Termodinamica

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“Cálculo de cargas térmicas para instalaciones de calefacción y A.C.S.”

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INTRODUCCIÓN.
Para el cálculo correcto de una instalación de calefacción, deberán seguirse los siguientes pasos:
1° Conocer la ubicación del generador en el edificio. 2° Dividir el edificio por habitaciones. 3° Calcular el coeficiente de transmisión térmica K de cada uno de los cerramientos, apartir de los datos de los materiales. 4° 5° 6° 7° 8° 9° Calcular las demandas caloríficas de cada habitación. Calcular los emisores necesarios. Calcular el diámetro de las tuberías de la instalación. Calcular la caída de presión en el circuito. Seleccionar la bomba de circulación. Calcular la potencia del generador de calor.
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CÁLCULO DE LA CARGA TÉRMICA NECESARIA PARA CALEFACCIÓN.Pérdidas por transmisión.
Qme: Pérdidas por muro exterior Qmi: Pérdidas por muro interior Qv: Pérdidas por ventanas Qt: Qs: Pérdidas por techo Pérdidas por suelo

Pérdidas por infiltración.
Inf: Infiltraciones

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PÉRDIDAS POR TRANSMISIÓN.
Son las que se producen por el paso de calor a través de los cerramientos: de los locales calefactados al exterior o a otros locales con menortemperatura, denominados Locales No Calefactados (LNC).

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PÉRDIDAS POR TRANSMISIÓN.
Estas pérdidas vienen dadas por la siguiente expresión: QT=S x K x ∆t x C1 x C2 Siendo: QT : Pérdidas termicas por transmisión (W, Kcal/h.) S : Superficie del muro (m2) K : Coeficiente de transmisión térmica (W/m2⋅°C, kcal/h⋅m2⋅°C) ∆t : Diferencia de temperatura (ºC) C1 : Coeficiente por orientación(N.+10%, E-O.+5%) C2 : Coeficiente de intermitencia (Con parada+10%, con
reducción de temperatura+5%)
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PÉRDIDAS POR INFILTRACIÓN.
Es el calor necesario para calentar el aire que entra en los locales a través de infiltraciones por los cerramientos y los sistemas de ventilación.

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PÉRDIDAS POR INFILTRACIÓN.
Estas pérdidas vienen dadas por la siguiente expresión:PINFILTRACIÓN = C ⋅ ce ⋅ ∆T = r ⋅ V ⋅ Pe ⋅ ce ⋅ ∆T
Siendo: C : Caudal de aire que entra en el local (m3/h). Incluye ventilación e infiltraciones. Pe : Peso especifico del aire (1,24 kg/m3 a 10ºC y 1,205 kg/m3 a 20ºC). ce : Calor especifico del aire (0,24 kcal/kgºC) El producto Pe ⋅ ce vale 0,35 Wh/m3⋅°C o 0,306 kcal/m3⋅°C. ∆T: Salto térmico entre la temperatura del local y la temperatura exterior (°C). V: Volumen del local r : Número de renovaciones /hora del aire del local.
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PÉRDIDAS POR INFILTRACIÓN.
El número de renovaciones/hora depende de la utilidad que se de al volumen a calentar. La tabla adjunta nos da una idea del número de renovaciones a aplicar en cada caso.
Tipo de local Viviendas Bares Fábricas Renov./hora 0,5 a 1,5 1,5 a 2,5 2a4

Si existe un sistema de ventilacióncontrolada, C será el caudal que introduzca dicho sistema. Como mínimo se deben suministrar los caudales de renovación de aire fijados por la normativa en la norma UNE 100.011.
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Potencia total de la instalación
La potencia total necesaria para calefacción es igual a la suma de las potencias necesarias por estos dos conceptos: PTOTAL = PTRANSMISIÓN + PINFILTRACIÓN

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9Ejemplo 1:
Calcular la pérdida total de calor en una vivienda individual de las siguientes características:
* Vivienda en un edificio sin calefacción. * Tuberías de acero estirado. * Temperatura exterior mínima = - 4 °C * Temperatura de confort = 20 °C * Temperatura mínima viviendas colindantes y escalera comunitaria = 5 °C. * Temperatura de ida = 80 °C y de retorno = 60 °C * Régimen deintermitencia = reducción nocturna
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Ejemplo 1:
Datos de alzado:

Altura ventana baño: 0,70 metros Altura otras ventanas: 1,50 metros. Altura puertas interiores y puertas-ventana: 2,20 metros. Altura entre suelo y techo: 2,70 metros.

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Ejemplo 1:
Composición del material constructivo y coeficiente de transmisión:
Muro exterior de ladrillo macizo de 12 cm de espesor, con...