Presentaci

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Sistemas Energéticos U.D. 01 Conocimientos de
Instalaciones Hidráulicas
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CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE CALEFACCIÓN

• 1.-SEGÚN EL MODO DE OBTENER EL CALOR
• 2.-EN FUNCIÓN DEL FLUIDO CALOPORTADOR
• 3.-SEGÚN EL TIPO DE UNIDADES TERMINALES
• 4.-EN FUNCIÓN DE LA RED DE CONEXIÓN DE LOS
  APARATOS

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SEGÚN EL MODO DE OBTENER EL CALOR

• Termodinámica (bomba de calor)
• Geotérmica.
• Eléctrica (Efecto Joule)
• Solar.
• Convencional
• Gas
• Combustibles líquidos
• Combustibles sólidos.

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Termodinámica (bomba de calor)
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Geotérmica.
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Solar
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Convencional
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En función del fluido caloportador

• Calefacción por
• aire
• agua
• agua sobrecalentada
• vapor
• otros fluidos caloportadores (glicol, aceite
  térmico, etc.)

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Según el tipo de unidades terminales

• Radiadores
• Convectores
• Ventiloconvectores (Fan-coils, aerotermos, etc.)
• Superficies radiantes, (suelo, techo o paredes
  radiantes)

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En función de la red de conexión de unidades
terminales

• Monotubular
• Bitubular de retorno directo
• Bitubular de retorno invertido
• Colector o sistema Trilent

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CALEFACCIÓN POR AGUA CALIENTE

• Sistemas de circulación
• Sistemas de expansión
• Formas de distribución del agua
• Unidades terminales (Emisores)
• Red de tuberías
• Circuladores
• Válvulas

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Sistemas de circulación

• Circulación por convección natural
• Elevadas secciones de tuberías
• Actualmente en desuso
• Pendiente en tuberías (2-3)
• Circulación forzada
• Menores secciones de tuberías
• Uso prioritario
• Consumo eléctrico añadido

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Sistemas de expansión

• El agua, al calentarse, se dilata. Para absorber
  dichas dilataciones, debe incorporarse en el
  circuito de agua un depósito de expansión, que
  puede ser abierto o cerrado.
• Expansión abierta
• Expansión cerrada

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Expansión abierta

• Reposición del agua evaporada
• Temperatura limitada a 95º C para evitar la
  ebullición.
• Oxidación de tuberías y equipos
• En la actualidad, el Reglamento de Instalaciones
  Térmicas en edificios, prohíbe el uso de vasos de
  expansión abiertos.

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Expansión cerrada
1. Cámara de nitrógeno. 2. Cámara de expansión del agua. 3. Orificio de conexión a la caldera 4. Membrana. 5. Válvula de llenado de nitrógeno. 6. Anclaje a caldera (instalación).
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Orificio de inspección boca de hombre. Válvula de seguridad (lado aire). Válvula de purga (lado aire). Conexión del sistema-red de calefacción Sujeción de la vejiga. Membrana. Depósito de acero soldado. Zapata indicación contenido agua. Equipo de mando y control. Compresor seco sin necesidad de engrase. Placa de timbrado. Purga para evacuación del aire contenido en la membrana (lado agua). Válvula de evacuación de aire de presurización. Sistema de llenado automático. En instalaciones de gran volumen se utilizan vasos de expansión con compresor, que permiten la vigilancia y control de la presión y del contenido de agua en las mismas.
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Formas de distribución del agua(Monotubular)

• Máximo 5 emisores por anillo
• Conexión en serie de emisores
• Coste reducido
• Válvulas especificas de 4 vías
• Equilibrado complejo
• Bajo rendimiento

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Formas de distribución del agua(Bitubular
retorno directo)

• Conexión en paralelo de emisores
• Válvula y detentor en cada emisor
• Requiere equilibrado hidráulico
• Rendimiento en función del equilibrado
• Instalación muy empleada

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Formas de distribución del agua(Bitubular
retorno invertido)

• Conexión en paralelo de emisores
• Válvula y detentor en cada emisor
• Instalación auto-equilibrada
• Rendimiento excelente
• Instalación poco empleada en pequeñas
  instalaciones
• Mayor complejidad

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Formas de distribución del agua(Colectores o
Trilent)

• Ida y retorno desde colector hasta cada emisor
• Perfecta distribución del rendimiento calorífico
• Válvula y detentor en cada radiador
• Colectores de distribución
• Coste elevado

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Emisores(radiadores)

• Radiación
• Convección

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Emisores(Rendimiento de radiadores)
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Emisores(cálculo de radiadores)

• La potencia calorífica emitida por un emisor
  viene dada por la expresión
• Q EMISOR K ? S ? ( tm - ta )
• Donde
• Q EMISOR Potencia instalada en radiadores W
  (kcal/h).
• K coeficiente de transmisión del emisor en W/m2
  C (kcal/h ? m2 C). Es un dato que viene dado de
  fábrica.
• S superficie de transmisión del emisor (m2)
• tm temperatura media del agua en el emisor
  (ºC).
• ta temperatura ambiente, en el local (C).

• Conforme a las indicaciones del RITE, las
  temperaturas habituales de trabajo en los
  sistemas de calefacción por agua caliente suelen
  ser
• ti Temperatura de ida fluido calefactor. 80C
• tr Temperatura de retorno fluido calefactor.
  60C
• tm Temperatura media radiador o panel. 70C
• a Temperatura ambiente. 20C
• En estas condiciones, el salto térmico que se
  produce es ?t tm - ta 50C

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Emisores(Superficies radiantes)

• Este sistema consiste en crear un circuito
  empotrado en el suelo, techo o paredes, de modo
  que por radiación transmita el calor del agua al
  aire ambiente.
• La distribución del agua debe realizarse a baja
  temperatura (35-45ºC).
• El cuerpo de emisión esta compuesto por tubería
  empotrada en el suelo, techo o paredes.
• Temperatura superficial máxima 28º C.
• La transmisión de calor es totalmente por
  radiación, por lo tanto no hay movimiento de aire

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Emisores(Superficies radiantes)
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Red de tuberías

• La red general de tuberías de una instalación de
  calefacción, tiene por misión conducir el fluido
  calefactor, que es portador de la energía
  calorífica, desde la caldera hasta los distintos
  emisores que componen la instalación.
• Una vez determinada la potencia calorífica real
  de cada emisor, se trazará el esquema de la red
  de tuberías.
• El caudal "Q" que circula por cada tramo de
  tubería es proporcional a la potencia calorífica
  en el mismo, para un salto térmico determinado.
• Potencia calorífica Q ? ? ? ce ? ?t
• Siendo para el agua Calor específico ce
  4,18kW/kgºC
• Densidad ? 1 kg/l
• Q
  (l/h)

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Red de tuberías

• El caudal es un primer dato ya calculado. El otro
  puede ser que la pérdida de carga por metro de
  tubería esté comprendida entre unos valores
  admisibles (normalmente entre 10 y 30 mm.c.a/m),
  o que la velocidad de circulación del agua esté
  dentro de límites admisibles para evitar ruidos
  molestos (gt0.5lt2 m/s)
• Para obtener el caudal total o parcial de una
  instalación (en l/h), se dividirá la potencia
  calorífica de la caldera o radiador (kcal/h)
  entre el salto térmico del agua.

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Circuladores

• Un elemento fundamental en la instalación es la
  bomba o circulador. Su misión es producir el
  movimiento del fluido venciendo las resistencias
  del circuito..
• El caudal necesario en el circulador se determina
  mediante la fórmula siguiente
• Siendo  Q caudal en l/h
• Pu potencia calorífica del circuito
  en kcal/h
• Ce calor específico (para el agua 1
  Kcal/h?kg?ºC)
• ? peso específico (para el agua
  1kg/l)
• En ningún caso debemos propiciar una velocidad
  mayor de 2 m/seg., para evitar ruidos molestos
  por exceso de velocidad
• Con el caudal y las pérdidas de carga en m.c.a.
  calculadas en el circuito, se busca la bomba
  adecuada en las gráficas de los fabricantes.

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Elección del circulador
Ejemplo de elección de circulador Perdida de carga 4 m.c.a. Caudal necesario 2 m3/h

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Válvulas

• Son elementos de corte, distribución o mezcla
  que tienen una o varias entradas y una o varias
  salidas. Se controla el caudal de paso con la
  apertura de la válvula por medio del mando que
  puede ser automático o manual.
• Cada una de las entradas y salidas se representa
  por un triángulo, bien en posición horizontal ?
  ?, bien vertical ??. Para diferenciarlas, las
  entradas o las salidas a veces suelen ir
  ennegrecidas.
• El paso del fluido por las válvulas produce una
  pérdida de carga, también llamada presión
  diferencial. Cuando la válvula está totalmente
  cerrada, la pérdida de carga es máxima y cuando
  está totalmente abierta, la pérdida de carga es
  mínima.

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Parámetros importantes de las válvulas

• ? Presión Nominal
• Es una indicación de las características
  constructivas de la válvula, que refleja la
  presión estática que la válvula podría soportar
  sin sufrir daños. Esto no quiere decir que deba
  considerarse esta presión como presión normal de
  trabajo. Este valor aparece marcado en el cuerpo
  de la propia válvula con las letras PN seguidas
  de la presión nominal expresada en bares.
• Presión de trabajo
• Es la máxima presión estática a la que la
  válvula puede trabajar en condiciones normales
  (de forma permanente).
• ? Máxima presión diferencial
• Es la máxima presión diferencial entre las
  vías principales (entrada / salida) que la
  válvula puede soportar, de forma que pueda abrir
  y cerrar correctamente y que las fugas en el
  cierre se mantengan por debajo de los valores
  permisibles.
• ? Temperaturas de trabajo (del fluido y del
  ambiente)
• Son las máximas / mínimas temperaturas
  tanto del medio (fluido a controlar), como del
  ambiente, en cuyo rango la válvula funciona
  correctamente.

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VÁLVULA DE CONTROL DE 2 VÍAS

• Este tipo de válvula tiene una entrada y una
  salida, de forma que existen dos posibles
  posiciones apertura y cierre.

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VÁLVULA DE CONTROL DE 3 VÍAS

• Este tipo de válvulas pueden ser
• mezcladora
• diversora

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VÁLVULA DE 3 VÍAS MEZCLADORA

• Tiene dos entradas y una salida.
• La ida a temperatura ti se mezcla con el retorno
  a temperatura tr en la proporción necesaria para
  obtener la temperatura de mezcla tm deseada.
• La válvula de tres vías se puede sustituir por
  dos de dos vías trabajando en oposición
• Aplicaciones
• Control de temperatura
• Procesos de pasterización

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VÁLVULA DE 3 VÍAS DIVERSORA

• Tiene una entrada y dos salidas
• Su misión en el circuito es la de dirigir el
  fluido desde la entrada, hacia una de las dos
  salidas
• La válvula de tres vías se puede sustituir por
  dos de dos vías trabajando en paralelo
• Aplicaciones
• Priorización de circuitos
• Alternancia de circuitos

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VÁLVULA DE 4 VÍAS

• Tiene dos entradas y dos salidas y un número
  infinito de posiciones
• Válvula totalmente abierta
• Cada entrada está conectada con una salida,
  uniendo las ti de ambos circuitos entre sí, así
  como las tr entre ellas.
• Válvula en cualquier posición intermedia
• Se comporta como válvula mezcladora, resultado la
  ti del circuito B como la mezcla de la ti de
  circuito A y la tr del circuito B. Así mismo, la
  tr del circuito A será la mezcla de la ti del
  circuito A y la tr del circuito B.
• Válvula totalmente cerrada.
• La ti y la tr del circuito A se comunican entre
  sí, e igualmente la ti y tr del circuito B,
  quedando independizados ambos circuitos

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• DIAGRAMAS DE PÉRDIDA DE CARGA PARA DIFERENTES
  TEMPERATURAS Y MATERIALES

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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)