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UNIVERSIDAD
DEVIGO
ESCUELA UNIVERSITARIA DEINGENIERA TCNICA INDUSTRIAL
PROYECTO FIN DE CARRERA
TITULACION: MECNICA
ORIENTACIN: DISEO Y FABRICACIN DE MQUINAS
DIRECTOR: JOS LUS MGUEZ TABARS
ALUMNO: MIGUEL NGEL RODRGUEZ AIRA
Vigo, Diciembre de 2006
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NDICE GENERAL
DOCUMENTO I: MEMORIA
DOCUMENTO II: PLANOS
DOCUMENTO III: PRESUPUESTO
DOCUMENTO IV: PLIEGO DE CONDICIONES
DOCUMENTO V: ESTUDIOS DEL PROYECTO
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DOCUMENTO I: MEMORIA
1. MEMORIA DESCRIPTIVA GENERAL
1.1 OBJETO DEL PROYECTO1.2 DOCUMENTOS DE LOS QUE CONSTA EL PROYECTO1.3 PETICIONARIO1.4 EMPLAZAMIENTO1.5 NORMATIVA1.6 DESCRIPCIN GENERAL DEL EDIFICIO
2. MEMORIA DESCRIPTIVA DE CLCULOS
2.1 CONDICIONES TRMICAS DEL EDIFICIO. NBE CT-792.1.1 ZONA CLIMTICA
2.2 CARACTERSTICAS CONSTRUCTIVAS DEL EDIFICIO2.2.1 CERRAMIENTOS EXTERIORES2.2.1.1 HUECOS EXTERIORES2.2.1.2 FACHADA SUR Y ESTE2.2.1.3 FACHADA NORTE2.2.1.4 FACHADA OESTE2.2.2 CERRAMIENTOS DE SEPARACIN CON OTROS EDIFICIOS O LOCALES NO
CALEFACTADOS.2.2.2.1 FORJADO CON SOLADO DE PIZARRA2.2.2.2 FORJADO CON SOLADO DE MADERA2.2.2.3 CERRAMIENTO SUPERIOR2.2.2.4 TABIQUES2.2.2.5 MEDIANERA2.2.2.6 PUERTAS OPACAS
2.3 COEFICIENTES DE TRANSMISIN DE CALOR
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2.3.1 COEFICIENTES DE TRANSMISIN DE CALOR, K, DE LOS CERRAMIENTOS2.3.2 COEFICIENTE DE TRANSMISIN DE CALOR, KG DEL LOCAL
2.3.3 FICHA JUSTIFICATIVA KG
2.4 CONDENSACIONES EN CERRAMIENTOS2.4.1 CLCULO DE CONDENSACIONES SUPERFICIALES.
2.4.1.1 SUPERFICIE INTERIOR DEL CERRAMIENTO
2.4.1.2 SUPERFICIES ACRISTALADAS
2.4.1.3 MATERIAL AISLANTE
2.5 CONDICIONES INTERIORES DE CLCULO2.5.1 BIENESTAR TRMICO
2.5.2 RUIDOS
2.5.3 CALIDAD DEL AIRE INTERIOR Y VENTILACIN
2.6 CONDICIONES EXTERIORES DE CLCULO
3. INSTALACIN DE CALEFACCIN
3.1 SISTEMA ELEGIDO
3.2 HORARIOS DE FUNCIONAMIENTO Y OCUPACIN
3.3 DESCRIPCION DE LA INSTALCIN DE CALEFACCIN
3.4 MEDIDAS PARA EL USO RACIONAL DE LA ENERGA
3.5 CALCULO DE CARGAS TRMICAS DE LOS LOCALES
3.5.1 CALCULO DE PRDIDAS DE CALOR POR LOS CERRAMIENTOS
3.5.2 CALCULO DE PRDIDAS DE CALOR POR RENOVACIN DE AIRE
3.5.3 CALCULO DE PRDIDAS DE CALOR POR SUPLEMENTOS
3.5.4 CALCULO DE PRDIDAS DE CALOR TOTALES
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3.6 ELEMENTOS DE LA INSTALACIN DE CALEFACCIN
3.6.1 CLCULO Y DESCRIPCIN DEL GENERADOR DE CALOR
3.6.1.1 DESCRIPCIN DEL GENERADOR DE CALOR
3.6.1.2 RENDIMIENTO MNIMO DE LA CALDERA
3.6.1.3 CLCULO DEL CONSUMO DEL QUEMADOR
3.6.1.4 CLCULO DEL CONSUMO ANUAL DE COMBUSTIBLE
3.6.2 SISTEMA DE ALMACENAJE Y ALIMENTACIN DE COMBUSTIBLES SLIDOS
3.6.2.1 CLCULO DEL VOLUMEN DE ACUMULACIN DE COMBUSTIBLE
3.6.2.2 INSTALACIN DE ALMACENAJE DE COMBUSTIBLE
3.6.2.3 SISTEMA DE EXTRACCIN DE COMBUSTIBLE
3.6.2.4 SISTEMA INTRODUCTOR DE COMBUSTIBLE EN LA CALDERA3.6.3 EMISORES
3.6.4 BOMBAS DE CIRCULACIN
3.6.5 VASO DE EXPANSIN CERRADO
3.6.6 TUBERAS Y ACCESORIOS
3.6.6.1 RED DE TUBERAS
3.6.6.2 ALIMENTACIN
3.6.6.3 TUBERA DE VACIADO3.6.6.4 VLVULA DE SEGURIDAD
3.6.7 CHIMENEA
3.6.8 SISTEMAS DE CONTROL Y REGULACIN
3.6.9 AISLAMIENTO TRMICO
3.6.10 MONTAJE
3.6.10.1 TUBERAS
3.6.10.2 CONEXIONES
3.6.10.3 UNIONES
3.6.10.4 MANGUITOS PASAMUROS
3.6.10.5 PENDIENTES
3.6.10.6 PURGAS
3.6.10.7 SOPORTES
3.6.10.8 DILATADORES
3.6.10.9 RELACIN CON OTROS SERVICIOS
3.6.10.10 PREVENCIN DE LA CORROSIN
3.6.10.11 UNIDADES TERMINALES
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3.7 MANTENIMIENTO DE CALDERAS DE BIOMASA
4. INSTALACIN SOLAR PARA A.C.S.
4.1 DESCRIPCIN DE LA INSTALACIN SOLAR
4.2 NECESIDADES DE A.C.S.
4.3 ANTECEDENTES
4.3.1 INTRODUCCIN
4.3.1.1 EL SOL
4.3.1.2. LOS MOVIMIENTOS RELATIVOS ENTRE EL SOL Y LA TIERRA.
4.3.1.3. LAS COORDENADAS SOLARES.
4.3.1.4. LAS ESTACIONES DEL AO.
4.3.1.5. LA CONSTANTE SOLAR E INTENSIDAD MEDIA DE LA RADIACIN SOLAR
SOBRE LA SUPERFICIE TERRESTRE.4.3.1.6 CLASIFICACIN DE LAS ENERGAS RENOVABLES.
4.3.1.7 LA ENERGA SOLAR TRMICA A BAJA TEMPERATURA.
4.3.1.8 INSTALACIONES DE ENERGA SOLAR TRMICA.
4.3.1.9. CLASIFICACIN DE LOS SISTEMAS DE ENERGA SOLAR ACTIVA.
4.3.2 VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LA ENERGA SOLAR TRMICA
4.3.3 DATOS CLIMATOLGICOS Y GEOGRFICOS DEL EMPLAZAMIENTO
4.4 ESTIMACIN DEL CONSUMO DE A.C.S.
4.5 SUBCONJUNTO DE CAPTACIN
4.5.1 EL EFECTO INVERNADERO EN COLECTORES DE PLACA PLANA
4.5.2 COLECTORES DE PLACA PLANA
4.5.2.1. CUBIERTA.
4.5.2.2. ABSORBEDOR.
4.5.2.3. AISLAMIENTO.
4.5.2.4. CARCASA.
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4.5.3. ORIENTACIN DE LOS COLECTORES SOLARES TRMICOS.
4.5.3.1. ESTRUCTURA SOPORTE
4.6. SISTEMA DE ACUMULACIN SOLAR Y DE ACS.
4.6.1 TIPOS
4.6.2 SITUACIN DE LAS CONEXIONES
4.6.3 SUBCONJUNTO DE ALMACENAMIENTO
4.7. SUBCONJUNTO DE TERMOTRANSFERENCIA.
4.7.1. INTERCAMBIADOR.
4.7.2. FLUIDO CALOPORTADOR.
4.7.3. BOMBA DE CIRCULACIN.4.7.4. VASO DE EXPANSIN.
4.7.5. CONDUCCIONES.
4.7.5.1 GENERALIDADES
4.7.5.2 TUBERAS
4.8. AISLAMIENTO TRMICO
4.9. SISTEMA DE REGULACIN Y CONTROL
4.10. ELEMENTOS HIDRULICOS DE SEGURIDAD.
4.10.1 VLVULAS Y GRIFERA
4.10.2 VLVULAS DE CORTE
4.10.3 VLVULAS DE LLENADO Y VACIADO
4.10.4 VLVULAS ANTIRRETORNO.
4.10.5 SISTEMA DE LLENADO DE LA INSTALACIN.
4.10.6 SISTEMA DE VACIADO DE LA INSTALACIN.
4.11. MEDIDAS PARA PREVENIR LA PROPAGACIN DE LA LEGIONELLA EN
INSTALACIONES SOLARES.
4.12. MANTENIMIENTO.
4.12.1. MANTENIMIENTO PREVENTIVO.
4.12.2. MANTENIMIENTO A REALIZAR POR EL USUARIO.
4.12.3. MANTENIMIENTO A REALIZAR POR PERSONAL ESPECIALIZADO.
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4.12.4. OPERACIONES DE LIMPIEZA O MANTENIMIENTO NO REGULARES.
4.12.5. LA CORROSIN Y SU PREVENCIN.
4.12.6. INCRUSTACIONES CALCREAS.
4.12.7. LOCALIZACIN Y REPARACIN DE AVERAS.
4.12.7.1 AVERAS MS FRECUENTES EN LOS SITEMAS SOLARES DE BAJA
TEMPERATURA.
4.12.7.2 DETERIORO Y DEGRADACIONES DE INMEDIATA REPARACIN.
4.12.7.3 OPERACIONES DE REVISIN DE COMPONENTES DEL CIRCUITO
ANEXOS
1.- INSTALACIN DE CALEFACCIN
I. CLCULO DEL COEFICIENTE DE TRANSMISIN DE CALOR, K.I.1 CERRAMIENTOS EN CONTACTO CON EL AMBIENTE EXTERIOR
I.1.1 HUECOS EXTERIORESI.1.2 FACHADA SUR Y ESTE
I.1.3 FACHADA NORTE
I.1.4 FACHADA OESTE
I.2 CERRAMIENTOS DE SEPARACIN CON OTROS EDIFICIOS O LOCALES NO
CALEFACTADOS
I.2.1 FORJADO CON SOLADO DE PIZARRA
I.2.2 FORJADO CON SOLADO DE MADERA
I.2.3 CERRAMIENTO SUPERIOR
I.2.4 TABIQUE
I.2.5 MEDIANERA
I.2.6 PUERTAS DE SEPARACIN CON LOCALES SIN CALEFACTAR
II. FICHA JUSTIFICATIVA DEL CLCULO DEL KG DEL EDIFICIO
III. CLCULO DE LA DEMANDA CALORFICA POR TRANSMISIN Y RENOVACIN DENATURAL DE AIRE.
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IV. CLCULO DE LA CHIMENEA
V. CLCULOS HIDRULICOSV.1 DIMENSIONADO DE LA RED HIDRULICA DEL CIRCUITO DE CALEFACCIN
V.2 ELECCIN DEL CIRCULADOR PARA EL CIRCUITO DE CALEFACCIN
V.3 CLCULO DEL VASO DE EXPANSIN DEL CIRCUITO DE CALEFACCIN
V.4 ELECCIN DEL CIRCULADOR DEL CIRCUITO DE ACS
VI. COMBUSTIBLES SLIDOS. LA BIOMASA DENSIFICADAVI.1 LA NORMA UNE 164001 EX BIOCOMBUSTIBLES SLIDOS.
VI.2 LA PELLETIZACIN
VI.3 LOS PELLETS
VI.4 PLAN DE ACCIN SOBRE LA BIOMASA DE LA COMISIN EUROPEA
VI.5 PROYECTO PELLETS FOR EUROPE
VI.6 EL MERCADO DE PELLETS EN ESPAA
VI.7 EL SUMINISTRO DE PELLETSVI.8 PRODUCCIN DE AGUA CALIENTE SANITARIA E INTEGRACIN CON SISTEMAS DE
ENERGA SOLAR TRMICA.
VII. DOCUMENTACIN
2.- INSTALACIN DE A.C.S. CON ENERGA SOLAR
VIII. DIMENSIONADO DE LA SUPERFICIE DE CAPTADORES.IX. SELECCIN DEL FLUIDO CALOPORTADOR.X. DISEO DEL CIRCUITO HIDRULICO.XI. BOMBAS DE CIRCULACIN.XII. VASO DE EXPANSIN.XIII. DISTANCIA ENTRE FILAS DE COLECTORES.XIV. DOCUMENTACIN
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DOCUMENTO II: PLANOS
1. SITUACIN GEOGRFICA
2. EMPLAZAMIENTO
3. SECCIN LONGITUDINAL
4. ALZADOS EDIFICIO
5. DISTRIBUCIN PRIMERA PLANTA
6. DISTRIBUCIN PLANTA BAJA
7. SITUACIN DE EMISORES DEL SISTEMA DE CALEFACCIN
8. DIAGRAMA DE FLUJO TRMICO/HIDRULICO SISTEMA DE CALEFACCIN
9. SALA DE CALDERAS Y SISTEMA DE ALMACENAJE Y TRANSPORTE DE COMBUSTIBLE
SLIDO
10. ESQUEMA DE LA INSTALACIN
11. UBICACIN DE LOS COLECTORES SOLARES
12. ANCLAJE DE LOS COLECTORES SOLARES
DOCUMENTO III: PRESUPUESTO
1. INSTALACIN DE CALEFACCIN Y ACS
2. INSTALACIN DE CAPTACIN DE ENERGA SOLAR
3. PRESUPUESTO GENERAL
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DOCUMENTO IV: PLIEGO DE CONDICIONES
1. OBJETO
2. PLIEGO DE CONDICIONES GENERALES
2.1 ANTECEDENTES
2.2 CONTRATOS
2.3 SEGUROS
2.4 GARANTIAS
2.5 RECEPCIN DE LAS INSTALACIONES
3. PLIEGO DE CONDICIONES FACULTATIVAS
3.1 DELIMITACIN DE FUNCIONES
3.2 OBLIGACIONES Y DERECHOS DEL INSTALADOR3.3 PRESCRIPCIONES RELATIVAS A LOS TRABAJOS, MATERIALES Y MEDIOS AUXILIARES.
3.4 AUMENTO O DISMINUCIN DE LAS OBRAS DEL CONTRATO.
3.5 SUBCONTRATACIN DE OBRAS.
3.6 SEGURO DE INCENDIO.
3.7 PLAZO DE EJECUCIN DE LAS OBRAS.
3.8 RESCISIN DEL CONTRATO
3.9 ATRIBUCIONES DEL INGENIERO TCNICO INDUSTRIAL DIRECTOR.3.10 LIQUIDACIONES PARCIALES
3.11 PRUEBAS DE LA INSTALACIN
3.12 PRUEBAS PARCIALES
3.13 PRUEBAS FINALES
3.14 PRUEBAS ESPECFICAS
3.15 PRUEBAS GLOBALES
3.16 CONDICIONES DE MONTAJE
3.17 RECEPCIN PROVISIONAL
3.18 LIQUIDACIN DE LAS OBRAS
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3.19 PLAZO DE GARANTA
3.20 RECEPCIN DEFINITIVA
3.21 RESPONSABILIDAD DEL CONTRATISTA
3.22 CERTIFICADO DE LA INSTALACIN
4. PLIEGO DE CONDICIONES TCNICAS
4.1. OBJETO
4.1.1 CARACTERSTICAS DEL EDIFICIO Y BASES DE CLCULO
4.2. INSTALACIN DE CALEFACCIN
4.2.1. ALCANCE4.2.2. CONDICIONES AMBIENTALES Y DE CONFORT
4.2.3. SEGURIDAD
4.2.4. ALMACENAJE DE BIOCOMBUSTIBLE SLIDO.
4.2.5. CONDICIONES DE LA CHIMENEA Y CONDUCTOS.
4.2.6. EQUIPOS DE PRODUCCIN DE CALOR.
4.2.7. SALA DE CALDERAS
4.2.8. QUEMADORES4.2.9. ELEMENTOS DE REGULACIN Y CONTROL
4.2.10. TUBERAS
4.2.11. VLVULAS
4.2.12 ACCESORIOS
4.2.13 BOMBAS DE CIRCULACIN
4.2.14 ALIMENTACIN Y VACIADO
4.2.15 DEPSITO DE EXPANSIN
4.2.16 AISLAMIENTO TRMICO DE LAS INSTALACIONES
4.2.17 PRESCRIPCIONES GENERALES Y DE MONTAJE DE LA INSTALACIN DE CALEFACCIN
4.2.18 PROYECTO DE LA INSTALACIN
4.2.19 PRUEBAS DE LA INSTALACIN
4.2.20. PRUEBAS PARCIALES
4.2.21. LIMPIEZA INTERIOR DE LAS TUBERAS
4.2.22. PRUEBAS FINALES
4.2.23. PRUEBAS ESPECFICAS
4.2.24. PRUEBAS EN EQUIPOS
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4.2.25. PRUEBAS HIDROSTTICAS DE REDES DE TUBERAS
4.2.26. PRUEBAS DE LIBRE DILATACIN
4.2.27. PRUEBAS DE PRESTACIONES TRMICAS
4.3. INSTALACIN SOLAR
4.3.1. COMPONENTES
4.3.1.1. CAPTADORES SOLARES
4.3.1.2. ACUMULADORES
4.3.1.3. INTERCAMBIADORES DE CALOR
4.3.1.4. BOMBAS DE CIRCULACIN
4.3.1.5. TUBERAS4.3.1.6. VLVULAS
4.3.1.7. VASOS DE EXPANSIN CERRADOS
4.3.1.8. AISLAMIENTOS
4.3.1.9. PURGA DE AIRE
4.3.1.10. SISTEMA DE LLENADO
4.3.1.11. SISTEMA ELCTRICO Y DE CONTROL
4.3.1.12. SISTEMA DE MONITORIZACIN4.3.1.13. EQUIPOS DE MEDIDA
4.3.2. CONDICIONES DE MONTAJE
4.3.2.1. MONTAJE DE ESTRUCTURA SOPORTE Y CAPTADORES
4.3.2.2. MONTAJE DE ACUMULADOR
4.3.2.3. MONTAJE DE INTERCAMBIADOR
4.3.2.4. MONTAJE DE BOMBA
4.3.2.5. MONTAJE DE TUBERAS Y ACCESORIOS
4.3.2.6. MONTAJE DE AISLAMIENTO
4.3.2.7. MONTAJE DE CONTADORES
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DOCUMENTO V: ESTUDIOS DEL PROYECTO
I. ESTUDIO BSICO DE SEGURIDAD Y SALUD
II. ESTUDIO ECONMICO
III. ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTAL
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NDICE DE LA MEMORIA
1. MEMORIA DESCRIPTIVA GENERAL
1.1 OBJETO DEL PROYECTO
1.2 DOCUMENTOS DE LOS QUE CONSTA EL PROYECTO
1.3 PETICIONARIO
1.4 EMPLAZAMIENTO
1.5 NORMATIVA
1.6 DESCRIPCIN GENERAL DEL EDIFICIO
2. MEMORIA DESCRIPTIVA DE CLCULOS
2.1 CONDICIONES TRMICAS DEL EDIFICIO. NBE CT-79
2.1.1 ZONA CLIMTICA
2.2 CARACTERSTICAS CONSTRUCTIVAS DEL EDIFICIO2.2.1 CERRAMIENTOS EXTERIORES
2.2.1.1 HUECOS EXTERIORES
2.2.1.2 FACHADA SUR Y ESTE
2.2.1.3 FACHADA NORTE
2.2.1.4 FACHADA OESTE
2.2.2 CERRAMIENTOS DE SEPARACIN CON OTROS EDIFICIOS O LOCALES NO
CALEFACTADOS.2.2.2.1 FORJADO CON SOLADO DE PIZARRA
2.2.2.2 FORJADO CON SOLADO DE MADERA
2.2.2.3 CERRAMIENTO SUPERIOR
2.2.2.4 TABIQUES
2.2.2.5 MEDIANERA
2.2.2.6 PUERTAS OPACAS
2.3 COEFICIENTES DE TRANSMISIN DE CALOR
2.3.1 COEFICIENTES DE TRANSMISIN DE CALOR, K, DE LOS CERRAMIENTOS
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2.3.2 COEFICIENTE DE TRANSMISIN DE CALOR, KG DEL LOCAL
2.3.3 FICHA JUSTIFICATIVA KG
2.4 CONDENSACIONES EN CERRAMIENTOS
2.4.1 CLCULO DE CONDENSACIONES SUPERFICIALES.
2.4.1.1 SUPERFICIE INTERIOR DEL CERRAMIENTO
2.4.1.2 SUPERFICIES ACRISTALADAS
2.4.1.3 MATERIAL AISLANTE
2.5 CONDICIONES INTERIORES DE CLCULO
2.5.1 BIENESTAR TRMICO2.5.2 RUIDOS
2.5.3 CALIDAD DEL AIRE INTERIOR Y VENTILACIN
2.6 CONDICIONES EXTERIORES DE CLCULO
3. INSTALACIN DE CALEFACCIN
3.1 SISTEMA ELEGIDO
3.2 HORARIOS DE FUNCIONAMIENTO Y OCUPACIN
3.3 DESCRIPCION DE LA INSTALCIN DE CALEFACCIN
3.4 MEDIDAS PARA EL USO RACIONAL DE LA ENERGA
3.5 CALCULO DE CARGAS TRMICAS DE LOS LOCALES
3.5.1 CALCULO DE PRDIDAS DE CALOR POR LOS CERRAMIENTOS
3.5.2 CALCULO DE PRDIDAS DE CALOR POR RENOVACIN DE AIRE
3.5.3 CALCULO DE PRDIDAS DE CALOR POR SUPLEMENTOS
3.5.4 CALCULO DE PRDIDAS DE CALOR TOTALES
3.6 ELEMENTOS DE LA INSTALACIN DE CALEFACCIN
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3.6.1 CLCULO Y DESCRIPCIN DEL GENERADOR DE CALOR
3.6.1.1 DESCRIPCIN DEL GENERADOR DE CALOR
3.6.1.2 RENDIMIENTO MNIMO DE LA CALDERA
3.6.1.3 CLCULO DEL CONSUMO DEL QUEMADOR
3.6.1.4 CLCULO DEL CONSUMO ANUAL DE COMBUSTIBLE
3.6.2 SISTEMA DE ALMACENAJE Y ALIMENTACIN DE COMBUSTIBLES SLIDOS
3.6.2.1 CLCULO DEL VOLUMEN DE ACUMULACIN DE COMBUSTIBLE
3.6.2.2 INSTALACIN DE ALMACENAJE DE COMBUSTIBLE
3.6.2.3 SISTEMA DE EXTRACCIN DE COMBUSTIBLE
3.6.2.4 SISTEMA INTRODUCTOR DE COMBUSTIBLE EN LA CALDERA
3.6.3 EMISORES3.6.4 BOMBAS DE CIRCULACIN
3.6.5 VASO DE EXPANSIN CERRADO
3.6.6 TUBERAS Y ACCESORIOS
3.6.6.1 RED DE TUBERAS
3.6.6.2 ALIMENTACIN
3.6.6.3 TUBERA DE VACIADO
3.6.6.4 VLVULA DE SEGURIDAD3.6.7 CHIMENEA
3.6.8 SISTEMAS DE CONTROL Y REGULACIN
3.6.9 AISLAMIENTO TRMICO
3.6.10 MONTAJE
3.6.10.1 TUBERAS
3.6.10.2 CONEXIONES
3.6.10.3 UNIONES3.6.10.4 MANGUITOS PASAMUROS
3.6.10.5 PENDIENTES
3.6.10.6 PURGAS
3.6.10.7 SOPORTES
3.6.10.8 DILATADORES
3.6.10.9 RELACIN CON OTROS SERVICIOS
3.6.10.10 PREVENCIN DE LA CORROSIN
3.6.10.11 UNIDADES TERMINALES
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3.7 MANTENIMIENTO DE CALDERAS DE BIOMASA
4. INSTALACIN SOLAR PARA A.C.S.
4.1 DESCRIPCIN DE LA INSTALACIN SOLAR
4.2 NECESIDADES DE A.C.S.
4.3 ANTECEDENTES
4.3.1 INTRODUCCIN
4.3.1.1 EL SOL
4.3.1.2. LOS MOVIMIENTOS RELATIVOS ENTRE EL SOL Y LA TIERRA.
4.3.1.3. LAS COORDENADAS SOLARES.
4.3.1.4. LAS ESTACIONES DEL AO.
4.3.1.5. LA CONSTANTE SOLAR E INTENSIDAD MEDIA DE LA RADIACIN SOLAR
SOBRE LA SUPERFICIE TERRESTRE.4.3.1.6 CLASIFICACIN DE LAS ENERGAS RENOVABLES.
4.3.1.7 LA ENERGA SOLAR TRMICA A BAJA TEMPERATURA.
4.3.1.8 INSTALACIONES DE ENERGA SOLAR TRMICA.
4.3.1.9. CLASIFICACIN DE LOS SISTEMAS DE ENERGA SOLAR ACTIVA.
4.3.2 VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LA ENERGA SOLAR TRMICA
4.3.3 DATOS CLIMATOLGICOS Y GEOGRFICOS DEL EMPLAZAMIENTO
4.4 ESTIMACIN DEL CONSUMO DE A.C.S.
4.5 SUBCONJUNTO DE CAPTACIN
4.5.1 EL EFECTO INVERNADERO EN COLECTORES DE PLACA PLANA
4.5.2 COLECTORES DE PLACA PLANA
4.5.2.1. CUBIERTA.
4.5.2.2. ABSORBEDOR.
4.5.2.3. AISLAMIENTO.
4.5.2.4. CARCASA.
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4.5.3. ORIENTACIN DE LOS COLECTORES SOLARES TRMICOS.
4.5.3.1. ESTRUCTURA SOPORTE
4.6. SISTEMA DE ACUMULACIN SOLAR Y DE ACS.
4.6.1 TIPOS
4.6.2 SITUACIN DE LAS CONEXIONES
4.6.3 SUBCONJUNTO DE ALMACENAMIENTO
4.7. SUBCONJUNTO DE TERMOTRANSFERENCIA.
4.7.1. INTERCAMBIADOR.
4.7.2. FLUIDO CALOPORTADOR.
4.7.3. BOMBA DE CIRCULACIN.4.7.4. VASO DE EXPANSIN.
4.7.5. CONDUCCIONES.
4.7.5.1 GENERALIDADES
4.7.5.2 TUBERAS
4.8. AISLAMIENTO TRMICO
4.9. SISTEMA DE REGULACIN Y CONTROL
4.10. ELEMENTOS HIDRULICOS DE SEGURIDAD.
4.10.1 VLVULAS Y GRIFERA
4.10.2 VLVULAS DE CORTE
4.10.3 VLVULAS DE LLENADO Y VACIADO
4.10.4 VLVULAS ANTIRRETORNO.
4.10.5 SISTEMA DE LLENADO DE LA INSTALACIN.4.10.6 SISTEMA DE VACIADO DE LA INSTALACIN.
4.11. MEDIDAS PARA PREVENIR LA PROPAGACIN DE LA LEGIONELLA EN
INSTALACIONES SOLARES.
4.12. MANTENIMIENTO.
4.12.1. MANTENIMIENTO PREVENTIVO.
4.12.2. MANTENIMIENTO A REALIZAR POR EL USUARIO.
4.12.3. MANTENIMIENTO A REALIZAR POR PERSONAL ESPECIALIZADO.
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4.12.4. OPERACIONES DE LIMPIEZA O MANTENIMIENTO NO REGULARES.
4.12.5. LA CORROSIN Y SU PREVENCIN.
4.12.6. INCRUSTACIONES CALCREAS.
4.12.7. LOCALIZACIN Y REPARACIN DE AVERAS.
4.12.7.1 AVERAS MS FRECUENTES EN LOS SITEMAS SOLARES DE BAJA
TEMPERATURA.
4.12.7.2 DETERIORO Y DEGRADACIONES DE INMEDIATA REPARACIN.
4.12.7.3 OPERACIONES DE REVISIN DE COMPONENTES DEL CIRCUITO
ANEXOS
1.- INSTALACIN DE CALEFACCIN
I. CLCULO DEL COEFICIENTE DE TRANSMISIN DE CALOR, K.
II. FICHA JUSTIFICATIVA DEL CLCULO DEL KG DEL EDIFICIO
III. CLCULO DE LA DEMANDA CALORFICA POR TRANSMISIN Y RENOVACIN DE
NATURAL DE AIRE.IV. CLCULO DE LA CHIMENEA
V. CLCULOS HIDRULICOS
VI. COMBUSTIBLES SLIDOS. LA BIOMASA DENSIFICADA
VI.1 LA NORMA UNE 164001 EX BIOCOMBUSTIBLES SLIDOS.
VI.2 LA PELLETIZACIN
VI.3 LOS PELLETS
VI.4 PLAN DE ACCIN SOBRE LA BIOMASA DE LA COMISIN EUROPEAVI.5 PROYECTO PELLETS FOR EUROPE
VI.6 EL MERCADO DE PELLETS EN ESPAA
VI.7 EL SUMINISTRO DE PELLETS
VI.8 PRODUCCIN DE AGUA CALIENTE SANITARIA E INTEGRACIN CON SISTEMAS DE
ENERGA SOLAR TRMICA.
VII. DOCUMENTACIN
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2.- INSTALACIN DE A.C.S. CON ENERGA SOLAR
VIII. DIMENSIONADO DE LA SUPERFICIE DE CAPTADORES.
IX. SELECCIN DEL FLUIDO CALOPORTADOR.
X. DISEO DEL CIRCUITO HIDRULICO.
XI. BOMBA DE CIRCULACIN.
XII. VASO DE EXPANSIN.
XIII. DISTANCIA ENTRE FILAS DE COLECTORES.
XIV. DOCUMENTACIN
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1. MEMORIA DESCRIPTIVA GENERAL
1.1 OBJETO DEL PROYECTO.
El objetivo de este proyecto es dotar a un Albergue de Montaa y Aula de Naturaleza
de un sistema de calefaccin y generacin de A.C.S. El edificio se destinar a uso turstico, y a la
vez mediante el Aula de Naturaleza se pretender promover el conocimiento y cuidado del medio
natural, de modo que se considera esencial el uso de energas renovables para la obtencin de la
energa trmica necesaria para el edificio. De este modo adems se pretende disfrutar de una cierta
independencia de los combustibles fsiles tradicionales de disponibilidad finita, cuyo mercado es
ciertamente inestable y cuyos precios se incrementan constantemente.
Por estos motivos se disea una instalacin basada en la combustin de biomasa apoyada
por un sistema de aprovechamiento de Energa Solar Trmica, de modo que el conjunto de la
instalacin sea rentable econmicamente frente a una instalacin convencional de gasoil, siendo a su
vez mucho ms respetuosa con el medio ambiente.
Por otra parte se considera que una instalacin que usa exclusivamente energas renovables
y que hace un esfuerzo por reducir las emisiones nocivas que tanto daan al medio natural servir
adems como reclamo de cara a la comunidad educativa y a los clientes potenciales del Aula de
Naturaleza.
Otro de los objetivos es la obtencin del ttulo de Ingeniero Tcnico Industrial de la rama
de mecnica, intensificacin en diseo y fabricacin de mquinas.
1.2 DOCUMENTOS DE LOS QUE CONSTA EL PROYECTO.
Memoria.
Planos.
Pliego de Condiciones.
Presupuesto.
Estudios del Proyecto
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- Directiva del Consejo 93/76/CEE referente a la limitacin de las emisiones de dixido de
Carbono mediante la mejora de la eficacia energtica (SAVE).
- Real Decreto 2177/1996 de 4 de Octubre en el que se aprueba la NBE-CPI/96
sobre Condiciones de Proteccin contra Incendios de los Edificios.
- Reglamento de Actividades Molestas, Insalubres, Nocivas y Peligrosas, aprobado por Real
Decreto 2414/1961 de 30 de Noviembre.
- Ley de Prevencin de Riesgos Laborales aprobada por Real Decreto 31/1995 de 8 de
Noviembre y la Instruccin para la aplicacin de la misma (B.O.E. 8/3/1996).
- Orden de 12/1/1998 de la Consejera de Industria, Turismo, Trabajo y Comunicaciones
sobre requisitos adicionales de Instalaciones de gas en locales destinados a uso domstico,
colectivo o comercial.- Real Decreto 1218/2002, de 22 de noviembre, por el que se modifica el Real Decreto
1751/1998, de 31 de julio, por el que se aprob el Reglamento de Instalaciones Trmicas en los
Edificios y sus Instrucciones Tcnicas Complementarias y se crea la Comisin Asesora para las
Instalaciones Trmicas en los Edificios.
- Todas las Normas UNE y de la CEE a las que se hace referencia en las RITE y que
citamos a continuacin.
- UNE 91000:1986 Calderas de vapor. Vlvulas de seguridad- UNE 53394:1992 IN Materiales plsticos. Cdigo de Instalacin y manejo de tubos PE
para conduccin de agua a presin. Tcnicas recomendadas.
- UNE 53399:1993 IN Plsticos. Cdigo de Instalaciones y manejo de tuberas de poli
cloruro de vinilo no plastificado (PVC-U) para la conduccin de agua a presin. Tcnicas
recomendadas.
- UNE 53495:1995 IN Materiales plsticos. Cdigo de instalacin de tubos de polipropileno
copolmero para la conduccin de agua fra y caliente a presin. Tcnicas recomendadas.- UNE 94101:1986 Colectores solares trmicos. Definiciones y caractersticas generales.
- UNE 74105-1:1990 Acstica. Mtodos estadsticos para determinacin y verificacin de
los valores de emisin acstica establecidos para mquinas y equipos. Parte 1:
Generalidades y definiciones.
- UNE 74105-2:1991 Acstica. Mtodos estadsticos para determinacin y verificacin de
los valores de emisin acstica establecidos para mquinas y equipos. Parte 2: Mtodos para
valores establecidos para mquinas individuales.
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- UNE 74105-3:1991 Acstica. Mtodos estadsticos para determinacin y verificacin de
los valores de emisin acstica establecidos para mquinas y equipos. Parte 3: Mtodo
simplificado(provisional) para valores establecidos para lotes de mquinas.
- UNE 74105-4:1990 Acstica. Mtodos estadsticos para determinacin y verificacin de
los valores de emisin acstica establecidos para mquinas y equipos. Parte 4: Mtodos para
valores establecidos para lotes de mquinas.
- UNE 100000:1995 Climatizacin. Terminologa.
- UNE 100000/1M:1997 Climatizacin. Terminologa.
- UNE 100001:1985 Climatizacin. Condiciones climticas para proyectos.
- UNE 100002:1988 Climatizacin. Grados-da base 15 grados C.
- UNE 100010-1:1989 Climatizacin. Pruebas para ajuste y equilibrado.Parte1: Instrumentacin.
- UNE 100010-2:1989 Climatizacin. Pruebas para ajuste y equilibrado. Parte 2:
Mediciones.
- UNE 100010-3:1989 Climatizacin. Pruebas para ajuste y equilibrado. Parte 3: Ajuste y
equilibrado.
- UNE 100011:1991 Climatizacin. La ventilacin para una calidad aceptable del aire en la
climatizacin de los locales.- UNE 100014:1984 Climatizacin. Bases para el proyecto. Condiciones exteriores de
clculo.
- UNE 100020:1989 Climatizacin. Sala de mquinas.
- UNE 100030:1994 IN Prevencin de la Legionela en instalacin de edificios.
- UNE 100100:1987 Climatizacin. Cdigo de colores.
- UNE 100151:1988 Climatizacin. Pruebas de estanqueidad de redes de tuberas.
- UNE 100152:1988 IN Climatizacin. Soportes de tuberas.- UNE 100153:1988 IN Climatizacin. Soportes antivibratorios. Criterios de seleccin.
- UNE 100155:1988 IN Climatizacin. Clculo de vasos de expansin.
- UNE 100156:1989 Climatizacin. Dilatadores. Criterios de diseo.
- UNE 100157:1989 Climatizacin. Diseo de sistemas de expansin.
- UNE 100171:1989 IN Climatizacin. Aislamiento trmico. Materiales y colocacin.
- UNE 123001:2002 Chimeneas. Clculo y diseo.
- UNE-EN ISO 7730:1996 Ambientes trmicos moderados. Determinacin de los ndices
PMV y PPD y especificaciones de las condiciones para el bienestar trmico.
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- Pliego de Condiciones Tcnicas de las instalaciones de energa solar trmica. IDAE (Ref:
PET-REV-16.6.18.5./I-01).
- UNE 164001 EX: Biocombustibles slidos. Mtodo para la determinacin del poder
calorfico.
1.6 DESCRIPCIN GENERAL DEL EDIFICIO.
La instalacin objeto de esta memoria se trata de un edificio destinado a hostelera con
capacidad para hospedar a 40 personas y que consta de un total de dos plantas distribuidas segn
los siguientes elementos que detallamos a continuacin en funcin de su tipo y superficie:
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2. MEMORIA DESCRIPTIVA DE CLCULOS
2.1 CONDICIONES TRMICAS DEL EDIFICIO. NBE CT-79
Primera planta
Local Superficie (m2
) Volumen (m3
)Garaje 213 532,5Lavadero 19 47,5Almacen 43 107,5Caballerizas 115 287,5Local distribucin agua potable 68 170
Segunda Planta
Local Superficie (m2) Volumen (m3)Vestibulo 1,2 3
Zona de literas 114,7 286,75Bao 2,89 7,225Bao 2,89 7,225Duchas 6,93 17,325Aseos 6,58 16,45Dormitorio 12,34 30,85Bao 2,89 7,225Dormitorio 12,12 30,3Bao 2,89 7,225Dormitorio 12,4 31
Bao 2,85 7,125Dormitorio Minusvlidos 17,54 43,85Bao Minusvlidos 4,85 12,125Dormitorio 9,76 24,4Bao 2,89 7,225Dormitorio 10,06 25,15Bao 2,89 7,225Pasillo 24,43 61,075Saln 40 100Aula de Naturaleza 27,8 69,5
Recepcin 39,05 97,625Aseos 3,57 8,925Galera 19,62 49,05
SUPERFICIE TOTAL TIL 458,57 m2
SUPERFICIE TOTAL CONSTRUIDA 500,1 m2
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2.1.1 ZONA CLIMTICA.
Tal y como se ha indicado , el edificio se encuentra situado en el municipio de Pedrafita do
Cebreiro, provincia de Lugo, por lo que en atencin a la NBE CT-79 y su artculo 13, la zona
climtica y la temperatura exterior para clculo de condensaciones ser:
La zonificacin dada en el Mapa 1 est basada en los datos de grados / da con base 15-
15 y establece cinco zonas distintas ( A-B-C-D-E ).
Zona D 1300 a 1800 grados / da anuales.
La zonificacin dada en el Mapa 2 est basada en los valores de las temperaturas
mnimas medias del mes de enero y establece cinco zonas en las que se estiman las temperaturas
exteriores para clculo de condensaciones.
Zona X temperatura = 3 C
2.2 CARACTERSTICAS CONSTRUCTIVAS DEL EDIFICIO
La composicin de los diferentes cerramientos que conforman el local cumple con
las normas bsicas de edificacin, NBE, en concreto con relacin a las condiciones trmicas.
A continuacin se indican los elementos que componen cada cerramiento.
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2.2.1 CERRAMIENTOS EXTERIORES
2.2.1.1 HUECOS EXTERIORES
Ventanas: Carpintera metlica con acabado en PVC. Tipo de acristalamiento
doble. Espesor nominal de la cmara de aire 6 mm.
Puertas: Carpintera metlica con acabado en PVC y acristalamiento doble. Espesor
nominal de la cmara de aire 6 mm.
Puerta al garaje: Carpintera metlica con acabado en PVC y acristalamiento doble.
Espesor nominal de la cmara de aire 6 mm.
2.2.1.2 FACHADA SUR Y ESTE
Revestimiento de mortero Coteterm de 1 cm de espesor y pintura.
Aislamiento a base de planchas de poliestileno extrusionado de e= 6 cm. .
Enfoscado intermedio de mortero de cemento de 1.5 cm de espesor.
Fbrica de bloque hueco de hormign de e=20 cm.
Cmara de aire no ventilada con flujo horizontal e= 3 cm.
Revestimiento de madera de pino e= 2.8 cm.
2.2.1.3 FACHADA NORTE
Pared a base de piedra natural caliza e= 25 cm.
Fbrica de bloque hueco de hormign de e= 12 cm.
Aislamiento a base de lana de roca de 6 cm de espesor.
Pared a base de piedra natural caliza e=25 cm.
2.2.1.4 FACHADA OESTE
Revestimiento de mortero Coteterm de 1 cm de espesor y pintura.
Enfoscado intermedio de mortero de cemento de 1.5 cm de espesor.
Fbrica de bloque hueco de hormign de e=20 cm.
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Cmara de aire no ventilada con flujo horizontal e= 3 cm.
Revestimiento de madera de pino e= 2.8 cm.
2.2.2 CERRAMIENTOS DE SEPARACIN CON OTROS EDIFICIOS O LOCALES NOCALEFACTADOS.
2.2.2.1 FORJADO CON SOLADO DE PIZARRA
Forjado prefabricado e= 35 cm. compuesto por capa de compresin, nervio
prefabricado y poliestileno inferior.
Capa de compresin de 3 cm de espesor. Capa de asiento de 2 cm de espesor.
Solado de piedra pizarra natural de 2 cm de espesor.
2.2.2.2 FORJADO CON SOLADO DE MADERA
Forjado prefabricado e= 35 cm. compuesto por capa de compresin, nervio
prefabricado y poliestileno inferior.
Capa de compresin de 3 cm de espesor. Cmara de aire horizontal con flujo descendente e= 2 cm.
Solado con parquet de madera de castao de 2 cm de espesor.
2.2.2.3 CERRAMIENTO SUPERIOR
Madera natural de pino machihembrada con veta longitudinal de e= 1cm.
Aislamiento a base de lana de roca de 6 cm de espesor. Placas de aglomerado de 1.5 cm. de espesor.
2.2.2.4 TABIQUE
Enlucido con mortero de cemento de 1.5 cm y pintura.
Fbrica de ladrillo hueco (formato mtrico) e= 9cm.
Cmara de aire con flujo horizontal de 3 cm de espesor.
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Revestimiento de madera de pino e= 2.8 cm.
2.2.2.5 MEDIANERA
Fbrica de bloque de piedra artificial hueco e= 20cm.
Cmara de aire con flujo horizontal de 3 cm de espesor.
Revestimiento de madera de pino e= 2.8 cm.
2.2.2.6 PUERTAS OPACAS
En los huecos interiores a zonas no calefactadas el cerramiento consistir en puertas
opacas fabricadas en carpintera metlica con acabado en PVC.
2.3 COEFICIENTES DE TRANSMISIN DE CALOR.
2.3.1 COEFICIENTES DE TRANSMISIN DE CALOR, K, DE LOS CERRAMIENTOS.
Los coeficientes de transmisin de calor, K, de los cerramientos que conforman el localse determinan a partir de la composicin de los mismos y la aplicacin del Anexo 2 de la
norma bsica de edificacin sobre condiciones trmicas en los edificios, NBE CT-79.
La NBE, dice en su artculo n5, que los valores de los coeficientes tiles de transmisin
trmica K de los cerramientos, excluidos los huecos, no sern superiores a unos mximos.
Estos valores, estn dados en funcin del tipo de cerramiento y de la zona climtica donde
est ubicado el edificio.
El clculo de estos coeficientes se reflejan en anexo de clculos del presente proyecto,
indicando a continuacin los resultados obtenidos y cumplimiento de la norma NBE.
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K Calculo K MAX Admisible
Fachada Sur y Este 0,32 1,03Fachada Norte 0,39 1,03Fachada Oeste 0,98 1,03Ventanas 2,7 -----Puerta Principal 2,7 -----
Forjado solado pizarra 0,25 1,2Forjado solado madera 0,24 1,2Cerramiento Superior 0,4 1,2Tabique 0,89 1,55Medianeria 1,4 1,55Puertas Opacas 2,7 -----
CERRAMIENTOS EXTERIORES
CERRAMIENTOS DE SEPARACIN CON OTROSEDIFICIOS O CON LOCALES NO CALEFACTADOS
2.3.2 COEFICIENTE DE TRANSMISIN DE CALOR, KG DEL LOCAL.
El coeficiente de transmisin de calor, KG,del local se determina mediante la aplicacindel Anexo 3 de la NBE CT-79. Las normas de aislamiento que deben cumplir
individualmente los elementos estructurales de cierre de los edificios (techos, muros y suelos)
proporcionan las exigencias relativas que deben ser satisfechas para garantizar
unas condiciones ambientales interiores de bienestar dadas, as como evitar las
condensaciones sobre los paramentos. Sin embargo, estas exigencias no tienen en cuenta
el consumo de la energa necesaria para la consecucin de aquellos niveles de confort
trmico. Para cubrir este aspecto se introduce el coeficiente global de transmisin de calor deledificio, KG, cuyos valores mximos, en funcin del factor de forma del edificio, de la zona
climtica y del tipo de energa empleada en la calefaccin, quedan reflejados en tablas.
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2.3.3 FICHA JUSTIFICATIVA KG
Se adjunta ficha justificativa del cumplimiento del Art. 4 de a NBE CT 79 EN EL
ANEXO II.
En el artculo 4 de la norma, se nos presentan los valores lmites mximos de KG. para
los valores lmites de f 0,25 y 1,00 m-1 , as que segn los datos de la tabla del citado artculo y
dado que:
- En nuestro caso el factor de forma f es mayor que 1,00,
- La zona climtica en la que se encuentra el edificio es la D
- Se utilizarn combustibles slidos para generar el calor necesario
Se obtiene por tanto que el KG mximo admitido ser de 0.72 kcal/h.m2.C, que
contrastado con el KG del edificio calculado segn la norma, que es de 0.38 kcal/h.m2.C, nos
revela que el local a calefactar cumple holgadamente con la exigencia de la norma.
2.4.- CONDENSACIONES EN CERRAMIENTOS.
En las superficies interiores de los cerramientos, de manera cclica con los cambios
estacionales, pueden producirse condensaciones.
Para determinar las posibles apariciones de condensaciones se aplica el anexo 4 de la
Norma Bsica de Edificacin, NBE CT-79 sobre Condiciones Trmicas en los Edificios:
El aire atmosfrico contiene cierta cantidad de vapor de agua que vara de una manera
cclica con los cambios estacionales o circunstanciales, dependiendo de la produccin
espordica de vapor de agua.
A una temperatura dada el aire no puede contener en estado de vapor ms que
una cantidad de agua inferior a un nivel mximo denominado de saturacin (13 g/kg a 18C,
por ejemplo). Cuando el contenido de vapor de agua es menor (10,4 g/kg, por ejemplo), el aire
no est saturado y se caracteriza por su humedad relativa o relacin entre el peso o presin
de vapor de agua existente y el vapor de agua saturante (10.4/13=80%).
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Se producir siempre el fenmeno de la condensacin cuando el aire descienda
su temperatura hasta un nivel igual o inferior a su punto de roco, o cuando el vapor contenido
en el aire se encuentre en contacto con un cerramiento u objeto cuya temperatura sea inferior
al punto de roco.
Debido a la diferencia de temperaturas del aire a ambos lados de los cerramientos,
se produce un movimiento o flujo de calor desde el lado ms caliente al ms fro. La
magnitud de este intercambio depende directamente de la resistencia trmica que
ofrezca dicho cerramiento.
En estado estacionario, este flujo de calor producir un gradiente de temperatura en elcerramiento que nos permitir conocer la temperatura de cualquier punto del mismo.
Para realizar este clculo pueden seguirse dos procedimientos: uno analtico y otro
grfico, resultando ste ltimo generalmente ms cmodo.
Analticamente puede establecerse que:
Ti es la temperatura del ambiente interior, en
C. Tees la temperatura del ambiente exterior, en
C.ti es la temperatura superficial interior del cerramiento, en C.
Rt es la resistencia trmica total del cerramiento en h m2 C / kcal.
1/hi es la resistencia trmica superficial interior del cerramiento, en Kcal / h m2 C.
Lo que grficamente se expresa en las figuras en diagramas de temperaturas-resistencias
trmicas y temperaturas-espesor.
En un cerramiento formado por varias hojas la cada de temperatura de cada una de las
hojas puede calcularse:
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tn cada de temperatura en la hoja n,
en C. Tiy Te definidos anteriormente.
en espesor de la hoja n, en m.
n conductividad trmica de la hoja n, en kcal / h m
C. RT definido anteriormente.
rn resistencia trmica de la hoja n.
T diferencia de temperaturas exterior e interior, (te-ti).
2.4.1 CLCULO DE CONDENSACIONES SUPERFICIALES.
Los factores que intervienen en la posibilidad de que se produzcan condensaciones
superficiales interiores en un cerramiento son:
Coeficientes de transmisin trmica K del cerramiento.
Temperatura Ti y humedad relativa HR del ambiente interior (factores
que determinan la temperatura o punto de roco tr).
Temperatura del aire exterior Te.
La diferencia de temperaturas entre el aire interno de un local y los cerramientos que lo
delimitan es proporcional al poder aislante de stas y la diferencia de temperaturas entre los
ambientes interior y exterior.
De aqu se deduce que, en un rgimen estable de paso de calor, la
temperatura superficial interna de una pared se obtiene de la expresin:
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Donde las notaciones tienen el mismo significado que en la anterior expresin.
La aparicin de la condensacin tendr lugar cuando la temperatura de la superficie
interior del cerramiento es igual o inferior a la temperatura de roco.
2.4.1.1 SUPERFICIE INTERIOR DEL CERRAMIENTO.
Partiendo de unas condiciones normales de humedad relativa del 60% y
unas temperaturas: interior de 21C y exterior de -3 C, se obtiene una temperatura deroco de
12.5C (diagrama psicromtrico).
Sustituyendo datos en la frmula del apartado 2.4.1 se obtiene que la temperatura
superficial interior del cerramiento ser:
-Fachada Sur y Este:
Al ser la temperatura interior del cerramiento superior a la de roco (20 C >12.5 C), no
tendr lugar condensacin.
-Fachada norte
Al ser la temperatura interior del cerramiento superior a la de roco (19.5 C >12.5 C), no
tendr lugar condensacin.
- Fachada Oeste
CTTh
kTt
et
i
ii20))3(21(
69.7
32.021)( ===
CTTh
kTt
et
i
ii5.19))3(21(
69.7
39.021)( ===
CTTh
kTt et
i
ii 5.17))3(21(69.7121)( ===
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Al ser la temperatura interior del cerramiento superior a la de roco (17.5 C >12.5 C), no
tendr lugar condensacin.
2.4.1.2 SUPERFICIES ACRISTALADAS.
Los datos de partida son los siguientes:
K = 2,7 Kcal/ h m2 C
Humedad relativa = 60%
Ti= 21C
Te= -3C
1/hi = 0,13 m2 h C/ Kcal
Sustituyendo datos en la expresin (1) se obtiene que la temperatura interior del
cerramiento acristalado ser:
Al ser la temperatura
obtenida superior a la de roco ( 12.6C>12.5C ), no se producirn condensaciones durante
el funcionamiento de la calefaccin.
2.4.1.3 MATERIAL AISLANTE.
En cerramientos verticales de dos hojas en los que la cmara pueda ir rellena total o
parcialmente con el aislamiento se tomarn medidas para lograr que el aislamiento no absorba
humedad, como no poner el aislamiento en contacto con la pared exterior, cuando exista la
posibilidad de que el agua de lluvia pueda llegar hasta l. Para ello, existir al menos un
centmetro de distancia entre el aislamiento y la hoja exterior, y sta tendr los dispositivos de
evacuacin necesarios para evitar embolsamientos de agua. A ttulo de recomendacin puedenexistir orificios de evacuacin con pendiente hacia el exterior, con un dimetro no inferior a
CTTh
kTt
et
i
ii6.12))3(21(
69.7
7.221)( ===
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CTT
4.12
0284.0
06.0
7.0
005.0
13.0
1)3(
523.1 =++
=
10 mm, y protegidos suficientemente para que no dejen penetrar en el interior de la cmara el
agua de lluvia acompaada de presin de viento.
Otra recomendacin para evitar la condensacin intersticial en cerramientos puede ser el
empleo de barreras de vapor que aumentarn la resistencia al paso del vapor en la
parte caliente de los cerramientos. Tambin puede conseguirse este efecto
disminuyendo la resistencia al vapor en la parte fra del cerramiento, que en el caso
de muros puede
conseguirse, como se dijo anteriormente, con la pequea ventilacin por medio de orificios en el
caso de muros o cubiertas con cmara.
En los cerramientos en los que se incluya un material aislante debe comprobarse que no
existen condensaciones en el aislamiento.En el edificio objeto de este proyecto el aislante se
encuentra en la capa ms exterior del cerramiento. Ello es as ya que el edificio ha sido
rehabilitado y se le ha aplicado al cerramiento exterior de la zona habilitada un recubrimiento
especial que consta de varias capas e incluye material aislante con un espesor de 60 mm,
cuyas caractersticas se describen junto con los dems cerramientos, y que se encuentra
pegado al cerramiento exterior antiguo.
Como J ser constante:
en
n
i
ei
h
eee
h
TTJ
11
2
2
1
1++++
=
kcalhmJ /.523.1
21.0
1
12.0
028.0
45.0
2.0
75.0
005.0
0284.0
06.0
7.0
005.0
13.0
1)3(21 2
=
++++++
=
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Al ser 12,412.5C prcticamente se puede decir que no existirn condensaciones en el
aislante del cerramiento exterior.
2.5 CONDICIONES INTERIORES DE CLCULO.
2.5.1 BIENESTAR TRMICO
Para lograr el bienestar trmico aplicaremos la norma ITE 02.2 sobre condiciones
interiores, por lo que se tendr en cuenta la norma UNE-EN ISO 7730 donde se determina
que la temperatura interior deber estar entre 20 y 24 C, pero para la zona ocupada no
pasaremos de 23 C. De esta manera los valores sern:
Temperatura interior = 20 - 23 C (se especifica en cada local)
Humedad relativa = 40 - 60 % (UNE 100011-91)
Velocidad media del aire = 0.15 - 0.20 m/s
Vibraciones = Se aislar segn la norma UNE 100153-88
La denominada zona ocupada del local estar definida por las siguientes distancias
desde la superficie interior del elemento:
A 1,00 m de la pared exterior con ventana o puerta.
A 0,50 m de pared exterior sin ventana ni puerta.
A 0,50 m de pared interior.
A 0,10 m del suelo (lmite inferior).
A 1,30 m del suelo estando sentado (lmite superior).
A 2,00 m del suelo estando de pie (lmite superior).
2.5.2 RUIDOS
Se tomaran las medidas adecuadas para que como consecuencia del funcionamiento
de las instalaciones, en las zonas de normal ocupacin de locales habitables, los niveles
sonoros en el ambiente interior no sean superiores a los valores mximos admisibles que
figuran en la tabla 3 para cada tipo de local.
Se entiende por da, el periodo comprendido entre las 8 y las 22 horas, excepto en las
zonas sanitarias, que ser entre 8 y 21 horas, el resto de las horas del total de las 24 integrarn
el periodo de noche.
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Los valores mximos admisibles de los niveles sonoros para el ambiente interior sern los
indicados por el ITE 02.2.3.1 del RITE.
2.5.3 CALIDAD DEL AIRE INTERIOR Y VENTILACIN.
Tal y como se ha comentado los locales a calefactar dispondrn de una renovacin de
aire natural, por lo que el nmero de renovaciones hora cumplir con la ITE 02.2.2. del
R.I.T.E.
Para el mantenimiento de una calidad aceptable del aire en los lugares ocupados
se consideraran los criterios de ventilacin indicados en la norma UNE 100011, en funcin del
tipo del local y del nivel de contaminacin de los ambientes, en particular la presencia o
ausencia de fumadores.
El anlisis de las caractersticas fsicas del aire del entorno del edificio determinar los
tratamientos a que ha de someterse antes de su introduccin en los locales. Su grado de
contaminacin afectar a la seleccin del sistema de filtrado a emplear y su entalpa a la
posible utilizacin como fuente de energa gratuita.
LOCAL DA NOCHEDORMITORIOS 35 30
SALN 35 30COMEDOR 35 30
VESTBULOS 40 35PASILLOS 40 35COCINA 40 35BAOS 40 35
VALORES MAXIMOS DENIVELES SONOROS EN Dba
DEPENDENCIARENOVACIONES
HORADORMITORIOS 0,5
SALN 0,7COMEDOR 0,7
VESTBULOS 1PASILLOS 1COCINA 1
BAO 1,5
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2.4 CONDICIONES EXTERIORES DE CALCULO.
Las condiciones exteriores de diseo quedan determinadas por las normas UNE 100014 y
UNE 100001, basadas en el denominado nivel percentil (porcentaje del nmero de horas de los
meses que definen las estaciones de invierno y verano, durante las cuales las temperaturas
indicadas son iguales o superiores) y teniendo en cuenta los grados-da base (suma de las
diferencias de temperatura entre una temperatura base dada de 15 C y la temperatura media
exterior de un da a lo largo de un definido periodo de tiempo) considerando como periodo de
tiempo todo el ao.
Para fijar las condiciones exteriores de diseo aplicaremos lo establecido en la ITE
02.3 que nos remite a la norma UNE 100001-85 sobre condiciones climticas para proyectoscorrespondientes a las observaciones de los meses de diciembre, enero y febrero en la localidad
de la obra.
Para el clculo de consumos los datos de grados-da se obtendrn teniendo en
cuenta los establecidos por la norma UNE 100002-88.
Altitud sobre el nivel del mar = 1285 metros
Zona climtica = DXTemperatura exterior de clculo (seca) = - 3 C
Temperatura de locales no calefactados = 10 C
Temperatura del terreno = 7 C
Grados da base 15-15 = 1770
La situacin de la construccin, su diseo y el rgimen de funcionamiento de la
instalacin, hace que deban incrementarse las aportaciones de calor con los siguientessuplementos:
Coeficiente por intermitencia = 5 %
Coeficiente por orientacin norte= 5%
Coeficiente por ms de 2 paredes al exterior= 5%
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3. INSTALACIN DE CALEFACCIN
3.1 SISTEMA ELEGIDO
Como ya se ha indicado, a la propiedad le interesa que la instalacin de calefaccin del
edificio sea lo ms respetuosa posible con el medio ambiente para que ello contribuya a que la
imagen de cara al pblico del establecimiento se asocie al respeto, cuidado y proteccin de la
naturaleza, ya que considera que ello ser beneficioso a la hora de atraer a clientes potenciales
para el Aula de Naturaleza como colegios, asociaciones, profesionales y personas que estn
sensibilizados respecto a la proteccin medioambiental. Por este y otros motivos expuestos ms
adelante, se opta por la instalacin de un grupo trmico con quemador de biomasa densificada enforma de pellets. Por parte de la propiedad se expresa la intencin de que la instalacin no
requiera mano de obra para la alimentacin diaria de combustible, por ello se opta por un tipo de
instalacin que cuente con un sistema de suministro automatizado.
A continuacin se exponen algunas de las ventajas e inconvenientes de este tipo de
instalacin frente a una tradicional que genere calor mediante la combustin de gasoil o gas:
- La instalacin con caldera de gasleo ser ms eficiente con respecto al poder calorfico delcarburante que la instalacin de biomasa, ya que el equipo trmico tiene un rendimiento
del 93%, frente a un 85% del grupo trmico de biomasa densificada.
- La instalacin de gasleo ocupar menor espacio en el edificio ya que para que el sistema de
combustin de biomasa tenga alimentacin automtica ser necesario un silo de
almacenamiento de pellets que se ubicar contiguo a la sala de calderas. El volumen del local
de almacenaje se pretende que sea el suficiente para proporcionar una autonoma de una
recarga anual, as que teniendo en cuenta la densidad energtica de la biomasa densificada(4200kcal/kg) se necesitar un espacio importante para la construccin del almacn lo cual
restar superficie til al edificio.
- Por el contrario la disposicin de una autonoma anual para la recarga de combustible que
exige la construccin de un silo de grandes dimensiones a la vez ofrece la ventaja de poder
elegir el momento idneo a lo largo del ao para abastecer la instalacin. En el caso del
consumo de pellets esto es muy importante dado que su precio de mercado oscila
sustancialmente debido a las fluctuaciones de la oferta y la demanda. As en los meses de
verano se puede conseguir fcilmente un precio de 120 euros por tonelada, mientras que en
los meses de invierno su precio se aproxima a los 200 euros por tonelada.
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- Las instalaciones de pellets no obligarn a la instalacin de un depsito de combustible que
sera necesario para el almacenaje del gasleo o de propano ya que al situarse el edificio en
una zona rural no dispone de red de suministro de gas natural, de modo que se evita la
peligrosidad del depsito de gas y la posible contaminacin por vertidos del gasleo, a la vez
que las obras necesarias para enterrar el depsito.
- La biomasa es una fuente de energa respetuosa con el medio ambiente, ya que no
contribuye al aumento del efecto invernadero. La energa almacenada es la que absorbi
del sol durante la fotosntesis, con lo cual las emisiones producidas durante la
combustin se correspondern con el CO2 asimilado en la fotosntesis. El gasleo procede
del subsuelo y su combustin desprende al ambiente carbono procedente del subsuelo,
incrementando la presencia de CO2 en la atmsfera.
- La biomasa es una fuente de energa que explotada mediante un ciclo adecuado de
produccin - explotacin es completamente renovable. El densificado se elabora a partir
de residuos procedentes de desbroces y restos industriales del sector maderero.
- Debido a la cada da mayor escasez de recursos energticos no renovables y al deterioro
medioambiental que su explotacin ocasiona, las administraciones estn apoyando cada vez
ms el uso de energas renovables, de modo que se promueven leyes y normativas cada vez
ms favorables a estas energas y ms restrictivas hacia las no renovables tradicionales. Elloconlleva adems que se ofertan subvenciones por parte de la administracin europea, central y
de las locales, tanto para los costes de las instalaciones como para su financiacin, lo cual se
tendr en consideracin a la hora de evaluar los costes de ejecucin de este proyecto.
En el Anexo VI de este proyecto se incluye ms informacin a cerca de este tipo de
combustible y de los proyectos y polticas a nivel europeo y nacional que se estn llevando a
cabo con el fin de impulsar el uso de este tipo de energa renovable como sustituto a medio y
largo plazo de los combustibles fsiles como suministradores de energa trmica para
instalaciones de calefaccin.
3.2 HORARIOS DE FUNCIONAMIENTO Y OCUPACIN
El horario de funcionamiento de la instalacin de calefaccin se estima que ser de
unas ocho horas durante el da, entre las 15:00 y las 23:00 horas, y de unas cuatro en rgimen
reducido durante las ltimas horas de la noche y las primeras de la maana, entre las 5:00 y
las 9:00 horas. Se estima que para las condiciones de aislamiento de la edificacin, en
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situaciones de mxima ocupacin de ocupacin y con las condiciones exteriores
desfavorables se cubrirn las necesidades de calentamiento de todos los locales. Estos
horarios podrn variarse en funcin de las necesidades de los hospedados y de las
actividades que realicen. Los horarios de calefaccin se programarn en el cuadro central
de regulacin de la instalacin segn sus instrucciones de funcionamiento o las
indicaciones del instalador encargado de la puesta en marcha de la instalacin. A pesar
de los horarios programados el sistema de regulacin controlar la instalacin de modo
que cuando la temperatura exterior sea superior a la mxima de funcionamiento de la
calefaccin, se programar a 15C, la instalacin no funcionar. Por tanto se puede decir
que el tiempo de funcionamiento mximo por temporada estar supeditado a los grados-da en
base 15 anuales de la localidad.
En cuanto al rgimen de ocupacin se realizan estimaciones basadas en datos de
otros establecimientos similares que existen en la zona teniendo en cuenta a la vez las
caractersticas puntuales del establecimiento, ya que ste se encuentra ubicado en el Camino
de Santiago y a su vez en la comarca de Ancares, hechos ambos muy relevantes en cuanto a
la gran cantidad de pblico que atraen a lo largo de todo el ao. Atendiendo a esto en el
perodo comprendido entre los meses de Abril y Octubre, ambos incluidos, se espera que laocupacin media sea bastante estable diariamente y cercana al 70% de un total de 40 plazas
disponibles, mientras que el resto del ao se estima que los das hbiles prcticamente no se
har uso de la instalacin y por tanto sta slo entrar en funcionamiento en fines de semana,
festivos y perodos vacacionales como Semana Santa o Navidades.
T
3.3 DESCRIPCION DE LA INSTALACIN DE CALEFACCIN
En el presente proyecto se ha realizado una instalacin de calefaccin bitubo utilizando
agua como fluido portante a una temperatura regulable entre 80 y 100 C. Las viviendas
obtienen el calor mediante ueste es transmitido a travs de paneles de acero instalados en
paralelo en cada una de las habitaciones.
Se disponen 9 zonas diferenciadas a calefactar: cada una de las seis habitaciones ser
una zona, y las otras 3 sern la zona de literas, el saln comedor con los pasillos, y finalmente
el Aula de Naturaleza junto con la Recepcin formarn una nica zona calefactable.
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La caldera abastecer un circuito primario general del cual se surtir a cada una de las
zonas mediante circuitos secundarios independientes entre s en cuanto al abastecimiento de
calor y control de la temperatura, lo cual ser reflejado claramente en el esquema de la
instalacin.
El agua circula directamente de la caldera al circuito primario y de este, dependiendo
de las necesidades trmicas de cada zona, se suministrar agua a aquellas que lo demanden
circulando sta hacia cada radiador y de stos a un retorno comn que ir directamente a la
caldera, es decir, un sistema bitubular con retorno simple.
Las tuberas de distribucin de agua son de cobre y discurren por el interior de cajas
gua de chapa forrada con lana de roca bajo el piso de cada local, de modo que quedan
protegidas y aisladas.El generador de calor es una caldera que utiliza como combustible biomasa en forma
de pellets y que est dotada de un sistema de alimentacin automtica. Se encuentra
instalada en la sala de calderas de tal forma que el sistema de alimentacin, mediante un
tornillo sinfn, extrae el combustible de un silo de almacenaje ubicado contiguo a la sala de
calderas y se lo proporciona al generador de calor en la medida que su sistema de control lo
requiere. La ventilacin de la sala de calderas se realizar por medio de rejillas.
3.4 MEDIDAS PARA EL USO RACIONAL DE LA ENERGA
Como medidas para uso racional de la energa se han adoptado las siguientes:
- Aislamiento conveniente de los cerramientos exteriores a fin de que en cuanto al
coeficiente global de transmisin de calor KG se cumpla lo prescrito en el Decreto
1490/1975.- Diseo del sistema mediante divisin en nueve zonas que demandan y reciben calor
del sistema central independientemente y en funcin de sus necesidades. De este
modo se reducen las prdidas de calor derivadas de la circulacin del agua por las
tuberas, ya que sta solamente se impulsar hacia los circuitos que suministran calor a
las zonas que lo demandan en cada momento, as no se generarn prdidas de calor a
travs del resto de la instalacin.
- Al mismo tiempo este tipo de distribucin del calor permitir instalar un termostato deambiente en cada una de las zonas calefactadas con el que se regular el consumo
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energtico de cada zona independientemente de las dems (ITE 02.11.)
- Se instalarn vlvulas termostticas en todos los radiadores, no siendo perceptivo en
los situados en los locales como aseos, cuartos de bao o pasillos.
- Mediante el sistema de control se establecer un horario programado de calefaccin
que evitar que la instalacin est funcionando durante perodos en los que no es
necesaria. Adems, a pesar de los horarios programados el sistema de
regulacin controlar la instalacin de modo que cuando la temperatura exterior
sea superior a la mxima de funcionamiento de la calefaccin, se programar
a 15C, la instalacin no funcionar
3.5 CALCULO DE CARGAS TRMICAS DE LOS LOCALES
Partiendo de unas condiciones climticas de diseo establecidas, se evaluarn las
prdidas de calor por:
La transmisin de calor a travs de los cerramientos La renovacin de aire
Suplementos, (interrupcin de servicio, orientacin, ...)
No se tendr en cuenta la ganancia de calor aportado por:
Equipos
Alumbrado
Radiacin solar
Ocupacin
3.5.1 CALCULO DE PRDIDAS DE CALOR POR LOS CERRAMIENTOS
La prdida de calor total a travs de los cerramientos, PT, expresado en Kcal/h,
se determina mediante la siguiente expresin:
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PT = S K ( Ti Te ) CO donde,
S : Superficie del cerramiento, en m2
K : Coeficiente de transmisin de calor del cerramiento, en Kcal/hm2C
Ti: Temperatura interior de clculo, en C
Te: Temperatura exterior de clculo, en C
CO : Coeficiente por orientacin
Norte 1,15
Sur 1
Este 1,1
Oeste 1,05
3.5.2 CALCULO DE PRDIDAS DE CALOR POR RENOVACIN DE AIRE
Las prdidas de calor por ventilacin o renovacin de aire, Pv, expresado en Kcal/h, se
calculan mediante la siguiente expresin:
Pv = Ca Q ( Ti Te) siendo:
Ca: Calor especfico volumtrico del aire, en Kcal/m3C ,determinado por:
- Pe = 1,20 Kg/m3 Peso especfico de aire
- Ce = 0,24 Kcal/KgC Peso especfico de aire
Sustituyendo valores:
Ca = Pe Ce = 1,2 0,24 = 0,288 0,29 Kcal/m3C
Q : Caudal de aire, en m3/h Determinado por la expresin: Q = V n donde:
- V: Volumen del local a calefactar, en m3
- n : Nmero de renovaciones de aire-hora.
Ti: Temperatura interior de clculo, en C
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3.5.3 CALCULO DE PRDIDAS DE CALOR POR SUPLEMENTOS
Al margen de las prdidas de calor por transmisin y por renovacin de aire, se tendrnen cuenta otras circunstancias susceptibles de modificar (incrementando) los valores
mencionados.
Se trata de parmetros que, en cada caso, coinciden para el clculo de prdidas de
calor totales y son :
Por orientacin Norte: 0,05
Por intermitencia: reduccin nocturna: 0,05
Por intermitencia: de 8 a 9 horas parada: 0,10
Por intermitencia: ms de 10 horas parada: 0,20
Ms de dos paredes al exterior: 0,05
3.5.4 CALCULO DE PRDIDAS DE CALOR TOTALES
La demanda calorfica total, potencia calorfica total, Pc, expresada en Kcal/h, ser:
Pc = ( Pt + Pv ) ( 1 + F ) siendo:
PT : Prdidas de calor por transmisin, en Kcal/h.
Pv : Prdidas de calor por renovacin de aire, en Kcal/h.
F : Suplementos.
La demanda calorfica se calcular para cada una de las zonas independientes a
calefactar suponiendo que las dems zonas no estn en uso, estimando esta
situacin como la ms desfavorable. Para el clculo de la demanda calorfica total sesupondr que todas las zonas necesitan calor simultneamente.
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Su clculo se refleja en el Anexo III de clculos; a continuacin y a modo de resumen
se indican los resultados obtenidos:
La demanda calorfica total de la instalacin de calefaccin ser de 23065 Kcal/h (26.82
KW) teniendo en cuenta un factor corrector de un 5% por prdidas de calor en el circuito de
tuberas segn lo dispuesto en la norma ITE 03.6.
DEPENDENCIA Pt Pv SUPLEMENTOS Pt+Pv Pc
Habitacin 1 309,47 117,03 0,1 426,5 469,15
Habitacin 2 287,47 114,32 0,1 401,79 441,97
Habitacin 3 1054,28 202,35 0,15 1256,63 1445,12
Habitacin 4 303,34 132,4 0,05 435,74 457,53
Habitacin 5 301,88 129,87 0,05 431,75 453,34
Habitacin 6 300,74 137,64 0,05 438,38 460,30
Habitacin literas 3019,51 5999,6 0,15 9019,11 10371,98
Saln comedor y pasillos 2325,17 1322,02 0,05 3647,19 3829,55
Aula de Naturaleza y recepcin 2570,97 938,88 0,15 3509,85 4036,33
21965,26
1098,26
23063,52
Subtotal
Prdidas de calor por tuberas (5%)
Prdidas de calor totales
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Marca SOLARFOCUS
Modelo TherminatorPotencia Nominal 30 Kw
Rendimiento a Plena Carga 90,60%
Rendimiento a Carga Parcial (4,8 Kw) 88,40%
Volumen de agua (Lts.) 76
Rango de temperatura de impulsin (C) 32-80
Combustible Pellets
Peso aprox (Kg) 585
Cmara de llenado de combustible (lts) 155
Dimensiones cm
Profundidad sin soplador 112
Ancho 60
Altura 120
Dimetro de conducto de humos 18
Altura al centro del conducto 68
3.6 ELEMENTOS DE LA INSTALACIN DE CALEFACCIN
3.6.1 CLCULO Y DESCRIPCIN DEL GENERADOR DE CALOR
3.6.1.1 DESCRIPCIN DEL GENERADOR DE CALOR
El generador de calor que se proyecta ser una caldera de biomasa de produccin
centralizada de calefaccin y A.C.S., con preferencia sobre calefaccin.
En la caldera tendr lugar el intercambio de calor entre el que emite el combustible
quemado (biomasa densificada en forma de pellets) y el fluido caloportador (agua) que lo
recibe.La combustin producida en el interior del hogar de la caldera es producida por un
quemador incorporado a la caldera, el cual aporta un combustible (pellets), un
comburente (aire) y una ignicin (energa elctrica).
Para realizar el clculo y elegir la caldera necesaria partiremos de las necesidades
trmicas calculadas en el captulo correspondiente.
Los generadores, segn la ITE 04.9, cumplirn con el requisito mnimo derendimiento que establece la Directiva del Consejo 92/42/CEE para calderas, teniendo en
cuenta el rendimiento a potencia nominal y el rendimiento a carga parcial.
El nmero de generadores lo definimos aplicando la norma ITE 02.6, as como el
tipo de regulacin del quemador con la tabla 4 de la ITE 02.6.2.
Teniendo en cuenta los condicionantes anteriores se selecciona la siguiente caldera de
biomasa:
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Esta gama de calderas incorporan un completo display que nos informa de los parmetros de
funcionamiento instantneos y que nos permite programar, gestionar y variar multitud de funciones,
adaptndose perfectamente a las necesidades actuales del mercado. Posee tambin un avanzado
hardware y software de control que recibe informacin mediante diversos sensores, y acta sobre los
distintos elementos de la caldera variando los parmetros requeridos. Adems muchos de los
componentes sometidos a desgaste estn fabricados en acero inoxidable para alargar la vida de la
caldera y por ello el fabricante ofrece 10 aos de garanta en piezas y 5 en mano de obra, lo cual es
un importante valor aadido.
A continuacin se detallan algunas de las cualidades de esta caldera:
- Basndose en el principio de la gasificacin de la madera con combustin hacia abajo
(tcnica de combustin descendente), esta caldera combinada ofrece la posibilidad de quemar no solo
trozos de madera, sino tambin en rgimen totalmente automtico, pellets o material picado.
- El flujo de gas se obtiene por medio de un soplante de tiro de aspiracin.El aire de
combustin que se necesita para las diferentes gamas de potencia se aspira de forma controlada por
medio del soplante de tiro de aspiracin de velocidad regulada. El control se efecta por medio del
microprocesador integrado en la regulacin o a travs de los valores de medida determinados por la
Sonda lambda.
- Este aparato es hasta la fecha la nica caldera combinada gasificadora de madera con
combustin hacia abajo. Las ventajas de la tcnica de combustin descendente son la combustin
ntegra de la biomasa, unas posibilidades de regulacin muy exactas y la inexistencia de piezas
mviles en la cmara de combustin.
- El encendido es automtico y muy rpido, gracias a una resistencia elctrica y un sistema de
soplado de aire caliente.
- Avanzado Sistema de control compuesto por:
Sonda Lambda-ecotronic: la sonda lambda es un dispositivo que se coloca en elinterior de la cmara de combustin y que mide la cantidad de O2 que queda en los
gases de escape. Este dato permite distinguir si la mezcla de aire-combustible es
correcta o si la combustin es incompleta y se estn generando inquemados. Este
sistema de medida es fundamental ya que nos permite controlar en cierta medida el
proceso de combustin para poder hacer que sea ms eficiente y menos
contaminante.
El reglaje del aire primario se realiza mediante vlvulas dosificadoras, y reglaje del airesecundario con servomotor.
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Dispone adems de visualizacin digital de la temperatura de la caldera y gases de
escape, as como del valor lambda.
En estos sistemas avanzados la regulacin electrnica del aire comburente y del flujo
de combustible se realizan automticamente gracias a un microprocesador que recibe
los datos de la sonda lambda y de los dems sensores, necesarios para el control del
proceso y acta sobre los sistemas de alimentacin de aire y combustible para que la
combustin sea ptima. Ello conlleva una mejora sustancial del rendimiento, una
reduccin de las emisiones y una mayor seguridad en el uso de este tipo de calderas.
Esta marca fue el primer fabricante en introducir la sonda lambda en la construccin de
calderas (desde 1981).
Regulacin variable de la potencia deslizante y aspiracin de los gases destilados.
Salida para mdulo de elevacin del retorno.
Alimentacin automtica de los materiales a travs del sistema transportador con
sistema de regulacin y control de la velocidad del sinfn introductor y del sinfn
extractor transportador.
Regulacin elctrica del nivel.
Conexin de cable de datos para monitorizacin en PC. Regulacin de la frecuencia de impulsos del mezclador
Sensor de temperatura externa con sistema de compensacin de errores.
Sistema de comparacin entre temperatura real de la caldera y temperatura terica
con capacidad para desconectar la alimentacin de combustible en funcin de esa
temperatura diferencial.
Control y regulacin de la temperatura del sinfn introductor de pellets.
- La caldera dispone tambin de un sistema de visualizacin y limitacin de la temperatura de
los gases de escape que acta desconectando las compuertas del aire primario cuando se sobrepasa
el valor de temperatura configurado actuando como un mecanismo adicional de seguridad y de control
del estado de la caldera. Se puede configurar una temperatura mnima, una mxima y una determinada
para situacin de arranque.
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- El espacio de carga y el conducto de llamas son de acero inoxidable, con lo cual se puede
obtener una vida til muy larga. La parrilla de fundicin es de acero cromado de alta calidad refrigerada
por aire y la cmara de llenado de es de acero noble.
- Sistemas de seguridad:
Sistema de seguridad para sobretemperatura: si la temperatura de la caldera supera un
valor programado entre 80 y 100 C se activan todas las bombas y se abren los
servomotores del mezclador. Se dispone adems de un intercambiador de calor de
emergencia en prevencin de corte del suministro elctrico o de avera de la bomba de
circulacin. En estos casos es necesario evacuar el calor que haya acumulado en el
hogar debido a que el combustible no deja de emitir calor instantneamente y al no haberconsumo la temperatura del agua en la caldera puede llegar al punto de ebullicin. Como
medida adicional se incorpora una vlvula presosttica de seguridad.
En las calderas de pellets es muy importante contar con un sistema que evite el retorno
de la llama del quemador hacia el depsito de combustible. En este modelo este sistema
de seguridad consiste en un cierre cortallamas incorporado en el sistema de alimentacin
de la caldera.
3.6.1.2 RENDIMIENTO MINIMO DE LA CALDERA
Los generadores de calor cumplirn con el Real Decreto 275/1995, de 24 de Febrero por el
que se dictan normas de aplicacin de la Directiva del Consejo 92/42/CEE relativa a los
requisitos mnimos de rendimiento para las calderas nuevas de agua caliente alimentadas con
combustibles lquidos o gaseosos y vlida para calderas de una potencia nominal comprendida
entre 4 a 400 Kw.
El rendimiento mnimo a plena carga, 100% de la potencia nominal, , y para una
temperatura media del agua en la caldera de 70C, se obtiene por medio de la siguiente
expresin (R.D. 275/1995):
= 100% 87 + 2 log( Pn )
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donde Pn , es la potencia nominal de la caldera proyectada.
El rendimiento mnimo a carga parcial, ( 0,3 Pn ), y para una temperatura media del agua de
50C, se obtiene por medio de la siguiente expresin:
= 30% 83 + 3 log( Pn )
donde Pn , es la potencia nominal de la caldera proyectada.
Los rendimientos (100% ,30%) de la caldera quedan reflejados a continuacin:
100% 90.20%
30% 87.81%
De los datos tcnicos de la caldera se obtienen los valores de los rendimientos tericos que
contrastados con los exigidos nos permiten afirmar que este modelo de caldera verifica la ITE 04.9
Rendimiento Exigido Rendimiento Caldera
Plena Carga (Pn) 90.20 % 90.60 %
Carga parcial (30% de Pn) 87.81 % 88.40 %
3.6.1.3 CLCULO DEL CONSUMO DEL QUEMADOR
El consumo de combustible del quemador en el proceso de generacin de calor se determina
mediante la siguiente expresin:
PCI
PC CALDERA= donde:
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PCITTGtPC
ei
DCC .).(
..
=
kgxx
CC 83134200906.0)3(20(
23501225800=
=
- PCALDERA = 30kw = 25800 Kcal/h es la potencia nominal de la caldera
- PCI = 4200 Kcal/kg
Sustituyendo los valores se obtiene que C = 6.14 kg/h
3.6.1.4 CLCULO DEL CONSUMO ANUAL DE COMBUSTIBLE
Para determinar el consumo energtico del sistema de calefaccin proyectado, puede
aplicarse la frmula que se indica a continuacin:
Donde:
PC = 25.800 Kcal/h Potencia nominal de la caldera
t = 12 h N de horas funcionamiento/da (*)
Gd= 2350 C-da/ao Grado da base 15-15 (**).
Ti= 20 C T interior de clculo (ITE 02.2.1)
Te= -3 C T exterior de clculo (NBE CT-79) = 90.6 % Rendimiento de la caldera.
PCI = 4200 Kcal/kg Poder calorfico del combustible.
Sustituyendo los datos en la frmula:
(*) Dato diferente al recogido en la NBE CT-79 debido a las condiciones particulares del uso de
la instalacin.
(**) Dato recogido en trabajo de campo que es ms desfavorable que lo especificado en la NBE
CT-79 debido a las condiciones particulares del la ubicacin. La variacin es sustancial ya que
los datos que recoge la norma se refieren a la capital de provincia que se encuentra a 700 m
sobre el nivel del mar, mientras que la ubicacin de la instalacin que se proyecta se encuentra
a 1285 m y en una zona con condiciones climatolgicas especialmente adversas debido a la
orografa que no ofrece resguardo alguno del viento al edificio.
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3.6.2 SISTEMA DE ALMACENAJE Y ALIMENTACIN DE COMBUSTIBLES SLIDOS
La instalacin de gestin del combustible tiene encomendada la funcin de abastecer
al generador de calor con biomasa en forma de pellets desde un almacn que ha de proporcionar
una autonoma de suministro anual a la instalacin de calefaccin. Para ello el sistema cuenta con
un almacn adecuado para recibir, contener y evacuar el combustible; un sistema de transporte de
pellets que extrae el combustible del almacn y un sistema introductor de pellets que se abastece
del extractor y lleva la biomasa densificada hasta el interior de la cmara de combustin del
generador de calor.
3.6.2.1 CLCULO DEL VOLUMEN DE ACUMULACIN DE COMBUSTIBLE NECESARIO
Para aumentar la autonoma y, por consiguiente, el confort es necesario disponer de un silo de
almacenamiento, en el que el pellet se descargar automticamente desde un camin cisterna o
mediante el vaciado de sacos tipo Big-Bag de 800 a 1000 kg de capacidad.
Basndose en los clculos de los apartados 3.6.1.3 y 3.6.1.4 se disea un almacn que debe
responder a la necesidad ya justificada de una autonoma anual en cuanto al suministro de
combustible.
As se obtiene que un silo con capacidad para contener 17 m3 de pellets dotar a la
instalacin de aproximadamente 1.500 horas de autonoma de funcionamiento a la mxima potencia
respondiendo a las necesidades estimadas de consumo.
36.16500(kg/m3)
(kg)8300(m3)siloVolumen m==
(kg/m3)pelletsDensidad
(kg)pelletsdeanualConsumo(m3)siloVolumen =
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3.6.2.2 INSTALACIN DE ALMACENAJE DE COMBUSTIBLE
El edificio en el que se realiza la instalacin estaba destinado a la explotacin ganadera antes
de ser rehabilitado como Albergue y Aula de Naturaleza. En la planta baja, destinada a garaje en su
nuevo uso, se ubicar un silo con el objetivo de almacenar biocombustible slido para la instalacin de
calefaccin. La construccin del silo ser llevada a cabo segn lo indicado en el Plano 9 del presente
proyecto y el apartado 4.2.4 del Pliego de Condiciones y sus costes no se incluirn en el Presupuesto
de la instalacin ya se concibe como un proyecto adjunto cuya ejecucin deber ajustarse a lo indicado
en el presente proyecto.
Su diseo y construccin se llevar a cabo teniendo en cuenta la:
- La capacidad neta del silo ser de 24 m3 lo cual se ajusta a las necesidades de
almacenamiento de la instalacin de calefaccin que eran de 17 m3, proporcionando
adems un margen de seguridad aceptable. Al mismo tiempo se aconseja ese volumen
extra de almacenaje ya que es conveniente que tenga suficiente capacidad para albergar
el volumen de pellets correspondiente a la carga completa del camin de suministro, sin
que el silo llegue a estar totalmente vaco. Teniendo en cuenta que la capacidad habitualde los camiones de transporte de biocombustible es de en torno a 20 m3 se considera
que el volumen especificado se ajusta a las necesidades.
- El silo se encontrar ubicado en un local contiguo al destinado a la sala de calderas, de
modo que se facilita y se abarata la instalacin del sistema de extraccin de pellets del
almacn.
- Las paredes y suelo del silo debern ser construidas de modo que sean capaces de
soportar las cargas verticales y laterales producidas por el biocombustible almacenado.
La construccin deber adems ajustarse a la normativa antiincendios correspondiente.
- Para que el combustible no se sedimente y se dirija siempre al sistema de extraccin se
dispondrn de dos paredes paralelas del almacn con una inclinacin de 28 en un tramo
de 1m medido sobre la vertical desde el suelo. De este modo y junto con la fuerza de la
gravedad, los pellets se concentrarn en la arista de unin de las paredes laterales
inclinadas del silo. En ese lugar se instalar el sistema de extraccin consistente en untornillo sinfn diseado especialmente para la extraccin y transporte de pellets hasta el
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introductor de la caldera. Este sistema es posible debido al pequeo tamao del pellet y a
su forma cilndrica y lisa, de modo que tiende a portarse como un fluido, lo que facilita el
movimiento del combustible desde su descarga.
- El silo se construir debidamente aislado y sellado de modo que se evite la entrada de
agua o humedad del exterior, lo cual hara disminuir el rendimiento del combustible y por
tanto el de la caldera.
- El llenado del silo de cereales se realizar desde el exterior del edificio a travs de una
rampa por la que se introducir el producto vacindolo desde sacos tipo Big-Bag o
mediante camiones cisterna. Ambos sistemas de llenado del almacn son idneos en el
caso de los pellets ya que los proveedores, para grandes cantidades como las que sepretenden almacenar, los suministran de esas dos formas.
- Con el fin de realizar labores de limpieza y mantenimiento el silo de cereales dispondr
de una puerta o trampilla lateral desde la cual se pueda acceder al interior y en caso
necesario proceder a la extraccin del biocombustible o del sistema de extraccin
3.6.2.3 SISTEMA DE EXTRACCIN DE COMBUSTIBLE
El sistema de extraccin de pellets mediante transportador se compone de:
- Transportador sinfn con motor reductor
- Pozo de extraccin
- Brida para la sujecin del introductor.
- Materiales de estanqueidad y sujecin.Caractersticas:
- Potencia de motor: 180 vatios
- Revoluciones del husillo: 6 rpm
- Dimetro del sinfn: 60 mm
- Longitud cubierta: 0,8 m
- Longitud abierta: 3.2 m
La funcin del este dispositivo es extraer el combustible del depsito almacn y transportarlohasta el sistema introductor de pellets de la caldera.
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El transportador sinfn se coloca en el fondo del almacn de pellets, en la arista de unin entre
las dos paredes verticales. La longitud abierta del sinfn por la que se cargan los pellets es de 3.2 m
que cubren la longitud total del almacn de modo que no quedan zonas donde se pueda estancar el
combustible.
El arranque y paro del motor en funcin de las necesidades de combustible de la caldera es
controlado por el microprocesador de la misma. En el display de la caldera puede regularse
manualmente la duracin de los impulsos para el sinfn extractor del almacn.
Este impulso, intervalo configurable 1 -250 seg., es el tiempo de trabajo del sinfn extractor en
caso de extraccin directa desde el almacn. Este impulso se emite cuando el sinfn introductor haya
finalizado el impulso configurado o cuando un elemento elctrico capacitivo montado en el introductor
de la caldera muestra vaco en y el valor configurado es igual 0.Si el elemento capacitivo no conmuta a lleno una vez transcurridos estos impulsos se producir una
pausa segn el valor aqu programado y se vuelve a emitir, y as sucesivamente.
Si tras un impulso total de 300 seg. el elemento capacitivo sigue sin mostrar lleno, se visualizar
faltan pellets en la fila de estado desconectndose la instalacin. Se emitir un mensaje de avera.
3.6.2.4 SISTEMA INTRODUCTOR DE COMBUSTIBLE EN LA CALDERA
Es el sistema encargado de recibir los pellets transportados por el extractor desde el almacen y
conducirlos hasta el interior de la cmara de combustin de la caldera. El dispositivo dispone de los
siguientes componentes y caractersticas:
- Sinfn introductor con motor introductor- Brida para la conexin con el extractor de pellets.
- Aseguramiento contra el reflujo de llama mediante motor de retorno por
muelle (cerrado sin corriente).
- Potencia de motor: 180 vatios
- Revoluciones del sinfn: 14 rpm
- Dimetro del sinfn: 60 mm.
- Se incluyen materiales de estanqueidad y sujecin.
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El funcionamiento de este mecanismo est regido por los parmetros configurados en el
microprocesador de la placa controladora central. Mediante el display se configuran los impulsos para
el introductor de la caldera en un nuevo arranque, durante la fase de encendido y despus del ciclo
lambda.
El primer tiempo de trabajo, (intervalo configurable 0,1 -999,9 s.), es la duracin del impulso
para el introductor de la caldera que cual tras ser previamente vaciado por completo, permanece
durante cargar caldera.
El introductor de la caldera se vaca por completo en caso de sobretemperatura del sinfn
introductor. Se puede elegir y configurar dicho valor de modo que tras finalizar el impulso, el
combustible se ubique a la altura del hueco de encendido en la tolva emparrillada.
Este impulso, intervalo configurable 0,1-25 seg., autoriza al introductor de la caldera durante lafase de encendido bajo las condiciones siguientes:
1. tras una pausa de 60 seg. despus del ltimo impulso o
2. La temperatura de los humos ha subido el valor configurado en el impulso de control.
Durante la fase de encendido, al incrementar los humos su temperatura el
valor aqu seleccionado, intervalo configurable 2 50 C, se dar permiso al introductor de la caldera
durante un impulso. El valor de la temperatura correspondiente a un impulso se memoriza dndose
permiso al siguiente impulso si la temperatura sigue incrementndose en el valor aqu configuradorespecto a la temperatura antes memorizada.
Se designa como segundo tiempo de trabajo, intervalo configurable 0,1 - 100,0 seg., al tiempo
que dura el impulso para el introductor de la caldera durante el arranque de la instalacin desde
disponibilidad mientras dure cargar caldera. El 50% de este valor se utiliza como impulso para el
introductor despus del ciclo lambda y anterior a un encendido intermedio. Se seleccionar y se
configurar dicho valor para que al final del impulso el combustible cubra el orificio de encendido de la
tolva emparrillada.
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3.6.3 EMISORES
Tal y como se ha comentado en el apartado de sistema de calefaccin, la emisin de energa
calorfica a las dependencias a calefactar se realizar a travs de radiadores.
Las unidades emisoras deben cumplir la ITE 02.4.11. Las superficies calientes de los aparatos
calefactores que sean accesibles al usuario, deben tener una temperatura menor que 80C o estar
adecuadamente protegidas para que no pueda haber contactos accidentales. Esta condicin la
cumplen los paneles de acero de la marca Roca y modelo JET 45, que hemos seleccionado para esta
instalacin debido a su buena relacin potencia-precio y a su elegante diseo.
ESTANCIA Unidades Modelo Elem.(Kcal/h) NelementosPotenciainstalada(Kcal/h)
Prdidasestimadas
(Kcal/h)
Habitacin 1 2 JET 45 83,6 6 501,6 473,8
Habitacin 2 2 JET 45 83,6 6 501,6 446,4Habitacin 3 3 JET 45 83,6 18,0 1504,8 1459,6
Habitacin 4 2 JET 45 83,6 6,0 501,6 462,1
Habitacin 5 2 JET 45 83,6 6,0 501,6 457,9
Habitacin 6 2 JET 45 83,6 6,0
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