9. Especificaciones en la colocación de tuberías
10. Caudales recomendados en el primario
11. Condiciones que deben cumplir los grupos de bombeo
12. Condiciones que deben cumplir los sistemas de purga de aire
13. Sistemas auxiliares de apoyo mediante energía convencional
14. Condiciones que deben cumplir los sistemas de control
Ejercicios de repaso y autoevaluación
Capítulo 9 Rendimiento y eficiencia energética de los elementos de las instalaciones térmicas
4. Rendimiento de generadores de calor
5. Rendimiento y eficiencia energética de bombas
6. Rendimiento y eficiencia energética unidades terminales
Ejercicios de repaso y autoevaluación
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).
