Eficiencia energética en las instalaciones de calefacción y acs en los edificios. ENAC0108

Francisco José Entrena González

• Editorial: IC Editorial
• Año: 2016
• ISBN:
  9788416271436
• Edición: 1
• Categoría: Technology & Engineering
• Categoría: Power Resources

Libro especializado que se ajusta al desarrollo de la cualificación profesional y adquisición de certificados de profesionalidad. Manual imprescindible para la formación y la capacitación, que se basa en los principios de la cualificación y dinamización del conocimiento, como premisas para la mejora de la empleabilidad y eficacia para el desempeño del trabajo.

Capítulo 1

Termodinámica y transmisión de calor

1. Introducción

La termodinámica es una rama de la física que trata el estudio de las transformaciones energéticas y las relaciones existentes entre las diferentes propiedades físicas de las sustancias que sufren dichas transformaciones. El origen de esta ciencia se remonta al uso del calor para la creación de trabajo, mediante las llamadas máquinas térmicas.

Aunque la termodinámica es una ciencia que puede entenderse sin un conocimiento muy profundo de física, a lo largo del capítulo se expondrán conceptos básicos tales como unidades, sistemas de conversión, escalas termométricas, etc.

Para establecer la eficiencia energética de un sistema, es necesario el estudio de la termodinámica desde un punto de vista práctico, que nos permita relacionar conceptos teóricos aplicados a una instalación. De la aplicación de los principios termodinámicos, debemos ser capaces de calcular, a través de las mediciones obtenidas de una instalación existente, la eficiencia de la misma, además de evaluar la posibilidad de la mejora en el rendimiento de los procesos y la disminución de las pérdidas.

2. Conceptos básicos de termodinámica

Para estudiar un proceso termodinámico de una instalación, deben establecerse los límites del sistema. El sistema termodinámico es la parte del espacio que se encuentra separado del resto del entorno mediante un límite definido, aunque pueda permitir el intercambio de energía y materia.

Ejemplo

Una tubería es un ejemplo de sistema termodinámico, ya que en una sección de esta, las paredes de la tubería aíslan el interior respecto del entorno; sin embargo, estas pueden intercambiar materia (agua, gas, aceite...) y energía (calor) con el entorno.

El sistema termodinámico se encuentra aislado del entorno mediante unos límites definidos. Los límites pueden permitir el intercambio de materia y energía. Clases de sistemas:

1. Cerrado: donde la masa o materia es constante y solo se intercambia energía.
2. Abierto: donde, además de energía, también se intercambia materia con el entorno.
3. Aislado: entre el sistema y el entorno no se produce intercambio de materia ni energía.

Actividades

1. Busque en su entorno tres ejemplos distintos de sistemas, diferencie cuáles son sus límites e identifique de forma razonada de qué clase de sistema se trata.

2.1. Unidades y conversión

El estado de un sistema se determina por el conocimiento de una serie de propiedades expresadas en unidades. Estas propiedades pueden relacionarse entre ellas, por lo que es necesario establecer sistemas de conversión.

Definición

Estado de un sistema

Es la situación termodinámica en la que se encuentra dicho sistema en el momento de estudio.

Mediante las propiedades, podemos calcular los cambios de energía que se producen en un sistema. Se pueden encontrar dos clases de propiedades:

1. Las que dependen de la masa: propiedades extensivas.
2. Las que no dependen de la masa del sistema: propiedades intensivas.

Presión

La presión es una propiedad intensiva de un sistema termodinámico, cuya unidad en el Sistema Internacional (SI) se expresa mediante Pascales (Pa). Presión es el resultado de aplicar una determinada fuerza (Newton), en una superficie (m²).

Donde:

• P = Presión (Pa).
• F = Es la fuerza aplicada para ejercer dicha presión (N).
• A = Es la superficie de aplicación de la presión (m²).

Aunque siempre se deben expresar las unidades en SI, existen situaciones en las que resulta más cómodo convertirlas a otras unidades equivalentes.

	bar	N/mm^2	kp/m^2
1 Pa (N/m^2)	10^-5	10^-6	0,102

Por otra parte, una atmósfera (atm) es igual a:

1 atm = 101.325 Pa = 760 mmHg

Donde mmHg es la presión medida en milímetros de Mercurio.

Ejemplo

Vamos a estudiar dos métodos para convertir unidades:

1. ¿Cuántos Pascales son 3...

Índice

• Portada
• Título
• Copyright
• Presentación del manual
• Índice
• Capítulo 1 Termodinámica y transmisión de calor
• Capítulo 2 Combustión y combustibles
• Capítulo 3 Instalaciones calefacción y producción de ACS
• Capítulo 4 Redes de transporte
• Capítulo 5 Equipos terminales de calefacción
• Capítulo 6 Regulación y control de instalaciones de calor
• Capítulo 7 Diseño eficiente de las instalaciones de calefacción y ACS
• Capítulo 8 Contribución solar para agua caliente sanitaria y piscinas
• Capítulo 9 Rendimiento y eficiencia energética de los elementos de las instalaciones térmicas
• Bibliografía