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INTRODUCCIN

La presente Gua Bsica del Frigorista (instalador, mantenedor reparador de instalaciones de Refrigeracin y Climatizacin), est compuesta por las instrucciones de los equipos y componentes suministrados por los fabricantes, distribuidores de materiales y equipamiento de instalaciones frigorficas

No pretende ser un Manual de estudio, nos limitamos a recopilar la

informacin suministrada de los componentes ms comunes (para tenerla a mano) que venimos instalando en muestras instalaciones.

Las marcas mencionadas estn registradas y los artculos reproducidos son propiedad de los autores, es responsabilidad de la/s persona/s que descarguen el contenido, el uso que puedan hacer del mismo.

La informacin aqu expuesta est recopilada de buena fe, no estando exenta de algn error tipogrfico o de interpretacin, con lo que aconsejamos se utilice como orientacin y en ningn caso para la elaboracin de estudios, proyectos o clculos, los cuales se realizaran siguiendo los mtodos contrastados y por tcnicos cualificados.

Parte de la informacin aqu expuesta, es susceptible de revisin, cambio, sustitucin o eliminacin, por lo que recomendamos consultar con los fabricantes o distribuidores de material frigorfico y otros que mencionamos al final en bibliografa, los cambios que se puedan producir.

Agradecer a las marcas mencionadas su esfuerzo por poner al alcance de los instaladores, las informaciones de sus productos, sin las cuales no abra sido posible realizar esta Gua Bsica.

Un agradecimiento a Roco Prellezo Garca y Roberto Catal Murawski por su contribucin en la trascripcin y elaboracin de esta gua bsica.

Un agradecimiento especial a los administradores de forofrio.com y

equipo de moderadores, que se mencionan al final de esta gua, por su inestimada labor en la divulgacin de conocimientos y apoyo a todos los tcnicos en refrigeracin y climatizacin a travs del portal de internet www.forofrio.com , su apoyo a la cooperativa forofrio y a la unidad y defensa de todos los frigoristas. Casimiro Catal Gregori

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GUA RPIDA DE CONTENIDOS Y DE CONSULTA

Esta Gua Bsica del Frigorista, est compuesta por 15 Captulos que tratan los diversos temas que inciden en las instalaciones y conocimientos bsicos a tener en cuenta. Capitulo 1 CONCEPTOS BSICOS Este captulo analiza los conceptos bsicos de instalaciones de climatizacin, calefaccin por combustin y diagrama psicromtrico Capitulo 2 FACTORES DE CONVERSIN E INFORMACIN TCNICA En este captulo se tratan los conocimientos bsicos de matemticas, aritmtica, sistemas de unidades, conversin de unidades etc. Capitulo 3 CONEXIN DE COMPONENTES En este captulo tratamos el uso y manipulacin de los materiales usados en la interconexin de los componentes de una instalacin frigorfica o de aire acondicionado con tubera de cobre. Capitulo 4 CONCEPTOS BSICOS DE ELECTRICIDAD En este captulo tratamos los conceptos bsicos de electricidad como son el magnetismo, la carga elctrica, circuito elctrico, motores, protecciones etc. Capitulo 5 HERRAMIENTA En este captulo tratamos de la herramienta necesaria para el ejercicio de nuestra actividad. Capitulo 6 CIRCUITO FRIGORFICO En este captulo tratamos los conceptos bsicos del circuito frigorfico y sus componentes, como son los diversos tipos de compresores, evaporadores, condensadores y elemento de expansin (capilar). Capitulo 7 COMPRESORES En este captulo tratamos los compresores hermticos de Danfoss, se incluye tabla comparativa de diversos compresores hermticos. Capitulo 8 REGULACIN En este captulo tratamos de los elementos de regulacin del fluido refrigerante que componen la instalacin frigorfica como son las vlvulas de expansin, vlvulas reguladores de presin, vlvulas solenoide, vlvulas reguladores del caudal de agua y filtros deshidratadores. NOTA: entendemos por regulacin todo componente de la instalacin que incide sobre la presin en el circuito frigorfico y no sobre el control.

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Capitulo 9 CONTROL En este captulo tratamos el control de la instalacin frigorfica, partiendo de la composicin y elaboracin de los cuadros elctricos y sus componentes externos como son los termostatos (electrnicos o de contacto), presostatos de control de presin de gas y aceite,. NOTA: entendemos por control, todo componente de la instalacin que incide sobre el funcionamiento del compresor, resistencias, ventiladores, ciclos de desescarches etc. y nos ofrecen una informacin sobre el estado de la instalacin. Capitulo 10 PUESTA EN MARCHA Y MANTENIMIENTO En este captulo tratamos de los procedimientos de puesta en marcha a seguir segn el tipo de instalacin, as como la carga de gas, protocolos de actuacin en averas y tablas gua. Capitulo 11 ACEITES En este captulo tratamos de los distintos tipos de aceites su aplicacin y caractersticas, con procedimientos para su sustitucin. Capitulo 12 GASES REFRIGERANTES En este captulo tratamos la clasificacin del los gases segn el Reglamento de Seguridad de Instalaciones frigorficas Capitulo 13 NORMAS (PRL) En este captulo tratamos los conocimientos bsicos de seguridad en prevencin de riesgos laborales en instalaciones frigorficas. Capitulo 14 TABLAS DE SATURACIN DE LOS GASES En este captulo disponemos de las tablas de presin-temperatura de los gases ms comunes. Capitulo 15 VARIOS (clculos y diseo) En este captulo nos introducimos en los conceptos bsicos para el clculo de cargas en cmaras frigorficas, clculo del coeficiente de trasmisin (K) etc.. AL FINAL DEL NDICE, PARA UNA LOCALIZACIN MS RPIDA, TENEMOS UN NDICE ALFABTICO DE: .- Cuadros de alarmas y de averas que se encuentran en la Gua Bsica .- Tablas (listado de tablas de la Gua Bsica) NOTA: en las actualizaciones de la Gua Bsica y los captulos independientes, se actualizan y amplan los datos contenidos en esta gua, que se pueden consultar en www.Catain.es y www.forofrio.com

Esta Gua Bsica pertenece a

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NDICE

1 CLIMATIZACIN, CALEFACCIN Y PSICROMETRA ...................................................... 12 1 Conceptos bsicos ..................................................................................................................... 12 1.1 Conceptos bsicos de climatizacin ..................................................................................... 12 1.2 Concepcin general de un sistema de climatizacin.......................................................... 14 1.3 Toma de datos para la estimacin de potencias ................................................................. 15 1.4 Observaciones para las bombas de calor ............................................................................ 16 1.5 Introduccin a la calefaccin .................................................................................................. 17 1.5.1 Que es la Calefaccin? ....................................................................................................... 17 1.5.2 Distintos sistemas de calefaccin ...................................................................................... 17 1.5.3 Segn la forma de calefactar .............................................................................................. 18 1.5.4 sistema monotubo ................................................................................................................ 18 1.5.5 Sistema bitubular .................................................................................................................. 20 1.5.6 Calderas de condensacin.................................................................................................. 20 1.5.7 Verdades y mentiras sobre las calderas de condensacin ............................................ 23 1.5.8 Tipos de instalacin ............................................................................................................. 24 1.5.9 Las virtudes de la condensacin ........................................................................................ 28 1.5.10 Ahorro en calefaccin ........................................................................................................ 29 1.5.11 Rendimiento de las calderas: ........................................................................................... 30 1.5.12 Calderas .............................................................................................................................. 32 1.6 Aire y psicrometra ................................................................................................................... 35 1.6.1 Trminos empleados: .......................................................................................................... 35 1.6.2 Manejo del diagrama psicomtrico .................................................................................... 36 2 FACTORES DE CONVERSIN E INFORMACIN TCNICA ........................................... 42 2.11 Presin .................................................................................................................................... 52 2.15 Factores de Conversin ....................................................................................................... 54 2.32 Equivalentes de Refrigeracin ............................................................................................. 69 2.33 Calor Especfico ..................................................................................................................... 70 2.6 Sistema Internacional (SI) ...................................................................................................... 46 2.7 Abreviaturas y Smbolos de Unidades ................................................................................. 47 2.8 Temperatura ............................................................................................................................. 49 3 CONEXIN DE COMPONENTES ........................................................................................... 78 3.1.1 Tubera de Cobre ................................................................................................................. 78 3.1.13 Proceso para Soldar .......................................................................................................... 82 3.1.4 Proceso de Soldadura Capilar ............................................................................................ 78 3.1.9 El Soplete .............................................................................................................................. 80 3.5 Diseo y montaje de tuberas del circuito frigorfico ........................................................... 88 3.5.1 Introduccin ........................................................................................................................... 88 3.5.2 Informacin general ............................................................................................................. 88 3.5.3 Limitaciones para sistemas de aire acondicionado ......................................................... 90 3.5.4 Limitaciones para bombas de calor ................................................................................... 90 3.5.5 Dimensionado de tuberas a/c y bomba de calor ............................................................ 91 3.5.6 Lneas frigorficas - refrigerante R-404A ........................................................................... 91

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4 CONCEPTOS BSICOS DE ELECTRICIDAD .................................................................... 110 4.1 Qu es la electricidad? ....................................................................................................... 110 4.2 Cmo se produce la electricidad?..................................................................................... 111 4.2 Condensadores ...................................................................................................................... 121 4.2.4 Los condensadores electrolticos ..................................................................................... 122 4.3 Magnitudes Elctricas ........................................................................................................... 111 4.3 Transformadores ................................................................................................................... 125 4.4 Corriente elctrica ................................................................................................................. 112 4.4 Motores ................................................................................................................................... 125 4.5 Elementos de proteccin y control ...................................................................................... 133 4.5 Ley de Ohm ............................................................................................................................ 113 4.6 Potencia y energa elctrica ................................................................................................. 114 4.7 Riesgos elctricos ................................................................................................................. 136 4.7 Unidades, mltiplos y submltiplos ..................................................................................... 115 4.8 Concepto de onda. ................................................................................................................ 116 4.8 Relacin entre unidades (formulas) .................................................................................... 136 4.9 Espectro radio - elctrico o electromagntico. .................................................................. 117 5 HERRAMIENTA ........................................................................................................................ 144 5.1 Herramienta General del frigorista ...................................................................................... 144 5.2 Relacin de materiales de repuesto ................................................................................... 150 5.3 Elementos de proteccin individual de seguridad (epis) .................................................. 152 5.4 Instrucciones de seguridad y uso de los analizadores ..................................................... 157 5.4.1 Purgado de mangueras ..................................................................................................... 158 5.4.2 Lectura de las presiones de trabajo ................................................................................. 158 5.4.3 Vaco por toma de baja ..................................................................................................... 158 5.4.4 Vaco por toma de alta....................................................................................................... 158 5.4.5 Carga por baja .................................................................................................................... 158 5.6 Equipo de recuperacin ........................................................................................................ 161 5.7 Detector de fugas MINI-LEAK.............................................................................................. 167 5.8 Detector de fugas TEK-MATE ............................................................................................. 167 5.9 Detector de fugas (por contraste de luz ultravioleta, spectroline)................................... 168 5.13 NTP 481: Orden y limpieza de lugares de trabajo .......................................................... 153 5.13.1 Introduccin....................................................................................................................... 153 5.13.2 Alcance y desarrollo ........................................................................................................ 153 5.13.3 Eliminar lo innecesario y clasificar lo til ...................................................................... 154 5.13.4 Acondicionar los medios para guardar y localizar el material fcilmente ................ 154 5.13.5 Decisin de las localizaciones ms apropiadas .......................................................... 155 5.13.6 Identificacin de localizaciones ...................................................................................... 155 5.13.7 Evitar ensuciar y limpiar enseguida ............................................................................... 156 5.13.8 Crear y consolidar hbitos de trabajos en orden y limpieza ...................................... 157 6 CIRCUITO FRIGORFICO ....................................................................................................... 170 6.1 Estados de la materia ........................................................................................................... 170 6.2 Ciclo de compresin .............................................................................................................. 172 6.2.1.19 Compresin por escalones .......................................................................................... 181 6.2.1.2 Compresor ....................................................................................................................... 172 6.3.1 Evaporador .......................................................................................................................... 182 6.4.1 Condensador....................................................................................................................... 184

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6.5 Expansin ............................................................................................................................... 187 6.5.3 Seleccin del tubo capilar ................................................................................................. 190 7 COMPRESORES ...................................................................................................................... 200 7.1 Compresores Hermticos Danfoss ..................................................................................... 200 7.12 Temperatura de condensacin .......................................................................................... 211 7.3.1 Compresores F ................................................................................................................ 201 7.3.2 Compresores FT .............................................................................................................. 202 7.3.3 Compresores G ................................................................................................................ 202 7.3.4 Compresores CL / DL ..................................................................................................... 203 7.3.5 Compresores K ................................................................................................................ 203 7.5 Caractersticas de arranque LST / HST ............................................................................. 205 8 REGULACIN .......................................................................................................................... 214 8.1 Vlvulas de expansin termostticas ................................................................................. 215 8.2 Vlvulas de solenoide ........................................................................................................... 220 8.4 Vlvulas de inversin de ciclo .............................................................................................. 226 8.9 Filtros secadores y visores de lquido ................................................................................. 229 8.10 Reguladores de presin KV ............................................................................................... 238 8.10.2 Regulador de presin de evaporacin .......................................................................... 238 8.10.3 Regulador de presin de condensacin KVR .............................................................. 239 8.10.4 Regulador de presin de aspiracin KVL ..................................................................... 240 8.10.5 Regulador de capacidad tipo KVC................................................................................. 240 8.10.6 Regulador de presin de recipiente ............................................................................... 241 8.10.8 Instalacin y ajuste de los KV ........................................................................................ 242 8.11 Vlvulas presosttica de agua ........................................................................................... 248 9 CONTROL ................................................................................................................................. 254 9.1 Cuadros de maniobras elctricas ........................................................................................ 254 9.2 Presostato diferencial de aceite, ......................................................................................... 268 9.3 Termostatos ............................................................................................................................ 272 9.3.3 Termostato KP con sensor cilndrico ............................................................................... 273 9.4 Presostatos ............................................................................................................................. 277 10 PUESTA EN MARCHA Y MANTENIMIENTO ................................................................... 288 10.1.1 Acciones previas al arranque ......................................................................................... 288 10.1.2 Arranque de la instalacin .............................................................................................. 289 10.3 Vaco en el sistema de refrigeracin ................................................................................ 291 10.3.1 Tiempo de vaco ............................................................................................................... 291 10.3.2 Niveles diferentes de vaco ............................................................................................. 291 10.3.3 Se puede obtener dos tipos diferentes de vaco ......................................................... 291 10.3.4 Seleccin de las bombas ................................................................................................ 291 10.3.5 Tamao de una bomba de vaco ................................................................................... 292 10.3.6 Valor del vaco .................................................................................................................. 292 10.3.7 Ts de cada de vaco: .................................................................................................... 292 10.3.8 Reconocer la diferencia entre fuga y evaporacin leyendo el vacuometro ............. 293 10.3.9 Gas ballast ........................................................................................................................ 293 10.4 Carga de gas refrigerante .................................................................................................. 293 10.4.1 Por baja presin (gases puros o azeotrpicos) ........................................................... 293 10.4.2 Por alta presin (gases zeotrpicos) ............................................................................. 294 10.4.3 Deteccin y reparacin de una fuga de gas ................................................................. 294

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10.4.4 Recogida de gas refrigerante ......................................................................................... 296 10.4.5 Limpieza del circuito ........................................................................................................ 298 10.4.6 Cambio de compresor quemado .................................................................................... 298 10.4.7 Cambio de compresor desgastado ................................................................................ 299 10.4.8 Cambio de evaporador .................................................................................................... 299 10.4.9 Cambio de condensador ................................................................................................. 299 10.4.10 Cambio de presostatos ................................................................................................. 299 10.4.11 Cambio de vlvula de expansin ................................................................................. 299 10.4.12 Cambio de filtro .............................................................................................................. 299 10.4.13 Cambio de visor ............................................................................................................. 300 10.4.14 Reparacin en lnea de baja ........................................................................................ 300 10.4.15 Recuperacin de refrigerante ....................................................................................... 300 10.4.16 Cambio de refrigerante en una instalacin................................................................. 307 10.10 Trabajos de mantenimiento ............................................................................................. 310 10.11.4 Averas de funcionamiento y su reparacin ............................................................... 312 11 ACEITES

11.1 Lubricacin y Refrigeracin................................................................................................ 338 11.2 Lubricacin de compresores .............................................................................................. 338 11.3 Tipos de aceites refrigerantes ........................................................................................... 340 11.4 Relacin entre refrigerantes y lubricantes ....................................................................... 341 11.5 Clasificacin y Aplicaciones de los Aceites Lubricantes ................................................ 343 11.6 Medidas para garantizar el retorno del aceite ................................................................. 345 11.7 Extraccin e introduccin de aceite en el sistema .......................................................... 347 11.8 Control de acidez del aceite ............................................................................................... 348 11.9 Procedimiento para cambio de aceite .............................................................................. 350 11.10 Problemas con el Aceite (Resumen) .............................................................................. 348 12 GASES REFRIGERANTES .................................................................................................. 352 12.1 Refrigerantes para instalacin nueva segn aplicacin................................................. 355 12.2 IF02.. Clasificacin de los Refrigerantes .......................................................................... 355 12.3. Clasificacin en funcin de sus efectos sobre la salud y seguridad. .......................... 355 12.4. Clasificacin en funcin de su inflamabilidad. ................................................................ 355 12.5. Clasificacin en funcin de la toxicidad. ......................................................................... 356 12.5. Grupos de seguridad. ........................................................................................................ 356 13 PREVENCIN DE RIESGOS LABORALES EN INSTALACIONES ............................. 366 13.1 Conceptos Bsicos: ............................................................................................................ 366 13.2.2 Accidente de trabajo ........................................................................................................ 367 13.2.3 Enfermedades Profesionales ......................................................................................... 367 13.3.2 Obligaciones del empresario: ......................................................................................... 368 13.3.3 Obligaciones de los trabajadores ................................................................................... 370 13.4 Los equipos de proteccin individual ................................................................................ 370 13.5.1 La seguridad en mquinas.............................................................................................. 372 13.5.5 Riesgos ms frecuentes en la utilizacin de mquinas herramientas. ..................... 374 13.6.1 Seguridad en operaciones de manutencin. ................................................................ 377 13.7 Trabajo de Soldadura y Oxicorte. ..................................................................................... 381 13.9 MANUAL DE PRIMEROS AUXILIOS ............................................................................... 382 13.9 Recomendaciones ............................................................................................................... 382 13.9.1 Heridas superficiales ....................................................................................................... 382

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13.9.2 Hemorragias externas ..................................................................................................... 382 13.9.3 Hemorragias internas ...................................................................................................... 382 13.9.4 Accidentes producidos por electricidad ........................................................................ 382 13.9.5 Quemaduras graves ........................................................................................................ 383 13.9.6 Quemaduras leves ........................................................................................................... 383 13.9.7 Lesin por cuerpos extraos .......................................................................................... 383 13.9.9 Lesiones por cortes o golpes .......................................................................................... 383 14 TABLAS DE SATURACIN DE LOS GASES .................................................................. 386 14.1 R-12, R-409A, R-401A, R-413A ........................................................................................ 386 14.10 R-428A, Isceon89, R-406, R-427A ................................................................................. 395 14.11 Gua de aplicacin de los Refrigerantes RS ................................................................. 396 14.2 R-502, R-408A, R-402A, R-403B ...................................................................................... 387 14.3 R-402B, R-22, R-417A, R-134a ........................................................................................ 388 14.4 R-410A, R-407C, R-404A, R-507 ...................................................................................... 389 14.5 R-717, R-422D, R-422A, R-413A ...................................................................................... 390 14.6 DI-36, DI-44, R-600a, R-290, R-143a, R-13B1 ............................................................... 391 14.7 R-23, R-32, R-124, R-125, R-152a, R-227 ...................................................................... 392 14.8 R-123, 365mfc, ES36, R-500, FX-57, FX-80 ................................................................... 393 14.9 R-246A, R-424A, R-434A ................................................................................................... 394 15 VARIOS (clculo y diseo) ................................................................................................. 400 15.1.1 Carga total de refrigeracin: ........................................................................................... 400 15.1.11 Conservacin a baja temperatura de productos congelados: ................................. 404 15.1.2 Clculo de prdidas a travs de las paredes: .............................................................. 400 15.1.3 Prdidas por servicio: ...................................................................................................... 401 15.1.4 Prdidas por calor debido a motores elctricos:.......................................................... 401 15.1.5 Prdidas por carga de gnero: ....................................................................................... 401 15.1.6 Prdida por reaccin y renovacin de aire en frutas y verduras: .............................. 402 15.1.7 Obtencin de la carga total: ............................................................................................ 402 15.1.8 Enfriamiento de lquidos y salmueras: .......................................................................... 403 15.1.9 Enfriamiento por Frigorferos: ......................................................................................... 403 15.1.10 Congelacin: ................................................................................................................... 403 16.1.15 Calculo del Coeficiente de Transmisin Trmica (K)................................................ 407 16.1.16 baco para el clculo de tuberias de agua ................................................................ 430 CUADROS DE AVERAS Y TABLAS DE LA GUA

Cuadro averas equipos frigorficos automticos: ................................................................... 317 Cuadro de averas de funcionamiento de instalaciones frigorficas ...................................... 313 Cuadro de localizacin de averas de termostatos KP ........................................................... 276 Cuadro de localizacin de averas en presostatos KP ........................................................... 283 Cuadro de localizacin de averas en reguladoras de presin KV ....................................... 246 Cuadro de Localizacin de averas en vlvulas solenoide .................................................... 223 Cuadro de localizacin y reparacin de averas en filtros y visores ..................................... 236 Cuadro de Problemas Evaporacin .......................................................................................... 323 Cuadro de problemas Compresor.............................................................................................. 325 Cuadro de Problemas Condensacin ....................................................................................... 317 Cuadro de Problemas de Rendimiento ..................................................................................... 334 Cuadro de seleccin de filtro deshidratador Danfoss a instalar ............................................ 237

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Cuadro localizacin averas en vlvulas presostaticas de agua ........................................... 252 Listado de construccin de cmaras de obra .......................................................................... 406 Taba de aceites (originales) 1/2 ................................................................................................. 344 Taba de aceites sustitutivos ....................................................................................................... 345 Tabla 2,10 Factores de conversin unidades de Caudal ......................................................... 60 Tabla 2,11 Factores de conversin unidades de Velocidad Lineal ......................................... 61 Tabla 2,12 Factores conversin unidades Aceleracin Lineal ................................................ 61 Tabla 2,13 Factores de conversin unidades de Fuerza ......................................................... 62 Tabla 2,14 Factores de conversin, unidades de Volumen Especifico .................................. 63 Tabla 2,15 Factores de conversin unidades de Densidad ..................................................... 64 Tabla 2,16 Factores conversin, unidad. de Trabajo, energa y calor ................................... 65 Tabla 2,17 Factores de conversin unidades de Potencia ...................................................... 66 Tabla 2,18 Factores de conversin unidades de Viscosidad................................................... 67 Tabla 2,19 Factores de conversin unidades de Entalpa ....................................................... 68 Tabla 2,20 Factores de conversin unidades de Entropa ....................................................... 68 Tabla 2,21 Factores conversin, unidades de trasferencia de Calor ..................................... 69 Tabla 2,22 Calores especficos promedio de algunas sustancias .......................................... 71 Tabla 2,22 Factores de conversin unidades de Refrigeracin .............................................. 69 Tabla 2,23 Factores de conversin unidades de Calor Especifico ......................................... 70 Tabla 2,7 Factores de conversin unidades de rea ............................................................... 56 Tabla 2,8 Factores de conversin unidades de Volumen ........................................................ 57 Tabla 2,9 Factores de conversin unidades de Masa y Peso 1/2 .......................................... 59 Tabla 2.1 (15.1) Unidades bsicas del sistema Internacional ................................................. 45 Tabla 2.1 Unidades bsicas del sistema Internacional ............................................................. 45 Tabla 2.1a Unidades derivadas del SI con nombres especiales ............................................. 46 TABLA 2.2 Unidades comunes derivadas de SI ........................................................................ 47 Tabla 2.5 Factores de conversin unidades de presin ........................................................... 53 Tabla 2.6 Factores de conversin unidades de Longitud ......................................................... 54 Tabla 3.5 Caractersticas de la soldadura .................................................................................. 87 Tabla comparativa compresores Hermticos ........................................................................... 212 Tabla compatibilidad aceites con gases 2 .............................................................................. 342 Tabla compatibilidad de aceites con gases 1 ................................................................................. 341 Tabla de asignacin de colores ARI .......................................................................................... 363 Tabla de Clasificacin de los Refrigerantes ............................................................................. 358 Tabla de conductividad trmica de distintos materiales ......................................................... 409 Tabla de Intensidad mxima admisible, en amperios, para cables flexibles. ...................... 119 Tabla de renovaciones de aire en locales habitados .............................................................. 412 Tabla de Valores de la conductancia K de aislamientos de paredes, suelos y techos ...... 401 Tabla equivalencia conducto circular con rectangular ............................................................ 414 Tabla orientativa de necesidades frigorficas en cmaras ..................................................... 405 Tabla-2.3 Abreviaturas y smbolos .............................................................................................. 48 Tablas de dimetro de capilar (LBP) ......................................................................................... 193

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1 CLIMATIZACIN, CALEFACCIN Y PSICROMETRA

1 CONCEPTOS BSICOS

1.1 CONCEPTOS BSICOS DE CLIMATIZACIN

Breve evolucin histrica

Desde la prehistoria el hombre ha tenido la necesidad de protegerse de las inclemencias

del tiempo, buscando cuevas para alojarse y usando el fuego para calentarse

As, obviamente la primera forma de calefaccin fue el fuego. La adicin de una chimenea

fue la primera aportacin en la evolucin de los sistemas de calefaccin. Aunque la

produccin de calor se ha dado en los edificios desde antiguo, principalmente a travs del

fuego, la produccin de fro ha tardado ms en desarrollarse. No fue hasta la primera

mitad del siglo XIX cuando se desarrollaron los primeros inventos de la produccin

mecnica de fro.

As, en un principio la climatizacin se entenda como un control de la temperatura. Bastaba con calentar o enfriar el ambiente para alcanzar unas condiciones de confort. Recientemente la necesidad de controlar otras propiedades del ambiente, como son: la humedad relativa,

la velocidad del aire,

la pureza del aire y

el nivel de ruido de la instalacin

INSTALACIONES DE CLIMATIZACIN aquellas instalaciones que tienen por objeto

controlar y mantener, dentro de ciertos lmites, la temperatura y la humedad de los locales,

garantizar una pureza suficiente del aire ambiente (mediante la ventilacin), y asegurar un

movimiento del aire interior con el mnimo ruido.

La temperatura se puede controlar calentando (aportando potencia trmica) o enfriando

(extrayendo potencia trmica) el aire.

La humedad del aire, vapor de agua contenido en el aire, se puede controlar aadiendo

o reduciendo el contenido en vapor de agua (humidificacin o deshumidificacin).

La pureza o calidad del aire es controlada mediante la eliminacin de partculas

contaminantes indeseables con filtros u otros dispositivos o mediante ventilacin,

introduccin de aire exterior en el recinto climatizado. Normalmente, ambos mtodos son

utilizados conjuntamente.

El movimiento del aire interior, en cuanto a su velocidad, se controla mediante un

adecuado sistema de distribucin del aire.

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El control de ruido puede considerarse como una funcin auxiliar del sistema de

climatizacin, pero resulta esencial, al menos, controlar el ruido generado por la propia

instalacin.

Consumo energtico

Aplicaciones

Es comn subdividir las instalaciones de climatizacin en dos grandes grupos, segn cul

sea el objeto de la instalacin:

Instalaciones Industriales, aquellas en las que se trata de acondicionar unos locales para

que un determinado proceso se desarrolle en ptimas condiciones para el producto objeto

del proceso, siendo prioritario el producto sobre las personas que puedan trabajar en

dicho ambiente (ejemplos: industrias: farmacutica, alimenticias, electrnicas, etc.).

Instalaciones de confort, se denomina as este nombre a aquellas instalaciones destinadas

a situar al gnero humano en un ambiente que le permita desarrollar sus actividades

cotidianas, en un ambiente ms adecuado a sus necesidades que el ambiente exterior.

La necesidad de la climatizacin no slo reside en proporcionar el confort humano, son requeridas tambin para: Aumentar la productividad Refrigeracin de salas de informtica y cuadros elctricos Crear un ambiente confortable en comercios y hoteles, que les de ventajas sobre sus competidores Como complemento para hacer ms atractivo un producto, por ejemplo: coches, viviendas, oficinas en alquiler o venta.

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Procesos industriales donde se requiere un control estricto del ambiente (Fabricacin de productos farmacuticos, Fabricacin de productos electrnicos, Produccin de papel y algodn, Manipulacin de alimentos En centros de salud para conseguir condiciones de esterilizacin.

1.2 Concepcin general de un sistema de climatizacin

Se puede definir por climatizacin el control mecnico de un ambiente interior de un local, con objeto de mantener reguladas las siguientes propiedades: Temperatura, Humedad relativa, Velocidad, Pureza del aire, Nivel sonoro.

Para cumplir esta misin la mayora de los sistemas de climatizacin cuentan con los siguientes componentes bsicos: Una fuente de calor: que aade potencia trmica a un fluido.

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Una fuente fra: que extrae potencia trmica a un fluido. Un sistema de distribucin. Dispositivos que proporcionen el movimiento del fluido de trabajo. Dispositivos que realicen la funcin de transferencia de potencia trmica entre el fluido de trabajo y el local climatizado El proceso de diseo de una instalacin consistir pues en:

1. Toma de datos del edificio o locales a climatizar

2. Clculo de las cargas tanto en refrigeracin como en calefaccin

3. Conocer los deseos del cliente en cuanto al servicio que espera y su disposicin

de inversin.

4. Eleccin del sistema ms adecuado:

5. Seleccin y dimensionado de los elementos de la instalacin.

1.3 TOMA DE DATOS PARA LA ESTIMACIN DE POTENCIAS FRIGORFICAS IN

SITU EN AIRE ACONDICIONADO

La potencia frigorfica de un aire acondicionado se puede obtener

P en Kcal/h = Q * Pe * t * Ce o bien

P = Kg/h * E donde

Q = caudal de aire en m3/h

Pe = peso especfico del aire (1,24 Kg./m3)

El producto Q * Pe = Kg/h

t = diferencia de temperatura entrada salida del evaporador

Ce = calor especifico del aire (0,24 Kcal/KgC)

E = diferencia de entalpas

El producto de t * Ce es la diferencia entre el calor entlpico antes y despus de

atravesar el aire al evaporador. Tambin se pueden obtener en el diagrama psicomtrico.

EJERCICIO

Hallar la potencia frigorfica de una mquina sabiendo:

Entrada del aire 12C Salida del aire 1C

Velocidad media 51/11 = 4,63 m/seg.

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S = b * h = 900 mm * 500 mm = 0,45m2

Q = V * S = 4,63 m/seg * 0,45 m2 = 2,07 m3/seg * 3600 seg = 7452 m3/h

P = Q *Pe * t * Ce = 7452 m3/h *1,2 Kg/m3 * 11C * 0,24 Kcal/Kgc = 24394 Kcal/h

1.4 OBSERVACIONES PARA LAS BOMBAS DE CALOR

* Durante el desescarche, segn la regin donde este instalada la bomba de calor, el

ventilador de la batera interior podr estar:

Parado

En marcha sin resistencias de apoyo

En marcha con resistencias de apoyo

* Para obtener mayor rendimiento de una batera, estas debern disponer de vlvula de

expansin, con sus vlvulas de retencin, aunque encarezca el equipo, emplendose el

capilar para pequeas potencias.

* La escarcha empieza a aparecer en las bateras exteriores cuando la temperatura

desciende entre 7C y 1C, por debajo de este valor, el grado de escarcha disminuye

puesto que la humedad del ambiente tambin disminuye. La escarcha es muy lenta en

temperaturas inferiores a -7C.

* El inicio de un desescarche ideal, debe ser cuando la batera este escarchada en un

50% 60%. Resulta difcil generar una seal adecuada que nos confirme este porcentaje

de escarcha.

* Las bombas de calor emplean para efectuar el ciclo de desescarche, un temporizador

tiempo-temperatura. Este se inicia cuando el sensor detecta temperaturas por debajo de -

2C y se termina cuando el sensor alcanza la temperatura de 12C.

* Durante el ciclo de desescarche en las bombas de calor aire-aire y aire-agua, el

ventilador exterior se detiene para facilitar el desescarche

* En los ciclos de calor el refrigerante circula ms lento. Esto es debido a que por ejemplo

en invierno, el evaporador es azotado con aire fro y no es capaz de evaporar todo el

refrigerante

* El recalentamiento ideal en las bombas de calor es de 5C a 8C

* El separador de partculas liquidas ha de estar siempre entre la inversora y la

aspiracin del compresor. No es conveniente que reciba mucho calor, pues se deteriorara

un revestimiento interior anticorrosivo.

* Los deshidratadores debern ser de doble sentido

* Los presostatos de alta se tararan a unos 25bar para el R-22

* La temperatura mxima en compresin est situada en la placa de vlvulas de alta,

punto donde se puede carbonizar el aceite si la temperatura es elevada.

* Antes de arrancar un compresor, sobre todo los de grandes potencias, en bomba de

calor tienen que estar conectadas las resistencias de caldeo de aceite.

* El crter debe estar 5C mas caliente que la temperatura ambiente que rodea al

compresor, con el fin de expulsar el refrigerante que contenga el aceite.

* El termostato ambiente exterior viene tarado a 0C. Este determina cuando debe

conectarse las resistencias elctricas de emergencias o de apoyo, en funcin con la

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temperatura exterior. Estos termostatos se emplean en climas muy fros en los que la

bomba de calor no es capaz de cumplir los requisitos de calefaccin requeridos.

1.5 INTRODUCCIN A LA CALEFACCIN

1.5.1 Que es la Calefaccin

-Es una forma de climatizacin que consiste en satisfacer el equilibrio trmico cuando

existe una prdida corporal de calor, disipada hacia el ambiente, mediante un aporte

calrico que permite una temperatura ambiente confortable. stos sistemas son

destinados a climatizar, mayormente en invierno, los ambientes interiores de los edificios,

casas, locales comerciales.

-La misin de la calefaccin es la de regular la prdida de calor en el ser humano en

pocas fras. Esto tambin requiere conocer otros factores que afectan el bienestar

trmico, adems de la ropa y la actividad realizada.

-Actualmente hay diversos sistemas de calefaccin.

Segn la extensin: o Calefaccin unitaria o Calefaccin centralizada o Calefaccin urbana

Segn la forma de calefactar: o Calefaccin por agua o Calefaccin por vapor o Calefaccin por aire o Calefaccin elctrica o Calefaccin por fibra de carbono

Segn el sistema utilizado: o Calefaccin con radiadores o Calefaccin por suelo radiante o Calefaccin con bomba de calor (aire)

1.5.2 DISTINTOS SISTEMAS DE CALEFACCIN SEGN EXTENSIONES

-Calefaccin unitaria: Sistema de calefaccin ubicado en un recinto, generalmente en el

centro, abastecido por energa elctrica o un combustible lquido. Tambin llamada calefaccin de espacio. -La Calefaccin centralizada: es un sistema de climatizacin que sirve a varios locales

sean o no de una vivienda. Si todos los locales son de una nica unidad de consumo (una vivienda, por ejemplo), se llamara calefaccin individual; si pertenecen a varias unidades de consumo (viviendas u oficinas) se llama calefaccin colectiva. Suele utilizarse en edificios de viviendas. Las principales ventajas son la mayor eficiencia y que la mayora de lo vecinos no se debe preocupar del mantenimiento de los generadores. Tambin, que en muchos casos, los grandes consumidores tienen precios mejores para la energa utilizada, lo que produce un ahorro econmico que puede ser importante (por ejemplo, en Espaa, el gas natural tiene un precio por unidad de energa un 20...30% inferior para una calefaccin central de edificio que para las individuales). -La Calefaccin urbana: es aquella en que el calor (la energa trmica) se distribuye por

una red urbana, del mismo modo en que se hace con el gas o el agua.

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Desde una central de produccin de calor, se distribuye agua caliente, por medio de conducciones aisladas trmicamente, hacia las subcentrales de edificio donde, con un intercambiador, se prepara el agua con las caractersticas (presin y temperatura) propias de la instalacin del edificio. sta subcentral es como cualquier central trmica de edificio, pero con el intercambiador en lugar de calderas. El agua que ha perdido una parte del calor que transportaba, vuelve a la central de produccin para ser recalentada y reenviada a la red.

1.5.3 SEGN LA FORMA DE CALEFACTAR - Calefaccin por agua: Se trata de un sistema de calefaccin en el que el calor se

produce en una caldera situada en un local especfico y el calor, por medio de un caloportador (generalmente agua), se distribuye a unos elementos terminales, generalmente radiadores o suelos radiantes, que emiten el calor a los ambientes que lo requieren. La eleccin del agua como caloportador se debe a que es una sustancia barata, comn en todas las edificaciones y, sobre todo, su calor especfico es el mayor entre todas las sustancias conocidas, por lo que requiere un caudal menor que cualquier otra sustancia para transportar la misma cantidad de calor. -Calefaccin de vapor: Es una variante de los sistemas de calefaccin en el que el

caloportador es agua en fase de vapor en lugar de agua en fase lquida. Fue muy utilizado antiguamente pero con el tiempo se est abandonando, aunque an hay muchas instalaciones en funcionamiento en muchos pases. Su constitucin es semejante a los sistemas de calefaccin por agua caliente: la caldera lleva el agua a la temperatura de evaporacin y el vapor recorre los emisores sin necesidad de bomba u otro artificio mecnico. Al enfriarse vuelve a la fase lquida y, condensado, el caloportador vuelve a la caldera por gravedad, para lo que la red de tuberas debe tener pendientes hacia ella. Por la misma razn las tuberas de ida suelen ser ms gruesas que las de retorno. En los radiadores, en vez de purgar aire de su parte superior debe purgarse el agua condensada en su parte inferior. -Calefaccin por aire : Sistema de calefaccin que consiste en que el aire calentado en

una caldera se distribuye a los difusores mediante un ventilador. .Calefaccin elctrica: Sistema de calefaccin que es producida a travs de la

electricidad. -Calefaccin por fibra de carbono: Sistema de calefaccin producida por hilos de

carbono que emite el calor por la superficie del suelo. Este sistema es el denominado

suelo radiante.

1.5.4 SISTEMA MONOTUBO

El sistema consiste bsicamente en un anillo simple que va intercalando emisores a lo largo de su recorrido. Los emisores se conectan a los "bucles" en los que conecta con el anillo solo en un punto, dnde se coloca una vlvula doble que permite la conexin y reglaje del tubo de entrada y la del de salida. El anillo suele tener un dimetro constante. Es apropiado para pequeas instalaciones. No se aconseja la colocacin de ms de siete radiadores al mismo anillo.

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1.5.5 SISTEMA BITUBULAR

En este sistema no se reutiliza el agua que ya ha pasado por un radiador como ocurre en el sistema monotubular sino que se recoge mediante una red paralela para ser reconducida a la caldera. En este sistema no hay limitacin en el nmero de radiadores. Es el apropiado para grandes instalaciones.

1.5.6 CALDERAS DE CONDENSACIN

La Condensacin:

El proceso de condensacin es un cambio de fase de una sustancia del estado gaseoso (vapor) al estado lquido. Este cambio de fase genera una cierta cantidad de energa llamada calor latente. El paso de gas a lquido depende, entre otros factores, de la presin y de la temperatura. La condensacin, a una temperatura dada, conlleva una liberacin de energa, as el estado lquido es ms favorable desde el punto de vista energtico.

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Comparemos los distintos sistemas

Con una caldera clsica de tipo atmosfrico, una parte no despreciable de dicho calor latente es evacuada por los humos, lo que implica una temperatura muy elevada de los productos de combustin del orden de 150C. La utilizacin de una caldera de condensacin permite recuperar una parte muy grande de ese calor latente y esta recuperacin de la energa reduce considerablemente la temperatura de los gases de combustin para devolverle valores del orden de 65C limitando as las emisiones de gas contaminantes. Poder Calorfico Inferior (PCI) y Poder Calorfico Superior (PCS)

El poder calorfico inferior (PCI) indica la cantidad de calor que se puede producir con una cierta cantidad de combustible (slido, lquido o gaseoso). Con este valor de referencia los productos de combustin estn disponibles en estado gaseoso. El poder calorfico superior (PCS) contiene en comparacin con el poder calorfico inferior un porcentaje de energa aadido en forma de calor por condensacin de vapor de agua, el llamado calor latente. Utilizaremos como ejemplo un metro cbico de gas.

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La caldera de condensacin debe su denominacin al hecho de que, para producir el calor, utiliza no slo el poder calorfico inferior PCI de un combustible sino tambin su poder calorfico superior PCS. Para todos los clculos de rendimiento, las normas europeas retuvieron como hace referencia el PCI. Utilizando el PCI para describir una caldera de gas de condensacin, conseguimos rendimientos superiores a 100 gracias a la restitucin del calor latente que representa el 11 %. Este mtodo representa el solo medio de comparacin entre las calderas clsicas y las calderas de condensacin. Con relacin a las calderas modernas a temperatura baja, es posible obtener rendimientos superiores del 15 %. Con relacin a las instalaciones antiguas, los ahorros de energa pueden alcanzar el 40 %. Si se compara la utilizacin de energa de las calderas actuales con temperatura baja con la de las calderas gas a condensacin, obtenemos el balance que sigue en calidad de ejemplo: Calor por condensacin (calor latente)

Con gas natural, la parte de calor por condensacin es el de11 % con relacin al PCI. Este valor queda inutilizado sobre las calderas a baja temperatura. La caldera de gas por condensacin permite la utilizacin continua de este potencial de calor, gracias a la condensacin del vapor de agua. Prdidas por los vapores (calor sensible)

De las calderas a baja temperatura sale vapor a temperaturas relativamente elevadas entre 150 y 180C, producindose as una prdida de calor de alrededor del 6 al 7 %. La disminucin importante de la temperatura del vapor sobre las calderas de condensacin a gas (temperaturas que pueden descender hasta 30) permite la utilizacin de la parte de calor sensible del gas de combustin y reduce de manera importante las prdidas por vapor.

1.5.7 VERDADES Y MENTIRAS SOBRE LAS CALDERAS DE CONDENSACIN

Por falta de costumbre o por desconocimiento, Espaa contina atrs en la instalacin de calderas de condensacin en comparacin con otros pases europeos como Inglaterra o Alemania. En muchas ocasiones esta falta de decisin por parte de los usuarios de instalar una caldera de condensacin se debe a que en torno a este tipo de calderas, circulan una serie de mitos que en la mayora de los casos carecen de fundamento. Veamos algunos de los ms comunes: Las calderas de condensacin son demasiado caras

Falso. El precio de las calderas de condensacin se ha reducido considerablemente en los ltimos aos. Hoy en da podemos adquirir una calderas de condensacin al mismo precio que una caldera convencional. Adems, la inversin merece realmente la pena si tenemos en cuenta el ahorro de combustible que este tipo de calderas garantiza a medio-largo plazo. No son compatibles con sistemas ya instalados

Falso. Las calderas de condensacin pueden instalarse sin ningn problema sustituyendo una instalacin anterior y son perfectamente compatibles con radiadores y suelo radiante. Tan slo debe llevarse a cabo una buena limpieza del antiguo sistema de calefaccin. Su instalacin es muy complicada

La nica diferencia entre una caldera de condensacin y una convencional es que las primeras necesitan un desage para los restos de la condensacin, consistente en un

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simple tuvo de PVC. Por otra parte, su emplazamiento no tiene por qu ser distinto al de las calderas convencionales. Lo nico que se debe tener en cuenta que el vapor que surge de la condensacin puede ser visible en determinadas ocasiones, con lo que conviene colocar la salida de gases en un lugar donde no moleste este vapor. Slo obtienen un buen rendimiento cuando condensan

No es cierto. Siempre tendrn mejor rendimiento que una caldera convencional estn condensando o no. Una caldera de condensacin obtiene una eficiencia de rendimiento de entre un 84 y un 92 por ciento, comparado con una caldera tradicional, que obtiene un 78 por ciento y una caldera antigua que obtiene de 55 a 65 por ciento. Las calderas de condensacin requieren radiadores ms grandes

Nada ms lejos de la realidad. En la gran mayora de las instalaciones, los radiadores son ya de gran tamao. Existe una ventaja marginal aproximadamente del 3 % que puede ser obtenida al aumentar el tamao de los radiadores para un nuevo sistema, lo que facilitara ligeramente la vuelta del agua refrigerada a la caldera y maximizara el tiempo gastado en la condensacin , pero esto es por lo general poco rentable y poco prctico. Son menos fiables

Falso. En Estados Unidos se lleva utilizando este tipo de caldera desde los aos 80. En nuestro pas todava no son muy utilizadas, pero la tecnologa actual y los aos de experiencia en otros pases europeos demuestran que este tipo de calderas funcionan igual de bien que las calderas tradicionales. Son difciles de mantener y reparar

No es cierto. La nica diferencia con las calderas convencionales es que hay que asegurarse de que el tubo de extraccin est limpio mientras est activo.

Si no se instalan tantas calderas de este tipo es porque no hay mucha oferta

Falso. El de las calderas de condensacin es un mercado en alza en nuestro pas. Existen una gran variedad de marcas que ofrecen calderas de condensacin de diferentes caractersticas y cualidades. Consulte siempre a su instalador de confianza que le recomendar el modelo que mejor se adapte a sus necesidades. 1.5.8 TIPOS DE INSTALACIN Calefaccin y Agua Caliente Sanitaria instalacin de calefaccin con caldera de condensacin

La caldera de condensacin es un producto indicado para cualquier tipo de instalacin para calefaccin y/o agua caliente sanitaria, independientemente de la temperatura de trabajo, tipo de emisores, etc. En cualquier caso, el confort obtenido gracias a los mrgenes de regulacin, el ahorro de energa (rendimiento superior al 99 %) siempre sern muy superiores a los de las calderas con generador de combustin tradicional y, por supuesto, la emisin de elementos contaminantes a la atmsfera mucho menor. Son perfectas para el hogar ya que son muy silenciosas, con unos niveles sonoros inferiores a la reglamentacin acstica.

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Ejemplo 1:

Tomando como ejemplo una caldera con un depsito de 6 litros, y una potencia de calefaccin de 30 kW, consumir una potencia de agua caliente sanitaria de 24 kW con una produccin ACS de 12 a 16 litros/minuto (delta T de 30C, es decir, una diferencia de temperatura entre la entrada de agua fra, ejemplo 15C, y la salida 45C - Control por la norma europea EN 625). Calefaccin + ACS con depsito de acumulacin integrado (ejemplo 46 litros) Ejemplo 2:

Tomando como ejemplo una caldera con un depsito de 46 litros, y una potencia de calefaccin de 20 kW consumir una potencia de agua caliente sanitaria de 25 kW con una produccin ACS de 17 a 21 litros/minuto (delta T de 30C o sea una diferencia de temperatura entre la entrada agua fra, ejemplo 15C y la salida 45C - EN 625). LA CAPACIDAD DE SUMINISTRO DE A.C.S SE MEJORA A CAUSA DEL DEPSITO DE 46 LITROS Instalacin de suelo radiante

Existen aplicaciones en que se potencian an ms los beneficios de esta caldera. Son aquellas donde por motivos de confort los emisores trabajan a menor temperatura o, simplemente, donde se necesitan sistemas poco contaminantes con objetivos ecolgicos. Adems, al trabajar a menos temperatura se mejora el rendimiento y por lo tanto se disminuye el consumo. El empleo de una caldera de condensacin en instalaciones de suelo radiante es pues una aplicacin idnea, puesto que al trabajar a baja temperatura el rendimiento ser el mximo y la caldera no sufrir problemas de condensaciones no controladas. Integracin de las energas renovables

Resulta asimismo interesante la combinacin instalacin solar - caldera de condensacin. Dado que siempre va a ser necesario utilizar una energa alternativa a la solar, cuanto

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menos contaminante sea sta, mayor ser la contribucin hacia un desarrollo sostenible. Y lo que est claro es que las calderas que menos contaminan son las de condensacin Diferentes tipos de calderas de condensacin Con el fin de explotar el calor latente del vapor de agua contenido en los gases de combustin, estos ltimos deben ser enfriados hasta una temperatura por debajo del punto de roco. El aumento de la superficie de intercambio permite enfriar bastante los productos de combustin, permitiendo as la recuperacin de dicho calor latente. El sistema de enfriamiento de los productos de combustin (el condensador) puede estar, integrado en la caldera o separado de ella.

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Ejemplo de condensador no integrado en la caldera. Este condensador se coloca sobre el lugar de salida de los gases de combustin de la caldera: Figura 3. Ejemplo de condensador separado Un ejemplo de la economa de explotacin:

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1.5.9 LAS VIRTUDES DE LA CONDENSACIN La principal virtud de las calderas de condensacin es que produce agua caliente a baja temperatura (40-60C), con un alto rendimiento.

Como hemos explicado en el apartado Principios Bsicos de la Condensacin , el rendimiento de estas calderas resulta ser superior al 100% (medido en las condiciones tradicionales, sobre el poder calorfico inferior), lo que puede resultar chocante, pero que es cierto. Sobre el poder calorfico superior (teniendo en cuenta el calor latente del agua) es, por supuesto, un rendimiento inferior al 100%.

El poder calorfico inferior, que no tiene en cuenta el calor de condensacin del agua, se defini como el mximo calor que se poda obtener en una combustin racional sin poner en peligro la caldera. Como consecuencia de la menor temperatura del agua preparada, los emisores finales del calor deben tener mayor superficie de intercambio (radiadores ms grandes) o ser de baja temperatura (suelos radiantes o calefaccin por aire). En definitiva, permite obtener una cantidad de calor mayor a igualdad de combustible quemado, con un ahorro evidente. El aspecto medioambiental y la reduccin de contaminantes

Las calderas de condensacin emiten una menor cantidad de sustancias contaminantes que una caldera convencional: los consumos pueden reducirse hasta el 30%, y las emisiones de NOx y CO hasta el 70%, lo que la convierte en un producto respetuoso con el Medio Ambiente. En respuesta a la conciencia internacional de los efectos nefastos sobre el medio ambiente vinculados a la actividad humana, los diferentes representantes de los pases industriales as como de los pases en vas de desarrollo, se reunieron en Kyoto en 1997 para definir un plan de accin con el fin de limitar las emisiones contaminantes de gases de efecto invernadero, que contribuyen al proceso de recalentamiento del planeta. Europa se comprometi a reducir un 8% las emisiones de gases de efecto invernadero para el prximo 2010. El compromiso de Espaa es el de no incrementar las emisiones ms de un 15% sobre el nivel de 1990.

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Estadsticamente el impacto medioambiental del uso de la energa en el sector domstico es responsable de ms del 25% de las emisiones de CO2 a la atmsfera. Con las calderas a condensacin, las emisiones contaminantes que contribuyen al efecto invernadero resultan 3 veces inferiores a las normas europeas vigentes, en respeto de los acuerdos de Kioto. Adems, unidas al empleo de la energa solar constituyen una solucin mucho menos contaminante y ms econmica, puesto que la solar es una energa gratuita, ms all del coste de la instalacin. Las calderas de condensacin en Europa

Pases como Holanda, Alemania o el Reino Unido han impulsado el uso de calderas de condensacin, cuyas estadsticas de consumo reflejan unos porcentajes el 90, 70 y 71 por ciento, respectivamente. Mientras, en Francia, Italia y Espaa, estos porcentajes son del 9, 6 y 04 por ciento, respectivamente.

1.5.10 AHORRO EN CALEFACCIN

REGULACIN:

El mejor sistema para ahorrar en agua caliente y/o calefaccin, es regular la temperatura

de salida desde la caldera, para que no sea necesario mezclar con agua fra, o dicho de

otra forma, adecuar la t de salida del agua para las necesidades del servicio que se

desea.

Por lo general para ACS, no ms de 50 C en el regulador de la caldera (imperativo usar

grifera en la ducha termosttico para conseguir la t ideal y evitar tirar agua

innecesariamente). Para calefaccin de radiadores, no ms de 65 70 C. Para los

sistemas de calefaccin por suelo radiante, nunca mayor de 45 C (siempre usar

termostato ambiente, y a no ms de 21 C). En casa cada uno va como quiere, pero si

quieres que el bolsillo no se resienta a final de mes, en casita con pijama y/o una bata

encima, nada de mangas cortas y ropitas de verano. En cada estacin abrigarse acorde a

la misma.

Siempre en una vivienda, hay gustos diversos, a quien le gusta ducharse con agua

hirviendo y quien se baa en tmpanos de hielo, pero cuanto menos mezclemos, ms

estamos ahorrando, ya que es una tontera calentar el agua en la caldera, que despus

voy a enfriar mezclndola con fra en el bao.

Respecto a la calefaccin, la potencia de la caldera se elige en base a unos clculos

precisos previos que habr hecho el instalador acorde a las necesidades de la vivienda

(ubicacin, orientacin, aislamiento, otros..).

Muchas calderas permiten reducir o adaptar la potencia de la caldera a nuestras

necesidades, mediante software o jumpers, en todo caso, y si tienes dudas, consulta con

el SAT de la marca, que te DEBE aconsejar al respecto.

EVITAR INCRUSTACIONES CALCREAS:

Otro factor que origina un desgaste de nuestra caldera y aumenta el consumo, son las

incrustaciones calcreas. La cal se va depositando en las tuberas y hace de aislante

trmico. Utilizar sistemas de descalcificacin en lugares donde la dureza del agua sea

muy elevada, reduce el consumo y aumenta la vida de la caldera. En el circuito de

calefaccin se recomienda utilizar sistema de vaso de expansin cerrados, precisamente

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para evitar que el continuo rellenado de agua, aporte las incrustaciones de cal al circuito

de calefaccin.

AISLAMIENTO: El aislamiento evita perdidas de calor de hasta un 20 % (orientativo), de nada sirve tener la caldera ms eficiente del mercado, si despus el calor se pierde por la puerta, ventanas, paredes, techos, etcs... Otro punto a tener en cuenta es el aislamiento de tubera, es importante adecuarlo a normativa para aprovechar el mximo rendimiento de la instalacin y evitar prdidas intiles que no hacen otra cosa que engordar la factura del consumo energtico. OTROS SISTEMA DE REGULACIN Y CONTROL:

Otros sistemas que ayudan a reducir el consumo, son las vlvulas de zona en viviendas casas grandes, o de varias plantas, las vlvulas termostticas en los radiadores, o las centralitas de control. Pero el sistema ms utilizado es el termostato. La temperatura del termostato entre 18 y 21 grados, a partir de 21 grados el consumo se dispara casi exponencialmente. Tener un termostato de ambiente, ahorrar en nuestra factura de gas/gasoil o biomasa (otros). No escatimemos dinero a la hora de comprar un cronotermostato. Recuerda que el propsito de la calefaccin, es que no pases fro, y no, que estemos semidesnudos por casa. 1.5.11 RENDIMIENTO DE LAS CALDERAS:

Tener la caldera bien regulada ayuda a reducir el consumo, especialmente en las calderas de gasoil donde un reglaje correcto del quemador nos ayudar a ahorrar mucho combustible. Tener la caldea bien regulada en aire, para evitar la formacin de (CO) ya que cada 1% de CO produce una reduccin del 7 % del rendimiento (orientativo). En cuanto al resto de los gases: es inevitable la produccin de ciertos compuestos como el CO2 todo y que hay ciertas calderas con muy baja emisin de gases contaminantes. Los valores de CO2 de referencia son: Gas Natural un 10,5% de CO2 como mximo Gasoil un 12,5% de CO2 como mximo Otro punto a destacar, es el del combustible, y aunque en gas no podemos elegir la calidad, si en gasoil donde existes varias calidades, con mayor o menor poder calorfico y un distinto rendimiento, sin olvidar que el precalentamiento del gasoil, sea cual sea su calidad, mejora el rendimiento. MANTENIMIENTO PREVENTIVO:

Por cada milmetro de holln, se aumenta un 3% el consumo de combustible, as que mantener cuerpos de caldera e intercambiadores limpios, tambin ayuda a reducir los consumos. Sera recomendable, como mnimo una limpieza de caldera anual. OTRAS BSICAS RESUMIDAS PARA AHORRO ENERGTICO:

Una temperatura de 21 C es suficiente para mantener el confort en una vivienda. En los dormitorios se puede rebajar la temperatura algn grado ms durante la hr en que estemos acostados. Apague la calefaccin por la noche y por la maana no la encienda hasta despus de haber ventilado la casa y haber cerrado las ventanas. Las vlvulas termostticas en radiadores y los termostatos programables son soluciones asequibles, fciles de colocar y que pueden amortizarse rpidamente por los importantes ahorros de energa (entre un 8 y un 13%). Si se ausenta por unas horas del domicilio, reduzca la posicin del termostato a 15 C (la posicin economa de algunos modelos corresponde a esta temperatura). No espere a que se estropee el equipo: un mantenimiento adecuado de la caldera

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individual le ahorrar hasta un 15% de energa. Por otra parte, es obligatorio para calderas de gas, una revisin anual preventiva (Real Decreto 1027/2007 de 20 de julio). El aire contenido en el interior de los radiadores dificulta la transmisin de calor desde el agua caliente al exterior. Es conveniente purgar este aire al menos una vez al ao, al inicio de la temporada de calefaccin. En el momento que deje de salir aire y comience a salir slo agua (gotas), habr terminado la purga. Repetir la prueba un par de veces ms despus de salir esta agua para asegurar que en este radiador ya no hay aire/H2. Los radiadores deben estar montados-regulados-anclados en la pared, de tal forma que si ponemos encima un nivel de agua, la burbuja se desplazar totalmente hacia el lado donde est el purgador, si no es as, hay que regularlo en los tornillos que lo anclan en la pared. No cubra ni coloque ningn objeto al lado de los radiadores. Ello dificulta la adecuada difusin del aire caliente. Esto es fundamental para que el efecto de conveccin tenga lugar, de lo contrario, los radiadores no hacen su funcin y la habitacin se mantendr fra. Para ventilar completamente una habitacin es suficiente con abrir las ventanas alrededor de no ms de 5 minutos: no se necesita ms tiempo para renovar el aire. Cierre las persianas y cortinas por la noche: evitar importantes prdidas de calor. Hacer lo mismo por el da en las habitaciones que no se usen. La calefaccin central colectiva, con medicin y regulacin individualizadas para cada una de las viviendas, es, desde el punto de vista energtico y econmico, un sistema mucho ms eficiente que los sistemas individuales. Esto es relativo en trminos generales, dependiendo de la administracin y las normas que en cada comunidad aplique. Al margen de las calderas estndar, existen en el mercado otro tipo de calderas con rendimientos superiores: - Calderas de baja temperatura. - Calderas de condensacin. A pesar de ser ms caras que las convencionales (hasta el doble de precio), pueden producir ahorros de energa superiores al 25 %, lo que hace que se pueda recuperar el sobrecoste a corto y sobre todo a largo plazo. Invierte en calidad y recuperars lo invertido con calidad de vida. En condiciones normales, es suficiente encender la calefaccin por la maana. Por la noche, salvo en zonas muy fras, se debe apagar la calefaccin, ya que el calor acumulado en la vivienda suele ser ms que suficiente (sobre todo si se cierran persianas, cortinas y hay buen aislamiento) para mantener por la noche, en los dormitorios, una

temperatura entre 15 y 17 C. Esta t es relativa tambin en cuanto a las necesidades que en cada vivienda se den. Est claro que donde haya nios pequeos, esas temperaturas son fras. M recomendacin va un poco ms all, y sera no bajar de 20 C nunca. No obstante, haced c/u la prueba y ajustar segn proceda. Pequeas mejoras en el aislamiento pueden conllevar ahorros energticos y econmicos de hasta un 30 % en calefaccin y en aire acondicionado. Una capa de 3 cm de corcho, fibra de vidrio o poliuretano tiene la misma capacidad aislante que un muro de piedra de un metro de espesor. Si te haces una vivienda, recuerda esto como una prioridad fundamental, invertir en aislamiento, puede suponer mucho dinero en calefaccin.

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1.5.12 CALDERAS

Una caldera es una mquina o dispositivo de ingeniera que est diseado para generar

vapor saturado. ste vapor se genera a travs de una transferencia de calor a presin

constante, en la cual el fluido, originalmente en estado liquido, se calienta y cambia de

estado.

Segn la ITC-MIE-AP01, caldera es todo aparato a presin en donde el calor procedente

de cualquier fuente de energa se transforma en energa utilizable, a travs de un medio

de transporte en fase lquida o vapor.

Las calderas son un caso particular de intercambiadores de calor, en las cuales se

produce un cambio de fase. Adems son recipientes a presin, por lo cual son construidas

en parte con acero laminado a semejanza de muchos contenedores de gas.

Debido a las amplias aplicaciones que tiene el vapor, principalmente de agua, las calderas

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son muy utilizadas en la industria para generarlo para aplicaciones como:

Esterilizacin (tindarizacin), es comn encontrar calderas en los hospitales, las cuales

generan vapor para esterilizar los instrumentos mdicos, tambin en los comedores con

capacidad industrial se genera vapor para esterilizar los cubiertos.

Calentar otros fluidos, por ejemplo, en la industria petrolera se calienta a los petroles

pesados para mejorar su fluidez y el vapor es muy utilizado.

Generar electricidad a travs de de un ciclo Rankine.

Las calderas son parte fundamental de las centrales termoelctricas. Es comn la confusin entre caldera y generador de vapor, pero su diferencia es que e lsegundo genera vapor sobrecalentado. Tipos de caldera:

Acuotubulares: son aquellas en las que el fluido de trabajo se desplaza a travs de tubos durante su calentamiento. Son las ms utilizadas en las centrales termoelctricas, ya que permiten altas presiones a su salida, y gran capacidad de generacin. Pirotubulares: en este tipo el fluido en estado lquido se encuentra en un recipiente, y es atravesado por tubos por los cuales circula fuego y gases producto de un proceso de combustin. Elementos, trminos y componentes de una caldera

Agua de alimentacin: -Es el agua de entrada que alimenta el sistema, generalmente agua de pozo o agua de red. Agua de condensado: -Es el agua que proviene del estanque condensador y que representa la calidad del vapor. Vapor seco: -Vapor de ptimas condiciones. Vapor hmedo: -Vapor con arrastre de espuma proveniente de una agua de alcalinidad elevada. Condensador: -Sistema que permite condensar el vapor. Estanque de acumulacin: -Es el estanque de acumulacin y distribucin de vapor. Desaireador: Es el sistema que expulsa los gases a la atmsfera. Purga de fondo: -Evacuacin de lodos y concentrado del fondo de la caldera. Purga de superficie: -Evacuacin de slidos disueltos desde el nivel de agua de la caldera. Fogn: -Alma de combustin del sistema. Combustible: -Comburente que se transforma en energa calrica que permite la vaporizacin. Agua de calderas: -Agua de circuito interior de la caldera cuyas caractersticas dependen de los ciclos y del agua de entrada. Ciclos de concentracin: -Nmero de veces que se concentra el agua de caldera respecto del agua de alimentacin. Alcalinidad: -Nivel de salinidad expresada en ppm de CaCO3 que confiere una concentracin de iones

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carbonatos e hidrxilos que determina el valor de pH de funcionamiento de una caldera, generalmente desde 10,5 a 11.5. Desoxigenacin: -Tratamiento qumico que elimina el oxgeno del agua de calderas. Incrustacin: -Sedimentacin de slidos con formacin de ncleos cirtalinos o amorfos de sulfatos, carbonatos o silicatos de magnesio que merman la eficiencia de funcionamiento de la caldera. Dispersante: -Sistema qumico que mantiene los slidos descohesionados ante un evento de incrustacin. Antiincrustante: -Sistema qumico que permite permanecer a los slidos incrustantes en solucin. .Anticorrosivo:

-Sistema qumico que brinda proteccin por formacin de films protectivos ante iones corrosivos presentes en el agua. Todas las calderas de gasoil deben llevar unos elementos de seguridad que garantizan su funcionamiento y que son los siguientes: Termmetro -Mide la temperatura de salida de agua caliente para calefaccin. Medidor de presin -Controla el correcto funcionamiento de la caldera frente a posibles roturas, fugas u obturaciones del circuito. Cada caldera trabaja a una presin determinada. Generalmente, entre 0.8 y 1.2 kg/cm2. Regulador/limitador de temperatura -Te permite seleccionar la temperatura de la caldera y regularla en funcin de tus necesidades. Estos tres elementos normalmente estn situados en la consola principal de la caldera para facilitar su manejo y utilizacin. Vaso de expansin -Dispositivo encargado de soportar las variaciones de presin producidas por el aumento de la temperatura, protege el circuito de roturas o fisuras por sobrepresin. Se suele instalar en la parte posterior de la caldera, de forma que est accesible para realizar el mantenimiento. Vlvula de seguridad por sobrepresin -Mecanismo que permite la descarga de agua siempre que la presin sea superior a la de trabajo de la caldera. Algunas calderas vienen taradas a un mximo de 3 kg/cm2. Si por cualquier causa la presin del circuito de tu calefaccin supera este mximo, u otro establecido por el fabricante, la vlvula se encargar de expulsar la suficiente cantidad de agua y garantizar una presin de trabajo adecuada.

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1.6 AIRE Y PSICROMETRA

1.6.1 TRMINOS EMPLEADOS:

Aire atmosfrico:

Es una mezcla de numerosos componentes gaseosos, vapor de agua y contaminantes.

Aire seco:

Si se retiran del aire atmosfrico todos los componentes y el vapor de agua, se dispone de

aire seco.

Aire hmedo:

Se define como una mezcla binaria de aire seco y vapor de agua. Es una simplificacin

terica del aire atmosfrico.

Aire saturado:

La cantidad de vapor de agua en el aire hmedo puede variar desde 0 (aire seco) hasta

una cantidad mxima que depende de la temperatura y la presin. Cuando el aire hmedo

contiene la mxima cantidad de vapor de agua admisible (cualquier exceso se

condensara instantneamente) se dice que el aire est saturado.

Psicrometra:

Es la ciencia que estudia las propiedades termodinmicas del aire hmedo.

Aire acondicionado:

Es el control de temperatura, humedad y pureza del aire.

Temperatura seca o de bulbo seco (Ts o Tbs):

Es la temperatura del aire indicada por un termmetro ordinario.

Temperatura hmeda o de bulbo hmedo (Th o Tbh):

Es la medida por un termmetro denominado de bulbo hmedo que tiene el bulbo

recubierto por una gasa empapada de agua. Haciendo pasar por el bulbo una corriente de

aire con una velocidad de 3 a 5 m3/seg. se produce si el aire no est saturado, un

descenso de temperatura respecto a la indicada por un termmetro ordinario, debido a la

evaporacin de agua que baa la gasa. Pasado un cierto tiempo, la temperatura medida

permanece constante y puede tomarse. Esta temperatura de bulbo hmedo, no es sino

una aproximacin aceptable de una propiedad termodinmica del aire, denominada

temperatura termodinmica de bulbo hmedo o de saturacin adiabtica, que no puede

ser medida directamente.

Temperatura de roco:

Si a presin constante, enfriamos un determinado aire hmedo, llegaremos a una

temperatura en la que el aire estar saturado, a esta temperatura se le denomina

temperatura de roco o de punto de roco. Es la temperatura a la que debe descender el

aire para que se produzca la condensacin de la humedad contenida en el mismo.

Humedad relativa:

Es la relacin de agua que contiene el aire con respecto del que podra contener si

estuviese saturado. Se mide en tanto por ciento (%).

Humedad especfica o grado de humedad:

Es el peso de vapor de agua que contiene el aire por unidad de peso de aire seco.

Volumen especfico:

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Es el volumen de aire hmedo por unidad de masa de aire seco. Se expresa en m3/Kg.

Factor trmico o factor de calor sensible:

Es la relacin entre el calor sensible y el calor total.

1.6.2 MANEJO DEL DIAGRAMA PSICROMTRICO

Ejemplo: Supongamos que un aire a una temperatura de bulbo seco (Tbs) de 25C y con

una humedad relativa del 40%, absorbe calor sensible y latente con un factor trmico

R=0,75. hasta alcanzar una humedad relativa del 30% . Calcular el resto de magnitudes

del nuevo estado.

Han de seguirse los 14 pasos siguientes:

1.- por la temperatura T= 25C en la escala de temperatura seca se traza una vertical.

2.- el punto A (estado inicial) se encuentra en la interseccin de la vertical anterior con

la curva correspondiente a una humedad relativa hr 40 %

3.- se obtiene la pendiente de la transformacin uniendo el valor 0,75 en la escala de

factor trmico con el punto de referencia (punto focal) 24C, 50% hr

4.- se traza por el punto A, una paralela a la pendiente de transformacin.

5.- el punto B (nuevo estado) se encuentra en la interseccin de la recta anterior con

la curva correspondiente a una humedad relativa 30% hr.

6.- se traza una vertical por el punto B que corte en la escala de temperatura Ts=32C

7.- se traza por el punto B, una paralela a las lneas isoentlpicas. H= constante.

8.- por la interseccin de la lnea anterior con la lnea de saturacin, se traza una

vertical que da en la escala de temperatura, Th= 19,4C.

9.- se traza una horizontal por el punto B

10.- por el punto de interseccin de la horizontal anterior, con la lnea de saturacin se

traza una vertical que da en la escala de temperatura. Temperatura de roco 12C.

11.- se traza por el punto B una horizontal que d en la escala de humedad especifica

x= 8,8gr/Kg.

12.- se traza por el punto B, una paralela a la isoentlpica que nos d en la escala de

entalpa, h= 13,3Kcal/Kg para el aire saturado.

13.- el punto B se encuentra situado entre las curvas de desviacin de entalpa d= -

0,10; d= -0,15. Interpolando entre ambos valores grficamente se obtiene para el punto B:

d= - 0,11. por lo tanto la entalpa del punto B es h= 13,3 0,11= 13,19 Kcal/Kg.

14.- el punto B se encuentra situado entre las rectas correspondiente a los volmenes

especficos V= 0,875 y V= 0,90. Interpolando grficamente se obtiene para el punto B un

volumen especfico V= 0,876 m3/Kg.

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2 Factores de conversin

2.1 Introduccin

En toda actividad realizada por el ser humano, hay la necesidad de medir "algo"; ya sea el tiempo, distancia, velocidad, temperatura, volumen, ngulos, potencia, etc. Todo lo que sea medible, requiere de alguna unidad con qu medirlo, ya que la gente necesita saber qu tan lejos, qu tan rpido, qu cantidad, cunto pesa, etc., en trminos que se entiendan, que sean reconocibles, y que se est de acuerdo con ellos. Para esto, fue necesario crear unidades de medicin, las cuales en la antigedad eran muy rudimentarias (codos, leguas, barriles, varas, etc.), y variaban de una regin a otra. Algunas de estas unidades an se siguen usando y conservando su nombre original. En los ltimos tres siglos de la historia de la humanidad, las ciencias han tenido su mayor desarrollo, y ste ha sido ms vertigino