ficha n-¦ 3 calefacci+¦n - sistemas

8/12/2019 Ficha N- 3 Calefacci+n - Sistemas

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INSTALACIN CALEFACCION 3 Ao 2012

Sistemas

Recopi lacin y dig i ta l izacin: Arq . An ibal Fornar iColab oracin: A rq s. Anala Walter y L il iana Marianetti


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Clasificacin:1. Sistema individual o local. Cuando en cada local hay un hogar, se dice que el sistema de

calefaccin es individual o local, stos pueden usar combustibles slidos, lquidos o gaseosos. En el primercaso lo constituyen las estufas, o calorferos o chimeneas, que requieren forzosamente un conducto para tirajey evacuacin de los gases de la combustin. Los que utilizan combustible lquido o gaseoso, casi nunca tienenconducto de evacuacin al exterior, pues no son indispensables, lo cual les otorga la ventaja apreciable de sumovilidad. El kerosn, el alcohol, el gas de alumbrado y el supergs, o gas natural, son generalmente usadosen esta clase de artefactos.

Los sistemas de calefaccin local presentan solo dos ventajas importantes: reducido costo de adquisicin yfacilidad de transporte.

Las dems caractersticas constituyen desventajas, como ser: elevada temperatura de las superficies queceden calor, provocando mayores prdidas de calor por radiacin a travs de los vidrios y una muy maladistribucin de la temperatura del aire, medida en distintos puntos del mismo ambiente. La transmisin de calorde estos calorferos se hace en gran parte por radiacin, siendo su longitud de onda tanto menor cuanto mayorsea la temperatura de la fuente de emisin, y sabemos que los rayos infrarrojos de onda corta atraviesan lasuperficie de los vidrios mas fcilmente que los de onda larga. Otro inconveniente es el foco de calor, que estconcentrado en una superficie pequea y por consiguiente la distribucin del calor no resulta uniforme. Cuandono hay evacuacin de gases al exterior, el viciamiento del aire y los olores desagradables es otra desventajaque en ciertos casos puede resultar peligrosa por la posibilidad de que se produzcan explosiones debido aescapes si el combustible que se emplea es gas.

2. Sistemas colectivos o centrales. Cuando en el

edificio hay un solo hogar se dice que el sistema de calefaccines colectivo o central. Este sistema sin ser perfecto, presentamejores condiciones higinicas y de confort y, lo que es msimportante, permite con poca atencin personal calentaruniformemente toda la casa o una seccin de la misma. Con elempleo de controles automticos, la atencin requerida esprcticamente nula. Los sistemas de calefaccin centralactualmente en uso difundido son:

1. Por aire caliente;2. Por agua caliente;3. Por vapor;4. Mixtos;

Siendo este ltimo, combinacin de dos cualesquiera de losanteriores.

1. Sistema central por aire caliente: consta de ungenerador de calor el que se ubica en un lugar especialde la casa, preferentemente en el stano. El aire alcalentarse por transmisin del calor a travs de lasparedes de los elementos calefactores mencionados, sedistribuye a los locales del edificio circulando porconductos de chapa galvanizada o de otro material adecuado, que no sea combustible en lo posible.Tratndose de edificios pequeos, el aire as calentado puede circular naturalmente por diferencia dedensidad, entrando a los locales mediante rejillas o persianas a temperaturas no mayores a 50C ysaliendo despus al exterior por las rendijas de las ventanas, bandoleras, etc. En este caso, es condicin

indispensable que todo el aire a circular sea tomado del exterior. En las instalaciones de mayorimportancia se emplea la circulacin forzada, valindose de elementos mecnicos, como ser ventiladoresque impulsan el aire por el sistema de conductos, rejillas, etc. Con este sistema, si se desea, puedeaspirarse parte del aire caliente de los locales del exterior; se tiene as lo que se llama un circuitocerrado, a diferencia del anterior, que constituye un circuito abierto. Por lo menos el aire que se toma delexterior debe ser filtrado antes de pasar al sistema termomecnico y a los locales, siendo aconsejablehacer tambin la misma operacin con el aire que recircular o de retorno; con el filtrado del aire seeliminar la mayor parte de las impurezas y buena parte de los olores, pero los perfumes y el tabaco paraser eliminados totalmente requieren un lavado.

2. Sistema de agua caliente: puede ser tambin a circulacin natural llamados a termosifn, o porcirculacin forzada tambin llamado por gravedad. La circulacin natural se logra aprovechando la fuerzamotriz generada por la corriente ascendente debido al aumento de temperatura que experimenta el aguaen el punto de calentamiento. Este sistema se presta para edificios de poca extensin de planta y de

considerable altura, pues los recorridos horizontales introducen resistencias al circuito, dando lugar acaeras de seccin amplia para permitir el caudal necesario. La circulacin forzada se obtiene hoy casiexclusivamente por electrobombas, generalmente del tipo centrfugo, que ocupan poco espacio y son decosto reducido. Tales instalaciones se emplean en edificios de relativa importancia, cuando la calefaccinpor vapor no es practicable o cuando la calefaccin por agua a circulacin natural resulta antieconmica


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por los grandes dimetros de caeras resultantes.En muchos casos, los sistemas de calefaccin poragua, circulacin natural, se equipan con pequeasbombas llamadas agitadores, cuya misin esasegurar la circulacin del agua en casos de nohaberse podido evitar contrapendientes en eltrazado de las caeras.

3. Instalacion es de vapor: los sistemas de vapor para calefaccin, que hoy son casi totalmente de bajapresin, pueden ser de circuito abierto o de circuito cerrado, con retorno al generador trmico. En el primercaso, el agua proveniente de la condensacin del vapor se pierde, motivando un mayor consumo decombustible y afectando tambin la duracin de las calderas, adems de su rendimiento trmico, debido alas incrustaciones o depsitos de sales que la renovacin constante de aire origina en las superficiesinteriores calientes de la caldera. Ambos inconvenientes se traducen en un encarecimiento del servicio, pormayor gasto de combustible y por esa razn debe admitirse el sistema abierto solamente en casos deimposibilidad o de gran dificultad para adoptar al circuito cerrado. Las instalaciones de vapor resultan, en

general, de menor costo inicial que las de agua caliente, por requerir caeras menores y radiadores mspequeos en igualdad de condiciones. Esto se debe a la mayortemperatura del fluido empleado y a la mayor fuerza motriz disponiblepara vencer las resistencias de la caera.

4. Sistemas m ixtos: es frecuente usar combinaciones de dos de lossistemas descriptos anteriormente, cuando por razones especiales lohacen conveniente. Las combinaciones ms comunes son lassiguientes: vapor/agua; vapor/aire; agua/aire.

a. Vapor/agua: cuando se impone que la calefaccin de locales seapor agua caliente, o cuando para facilitar la independizacin desecciones o zonas o pabellones de establecimientos lo exigiere seemplea este sistema. Consiste en generar vapor de alta o bajapresin; transportndolo hasta lugares elegidos de antemano, enlos cuales se instalan intercambiadores de calor, en los que tienelugar el calentamiento de agua, la cual, a su vez, circula ya seamecnicamente o por termosifn hasta los elementos calefactoresubicados en los locales a calefaccionar dentro del edificio. Estesistema se presta para lograr un eficiente control automtico. Ejemplos de instalaciones centralizadasde este tipo serian las siguientes: un hospital con varios pabellones, en los que se desea unacalefaccin suave e higinica por agua caliente y en el que se requiere tambin vapor para el uso deesterilizacin, o similar. Desde la central trmica se distribuye el vapor a los distintos cuerpos deledificio para alimentar directamente los artefactos que lo requieren y adems al intercambiador ocalentador de agua de calefaccin, que se conduce como una caldera de agua caliente, con ladiferencia que recibe calor transmitido por el vapor y no por la combustin directa del combustible.

b. Vapor/aire:el vapor circula por bateras de caos lisos o con aletas, a travs de los cuales se impulsael aire, inyectndolo a los locales. El vapor podra ahorrarse como intermediario poniendo el aire encontacto directo con superficies expuestas al fuego, pero como en este caso hay siempre la posibilidadde que el aire se contamine al mezclarse con los gases de la combustin, conviene no usar estesistema, salvo cuando se imponga una estricta economa.

c. Agua/aire: se usa en la misma forma que el caso anterior cuando la fuente principal de calor es elagua caliente. En estos casos se impone que la circulacin de agua sea forzada debido a la resistenciaque opone la gran cantidad de caos de dimetro reducido que forman los calentadores. Paratransmitir una misma cantidad de calor se necesita en este caso mayor superficie que usando vapor.


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SISTEMAS DE CALEFACCION CENTRAL

La red de caeras que compone un sistema por agua caliente o por vapor , pueden ser de tipo bitubular omonotubular. En la primera, la red cuenta con dos caeras, una de alimentacin y otra de retorno; mientrasque en la segunda slo posee una caera y en donde los equipos terminales se conectan en serie.

En el sistema bitubular, la montante puede ser:

a) Distribucin superior: la alimentacin o montante se eleva directamente por encima del equipo terminalms alto de la instalacin. Desde all se derivan las alimentaciones hacia los retornos que alimentan a losequipos terminales. Circulando el agua caliente o vapor por ellos hacia abajo., luego mediante una red decaera de retorno se devuelve el agua o condensado a la caldera. Tienen el inconveniente que se producenmayores prdidas de calor que en la distribucin inferior.

b) Distribucin inferior: la distribucin hacia las distintas montantes, se encuentra por debajo de lasalimentaciones de los equipos terminales. Por lo tanto el agua o el vapor recorren las montantes de abajohacia arriba.

Sistemas de calefaccin central por agua caliente

Elementos constitutivos:

a. Generador de calor o caldera;b. Equipos terminales;

c. Las tuberas de conduccin y evacuacin o retorno de agua;d. El vaso de expansin:e. Accesorios de los elementos anteriores.

Adems de las modalidades de funcionamiento anteriormente descriptas (monotubular, bitubular, distribucinsuperior e inferiror), tambin se puede realizar la distribucin desde el retorno en forma directa o invertida.

a. Circuito de distribucin de agua con retorno directo:Cada retorno nace en el ltimo equipo terminal y en su recorrido toman los dems equipos hasta llegar a lacaldera.

Distribucin superior

Caldera

Tanque deexpansin

Radiador

Distribucin inferior

Caldera

Tanque deexpansin

Radiador


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b. Circuito de distribucin de agua con retorno invertido o retorno compensado:Cada retorno nace en el primer equipo terminal y en su recorrido toman los dems equipos hasta llegar alltimo, retornando libre hacia la caldera.


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Clasificacin

1) Por la forma de circulacin:1.a) Circulacin natural, el agua caliente circula por gravedad por la red de caeras, debido a la diferencia depeso entre el agua caliente que alimenta a los equipos terminales y el agua ms fra de retorno, efectodenominado termosifn. La temperatura de salida del agua de la caldera oscila entre 70C y 90C, e saltotrmica de la misma est entre los 10C y los 20C debido a la cesin del calor al ambiente, de esa maneraretorna a una temperatura ms baja provocando la diferencia de peso. Para que la circulacin sea la correctaes conveniente que los tramos horizontales no sean muy extensos.1.b) Circulacin forzada o por bomba, el agua caliente circula por las redes de caeras impulsada por unabomba (de tipo centrfuga) lo que permite adoptar dimetros menores de caeras que en el sistema decirculacin natural. La puesta en marcha es ms rpida y se regula ms fcilmente. En caso de serviciosindividuales, tambin se utiliza este sistema; en este caso, la caldera, se ubica a igual altura que los radiadoresy por ello la calefaccin por gravedad no podra aplicarse.

2) Por la presin de trabajo:2.a) Instalaciones de baja presin, son las instalaciones abiertas, vinculadas a la presin atmosfrica a travsdel vaso de expansin y de los escapes de las montantes. Se suele trabajar con temperaturas entre los 75C ylos 90C.2.b) Instalaciones de media y alta presin, es una instalacin cerrada a la atmsfera, trabajan a presiones

superiores a la atmosfrica, se aumenta la presin a travs de un aumento de temperatura del agua, por ello selas conoce como instalaciones por agua recalentada.

Vaso de expansin

En este tipo de instalaciones, se deber contar con un vasode expansin, su finalidad es permitir la libre dilatacin dellquido contenido en el sistema, cuando experimenta unaelevacin de temperatura. Tambinse le asigna a este vaso o tanque, la funcin de mantener unacantidad constante de agua dentro del sistema, reponindosepor su intermedio las pequeas cantidades de agua que se vaperdiendo por la lenta evaporacin y eventualmente por

algunas fugas imperceptibles. Esto se logra dotndolo de unavlvula a flotante conectada a una caera de alimentacin deagua corriente o del tanque del edificio, situado a mayor altura.El volumen que se asigna a este tanque depende del contenidototal del sistema, adoptndose generalmente alrededor del 8%de la cantidad total de agua que contiene la caldera, losradiadores y las caeras conjuntamente. Este porcentaje serefiere a instalaciones corrientes en las que el agua sale de lacaldera a temperaturas inferiores o no mayores a 100C, peroen caso de ser dichas temperaturas ms elevadas, como puedeocurrir debido a la presin ejercida por el peso de la columna deagua en edificios muy altos que crea una presin apreciableque eleva el punto de ebullicin del agua, habr entonces que

aumentar dicho porcentaje para permitir el mayor aumento devolumen que ocasionan las temperaturas ms elevadas.

Ventajas del sistema

b. Calor suave, agradable y uniforme;c. Calor remanente en los radiadores al apagar el fuego en las calderas. Puede ser tambin una desventaja

debido a que el calor acumulado acta como volante trmico y sigue desprendindose hasta que latemperatura del liquido iguale a la del local;

d. Tostamiento mnimo del polvo acumulado sobre los radiadores y por consiguiente viciamiento mnimo delaire;

e. Funcionamiento silencioso por la ausencia de ruidos y chasquidos;f. Buena regulacin general, variando la temperatura del agua a la salida de las calderas, es decir que, con

una sola maniobra se puede controlar la cantidad de calor que ceden los radiadores a los distintos locales.Usando vapor esto no es posible debido a que para producirlo y hacerlo circular por el sistema debealcanzarse una cierta presin y puesto que presin y temperatura estn estrechamente relacionados, laregulacin mencionada no es factible. Hay algunos aparatos de control automtico, que regulan latemperatura de salida del agua de la caldera, lo cual se consigue variando la proporcin de mezcla de


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parte del agua ya pasada por la caldera con parte de agua de retorno tomada antes de pasar nuevamentepor la caldera;

g. Larga duracin de las caeras, por tratarse siempre de la misma agua que circula en el sistema decalefaccin. El contenido de sales y aire son mnimos, reducindose as casi totalmente el riesgo decorrosin del material y la formacin de depsitos incrustantes. En las instalaciones de vapor, por elcontrario, con la finalidad de impedir la formacin de vaco dentro del sistema, que en otra forma seproducira al condensarse el vapor por enfriamiento, las caeras deben ventilarse, es decir mantenercomunicacin con la atmsfera, por lo cual la accin corrosiva del vapor, del agua y del aire, que

sucesivamente tiene lugar perjudica ms rpidamente las estructuras de hierro, o acero y muyespecialmente las caeras;

h. Menor prdida de calor por las tuberas. La transmisin de calor por la superficie de las caeras resultamenor que en el caso del vapor por ser ms bajas las temperaturas del fluido (80C contra 105 110C) ypor el coeficiente de transmisin del calor, que es ms elevado cuando se trata de vapor. Igualmente, lascaeras de vapor condensado llevan lquido a la temperatura media de 70C, la que es bastante mayorque el retorno de agua caliente a 40 50C aproximadamente.

Desventajas

a. El peligro de congelacin del agua que llena las tuberas, los radiadores, etc., en caso de temperaturasexteriores muy bajas. Para evitar este fenmeno, que puede ocasionar la rotura de radiadores y caos,debe agregarse al agua productos que disminuyan la temperatura de congelacin del agua, cuidando quesean de caractersticas tales que no aumenten la accin corrosiva del agua. El cloruro de sodio, sal de

cocina y el cloruro de calcio, satisfacen la primera condicin, pero no la segunda y adems es frecuenteque en los lugares en que dichas soluciones alcanzan su mxima temperatura, se depositen, formandosedimentos. An no se han encontrado sustancias adecuadas que resulten eficaces para estos casos enque las soluciones estn sometidas a un amplio margen de cambios de temperaturas y que a la vezresulten econmicas en su precio, razn por la cual se recomienda proyectar instalaciones de vapor enlocalidades con clima muy fro;

b. Lentitud de precalentamiento. Esta caracterstica es opuesta al calor remanente y resulta siempredesventajosa, pues obliga a encender fuego con anticipacin variable segn sea el mayor o menorcontenido de agua en los radiadores, caeras, calderas, etc.;

c. Sobrecalentamiento, o calor remanente en los radiadores. Si bien a veces resulta conveniente que elefecto de los radiadores no desaparezca sbitamente al dejar de funcionar la caldera, ello puede resultarun serio inconveniente cuando la prdida de calor del local vare frecuentemente, por ejemplo, debido a laentrada y salida sbita de personas. En tal caso, an cerrando la vlvula del radiador, ste seguira

transmitiendo el calor que tiene almacenado en el agua que contiene, contribuyendo a crear un ambientepoco confortable y a veces sofocante;

d. Alto costo de instalacin. Por requerir caeras de mayor tamao y ms superficie de radiadores que unainstalacin igual, de capacidad, que funcione con vapor, el costo resulta alrededor de un 30% mselevado;

e. Lenta circulacin del agua en los casos de termosifn, lo cual aumenta el perodo de precalentamiento, depor s ya largo, como se ha visto. Si se desea activar la circulacin del agua, debe recurrirse a las bombasque hemos llamado agitadores;

f. Perjuicios en el edificio al producirse escapes de agua. De suceder esto, la prdida de agua se prolongahasta tanto se logre localizar y reparar el desperfecto, mientras que en instalaciones de vapor, los caosde alimentacin y condensado conducen pequea cantidad de agua y solamente cuando la instalacinfunciona, pues cuando esto no ocurre el agua ocupa solamente parte de la caldera.

Resumen: el sistema de calefaccin por agua caliente es solamente indicado para edificios regularmentehabitados durante todo el da o la mayor parte del da, como ser: residencias, casas de rentas, hospitales,invernculos que funcionen las 24 horas, etc

Sistemas de calefaccin central por vapor a baja presin

Elementos constitutivos:a. Generador de calor o caldera;b. Equipos terminales;

c. Las tuberas de conduccin y evacuacin o retorno de vapor a baja presin;

d. Trampa de vapor, sifn:e. Accesorios de los elementos anteriores.

Segn el tipo de distribucin pueden ser superior o inferior, si la caera de condensacin se desarrolla pordebajo del nivel de agua fuera de servicio de la instalacin, sta se encuentra inundada por lo que el sistema


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se llamar de retorno hmedo o sumergido; mientras que si el retorno se proyecta sobre el nivel de la calderase llamar de retorno seco, siendo sta la ms utilizada.

Circuito de distribucininferior, con retornoseco

Circuito de distribucinsuperior, con retorno hmedo


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En los tramos horizontales de la caera deben tener pendiente cuyo sentido de escurrimiento debe coincidirsiempre con el recorrido del vapor para evitar ruidos molestos, por choques entre el vapor y el condensado. Porello el drenaje de las columnas se realiza por medio de los sifones en el caso de retorno seco, y sin sifones enel caso de retorno hmedo. El aire en la puesta en marcha de la instalacin debe ser empujado por el vapor ypasar a la caera de condensacin, para eliminarse por los escapes (VT = Vlvula Tulipa)..

Ventajas

a. Rpido calentamiento de los locales. Esta condicin favorable se debe al elevado calor latente devaporizacin del agua (ms de 500 caloras por kilogramo), que requiere un precalentamientorelativamente bajo o sea elevar la temperatura del liquido desde la inicial hasta la ebullicin a la presin dergimen, es decir ms o menos 80 caloras por kilogramo de agua, que resultan de restar la temperaturade ebullicin con la del ambiente (105C25C);

b. No existe sobrecaldeo. Al cerrar la llave de vapor de un radiador, en forma casi instantnea se suprime elsuministro de calor. Representa una ventaja cuando hay variaciones importantes y rpidas de la cargatrmica, pero es tambin una desventaja cuando dicha carga se mantiene constante, como ocurre en lascasas de habitacin;

c. No hay que temer la congelacin del agua en las caeras cuando no funciona la instalacin;d. Poco peligro de escapes que puedan daar la estructura del edificio, debido a que el sistema normalmente

no contiene agua.

Inconvenientesa. No es posible, en una instalacin de tipo comn, efectuar una regulacin central: solamente puede

contarse con la variacin del suministro de calor obrando sobre la vlvula o llave de admisin de vapor, esdecir, actuando en particular sobre cada radiador; esto se debe a que no puede variarse la temperatura delvapor, pero si la cantidad. Para disponer de todas las ventajas inherentes al sistema de agua caliente, encuanto a regulacin central se refiere, adems de las que son propias del sistema de vapor, se dispone, oconstruyen instalaciones de calefaccin al vaco, tambin llamadas de vapor a presin subatomosfrica,instalaciones que cuentan con los elementos para crear una cierta depresin bajo la cual debe vaporizarseel agua contenida en la caldera. Este vaco, que se mantiene mediante el uso de bombas especiales,puede modificarse a voluntad y controlarse mediante dispositivos automticos, de tal modo que latemperatura de ebullicin del agua sea aumentada o disminuida segn la necesidad. Se trata deinstalaciones muy costosas, de las cuales en nuestro pas no se ha ejecutado ninguna hasta la fecha. Nodebe confundirse el sistema anterior con el llamado de retorno al vaco, pues en este ltimo caso se trata

de una instalacin corriente que produce vapor a presin mayor que la atmosfrica y solamente en lacaera de condensacin se mantiene cierta depresin de alrededor de 10 pulgas de mercurio al vaco, osea 250 mm de columna de mercurio, con la finalidad de acelerar el transporte del condensado e impedirel estancamiento del mismo en algunos puntos de la tubera, como ser contrapendientes, sifones, etc., a lavez que se elimina el aire de las tuberas. Las bombas de vaco en el retorno se usan solamente eninstalaciones muy grandes y presentan la ventaja adicional de permitir el funcionamiento de radiadoressituados a nivel inferior al del agua dentro de la caldera o del sistema, radiadores que de no existir dichabomba, estaran constantemente anegados de agua y nunca recibiran vapor. Sobre este puntovolveremos mas adelante.

b. Los radiadores de vapor distribuyen el calor uniformemente slo cuando funcionan a mxima velocidad.Cuando se estrangula la vlvula de admisin para disminuir el rgimen o ritmo de la calefaccin,solamente la parte superior del radiador es ocupada por vapor y por consiguiente all se concentra todo elcalor que el artefacto recibe. Por este motivo, la superficie caliente se reduce resintindose la uniformidad

en la transmisin del calor. Por la misma causa, las capas de aire ms prximas al piso se mantienen atemperaturas bastante inferiores, debido a que no reciben calor de la parte baja de los radiadores, queest fra. En consecuencia, no conviene adoptar radiadores de mucha altura en instalaciones decalefaccin por vapor;

c. Descomposicin de polvo depositado sobre la superficie de los radiadores, pues, como es sabido, lasmaterias organizas que se encuentran unidas al polvo, ya sea a 80C de temperatura comienzan a sufrirun proceso de descomposicin, dando lugar a olores desagradables y produciendo una sensacinsofocante:

d. Ruidos molestos en las caeras, sobre todo al iniciarse el funcionamiento. Ellos se deben a que en esaoportunidad, por encontrarse las tuberas fras, se produce la condensacin del vapor durante el recorridode las mismas, en proporcin mucho mayor que la normal. Al ser ocupada parte de la seccin del cao devapor por agua proveniente de la condensacin del vapor, se reduce el pasaje disponible para este ltimo,dando lugar a la vez a choques de vapor y lquidos, con los ruidos consiguientes, lo que van disminuyendo

a medida que las paredes de los caos se calientan y disminuye la condensacin excesiva;e. Oxidacin y corrosin de las caeras de acero, que son las que generalmente se usan, debido, como ya

se ha dicho, a la accin de contactos sucesivos entre vapor y metal, agua y metal, y aire y metal, contactosque se repiten cclicamente.


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Resumen:las instalaciones de calefaccin por vapor son adecuadas para edificios muy extensos y/o altos y entodos aquellos casos en que es esencial una puesta en rgimen rpida por tener bruscas o repentinasvariaciones de la carga trmica.

RADIADORES

El tipo clsico de radiador se construyepreferentemente de fundicin de hierro,

bajo forma de elementos seccionados, loscuales se agrupan en cantidades variablespara completar la superficie requerida parala transmisin del calor calculado.

Las condiciones que debe reunir unradiador de fundicin para resultarconveniente desde el punto de vistatcnico y econmico son las siguientes:estructura tubular, pequeo contenido deagua y dimensiones reducidas.

La estructura tubular da mayorresistencia a la presin interior debido a suforma, resultado menos el espesor de las

paredes de los tubos y por consiguiente unmejor coeficiente de transmisin del calor.La reducida capacidad de agua esfavorable porque se tiene as pequeainercia trmica, con la consiguientereduccin del tiempo de precalentamiento;esta es una ventaja muy importante enpases como el nuestro, de clima muyvariable, pues permite adaptarse mejor a los frecuentes cambios de estado de rgimen.

La estructura tubular de los radiadores ha hecho posible disminuir el peso de los mismos hastaaproximadamente 25 Kilogramos por cada metro cuadrado de superficie de calefaccin y el volumen de aguahasta cuatro (4) litros por la misma unidad de superficie. Otras circunstancias favorables se derivan de quepara renovar el agua total del sistema se necesita poco volumen, o sea que la posibilidad de formacin de

incrustaciones por depsito de las sales que el agua contiene en solucin, en los tubos de poco dimetrocarece de importancia.

Por ltimo, dicho tipo de radiador ocupa un 30 % menos de espacio de piso que los radiadores de estructuraslisa (no tubular).

Los radiadores tubulares pueden ser de una o ms columnas, no excediendo de seis, y a medida queaumenta su nmero resultan evidentemente, de mayor espesor, pero de menor longitud a igualdad de altura.

Hay tambin una variedad de radiadores llamados murales, que se utilizan cuando no se pueden embutir enlas paredes, debiendo sobresalir, a la vez, muy poco del plomo interior de la pared, como ocurre generalmenteen corredores, baos, etc.

El espesor mximo de estos radiadores es de dos (2) pulgadas, o sea alrededor de 51 mm, y se caracterizanpor trasmitir un elevado porcentaje de calos por radiacin; de all que puedan colocarse a alturas bastantesconsiderables sobre el nivel del piso, sin que por ello se resienta su eficiencia. La presin de rotura de dichosradiadores es aproximadamente de 100 Kg/cm2 pudiendo utilizarse, por ello, con vapor de alta presin.

Por todas estas caractersticas se prestan admirablemente para instalar en baos, donde el espacio noabunda.

Para uso industrial es apto el cao con aletas, preparado partiendo de un cao liso, sobre cuya superficieexterior se ha arrollado un fleje de acero en forma de hlice, con lo cual se aumenta la superficie decalefaccin, sin variar el contenido del mismo.

Apartndonos del tipo de radiador clsico que hemos descripto, podemos citar los llamados radiadoresinvisibles o convectores, que consisten en una superficie de trasmisin de calor formada por pocos caos decobre, a los cuales se le han aplicado aletas del mismo material o aluminio, con la misma finalidad anterior.Dichos radiadores se colocan en posicin horizontal, a pocos centmetros sobre el nivel del piso, dejando unaabertura para entrada del aire del local por la parte inferior y formando una caja con rejilla superior de salidasituada a 60, 70 u 0 centmetros por encima del radiador, por donde tiene lugar la salida del aire caliente. Laeficiencia de esta superficie intercambiadora de calos es muy satisfactoria debido a la alta velocidad con que elaire pasa por el radiador, con virtud de la reducida seccion de pasaje y de la considerable velocidad del aire,

que se consigue por la diferencia de altura (h) ente el eje del radiador y la boca de salida del aire caliente, locual produce un tiraje similar al efecto de una chimenea.

Evidentemente, la cantidad de calor que puede trasmitir un convector de esta especie no es constante, sinoque depende de la altura (h), pues a mayor valor de esta, corresponde mayor velocidad del aire y porconsiguiente, mejor coeficiente de transmisin.


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Generalmente no se usan llaves de paso para controlar el paso de vapor o de agua caliente por el calentador,logrndose su regulacin mediante el movimiento de una pantalla o registro de aire, situado detrs de la rejillade salida.

Trampas de vapor. El fuelle interior de la trampa esta llena deun liquido que es fcilmente dilatable, que se expande ypresiona la vlvula en el orificio cerrado el pasaje de vaporcuando este esta a elevada temperatura y que en cambio secontrae y abre la vlvula para permitir la descarga del aguaproveniente de la condensacin del vapor dentro del radiador

SISTEMA INDIVIDUAL DE CALEFACCION POR AGUA CALIENTE

Funciona por el mismo sistema que los calentadores individuales de provisin de agua caliente, con ladiferencia de que el agua, en lugar de fluir directamente al lugar de consumo, es mantenida en circulacin atravs de los radiadores de calefaccin por medio de una pequea bomba.

Composicin. Un calentador, con un

intercambiador que aprovecha almximo las caloras de lacombustin.

Un equipo de control quecontiene: una vlvula deseguridad termoelctrica, quecierra el gas en caso que seapague el piloto; un termostato deseguridad, que evita elcalentamiento del radiador en elcalefn, cortando el gas delquemador principal cuando latemperatura del agua alcanzaalrededor de 85.Una vlvula solenoide, que cortael gas instantneamente delquemador principal.Un termmetro, que estconectado al retorno de lacirculacin e indica la temperaturadel agua al entrar en el calefn.

Bomba de circulacin. Tanque de expansin de 25 litros

aproximadamente. Elementos de transmisin de

calor en los ambientes.


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CONVECTORES

Elementos de calefaccin constituidos por tubos de cobre sin costura, aletas del mismo material y colectores dehierro fundido. Tapas de acero (chapa reforzadas).

Se pueden utilizar para instalaciones de calefaccin por agua caliente o vapor de baja presin. Consta de un

elemento calefactor de hierro fundido o cao alteado, soporte de nicho de hierro ngulo y chapa cubre frentede quita y pon.

CONSTRUCCION DE LOS NICHOS Y UBICACIN DE LAS GRAMPAS DE SOSTEN


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CAOS CON ALETAS

La aleta ininterrumpida es enrollada en caliente en forma espiral sobre el cao frio, de modo que al enfriarse laaleta, esta queda firmemente puesta sobre el cao por contraccin.

Coeficiente de trasmisin de los radiadores. Este coeficiente no es constante variando en funcin de lossiguientes:

c) segn sea la diferencia entre la temperatura del fluido interior y del aire ambiente, siendo esavariacin directamente proporcional a la potencia 1.3 de la diferencia de temperatura t 1-t2.

d) Depende de la posicin y del emplazamiento relativo del radiador con respecto al ambiente dellocal, se distinguen seis casos corrientes.

Si tomamos el caso primero corriente como normal, la eficiencia del radiador al ser instalado en la formaindicada para el segundo caso, disminuye en un 4 %, es decir que la trasmisin sera del 96 % del caso normal

primero.Con el mismo radiador, puesto en las condiciones del

tercer caso, es decir dentro de un nicho, pero sin chapa, laeficiencia baja al 93 %. En el cuarto caso, o sea con elradiador libremente colocado; pero recubierto en ungabinete de chapa perforada o calada, se experimente unadisminucin del 20 al 30 %, pues ambas formas detrasmisin del calor, por convencin y radiacin se venseriamente afectadas.

Un radiador embutido en nicho, tal como se ilustra en lafigura del quinto caso y siempre que se asegure una cierta velocidad del aire dentro del nicho, mantiene lamisma eficiencia sealada en el caso primero. Las precauciones a adoptar son las siguientes.

Separacin entre la pared del nicho y el radiador y entre la cubierta frontal y el radiador entre 2 y 2,5centmetros. Redondear la parte superior del nicho para facilitar la salida del aire caliente, sin que esteexperimente un cambio brusco de direccin. Dar a la rejilla de entrada del aire fro una seccin libre no inferioral rea de la seccin trasversal, por lo cual circula el aire envolviendo al radiador. Dar a la rejilla de salida deaire caliente una seccin libre de 50 % mayor que la de entrada de aire fro. Mediante la adopcin de dichas

1 caso 2 caso 3 caso 4 caso 5 caso 6 caso 6caso variante


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precauciones, se produce una circulacin activa al aire, que mejora el coeficiente de trasmisin K hasta elpunto de compensar la perdida del efecto radiante mas la resistencia incrementada por el hecho de alojar elradiador en un nicho. Por ultimo, con disposicin anloga a la figura del sexto caso, que en esenciacorresponde a las indicaciones del caso anterior, con la sola diferencia de que la salida del aire caliente esahora directa, sin experimentar cambios de direccin alguno, se obtiene una mejora en la eficiencia delradiador del 5 % con respecto al caso primero que hemos elegido como base de comparacin.

e) el coeficiente K disminuye a medida que se aumenta el numero de elementos delradiador, hasta alcanzar diez (10) unidades (de alrededor de 55 mm de longitud cadauna), para mantenerse despus prcticamente constante.

f) Un aumento en la velocidad del aire, lograda por medios naturales o mecnicos,mejora siempre el valor de K (coeficiente de trasmisin total de calor)

g) La composicin de la pintura que se aplique al radiador tiene tambien importanciasobre la eficiencia del mismo. Pinturas de base metlicas, como ser aluminio o cobre,disminuyen la trasmisin de calor en un 13 %. Si esa pintura se recubre con una manode barniz transparente, la disminucin es solamente del 8 % y si se aplica unasegunda mano del mismo barniz, la perdida por este concepto se limita al 3 %.

Como valores prcticos para dimensionar la superficie de trasmisin necesaria en los radiadoresteniendo en cuenta el valor de K, la diferencia de temperatura o saltos trmicos entre agua caliente

o vapor y aire del local, suelen adoptarse los siguientes, referidos a la forma normal deemplazamiento del radiador considerando en el caso primero del apartado b):

- Para instalaciones de agua caliente con circulacin natural: 450 caloras/m2

- Para instalaciones anlogas, pero con circulacin forzada mediante bombas

- Para vapor de baja presin disponiendo de 0,04 Kg/cm2 a la entrada de los radiadores: 700caloras/metro cuadrado-hora.

Estos coeficientes son aplicables, como dijimos al emplazamiento normal y cuando los radiadores sean detres o cuatro columnas, debindose practicar las correcciones correspondientes cuando las circunstancias seandistintas. Usando radiadores de una o dos columnas, puede contarse con una ligera mejora en los valoressealados.

La trasmisin especifica de las bateras de caos con aletas, llamados tambien de superficie extendida es dedeterminacin complicada, pues en ellos tiene influencia la relacin entre superficie interior de tubo liso ysuperficie de todas las aletas: adems influye la naturaleza y espesor de los materiales emplendose los tubosy aletas y por ultimo, es importantsima la velocidad con que el aire atraviesa la superficie calefactora. Desdeluego, que la diferencia de temperatura entre los fluidos que intercambian calor siempre interviene en laobtencin del resultado final en la forma conocida.

Segn sea la temperatura final que se desea lograr a la salida del aire de estos calentadores, ser necesarioaumentar en profundidad la cantidad de hileras de tubos. A este efecto debe sealarse que, a medida queaumenta la profundidad de los intercambiadores, o sea la cantidad de hileras de tubos, tambien crece laresistencia opuesta a la circulacin del aire, requirindose entonces ventiladores que produzcan mayor presin,a fin de mantener la velocidad del aire invariable.

Cada vez que se necesite adoptar este tipo de calentador, debe recurrirse a los catlogos de fbricas, que

dan la capacidad correspondiente a los distintos tamaos normales, capacidades que han sido determinadassobre la base de las caractersticas propias del diseo adoptado por cada fabricante.

Radiadores nuevos diseos devanguardia


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CALOVENTILADORES

Se utilizan en grandes ambientes. Estncompuestos por un motor elctrico, un ventiladory un serpentn alimentado por vapor o aguaCaliente. En fbricas se puede utilizar elexcedente del calor de las calderas para el

funcionamiento. El emplazamiento debe ser bienestudiado en funcin del anlisis de las reas delbarrido. Siempre deben colocarse por encima delnivel del trabajo en el local. En verano suelenutilizarse como ventiladores, pero tiene malrendimiento.

Para vapor. Compuesto de intercambiador decalor construido con aletas y caos de cobre, cn cabezales de acero, caja de chapa de hierro yelectroventiladores con motores de bajo consumo.

Cuando hay tendencia a sobrepasar la temperatura que se ha fijado, el interruptor termostatito abre el circuito

auxiliar dejando sin corriente el relay y haciendo que el quemador deje de funcionar.En combinacin con estos quemadores suelen emplearse otros dispositivos de seguridad, como ser, en

calderas de vapor, el interruptor de bajo nivel de agua en la caldera y el limitador de presin.En primero permanece conectado siempre mientras el nivel de agua no es menor que el normal y el segundo

mientras la presin del vapor no exceda de la normal del trabajo.Como estn conectador en serie con el termostato no perturban el funcionamiento de la instalacin mientras

este sea normal.El interruptor termostatito puede colocarse en un local que se elija especialmente y que ser llama patrn, pero

dicha ubicacin no es aconsejable porque es imposible conseguir un ambiente que exprese en todo momentolas condiciones medias reinantes en el resto del edificio.

Por eso en la practica suele colocarse el termostato en las caeras de retorno a la caldera si es por aguacaliente, tomando el nombre especial de acuastato y usando el limitador de presin en calderas de vapor comoexpresin de la temperatura media de todos los locales, pues es sabido que cuando aumenta la temperatura de

los ambientes disminuye la trasmisin de calor de los calefactores, lo que a su vez provoca una elevacin depresin del vapor de la caldera.

El sistema de regulacin que se ha descripto ha dado en llamarse de todo a nada, pues el quemadorfunciona a capacidad constante o no funciona.

Cuando se emplea combustibles pesados, el principio de funcionamiento es el mismo, con pocas variantes.La chispa elctrica no es suficiente para iniciar la combustin de la mezcla, debiendo recurrirse a una llama

de gas que se enciende, como se dijo anteriormente, y que comunica a su vez combustin al fluido inyectadopor el quemador. Despus de varios segundos, por la accin de un relay de tiempo, una vlvulaelectromagntica cierra la entrada de gas al mechero.

Otra variante que no todos los quemadores presentan, consiste en la regulacin de la llama, en la formacaracterstica de los quemadores semiautomticos, con lo cual se consigue reducir al mnimo el nmero dedetenciones y arranques del quemador.

Tratndose de combustibles pesados, es imprescindible el uso de un precalentador, siempre que la

instalacin se complete con un calentador de tipo a contracorriente u otro adecuado.


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EDIFICIO EN ALTURAIMPLANTACION AREA URBANA

CALEFACCION POR AGUA CALIENTEdistribucin superior


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EDIFICIO EN ALTURAIMPLANTACION AREA SUBURBANA

CALEFACCION POR AGUA CALIENTEcirculacin forzada


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EDIFICIO EN ALTURAIMPLANTACION AREA URBANA

CALEFACCION POR VAPORdistribucin superior


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EDIFICIO EN ALTURAIMPLANTACION AREA SUBURBANA

CALEFACCION POR VAPORdistribucin inferiorRetorno Seco


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LOSA RADIANTE


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ESQUEMAS DE DISTRIBUCION

CALEFACCIONAGUA CALIENTECIRCULACION FORZADA


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CONDUCTOS

Por ellos es enviado el aire a todos los locales. Generalmente se los ubica embutidos en el cielorraso, perotambin pueden estar suspendidos. Deben estar revestidos para obtener un aislamiento trmico con lana devidrio y aluminio.Su seccin pueden ser circular, rectangular o cuadrada.En el tendido de los conductos se debe evitar : pasar por conducciones elctricas o que elementosestructurales atraviesen los conductos. Si el obstculo no puede evitarse y obstruye ms de 20 % del conductoes necesario realizar una bifurcacin.En la parte de la instalacin que se necesiten codos, se pueden utilizar los codos normales o los codos conguiadores, estos ltimos son ms convenientes porque mejoran la circulacin de aire.Para sectorizar se utilizan dispositivos llamados dmper que se accionan en forma manual o automtica

Si el sistema ser usado para refrigeracin, la seccin de los conductos deben calcularse segn los datos delbalance trmico de verano al igual que el caudal de aire, que debe considerarse el necesario para larefrigeracin ya que este es mayor que el necesario para la calefaccin.S solo ser usado para calefaccin se debe tener en cuenta:

Velocidad de salida del aire que depende del lugar que se va a calefaccionar.


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Locales Velocidad

Industriales 500 m/min

Viviendas u oficinas 450 m/min

Bibliotecas o lugares donde se debe tener

silencio como dormitorios.

300 m/min

El caudal de aire que resulta de dividir la Kcal/h por una constante cuyo valor es 510, este valor vara entrelos distintos tramos, disminuyendo a medida que nos alejamos del calefactor.

El gradiente R, obtenido por tabla con los valores anteriores y que se mantiene constante para toda lainstalacin.

La tabla nos da primero el valor del dimetro de la seccin en el caso de ser conductos circulares, si se deseainstalar conductos rectangulares se debe ir a una tabla de conversin.

REJAS O DIFUSORES

El calor es distribuido a los locales a calefaccionar mediante rejas de alimentacin que se colocan en la pared

o difusores que se colocan en el cielorraso.Las rejas de retorno recogen el aire del local para enviarlo, mediante conductos, al equipo.Para determinar sus dimensiones se tendrn en cuenta las mismas variables que para el clculo realizado enaire acondicionado.

Velocidad de inyeccin segn la funcin del lugar.

Caudal a entregar por cada reja o difusor

Alcance

En cuanto a su ubicacin se han realizado estudios que indican cuales son las posiciones adecuadas deacuerdo al barrido del aire caliente.

Ubicacin de rejas y difusores en los locales

ficha n-¦ 3 calefacci+¦n - sistemas

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