Cálculo de radiadores en CYPECAD MEP

El programa calcula en primer lugar la potencia del radiador para que cubra la carga máxima del recinto. Después, calcula el caudal que necesita el radiador. Finalmente, se calculan las pérdidas de temperatura.

Cálculo de la potencia del radiador

P_rad = N_elems * C₅₀ * (Δt / 50)ⁿ

Siendo:

P_rad: potencia del radiador

N_elems: número de elementos del radiador (se redondea para que sea entero)

C₅₀: potencia dada por el fabricante para un salto de temperatura de 50 ºC (se edita en la descripción del radiador)

n: coeficiente facilitado por los fabricantes de la curva característica según UNE EN 442 (se edita en la descripción del radiador)

Δt: diferencia de temperaturas entre la temperatura media del radiador y la temperatura ambiente (ºC)

Δt = [(T_e + T_s)/2] - T_ambiente

donde

T_e: temperatura de entrada del agua al radiador (ºC)*

T_s: temperatura de salida del agua del radiador (ºC)*

T_ambiente: temperatura ambiente (ºC). Se define en el recinto.

*En instalaciones bitubo, el programa toma las temperaturas definidas en la caldera para calcular la temperatura media del radiador (T_e = temperatura de impulsión de la caldera; T_s = temperatura de impulsión de la caldera - salto térmico de la caldera).

En instalaciones monotubo, el programa calcula la temperatura a la entrada y a la salida de cada radiador del anillo, teniendo en cuenta que en cada radiador entra un caudal del 40% del que circula por el anillo. Por ello, en los primeros radiadores del anillo, la temperatura media de los mismos puede ser cercana a la de salida de caldera. Si esta temperatura media es superior a los 60ºC del RITE o lo que se haya establecido en "Obra-Opciones", el programa toma dicho valor de 60ºC o el establecido en "Obra-Opciones" para determinar el número de elementos, tal y como establece el RITE.

Cálculo del caudal del radiador

Q_rad = P_rad / [(T_e-T_s)*P_e*C_e]

Q_rad: caudal de agua que necesita el radiador (l/h)

P_rad: potencia del radiador (kcal/h)

T_e: temperatura de entrada del agua al radiador (ºC)*

T_s: temperatura de salida del agua del radiador (ºC)*

P_e: peso específico del agua = 1000 kg/l

C_e: calor específico del agua = 1 kcal/kgºC

*En instalaciones bitubo, se puede considerar T_e-T_s = salto térmico de la caldera

Cálculo de pérdidas en las tuberías

Para ver las pérdidas de presión producidas en los tramos de las tuberías, podemos generar el listado "Anexo: cálculo de la instalación" y centrarnos en la "Tabla 1. Sistemas de conducción de agua. Tuberías". En dicha tabla hay una columna que indica los valores de pérdida de presión para cada tramo de tubería. El programa también informa de los dos puntos que constituyen cada uno de los tramos de tubería analizados.

Para ver las pérdidas de calor en tuberías, acudimos al punto 2.1.4 del listado: listado "RITE IT.1.2 Exigencia de eficiencia energética". Estas pérdidas se calculan según la formulación de la ISO 12241:1999 “Pérdidas de calor a través de tuberías”, documento 4, apartado 4.

Ejemplo

A continuación se desarrolla un pequeño ejemplo de cálculo de la potencia de un radiador para justificar el número de elementos que indica el programa que son necesarios para cubrir las cargas térmicas de los recintos.

En la imagen vemos un radiador y una potencia según el número de módulos y el testo que encontraríamos en el catálogo del fabricante.

1	Radiador de aluminio inyectado, formado por elementos de 571 mm de altura, con frontal plano, con una emisión calorífica de 99 kcal/h cada uno, según UNE-EN 442-1, para una diferencia media de temperatura de 50°C entre el radiador y el ambiente

Si dividimos la potencia que proporciona el radiador entre el número de elementos 715.68 kcal/h / 15 elementos = 47.71 kcal/h por elemento, frente a las 99 kcal/h que se indican en el listado.

Hay que tener en cuenta que la emisión calorífica que se muestra en los catálogos es para una diferencia media de temperatura de 50ºC entre el radiador y el ambiente, que se denota como C₅₀.

La potencia que proporciona un radiador se obtiene con la siguiente fórmula:

C₅₀ es la potencia dada por el fabricante para un salto de temperatura de 50º entre el radiador y el ambiente

Δt es la diferencia entre la temperatura media del radiador ((t_entrada+t_salida)/2) y el ambiente

n es un coeficiente que depende del radiador y lo proporcionan los fabricantes

Para consultar algunos de estos datos que maneja el programa internamente, tendríamos que cambiar la descripción del radiador o de la caldera que proceden del generador de precios a descripción editable.

Si editamos el radiador, podemos obtener que C₅₀ = 99 kcal/h (denotado como "Potencia calorífica) y n=1.34 (denotado como "Exponente n").

La temperatura ambiente son 21ºC, pues es la temperatura que se quiere alcanzar en el recinto (temperatura de invierno del recinto).

Editando la caldera podemos obtener el resto de parámetros necesarios:

temperatura de entrada: 60ºC

temperatura de salida: temperatura de entrada - salto térmico = 60 - 20 = 40ºC

Por tanto,si aplicamos la fórmula indicada anteriormente:

num_elems = 15

C₅₀ = 99 kcal/h

Δt es la diferencia entre la temperatura media del radiador ((t_entrada+t_salida)/2) y el ambiente = ((60+40)/2) - 21 = 29 ºC

n=1.34

Potencia radiador = 15 * 99 * (29/50)^1.34 = 715. 68 kcal/h , que coincide exactamente con la potencia que se muestra sobre el radiador.