EJERCICIOS TEMA 1

1.- ¿Cuáles son los parámetros que definen en el ambiente térmico? ¿Se podría decir que existen unos valores exactos que definen el bienestar térmico (por ejemplo 21ºC para invierno)?

            -Humedad, Temperatura seca, Temperatura radiante y la velocidad del aire.

            -No existe un valor exacto de confort térmico para todas las personas. Pero si hay unos rangos en los que un cuerpo humano estándar se siente confortable. Esos rangos están definidos para el 98% de las personas. 21-23

2.- ¿Qué es la temperatura radiante y cómo puede afectar al confort térmico de una estancia? ¿Qué es el efecto pared fría?

            –

Es la media de las temperaturas de todas las superficies que te rodean y lo que hace es tener en cuenta el calor emitido por radiación, de todas las superficies hacia nosotros

            -Si las paredes están muy frías tú estás perdiendo calor por radiación. Es un fenómeno de poco confort térmico que genera menos confort a nivel de climatización y se produce porque hay superficies muy frías aunque la temperatura de ambiente sea de confort.

3.- ¿Cómo se pueden clasificar los sistemas de climatización en función de su grado de concentración? ¿Cómo varían aspectos como los económicos o el rendimiento en función del grado de concentración?

   –Unitario                     -Individual o unitaria

-Individual                  -Centralizada o colectiva

-Centralizada

-Colectiva.

Cuanto más individual más caro y menos rendimiento

4.- ¿Cuales son las diferencias fundamentales entre sistemas de climatización todo aire con caudal constante frente a los de caudal variable (elementos, regulación, etc.)?

Los sistemas de caudal constante tienen un ventilador que trabaja siempre a la misma velocidad y nunca van a cambiar el régimen de trabajo y siempre va a salir el mismo caudal. Se aplican en grandes sitios diáfanos sin zonificación.

Los de caudal variable regula la salida de aire para compensar las distintas cargas en los distintos ambientes. Se aplican en  superficies zonificadas que cada una necesita un caudal diferente. Suelen tener compuertas que regulan el caudal, en función de la temperatura.

Los conductos son los mismo, los ventiladores también pueden ser iguales o de velocidad variable. La diferencia está en compuertas motorizadas que abren y cierran regulando el caudal.

6.- ¿Qué tipos de sistema de ACS existen en función del tipo de producción de la misma? ¿Qué ventajas y desventajas presenta cada tipo y en qué instalaciones es ventajoso disponer de cada uno?

Instantánea y por acumulación, aunque también puede haber dentro de la acumulación la semiacumulación y la micro acumulación

• Instantánea: Tiene que ser para pequeñas demandas con sistemas más sencillos. No requiere espacio de acumulación y tiene menos perdidas.
• Acumulación: Cuando tenemos más demanda o picos de demanda tenemos que poner acumulación. Puedes dar grandes demandas con pequeñas potencias de generación 

7.- ¿Qué legislación es de aplicación para la instalación de ACS doméstica?

• RITE          Reglamento de aparatos a gas         CTE         Real decreto 865 (Protección contra legionella)
• REBT          Reglamento de gases fluorados
• Depende del sistema

8.- Enumera algunas de las aplicaciones del frío para la industria y comercio. ¿Qué tipo de instalaciones de refrigeración son aplicables para dichos fines?

• Supermercados
• Control de fermentación
• Procesos industriales de industria alimenticia
• Transportes frigoríficos
• Frio de congelación y conservación en industria
• Cámaras frigoríficas
• Instalaciones individuales (mostradores, arcones)
• Instalaciones grandes (centrales frigoríficas, túneles de congelación)

9.- ¿Cómo clasifica el RITE la calidad del aire?

• IDA: Calidad de aire interior (4 niveles)
• ODA: Calidad de aire exterior (5 niveles)

10.- ¿Qué aspectos positivos y negativos puede tener un circuito de ventilación en una instalación de climatización?

• Positivo: Se puede hacer free-cooling, puedes aprovechar los conductos de clima para renovar aire.
• Negativo: Se pierden las condiciones de confort al renovar

CUESTIONES TEMA 2

1.- ¿Qué efecto tiene la radiación solar incidente sobre muros y cerramientos en las cargas térmicas de verano?

 Es carga positiva, “desfavorable” aporta calor a la estancia. La radiación solar no se convierte instantáneamente en carga térmica, lleva un retraso,” efecto de retraso”. Otro efecto es el de minoración de cargas nocturno que está relacionado con la inercia térmica. Cuando el muro se calienta durante un tiempo y después baja la temperatura exterior, este irradia calor desde dentro para afuera.

¿y en las cargas térmicas de invierno?

En invierno es una carga positiva y favorable. Y  tiene los mismos efectos que en verano aunque tienen un efecto positivo,  aporta calor a la estancia.

¿Cómo se podría evaluar dichos efectos a nivel de cálculo?

En invierno con un coeficiente de orientación y en verano la diferencia de temperaturas equivalente (DTE)

2.- Qué métodos de determinación de la carga térmica serían adecuados para la selección de equipos térmicos en los siguientes casos:

– Proyectar preinstalación de aire acondicionado (Método Carrier o estimación rápida)

 – Selección de unidades terminales en una instalación de climatización de una oficina , método de carga instantánea (Método  Carrier)

 – Estudio del dimensionado y la regulación de centrales frigoríficas trabajando a cargas parciales (Con una simulación o por cargas frigoríficas)

– Presupuesto para una instalación de calefacción doméstica (Estimación rápida)

 – Estudio de eficiencia energética del sistema de calefacción de un centro educativo (instituto, etc.) (DMELECT, software específico que se basa en la complementación de cargas instantáneas, simulaciones energéticas)

3.- ¿Cuales son las cargas térmicas más relevantes en el caso de refrigeración industrial (cámaras frigoríficas, etc.)?

Relacionadas con el producto (maduración, respiración, carga latente al congelar)

Expón los distintos tipos de cargas que afectan a la potencia de los equipos industriales y su relevancia en función del uso de las instalaciones como congelación, conservación, etc.

Cantidad de producto

Condiciones de entrada del producto

Cuanto más se alejen las condiciones de entrada del producto a la de la cámara, mayor será la carga que deban vencer los equipos frigoríficos.

Trasiego de mercancías

Cuanto más entren y salgan las mercancías más cargas introducimos  con la nueva mercancía y mas necesidad de potencia frigorífica se requiere.

Tipo de producto

Los diferentes productos tienen distintos calores específicos y distintos porcentaje de agua en su composición, con lo que varian las necesidades frigoríficas.

Congelación o conservación

Para conservación solo se tiene en cuanto el calor especifico y salto térmico,  y para congelación también hay que tener en cuenta el calor latente del agua de los producto para congelarlo.

Equipos, personas, apertura de puertas, ventilación, iluminación, transmisión

Son aportaciones de calor sensible a la instalación.

Temperatura Exterior

Cuanto mayor sea la temperatura exterior, mayor será la relación de compresión del compresor y mayor será la potencia eléctrica del compresor. (temperatura de diseño de condensación es igual a la temperatura exterior mas 15ºC).

4- ¿Qué diferencia existe entre la demanda y el consumo energético de un edificio?

Demanda

Consumo energético

 ¿De qué factores depende la demanda energética de un edificio?

Depende de las personas, aislamientos, tipos de edificio y de su uso

¿De qué factores depende el consumo energético de una instalación?

Depende de los rendimientos de los equipos, del control de los equipos y pérdidas de los equipos

5.- ¿Como norma general qué rendimiento es más alto, el rendimiento estacional o el rendimiento instantáneo? Expón algunos ejemplos justificando vuestra respuesta.

Como rendimiento instantáneo: entendemos el rendimiento puntual considerando las pérdidas en humos, inquemados y el envolvente de la caldera en un momento dado de cálculo y verificación.

El rendimiento estacional: Es el rendimiento medio obtenido a lo largo de un periodo, durante el cual un equipo, maquina o sistema permanece en disposición de funcionar.

Como norma general el rendimiento estacional es más bajo que el instantáneo ya que este último se mide trabajando con el sistema en condiciones normales de funcionamiento al 100 por 100.

6.- Elabora un diagrama de Sankey  que represente las transformaciones energéticas de una instalación de calefacción con caldera de condensación. Ten en cuenta las pérdidas en el generador, las pérdidas en el transporte, la energía auxiliar o la eficiencia de regulación entre otros aspectos.

 El diagrama de SANKEY es el típico de la flechita (viene en los apuntes) en el principio de la flecha grande tendríamos el 100 por 100 en lo que nos referimos a energía generada por poder calorífico superior (PCS)
es aquella cantidad de calor que podemos extraer de los gases de combustión de una unidad de combustible, teniendo en cuenta que ese agua que se produce en la combustión se enfría (esto es, se aprovecha) hasta hacerlalíquida.

Perdidas de la caldera por radiación hasta que se calienta (1%) Perdidas de las tuberías de la instalación por el transporte de fluido en el RITE se establece que no mas del 4% Perdidas por condensación de humos (5%) Perdidas de la energía auxiliar encargada de hacer funcionar la bomba de circulación, el ventilador y todos los sistemas de regulación (2%) Al final de la flecha tendríamos que el rendimiento respecto al PCS seria aproximadamente del 90%.

7.- ¿Qué tipos de fraccionamiento de potencia existen?  

1º -Todo o nada.-

2º.- Escalonada

– Es la puesta en marcha y parada de los generadores para adaptar las necesidades de calor a las necesidades energéticas. Cada escalón se llama etapa.

3º.-Modulantes

– aquella que regula su potencia en función de la demanda. No tiene etapas, a mas fraccionamiento de potencias mejor funcionamiento.

 ¿Cómo afecta el fraccionamiento de la potencia al funcionamiento y consumo de una instalación térmica?

En general cuanto más se ajusta la generación con la demanda, más eficiente es el sistema

8.- Para un estudio de la reforma energética de una instalación térmica existente (cambio generador de calor más eficiente, etc.), ¿cómo se podría realizar una estimación de la demanda energética? Indica y justifica la utilización de algunos métodos de obtención de demanda.

Estudio del histórico que nos dé información sobre la relación entre demanda y consumo

Adquisición de datos relativos al uso de la instalación

Valorar la demanda real y la energía consumida para esa demanda

9.- ¿Qué son los grados-día y el método de grados-día?

Es un dato estadístico  meteorológico y climático que nos indica la severidad climática de una zona

¿Para qué se utiliza y cuales son sus ventajas y desventajas?

Se utiliza principalmente para dimensionar los depósitos de combustible

Ventaja principal es que es un método sencillo

Desventaja, que no es preciso

CUESTIONES TEMA 3

1.- ¿Qué es el efecto Venturi? hidráulico?

Es la disminución de presión estática (presión en las paredes de la tubería) y aumento de velocidad de un fluido (aumenta la presión dinámica) que se produce en los estrechamientos de tuberías.

Tener en cuenta que la presión total es la suma de la presión estática y la presión dinámica y que es la misma en el tubo que en el estrechamiento, por eso si sube la dinámica (sube la velocidad del fluido) a la fuerza baja la estática si queremos que la total se mantenga.

¿Qué equipos hidráulicos utilizan este fenómeno?

En quemadores domésticos, detectores de caudal, en descalcificadoras, hay algunos medidores de caudal que utilizan este efecto.

2.- ¿De qué factores depende la pérdida de carga lineal en una tubería?

Longitud: a mayor longitud más perdidas

Sección: a menor sección más perdidas

Viscosidad del fluido: a más viscosidad mas perdida de carga

El tipo de tubería: en cuanto a la rugosidad interior se refiere

Temperatura del fluido: a mayor temperatura del fluido, más perdidas

Geometría de la red de tubería ( codos, derivaciones, etc)

3.- ¿Qué es la pérdida de carga puntual o localizada?

Es una pérdida de carga brusca que se produce en un accesorio, en un equipo, en un punto determinado

 ¿Qué métodos se utilizan para determinarla?

Ábacos o graficas del fabricante

A veces te dan un factor de pérdida de carga puntual K para aplicarlo:

Longitud equivalente: según accesorio se iguala a metros de tubería

4.- ¿Qué es el desequilibrio hidráulico?

 El desequilibrio hidráulico es no tener los caudales de diseño en las instalaciones hidráulicas debido a que las pérdidas de carga no están igualadas en las distintas ramas por falta de ajuste.

¿Qué consecuencias tienen en las instalaciones térmicas?

Mal reparto térmico o reparto de energía no acorde con las condiciones de diseño

¿Qué estrategias se pueden utilizar para evitarlo?

Regulación mediante válvulas, cerrando las más cercanas unas vueltas e ir abriendo cuanto más nos alejamos

Regulación con válvulas de equilibrado

Retorno invertido

5.- ¿Qué ventajas presentan los dispositivos de equilibrado dinámico frente a los estáticos?

Los  de equilibrado dinámico se autorregulan en función del control de la instalación. Los estáticos cuando cambiamos el control de la instalación hay que regularlos manualmente.

6.- ¿Qué es la curva de funcionamiento del circulador?

Curva de funcionamiento, son todas aquellas posiciones en las que un circulador puede estar trabajando. Un circulador siempre trabaja en su curva de funcionamiento.

¿Qué es la curva resistente de la instalación?

La curva resistente es la relación entre la perdida de carga y caudal que se produce en una  instalación. Es una función cuadrática y siempre proporcional al caudal.

¿Qué relación tienen ambas curvas?

La relación entre ambas es que el punto de corte entre las dos curvas es su punto de funcionamiento

7.- ¿Qué criterios se utilizan para la selección de un circulador?

– Que pueda proporcionar el caudal adecuado para la instalación teniendo en cuenta sus pérdidas de carga. O sea que sus condiciones de trabajo estén por debajo de su curva de funcionamiento.

– Ahora también se tiene que tener muy en cuenta su eficiencia energética

– Y su precio

9.- ¿Qué modos de funcionamiento disponen los circuladores de velocidad variable?

Funcionan en presión constante y variable. El de presión variable se utiliza en circuitos con muchas pérdidas de carga y el constante con pocas perdidas de carga

Las bombas circuladoras de velocidad variable son más eficientes que las bombas convencionales de motor asíncrono consiguiendo ahorros energéticos en funciones similares, del orden del 25 % al 50 %.

Las bombas de velocidad variable y alta eficiencia son apropiadas para las siguientes  opciones de utilización:

Sistemas de caudal constante o variable donde un óptimo ajuste del punto de servicio de las bombas es necesario

Sistemas de caudal y temperaturas variables

Instalaciones en sistemas existentes, donde la presión diferencial de la bomba es muy alta, durante períodos de una gran reducción de la demanda de caudal.

Instalaciones en sistemas nuevos para un completo ajuste automático del rendimiento en función de demandas de caudal, evitando el uso de válvulas de derivación (bypass) u otros componentes de alto coste.

¿Para   qué tipo de instalaciones (características, etc.) se utiliza cada uno de los modos?

El modo de funcionamiento de presión constante se utilizan en sistemas que tiene la red de distribución con poca perdida de carga en relación a la instalación completa (líneas principales cortas).

El modo de funcionamiento de presión variable es adecuado cuando la red de distribución tiene mucha perdida de carga en relación con la instalación (líneas principales largas).

10.- ¿Cómo influye las variables hidráulicas de la instalación disponer de dos bombas idénticas en paralelo o en serie?

Con bombas en serie se suman las presiones y se mantiene el caudal

Con bombas en paralelo se suman los caudales y se mantienen las presiones

¿Qué problemas se pueden generar cuando se acoplan bombas con características muy diferentes en una instalación?

El problema que se produce es que en las bombas en serie la que tenga más caudal anulara a la otra actuando una de ellas como perdida de carga.

 ¿Cómo se puede resolver estos inconvenientes?

Para bombas en serie, mediante separadores hidráulicos

Para bombas en paralelo mediante válvulas de retención