1. Producción de Calor
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7/23/2019 1. Produccin de Calor
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1.Produccindecalor
ManuelRuizdeAdanaSantiago
Septiembre2015
Ingenieraenergtica
en
las
instalaciones
industriales
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ndice
1 DatosdelsectorindustrialenEspaayenEuropa
2 Tecnologasindustrialesparaproduccindecalor3 Calderas
4 CombustinyPoderCalorfico
5 Rendimientoinstantneodecalderas
6 Rendimientodelacombustin
7 Rendimientoestacionaldecalderas
8 Equiposdemedida
9 Ecodiseo yetiquetadoenergticoencalderas
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DatosdelsectorindustrialenEspaayenEuropa
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SectorindustrialenEspaa2007
RecursosenergticosparacubrirlademandafinalenergasectorindustrialEspaa
http://www.greenpeace.org/espana/Global/espana/report/cambio_climatico/Informes%203.0/E30-informe-cap3-escenarios-8industria.pdf
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SectorindustrialenEspaa2007
Estructuradelademandaenergtica
http://www.greenpeace.org/espana/Global/espana/report/cambio_climatico/Informes%203.0/E30-informe-cap3-escenarios-8industria.pdf
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SectorindustrialenEspaa2007
Demandadecalorporrangosdetemperatura
http://www.greenpeace.org/espana/Global/espana/report/cambio_climatico/Informes%203.0/E30-informe-cap3-escenarios-8industria.pdf
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SectorindustrialenEuropaUE252003
Demandadecalorporrangodetemperaturaysectorindustrial
http://www.euroheat.org/Files/Filer/ecoheatcool/documents/Ecoheatcool_WP1_Web.pdf
1 PJ = 1015 J
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SectorindustrialenEuropaUE252003
Usofinaldelaenergatrmicayelectricidadporsectorindustrial
http://www.euroheat.org/Files/Filer/ecoheatcool/documents/Ecoheatcool_WP1_Web.pdf
1 PJ = 1015 J
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Tecnologasindustrialesparaproduccindecalor
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Tecnologasindustrialesparaproduccindecalor
Tecnologasindustrialespara
produccindecalor
Generadoresdevapor
Calderas
Bombasdecalor
Solartrmica
BiomasaGeotermia
Aerotermia
Cogeneracin(CHP
combinedheatandpower)
Calorresidual
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Calderas
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Calderasparaproduccindecalor
Partesdeunacaldera:quemador,caldera,evacuacindehumos
IDAHE Gua Tcnica 11. Diseo de centrales de calor eficientes
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Calderasparaproduccindecalor.Quemador
Tiposdequemador:
Porlaaportacindeaire:atmosfrico/mecnico
Porlosescalonesdepotencia:unamarcha/variasmarchas/modulante
IDAHE Gua Tcnica 11. Diseo de centrales de calor eficientes
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Calderasparaproduccindecalor.Caldera
Tiposdecaldera:
Poreltipodecombustible:slido,lquido,gas
Porlapresinenelhogar:endepresin,atmosfricas,ensobrepresin
Porelmaterial:hierrofundido,chapadeacero Porlapresin:calderaatmosfrica,calderadesobrepresin
IDAHE Gua Tcnica 11. Diseo de centrales de calor eficientes
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Calderasparaproduccindecalor.Calderadesobrepresin
Partesdeunacalderadesobrepresin:
Cmaradecombustin
Circuitodehumosycajadehumos
Frentedecalderayenvolventeconaislante
IDAHE Gua Tcnica 11. Diseo de centrales de calor eficientes
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Calderasparaproduccindecalor.Chimeneas
Chimenea:
elementoencargadodeevacuarloshumoshastaelexteriordelosedificios,porencimadelacubiertadelosmismos.
trazadomayormentevertical
Formadaspor:
Conductodehumos:conductointeriorporelquecirculanlosgasesprocedentesdelacombustin.
Envolventeoestructuraaislanteyresistente
IDAHE Gua Tcnica 11. Diseo de centrales de calor eficientes
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Calderasparaproduccindecalor.Chimeneas
Partesdeunsistemadeevacuacindehumos
1. Chimenea
2. Conductodehumos
3. Conductointerior4. Aislamientotrmico
5. Paredexterior
6. Envolventeexterior
7. Tramorectodechimenea
8. Chimeneamultipared
9. Elementodelconducto
10. Conductodeacoplamiento
11. Caldera
IDAHE Gua Tcnica 11. Diseo de centrales de calor eficientes
UNE 1443/2003
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Calderasparaproduccindecalor.Chimeneas
Clasificacindechimeneas:
Porsufuncionamiento: tironatural/tiroforzado/inducido
Porelnmerodecalderas:individuales/colectivas
IDAHE Gua Tcnica 11. Diseo de centrales de calor eficientes
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Calderasparaproduccindecalor.Chimeneas ejemplos
Chimeneaindividualtomaaireexterior Chimeneacalderasencascada
IDAHE Gua Tcnica 16. Instalaciones de calefaccin individual
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Calderasparaproduccindecalor.Chimeneas ejemplos
Chimeneas.Elevacinmnima Chimeneas.Obstculos
IDAHE Gua Tcnica 16. Instalaciones de calefaccin individual
UNE 123001/09: Clculo, diseo e instalacin de chimeneas.
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Calderasparaproduccindecalor.Condensacionesladohumos
Temperaturade
roco
de
los
humos
esaquellatemperaturaapartirdelacualse
produce lacondensacindelvapordeaguadeloshumos:
Dependedeltipodecombustibleydelexcesodeairedelacombustin
Disminuyeconformeaumentaelexcesodeaire
Lahumedadrelativadelcomburenteapenasinfluye.
Cantidaddeaguaformada:GasNatural:155g/kWh;Gasleo:87g/kWh
Longitud0 100%
Te
mperatura
IDAHE Gua Tcnica 11. Diseo de centrales de calor eficientes
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Calderasparaproduccindecalor.Condensacionesladohumos
TemperaturarocohumosdelGasNatural
IDAHE Gua Tcnica 11. Diseo de centrales de calor eficientes
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Calderasparaproduccindecalor.Condensacionesladohumos
TemperaturarocohumosdelGasleo
IDAHE Gua Tcnica 11. Diseo de centrales de calor eficientes
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Calderasparaproduccindecalor.Condensacionesladohumos
Puntode
roco
cido
de
los
humos
Problemasrelacionadosconlascondensaciones:
ElSO3enpresenciadeaguaformacidosulfrico
Debeconsiderarseenaquelloscombustiblesconmsdel0,7%deazufreensucomposicin,comoeselcasodelgasleo
IDAHE Gua Tcnica 11. Diseo de centrales de calor eficientes
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Calderasparaproduccindecalor.Condensacionesladohumos
PuntoderococidodeloshumosdelGasleo
IDAHE Gua Tcnica 11. Diseo de centrales de calor eficientes
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Calderasparaproduccindecalor.Condensacionesladohumos
Consecuenciasprcticas:
Elgasnaturalvsgasleo:
elgasnaturaltienetemperaturasderocosuperioresalasdelgasleo,presentndoseanteslascondensacionesenelladodehumosyenmayorcantidad
Noobstante,alsersucontenidoenazufremuybajosuscondensadossonmenosagresivos,presentndosemenosriesgosdedeteriorodelacaldera
Paraevitarlosproblemasdecondensacionesenelinteriordelascalderasconvencionales:
sedebegarantizarquelassuperficiesdesucircuitodehumosestnsiempreporencimadelastemperaturasdelpuntoderocodeloshumosdelcombustiblequeseutilice;
selogramanteniendolatemperaturaderetornodelaguaalacalderaporencimadeunvalordeterminado,habitualmenteindicadoporelfabricantedelacaldera.
Lascalderasdecondensacinsediseanparaproducircondensacionesdelvapordeaguadeloshumosparaaumentarsueficienciaenergtica:
lassuperficiesdondeseproducelacondensacinsonaceroinoxidable
permitenoperarcontemperaturasderetornodeaguamsbajas
IDAHE Gua Tcnica 11. Diseo de centrales de calor eficientes
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Calderasparaproduccindecalor.Condensacionesladohumos
Consecuenciasprcticas:
Lascondensacionespuedenpresentarseenloselementosporelladodecontactoconloshumos,porloqueinteresaconocerlatemperaturasuperficialdelacalderaenelladodehumos(Th)paracomprobarsihayonopeligrodecondensaciones.
Lazonacrticaparalapresenciadecondensacioneseseltramofinaldelacaldera,enlasproximidadesdelacajadehumos,yaqueenestazona,loshumostienensumenortemperaturayelaguaestmsfra.
IDAHE Gua Tcnica 11. Diseo de centrales de calor eficientes
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Calderasparaproduccindecalor.Condensacionesladohumos
Consecuenciasprcticas: Latemperaturadelachapaenelladodehumosdependefundamentalmentedela
temperaturadelagua,porloqueparaevitarlascondensacionesdebecontrolarsequelatemperaturaderetornodelaguaalacalderanobajedeundeterminadovalor.
Lastemperaturasdelachapaenelladodehumos,paradiferentesvaloresdelastemperaturasdehumosyaguaenlacaldera.
IDAHE Gua Tcnica 11. Diseo de centrales de calor eficientes
ld d d l d ld
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Calderasparaproduccindecalor.Tiposdecalderas
Calderaestndar:
Noestndiseadasparasoportarlascondensaciones,porloquedebentrabajarcontemperaturasderetornodeaguaporencimadeaquellasquepuedenocasionaresteproblema.
Tiposdecalderasestndar:
Eficiencianormal:trabajancontemperaturasdehumosinferioresa240C.
Altaeficiencia:trabajancontemperaturasdehumosmsbajas,sinpeligrodecondensaciones,porloquetienenrendimientosmsaltos
Calderabaja
temperatura:
Calderaquepuedefuncionarcontinuamentecontemperaturadeaguaderetornode35Ca40C
Endeterminadascondicionespuedeeventualmenteproducircondensacin
Calderadecondensacin:
Calderadiseada parapodercondensardeformapermanenteunaparteimportantedelosvaporesdeaguacontenidosenlosgasesdecombustin
IDAHE Gua Tcnica 11. Diseo de centrales de calor eficientes
BAXI Instalaciones Eficientes con calderas de condensacin y radiadores
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CombustinyPoderCalorfico
P d l fi i f i i
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Podercalorficoinferiorysuperior
Podercalorficoinferior,PCI Cantidaddeenergamximaextradadeuncombustible
considerandoqueelvapordeaguaproducidosemantieneenformadevaporenloshumos
Podercalorficosuperior,PCS
Cantidaddeenergamximaextradadeuncombustibleconsiderandoqueelvapordeaguaproducidosemantieneenformalquidaenloshumos
Poder calorfico inferior Combustibles lquidos y gaseosos
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Podercalorficoinferior.Combustibleslquidosygaseosos
Podercalorficoinferior.Datosdecombustibleslquidosygaseosos
Poder calorfico inferior Biocombustibles slidos
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Podercalorficoinferior.Biocombustiblesslidos
Potencialenergticodedistintosbiocombustiblesslidos
Comparativaconotroscombustibles:
PCIbiomasa: 2,8 5,3kWh/kg
PCIgasleo: 11,7kWh/kg PCIgasnatural: 10,8kWh/kg
PCIbiomasaesmenordebidoalmenorcontenidoenelementoscombustibles
(*)4306 4545kcal/kg
IDAHE. Gua Tcnica. Instalaciones de biomasa en edificios
FENERCOM. Instalaciones de biomasa trmica en edificios
Poder calorfico Biocombustibles slidos
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Podercalorfico.Biocombustiblesslidos
Influenciadelahumedadenlabiomasa
Ejemplo:
Huesocon15%dehumedad:3.860kcal/kg=16.161kJ/kg=4,5kWh/kg
Huesocon35%dehumedad:2.810kcal/kg=11.764kJ/kg=3,6kWh/kg
Unincrementodehumedad del20%,reduceelPCIenun20%
Encalderas:sepierdeun0,1%derendimientoporcada1%dehumedadlibreenelcombustible
(*)16.161kJ/kg (**)11.764kJ/kg
(*) (**)
IDAHE. Gua Tcnica. Instalaciones de biomasa en edificios
FENERCOM. Instalaciones de biomasa trmica en edificios
Poder calorfico Biocombustibles slidos y humedad
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Podercalorfico.Biocombustiblesslidosyhumedad
Influenciadelahumedaddelabiomasa
Podercalorf
ico[kWh/kg]
Humedadbiomasa[%]
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Rendimientoinstantneodecalderas
Rendimiento til de caldera. Balance de energa
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Rendimientotildecaldera.Balancedeenerga
Potencianominaldeunacaldera:
Balancedeenergadeunacaldera: ++
Combustin
Rendimiento til de caldera
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Rendimientotildecaldera
Rendimientotiloinstantneo:
donde:
:flujomsicocombustible[kg/s]
:podercalorficoinferior [kJ/kg] [kJ/m3]
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Rendimientoinstantneodecaldera.Mtododirecto
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Mtododeclculodirecto:
Eselmtodomssencillodesdeelpuntodevistadeclculo
Requiereconocerelflujomsicodeagua, ,yelsaltodetemperaturasdeagua,,odiferenciaentretemperaturadeimpulsin,,yderetorno,.
Normalmentenosedisponedecaudalmetro paramedirelflujomsicodeagua, ,yseoptapor: Estimarelcaudaldeaguaconlabombadelcircuito
Emplearelmtododeclculoindirectodelrendimiento
Ejercicio1.1.Clculorendimientomtododirecto
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j
Unacalderadegasnaturalde10kWdepotencianominalproduceaguaa80C.Elaguaretornaa60Cylabombamueveuncaudalde6,4l/min.Determinar:
1. caudaldecombustibleencondicionesnormales[Nm3/h],ya20en[m3/h]
2. calortil,en[kW]
3. rendimientodelacaldera,en[%]
Datos: cpa=4,187kJ/kgK; =977,8kg/m3 a70C;P=101,325kPa;PCIgas natural=38630kJ/Nm
3
NotarecordatoriaparadatosdePCIyPCS: condicionesnormales:TN=0CyPN=1atm
condicionesestndar:TS=15CyPS=1atm
Solucin:1)0,93Nm3/h;1m3/h;2)8,73kW;3)87,3%
Rendimientoinstantneodecaldera.Mtodoindirecto
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Mtododeclculoindirecto:
donde:
:prdidasporradiacinyconveccinalambiente :prdidasporcalorsensibleenloshumos :prdidasporinquemadosenloshumos
Esdecir:
1
1 =
-
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Ejercicio1.2.Prdidasporradiacinyconveccin
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Ejercicio1.2.Prdidasporradiacinyconveccin
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Ejercicio1.2.Prdidasporradiacinyconveccin
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Unacalderade100kWdepotencianominaltieneunaformacbicade1mdearista.Silatemperaturaambienteesde20C,determinarelporcentajedeprdidasporconveccinyradiacin:
1. silatemperaturasuperficialdelfrenteyfondodelacalderaesde80C,latemperaturasuperficialdelrestodesuperficiesesde50Cylacalderatrabajacontemperaturamedia
deaguade70C
2. silatemperaturasuperficialdelfrenteyfondodelacalderaesde60C,latemperaturasuperficialdelrestodesuperficiesesde30Cylacalderatrabajacontemperaturamediadeaguade50C
Datos: hfrente=15W/m2 K;hfondo=15W/m2 K;hresto=12W/m2 K
Solucin:1)2,88%;2)1,31%
Rendimientoinstantneodecaldera.Mtodoindirecto
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Mtodoindirecto.Prdidasalambiente Conociendoeltipodecaldera:
donde:
:potencianominalen[W] :coeficientes deprdidas
log 1000
UNE EN 15378:2007 Sistemas de calefaccin en los edificios. Inspeccin de calderas y sistemas de calefaccin
Tipodeaislamientodelacaldera C1 C2
Bienaislada,calderanuevadealtorendimiento 1,72 0,44
Bienaisladaymantenida 3,45 0,88
Calderaantiguaconaislamientomedio 6,9 1,76
Calderaantiguaconmalaislamiento 8,36 2,2
Sinaislamiento 10,35 2,64
Ejercicio1.3.Prdidasporradiacinyconveccin
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Considerarunacalderade10kWdepotencianominal.Determinarlasprdidasporconveccinyradiacinenporcentaje,[%],yen[kW]:
1. Silacalderaesnuevaydealtorendimiento
2. Si lacalderanotuvieseaislamiento
3. Repetirlosapartadosanterioresparaunapotencianominalde100kW
= log 1,720,44log 1,28%
=
log
10,352,64log
7,71%= log 1,720,44log
0,84%Tienemsprdidasenvalorabsolutopero
menosprdidasporcentuales
Solucin:1)1,28%;0,12kW;2)7,71%;0,77kW;3)0,84%0,84kW;5,07%;5,07kW
Rendimientoinstantneodecaldera.Mtodoindirecto
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Mtodoindirecto.Prdidassensiblehumos
FrmuladeSiegert (aproximado):
donde: :constantequedependedeltipocombustibleydel%deCO2enbaseseca,:
Para gasleo: 0,495 0,00693 Paragasnatural: 0,379 0,0097
:esladiferenciaentrelatemperaturadehumosylaambiente :eselporcentajedeCO2enloshumos
Ejercicio1.4.Prdidasporcalorsensibleenhumos
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Unacalderadegasnaturalseencuentraenunasaladecalderasconunatemperaturaambientede25C.LacalderaesttrabajandoconunaconcentracindeCO2enloshumosenbasesecadel10,7%.Determinar:
1. a.elporcentajedecalorsensibledebidoahumossilatemperaturadehumosesde
100C2. b.elporcentajedecalorsensibledebidoahumossilatemperaturadehumosesde
75C(calderadecondensacin)
Solucin:1)3,38%;2)2,26%;
Rendimientoinstantneodecaldera.Mtodoindirecto
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Mtodoindirecto.Prdidassensiblehumos
FrmuladeOrden8/4/1983
Combustibleslquidos.GasleoC:
donde:
:ndicedeexcesodeaire
:podercalorficoinferiordelcombustible[kJ/kg]
:porcentajedeCO2enloshumos :porcentajedeO2enloshumos
, 0,2383,766 0,24 100
0,21 100 0,21 100 0,79 100
Orden de 8 de abril de 1983 por la que se dan normas para la determinacin del rendimiento
de calderas de potencia nominal superior a 100 KW para calefaccin y agua caliente sanitaria.
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Ejercicio1.5.Prdidasporcalorsensibleenhumos
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Unacalderadegasnaturalseencuentraenunasaladecalderasconunatemperaturaambientede25C.LacalderaesttrabajandoconunaconcentracindeCO2enloshumosenbasesecadel10,7%yunaconcentracindeO2enbasesecade1,2%.Determinar:
1. elporcentajedecalorsensibledebidoahumossilatemperaturadehumosesde100C
2. elporcentajedecalorsensibledebidoahumossilatemperaturadehumosesde75C(calderadecondensacin)
3. situarelpuntodelacombustineneldiagramadelacombustindelgasnaturaleinterpretarelresultado
Datos: PCI=38.630kJ/Nm3
Solucin:1)3,06%;2)2,04%
Ejercicio1.5.DiagramadelacombustinparaelGasNatural
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54https://salvadorcobo.files.wordpress.com/2011/03/leccion_gc_combustion.pdf
Rendimientoinstantneodecaldera.Mtodoindirecto
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Mtodoindirecto.Prdidasinquemados Casodecombustiblesgaseosos
Debidasalcarbonodelcombustiblenoquemadototalmente,quehageneradoCO
donde:
:porcentajedeCOenloshumosenbaseseca :porcentajedeCO2enloshumosenbaseseca
:constantequedependedelcombustible:
0,72paragasnatural
0,75parabutano
0,84parapropano
0,95paragasleo
k
Orden de 8 de abril de 1983 por la que se dan normas para la determinacin del rendimiento
de calderas de potencia nominal superior a 100 KW para calefaccin y agua caliente sanitaria.
Ejercicio1.6.Prdidasdecalorporinquemados enloshumos
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Unacalderadegasnaturalde10kWseencuentraenunasaladecalderasconunatemperaturaambientede25C.LacalderaesttrabajandoconunaconcentracindeCO2enloshumosenbasesecadel10,7%yunaconcentracindeCOenbasesecadel0,1%.Determinarelcalordebidoainquemados enloshumosdelacombustin:
1. ,enporcentaje[%]2. ,en[kW]
Solucin:1)0,67%;2)0,07kW
Rendimientoinstantneodecaldera.Mtodoindirecto
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Mtodoindirecto.Prdidasinquemados Casodecombustibleslquidosyslidos:
Enloscombustibleslquidosyslidoslaproduccindeinquemadossueleservisibleporlaaparicin
dehumosnegros.
Paraestoscombustiblesseaplicaelmtododeopacimetra deloshumosomtododeBacharach:
Ejercicio1.7.Prdidasporinquemados.Opacidadenhumos
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Serealizaunanlisisdeopacidadenhumossiguiendoelprocedimientoindicado,medianteunabombamanualyunfiltromarcador.Determinarelporcentajedeinquemados unhumossielfiltroobtenidotienelatonalidadindicada.
1.Filtrolimpio 2.Bombamanual 3.Anlisisdeopacidadenhumos
4.Filtroobtenido
Ejercicio1.7.Prdidasporinquemados.Opacidadenhumos
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ComprobacindelatonalidaddelfiltroobtenidoenlaescaladeBacharach
Ejercicio1.7.Prdidasporinquemados.Opacidadenhumos
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EscaladeBacharach ycalidaddelacombustinporinquemados
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Rendimientosmnimosdegeneradoresdecalor
-
7/23/2019 1. Produccin de Calor
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Rendimientosmnimosdegeneradoresdecalor
-
7/23/2019 1. Produccin de Calor
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63
Edificiosdenuevaconstruccincalderasparacalefaccin: Gas:
Rendimientoapotenciatilnominalyunatemperaturamediadelaguaenlacalderade70C: 90+2logPnRendimientoacargaparcialde0,3Pnyaunatemperaturaderetornodelaguaalacalderade
30C: 97+logPn.
Elcontroldelsistemasebasarensondaexteriordecompensacindetemperaturay/otermostatomodulante,deformaquemodifiquelatemperaturadeidaaemisoresadaptndolosalademanda.
Degasleo: Rendimientoapotenciatilnominalyunatemperaturamediadelaguaenlacalderade70C:
90+2logPn.
Rendimientoacargaparcialde0,3Pnyaunatemperaturamediadelaguaenlacalderaigualosuperiora50C:n 86+3logPn.
Losemisoresdebernestarcalculadosparaunatemperaturamediadeemisorde60Ccomomximo.
Consultar RITE 2013 IT 1.2.4.1.2.1. Requisitos mnimos de rendimiento energtico de generadores de calor.
Consultar Directiva 92/42/CEE, relativa a los requisitos de rendimiento para las calderas nuevas de agua caliente alimentadascon combustibles lquidos o gaseosos
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Rendimientosmnimosgeneradorescalor.Edificiosnuevaconstruccin
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65
Rendimientosmnimosdegeneradoresdecalor
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Conclusiones: Losrendimientosacargaparcialyapotencianominaldebenserindicados
Limitacinparalainstalacindecalderasagasatmosfricas:seprohbelainstalacindecalderasagasatmosfricasmenoresde70kWdepotencia
nominal,salvoensalasdecalderas
Obligaainstalarcalderasdecondensacinenobranueva
Reposicindecalentadoresatmosfricoshasta24,4kWpermitidadurante5
aos Ampliarinfo enRITE2013
Consultar RITE 2013 IT 1.2.4.1.2.1. Requisitos mnimos de rendimiento energtico de generadores de calor.
Consultar Directiva 92/42/CEE, relativa a los requisitos de rendimiento para las calderas nuevas de agua caliente alimentadascon combustibles lquidos o gaseosos
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Rendimientodelacombustin.Calderasconvencionales
-
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Rendimientotilencalderasconvencionales:
Rendimientodelacombustinencalderasconvencionales:
Portanto
1
1
-
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Rendimientodelacombustin.Calderasdecondensacin
-
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70
Rendimientotilencalderasdecondensacin:
Rendimientodelacombustinencalderasdecondensacin:
Portanto
1
1
-
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-
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Rendimientoestacionaldecalderas
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Rendimientoestacionaldecalderas
Ci l d i i ld
-
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Ciclodeservicioenunacaldera:
Arranques:
Comienzaconunciclodeventilacinforzadaenlacmaradecombustinduranteeltiempo
Prdidasporventilacin yporradiacinconveccin atravsdelaenvolventedelacaldera
Funcionamiento:
Lacalderaentregalapotenciadeformaconstante duranteeltiempo
Prdidasporcalorsensiblehumos,radiacinconveccin einquemados,yaanalizadas
Paradas:
Existetironaturalenelcircuitodehumosdelacalderaduranteeltiempo
Prdidasportironaturalyporradiacinyconveccinatravsdelaenvolventedelacaldera
-
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Rendimientoestacionaldecalderas
Calor total aportado por la caldera durante un periodo de funcionamiento :
-
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78
Calortotalaportadoporlacalderaduranteunperiododefuncionamiento,
_ :
donde:
, :eslapotenciatrmicageneradaporlacaldera _ :tiempodefuncionamientoapotenciaconstante
, _
Rendimientoestacionaldecalderas
Prdidas energticas en periodos de arranque :
-
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79
Prdidasenergticasenperiodosdearranque,
_:
donde:
,:prdidasporradiacinyconveccinatravsdelaenvolventedelacaldera
, :prdidasporventilacinforzadadelcircuitodehumosdelacaldera
, , _
Rendimientoestacionaldecalderas
Prdidas energticas en periodos de funcionamiento :
-
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80
Prdidasenergticasenperiodosdefuncionamiento,
_:
donde:
, :prdidasporradiacinyconveccinatravsdelaenvolventedelacaldera , :prdidasdecalorsensibleporhumos , :prdidasporinquemados
, , , _
-
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Rendimientoestacionaldecalderas
Balanceenergticoestacionalenunacaldera:
-
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g
donde:
:eselcalortotalgeneradoduranteuntiempodeservicio,en[kJ]
: eselcalortilentregadoalagua,en[kJ] :sonlasprdidasenperiodosdearranque,en[kJ] :sonlasprdidasenperiodosdefuncionamiento,en[kJ] :sonlasprdidasenperiodosdeparada,en[kJ]
Rendimientoestacional:
Rendimientoestacionaldecalderas
Rendimientoestacional:
-
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83
Elprimertrminosedenominarendimientodegeneracin:
Portantoelrendimientoestacionalquedacomo:
, _ , , , _ , _
, , _ , _
, , _ , _
, _ , , , _
, _
, , _
, _ , , _
, _
, _ , , , _ , , _ , , _ , _
-
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-
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Rendimientoestacionaldecalderas.Calener
Rendimientosestacionalessegnfactordecargaparcial
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86Nueva curva de correccin del rendimiento con el factor de carga parcial para calderas de biomasahttp://www.minetur.gob.es/energia/desarrollo/EficienciaEnergetica/CertificacionEnergetica/DocumentosReconocidos/Paginas/Otrosprogramasodocumentos.aspx
Rendimientoestacionaldecalderas.MtodoclculoUNE15378:2007
LanormaUNE15378:2007proponedosmtodosdeclculoparaelclculodel
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87
rendimientoestacionalin
situ:
Mtododelosciclosdelacaldera
Mtododelasprdidastotalesenlaparada
UNE-EN 15378:2008 Sistemas de calefaccin en los edificios. Inspeccin de calderas y sistemas de calefaccin.
Rendimientoestacionaldecalderas.MtodoclculoUNE15378:2007
Mtododelosciclosdelacaldera:
-
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88
donde:
:rendimientoestacional,en[%] :rendimientodelacombustin,en[%]
:cargamediarealococienteentretiempoaperturavlvulacombustibleytiempode
servicio:
:prdidasporchimeneaconquemadorapagado,en[%] :prdidasporenvolvente,en[%]
1 1 1
UNE-EN 15378:2008 Sistemas de calefaccin en los edificios. Inspeccin de calderas y sistemas de calefaccin.
Rendimientoestacionaldecalderas.MtodoclculoUNE15378:2007
Mtododelosciclosdelacaldera.
-
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Valoresde prdidasporchimeneaconquemadorapagado,en[%]Descripcin [%]Calderaconcombustibleslquidosogaseosos conventiladorantesdelacmaradecombustinycierreautomticodelaentradadeaireconelquemadorapagadoQuemadoresconpremezclado
0,2
Calderamuralagasconventiladoryevacuacindelosproductosdelacombustinatravsdemuro
0,4
Calderaconcombustibleslquidosogaseosos conventiladorantesdelacmaradecombustinysincierreautomticodelaentradadeaireconelquemadorapagadoQuemadoresconpremezclado:
Altura delachimenea10m
1,01,2
Calderas atmosfricasagas Altura delachimenea10m
1,21,6
UNE-EN 15378:2008 Sistemas de calefaccin en los edificios. Inspeccin de calderas y sistemas de calefaccin.
Ejercicio1.9.Rendimientoestacionalmtodocicloscaldera
Unacalderadegasnaturalde10kWseencuentraenunasaladecalderasconunat t bi t d 25C
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temperaturaambientede25C.Lacalderatieneventiladorantesdelacmaradecombustinynodisponedecierreautomticodelaentradadeaire,siendolaalturadechimeneade5m.Lasprdidasporconveccinyradiacinatravsdelaenvolventedelacaldera
sondel0,5%yelrendimientodelacombustinesdel90%.Determinarelrendimientoestacionaldelacaldera:
1. silacalderaestfuncionandoel40%deltiempodelaestacindecalefaccin
2. silacalderaestfuncionandoel10%deltiempodelaestacindecalefaccin
3. silacalderaestfuncionandoel5%deltiempodelaestacindecalefaccin
Solucin:1)85,25%;2)76%;3)61%
Rendimientoestacionaldecalderas.MtodoclculoUNE15378:2007
Mtododelasprdidastotalesenlaparada:
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donde:
:rendimientoestacional,en[%] :rendimientodelacombustin,en[%] :cargamediarealococienteentretiempoaperturavlvulacombustibleytiempode
servicio:
:prdidastotalesenparada,en[%]. Sepruebalacalderadeterminandoeltiempodeensayo,
,yeltiempodellamaencendida,
,duranteunintervalodetiempode
serviciodeterminado:
Sielquemadorestodoonada
Sielquemadoresdetipomodulanteoporetapas
:prdidasporenvolvente,en[%]
100 1 0 0
,UNE-EN 15378:2008 Sistemas de calefaccin en los edificios. Inspeccin de calderas y sistemas de calefaccin.
Ejercicio1.10Rendimientoestacionalmtodoprdidastotalesparada
Unacalderadegasnaturalde10kWseencuentraenunasaladecalderasconunatemperatura ambiente de 25C
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temperaturaambientede25C.Lasprdidasporconveccinyradiacinatravsdelaenvolventedelacalderasondel0,5%yelrendimientodelacombustinesdel90%.Duranteunperiododeserviciodelacalderade4320horas,eltiempodellama
encendidahasidode180horas.Paraestascondicionesoperativas,determinarelrendimientoestacionaldelacaldera:
1. silacalderaestfuncionandoel40%deltiempodelaestacindecalefaccin
2. silacalderaestfuncionandoel10%deltiempodelaestacindecalefaccin
3. silacalderaestfuncionandoel5%deltiempodelaestacindecalefaccin
Solucin:1)84,27%;2)58,12%;3)23,25%
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Equiposdemedida.Salasdecalderas.Esquemadetallado
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Equiposdemedida.Salasdecalderas.Esquemadetallado
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Equiposdemedida.Medidadeltiro
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Equiposdemedida.Analizadordehumosrendimientodecaldera
Procedimientodemedicin
Colocar la sonda en el en el centro del conducto de humos
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101
Colocarlasondaenelenelcentrodelconductodehumos
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Equiposdemedida.Analizadordehumosrendimientodecaldera
Procedimientodemedicin
Anlisis de la combustin y rendimiento instantneo
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Anlisisdelacombustinyrendimientoinstantneo
Equiposdemedida.Analizadordehumosrendimientodecaldera
Interpretacinderesultados
Temperaturadehumosdependedeltipodecaldera
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p p p
Equiposdemedida.Analizadordehumosrendimientodecaldera
Interpretacinderesultados
Elrendimientodependedeltipodecaldera
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p p
-
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Equiposdemedida.Informederesultados
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Gua Tcnica. Procedimiento de inspeccin peridica de eficiencia energtica para calderas
http://www.minetur.gob.es/energia/desarrollo/EficienciaEnergetica/CertificacionEnergetica/DocumentosReconocidos/
Equiposdemedida.Contadoresdefacturacin
Contadordegas
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Equiposdemedida.Contadoresdefacturacin
Contadordegas
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Equiposdemedida.Contadoresdefacturacin
ContadordeGasleoC
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Equiposdemedida.Contadoresdeenergatrmicafijos
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Equiposdemedida.Contadoresdeenergatrmicaporttiles
-
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Equiposdemedida.Contadoresdeenergatrmica
-
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-
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Ecodiseo yetiquetadoenergticoencalderas
Ecodiseo yetiquetadoenergticoencalderas
DirectivaEcodesing 2009/125/EC(ErP Directive):estableceunosrequisitos
obligatoriosdeecodiseo,queseaplicanalosproductosrelacionadosconlaenerga(ErP eninglsEnergyrelated Products):
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Motores
Calderas
Depsitosacumuladores
Bombasdecalor
Equiposdecogeneracin
Electrodomsticos
LaDirectivaErP,espartedelobjetivoUE 202020yesunareglamentacinque:
favorecelaeficienciaenergtica,
fomentaeldiseoecolgico,
luchacontraelcambioclimticoy
contribuyealareduccindelasemisionesdeCO2
https://ec.europa.eu/energy/en/topics/energy-efficient-products/heaters
Ecodiseo yetiquetadoenergticoencalderas
Ladirectiva,porsmisma,noestablececondicionantesobligatorios;estoserealiza
mediantelaimplementacindereglamentosespecficosparacadagrupodenominadosLotes(LOT).
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ElLOT1recogelosgeneradoresdecalorparacalefaccin,yelLOT2,losequiposparaaguacalientesanitaria.
https://ec.europa.eu/energy/en/topics/energy-efficient-products/heaters
Ecodiseo yetiquetadoenergticoencalderas
CamposdeaplicacindeladirectivaErP paraCalderas,Acumuladores,Bombasde
Calor,CogeneracinyCombinacindeProductos
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118https://ec.europa.eu/energy/en/topics/energy-efficient-products/heaters
-
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Ecodiseo yetiquetadoenergticoencalderas
Clasesdeeficienciaenergticaparageneradoresdecalor:
-
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120https://ec.europa.eu/energy/en/topics/energy-efficient-products/heaters
Ecodiseo yetiquetadoenergticoencalderas
Elgeneradordecalor,seidentificaconlasclasesA++hastalaG.nicamentelas
calderasdecondensacinalcanzanlaclasificacinA.LasclasesA++yA+fomentanlaaplicacindesistemasconenergasalternativas(geotermia,aerotermia)
-
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Loscalentadores,sloseencuentranenlasclasescomprendidasentrelaAylaG.Apartirde2019entrarnenvigornuevasclasesdeeficiencia.Paralosequipos
generadoresdecalorseaadirlaclaseA+++yparaloscalentadoreslaclaseA+
Enambosgruposdeproductos,quedanfueralasclasesdelaEalaG.
Lanormativaecodesing obligaaquetodaslascalderastenganunosrendimientos
estacionalesque
correponden a
una
calificacin
energtica,
como
mnimo
de
B.
Por
lotanto,lascalderas
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Paraello,sernecesariorealizarunclculo.Lasmejorasdeeficiencia,seconsiguenmedianteincorporacindesistemasderegulacin,y/osistemasdeenergasolartrmicaparaaguacalientesanitariaoapoyoacalefaccin
https://ec.europa.eu/energy/en/topics/energy-efficient-products/heaters
Ecodiseo yetiquetadoenergticoencalderas
Ejemploahorroenergticocalderabajatemperaturaycondensacinfrenteacaldera
convencional
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