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CAPÍTULO 4 CÁLCULO DE POTENCIAS Y

PANELES

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Capítulo 4

Cálculo de Potencias y Paneles

os cálculos de potencias y número de paneles necesarios para la instalación del sistema de calefacción Calinteg Confort, comprenden principalmente tres puntos básicos

que son: fijar el tipo de vivienda que estamos calefactando, situación climática de la misma y cálculo de la potencia necesaria, por local a calefactar, para determinar así la dimensión y el número de paneles calefactores. Cuando hablamos de fijar el tipo de vivienda nos referimos al estudio pormenorizado de sus estancias tanto en cuestión de superficie como en situación (local interior, exterior, soleado, etc .) y uso. La situación climática nos viene fijada por las tablas 1 y 2 que se adjuntan y que determinan cinco zonas climáticas diferentes en España en función de los grados/día y los siguientes intervalos (Artículo 13 de la Norma Básica de Edificación CT-79): Zona A: ? 400 grados/día anuales Zona B: 401 a 800 grados/día anuales Zona C: 801 a 1300 grados/día anuales Zona D: 1300 a 1800 grados/día anuales Zona E: > 1800 grados/día anuales

L

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Los cálculos de las potencias demandadas se realizan mediante unos sencillos cálculos en los que luego profundizaremos.

Mapa 1 .- Mapa de zonificación por grado día año

Las zonas del Mapa 2 están basadas en las temperaturas mínimas medias del

mes de enero y establece cinco zonas: Zona climática Mapa 2 (art. 13º.) V W X Y Z

Temperatura exterior para cálculo de condensaciones en ºC. 10 5 3 0 -2

La Coruña

Pontevedra Orense

Lugo

Oviedo Santander

Bilbao

San Sebastián

Pamplona Vitoria Logroño

León Burgos Palencia

Zamora Valladolid

Salamanca

Cáceres

Badajoz Ciudad Real

Toledo

Madrid Avila

Segovia Guadalajara

Soria

Huesca

Zaragoza Lérida Gerona

Barcelona Tarragona

Castellón

Valencia

Alicante

Teruel Cuenca

Albacete

Murcia

Palma

Santa Cruz

Las Palmas Ceuta Melilla

Cádiz

Huelva Málaga Almería

Sevilla Córdoba

Granada

Jaén

A

A A

A B

B

B

B

B

B

B

C C

C

C

C

B

C

D

D

D

D

D

E

E

La Coruña

Pontevedra Orense

Lugo

Oviedo Santander Bilbao San Sebastián

Pamplona Vitoria Logroño León

Burgos

Palencia

Zamora Valladolid

Salamanca

Cáceres

Badajoz Ciudad Real

Toledo

Madrid Avila

Segovia Guadalajara

Soria

Huesca

Zaragoza Lérida Gerona

Barcelona Tarragona

Castellón

Valencia

Alicante

Teruel Cuenca

Albacete

Murcia

Palma

Santa Cruz

Cádiz

Huelva Málaga Almería

Sevilla Córdoba

Granada

Jaén

V

Y

W

W W

W W

X

X

X

X

Y

Y

Y Y

Y

Z Z

Z

Z

Z

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Mapa 2 .- Mapa de zonificación por temperat. mínimas medias de Enero. Para facilitar la localización de una población en los mapas 1 y 2 se da a

continuación un listado de los principales municipios de cada provincia, señalando las zonas donde se ubican. PROVINCIA Mapa PROVINCIA Mapa PROVINCIA Mapa Población 1 2 Población 1 2 Población 1 2 ALAVA BARCELONA CADIZ Vitoria D X Badalona B W Algeciras B W Barcelona B W Arcos Frontera C W ALBACETE Castelldefels B W Barbate A W Albacete D Z Cornellá B W Cádiz A W Hellín C Y Esplugas de Ll. B W Chiclana Frontera A W Villarrobledo C X Gavá B W Jerez Frontera A W Granollers B X Linea Concep. B W ALICANTE Hospitalet B W Puerto Sta. María A W Alcoy B W Igualada C X Puerto Real A W Alicante A W Manresa C W Rota A W Benidorm A W Mataró B W S. Fernando A W Crevillente B X Molins de Rey B W Sanlúcar Barr. A W Denia B W Mollet B W S. Roque B W Elche B W Moncada y Rei. B W Elda C X Prat Llobregat B W CASTELLÓN Orihuela B X Ripollet B W Burriana B W Petrel C X Rubí B W Castellón B W Villajoyosa A X Sabadell B X Vall de Uxó B W Villena C Y S. Andrián B. B W Villareal B W S. Baudilio Ll. B W ALMERIA S. Cugat Vallés B W CIUDAD REAL Almería A W S. Feliú Llobreg. B W Alcázar S. Juan C X Dalias A W S. Juan Despí B W Ciudad Real D Y Sta. Coloma Gr. B W Puertollano C X ÁVILA Sardanyola B W Tomelloso C X Avila E Z Tarrasa B X Valdepeñas C X Vich B Y BADAJOZ Viladecans B W CÓRDOBA Almendralejo C X Vilanueva Geltr. B W Baena C W Badajoz B X Villafranca Pen. B W Cabra C W Don Benito C X Córdoba B X Mérida B X BURGOS Lucena C W Villanueva S. C X Aranda Duero D Y Montilla B W Burgos E Z Priego C X BALEARES Miranda Ebro D Y Puente-Genil C W Ibiza B W

Las Palmas Ceuta Melilla W

W

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Mahón B W CÁCERES LA CORUÑA Manacor B W Cáceres C X Carballo C W Palma Mallorca B W Plasencia D X Coruña, La C W

PROVINCIA Mapa PROVINCIA Mapa PROVINCIA Mapa Población 1 2 Población 1 2 Población 1 2 Ferrol, El C W LEON Lorca B X Narón C W León E Z Molina de Segura B W Ribeira C W Ponferrada E Z Murcia B W Santiago C W Yecla C Y LÉRIDA CUENCA Lérida C Y NAVARRA Cuenca E Z Pamplona D Y LOGROÑO Tudela D X GERONA Logroño D X Figueras C X ORENSE Gerona C X LUGO Orense C X Olot D Y Lugo D X Monforte Lemos D X OVIEDO GRANADA Aller C X Baza D X MADRID Avilés C W

Granada C Y Alcalá Henares D Y Cangas de Narcea C X

Loja C X Alcobendas D Y Gijón C W Motril A W Alcorcón D Y Langreo C X Aranjuez D Y Luarca C W GUADALAJARA Coslada D Y Mieres C X Guadalajara D Y Getafe D Y Oviedo C X Leganes D Y S. Martín del R. C X GUIPUZCOA Madrid D Y Siero C X Eibar C W Móstoles D Y Tineo C X Hernani C W Parla D Y Irún C W Pozuelo D Y PALENCIA Mondragón C X S.Sebastián Rey. D Y Palencia D Y Pasajes C W Torrejón Ardoz D Y Rentería C W LAS PALMAS S. Sebastián C W MÁLAGA Arrecife A V Antequera C X Arucas A V HUELVA Coín A W Las Palmas A V Huelva B W Estepona A W S. Bartolomé A V Fuengirola A W Sta. Lucía A V HUESCA Málaga A W Telde A V Huesca D Y Marbella A W Ronda C W PONTEVEDRA JAEN Vélez-Málaga A W Cangas C W Alcalá la Real C X La Estrada C W Andújar B X MURCIA Lalín C X

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Jaén C W Alcantarilla B W Marín C W Linares C X Cartagena A W Pontevedra C W Martos C W Cieza B X Redondela C W Úbeda C X Jumilla C Y Vigo C W Villagarcía Arosa C V PROVINCIA Mapa PROVINCIA Mapa PROVINCIA Mapa Población 1 2 Población 1 2 Población 1 2 SALAMANCA SORIA Torrente B W Salamanca D Z Soria E Z Valencia B W STA.CRUZ TENERIFE TARRAGONA VALLADOLID

Icod de los Vinos A V Reus B W Valladolid D Y La Laguna A V Tarragona B W La Orotava A V Tortosa B W VIZCAYA Pto. De la Cruz A V Baracaldo C W Los Realejos A V TERUEL Basauri C W Sta.Cruz Tenerife A V Teruel E Z Bilbao C W

Durango C W SANTANDER TOLEDO Galdácano C W Santander B W Talavera Reina D X Guecho C W Torrelavega B W Toledo C X Portugalete C W Santurce C W SEGOVIA VALENCIA Sestao C W Segovia E Z Alacúas B W Alcira B W ZAMORA SEVILLA Algemesí B W Zamora D Y Alcalá Guadaira B W Burjasot B W Camas B W Carcagente B W ZARAGOZA Carmona B W Cuart de Poblet B W Zaragoza C X Coria del Río B W Chirivella B W Dos Hermanas B W Gandía B W CEUTA Écija B W Játiva C W Ceuta B W Lebrija B W Manises B W Morón Frontera C W Mislata B W MELILLA Los Palacios y V. B W Onteniente C X Melilla A W

S.Juan de Aznalf. B X Paterna B W Sevilla B W Sagunto B W Utrera B W Sueca B W

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Cálculo de la potencia necesaria por m2 :

as pérdidas térmicas de una edificación son la energía calorífica que cede al exterior dicha edificación al

encontrarse su temperatura ambiente por encima de la temperatura exterior que la rodea. Cuanto mayor es la diferencia de temperaturas, mayores son las pérdidas; cuanto mejor aislado esté el edificio, menores son estas. La función de toda calefacción es poder suministrar la misma cantidad de energía térmica, que pierde el edificio calefactado en el caso más desfavorable. Este caso se presenta cuando la temperatura exterior es igual a la temperatura media mínima medida en los últimos años en la zona donde se encuentra el edificio, y la interior es la temperatura de confort prevista. El cálculo de pérdidas se calcula a través de la NBE CT-79 en su anexo 3, “Cálculo del KG de los edificios”. Determinar las pérdidas térmicas exige estar familiarizado con una serie de materiales de construcción y de magnitudes físicas, por lo que este apartado debe dejarse en manos de un profesional competente de la calefacción, ya sea proyectista o instalador, que garantice que la instalación tenga la potencia suficiente para satisfacer sus necesidades energéticas. Si el cálculo está errado por defecto, la instalación no aportará el calor necesario para llegar al grado de bienestar, y si está errado por exceso, e coste de la instalación será mayor. Por eso es tan importante que el cálculo sea realizado por un profesional experimentado. La empresa Calinteg Confort dispone de un departamento técnico que facilita de forma gratuita estos cálculos, garantizándose de esta manera su fiabilidad. Antes de calcular el número de paneles calefactores y la potencia de los mismos, es necesario conocer la potencia por metro cuadrado que se debe aportar a un determinado local para calefactarlo. Esta potencia resulta de dividir la potencia del local por el número de metros cuadrados del mismo. La potencia del local, como en el caso del edificio completo, será la necesaria para compensar las pérdidas térmicas que se produzcan en el local en el caso más desfavorable. Los cálculos necesarios para determinar la potencia necesaria a instalar por metro cuadrado, pueden hacerse por dos métodos. El primero consiste en

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determinar las pérdidas habitación por habitación, y aplicar a cada una de ellas los resultados obtenidos. El segundo método es un sistema simplificado, en el que se hallan las pérdidas globales de la edificación, y se aplican unos módulos a cada una de las habitaciones, en función de las pérdidas globales calculadas. En ambos métodos los pasos a seguir son los siguientes:

1.- Determinación del KG

2.- Determinación de las pérdidas por renovación del aire: Pr = N?Ce?Pe?V

Donde: Pr : pérdidas por renovación del aire por cada grado de diferencia entre el interior y el exterior. N : número de renovaciones por hora (tabla 1) Ce : calor específico del aire = 0,46 Kcal/kg. Pe : peso específico del aire = 0,83 Kg/m3 V : Volumen de aire contenido en la edificación.

TIPO DE LOCAL NÚMERO DE RENOVACIONES

POR HORA Locales sin ventanas o puertas exteriores

0,50

Locales con puertas o ventanas exteriores en un lado

1,00

Locales puertas o ventanas exteriores en dos lados

1,50

Locales puertas o ventanas exteriores en tres lados

2,00

Vestíbulos de entrada 2,00

Oficinas en general 1,50

Tabla 1 .- Número de renovaciones por hora. Una vez obtenidas las pérdidas por renovación de aire, el resultado se divide

por el número de metros cuadrados calefactados y se suman a las pérdidas obtenidas mediante el cálculo del KG, el resultado son las pérdidas totales, las cuales se multiplican por el salto térmico (diferencia entre la temperatura interior (tabla 2), y la mínima exterior (tabla 3)), y de esta forma se obtiene la potencia por metro cuadrado.

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TIPO DE LOCAL TEMPERATURA ºC

VIVIENDAS Salón y Comedor ................................................... 20 Dormitorios, Vestíbulos y pasillos ......................... 18 Baños y Aseos ....................................................... 20 Escaleras y Cocina.................................................. 15

Oficinas .................................................................. 20 Aulas ..................................................................... 18 Hospitales .............................................................. 22 Almacenes .............................................................. 10 Cafeterías ............................................................... 18 Bibliotecas ............................................................. 20 Cines ...................................................................... 18 Iglesias ................................................................... 15 Museos .................................................................. 17 Gimnasios .............................................................. 13 Piscinas cerradas .................................................... 24 Vestuarios .............................................................. 20 Fábricas ................................................................. 17 Espacios generales de edificios .............................. 17

Tabla 2 .- Temperaturas interiores de cálculo. Ligera (1) Media (1) Pesada (1)

POBLACIONES

(2) (2) (2)

Extra Normal Extra Normal Extra Normal

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Albacete -8 -7 -7 -6 -6 -5 Almería 4 5 5 6 5 6 Ávila -8 -7 -7 -6 -7 -6 Badajoz -2 -1 -1 0 0 1 Barcelona 1 2 2 3 2 3 Bilbao -1 0 0 1 0 1 Burgos -7 -6 -6 -5 -6 -5 Cáceres -1 0 0 1 0 1 Ciudad Real -4 -4 -3 -3 -2 -2 Córdoba -1 0 0 1 1 2 Cuenca -8 -7 -7 -6 -6 -5 Gerona -4 -3 -3 -2 -2 -1 Gijón 1 2 2 3 2 3 Granada -3 -2 -2 -1 0 1 Guadalajara -5 -4 -4 -3 -4 -3 Huelva 0 1 1 2 2 3 Huesca -6 -5 -5 -4 -4 -3 Jaén -1 0 0 1 0 1 La Coruña 2 2 3 3 3 3 León -7 -6 -6 -5 -6 -5 Lérida -6 -5 -5 -4 -5 -4 Logroño -4 -3 -3 -2 -3 -2 Lugo -3 -2 -2 -1 -2 -1 Madrid -4 -3 -3 -2 -3 -2 Murcia -1 0 0 1 1 2 Orense -4 -3 -3 -2 -3 -2 Oviedo -3 -2 -2 -1 -1 0 Palencia -7 -6 -6 -5 -6 -5 Pamplona -6 -5 -5 -4 -5 -4 Pontevedra 0 1 1 2 1 2 Salamanca -8 -7 -7 -6 -6 -5 San Sebastián -3 -2 -2 -1 -2 -1 Santander 1 2 2 3 2 3 Segovia -8 -7 -7 -6 -7 -6 Sevilla 0 1 1 2 2 3 Soria -8 -7 -7 -6 -6 -5 Tarragona 0 1 1 2 1 2 Teruel -9 -8 -8 -7 -6 -5 Toledo -4 -3 -3 -2 -2 -1 Valencia 0 1 1 2 2 3 Valladolid -6 -5 -5 -4 -5 -4 Vigo 2 3 3 4 3 4 Vitoria -7 -5 -6 -4 -6 -4

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Zamora -6 -5 -5 -4 -5 -4 Zaragoza -4 -3 -3 -2 -3 -2

Tabla 3 .- Temperatura exterior de cálculo para diferentes tipos de construcción (1) y calidades deseadas de la instalación de calefacción (2).

A esta potencia hay que incluirle un suplemento por orientación del inmueble

que vendrá en función de la situación del mismo y según el siguiente criterio:

a.) Cuando tenga una sola exposición solar, se toma esta. b.) Si tiene dos exposiciones adyacentes, se toma la esquina. c.) Si tiene tres o más se toma la que proporcione mayor coeficiente. d.) Cuando no exista exposición solar, no se aplica suplemento.

Los valores de este suplemento los indica la tabla 4.

ORIENTACIÓN S SO O NO N NE E SE

FACTOR SUPLEMENTO % 0 7 15 18 20 15 10 5

Tabla 4 .- Suplemento por orientación. Así obtenemos la potencia útil de la vivienda, la potencia a instalar se deduce de multiplicar la potencia útil por 1,20 en el caso de calefacción continua y por 1,50 en el caso de calefacción intermitente. Para la determinación de calefacción continua o ininterrumpida se aplican los siguientes criterios:

a.) Servicio ininterrumpido: aunque con marcha reducida durante la noche:

- Servicios de hospitales - Asilos - Viviendas de Lujo - Etc .

b.) Servicio intermitente de 9 a 16 horas diarias:

- Servicios de oficinas - Servicios de escuelas - Comercios - Viviendas - Iglesias - Etc .

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Cálculo de los paneles calefactores :

na vez calculada la potencia necesaria por metro cuadrado solo nos queda, para terminar los cálculos,

determinar el número de paneles a instalar, la situación de los mismos dentro del inmueble y las dimensiones de estos para generar los vatios necesarios por cada local a calefactar, obtenidos en los cálculos. Para obtener el número de paneles a instalar, debemos conocer la demanda energética de cada uno de los locales donde vamos ha instalar paneles calefactores, para lo cual lo primero es realizar un minucioso estudio de la distribución de la vivienda objeto de cálculo, y determinar aquellos tabiques interiores que deben alojar paneles calefactores, y hacer una distribución de los mismos de forma que calefactemos, tanto directa como indirectamente, el mayor número posible de volúmenes. En muchos casos debido a la inercia térmica de este sistema de calefacción no nos será necesario calefactar directamente volúmenes tales como, baños, aseos o incluso la cocina, si bien los tabiques que encierren estas dependencias deberán ir calefactados para que el calor que irradie hacia en interior del tabique (30%-40%) proporcione el confort deseado dentro del local “no calefactado”.

Cuando la instalación que se realice sea de calidad, se calefactarán

directamente todos los volúmenes, aunque procurando siempre que no confluyan en un mismo tabique y en ambas caras del mismo paneles calefactores, ya que esto supondría un gran desperdicio energético, que es lo intentamos evitar. Intentaremos, en la medida de lo posible, que todos los paneles calefactores queden situados en tabiques interiores de la vivienda, sobre todo en aquellas instalaciones en las que no calefactemos todos los volúmenes, ya que de esta manera toda la energía calorífica generada por el sistema, tanto la generada directamente por los paneles hacia el interior del local calefactado, como la extra que supone el calentamiento del tabique donde va alojado el panel, permanece en el inmueble.

En muchos casos esto no es posible y alguno de los paneles deben situarse en cerramientos exteriores, esto no supone ningún problema ya que cada panel calefactor está calculado para la emisión de calor que tiene que hacer de forma directa hacia el local a calefactar, lo único por lo que se recomienda situarlo en tabiques interiores es por aprovechar esa energía extra que supone el estar

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calentando el tabique, y su consiguiente irradiación de calor hacia la otra cara del mismo. Una vez determinados los tabiques interiores que alojarán paneles calefactores y la potencia necesaria en cada una de las estancias a calefactar, calcularemos el número de paneles y la dimensión de los mismos de acuerdo con la siguiente tabla:

POTENCIA DEL PANEL DIMENSIÓN DEL PANEL

450 watios. 1,20 m2

650 watios. 1,50 m2

800 watios. 2,00 m2

1000 watio. 2,40 m2

Tabla 5 .- Dimensiones y potencia de los paneles. Ajustaremos el número y la dimensión de los paneles lo más posible a la demanda calorífica del local a calefactar, intentando siempre quedarnos por encima de la potencia necesaria con los paneles elegidos, para asegurarnos que el local se encuentra correctamente calefactado. Por ejemplo, si tenemos una habitación que será dedicada a dormitorio para la cual hemos obtenido del cálculo que necesita una potencia por metro cuadrado de 70 w, y las dimensiones de dicha habitación son 3,5 metros de ancho por 3,0 de largo, la potencia demandada por la habitación para ser calefactada es:

3,50m x 3,00m x 70w/m2 = 735 w

para lo cual, según vemos en la tabla 5, debemos colocar un panel de 2,00 m2

que nos proporciona una potencia de 800 w, con lo calefactamos convenientemente la habitación. Con respecto a la situación del panel calefactor en el tabique donde vaya a ir alojado, tenemos que significar que es conveniente que este se instale a media altura y si es posible en el centro del tabique, con el fin de evitar en la medida de lo posible el mobiliario que se encuentre en el local y que el calor irradiado se reparta lo más uniformemente posible. Así por ejemplo si el local a calefactar es una habitación, la altura a la que debemos colocar el panel oscilará entre los 80 cm y los 90 cm del suelo, para salvar el mobiliario más usual en ese tipo de estancias que pueden ser camas, tocadores, mesas de estudio, etc.

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Algunas recomendaciones sobre la altura a la que deben instalarse los paneles calefactores en las diferentes estancias que podemos encontrarnos en una vivienda se recogen en la tabla 6:

TIPO DE LOCAL ALTURA DE INSTALACIÓN

Salón – Comedor 90-100 cm del suelo en paredes donde no vaya mobiliario pesado

Dormitorios 80-90 cm del suelo

Vestíbulo 80-90 cm del suelo

Pasillos Altura libre en paredes donde no vaya

mobiliario Baños Detrás del espejo

Escaleras 50 cm del suelo

Cocinas Centrado en la pared donde no vaya

mobiliario

Tabla 5 .- Dimensiones y potencia de los paneles. Al final se incluye un caso práctico de una vivienda unifamiliar, donde se aplican todos los conceptos desarrollados en este tema, de una forma que se ha intentado que sea lo más representativo posible.