importante es el control de la humedad, especialmente en regiones excesivamente secas/húmedas y calientes/frías. Los contratistas deben estar preparados para manejar los problemas de humidificación y deshumidificación antes, durante y después de la instalación, y cada hogar tiene requisitos diferentes.

Las bombas de calor utilizan serpentines evaporadores y serpentines condensadores. Debido a esto, funcionan de manera muy similar a los refrigeradores o acondicionadores de aire, donde el aire del interior de una casa pasa a través de un serpentín que contiene refrigerante de baja presión. La humedad del aire se acumula en los serpentines a medida que el refrigerante lo enfría y se recoge en una bandeja de drenaje de condensación. La humedad acumulada, llamada condensado, normalmente se drena del recipiente por gravedad o por una bomba.

TRAE EL CALOR: Las bombas de calor utilizan serpentines de condensación. Debido a esto, funcionan de manera muy similar a los refrigeradores o acondicionadores de aire, donde el aire del interior de una casa es forzado a pasar más allá de un serpentín que contiene refrigerante presurizado. (Cortesía de socios de servicios heredados)

El proceso de una bomba de calor que funciona en modo refrigeración es esencialmente el mismo que el de un aire acondicionado. Siempre que una bomba de calor tenga el tamaño adecuado, puede proporcionar cantidades similares de deshumidificación que un aire acondicionado y, al mismo tiempo, ofrecer calefacción eficiente en invierno con el mismo equipo.

La energía latente es la energía absorbida por un sistema, provocando un cambio de fase, sin cambio de temperatura. La energía sensible es la energía del sistema que altera la temperatura sin cambio de fase. Cuando se trata de acondicionar las cargas de calor sensible y latente de una casa, dimensionar correctamente una bomba de calor es el paso más eficaz que puede dar un contratista de HVAC.

"Sin dimensionar adecuadamente el sistema para las condiciones del lugar, la cantidad de calor latente que elimina el sistema suele ser insuficiente, lo que da lugar a una casa caliente y pegajosa o, potencialmente, a una casa enferma", dijo Ryan Green, director de descarbonización. , McNevin Co., un representante de fabricantes de HVAC con sede en Denver. "Si el sistema HVAC no tiene el tamaño, la instalación y la puesta en funcionamiento adecuados, la energía latente liberada durante el proceso de condensación no será suficiente, lo que puede provocar un hogar bochornoso e incómodo".

"Algunos contratistas intentan sobredimensionar la bomba de calor para mejorar el rendimiento de calefacción, lo que genera serpentines de evaporador de gran tamaño y un tiempo de funcionamiento de enfriamiento más corto, lo que en última instancia reduce la eliminación de humedad", dijo Corey Hickman, propietario de Comfort Matters Heating, Cooling & Plumbing, en Maple Grove. , Minnesota. “Es muy importante garantizar que el sistema de conductos actual sea lo suficientemente grande para manejar el flujo de aire requerido. Si bien la velocidad del ventilador y el tamaño del serpentín son importantes, en general, el uso de sistemas con compresores inversores proporcionará la mejor eliminación de la humedad en el verano”.

Una bomba de calor de gran tamaño suele ser más notoria en climas de alta humedad, aunque cada estación afecta al sistema de manera diferente.

"Un acondicionador de aire necesita funcionar un mínimo de 15 a 20 minutos antes de que la capacidad latente del sistema comience a eliminar la humedad del aire", dijo Hickman. “En invierno vemos el efecto contrario. Muchos contratistas instalan humidificadores de derivación y el suministro de aire más frío de la bomba de calor reduce la capacidad del humidificador. Usar un humidificador de vapor producirá resultados mucho mejores y menos desperdicio de agua”.

Cuando se trata de dimensionar adecuadamente un sistema, diferentes contratistas dependen de diferentes métodos.

"Recomiendo encarecidamente a los contratistas que realicen un cálculo de carga ACCA para determinar el tamaño del nuevo sistema", dijo Jeff Reed, vicepresidente de operaciones minoristas de Custom Air Conditioning and Heating Co., Columbus, Ohio. "La tecnología Inverter reduce nuestra preocupación cuando se trata de sobredimensionar el lado del aire acondicionado, ya que estamos más enfocados en alcanzar la carga de calefacción en Ohio".

En caso de duda, busque tiempos de ejecución más prolongados, dijo Nick Bender, gerente de ventas y desarrollo comercial de Minneapolis St. Paul (MSP) Plumbing, Heating, Air en Minneapolis.

"Muchos sistemas están sobredimensionados, lo que realmente puede limitar su capacidad de deshumidificar", afirmó. "Con los sistemas de conductos divididos, la selección del serpentín de refrigerante es muy importante, ya que la superficie del serpentín y el tiempo de funcionamiento afectan su capacidad de deshumidificación".

Los signos de un manejo inadecuado de la humedad incluyen olor a moho, evaporador mohoso, lodo en la línea de la bomba de condensado y condensado en ventanas/paredes. Los contratistas deben dominar la psicrometría y las ciencias de la construcción y poder explicar fácilmente términos como punto de rocío, humedad relativa, efecto chimenea, etc., simplificando la conversación para los clientes.

"Los contratistas deben aplicar estos conceptos básicos para comprender el origen de un problema de humedad", dijo Jon Harrod, gerente de proyectos de HVAC de Halco Energy en Phelps, Nueva York. “Surgen muchas preguntas: ¿El problema de la humedad se debe a cargas masivas de humedad de un sótano húmedo o de un sótano con piso de tierra, pésima deshumidificación de un sistema HVAC de gran tamaño, condensación en superficies mal aisladas o falta de ventilación que permita que la humedad del aire diario actividades para desarrollar? Los contratistas tienen la tarea de responder estas preguntas”.

Al brindar servicio o mantenimiento a una bomba de calor residencial, los contratistas siempre deben verificar la velocidad del ventilador, el serpentín del evaporador, las fugas de aire y más.

"Si no se elimina la humedad en el verano, verifique que la velocidad del ventilador no esté demasiado alta", dijo Hickman. “Por lo general, necesitará entre 350 y 400 cfm por tonelada. También querrás asegurarte de que el serpentín del evaporador esté limpio. Los sistemas, en promedio, están diseñados para eliminar un 70% de calor sensible y un 30% de calor latente, y una bomba de calor de gran tamaño no alcanzará el tiempo de funcionamiento de 15 a 20 minutos necesario para comenzar a eliminar el calor latente. Además, si el sistema de conductos está en el ático, las fugas de aire harán que entre aire húmedo al sistema de conductos”.

Hickman tampoco recomienda a los propietarios de viviendas en climas de alta humedad que pongan el ventilador en la posición de "encendido".

"Hacer funcionar un ventilador constante hará que el agua en el serpentín y la bandeja de drenaje se vuelva a evaporar hacia la casa después de que se apague el compresor", dijo.

Además de los cálculos de pérdida de calor, los contratistas deben considerar realizar una prueba de puerta sopladora para comprender mejor cuánto aire y humedad se intercambia y/o se introduce en la casa.

"Hicimos una prueba de puerta automática en una casa y descubrimos que uno de los propietarios atravesó el panel de yeso con su automóvil, creando un gran agujero", dijo Reed. “El propietario simplemente tapó el agujero con un trozo de madera contrachapada, lo que no detuvo la fuga. Una puerta sopladora nos dirá mucho sobre qué tan suelta está realmente la casa y dónde están las goteras”.

También es una consideración importante la distribución de conductos a áreas que requieren control del exceso de humedad, como sótanos.

"En aplicaciones con mucha humedad, se pueden instalar deshumidificadores separados y conectarlos a sistemas de conductos existentes o tener sus propios sistemas de conductos", dijo Bender. “Hay muchos buenos productos para abordar la humedad; es sólo una cuestión de buena selección e integración de productos y controles”.

El modo seco en una bomba de calor sin ductos es una característica operativa diseñada para disminuir el flujo de aire de la bomba de calor de modo que el volumen de aire se mueva más lentamente a través del evaporador, lo que le da al serpentín más tiempo para exprimir la humedad del aire. Con menos humedad en el aire, los ocupantes generalmente se sienten más frescos y cómodos.

"Cuando la bomba de calor funciona en modo calefacción, no necesita deshumidificarse", dijo Reed. “Esto se debe a que el aire caliente que circula por la casa elimina suavemente la humedad de la habitación. Durante los meses más fríos, se puede utilizar el modo seco una vez que se ha calentado la habitación”.

Si bien el modo seco es efectivo en ciertos usos, Green dijo que es importante recordar que la humedad relativa es relativa a la temperatura interior.

Los contratistas de HVACR deben estar conscientes y dispuestos a brindar las soluciones adecuadas al instalar, mantener y reparar bombas de calor en todos los climas. (Cortesía de socios de servicios heredados)

"El modo seco puede hacer que la temperatura sensible descienda junto con el punto de rocío, reduciendo efectivamente la cantidad de humedad en el aire pero sin afectar el porcentaje de humedad relativa, lo que genera un espacio sobreenfriado", dijo. “Según mi experiencia con salas de piscinas comerciales y casas de cultivo, una mejor estrategia de deshumidificación para aplicaciones residenciales parecería ser el recalentamiento con gas caliente para casas con fugas. Para casas más nuevas (aquellas con menos rotación de aire y una construcción más ajustada), recomendaría un ventilador de recuperación de calor [HRV] o una unidad de procesamiento de aire exterior dedicada con un serpentín de enfriamiento diseñado para reducir el aire por debajo del punto de rocío y un serpentín de recalentamiento diseñado para llevar el aire a una descarga constante de aire neutro a 72 °F y 55 % de humedad relativa”.

Para garantizar que las casas sean eficientes, duraderas y saludables para vivir, es fundamental un control adecuado de la humedad. Los contratistas de HVACR deben estar conscientes y dispuestos a brindar las soluciones adecuadas al instalar, mantener y reparar bombas de calor en todos los climas.

"Un aire acondicionado tradicional o una bomba de calor solo deshumidifica cuando el termostato se lo indica", dijo Harrod. “Para brindar comodidad, los contratistas no solo deben reducir la temperatura del aire; también deben eliminar parte de la humedad del aire”.