Calefactores Tema10 PDF
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REFERENCIAS LEGISLATIVAS
BIBLIOGRAFÍA
Uralita. Manual General Tomo II: Obra Civil. Autor: URALITA S.A. Edita: PARANINFO S.A.
año 1987
Curso de Instalaciones de fluidos en los Edificios. Autor: VARIOS. Edita: UD. MECÁNICA DE
FLUIDOS de la UPV año 1996
Instalaciones (Tomos 1 y 11): Abastecimiento y distribución de Agua. Autor:
CARLOS LLUNA REIG. Edita: SERVICIO DE PUBLICACIONES
CEP
E di to ria l CEP 17
Temas Específicos. Tema 10
OBJETIVOS
CEP
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Instalación de agua caliente
Las instalaciones sanitarias estudiadas en este caso, son del tipo domiciliario,
donde se consideran los aparatos sanitarios de uso privado. Estas instalaciones bási-
camente deben cumplir con las exigencias de habitabilidad, funcionabilidad, dura-
bilidad y economía en toda la vivienda.
El trabajo se basa en el método más utilizado para el cálculo de las redes de dis-
tribución interior de agua, que es el denominado Método de los gastos probables,
creado por Roy B. Hunter, que consiste en asegurar a cada aparato sanitario un
número de "unidades de gasto" determinadas experimentalmente.
Criterios de Clasificación:
- Electricidad
2.1 Características
- La propiedad de los generadores de calor dependerá del sistema empleado.
EVACUACION DE HUMOS
MEMBRANA
DIAFRAGMA
AF ACS
QUEMADORES LLAMA
PILOTO
VALVULA DE GAS GAS
AF ANODO Mn
ACS
TERMOS
TATO
GAS
VALVULA
DE GAS
VALVULA DE
SEGURIDAD ACS
DE PRESION Y
TEMPERATURA
RESISTENCIA
TERMOSTATO
CEP
RED ELECTRICA
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Instalación de agua caliente
AF
RETORNO
90ºC
ACS
70ºC
CEP
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Temas Específicos. Tema 10
- Sistema Mixto
ACS
50ºC RETORNO
90ºC
ACUMULADOR
CALDERA
AF
10ºC
70ºC
Temperaturas:
- Consumo: 40ºC
(*)
(**) 50ºC
90ºC
70ºC
10ºC
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Instalación de agua caliente
(**) La Bomba del circuito primario sirve para mantener las temperaturas.
50ºC
90ºC 80ºC
70ºC
10ºC
CEP
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Temas Específicos. Tema 10
Calefacción
AC
GAS
AF
- Esquema exterior de caldera mixta individual
220
Volts
GA
GA
CEP
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Instalación de agua caliente
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Temas Específicos. Tema 10
CALEFACCION AC
AF
CALEFACCION
C1
GA
- Las PENDIENTES hacia purgadores y/o llaves de vaciado han de ser del
0'2%.
- El RIGLO regula las distancias mínimas de los aparatos de cocina con los
aparatos individuales de calefacción a gas.
- Montantes (Verticales)
- Generadores de calor
- Preparadores
- Contadores
- Válvulas y llaves
- Circuladores (Bombas)
- Grifería y aparatos
- Reguladores de Temperatura
A. Potencia Térmica
- Se expresa en Kcal/h., y se define como la potencia calorífica que transporta
un fluído.
Ejemplo: ¿Qué potencia deberá tener una caldera para calentar un caudal de 4000
l/h, con una variación de temperatura de entre 80 y 70 ºC?
C
P=Q. ∆t = 4000. 10=40000 Kcal/h
B. Cantidad de Calor
Cantidad de Calor de un fluído (según su volumen) es el número de Kcal conse-
guido para elevar la temperatura de un determinado volumen una cierta cantidad
de grados. Se expresa según la fórmula:
C= V.∆t
C. Mezcla de Agua
Sean los depósitos 1 y 2 con volúmenes diferentes y con temperaturas diferentes,
¿cuál será el Volúmen mezcla y la temperatura mezcla del conjunto?
V1t1+V2t2
t=
V
D. Volumen equivalente
Conociendo que un cierto volumen V1 se encuentra a la tempe-
ratura t1, ¿cuál deberá ser el volumen de agua equivalente para que
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Temas Específicos. Tema 10
se encuentre a la temperatura t2, teniendo en cuenta que se realizará por mezcla con
AF a temperatura t0?
En los tipos comunes, tales como intercambiadores de coraza y tubos y los radia-
dores de automóvil, la transferencia de calor se realiza fundamentalmente por con-
ducción y convección desde un fluido caliente a otro frío que está separado por una
pared metálica.
Así por ejemplo, aunque las consideraciones de costos son muy importantes en
instalaciones grandes, tales como plantas de fuerza y plantas de proceso químico las
consideraciones de peso y de tamaño constituyen el factor predomi-
nante en la selección del diseño en el caso de aplicaciones especiales
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Instalación de agua caliente
3.2 Regeneradores
Los regeneradores son intercambiadores en donde un fluido caliente fluye a tra-
vés del mismo espacio seguido de uno frío en forma alternada, con tan poca mezcla
física como sea posible entre las dos corrientes.
Las propiedades del material superficial, junto con las propiedades de flujo y del
fluido de las corrientes fluidas, y con la geometría del sistema, son cantidades que
deben conocer para analizar o diseñar los regeneradores.
Las corrientes caliente y fría que entran por separado a este intercambiador salen
mezcladas en una sola.
Las corrientes de fluido que están involucradas en esa forma están separadas
entre sí por una pared de tubo, o por cualquier otra superficie que por estar involu-
crada en el camino de la transferencia de calor.
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Temas Específicos. Tema 10
A. Calderas
Las calderas de vapor son unas de las primeras aplicaciones de los intercambia-
dores de calor. Con frecuencia se emplea el término generador de vapor para refe-
rirse a las calderas en las que la fuente de calor es una corriente de un flujo caliente
en vez de los productos de la combustión a temperatura elevada.
B. Condensadores
Los condensadores se utilizan en aplicaciones tan variadas como plantas de fuer-
za de vapor, plantas de proceso químico y plantas eléctricas nucleares para vehícu-
los espaciales. Los tipos principales son los condensadores de superficie, los conden-
sadores de chorro y los condensadores evaporativos.
Son muy adecuados en las aplicaciones en las cuales la relación entre los coefi-
cientes de transferencia de calor de las dos superficies o lados opuestos es general-
mente del orden de 3 a 4 y los valores absolutos son en general menores que los
correspondientes a los intercambiadores de calor líquido-líquido en un factor de 10
a 100, por lo tanto se requiere un volumen mucho mayor para transferir la misma
cantidad de calor.
Un factor muy importante para determinar el número de pasos del flujo por el
lado de los tubos es la caída de presión permisible. El haz de tubos está provisto de
deflectores para producir de este modo una distribución uniforme del flujo a través
de él.
D. Torres de enfriamiento
Las torres de enfriamiento se han utilizado ampliamente para desechar en la
atmósfera el calor proveniente de procesos industriales en vez de hacerlo en el agua
de un río, un lago o en el océano.
Los tipos más comunes son las torres de enfriamiento por convección natural y
por convección forzada.
G. Regeneradores
En los diversos tipos de intercambiadores que hemos discutido hasta el momen-
to, los fluidos frío y caliente están separados por una pared sólida, en tanto que un
regenerador es un intercambiador en el cual se aplica un tipo de flujo periódico. Es
decir, el mismo espacio es ocupado alternativamente por los gases
calientes y fríos entre los cuales se intercambia el calor.
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Instalación de agua caliente
Para los intercambiadores estacionarios convencionales basta con definir las tem-
peraturas de entrada y salida, las tasas de flujo, los coeficientes de transferencia de
calor de los dos fluidos y las áreas superficiales de los dos lados del intercambiador.
Pero para los intercambiadores rotatorios es necesario relacionar la capacidad térmi-
ca del rotor con la de las corrientes de los fluidos, las tasas de flujo y la velocidad de
rotación.
En el caso del contra flujo, es aparente que conforme se aumenta el área del inter-
cambiador de calor, la temperatura de salida del fluido mismo se aproxima a la tem-
peratura de entrada del fluido máximo en el límite conforme el área se aproxima al
infinito.
En el caso del flujo paralelo, un área infinita solo significa que la temperatura de
ambos fluidos sería la lograda si se permitiera que ambos se mezclaran libremente
en un intercambiador de tipo abierto.
Se usa acero protegido con hierro colado cuando se requiere quemar aceite, com-
bustible pesado o combustible sólido y las condiciones del agua de alimentación
están debidamente controladas. Dado que el hierro colado puede resistir cierto
grado de ataque ácido, estas unidades tienen la ventaja de poder operar sin una deri-
vación de gas en los casos de que se usan suministros interruptibles de gas natural
con aceite como respaldo.
3.8 Supercalentadores
El vapor de agua producido por una caldera se califica como seco saturado y su
temperatura corresponde a la presión de trabajo de la caldera. En algunos casos,
sobre todo en las calderas de casco, esto es perfectamente aceptable. Sin embargo,
hay ocasiones en las que es deseable aumentar la temperatura del vapor sin aumen-
tar la presión. Esta es la función del supercalentador.
3.9 Radiadores
Un radiador es un intercambiador de calor, un elemento físico, sin partes móvi-
les ni llamas, destinado al aporte de calor de algún elemento o estancia. Cuando el
elemento tiene la función contraria se denomina disipador.
A menudo se llama radiador a un aparato que se calienta por una resistencia eléc-
trica, pero de acuerdo con la definición anterior, esto sería una estufa, pues produce
su propio calor. En este caso no hay emisión de gases u otras sustancias, al menos en
el lugar donde se consume la energía, pero sí puede haberla, e importante, en el
lugar de producción de la energía eléctrica.
Los más habituales, sobre todo en casas antiguas, son los radiadores compuestos
por diferentes módulos o elementos de acero. Los más antiguos se fabricaban en
acero fundido. Su diseño puede recordar al de un acordeón y pueden tener diferen-
tes medidas debido a su diseño modular, que permite añadir más elementos fácil-
mente.
Por último, los radiadores de frente liso están sumamente indicados para perso-
nas alérgicas, porque al no llevar aletas de convección en su diseño no retienen el
polvo en sus acanaladuras.
3.12 Funcionamiento
Las calefacciones trabajan con pequeñas secciones de tubo y con una bomba de
circulación. El agua caliente es impulsada por los tubos hacia los radiadores. Una
vez en ellos, circula entre los elementos pasando por el termostato y de acuerdo a la
regulación de éste irá tomando la temperatura especificada.
Por qué tiene aire El paso del tiempo y otras circunstancias (averías, por ejemplo)
provocan que el radiador pierda agua, hasta llegar a un punto en el que el recipien-
te de compensación no puede equilibrar dichas pérdidas. Esto provoca que se for-
men bolsas de aire en el radiador o en las zonas más altas del circuito que interrum-
pen la circulación del agua, con el consiguiente mal funcionamiento
del radiador o el insistente sonido del agua al caer.
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Temas Específicos. Tema 10
Ajustar las tuercas De nada sirve purgar un radiador si uno no se asegura de que
éste ya no pierde agua. Por esta razón, lo primero que has de hacer es apretar las
tuercas.
También puede perder agua por la conexión de salida de la parte inferior del
radiador. Aprieta la rosca también en este caso.
A continuación, el proceso es tan sencillo como abrir la válvula del radiador con
una llave de cuatro lados, mantenerla abierta hasta que salga agua (es posible que al
principio salga sucia) y, por último, cerrarla. Los purgadores automáticos eliminan
por sí solos el aire del radiador.
Herramientas Para realizar el trabajo citado, tan solo necesitas una llave de tubo
de cuatro lados o, en el caso de que las tuercas de cuatro lados estén dañadas, unos
alicates, una llave inglesa y una de boca del tamaño preciso.
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Instalación de agua caliente
∗ Sistemas de producción
V.S. Salida
Agua Caliente
COCINA
Productor
local de
ACS
Fr Ld
Lv
Entrada
Agua Fría Lv Bd In Bñ
BAÑO
∗ Sistemas de producci ón
Purga
Puntos de
Distribuidores de ACS consumo ACS
Central de
regulación
V.S. Monomando
Bc Brc V.E.N.
Productor
V.E.N. V. Vaciado
de ACS
Entrada
Agua Fría
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Temas Específicos. Tema 10
Esquema de distribuci ón individual con producci ón de ACS por Calentador Acumulador El éctrico
BAÑO
Distribución superior
Fr
CAE de V.S.
ACS
Entrada Salida
Conexión
a Red
Eléctrica BAÑERA Lavabo Inodoro Bidé
CIG de V.S.
ACS
Entrada Salida
Agua Fría Agua Caliente
Entrada
Fregadero Lavadero Gas Lavabo Inodoro Ducha
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Instalación de agua caliente
Interacumulador
Colector
Solar Resistencia V.S.
de apoyo
Circuito
solar de
producción Salida
de ACS
ACS
Serpentín
Bc
V.E.N.
V Membrana
M
V E: Electroim án
M: Muelle
E Cuerpo de
agua V: V ástago
M
Entrada Diafragma
Gas (Venturi)
CEP
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Temas Específicos. Tema 10
Válvula
(t − t ) de Deflector
2 0 Salida salida
C = c ⋅ ACS
seguridad
(t − t ) humos
1 0
Carcasa
embellecedora
Para calcular la cantidad de agua que se
puede obtener a la temperatura de uso Conducto de
se aplica la siguiente fórmula: evacuación Chicana
de humos
Serpentín de
precalentamiento
Acumulador
Siendo:
• C = Cantidad total de agua obtenida (litros)
Aislamiento
• c = Volumen de acumulación (litros) Termostato
• t2 = Temperatura del agua de acumulaci ón (ºC)
• t1 = Temperatura del agua de uso ( ºC)
• t0 = Temperatura del agua de entrada ( ºC) Entrada
Hogar AF
Antirretorno
∗ Intercambiadores
Tipos de Intercambiadores
Válvula de
Resistencia seguridad • Haces tubulares
de apoyo • Serpentín
Salida agua
• Envolvente, Camisa o Doble cuerpo
caliente • Placas
Aislamiento VÁLVULA DE SEGURIDAD
VÁLVULA
Acumulador
ANTIRRETORNO
IDA
BOMBA ACUMULADOR Esquema de Acumulador - IntercambiadorCUERPO DE
Entrada agua de Camisa envolvente o Doble cuerpo CALDERA
circuito
primario Intercambiador
VASO
EXPANSIÓN
V.S. Y V.R.
ENTRADA AF
SANITARIA
CEP
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Instalación de agua caliente
ESQUEMA 10
INSTALACIÓN DE AGUA CALIENTE. PRODUCCIÓN
En la construcción de las edificaciones, uno de los aspectos más importantes es el dise-
ño de la red de instalaciones sanitarias, debido a que debe satisfacer las necesidades
básicas del ser humano, como son el agua potable para la preparación de alimentos, el
aseo personal y la limpieza del hogar, eliminando desechos orgánicos, etc
Características
Sistemas de Producción Individual
Calentador Instantáneo de Gas
No es apto para demandas grandes, pues hace bajar la temperatura.Tiene REGULA-
DOR DE TEMPª que controla el caudal del serpentín
Calentador Acumulador de Gas
Termo Acumulador Eléctrico
Con ÁNODO DE SACRIFICIO para evitar la pila galvánica. Con capacidad de 50 a 200
litros. No precisa salida de humos. Instalación más sencilla. No necesita rejillas de aire-
ación para la combustión. Necesidad de HIDROMEZCLADORES y aislamiento en
tuberías por las altas temperaturas a que trabaja. Ver su ubicación de acuerdo con la
Reglamentación de Aparatos de Baja Tensión
La Regulación de Temperaturas
El RITE obliga a la regulación de temperaturas en sistemas centralizados. Atención a
la Bacteria culpable de la Legionela actúa entre 20-40ºC, por tanto AF<20º y ACS>40ºC
Regulación de Temperaturas en circuito primario
Dispone de Depósito de expansión en la caldera; aislante térmico en circuito primario;
válvula de tres vías conectada a un Termostato que controla los 50ºC del depósito, si
desciende deja pasar el agua al intercambiador
Regulación de Temperaturas en Circuito Secundario
CEP
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Temas Específicos. Esquema 10
Caldera Mixta
Sistema Centralizado
Generalidades sobre el Agua Caliente Sanitaria
Componentes de la Instalación de ACS
Dimensionado. Conceptos Fundamentales
Potencia Térmica
Cantidad de Calor
Mezcla de Agua
Volumen equivalente
Intercambiadores de Calor
El desarrollo de los intercambiadores es variado y de una amplia gama de tamaños y
tecnología como plantas de potencia de vapor, plantas de procesamiento químico,
calefacción y acondicionamiento de aire de edificios, refrigeradores domésticos, radia-
dores de automóviles, radiadores de vehículos especiales, etc
Regeneradores
Los regeneradores son intercambiadores en donde un fluido caliente fluye a través del
mismo espacio seguido de uno frío en forma alternada, con tan poca mezcla física
como sea posible entre las dos corrientes
Tipos de intercambiadores
Los intercambiadores de calor se pueden clasificar basándose en: clasificación por la
distribución de flujo. Tenemos cuatro tipos de configuraciones más comunes en la tra-
yectoria del flujo.
Calderas
Condensadores
CEP
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Instalación de agua caliente
Efectividad de un intercambiador
La efectividad de transferencia de calor se define como la razón de la transferencia de
calor lograda en un intercambiador de calor a la máxima transferencia posible, si se
dispusiera de área infinita de transferencia de calor
Economizadores en calderas
Los economizadores se instalan en el flujo de gas de escape de la caldera; toman calor
de los gases del tiro y lo transfieren por medio de elementos de superficie extendida al
agua de alimentación inmediatamente antes de la entrada a la caldera. Por tanto, los
economizadores aumentan la eficiencia de la caldera y tienen la ventaja adicional de
reducir el choque térmico
Supercalentadores
El vapor de agua producido por una caldera se califica como seco saturado y su tem-
peratura corresponde a la presión de trabajo de la caldera. En algunos casos, sobre
todo en las calderas de casco, esto es perfectamente aceptable. Sin embargo, hay oca-
siones en las que es deseable aumentar la temperatura del vapor sin aumentar la pre-
sión. Esta es la función del supercalentador
Radiadores
Un radiador es un intercambiador de calor, un elemento físico, sin partes móviles ni
llamas, destinado al aporte de calor de algún elemento o estancia. Cuando el elemen-
to tiene la función contraria se denomina disipador
Tipos de radiadores
Según su forma se pueden encontrar fundamentalmente tres tipos de radiadores, aun-
que cualquiera de ellos cumplirá con la función para la que fueron creados, calentar
Funcionamiento
Las calefacciones trabajan con pequeñas secciones de tubo y con una
bomba de circulación. El agua caliente es impulsada por los tubos
hacia los radiadores. Una vez en ellos, circula entre los elementos
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Temas Específicos. Esquema 10
Purgar un radiador
¿Qué es purgar un radiador? Un radiador se purga para eliminar el aire que posee en
su interior. Cuando el aire se elimina, el nivel de agua sube y el radiador vuelve a fun-
cionar perfectamente
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