INSTALACIONES DE CALEFACCIÓN
NORMATIVA EN VIGOR
RITE. Reglamento de Instalaciones Térmicas en losEdificios.
ITE. Instrucciones Técnicas
PROYECTO DE CALEFACCIÓNCONSIDERACIONES GENERALES
Perdidas de Calor al exterior.Mejora del rendimiento térmico de los cerramientos CTE
•Orientación y exposición del edificio•Aislamientos•Superficie de Huecos•Doble acristalamiento
Aporte de Calor. Foco caloríficoDimensionamiento. Potencia, ubicación,…
Tipo de combustible. Sólidos, líquidos, gaseosos
Sistema de difusión de calor
INSTALACIÓN DE CALEFACCIÓNDiagrama de bloques
Producción
de calorDistribución
Emisión
de calor
Locales
Aportación emisores
Ganancias internas
Ambiente exterior
Ganancias exteriores
Pérdidas
Energía
exterior
Qu QoQnom
Control propio del generador
Control de generación de calor
Interacción EMISORES-GENERADOR
Control de emisores
INSTALACIÓN DE CALEFACCIÓNClasificación. Criterio: potencia instalada
Grupos Térmicos de potencias < 70 kWPueden ser mixtos (ACS y Calefacción)No se exige proyecto, basta con documentación del instalador
Grupos Térmicos de potencias >70 kWNo pueden ser mixtasSe exige proyecto
Según RITE, se dispone de una sola caldera, cuando la potencia total sea ≤ 400 kW
INSTALACIÓN DE CALEFACCIÓNClasificación. Criterio de grado de centralización
Central Individual. ( < 70 kW ).
Cada usuario controla su foco de calor independientemente del resto
Central Colectiva (>70 kW)
El foco de calor es el mismo para todos los usuarios
La diferencia fundamental reside en la exigencia de no intercambiar el calorobtenido con todos los espacios vecinos si éstos no están calefactadossimultáneamente.
Cuadro de decisión
CRITERIO INDIVIDUAL COLECTIVA
Sencillez de
ejecución
Gran simplicidad Salas de calderas. Complejo
Potencias
resultantes
Casi el doble Casi la mitad
Seguridad,
Fiabilidad
“Demasiadas manos” Un mantenedor
Espacio requerido Poco Grandes salas de calderas
Exigencias
Reglamentarias
Muy pocas
Ni siquiera proyecto
Salas de calderas
Almacenamiento. Reglamento de
Instalaciones petrolíferas
Adaptación de
demanda
energética
Gran adaptación en
fraccionamiento de potencia
Cabe la regulación, pero al final la
adaptación es imperfecta
Adaptación al
usuario
Gran adaptación a Tª y Gasto.
Adaptarse a las épocas del año
La comunidad decide
CRITERIO INDIVIDUAL COLECTIVA
η inst. de
generación de Q∑ηi
Rendimiento Único.
Factor de escala
η final de la
instalación
Según un reciente estudio del CEE (centro de estudio energéticos), realizado
en toda la geografía española, concluye que contrariamente a lo considerado
hasta el momento:
η energético: Individuales > Colectivas
Consumo Total ; Individuales < Colectivas
Instalador Simplicidad de montaje, Facilidad
control
Complejas salas de calderas,
Mantenimiento
Arquitecto Permite organizar
constructivamente el edificio
minimizando pérdidas por vivienda
Pérdidas de la envolvente
Económico Alto costo de sala de calderas,
Complejidad de diseño, Coste del
espacio indisponible, Coste de
mantenimiento
η : Rendimiento
Caldera y quemador
Tuberías
Radiadores
Vaso de expansión
Bomba de circulación
Chimenea y
conducto de humos
Purgadores
Centralita de
regulación
Sala de caldera
Sonda Tª ext
Válvula 3 vías
CENTRAL COLECTIVA
CENTRAL INDIVIDUAL
Calderas Individuales
INSTALACIÓN DE CALEFACCIÓNClasificación. Criterio de mecanismos de transmisión de calor
Convección. Natural. ( radiadores, convectores)Forzada. ( Fan-coils)
Radiación (suelos radiantes)
Convección Natural
• Es la cesión de calor a través de radiadores o convectores, aunque en radiadores, existe una pequeña porción de radiación.
• Existen diversas variantes: eléctricos, aceite, agua (el más común).
• Su funcionamiento se basa en la variación del peso específico del agua caliente y fría. TERMOSIFÓN.
• Este mecanismo se mejora con la introducción de bombas en el circuito, provocando una mayor adecuación a las instalaciones.
• Se consiguen calentar radiadores a mayor distancia• Se calientan radiadores por debajo de la caldera• La presión de la instalación es regulable• …pero consumen energía eléctrica, claro que el quemador y los
sistemas de control, también.
Sistema
Convección
Natural.
Monotubular
Sistema Convección Natural.
Bitubular
CON válvulas de equilibradoSIN válvulas de equilibrado
Convección Forzada
• Es la cesión de calor a través de aire calentado mediante un foco de calor, que es distribuido al interior del local
• Gran ventaja: instalando filtros y humectadores se puede lograr el acondicionamiento higrotérmico de los locales, mediante los CLIMATIZADORES (entre otros los fan-coils)
• El aire se distribuye mediante conductos y rejillas que direccionan el aire de entrada al local
• El aire de entrada puede ser:• Exterior. Demasiado salto térmico. Antieconómico por el alto consumo
para calentarlo.• Recirculado. Complicaciones higiénicas.
• Proporción de aire recirculado. Tratamiento sanitario.
Convección Forzada
• Los conductos son vías de propagación de la llama, con lo que es necesario incluir cortafuegos.
• En instalaciones colectivas contempla gran complicación la distribución de conductos.
• Buen sistema para contrarrestar las condensaciones, debido al control higrotérmico. También, reseca el aire.
• Poca inercia, es decir, calentamiento y enfriamiento rápido del ambiente calefactado.
• Comparativa con convección natural……
CRITERIO CONVECCIÓN NATURAL CONVECCIÓN FORZADA
Mecanismo de
caldeo
Calienta sobretodo las superficies
Gran inercia
Caliente el ambiente, no las
superficies
Poca inercia
Aislamiento En capas exteriores
El cerramiento contribuye al estar
caliente
En capas interiores, para que todo
el calor quede en el ambiente, no
malgastando calorías.
Consecuencias Lentitud Efecto “pared fría”, “pies fríos”
“Calentar aire” VS “echar aire caliente”
Convección Radiación
• La radiación se rige por la Ley de Stephan-Boltzmann. Un cuerpo se caliente o enfria en función de la relación entre su temperatura y la de los cuerpos que lo rodean.
La sensación térmica es la misma si calentamos un local o sus superficies perimetrales.
Trs= (R+T)/2
R: Tª media paramentos vista desde el centro
T: Temperatura seca del aire
Convección Radiación
• Paredes radiantes: Usado mucho en países nórdicos• Exigen grandes espesores• Son caras.
•Techos radiantes: Tienen una limitación de temperatura, lo que hace que tenga que utilizarse mucha superficie.
•Mayor uso con hilo radiante.
•Suelo radiante. El más utilizado en nuestro país.•No se presenta a la vista. Aprovechamiento máximo del espacio•La transmisión de calor se hace a temperaturas bajas
•Apropiado para otras fuentes de energía como bombas de calor o paneles solares
•La distribución del calor es muy adecuada para el confort ambiental•La circulación de agua debe ser siempre forzada. Grandes pérdidas de carga.
Entonces, la elección de un sistema de calefacción concreto
tiene gran cantidad de factores a considerar:
Necesidades de espacio (comunitario, privativo…)
Adopción o no de salas de calderas
Técnicas de aislamientoBuscando un comportamiento térmico del edificio concreto
Seguimiento en la explotación y uso de la instalaciónCombustible a utilizarFactor de seguridad de la instalación
Almacenamiento de combustibleExigencias reglamentariasComplejidad del diseño de depósitosProblemática frente a seguridad
Cambio por soluciones energéticas basadas en gases manufacturados y electricidad
CALDERASImágenes recogidas del catálogo ROCA: MANUAL PRÁCTICO DE CALEFACCIÓN DOMÉSTICA
ELEMENTOS CONSTITUYENTES DE UN SISTEMA DE CALEFACCIÓN
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ELEMENTOS CONSTITUYENTES DE UN SISTEMA DE CALEFACCIÓN
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ELEMENTOS CONSTITUYENTES DE UN SISTEMA DE CALEFACCIÓN
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?ACUMULADORES
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LLAVES de REGLAJEImágenes recogidas del catálogo ROCA: MANUAL PRÁCTICO DE CALEFACCIÓN DOMÉSTICA
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ELEMENTOS CONSTITUYENTES DE UN SISTEMA DE CALEFACCIÓN
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ELEMENTOS CONSTITUYENTES DE UN SISTEMA DE CALEFACCIÓN
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ELEMENTOS CONSTITUYENTES DE UN SISTEMA DE CALEFACCIÓN
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ELEMENTOS CONSTITUYENTES DE UN SISTEMA DE CALEFACCIÓN
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ELEMENTOS CONSTITUYENTES DE UN SISTEMA DE CALEFACCIÓN
COMPLEMENTOS:
Purgadores
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ELEMENTOS CONSTITUYENTES DE UN SISTEMA DE CALEFACCIÓN
COMPLEMENTOS:
Purgadores
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ELEMENTOS CONSTITUYENTES DE UN SISTEMA DE CALEFACCIÓN
COMPLEMENTOS:
Control
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ELEMENTOS CONSTITUYENTES DE UN SISTEMA DE CALEFACCIÓN
COMPLEMENTOS:
Control
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ELEMENTOS CONSTITUYENTES DE UN SISTEMA DE CALEFACCIÓN
COMPLEMENTOS:
Control
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COMPLEMENTOS:
Control
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ELEMENTOS CONSTITUYENTES DE UN SISTEMA DE CALEFACCIÓN
COMPLEMENTOS:
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ELEMENTOS CONSTITUYENTES DE UN SISTEMA DE CALEFACCIÓN
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ELEMENTOS CONSTITUYENTES DE UN SISTEMA DE CALEFACCIÓN
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ELEMENTOS CONSTITUYENTES DE UN SISTEMA DE CALEFACCIÓN
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ELEMENTOS CONSTITUYENTES DE UN SISTEMA DE CALEFACCIÓN
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ELEMENTOS CONSTITUYENTES DE UN SISTEMA DE CALEFACCIÓN
CLASIFICACIÓN Y CARACTERÍSTICAS DE LOS COMBUSTIBLES
Criterio económico:•El tipo de energía a utilizar repercute directamente en el coste de explotación
Otros Criterios:• La facilidad de almacenamiento• La limpieza• Contaminación• Mantenimiento• etc.
CLASIFICACIÓN Y CARACTERÍSTICAS DE LOS COMBUSTIBLES
Los combustibles se dividen en:•Sólidos•Líquidos•Gaseosos
CLASIFICACIÓN Y CARACTERÍSTICAS DE LOS COMBUSTIBLES
Combustibles Sólidos• Leña • Carbón• Actualmente biomasa ( astillas madera, calderas de orujillo, calderas de pellets,
huesos de aceituna, cáscara de almendra…)
Combustibles líquidos• Dentro de este grupo de combustibles, desde el punto de vista de utilización
doméstica, el más utilizado es sin lugar a dudas, el gasóleo C. • Se obtiene del petróleo, del cual provienen otros productos• Se clasifican como sigue (Orden 21/6/1968. BOE 159):
Clase A. Hidrocarburos que a presión normal son gases (metano, propano, butano.
Los combustibles de clase A, están sometidos al Reglamento de Combustibles Gaseosos
Clase B. Hidrocarburos cuyo punto de inflamación es menor de 55ºC (gasolina, disolventes)
Clase C. Hidrocarburos cuyo punto de inflamación esta comprendido entre 55ºC 120ºC (fuel oil, gasóleo)
Los combustibles de clase B y C, están sometidos al Reglamento de Combustibles Líquidos y se encuentran reguladas por el Real decreto 1523/1999, del 1 de octubre, de título:"instalaciones de almacenamiento de combustibles y carburantes líquidos para su consumo en la propia instalación".
Clase D. Hidrocarburos cuyo punto de inflamación es superior a 120ºC (asfaltos, parafinas, lubricantes)C
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E 1
59
):
ALMACENAMIENTO DE LOS COMBUSTIBLES LÍQUIDOS
D I S E Ñ O
NORMAS A CUMPLIR• UNE EN 976• UNE 53432• UNE 53496• UNE 62351• UNE 62352
MATERIALES A EMPLEAR• Chapa de acero• Polietileno alta densidad• Plástico reforzado con fibra de vidrio• Otros materiales análogos
•Podrán ser de doble pared
•Podrán ser compartimentados
V E N T I L A C I Ó N ( c o m b u s t i b l e s l í q u i d o s ) :
• Los tanques dispondrán de una tubería de ventilación de :o Diámetro interior ≥ 25mm para V ≤ 3.000 litroso Diámetro interior ≥ 40mm para V ≥ 3.000 litros
• Esta tubería desembocará de tal manera que los vapores que emita no afecten a locales vecinos, ni entren en contacto con fuentes que provoquen su inflamación
• Se protegerá su salida contra la introducción de cuerpos extraños.
• Se calculará de forma que la evacuación de los gases no provoquen sobrepresión en el depósito o tanque
• Para V ≤ 1.500 litros de productos de clase C o D, la tubería podrá desembocar en locales cerrados con una superficie mínima de ventilación de 200 cm2.
• Tendrá una pendiente mínima hacia el tanque del 1% para favorecer la evacuación de condensados
I N S TA L A C I O N ( c o m b u s t i b l e s l í q u i d o s ) :
Según su instalación, se clasifican en :
• ENTERRADOS, en interior o exterior del edificio
• DE SUPERFICIE, en interior o exterior del edificio
• EN FOSAS, cerradas, abiertas y semiabiertas
• SEMIENTERRADOS
Para su instalación, se seguirán las normas:
UNE EN 976 (2) UNE 109500
UNE 5399 UNE 109501
UNE 53990 UNE 109502
Los tanques se instalarán con detección de fugas
•Cubeto con tubo buzo
•Doble pared con detección de fugas
•Otro sistema autorizado
La distancia desde cualquier parte del tanque e los límites de propiedad no
será inferior a medio metro
La capacidad de almacenamiento en el interior de edificios será de:
• 30 m³ para los productos de clase B (gasolina, disolventes)
• 100 m³ para los de clase C y D (fuel-oil, gasoleo C)
DEPÓSITOS ENTERRADOS
<<Detección de fugas
TEMA 5
Si son simple pared Contenidos en cubetos
Si V< 1000 litros, para productos B,C, no precisan cubeto, disponiendo
una bandeja de recogida.
Pueden ser de interior o exterior
Interior de edificios
o La capacidad máxima de almacenamiento será de:
• 3 m³ para los productos de clase B
• 100 m³ para los de clase C y D
o Configuración
•Si V(C,D) ≤ 5.000 litros Tanque y Caldera pueden ubicarse
en el mismo recinto a una distancia uno de otro de:
• d ≥ 50 cm con tabique separador
• d ≥ 100 cm sin tabique separador
•Si Clase B o Clase (C,D) con V>5.000 l Recintos ≠
oTª superficial del tanque ≤ 40º
o Las puertas y ventanas abrirán al exterior
DEPÓSITOS EN SUPERFICIE
DEPÓSITOS EN SUPERFICIE EN INTERIOR DE EDIFICIOS
DEPÓSITOS EN SUPERFICIE EN INTERIOR DE EDIFICIOS
DEPÓSITOS EN FOSAS
Fosa Cerrada (~ en superficie e interior).Enterrada y con cubiertaSu diseño y dimensiones se proyecta como si fuera de
superficie, ubicado en interior de edificios
Fosa Abierta (~ en superficie y exterior).Enterrada y sin cubiertaSu diseño y dimensiones se proyecta como si fuera de
superficie, ubicado en exterior de edificios
Fosa Semiabierta.Enterrada y con cubierta, pero no cerrada.Permite la ventilación naturalSu diseño y dimensiones se proyecta como si fuera
fosa abierta
Fosa cerrada
COMBUSTIBLES GASEOSOS (GLP: Gas Licuado del Petróleo)
• Se clasifican según la norma UNE 60002-90 en:
• Familia 1ª. Gas ciudad y sus variantes, el índice de Wobbe es bajo.
• Familia 2ª. Gas natural y sus variantes, índice de Wobbe con valor medio
• Familia 3ª. Gas propano y butano, índice de Wobbe alto.
• Los gases de una misma familia son intercambiables entre si, siempre que tengan Gasto
calorífico y Estabilidad de la llama similares.
• pero no ocurre lo mismo con gases de distinta familia.
d
PCSWÍndice de Wobbe
PCS PODER CALOFÍFICO SUPERIOR [kcal/m3] del gas
Densidad del gas respecto al aire
En lo referente a dimensiones de los depósitos, no existe una normalización oficial, pero como
orientación se indicaran los modelos recogidos en la antigua NTE correspondiente, en su tabla 5.1
a y b, con los siguientes valores:
Según su construcción y montaje los podemos clasificar en:
• Aéreos o de superficie• Enterrados o subterráneos• Semienterrados• En Azoteas
Aéreos o de superficie
Boca de carga
Válvula de seguridad
Válvula de salida de GLP, en fase líquida
Indicador nivel
Válvula de retención
Dispositivo de salida de GLP, en fase gaseosa
Manómetro
Indicador de nivel magnético de medida continua
Toma de tierra Drenaje
Limitador presión Válvula de salida
Cerca metálica
Enterrados o subterráneos
a) mayor o igual a 50 cm
b) mayor o igual a 20 cm
c) mayor o igual a 30 cm a capa y 50 cm a nivel
del terreno
Semienterrados
En Azoteas
Hemos visto…
ALMACENAMIENTO CONBUSTIBLES
Ahora veremos…
• SALAS DE MÁQUINAS, CHIMENEAS, CONDUCTOS HUMOS
• CLADERAS Y QUEMADORES
• REDES DE TUBERÍAS
• ELEMENTOS DE CALDEO
• ELEMENTOS COMPLEMENTARIOS Y ACCESORIOS
SALAS DE MÁQUINAS, CHIMENEAS, CONDUCTOS HUMOS
UBICACIÓNPueden ubicarse en cualquier planta del edificio, pero…
• Si combustible líquido, es necesario un grupo de presión que impulse el combustible desde el depósito, que habitualmente estará en el sótano, con lo que la sala de máquinas, habitualmente estará junto al depósito.• Si combustible gaseoso, el RIGLO (Reglamento de instalaciones de gas en locales
destinados a usos domésticos, colectivos o comerciales ), prohíbe instalar aparatos de gas en plantas inferiores al primer sótano posible instalación en AZOTEAS
Liberar espacios en plantas bajas o sótanos
Elimina conductos de humos que recorren todo el edificio.
Mejoran la ventilación
SALAS DE MÁQUINAS, CHIMENEAS, CONDUCTOS HUMOS
VENTILACIÓN
No se permite ventilar en otro recinto cerrado, aunque disponga de ventilación directa
Tipos : Natural directa, Natural indirecta, Forzada
Natural directa. Algún cerramiento está en contacto con el exterior. (DESEABLE)•Sección mínima : SV ≥ 5 PN ; con SV secc. libre de ventilación (cm2)
PN Potencia nominal (kW)
Natural Indirecta. Mediante conductos de < de 10 metros de recorrido horizontal•Dos conductos: Uno cerca del suelo (impulsión),
Otro cerca del techo (extracción)•Situados en paredes opuestas se consigue la ventilación cruzada•Sección mínima: En conductos verticales SV ≥ 6,5 PN
En conductos horizontales SV ≥ 10 PN Forzada. Mediante un ventilador enclavado con el quemador, que impulsa el aire al interior de la sala
SALAS DE MÁQUINAS, CHIMENEAS, CONDUCTOS HUMOS
VENTILACIÓN
Forzada. Mediante un ventilador enclavado con el quemador, que impulsa el aire al interior de la sala, y un segundo conducto en la pared opuesta a la entrada del aire para no mantener en sobrepresión la sala.
Se recomienda, igual que antes, impulsión por suelo, y extracción por techo.
Qmin ventilación ≥ 1,8 PN
En general, siempre que podamos…ventilación directa, y entradas de aire directas y por la parte inferior de los paramentos
SALAS DE MÁQUINAS, CHIMENEAS, CONDUCTOS HUMOS
DIMENSIONES Y EXIGENCIAS
• Debe haber espacio libre para labores de operación y mantenimientoLo normal: 70 cm a los lados y 80 cm al techo.
• Accesos. Desde cualquier punto de la sala a un acceso la distancia máxima es de 15 m
•Dos equipos de extinción de incendios: Uno interior y otro recayente a exterior.
•Si acceso desde interior, debe preverse un vestíbulo previo, para evitar el efecto de TIRO NATURAL.
SALAS DE MÁQUINAS, CHIMENEAS, CONDUCTOS HUMOS
CONDICIONES CONSTRUCTIVAS
•Se consideran las salas de calderas como sectores de incendios, con lo que deben estar compartimentados con resistencia ante el fuego de sus elementos delimitadores y estructurales
•Las calderas originan ruidos. Se recomienda…•Cerramientos de 11,5 cm de hormigón o ladrillo macizo.....RF-180 (NBE-CPI-96)•Revestimientos de mortero rico en cemento………………………M0 (NBE-CPI-96)•Techos acústicos•Pavimentos de terrazo o gres. (fácil limpieza)
•Si el local contiguo es habitable…separación acústica suficiente
En general…dificultades normativas, de diseño y tramitación…condicionan su elección.
SALAS DE MÁQUINAS, CHIMENEAS, CONDUCTOS HUMOS
CHIMENEAS Y CONDUCTOS DE HUMOS
Su diseño debe provocar la depresión indicada por el fabricante de la caldera para mantener el tiro necesario
Debe preverse, a parte de la chimenea, un conducto exclusivo para ventilar la sala.•El quemador necesita oxígeno para la combustión•Ayuda a mantener la Tª de la sala por debajo de los 35º
Se ubicará preferiblemente dentro del edificio, con material refractario (hormigón
resistente al ácido, material cerámico, acero inoxidable), debiendo aislarse adecuadamente.Ej. típico: conductos de bloque de hormigón, con aislamiento en lana mineral de 5cm y trasdosado de ladrillo
Se evitarán las asperezas en paredes, las reducciones de sección, dos codos a 90º máximo. Todo para minimizar las pérdidas de carga.
Pérdidas Térmicas =f(superficie) Chimeneas circulares Envolvente mínimaEj. típico: chimeneas modulares de doble pared aislada en acero inoxidable
Para un buen rendimiento, cada caldera debe tener su conducto de evacuación independiente
CALDERAS Y QUEMADORES
Según su potencia< 70 kW. Pueden ser mixtas>70 kW. No pueden ser mixtas
Según el tipo de caldera• Caldera de tipo tradicional, con hogar a presión o en depresión, con quemador a presión o atmosférico, y combustible sólido, líquido o gaseoso.• Caldera específica de gas, con quemador atmosférico para gas propano o butano
Para potencias grandes, se aconseja el fraccionamiento de potencia mayor adecuación a la demanda mayor ahorro energético.
• Esto no es aplicable a las chimeneas, pues se aconseja una por caldera.
Ahorros de combustible ~ 10%Ej. Típico. 1ª caldera: 65% de la PN
2ª caldera:35% de la PN
REGULACIÓN
CALDERAS ESPECÍFICAS DE GAS (en depresión)
TIPO MURAL• Son de pequeña potencia. Uso individual• Pueden ser mixtas• Quemadores de tipo atmosférico
CALDERAS DE PIE• Mayores potencias (< 70 kW)• Son de chapa de acero• Quemadores atmosféricos• Se usan en viviendas unifamiliares grandes
QUEMADORES• Para combustibles sólidos, líquidos y gaseosos• De una marcha, 2 marchas, proporcionales, modulantes
REDES DE TUBERÍAS
Materiales: Acero, cobre, plástico
ACERO. “hierro negro”•Alta resistencia a la rotura•Fácilmente atacables por la oxidación•Necesitan estar galvanizadas. Cuidado con las soldaduras, pinturas anticorrosivas•Suelen montarse con tubos y accesorios roscados
COBRE.• Más caro•Gran facilidad de montaje, gran adaptación a cualquier trazado•Gran resistencia a presiones interiores permite pequeños espesores precaución en curvas con estrangulamientos•Soldadura muy sencillas Fácil puesta en obra Mano de obra barata.•Precaución: No mezclar cobre y acero Corrosión Galvánica (pila electroquímica) corrosión del acero.
PLASTICO•Se está convirtiendo en el gran sustitutivo del cobre, pero para Tª no excesivamente altas
REDES DE TUBERÍAS
PLASTICO• Se está convirtiendo en el gran sustitutivo del cobre, pero para Tª no excesivamente altas• Muy utilizado para instalaciones de suelo radiante• Muy utilizado para instalaciones de ACS• No tan usado en instalaciones de calefacción por radiadores, por las altas Tª de trabajo
El PE-R aguanta Tª de hasta 95º
En general, es de importancia:•Las pendientes de los circuitos deben ser >2% hacia el vaso de expansión o purgadores, tanto en los circuitos de ida como de retorno.
•Si los circuitos horizontales van por suelos, preverlos a distancia constante de los cerramientos, entorno a 20 cm, para facilitar la localización de averías.
AISLAMIENTO• Gran importancia de las pérdidas térmicas en redes de agua caliente.Para instalaciones con Tª >40º, es necesario emplear un aislamiento térmico, equivalente a los espesores indicados en la siguiente tabla, para un material con una λ = 0,040 W/m2K
REDES DE TUBERÍAS
Para tuberías que discurren por locales interiores
Diámetro exterior
Tª del fluido (ºC)
40 a 60 66 a 100 100 a 800
D ≤35 25 25 30
35<D ≤60 30 30 40
60<D ≤90 30 30 40
90<D ≤140 30 40 50
140<D 35 40 50
Para tuberías que discurren por exterioresEl espesor se incrementa en 10 mm
ELEMENTOS DE CALDEO
Radiadores, convectores, superficies radiantes, aerotermos, fan-coils
Los radiadores, realmente ceden el 90% del calor por convección, aunque coloquialmente se denominen radiadores
Tipo de radiadores:•De fundición…………………… Gran inercia. Calefacción contínua•De chapa de acero………….•De aluminio inyectado……
Ubicación:•En la pared fría del local•Distancia entre radiador y punto más alejado del local < 7 metros•Si están situados en cerramiento exterior, reforzar el aislamiento•Ubicación bajo ventanas
Mejora la distribución de la TªCompensa el Qced por las personas a las superficies frías “pared fría”
Poca inercia. Calefacción intermitente
ELEMENTOS DE CALDEO
PURGA. Es imprescindible purgar los radiadores para extraer el aire de la instalación.• Manuales y Automáticos
Tª de trabajo.
CONSECUENCIAS:↑ Superficie de radiadores y calderas. ↑ Coste
REGULACIÓN. Llaves de doble reglaje. Mejora el equilibrado final de la instalación, con lo que el diseño no tiene que ser tan exacto. (soluciona los cambios en obra)
IDA/RETORNO AMBIENTE SALTO TÉRMICO
90/70 20 60
75/65 20 50
ELEMENTOS DE CALDEO
Para locales muy grandes (naves, talleres, gimnasios, colegios,…) se recomienda el uso de aerotermos.
Es el mismo concepto que el radiador, pero poseen un ventilador, pasando a ser convección forzada.Refuerza la eficacia del aire caliente, llevándolo más lejosMejora el efecto de estratificación del aireGenera mayores ruidos
ELEMENTOS COMPLEMENTARIOS Y ACCESORIOS
DILATADORES. Absorben las dilataciones del material por los cambios de Tª.A 70º. Acero. 0,75 mm/m. Cobre 1,5 mm/m
SOPORTES. Obligan a la instalación a dilatarse en la dirección buscada
VASOS DE EXPANSIÓN. Absorbe los cambios de volumen experimentados por el fluido a consecuencia de los cambios de Tª.
AbiertoCerrados
ELEMENTOS COMPLEMENTARIOS Y ACCESORIOS
Criterio ABIERTO CERRADO
ConvenienciaArquitectónica
* Pueden ubicarse en la sala de calderas, no así los abiertos que se
ubican a una altura en mca superior a la de la bomba
Climatológicas * En abiertos, se puede congelar el agua, debiendo realizar un by-passcon el retorno para mantener la Tª
del agua
Manteniemiento * Los cerrados exigen una mantenimiento frecuente del nivel
de presión
Purga * Los abiertos sirven como elemento purgador
ELEMENTOS COMPLEMENTARIOS Y ACCESORIOS
BOMBAS. Imprime presión, mejora el efecto de la transmisión térmica. >velocidad
FILTROS. Protección frente a suciedad
TERMOMETROS Y MANOMETROS. Elementos de regulación y control del funcionamiento
VALVULAS. Elementos de regulación, apertura y cierre del caudal.
…RECAPITULANDO, hemos visto hasta ahora:
BASES TÉCNICAS DEL CONFORT INFLUENCIA DEL CLIMA EN LA ARQUITECTURACTE HE-1. LIMITACIÓN DE LA DEMANDA ENERGÉTICA
Edificios de nueva construcción Rehabilitaciones
VERIFICACIÓN DEL CUMPLIMIENTO: FASE DE PROYECTO
OPCIÓN SIMPLIFICADA. Se compara con valores límitesOPCIÓN GENERAL………..Se compara con edificio de referencia (líder)
FASE DE EJECUCIÓN…Control de la ejecución de la obra en cuanto a: La envolvente se ajusta a proyecto Control de condensaciones Control de infiltraciones
APLICACIÓN DE LA OPCIÓN SIMPLIFICADA
…RECAPITULANDO, hemos visto hasta ahora:
APLICACIÓN DE LA OPCIÓN SIMPLIFICADA % HUECOS en cada fachada sea inferior al 60% de su superficie % LUCERNARIOS sea inferior al 5% de la superficie total de la cubierta.
PROCESO1. ZONIFICACIÓN CLIMÁTICA2. CLASIFICACIÓN DE ESPACIOS3. DEFINICIÓN DE LA ENVOLVENTE TERMICA4. LIMITACIÓN DE INFILTRACIONES5. CALCULO DE LOS PARAMETROS CARACTERISTICOS6. LIMITACION DE LA DEMANDA ENERGETICA
i. Comprobar que cada Ucerramiento < Umax (Tab. 2.1)
ii. Calcular y comprobar que cada Upcm < Ulim (Tab. 2.2)
iii. Comprobar que en los edificios de viviendas la transmisión de calor entre las
unidades de uso calefactadas y las zonas comunes no calefactadas cumplen con
limitación
7. CONTROL DE CONDENSACIONES
…RECAPITULANDO, hemos visto hasta ahora:
BASES TÉCNICAS DEL CONFORT INFLUENCIA DEL CLIMA EN LA ARQUITECTURA CTE HE-1. LIMITACIÓN DE LA DEMANDA ENERGÉTICA CTE HE-2. RENDIMIENTO INSTALACIONES ENERGÉTICAS RITE
INSTALACIONES DE CALEFACCIÓN
CLASIFICACIÓN.
COMBUSTIBLE
TiposAlmacenamiento
DiseñoVentilaciónInstalación
•Por potencia•Por grado de centralización•Por mecanismos de transmisión de calor
EnterradosSuperficieFosasSemienterrados
MonotuboBitubo
NaturalForzada
ConvecciónRadiación
…RECAPITULANDO, hemos visto hasta ahora:
CTE HE-2. RENDIMIENTO INSTALACIONES ENERGÉTICAS RITE
INSTALACIONES DE CALEFACCIÓN
UbicaciónVentilaciónDimensionamiento
Cond. Constructivos
ELEMENTOS DE LA INSTALACION• Salas de Máquinas, Chimeneas,
Conductos de Humos
• Calderas y quemadores. Tipos
• Redes de tuberías.• Tipos• Aislamiento
• Elementos de caldeo
• Elementos complementarios
Vaso de expansiónDilatadores, soportesBombasFiltrosVálvulas
TiposUbicaciónPurgaRegulación
GENERALIDADES
El cálculo de la carga térmica debe hacerse “mediante un método adecuado que la buena
práctica haya contrastado”
El cálculo debe tener en cuenta la zonificación del sistema, determinando:
Máxima carga de cada zona
Máxima carga simultánea del sistema
Para la carga térmica de calefacción
No se suelen considerar las ganancias de calor por radiación solar y cargas interiores.
Se ignora el efecto de almacenamiento de la estructura del edificio
CONDICIONES INTERIORES
BIENESTAR TÉRMICO
Condiciones climáticas interiores
IT 1.4.1.1. para valores de la actividad metabólica normales
Para otras condiciones…UNE EN ISO 7730
ITE 03.05 CARGAS TÉRMICAS
CARGA TÉRMICA DE CALEFACCIÓN DE UN LOCAL "Qc”
Qst = Pérdida de calor sensible por transmisión a través de los cerramientos (W).
Qsi = Pérdida de calor sensible por infiltraciones de aire exterior (W).
Qsaip = Ganancia de calor sensible por aportaciones internas permanentes (W).
F = Suplementos (tanto por uno).
PÉRDIDA DE CALOR SENSIBLE POR TRANSMISIÓN A TRAVÉS DE LOS CERRAMIENTOS "Qst".
U i = Transmitancia térmica del cerramiento (W/m² K). Obtenido según CTE DB-HE 1.
A i= Superficie del cerramiento (m²).
Ti = Temperatura interior de diseño del local (°K).
Te = Temperatura de diseño al otro lado del cerramiento (°K).
Qc = (Qst + Qsi - Qsaip)·(1+F)
Qst = U·A·(Ti - Te)
ITE 03.05 CARGAS TÉRMICAS
PÉRDIDA DE CALOR SENSIBLE POR INFILTRACIONES DE AIRE EXTERIOR "Qsi".
Vae i = Caudal de aire exterior frío que se introduce en el local (m³/h).
Ti = Temperatura interior de diseño del local (°K).
Te = Temperatura exterior de diseño (°K).
El caudal de aire exterior "Vae" se estima como el mayor de los descritos a continuación (2 métodos):
1º Método. Infiltraciones de aire exterior por el método de las Rendijas "Vi".
2º Método. Caudal de aire exterior por la tasa de Renovación Horaria "Vr".
Qsi = Vae·0,33·(Ti - Te)
ITE 03.05 CARGAS TÉRMICAS
1º Método. Infiltraciones de aire exterior por el método de las Rendijas "Vi".
f = Coeficiente de infiltración de puertas y ventanas exteriores sometidas a la acción del viento, a barlovento (m³/h·m).
L = Longitud de rendijas de puertas y ventanas exteriores sometidas a la acción del viento, a barlovento (m).
R = Coeficiente característico del local. Según RIESTSCHEL Y RAISS viene dado por:
∑ fj·Lj = Caudal de aire infiltrado por puertas y ventanas exteriores sometidas a la acción del viento, a barlovento (m³/h).
∑ fn·Ln = Caudal de aire exfiltrado a través de huecos exteriores situados a sotavento o bien a través de huecos interiores del
local (m³/h).
H = Coeficiente característico del edificio. Se obtiene en función del viento dominante, el tipo y la situación del edificio.
Vi = (∑ fi·Li)·R·H
R = 1 / [1+ (∑fj·Lj/ån·fn·Ln)]
ITE 03.05 CARGAS TÉRMICAS
2º Método. Caudal de aire exterior por la tasa de Renovación Horaria "Vr".
V = Volumen del local (m³).
n = Número de renovaciones por hora (ren/h).
GANANCIA DE CALOR SENSIBLE POR APORTACIONES INTERNAS PERMANENTES "Qsaip".
Qsil = Ganancia interna de calor sensible por Iluminación (W).
Qsp = Ganancia interna de calor sensible debida a los Ocupantes (W).
Qsv = Ganancia interna de calor sensible por Aparatos diversos (motores eléctricos, ordenadores, etc).
Vr = V · n
Qsaip = Qsil + Qsp + Qsv
ITE 03.05 CARGAS TÉRMICAS
SUPLEMENTOS
Zo = Suplemento por orientación Norte.
Zis = Suplemento por interrupción del servicio.
Zpe = Suplemento por más de 2 paredes exteriores.
F = Zo + Zis + Zpe
ITE 03.05 CARGAS TÉRMICAS
Ejemplo
Zo = Suplemento por orientación Norte.
Zis = Suplemento por interrupción del servicio.
Zpe = Suplemento por más de 2 paredes exteriores.
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