Sistemas de Calefacción y Refrigeración Distrital (DHC) y Reglamento RITE

DHC: District Heating and Cooling

Distribución de energía térmica en forma de vapor, agua caliente o fluidos refrigerantes, desde una fuente central hasta múltiples emplazamientos o edificios. El calor o frío se entrega a los usuarios a través de una red de tuberías preaisladas y enterradas.

Ventajas del DHC

En la Edificación

• Reducen los costes iniciales en la edificación.
• Aumentan el espacio útil.
• Aumentan el confort.
• Aumentan la seguridad.
• Reducen costes de operación y mantenimiento.

En la Ciudad

• Aumenta la seguridad.
• Aumenta la calidad.
• Crea trabajo estable.
• Aprovecha recursos energéticos locales.
• Aumenta la conciencia social de los ciudadanos.

En la Generación Térmica

• Menos potencia instalada.
• Seguridad de funcionamiento.
• Rendimiento óptimo.
• Mejor precio del combustible.
• Fácil cambio de combustible.
• Fácil adaptación al sistema de cogeneración.
• Permite sistemas de absorción.
• Regeneración y almacenamiento permiten grandes rendimientos energéticos.

En el Medio Ambiente

• Disminuyen las emisiones gaseosas.
• Mejora la calidad del aire.

Inconvenientes del DHC

• Requieren gran coordinación.
• Necesitan fuerte planificación inicial (sobredimensionar es caro; subdimensionar es limitar el crecimiento).
• Indispensable que los usuarios conozcan los requisitos para que el sistema opere eficientemente.

RITE: Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios

El RITE establece las exigencias de eficiencia energética y seguridad a cumplir por las instalaciones térmicas en los edificios destinadas a atender la demanda de bienestar e higiene de las personas.

Ámbito de Aplicación del RITE

Instalaciones fijas de climatización y de producción de agua caliente sanitaria, destinadas a atender la demanda de bienestar térmico e higiene de las personas.

RITE: Exigencias Técnicas

Bienestar e Higiene

Las instalaciones térmicas deben obtener una calidad térmica del ambiente, del aire interior y de la dotación de agua caliente sanitaria que sean aceptables para los usuarios del edificio, sin perder calidad acústica.

Eficiencia Energética

Las instalaciones térmicas deben reducir el consumo de energía convencional, las emisiones de gases de efecto invernadero y otros contaminantes atmosféricos. Se utilizan sistemas eficientes energéticamente, que permiten recuperación de energía y utilización de energías renovables y residuales.

RITE: Documentación para Diseño y Dimensionamiento

• Proyecto: Potencia térmica > 70 kW.
• Memoria: 5 kW < Potencia térmica ≤ 70 kW.
• No se exige documentación: Potencia térmica ≤ 5 kW.

RITE: Instrucciones Técnicas (IT)

1. Diseño y Dimensionado: Seguridad, bienestar e higiene, eficiencia energética.
2. Montaje: Pruebas, ajuste y equilibrado, eficiencia energética.
3. Mantenimiento y Uso: Mantenimiento y uso, mantenimiento preventivo, manejo y maniobra, seguridad, instrucciones de funcionamiento, programa de gestión energética.
4. Inspección: Periodicidad de las inspecciones periódicas, inspecciones periódicas de eficiencia energética.

Refrigeración Industrial y Cámaras Frigoríficas

Clasificación de los Sistemas de Producción de Frío

• Por medios químicos.
• Por medios físicos:
  • Sistemas Discontinuos: Fusión, sublimación, vaporización directa.
  • Sistemas Continuos:
    • Con cambio de fase: Compresión mecánica, absorción, adsorción, eyección.
    • Por expansión: Ciclo de aire, efecto Joule-Thomson.
    • Efectos especiales: Magnetoeléctrico, termoeléctrico, magnetotermoeléctrico, por torbellino.

Desescarche en una Instalación de Frío Industrial

Cuando la temperatura de la superficie del evaporador es menor de 0 ºC y menor a la temperatura de rocío del agua, aparece escarcha, la cual hay que eliminar.

Efectos de la Escarcha

• Reduce el paso del aire, menos caudal con más pérdida de carga.
• Reduce el coeficiente de transferencia de calor.

Métodos de Desescarche

• Aire: Largo periodo de desescarche.
• Resistencia eléctrica: Menor coste inicial, mayor coste de operación.
• Gas caliente: El evaporador se convierte en un condensador.
• Agua: Pulverizar agua sobre el evaporador parado.

Sala de Máquinas: Principios Generales de Diseño

• Las salas de máquinas específicas deberán servir para alojar exclusivamente los componentes de la instalación frigorífica y equipos auxiliares.
• Evitar que las emisiones de gas refrigerante procedentes de estas salas de máquinas puedan penetrar en los recintos próximos.
• En caso de peligro, deberá ser posible abandonar la sala de máquinas específica de forma inmediata.
• El suministro de aire para motores de combustión, quemadores o compresores de aire deberá provenir de un lugar donde no haya vapores del refrigerante.
• No habrá ningún equipo productor de llama libre permanentemente instalado y en funcionamiento.
• Interruptor de emergencia fuera de la sala de máquinas, cerca de la puerta de entrada.
• Sistema de ventilación natural o forzada.
• No se emplazarán aberturas al exterior por debajo de las escaleras de emergencia.
• Toda red de tuberías y conductos que pasen a través de paredes, techos y suelos de salas de máquinas específicas deberá estar herméticamente sellada.
• Cada sala de máquinas específica deberá disponer, como mínimo, de dos extintores portátiles de polvo polivalentes.

Requisitos que deben Cumplir los Materiales Aislantes del Circuito Frigorífico

• Coeficiente de conductividad térmica bajo.
• Factores de resistencia a la absorción y difusión del vapor de agua altos.
• Buena resistencia a la inflamabilidad, a la descomposición y al envejecimiento.
• Buena resistencia mecánica, especialmente en los puntos de soporte de tuberías.
• No emitir olores ni ser agresivo con los elementos del entorno.
• Mantener sus propiedades a temperaturas entre –70 y +120 ºC.
• En caso de combustión, no producir gases tóxicos durante la misma.
• A la intemperie, tendrá una buena resistencia a la misma o estará debidamente protegido.

Componentes de un Sistema de Refrigeración

• Compresor: Máquina que incrementa mecánicamente la presión de un vapor o de un gas.
• Condensador: Lugar donde se elimina el calor del sistema de refrigeración.
• Válvula de Expansión: Inyecta al evaporador la cantidad justa y necesaria de fluido frigorífico para absorber el calor del sitio a enfriar.
• Evaporador: Componente que enfría una corriente fluida o un producto.
• Refrigerante: Fluido que por sus propiedades físicas resulta adecuado para extraer y transportar el calor.

Clasificación de los Refrigerantes según la ITC-IF-02

Función de su Inflamabilidad

• Grupo 1: No inflamables en estado de vapor a cualquier concentración en el aire.
• Grupo 2: Límite inferior de inflamabilidad, cuando forman una mezcla con el aire, es ≥ al 3,5% en volumen.
• Grupo 3: Límite inferior de inflamabilidad, cuando forman una mezcla con el aire, es < al 3,5% en volumen.

Función de la Toxicidad

• Grupo A: Concentración media en el tiempo no tiene efectos adversos para la mayoría de los trabajadores que pueden estar expuestos durante una jornada, cuyo valor es ≥ a una concentración media de 400 ml/m³.
• Grupo B: Concentración media en el tiempo es < a una concentración media de 400 ml/m³.

Función del Grupo de Seguridad

• Grupo L1: Alta seguridad (A1).
• Grupo L2: Media seguridad (A2, B1, B2).
• Grupo L3: Baja seguridad (A3, B3).

Criterios para la Elección del Refrigerante

• Efectos medioambientales.
• Carga de refrigerante.
• Aplicación del sistema de refrigeración.
• Construcción del sistema de refrigeración.
• Cualificación profesional.
• Mantenimiento.
• Eficiencia energética.
• Seguridad e higiene.

Selección del Espesor del Aislamiento Térmico

• Temperatura y humedad relativa.
• Diferencia de temperatura.
• Conductividad térmica.
• Forma y características del componente a aislar.

Ensayos Previos a la Puesta en Servicio

• Resistencia a presión.
• Estanqueidad.
• Funcional de todos los dispositivos de seguridad.
• Conformidad del conjunto de la instalación.

Cargas Frigoríficas en el Diseño de Cámara Frigorífica

Carga por Infiltración de Aire

A través de las puertas, cuando estas se encuentran abiertas, se establece un flujo de aire debido a las diferencias de temperatura (T) entre el interior y el exterior de la zona refrigerada. Suele tomar valores entre 1/3 y 1/4 de la carga total de refrigeración. Otro valor muy importante es el tiempo que se estima que la puerta estará abierta respecto al tiempo total de funcionamiento.

Reducción de Carga por Infiltración de Aire del Exterior

• Cortinas de aire: Pueden producir una reducción entre un 65% y un 80%.
• Bandas de plástico: Pueden producir una reducción del 85%.

Cargas de Fuentes Internas

• De iluminación.
• De ocupación.
• De ventiladores y motores.
• Debida a otras fuentes internas.

Iluminación y Eficiencia Energética (RD 1890/2008)

Objetivo y Requisitos de la Iluminación

Objetivo

Garantizar que se presenten los niveles de iluminancia promedio establecidos por la norma.

Requisitos

• Seguridad de las personas utilizando niveles y calidad de energía lumínica.
• Seguridad en el abastecimiento energético.
• Protección del consumidor.
• Preservación del medio ambiente.
• No crear obstáculos innecesarios.
• Establecer reglas generales.
• Señalar exigencias y especificaciones para garantizar seguridad y confort.
• Establecer requisitos de los productos empleados.
• Fijar condiciones para evitar accidentes, desperdicio, etc.
• Establecer responsabilidades.
• Establecer eficacias mínimas.

RD 1890/2008: Reglamento de Eficiencia Energética en Instalaciones de Alumbrado Exterior

Este reglamento y sus 7 Instrucciones Técnicas Complementarias (ITC) abordan:

1. Objeto.
2. Aplicación.
3. Requerimientos.
4. Documentación.
5. Mantenimiento de la eficiencia energética de las instalaciones.
6. Inspecciones y verificaciones.
7. Mediciones.
8. Definición de los niveles de iluminación.
9. Definición de la instalación.
10. Cálculo de la eficiencia energética y calificación de la instalación.

Requerimientos según Reglamento

• Mantener niveles de iluminación según ITC-EA-02.
• Cumplir valores mínimos de eficiencia energética según ITC-EA-01.
• Los sistemas de accionamiento deben garantizar apagado y encendido con precisión.
• Para potencias (P) > 5 kW, luminarias con equipos con regulación de potencia.

Inspecciones y Verificaciones según Reglamento

• Verificación inicial previa a la puesta en servicio: Realizada por el instalador (todas las instalaciones).
• Inspección inicial previa a la puesta en servicio: Realizada por organismo de control (P > 5 kW).
• Verificaciones periódicas (cada 5 años): Realizadas por el instalador (P < 5 kW).
• Inspecciones periódicas (cada 5 años): Realizadas por organismo de control (P > 5 kW).