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Glosario de términos industriales sobre climatización y refrigeración

Presentamos a continuación un glosario de términos industriales que hacen referencia al sector de la climatización, la refrigeración y la termodinámica, con definiciones de cada término organizadas por orden alfabético. Pincha sobre cada palabra para comprender su significado.

Acetileno

El acetileno es un gas incoloro, inoloro sí esta puro, ligeramente insoluble en agua y más liviano que el aire.

El acetileno o etino es un compuesto orgánico, cuya molécula, saturada, está compuesta por dos átomos de carbono y dos de hidrógeno (fórmula C2H2). Pertenece a los hidrocarburos alifáticos con enlaces triples de carbono, conocidos como alquinos. Es el alquino más sencillo.

El acetileno no es tóxico ni corrosivo. Este gas es muy inflamable y arde en el aire con una intensa llama luminosa, humeante y caliente.

Entre una de sus principales características está también su gran inestabilidad pues, incluso, a presiones sobre 1 kg/cm2, una descomposición explosiva puede iniciarse simplemente por calentamiento, chispas, colisión o fricción lo que obliga para su manejo, cumplir estrictos y seguros métodos de manipulación y envío a fin de prevenir desastres.

 

Obtención del acetileno

  1. Primer método; en el laboratorio, mediante la reacción de agua con carburo cálcico (CaC2), se obtiene hidróxido de calcio y acetileno. De ésta reacción se libera un gas volátil que es capaz de producir hasta 3000ºC la mayor temperatura por combustión conocida hasta el momento.
  2. Segundo método; en petroquímica se obtiene el acetileno por quenching (el enfriamiento rápido) de una llama de gas natural o de fracciones volátiles del petróleo con aceites de elevado punto de ebullición. El gas es utilizado directamente en planta como producto de partida en síntesis o vendido en bombonas disuelto en acetona. Así se baja la presión necesaria para el transporte ya que a altas presiones el acetileno es explosivo.
  3. Tercer método; en laboratorio, se emplean generadores de acetileno de dos tipos: de carburo a agua y de agua a carburo. Estos generadores pueden ser tanto estacionarios como portátiles ofreciendo una gama muy amplia de tamaños y tasas de producción de gas

Usos del acetileno

El acetileno tiene su principal campo de acción en procesos de corte y soldadura, también se emplea en otros campos como la navegación, en faros y boyas que funcionan automáticamente durante varios meses y cuya luz piloto ofrece una longitud de onda que penetra mejor la neblina, y en faros usados en aviación para marcar las rutas transcontinentales o en campos de aterrizajes de emergencia.

Para empleo químico, forma el ácido acético necesario para la preparación del rayón, del acetato de celulosa y de numerosos disolventes. También se emplea como agente químico, ligado a varios procesos de síntesis orgánica.

En el campo industrial, con él se obtiene el acetileno formaldehido necesario en la industria de plásticos para producir glicol y alcohol etílico, así como el butadieno empleado en la preparación del caucho sintético.

En el campo de la electrometría, el acetileno se emplea como gas combustible de alta pureza para espectrofotómetros de absorción atómica y, en la industria del vidrio para lubricar moldes.

A nivel médico, la mezcla de acetileno con hidrógeno produce etileno, compuesto orgánico utilizado como analgésico.

Aerorefrigerante

Aparato que permite enfriar el agua del condensador de un sistema frigorífico; esto es posible gracias a un intercambio de calor con el aire exterior.

Balance térmico

El balance térmico esté en función de la humedad relativa, la velocidad y la temperatura del aire y la temperatura radiante.

La temperatura resultante es una temperatura ficticia que representa los efectos conjugados de la temperatura del aire, de la temperatura de las paredes de un local y de la velocidad del aire en el interior el local.

Bomba de calor

Una bomba de calor o BC es un dispositivo termodinámico que toma el calor presente en un medio (por ejemplo el aire, el agua, la tierra) para transferirla hacia una estancia, para calentarla.

El refrigerador es el sistema de bomba de calor más conocido. El calor se transfiere del interior del refrigerador hacia el exterior.

El término de “bomba de calor” (BC) se utiliza sobre todo para designar sistemas de calefacción doméstica.

Una bomba a calor puede funcionar solamente en un sentido para producir sólo frío (climatizador solo frío) o calor (bomba de calor solar) o puede trabajar en ambos sentidos (bomba a calor reversible) que producirá frío en verano y calor en invierno.

Tipos de bomba de calor

Se distinguen 3 tipos principales de bomba de calor:

  • Bomba de calor aire-aire: el calor que se toma del el aire se transfiere directamente al aire del local que debe calentarse o enfriarse.
  • Bomba de calor aire-agua: el calor se toma del el aire y se transfiere a un circuito de agua que abastecerá un suelo/techo radiante/refrescante, radiadores, ventiloconvectores o aerotermos.
  • Bomba de calor agua-agua: el sistema toma el calor de un circuito de agua en contacto con un elemento que le proporcionará el calor (la tierra, capa freática) para transferirlo a otro circuito de agua como en el caso anterior. Es el sistema generalmente adoptado por la geotermia.

Otros tipos de bomba de calor:

  • Bomba de calor agua anticongelante-agua
  • Bomba de calor suelo-agua
  • Bomba de calor geotérmica
  • Bomba de calor aerotérmica
  • Bomba de calor termodinámica

Rendimiento de una bomba de calor

Una Bomba de Calor se caracteriza por su COP (coeficiente de rendimiento). Para una correcta eficiencia y funcionalidad, una bomba de calor debe alcanzar un COP de entre 2 y 6, dependiendo de la diferencia entre las temperaturas de ambos focos (interior o exterior).

Bomba de calor aerotérmica

Una bomba de calor aerotérmica obtiene la energía del aire y la transporta de un ambiente a otro.
La bomba de calor aerotérmica, a diferencia de la bomba de calor convencional , está diseñada y construida para obtener la máxima energía del aire exterior en condiciones climáticas muy severas y pueden producir calefacción, refrigeración y generación de agua caliente sanitaria.

Las bombas de calor aerotérmicas pueden ser: Bomba de calor aire-aire, bomba de calor aire-agua y bomba de calor agua-aire

  • Bomba de calor aire-aire: La bomba de calor aire-aire obtiene el aire del exterior para cederlo de forma directa al aire interior. Si el equipo es reversible, en modo refrigeración funciona en sentido inverso, proporcionando aire frío al recinto.
  • Bomba de calor aire-agua: En modo calefacción, estos equipos toman el calor del aire exterior y lo transfieren a un circuito de agua, que puede ser distribuido a otros sistemas como radiadores, unidades de tratamiento de aire, suelo radiante o fancoils,..que a su vez ceden el calor de ese agua al ambiente. En modo refrigeración, en el intercambiador exterior se cede el calor del agua al aire mediante , y en el intercambiador interior se absorbe el calor del ambiente calentando el agua.

Bomba de calor aire-agua

La bomba de calor aire-agua recupera el calor del exterior y lo transfiere a un nivel de temperatura más elevado al circuito de agua caliente de la instalación de calefacción.

La bomba de calor se instala generalmente en el exterior. El COP cae cuando la temperatura exterior desciende a temperaturas exteriores bajas o inferiores a cero. Se debe utilizar un apoyo complementario: electricidad, madera, …, cuando las temperaturas se vuelvan negativas (inferior a 0°C).

La bomba de calor equipa generalmente todo una casa (grupo pisos) y se presenta bajo la configuración de un sistema centralizado con una unidad exterior que absorbe las calorías del aire, y la transmite en calor con la potencia del compresor a un circuito de agua caliente. Las bombas de calor calientan este agua a baja temperatura, cercana como máximo a 50°C. Como consecuencia de esto, se adaptan especialmente a circuitos de baja temperatura como los suelos radiantes.

Por el contrario, abastecer con una bomba de calor solamente, un circuito de radiadores comúnmente calculado a 90°C plantearía problemas de falta de calefacción con temperaturas exteriores más frías. Un apoyo con una resistencia eléctrica, madera, o calderas de fuel o gas es necesario en este caso para nivelar las puntas invernales.

Bomba de calor aire-aire

La bomba de calor aire-aire recupera el calor del exterior y lo transfiere con un nivel de temperatura más elevado en el aire ambiente del local.

La bomba de calor se instala generalmente en el exterior. Atención ya que el COP o rendimiento, cae drásticamente cuando la temperatura exterior desciende por debajo de -5°C. Según las regiones, la temperatura exterior básica en invierno puede alcanzar -15°C como en Soria, y es pues indispensable, optar por un material de calidad contrastada, o prever un apoyo complementario para estos casos: resistencia eléctrica, madera, …, que no será utilizao a menos que las temperaturas se tornen negativas (inferior a 0°C).

Los rendimientos de las bombas a calor aire-aire son menores cuando la temperatura exterior desciende y es negativa.

El COP de 3 se alcanza a partir de los 7°C por ejemplo, aunque desciende a 1,5 con temperaturas negativas.

Bomba de calor de circuito de agua

Climatizador monobloque reversible conectado a un circuito de de agua que recorre un edificio y sobre el cual se conectan otras bombas a calor.

Calor sensible y latente

Calor sensible es aquel que recibe un cuerpo o un objeto y hace que aumente su temperatura sin afectar su estructura molecular y por lo tanto su estado.

En general, se ha observado experimentalmente que la cantidad de calor necesaria para calentar o enfriar un cuerpo es directamente proporcional a la masa del cuerpo y a la diferencia de temperaturas. La constante de proporcionalidad recibe el nombre de calor específico. Específicamente en psicrometría, el calor latente de fusión del hielo es hf = 79,92 Kcal/kg.

El calor latente es la energía requerida por una cantidad de sustancia para cambiar de fase, de sólido a líquido (calor de fusión) o de líquido a gaseoso (calor de vaporización). Se debe tener en cuenta que esta energía en forma de calor se invierte para el cambio de fase y no para un aumento de la temperatura. Cuando se aplica calor a un trozo de hielo, va subiendo su temperatura hasta que llega a 0 °C (temperatura de cambio de estado); a partir de ese momento, aunque se le siga aplicando calor, la temperatura no cambiará hasta que se haya fundido del todo. Esto se debe a que el calor se emplea en la fusión del hielo. Una vez fundido el hielo la temperatura volverá a subir hasta llegar a 100 °C; desde ese momento, la temperatura se mantendrá estable hasta que se evapore toda el agua.

Capacidad calorífica

La capacidad calorífica de un cuerpo, es la cantidad de calor, que dicho cuerpo absorbe cuando su temperatura aumenta un grado, o el calor que cede al disminuir la temperatura un grado.

La capacidad calorífica de un cuerpo, es la cantidad de calor, que dicho cuerpo absorbe cuando su temperatura aumenta un grado, o el calor que cede al disminuir la temperatura un grado.

Es un valor inherente de los cuerpos y está vinculado con otra magnitud de la calorimetría, el calor específico.

Habitualmente, el calor específico de una sustancia depende de la temperatura. Aunque como esta dependencia no es muy grande suele tratarse como una constante.

Cuando se trabaja con gases es bastante habitual expresar la cantidad de sustancia en términos del número de moles n. En este caso, el calor específico se denomina capacidad calorífica molar C.

 

La fórmula que mide la capacidad calorífica sería la siguiente:

Donde;

  • Q; es el calor absorbido por el sistema
  • T; es la variación de temperatura

Unidades en Sistema Internacional; Julios por grado Kelvin [J/K]

Capacidad calorífica volumétrica

La capacidad calorífica volumétrica se define como la capacidad que tiene un volumen, de una determinada sustancia, para almacenar calor cuando se produce una variación en su temperatura, sin experimentar cambio de fase.

Ciclo frigorífico

El ciclo frigorífico hace pasar a un fluido refrigerante por varios estados gaseoso/líquido en función de los cambios de presiones producidos por el compresor y el reductor de presión.

Circuito frigorífico

El circuito frigorífico se sitúa dentro de una máquina frigorífica que puede ser un grupo de condensación para frío del sector de alimentación, un grupo de producción de agua congelada para la climatización, una bomba de calor aire-aire, o una BC aire-agua,….

Coeficiente G

El coeficiente G es el coeficiente volumétrico de pérdidas energéticas de un local.

Confort térmico

Son unas condiciones dadas de temperatura y humedad relativa bajo las que se encuentran confortables la mayor parte de los seres humanos.

También conocido como comodidad higrotérmica. En fisiología se dice que hay confort higrotérmico cuando los mecanismos termorreguladores del cuerpo no tienen que intervenir. El cuerpo humano reacciona a los cambios climáticos, pero estas reacciones le hacen consumir energía metabólica. La variabilidad de la sensación térmica de los individuos: el tipo de vestimenta, actividad que se realiza, sexo, edad, la aclimatación… afectan a la zona de confort y hay que tener en cuenta éstos factores a la hora de definir el confort térmico.

La función principal del aire acondicionado y de la calefacción es proporcionar una zona de confort a las personas para que puedan llevar a cabo sus actividades. Existen cinco aspectos o factores con las que se puede definir una región de confort.

La temperatura

Según el Reglamento de Instalaciones Térmicas en Edificios (R.I.T.E), la tª en calefacción debe estar entre 20 y 23º, y en refrigeración entre 23 y 25ºC. Es importante saber que no es saludable que haya una diferencia térmica con el exterior superior a 12º, es aconsejable no bajar la temperatura del termostato más de 5º por debajo de la temperatura exterior. Otro error sería poner el termostato al mínimo. Esto causaría un gran consumo de energía y llevaría a diferencias de temperatura muy grandes.

La humedad

Es la relación entre la humedad absoluta del aire y la humedad absoluta del aire saturado para la misma temperatura. Se mide en un porcentaje que inda con qué facilidad el aire evapora el agua. Para mantener el aire en la zona de confort se debe mantener entre el 40 y 60% (H.R.)

El movimiento del aire

(0,5 mts/seg) El aire debe ser distribuido y circulado uniformemente por toda la zona acondicionada, con velocidad inferior al máximo indicado para cada uso. Solo mediante una correcta circulación de aire se puede transmitir los beneficios de un ambiente con temperatura y humedad correctas al cuerpo humano. Mejor sea el sistema de distribución de aire, mejor será el sistema de acondicionamiento.

La limpieza del aire

La limpieza en el aire es uno de los aspectos más importantes para la salud y el confort. El ser humano respira alrededor de 15 kg de aire cada día, y generalmente el aire está contaminado de impurezas, tales como polvo, que deben filtrarse. Se colocan filtros que sólo permiten el paso de partículas de escasas micras de diámetro. Éstos filtros se sustituyen o se lavan periódicamente mediante un chorro de aire o agua en contracorriente a la dirección de circulación del aire.

La ventilación o la pureza

La ventilación es necesaria por motivos térmicos y también por higiénicos. Una unidad de acondicionamiento de aire puede acondicionar (enfriar, calentar, filtrar) el aire exterior introducido para la ventilación. Se crea un aprovisionamiento continuo de aire exterior lo que crea que haya una ligera sobrepresión en la zona acondicionada. De ésta manera el aire sucio, no acondicionado no penetra por las rendijas de las puertas y ventanas, impidiendo que entre en las habitaciones. En términos económicos es mejor que haya menos cambios de aire, en cambio, en cuestiones de salud, lo mejor es que haya más cambios de aire por horas.

Diagrama psicométrico

Es un diagrama en el que se relacionan múltiples parámetros referentes a una mezcla de aire húmedo: temperatura, humedad relativa, humedad absoluta, punto de rocío, entalpía específica o calor total, calor sensible, calor latente y volumen específico del aire.

Los procesos de calefacción, refrigeración, humidificación y deshumidificación que ocurren en el acondicionamiento del aire modifican la condición de éste desde la representada por el punto de estado inicial en el ábaco hasta una condición diferente, representada por un segundo punto en el ábaco.

Hay cinco procesos posibles:

  • -Procesos de calor sensible constante (indicados por una temperatura de bulbo seco constante).
  • Procesos de calor latente constante (indicados por un contenido de humedad constante y una temperatura de punto de rocío constante).
  • Procesos de entalpía constante o adiabáticos (indicados por una temperatura de bulbo húmedo constante).
  • Procesos de humedad relativa constante (todos los demás factores varían).
  • O, finalmente, una modificación que representa una combinación cualquiera de los anteriores y que no procede a lo largo de -ninguna de- las líneas de procesos anteriores.

Para esto debe observarse nuevamente:

- Las líneas de bulbo seco son líneas de calor sensible constante.

- Las líneas de punto de rocío son líneas de calor latente constante.

- Las líneas de bulbo húmedo son líneas de calor total constante (entalpía constante).

Entalpia calor total

Total energía contenida en el peso específico del aire húmedo (por convención, considerado como nulo a 0°C).

La entalpía incluye el calor sensible y el calor latente contenidas en el aire es la suma del calor sensible y el latente en kilocalorías, por kilogramo de una sustancia, entre un punto arbitrario de referencia y la temperatura y estado considerado.

Gas comburente

El gas comburente, según la ITC MIE AP10: depósitos criogénicos, es cualquier gas o mezcla de gases con oxipotencial superior al del aire.


Disposición 67 del BOE: Normativas sobre el almacenaje de productos químicosUn comburente es cualquier sustancia que en ciertas condiciones de temperatura y presión puede combinarse con un combustible, provocando así, una combustión; en otras palabras, el comburente es el que permite la combustión.

Las sustancias Comburentes (O) también llamadas Oxidantes o Agentes Oxidantes, son un tipo de sustancias peligrosas que provocan la combustión o favorecen la inflamación de combustibles. Contienen reactivos oxidantes que facilitan la oxidación o inflamación de combustibles produciendo reacciones altamente exotérmicas. Estas reacciones crean que el compuesto oxidante se reduzca.

El combustible más conocido es el oxígeno atmosférico, O2, o dioxígeno, que se encuentra normalmente en el aire. De él solo el 20% aproximadamente, constituido por oxígeno, reacciona con el combustible. El 80% restante, formado por nitrógeno, gases nobles y dióxido de carbono, resulta prácticamente inerte.

La combustión se produce entre el oxígeno y un material combustible, provocando así incandescencia o llama. Es necesaria una mínima proporción de oxígeno para que haya una combustión. Esa proporción puede variar entre 15% y 5%.

En caso de no haber oxígeno o se quiera lograr una combustión muy fuerte se recomienda utilizar oxígeno gaseoso o líquido o comburentes de tipo compuesto. Dicho efecto se consigue con el cloro, creando un comportamiento análogo. Al ser oxidantes se pueden usar en combustiones especiales; el hidrógeno da lugar al cloruro de hidrógeno mediante una combustión muy rápida.

Puesto que los productos comburentes favorecen la inflamación de los materiales combustibles o mantienen los incendios impidiendo la extinción, deben de estar alejados de sustancias combustibles o fácilmente inflamables.

Cada país tiene sus propias leyes y normativas que regulan el uso, manipulación y medidas de seguridad de las sustancias comburentes. Según el BOE núm. 67, publicado el 18 de marzo de 2010, “Los líquidos inflamables o combustibles no se almacenarán conjuntamente en la misma zona con sustancias comburentes (clase 5.1 del ADR, Acuerdo europeo sobre el transporte internacional de mercancías peligrosas por carretera, celebrado en Ginebra el 30 de septiembre de 1957, y sus sucesivas enmiendas, o RID, Reglamento referente al transporte internacional por ferrocarril de mercancías peligrosas, Apéndice C del COTIF) ni con sustancias tóxicas o muy tóxicas que no sean combustibles, a no ser que éstas estén almacenadas en armarios protegidos”.

Gradiente geotérmico

Cuanto más nos acercamos al centro de la tierra, el calor es más importante hasta alcanzar en el centro más de 5000°C. El aumento de la temperatura en función de la profundidad se llama "gradiente geotérmico".

Es por término medio de 1°C por cada 100 metros de profundidad, en España. El concepto de gradiente geotérmico depende del lugar geográfico. Sirve de base de cálculo para una instalación de geotermia con captadores verticales.

La energía calorífica de la Tierra puede utilizarse para obtener electricidad en aquellos lugares donde los valores del gradiente geotérmico son elevados y el agua del subsuelo alcanza temperaturas por encima de los 100 ºC a profundidades que hacen rentable su explotación. Cabe tener en cuenta que en regiones donde el gradiente geotérmico es normal, 3ºC cada 100m, hay que perforar hasta más de 4km de profundidad para poder así alcanzar temperaturas suficientes para poder generar electricidad. La técnica más prometedora para producir energía eléctrica en este contexto es la llamada EGS (Enhanced Geothermal System), que genera yacimientos de alta temperatura.

Humedad absoluta-Densidad del vapor

Es el peso del vapor de agua por unidad de volumen de aire, expresada en gramos por metro cúbico de aire.

Salto térmico

Un salto térmico es toda diferencia de temperaturas en las que compare una temperatura de entrada y una de salida.

SALTO-TERMICO

Se trata de la diferencia entre la temperatura del agua, antes de entrar en la caldera-fría-, y la temperatura del agua caliente, cuando sale de la caldera.

Para averiguar de cuanto es el salto térmico:

 

ALTO-TERMI

 

Por ejemplo: Si la temperatura del agua al entrar en la caldera es de 10 ºC y salen 13 litro por minuto de agua caliente, existirá una temperatura final de 40 ºC.

Unidad de medida del calor

La unidad de medida del calor en el Sistema Internacional de Unidades es la misma que la de la energía y el trabajo: el Joule (unidad de medida).

Otra unidad ampliamente utilizada para la cantidad de energía térmica intercambiada es la caloría (cal).
El Julio es la unidad de medida de calor, siendo también un método de transferencia energía.

La caloría es la cantidad de calor necesario para elevar de 1°C la temperatura de 1 gramo de agua de 14,5 a 15,5°C bajo la presión atmosférica normal.

Generalmente la cantidad de calor se expresa en kilocaloría (Kcal).

La frigoría es la unidad de medida opuesta de la caloría.

En el sistema de medida anglosajón, la medida de cantidad de calor se expresa en BTU (British Thermal Unit).Es la cantidad de calor necesario para aumentar la temperatura en un grado Fahrenheit a una masa de 1 libra (pound) de agua, equivalente a una masa de 0,4535924 kg.

1 BTU = 1055,06 J.

Para hacernos una idea de qué orden de magnitud tienen los julios:

Aproximadamente, un julio es la cantidad de energía necesaria para levantar 1 kg una altura de 10 cm en la superficie terrestre. Una patada de un deportista puede tener una energía de unos 200 J; una bombilla de bajo consumo de 20 W durante 8 horas gasta unos 600 000 J; y el consumo eléctrico de una familia media durante un mes puede ser de 1 000 000 000 J (unos 278 kW h).

Válvula corta fuego

Una válvula cortafuegos permite parar la circulación de aire en un conducto de ventilación en caso de incendio.

Se utiliza una válvula cortafuegos para crear una resistencia al fuego continua de una pared con un conducto de ventilación.

Ventilo-convector

Un ventilo-convector es una unidad terminal de climatización yo de calefacción destinada a expulsar el aire a buena temperatura en un local con el fin de aportarle la cantidad necesaria en calorías / frigorías.

El ventilo-convector pulsa el aire por medio de un ventilador para evitar el estancamiento de zonas de aire de temperaturas diferentes que produce una sensación de incomodidad y un mal funcionamiento de los sistemas de regulación de temperatura en el local tratado.

Zeotrópico

Fluido refrigerante constituido por una mezcla de fluidos puros que cuando su temperatura se modifica entonces produce un cambio de estado.
Modificado por última vez enMartes, 26 Enero 2021 13:03
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