El cálculo de cargas térmicas de calefacción consiste en evaluar la cantidad de calor a aportar o extraer para mantener en un local la temperatura deseada, por ello muchas veces se le llama también Cálculo de necesidades térmicas.
La finalidad de una instalación de calefacción es aportar energía térmica manteniendo una temperatura ambiente de confort, contrarrestando las pérdidas de calor que se producen en el local (o edificio).
El cálculo de cargas térmicas consiste en evaluar la cantidad de calor a aportar o extraer para mantener en un local la temperatura deseada, por ello muchas veces se le llama también Cálculo de necesidades térmicas.
Por ejemplo, en calefacción hemos de valorar cuanta energía en forma de calor se pierde por cada uno de los elementos que componen la sala (ventanas, muros, apertura de puertas,…). El calor así calculado representa las perdidas energéticas del local que hemos de proporcionarle mediante radiadores si no queremos que la temperatura baje.
Existen tres tipos de cálculos que a nosotros nos interesan:
- Calculo de cargas térmicas de calefacción o necesidades térmicas para calefacción:
- Métodos simplificados mediante estimación: son los que veremos en este tema. Son útiles para realizar presupuestos.
- Hojas de carga completas. Es necesaria su utilización para instalaciones complejas o en el caso de que se vaya a presentar la memoria técnica que exige la Consellería de Industria para instalaciones entre 5 y 70 kW
- Calculo de cargas térmicas o necesidades térmicas para climatización y aire acondicionado
- Calculo de cargas térmicas o necesidades térmicas para refrigeración (cámaras frigoríficas).
MÉTODOS SIMPLIFICADOS PARA EL CÁLCULO DE CARGAS TÉRMICAS DE CALEFACCIÓN
Existen múltiples métodos simplificados aquí se presenta uno de ellos, queda a la experiencia del proyectista o instalador la utilización de unos u otros. Estos que aquí se presentan están enfocados a personas con poca experiencia en el campo como es el caso de los estudiantes de este curso.
Por tanto la aplicación de estos métodos queda para instalaciones a particulares, también resultan de ayuda a proyectistas con poca experiencia para hacer una primera aproximación y poder realizar un presupuesto sin tener que perder excesivo tiempo.
ESTIMACION SEGÚN LA SUPERFICIE
Existen múltiples métodos simplificados aquí se presenta uno de ellos, queda a la experiencia del proyectista o instalador la utilización de unos u otros. Estos que aquí se presentan.
Los métodos anteriores están enfocados a personas con poca experiencia en el campo como es el caso de los estudiantes de este curso proyectistas con poca experiencia para
Los proyectistas experimentados a la hora de hacer una primera aproximación y poder realizar un presupuesto sin tener que perder excesivo tiempo estiman la potencia de la instalación en función de los m2 de superficie.
Para llegar a ser capaces de realizar la potencia en función de la superficie es fundamental que cada vez que el proyectista termine una instalación realice una sencilla operación que le permitirá en el futuro ir estimando la potencia de la instalación cada vez de forma más precisa:
Orientativamente en Alicante y para una vivienda podemos hablar de entre 60 W/ m2y 100 W/ m2 dependiendo de la antigüedad de la vivienda
- Para la vivienda del croquis anexo situado en Alicante calcula las perdidas energéticas
MÉTODOS RÁPIDOS PARA PREDIMENSIONADOS
Son numerosos los métodos aproximados de cálculo; aquí MOSTRAREMOS DOS
- El de Junkers, el que utilizaremos nosotros.
- El que la casa comercial Roca enseña a sus instaladores.
MÉTODO JUNKERS PARA EL CÁLCULO DE CARGAS TÉRMICAS DE CALEFACCIÓN
(Fuente: extraído del catálogo técnico de Junkers guía del instalador de calefacción)
Partimos de una demanda base la cual iremos multiplicando por una serie de factores.
En caso de que el techo este a menos de 3 mt (La unidad está mal en el cuadro, la correcta es kw/m2)
En caso de que el techo este a más de 3 mt (La unidad está mal en el cuadro, la correcta es kw/m3)
A estas demandas térmicas de las habitaciones de la vivienda las iremos sucesivamente multiplicando por una serie de factores dependientes de las condiciones del local y de las condiciones exteriores. Es este valor. P. el que sucesivamente iremos multiplicando por una serie de factores.
| Factor F1: Zona climática | Zona A | 0.7 |
| Zona B | 0.8 | |
| Zona C | 0,9 | |
| Zona D | 1 | |
| Zona E | 1,15 | |
| Factor F2: Orientación | Zona de montaña | 1,2 |
| Orientada al Norte | 1,15 | |
| En zona de sombra | 1,15 | |
| Resto de casos | 1 | |
| Factor F3: Paredes al exterior | Pisos de dos o menos paredes al exterior | 1,1 |
| Más de dos paredes al exterior | 1,3 | |
| Resto de casos | 1 | |
| Factor F4: Tipo de aislamiento | Buen aislamiento | 0,75 |
| Aislamiento normal | 1 | |
| Mal aislamiento | 1,2 |
El primer factor es la zona climática. Necesitamos conocer dónde está localizada la vivienda, según el mapa adjunto:
El tercer factor a considerar es el número de paredes al exterior contando como paredes también el techo y suelo de la vivienda. Si la vivienda no corresponde a ninguno de los tipos anteriores F3 es igual a 1
Una vez que han calculado las pérdidas de calor en cada uno de los locales, se suman, obteniendo la perdida de calor total en la vivienda. La potencia de la caldera será equivalente a este valor más un margen del 10% por encima y ya tenemos lijada la potencia de nuestra caldera en servicio de calefacción, con un margen suficiente para no quedarnos por debajo de las pérdidas de calor calculadas por un método ms exhaustivo.
MÉTODO ROCA PARA EL CÁLCULO DE CARGAS TÉRMICAS DE CALEFACCIÓN
(solo para instalaciones solares)
(Fuente: Aunque es de ROCA se ha extraído de material de apoyo Aula mentor tema 5 pag 9 Dimensionado rápido)
Para calcular la demanda energética diaria, mensual y anual. Utilizar solo para instalaciones solares
Factor A.
Es el factor base, y sus unidades son Kcal/hora.m2. Este factor varía en función del uso a que se destina la habitabilidad del local, del emplazamiento en el edificio y del régimen de calefacción que se use en la edificación.
Factor B.
Coeficiente corrector, que se aplica sobre la base de la temperatura de cálculo en el exterior del edificio a calcular. Para conocer estas temperaturas podemos referirnos a las medias mensuales de cada provincia, aunque es preciso tener en cuenta la diversidad de microclimas que se pueden registrar en una misma provincia y actuar en consecuencia.
Factor C.
El factor C es un segundo factor de corrección, que regula las necesidades caloríficas en función del tipo de construcción, basándose en la antigüedad del edificio.
Ejemplo Vamos a realizar la hoja de carga correspondiente a la demanda energética para calefacción de la casa del medio rural del ejemplo anterior. Las características de la vivienda son las siguientes:
La casa se encuentra situada en el prepirineo Oscense.
- La familia residente está compuesta de tres miembros, y todos ellos la ocupan a tiempo total, pues trabajan las fincas circundantes a la casa.
- La superficie media de la vivienda es 110 m2, teniendo la siguiente distribución salón-comedor 22 m2, 4 habitaciones de 12 m2, 2 cuartos de baño de 8 m2, uno interior y otro exterior, cocina de 10 m2 y pasillo de 14 2.
- Se trata de una edificación antigua, que aunque posee muros de gran espesor, tiene cristales simples y la carpintería bastante deteriorada.
