LECCIONEmisores.ppt [Modo de compatibilidad] · No depende de la existencia de energía eléctricaNo depende de la existencia de energía eléctrica. Grandes diámetros de tubería

EMISORES TÉRMICOS

Eloy Velasco GómezProfesor Titular de Universidad

Dpto Ingeniería Energética y FluidomecánicaDpto. Ingeniería Energética y FluidomecánicaE. T. S. de Ingenieros Industriales

Universidad de Valladolid.P d l C S/N 47011 V ll d lid

Instalaciones Termohidráulicas y Eléctricas Curso 4º Lección Emisores Térmicos

Paseo del Cauce S/N, 47011 ValladolidTeléfono: 983.42.36.84 / Fax: 983.18.64.62

E-mail [email protected]

TIPOS DE INSTALACIONES

AGUAAGUAInstalaciones de todo tipo de potencias (Pequeña, mediana y grande)Se componen de: Generador, distribución (red de tuberías) y emisores.P l f ió l ifi ió ú l t t d di t ib ióPara calefacción: clasificación según la temperatura de distribución:

Baja temperatura (50 ºC): Solar, Bomba de calor, Eléctrica o Combustión.Media temperatura (85-90 ºC): Solar (vacío), Eléctrica o Combustión.Alta temperatura (130 ºC): A presión, Combustión.

Clasificación según contacto con la atmósfera: (abierta o cerrada)Instalación abierta: En contacto con la atmósferaInstalación abierta: En contacto con la atmósfera.

Vaso de expansión abierto (columna)Preferente circulación por termosifón.Solo baja y media temperatura

Instalación cerrada: No contacto con la atmósfera.Baja, media o alta temperatura.Baja, media o alta temperatura.Purgadores de aireInstalación del vaso.



CLASIFICACIÓN POR FLUIDO CALOPORTADOR : AGUA (Caliente)CLASIFICACIÓN POR FLUIDO CALOPORTADOR : AGUA (Caliente)Instalación abierta Instalación cerrada



CLASIFICACIÓN POR MOVIMIENTO DE CIRCULACIÓNCLASIFICACIÓN POR MOVIMIENTO DE CIRCULACIÓN

Instalación por termosifón:Instalaciones antiguasImpulsión por diferencia de densidades.No depende de la existencia de energía eléctricaNo depende de la existencia de energía eléctrica.Grandes diámetros de tuberíaIda por techo, retorno por suelo.

b ibl ólidImportante para combustibles sólidos.

Instalación forzada:Instalaciones actuales.Circulación por bombaPequeñas seccionesPequeñas seccionesCirculación más homogénea.


TIPOS DE INSTALACIONESCLASIFICACIÓN POR TRAZADO Y DISEÑO DE LA TUBERÍA

Clasificación por número de tubos: (Análisis posterior en emisores).

Monotubo (Convenientes para alta temperatura)No independiente la ida y el retorno.Válvulas especiales derivadoras o mezcladoras.Varía la temperatura a lo largo de la instalación.Más dificultad en el diseño.Máximo 5 radiadores (emisores)Menos inversión en tubería (solo un circuito)M l l t b í ( f )Menos empalmes en las tuberías (menos fugas)

BituboIndependientes ida y retorno.Dimensionado de emisores a la misma temperatura.


TIPOS DE INSTALACIONESCLASIFICACIÓN POR TRAZADO Y DISEÑO DE LA TUBERÍAClasificación por distribución: POR COLUMNASClasificación por distribución: POR COLUMNAS

Mejor zonificación por orientación

Monotubo de distribución superiorBitubo de distribución inferior

Monotubo de distribución superior


TIPOS DE INSTALACIONESCLASIFICACIÓN POR TRAZADO Y DISEÑO DE LA TUBERÍACl ifi ió di ib ió HORIZONTAL O POR ANILLOSClasificación por distribución: HORIZONTAL O POR ANILLOS

Permiten medir consumos e independizar propietarios.


TIPOS DE INSTALACIONESCLASIFICACIÓN POR TRAZADO Y DISEÑO DE LA TUBERÍAClasificación por RETORNO: DIRECTO ó INVERTIDO

DIRECTO: Normalmente menos tubería, necesita equilibrado hidraúlico

INVERTIDO: Normalmente más tubería, pero equilibrado en diseño.


TIPOS DE INSTALACIONESCLASIFICACIÓN POR TRAZADO Y DISEÑO DE LA TUBERÍA

Retorno invertido en columna Retorno invertido en anillo

POSIBLE RETORNO INVERTIDO EN COLUMNA Y ANILLO:


Todos los subcircuitos poseen la misma pérdida de carga.

TIPOS DE INSTALACIONESOTROS TIPOS DE INSTALACIONES:

AGUA SOBRECALENTADA:Instalación a presión.Calefacción urbana o de distrito: Calderas sustituir por IntercambiadoresCalefacción urbana o de distrito: Calderas sustituir por Intercambiadores.Problemas: tipo de instalación:

A presiónSin piezas roscadasVaporización en fugas.

Personal especializado.p


EMISORES PARA AGUA CALIENTERadiadores de elementos (Los más habituales)Radiadores de elementos. (Los más habituales)

Chapa, acero, aluminio.

Selección por catálogo del fabricanteSelección por catálogo del fabricante.

Radiadores de elementos o planos de pared.

Varios elementos iguales.

Ensamblado mecánico o soldadura.sa b ado ecá co o so dadu a.

Caracterizados por:

Número de columnas.

Altura

Número de lementos.

Longitud


EMISORES PARA AGUA CALIENTERadiadores de FUNDIDORadiadores de FUNDIDO

Manguitos roscadosDuraderosM h i i é iMucha inercia térmica

Radiadores de CHAPAManguito roscadoPoca inercia térmicaProblemas de corrosiónProblemas de corrosión

Radiadores de ALUMINIOManguito roscado o soldadoAleteado para convecciónPequeña inercia térmicaPequeña inercia térmicaProblemas de dilatación


EMISORES PARA AGUA CALIENTEPANELES RADIANTESPANELES RADIANTES

Chapa estampación y soldado

Poco espesorPoco espesor

Aleteado (convección)

Posible a baja temperaturaPosible a baja temperatura


EMISORES PARA AGUA CALIENTECALCULO DE LOS RADIADORES:

33,1TQQ CALCULO DE LOS RADIADORES:

Cada fabricante: Potencia por elemento

Variación de temperatura: Ajuste de potencia a disipar

º60 60

QQ C

Variación de temperatura: Ajuste de potencia a disipar.

T f T f T f T f40 0,583 50 0,785 60 1,000 70 1,22841 0,603 51 0,806 61 1,022 71 1,25142 0 622 52 0 827 62 1 045 72 1 27442 0,622 52 0,827 62 1,045 72 1,27443 0,642 53 0,848 63 1,067 73 1,29844 0,662 54 0,869 64 1,090 74 1,32244 0,662 54 0,869 64 1,090 74 1,32245 0,682 55 0,891 65 1,112 75 1,34646 0,702 56 0,912 66 1,135 76 1,36947 0,723 57 0,934 67 1,158 77 1,39348 0,743 58 0,956 68 1,181 78 1,41849 0 764 59 0 978 69 1 204 79 1 442


49 0,764 59 0,978 69 1,204 79 1,442

EMISORES PARA AGUA CALIENTESituación en la pared:Situación en la pared:

Apoyados Adecuada inclinaciónDi i 4 l dDistancia 4 cm con la paredDistancia 10 cm con el suelo.Ojo con los cubreradiadoresOjo con las cortinas.

80 %C

E

C

E

C

A

C

A AB B

A A A

20 %h

B B B B


- A - - B - - C - - D - - E - - F - - G - - H - - I - - J -

EMISORES PARA AGUA CALIENTEMONTAJE Y CONEXIONADO DE EMISORES (radiadores)MONTAJE Y CONEXIONADO DE EMISORES (radiadores).

Desmontar independiente de la tubería.Válvula de doble reglaje con detentor.Montaje que permita purgar gases (inclinación).

BITUBULAR:BITUBULAR:Alimentación superiorPosible conexión ciega.


EMISORES PARA AGUA CALIENTEMONOTUBULAR:MONOTUBULAR:

Válvulas de control de caudal.Válvulas de tres vías: Derivadoras y mezcladoras.Vál l d íVálvula de cuatro vías.


EMISORES PARA AGUA CALIENTEMONOTUBULAR: VÁLVULA DE CUATRO VÍASMONOTUBULAR: VÁLVULA DE CUATRO VÍAS

Vigilar siempre que se encuentre bien colocado el espadín.

VER MÉTODO DE CÁLCULO ROCA SISTEMA MONOTUBO


EMISORES PARA AGUA CALIENTEMONOTUBULAR: ÁBACOS DE CÁLCULO: Sistema Monotubo de ROCAMONOTUBULAR: ÁBACOS DE CÁLCULO: Sistema Monotubo de ROCA


EMISORES PARA AGUA CALIENTEMONOTUBULAR: ÁBACOS DE CÁLCULO: Sistema Monotubo de ROCAMONOTUBULAR: ÁBACOS DE CÁLCULO: Sistema Monotubo de ROCA


EMISORES PARA AGUA CALIENTEEMISORES DE TUBO ALETEADO.EMISORES DE TUBO ALETEADO.

Aletas longitudinalesAl lAletas anularesAletas continuas.

UTILIZADAS EN EMISIÓN DESDE RODAPIE


EMISORES PARA AGUA CALIENTE O FRÍAFAN COILS O VENTILOCONVECTORESFAN-COILS O VENTILOCONVECTORES

Posibilidad de colocar filtros (ventilación forzada).Control de salida de aire caliente


Control de salida de aire caliente.

EMISORES PARA AGUA CALIENTE O FRÍA : FANCOILS:

SISTEMAS CON FAN-COIL (Continuación)FAN COIL A DOS TUBOS:

M d F í M d C l T d l i lModo Frío o Modo Calor => Todas las zonas igual.

Puede tener aporte de aire exterior de ventilacion.

No control de humedad relativa.

Muy adecuada para el mismo tipo de necesidades.Muy adecuada para el mismo tipo de necesidades.


Llegada y salida del fluido

EMISORES PARA AGUA CALIENTE O FRÍA: FANCOILS:

SISTEMAS CON FAN-COIL: FAN COIL A DOS TUBOS



SISTEMAS CON FAN-COIL (Continuación)FAN COIL A TRES TUBOS:

C d f il d b j f í lCada fan coil puede trabajar en frío o calor.Válvula de tres vías NO MEZCLADORA.Problema en el retorno común. (Mezcla agua fría y agua caliente).Persiste el problema de control de humedad relativa y ventilación.


Dos de llegada (frío y caliente) una de salida.


SISTEMAS CON FAN-COIL. FAN COIL A TRES TUBOS:



SISTEMAS CON FAN-COIL (Continuación)FAN COIL A CUATRO TUBOS:

Si il b i ú (Má fi )Similar a tres tubos, pero sin retorno común. (Más eficaz).Dos válvulas de tres vías NO MEZCLADORAS.Requiere menos costes de explotación.Precisa de una mayor inversión.Persiste el problema de control de humedad relativa y ventilación.


Dos de llegada y dos de salida (frío y caliente).


SISTEMAS CON FAN-COIL. FAN COIL A CUATRO TUBOS:


EMISORES PARA AGUA CALIENTE: FANCOILS:

VENTAJAS:Versión a dos tubos muy económica (Similar a radiadores)Versión a dos tubos muy económica. (Similar a radiadores)Diferentes tipos de cargas, con tres y cuatro tubos.Poco espacio ocupado por las tuberías.p p pPosibilidad de apagar ventilador de unidad terminal.

INCONVENIENTES:No control de humedad relativa.Raras veces la ventilación es adecuadaRaras veces la ventilación es adecuada.Filtros de baja eficacia que precisan recambio frecuente.Se encuentran en los espacios ocupados. (Ocupan sitio).p p ( p )


EMISORES PARA AGUA Y/O AIRE CALIENTEAEROTERMOS: AGUA CALIENTE O ELÉCTRICOSAEROTERMOS: AGUA CALIENTE O ELÉCTRICOS


EMISORES PARA AGUA CALIENTE O FRÍAINDUCTORESINDUCTORES

Colocados en falso techo.

Aporte aire de ventilación.

Inducen por toberas:aire secundario del local.

Operación:

Igual que fan-coils.


EMISORES PARA AGUA CALIENTE O FRÍAACONDICIONAMIENTO RADIANTE. SUELO / TECHO (Pared).ACONDICIONAMIENTO RADIANTE. SUELO / TECHO (Pared).

SUELO RADIANTE

ÍTECHO FRÍO O SUELO REFRESCANTE


¿Confort térmico?

EMISORES PARA AGUA CALIENTE O FRÍACALEFACCIÓN POR SUELO RADIANTE:CALEFACCIÓN POR SUELO RADIANTE:

Tradicional: Hipocausto de los romanos.Gloria


EMISORES PARA AGUA CALIENTE O FRÍACALEFACCIÓN POR SUELO RADIANTE: ThThCALEFACCIÓN POR SUELO RADIANTE:

Temperaturas no muy bajas ni elevadasAhorro de energía.

n rc

rraco hh

ThThT

··

4

1

4n

iir TfT

Confort térmico del suelo según temperatura.


EMISORES PARA AGUA CALIENTE O FRÍACALEFACCIÓN POR SUELO RADIANTE: TIPOS DE INSTALACIÓNCALEFACCIÓN POR SUELO RADIANTE: TIPOS DE INSTALACIÓN

SERPENTÍN MONTAJE EN DOBLE SERPENTÍN:IDA / RETORNO


EMISORES PARA AGUA CALIENTE O FRÍACALEFACCIÓN POR SUELO RADIANTE: TIPOS DE INSTALACIÓNCALEFACCIÓN POR SUELO RADIANTE: TIPOS DE INSTALACIÓN

MONTAJE EN ESPIRAL

No se necesitan aparatos terminalesNo se necesitan aparatos terminalesImportante: Controlar temperatura constante en toda la superficiePosibles válvulas de inversiónN i l d (b b d l l )


No precisa temperaturas elevadas (bomba de calor o solar)

EMISORES PARA AGUA CALIENTE O FRÍA

SUELO RADIANTE : DimensionadoSUELO RADIANTE : Dimensionado

(Basado en el proyecto de norma Europea)

DATOS INICIALES:CARGA DEL LOCAL Posible correcciónC G OC os b e co ecc ó

Evita sobredimensionadoDeterminar densidad de flujo

ÍGEOMETRÍA DE LOS LOCALESTIPO DE SUELO (Cubierta superficial)ESPESOR DE MORTEROESPESOR DE MORTEROPOSIBLES PASOS (Plantilla / encofrado)TIPO DE MATERIAL Y CARACTERÍSTICAS

Composición, Pérdida de carga, Diámetros y espesor.MÁXIMA PÉRDIDA DE CARGA ACEPTADA.


EMISORES PARA AGUA CALIENTE: SUELO RADIANTE

Dimensionado de Suelo RadianteDimensionado de Suelo Radiante

ECUACIÓN DEL FLUJO DE CALOR:

1,18,92 suelo operativaq T T

Establece la máxima densidad de flujo de calor. POSIBILIDADES:

suelo operativaq

j

Zona ocupada: Para Tsuelo = 29 C y Toperativa = 20 C100 / 2q = 100 w/m2

Zona perimetral: Para Tsuelo = 35 C y Toperativa = 20 Cq = 175 4 w/m2q 175.4 w/m

DETERMINA: SI PRECISA ZONA PERIMETRALSUELO RADIANTE MÉTODO DE EMISIÓN


SUELO RADIANTE MÉTODO DE EMISIÓN

EMISORES PARA AGUA CALIENTE: SUELO RADIANTE

SUELO REFRESCANTE: Aprovechando suelo radianteSUELO REFRESCANTE: Aprovechando suelo radiante.

ECUACIÓN DEL FLUJO DE CALOR:

Máxima densidad de flujo de frío 7 suelo operativaq T T

Máxima densidad de flujo de frío. Todas las zonas: Para Tsuelo = 19 C y Toperativa = 25 C

q = 42 w/m2qMenos potencia que suelo radiante.

CARACTERÍSTICAS A TENER EN CUENTACARACTERÍSTICAS A TENER EN CUENTA:No disipa carga latente.Sensación de confort térmicoSensación de confort térmico.Posibilidad de aprovechar suelo radiante con Bomba de calorPosible combinación con Fancoil de apoyo.


Controlar siempre condensación de agua.


CLASIFICACIÓN POR FLUIDO CALOPORTADORCLASIFICACIÓN POR FLUIDO CALOPORTADORAIRE

Poca inercia térmicaSi i l (Dif )Sin aparatos terminales (Difusores).Fácil de regular.

VENTAJAS

Ocupan gran volumenComplejidad en el cálculo.

INCONVENIENTES

Tipos de instalación por tratamiento de aire:Todo aire exterior: Penalizadas energéticamente.Todo aire recirculado: Penalizadas por IAQ.Mezcla de aire: Adecuado rendimiento e IAQ.

Partes de una instalación:Generador.Red de conductos Velocidad / Ruidos / RetornoRejillas y difusores.


Regulación y control (Ej. VAV)

Caudal de aire debe ser capaz de eliminar:

DISTRIBUCIÓN POR AIRE

Caudal de aire debe ser capaz de eliminar:Carga ContaminanteCarga Térmica

Éxito de una instalación:30 % Estimación correcta de la carga30 % Elección del sistema, máquinas y regulación30 % Dimensionado de conductos, ubicación y

selección de difusoresselección de difusores10 % Otros

Selección de difusores. (Empresa específica)Dimensionado de redes de conductos:

Repartir el caudal de aire en cada difusorRepartir el caudal de aire en cada difusor.Caída de presión total adecuada al ventilador .Cumplir características constructivas (altura, trazado, etc).


Acercarse al óptimo económico (inversión + funcionamiento)

Sistemas de expansión directa compactos:


Sistemas Aire-Aire



Elementos de la Instalación:UTA (Tratamiento del aire + ventilador)Conductos de aire (Rectangulares o circulares)Impulsores: Difusión de aire

De techo.Rejillas.Difusores lineales.Techos perforados.



Conceptos que dependen del impulsor:Flecha: Distancia hasta velocidad de 0,25 m/sÁrea de distribución: área con velocidad de 0,25 m/sCaída de difusor: Distancia vertical para v = 0,25 m/sZona habitable: 2,4 m sobre el suelo.Amplitud: Anchura de zona horizontal abarcada.

Anchura

0,5 m/s

0 25 /C íd

Área de

distribuciónRejilla

0,25 m/s

Flecha

Caída

Zona habitable2,40 m


Zona habitable

Acondicionamiento de locales

DISTRIBUCIÓN POR REFRIGERANTE

Sistema de Bomba de calor: Dimensionada para calorCICLO DE CALEFACCIÓN

CICLO DE REFRIGERACIÓNCuando la bomba de calor es reversible, utiliza una válvula de cuatro vías.Clasificación:Clasificación:

De donde toma calor a donde lo cede.Aire-Aire, Aire-Agua, Agua-AireTierra Agua Tierra Aire Agua Agua


Tierra-Agua Tierra-Aire Agua-Agua

Sistemas de expansión partidos:


p p

Sistemas de distribución: Refrigerante.Unidades de techo, pared y sueloUnidades de techo, pared y suelo.




Sistemas multi-split (VRV)

Sistemas de distribución: Refrigerante.

Sistema a dos tubos.

Sistemas de distribución: Refrigerante.Varias unidades interiores.Posibles a dos o tres tubos.




Modos de operación a tres tubos: Configuración recuperativa

Verano

I iInvierno




Modos de operación a tres tubos: Configuración recuperativa

Demanda simultaneade calor y frío

Demanda equilibradaDemanda equilibrada


Documents

LECCIONEmisores.ppt [Modo de compatibilidad] · No depende de la existencia de energía eléctricaNo depende de la existencia de energía eléctrica. Grandes diámetros de tubería