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La eficiencia energética en la
climatización de grandes volúmenes
José Ramón FerrerZehnder Group EspañaCountry ManagerMadrid, 2 de febrero de 2011
Temperatura operativa = To
Ta = Temperatura del Aire
Tg = Temperatura GlobalMedición indirecta de la temperatura media radiante (ISO 7243)
Temperatura operativa = To
Ta = Temperatura del Aire
Tg = Temperatura GlobalMedición indirecta de la temperatura media radiante (ISO 7243)
Por cálculo: Tr = T1 Fp1 + T2 Fp2 + . . . . +Tn Fpn
Por medición: Tr = Ta + (Tg -Ta)(1 + 2.2 V )*
* Principios ASHRAE
Obtención de Tr :
Tr = Temperatura Media RadianteTemperatura uniforme de un local negro imaginario que produzca la misma variación de calor por radiación que el local real
(ISO 7243)
Temperatura operativa = To
Por medición: Tr = Ta + (Tg -Ta)(1 + 2.2 V )
Cuando V tiende a 0
Tr = Ta + (Tg -Ta)(1 + 2.2 · 0)
Tr = Ta + (Tg -Ta)(1 + 0)
Tr = Ta + (Tg -Ta)(1)
Tr = Ta + Tg -Ta
Tr = Tg
Temperatura operativa = To
To = Temperatura Operativa
(Temperatura percibida, sensación térmica)
Temperatura uniforme de un local negro imaginario en el cual unocupante intercambiaría la misma cantidad total de energía (por
radiación o convección) que en el local real.
Según ISO 7243:Tr + TaTo =
2
Temperatura operativa = To
21º C15º C
TrSuperficies
circundantes
TaAire
18º CTo
22º C 14º C
TaAire
TrSuperficies
circundantes
18º C
Temperatura operativa = To
To
Calefacción por aire caliente
Calefacción por aire caliente
Gradiente de temperatura vertical tH = 1 a 1,4 K/m
To = 18º C
Paneles de techo radiante
Calefacc. por techo radiante
Gradiente de temperatura vertical tH = 0,1 a 0,4 K/m
To = 18º C
Ahorro y Eficiencia Energética
Gradiente vertical de temperaturas:
de 1 a 1,4 K/m de 0,1 a 0,4 K/m
Zona de ahorro de energía
Cálculo: Normativa
Norma UNE -EN 12831 (Octubre 2003)
(Basada en la EN 12831 de marzo de 2003)
Anexo B
B.1 Techos altos y cerramientos GrandesB.2 Edificios donde la temperatura del aire y la temperatura radiante media difieren
significativamente
UNE -EN 12831
UNE -EN 12831
B.2 Edificios donde la temperatura del aire y la temperatura radiante difieren significativamente.
“Para espacios donde haya una diferencia significativa entre la temperatura del aire y la temperatura radiante, los cálculos de pérdida térmica que utilizan la temperatura operativa llevan a resultados incorrectos.”
“… los cálculos de pérdida térmica debida a la ventilación darán valores muy altos para sistemas de calefacción por radiación y valores muy bajos para sistemas de calefacción por convección.”
“… esto corresponde a 3K de diferencia entre la temperatura del aire y la temperatura radiante media.”
21º C15º C
TrSuperficies
circundantes
TaAire
18º CTo
22º C 14º C
TaAire
TrSuperficies
circundantes
18º C
Temperatura operativa = To
To
Ahorro y Eficiencia Energética
Zona de ahorro de energía
3K
Cálculo de Carga Térmica
UNE - EN 12831
DIN 18599 - 5
DIN 18599 - 5
DIN 18599 - 5
Define la potencia necesaria como:
Qh,mth Potencia de calculo (Similar EN-UNE 12831)
+ Qh,ce,mth Potencia adicional (Dependiendo del sistema de calefacción y de la altura)
Qh,outg,mth Potencia total necesaria
Potencia Adicional; Qh,ce,mth
ηηηηh,ce =1
4 - (ηL + ηC + ηB ) Qh,ce,mth =
fRadiant · fint · fhydr
ηh,ce
-1 Qh,mth
Qh,ce,mth Pérdida adicional de calor, en kW/mes Qh,mth Emisión mensual requeridafhydr Factor de balance hidráulicofint Factor de funcionamiento intermitentefRadiant Factor por efecto de la radiaciónηh,ce Eficiencia global de la transmisión de calorηL Eficiencia parcial por efecto del gradiente vertical de temperaturaηC Eficiencia parcial según la regulación de la temperaturaηB Eficiencia parcial por pérdidas específicas por estructuras externas
DIN 18599 - 5
DIN 18599 - 5
Factores y rendimientos del Zehnder ZBN (sistema de techo radiante) comparado con un sistema de generación de aire caliente.
Ejemplo de cálculo de la Potencia Adicional (Qh,ce,mth) para un sistema de calefacción por aire caliente con una Potencia de Cálculo Qh,mth = 10.000 kWh.
DIN 18599 - 5
ηηηηh,ce =1
4 - (ηL + ηC + ηB ) Qh,ce,mth =
fRadiant · fint · fhydr
ηh,ce
-1 Qh,mth
ηηηηh,ce =1
4 - (0,63 + 0,97 + 1) = 0,714
Qh,ce,mth = 0,4 Qh,mth = 0,4 · 10000 = 4000 kWh
Qh,ce,mth =1 · 1 · 1
0,714-1 Qh,mth = 0,4 Qh,mth
DIN 18599 - 5
Sistema de calefacción por aire caliente:
Potencia total necesaria Qh,outg,mth
Qh,outg,mth = Qh,mth + Qh,ce,mth
Qh,outg,mth = 10.000 kWh + 4.000 kWh
Qh,outg,mth = 14.000 kWh
DIN 18599 - 5
Ejemplo de cálculo de la Potencia Adicional (Qh,ce,mth) para un sistema de calefacción por Techo Radiante con una Potencia de Cálculo Qh,mth = 10.000 kWh.
ηηηηh,ce =1
4 - (0,89 + 0,97 + 1) = 0,877
Qh,ce,mth = - 0,031 Qh,mth = - 0,031 · 10000 = - 310 kWh
Qh,ce,mth =1 · 1 · 0,85
0,877-1 Qh,mth= - 0,031 Qh,mth
ηηηηh,ce =1
4 - (ηL + ηC + ηB ) Qh,ce,mth =
fRadiant · fint · fhydr
ηh,ce
-1 Qh,mth
DIN 18599 - 5
Sistema de calefacción por aire caliente:
Potencia total necesaria Qh,outg,mth
Qh,outg,mth = Qh,mth + Qh,ce,mth
Qh,outg,mth = 10.000 kWh + (-310) kWh
Qh,outg,mth = 9.690 kWh
DIN 18599 - 5
Comparando las potencias totales necesarias:
Aire caliente: Qh,outg,mth = 14.000 kWh
Techo Radiante: Qh,outg,mth = 9.690 kWh= 144,5%
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