Comparación de costos para bombas de calor VRF y unidades verticales compactas

Las instalaciones HVAC se caracterizan por la amplia gama de configuraciones de sistemas disponibles, y las decisiones de diseño tienen un impacto significativo en el costo final del proyecto. Este estudio de caso proporciona una comparación de costos detallada para las tres opciones siguientes:

  1. Sistema VRF (LG) con bomba de calor de balcón y fancoils interiores para dos zonas.
  2. Sistema VRF (LG) con bomba de calor en cubierta y fancoils interiores para dos zonas.
  3. Unidad vertical empaquetada (Magic-Pak) en balcón, con aire acondicionado eléctrico y calefacción de gas.

Las tres configuraciones del sistema descritas anteriormente se analizaron para tres diseños de apartamentos, lo que da como resultado nueve escenarios. Los apartamentos considerados tienen las siguientes características:

  1. Un dormitorio, 1,271 ft².
  2. Dos habitaciones, 1,426 pies cuadrados
  3. Tres recámaras, 1,838 pies cuadrados

El sistema VRF de azotea es la opción más cara para los tres diseños de apartamentos, seguido del sistema VRF de balcón. El costo de instalación más bajo se logra con unidades verticales empaquetadas de la serie Magic-Pak M.


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Resumen de costos de las tres opciones de HVAC

La siguiente tabla proporciona los costos mecánicos, eléctricos y de plomería de cada escenario en el caso de estudio. Es importante tener en cuenta que la tabla utiliza cotizaciones reales de contratistas de la ciudad de Nueva York.

Comparación de costos para bombas de calor VRF y unidades verticales compactas

Las unidades verticales empaquetadas conducen a instalaciones HVAC más asequibles por varias razones:

  • Las opciones VRF utilizan bombas de calor y fancoils conectados con largas líneas de refrigerante, mientras que la unidad Magic-Pak consolida el equipo y elimina las conexiones de refrigerante.
  • La unidad Magic-Pak no requiere conexiones de drenaje de condensación, ya que utiliza un drenaje de piso en el balcón.
  • Los sistemas VRF requieren circuitos eléctricos separados para bombas de calor y fancoils, mientras que la unidad Magic-Pak solo usa un circuito. El sistema VRF en la azotea tiene el costo eléctrico más alto, debido a la longitud del circuito que alimenta las bombas de calor.
  • Dado que la unidad Magic-Pak utiliza calefacción a gas, tiene costos de tubería de gas más altos en comparación con las opciones VRF. Sin embargo, estos costos adicionales se compensan con los ahorros en todas las demás instalaciones MEP.
  • La tubería de gas solo sirve a una estufa cuando se utilizan las opciones VRF, de ahí su menor costo.

Las siguientes secciones proporcionan una comparación de costos individuales para las instalaciones mecánicas, eléctricas y de plomería en cada uno de los escenarios considerados.

Instalación mecánica: descripción general y costo

Los siguientes dibujos muestran las ubicaciones de los equipos mecánicos para el sistema VRF con bombas de calor en los balcones de los apartamentos. Las bombas de calor exteriores están etiquetadas como ACCU (unidad condensadora enfriada por aire), mientras que los fancoils interiores están etiquetados como AC.

Comparación de costos para bombas de calor VRF y unidades verticales compactas

Figura 01. Ubicación de equipos mecánicos en departamentos de 1 y 2 dormitorios, con sistema VRF de balcón.

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Figura 02. Ubicaciones de equipos mecánicos en apartamento de 3 habitaciones, con sistema VRF de balcón.

En los tres diseños de apartamentos, el sistema VRF utiliza una bomba de calor exterior y dos fancoils interiores. Las ubicaciones de los equipos interiores son las mismas en la opción VRF de techo, pero el sistema se vuelve más costoso porque las líneas de refrigerante y los circuitos eléctricos son más largos.

Comparación de costos para bombas de calor VRF y unidades verticales compactas

Figura 03. Detalles de instalación de bomba de calor, sistema VRF en azotea.

Las unidades Magic-Pak dan como resultado un diseño mecánico más simple, como se muestra en los siguientes dibujos. El sistema utiliza una sola unidad empaquetada en lugar de condensadores y fan-coils separados, y no es necesario instalar líneas de refrigerante:

Comparación de costos para bombas de calor VRF y unidades verticales compactas

Figura 04. Ubicaciones de equipos mecánicos en apartamentos de 1 y 2 habitaciones, con Magic-Pak.

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Figura 05. Ubicaciones de equipos mecánicos en apartamento de 3 habitaciones, con Magic-Pak.

Dado que la instalación Magic-Pak utiliza menos equipo y es más compacta, tiene el costo más bajo entre las tres opciones. Considere que una instalación compacta logra no solo ahorros en equipos y materiales, sino también ahorros en mano de obra calificada.

Comparación de costos para bombas de calor VRF y unidades verticales compactas

Instalación eléctrica: descripción general y costo

Aunque la instalación mecánica representa la mayor parte del alcance y costo del proyecto, también existen diferencias significativas entre las instalaciones eléctricas en cada opción. El sistema Magic-Pak también tiene los costos eléctricos más bajos, ya que requiere solo un circuito, mientras que las opciones VRF requieren tres circuitos.

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Figura 06. Instalaciones eléctricas para apartamento de 1 y 2 dormitorios, balcón sistema VRF.

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Figura 07. Instalaciones eléctricas para apartamento de 3 habitaciones, balcón sistema VRF.

Los circuitos de bomba de calor se alargan aún más con el sistema VRF de techo, ya que deben llegar a la ubicación indicada en la Figura 03. Aunque los tamaños de conductos y cableado no cambian, la instalación eléctrica se vuelve más costosa debido a la distancia extra recorrida.

Cuando se utilizan unidades Magic-Pak, no es necesario instalar circuitos separados para las unidades fan-coil. La instalación utiliza un solo circuito entre el centro de carga del apartamento y la unidad HVAC empaquetada en el balcón. Los costos de electricidad para los nueve escenarios se comparan en la siguiente tabla.

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Instalación de plomería y gas: descripción general y costo

La opción Magic-Pak elimina las conexiones de drenaje de condensado entre los fancoils y los fregaderos, lo que reduce los costos de plomería. Dado que las unidades compactas se instalan en el balcón, utilizan un desagüe de piso simple.

Comparación de costos para bombas de calor VRF y unidades verticales compactas

La tubería de gas es la única parte del proyecto que se vuelve más costosa, ya que la unidad Magic-Pak especificada usa quemadores de gas para calentar espacios. Por otro lado, las bombas de calor VRF funcionan únicamente con energía eléctrica en ambos modos de funcionamiento, siendo la estufa el único equipo que consume gas natural.

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Figura 08. Diagramas de elevadores de gas para opciones VRF (1 y 2) y Magic-Pak (3)

Como se indica en la siguiente tabla, la tubería de gas es el único elemento que se encarece con las unidades verticales empaquetadas. Sin embargo, los ahorros en todos los demás componentes del sistema son mucho mayores que el costo adicional de las tuberías de gas:

Comparación de costos para bombas de calor VRF y unidades verticales compactas

Comparación de costos finales

Las unidades compactas verticales son la opción HVAC más económica para los tres diseños de apartamentos, como se indica en el siguiente cuadro:

Comparación de costos para bombas de calor VRF y unidades verticales compactas

Figura 08. Comparación de costos para las dos configuraciones del sistema VRF y Magic-Pak.

En este caso de estudio, la mayoría de las instalaciones MEP tienen un costo menor cuando se utilizan unidades verticales empaquetadas. Esto sucede porque se consolidan los equipos mecánicos, utilizando solo un circuito eléctrico y un desagüe de piso por apartamento. La única parte del proyecto que se encarece es la tubería de gas; Las unidades Magic-Pak utilizan calefacción a gas, mientras que las bombas de calor VRF utilizan electricidad tanto para calefacción como para refrigeración.

Un diseño HVAC profesional es el primer paso para obtener información confiable sobre los costos de un proyecto. Una vez que se dispone de un diseño detallado, los contratistas pueden proporcionar cotizaciones precisas para el proyecto HVAC. No se recomiendan las estimaciones de costos basadas en reglas empíricas: conducen a equipos sobredimensionados que son más caros de lo necesario, y los componentes del sistema se pierden fácilmente sin un procedimiento de diseño adecuado.