UNE-EN_13384-1=2003

norma española

UNE-EN 13384-1

Septiembre 2003 TÍTULO

Chimeneas Métodos de cálculo térmicos y de fluidos dinámicos Parte 1: Chimeneas que se utilizan con un único aparato

Chimneys. Thermal and fluid dynamic calculation methods. Part 1: Chimneys serving one appliance. Conduits de fumée. Méthodes de calcul thermo-aéraulique. Partie 1: Conduits de fumée ne desservant qu'un seul appareil.

CORRESPONDENCIA

Esta norma es la versión oficial, en español, de la Norma Europea EN 13384-1 de diciembre de 2002.

OBSERVACIONES

ANTECEDENTES

Esta norma ha sido elaborada por el comité técnico AEN/CTN 123 Chimeneas cuya Secretaría desempeña AFECH.

Editada e impresa por AENOR Depósito legal: M 38377:2003

LAS OBSERVACIONES A ESTE DOCUMENTO HAN DE DIRIGIRSE A:

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Grupo 35

S


NORMA EUROPEA EUROPEAN STANDARD NORME EUROPÉENNE EUROPÄISCHE NORM

EN 13384-1 Diciembre 2002

ICS 91.060.40

Versión en español

Chimeneas Métodos de cálculo térmicos y de fluidos dinámicos Parte 1: Chimeneas que se utilizan con un único aparato

Chimneys. Thermal and fluid dynamic calculation methods. Part 1: Chimneys serving one appliance.

Conduits de fumée. Méthodes de calcul thermo-aéraulique. Partie 1: Conduits de fumée ne desservant qu'un seul appareil.

Abgasanlagen. Wärme–und strömungstechnische Berechnungsverfahren. Teil 1: Abgasanlagen mit einer Feuerstätte

Esta norma europea ha sido aprobada por CEN el 2002-10-23. Los miembros de CEN están sometidos al Reglamento Interior de CEN/CENELEC que define las condiciones dentro de las cuales debe adoptarse, sin modificación, la norma europea como norma nacional. Las correspondientes listas actualizadas y las referencias bibliográficas relativas a estas normas nacionales, pueden obtenerse en la Secretaría Central de CEN, o a través de sus miembros. Esta norma europea existe en tres versiones oficiales (alemán, francés e inglés). Una versión en otra lengua realizada bajo la responsabilidad de un miembro de CEN en su idioma nacional, y notificada a la Secretaría Central, tiene el mismo rango que aquéllas. Los miembros de CEN son los organismos nacionales de normalización de los países siguientes: Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Grecia, Irlanda, Islandia, Italia, Luxemburgo, Malta, Noruega, Países Bajos, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza.

CEN COMITÉ EUROPEO DE NORMALIZACIÓN European Committee for Standardization Comité Européen de Normalisation Europäisches Komitee für Normung SECRETARÍA CENTRAL: Rue de Stassart, 36 B-1050 Bruxelles  2002 Derechos de reproducción reservados a los Miembros de CEN.


EN 13384-1:2002

-4-

ÍNDICE Página

ANTECEDENTES ............................................................................................................................

6

1

OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN .........................................................................

7

2

NORMAS PARA CONSULTA..........................................................................................

7

3

TÉRMINOS Y DEFINICIONES.......................................................................................

7

4

SÍMBOLOS, TERMINOLOGÍA Y UNIDADES .............................................................

9

5 5.1 5.2 5.2.1 5.2.2 5.3 5.4 5.5

13 13 14 14 14 15 15

5.6 5.6.1 5.6.2 5.6.3 5.7 5.7.1 5.7.2 5.7.3

MÉTODO DE CÁLCULO ................................................................................................. Principios generales ............................................................................................................ Requisitos de presión .......................................................................................................... Chimeneas de presión negativa (en depresión)................................................................. Chimeneas de presión positiva (en sobrepresión) ............................................................ Requisitos de temperatura ................................................................................................. Procedimiento de cálculo.................................................................................................... Datos de los humos que caracterizan el aparato de calefacción por su potencia térmica nominal .................................................................................................................. Generalidades...................................................................................................................... Caudal másico de humos .................................................................................................... Temperatura de los humos................................................................................................. Tiro mínimo (Pw) para el aparato de calefacción para chimenea de presión negativa..... Presión diferencial máxima del aparato de calefacción (Pwo) para chimenea de presión positiva.................................................................................................................... Datos característicos para el cálculo ................................................................................. Generalidades...................................................................................................................... Valor de la rugosidad (r) .................................................................................................... Resistencia térmica (1/∆) .................................................................................................... Valores para el cálculo........................................................................................................ Temperaturas del aire ........................................................................................................ Presión del aire exterior (pL) .............................................................................................. Constante de los gases.........................................................................................................

5.7.4 5.7.5 5.7.6 5.7.7 5.7.8 5.8 5.8.1 5.8.2 5.8.3 5.9

Densidad del aire exterior (ρL)........................................................................................... Calor específico de los humos (cp)...................................................................................... Temperatura de condensación (Tsp) .................................................................................. Coeficiente corrector de la inestabilidad de temperatura (SH) ....................................... Coeficiente de seguridad de flujo (SE) ............................................................................... Determinación de las temperaturas................................................................................... Generalidades...................................................................................................................... Cálculo del factor de enfriamiento (K) .............................................................................. Coeficiente de transmisión térmica (kb) ............................................................................ Determinación de la densidad y de la velocidad de los humos ........................................

21 21 21 22 22 22 22 23 23 26

5.5.1 5.5.2 5.5.3 5.5.4 5.5.5


16 16 16 17 17 18 18 18 18 18 19 19 21 21

-5-

5.9.1 5.9.2 5.10 5.10.1 5.10.2 5.10.3 5.10.4 5.11 5.11.1 5.11.2 5.11.3 5.11.4 5.12 6 6.1 6.2 6.3 6.3.1 6.3.2 6.4 6.4.1 6.4.2 6.4.3 6.4.4 6.5

EN 13384-1:2002

Densidad de los humos (ρm)................................................................................................ Velocidad de los humos (wm) .............................................................................................. Determinación de las presiones.......................................................................................... Presión a la entrada de los humos en la chimenea ........................................................... Tiro teórico disponible debido al efecto de chimenea (PH) .............................................. Resistencia de presión de la chimenea (PR)....................................................................... Presión del viento (PL) ........................................................................................................ Tiro necesario a la entrada de los humos en la chimenea (Pze) y presión diferencial máxima a la entrada de los humos en la chimenea (Pzoe)................................................. Generalidades...................................................................................................................... Tiro mínimo para el aparato de calefacción (Pw) y presión diferencial máxima del aparato de calefacción (Pwo) ............................................................................................... Resistencia de presión eficaz para el tramo del conducto de unión (PFV) ...................... Resistencia de presión del suministro de aire (PB) ........................................................... Cálculo de la temperatura de la pared interior a la salida del la chimenea (Tiob) ......... AIRE SECUNDARIO PARA CHIMENEAS CON PRESIÓN NEGATIVA ................ Generalidades...................................................................................................................... Método de cálculo ............................................................................................................... Valores básicos para el cálculo del aire secundario ......................................................... Generalidades...................................................................................................................... Cálculos de mezclas............................................................................................................. Presiones .............................................................................................................................. Resistencia de presión para el suministro de aire con aire secundario (PBNL) ............... Tiro necesario para los dispositivos de aire secundario (PNL) ....................................... Resistencia de presión para la parte del tramo de contacto de unión situada antes del dispositivo de aire secundario (PFV1) ............................................................................ Requisito de presión con aire secundario.......................................................................... Requisito de temperatura con aire secundario.................................................................

26 26 26 26 27 27 29 29 29 30 30 32 33 34 34 35 35 35 35 36 36 38 39 39 39

ANEXO A (Informativo)

CÁLCULO DE LA RESISTENCIA TÉRMICA............................

40

ANEXO B (Informativo)

TABLAS.............................................................................................

41

ANEXO C (Informativo)

LA SALIDA DE LA CHIMENEA CON RESPECTO A LOS EDIFICIOS ADYACENTES............................................................

56

CURVAS LÍMITES DE LA CALSIFICACIÓN PARA EL REGULADOR DE TIRO .................................................................

57

BIBLIOGRAFÍA...............................................................................................................................

58

ANEXO D (Informativo)


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-6-

ANTECEDENTES Esta Norma Europea EN 13384-1:2002 ha sido elaborada por el Comité Técnico CEN/TC 166 Chimeneas, cuya Secretaría desempeña UNI. Esta norma europea debe recibir el rango de norma nacional mediante la publicación de un texto idéntico a la misma o mediante ratificación antes de finales de junio de 2003, y todas las normas nacionales técnicamente divergentes deben anularse antes de finales de junio de 2003. Esta norma europea ha sido elaborada bajo un Mandato dirigido a CEN por la Comisión Europea y por la Asociación Europea de Libre Cambio, y sirve de apoyo a los requisitos esenciales de las Directivas europeas. Los anexos A, B, C y D son informativos. Esta norma europea “Chimeneas. Métodos de cálculo térmicos y fluido-dinámicos” consta de dos partes: Parte 1: Chimeneas que se utilizan con un único aparato Parte 2: Chimeneas que prestan servicio a más de un generador de calor. De acuerdo con el Reglamento Interior de CEN/CENELEC, están obligados a adoptar esta norma europea los organismos de normalización de los siguientes países: Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Grecia, Irlanda, Islandia, Italia, Luxemburgo, Malta, Noruega, Países Bajos, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza.


-7-

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1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN Esta norma europea especifica métodos para el cálculo de las características térmicas y fluido-dinámicas de las chimeneas que sirven a un único aparato. Los métodos incluidos en esta parte de esta norma europea son aplicables a chimeneas con presión positiva o negativa, con condiciones de servicio en húmedo o en seco. Esta parte es válida para chimeneas con aparatos de calefacción para combustibles supeditados al conocimiento de las características de los humos que son necesarias para el cálculo. Los métodos de esta parte de esta norma europea son aplicables a las chimeneas con una entrada conectada con un aparato. Los métodos de la parte 2 de esta norma europea son aplicables a chimeneas con múltiples entradas y con una entrada con múltiples aparatos.

2 NORMAS PARA CONSULTA Esta norma europea incorpora disposiciones de otras publicaciones por su referencia, con o sin fecha. Estas referencias normativas se citan en los lugares apropiados del texto de la norma y se relacionan a continuación. Para las referencias con fecha, no son aplicables las revisiones o modificaciones posteriores de ninguna de las publicaciones. Para las referencias sin fecha, se aplica la edición en vigor del documento normativo al que se haga referencia (incluyendo modificaciones). EN 1443:1999 − Chimeneas. Requisitos generales. prEN 1856-1 − Chimeneas. Requisitos para chimeneas metálicas. Parte 1: Productos de chimeneas de sistema. EN 1859 − Chimeneas. Chimeneas metálicas. Métodos de ensayo. EN 13502 − Chimeneas. Terminales de conductos de humos arcillosos/cerámicas. Requisitos y métodos de ensayo. CR 1749 − Esquema europeo para la clasificación de los aparatos a gas que utilizan combustibles gaseosos según la forma de evacuación de los productos de la combustión (tipos).

3 TÉRMINOS Y DEFINICIONES Para los fines de esta norma europea se utilizan los términos y definiciones dados en la Norma EN 1443:1999 y los siguientes. 3.1 potencia térmica o calorífica (Q): Cantidad de calor producida por un aparato de calefacción por cada unidad de tiempo. 3.1.1 potencia térmica nominal (QN): Potencia calorífica continua especificada por el fabricante del aparato de calefacción en relación con combustibles especificados. 3.1.2 intervalo de potencia térmica: Intervalo de potencia por debajo de la potencia térmica nominal especificada por el fabricante sobre el cual puede utilizarse el aparato. 3.2 consumo calorífico (QF): Cantidad de calor que se suministra cada unidad de tiempo al aparato de calefacción por el combustible en base a su poder calorífico interior Hu. 3.3 rendimiento del aparato de calefacción (ηw): Relación entre la potencia térmica (Q) y el consumo calorífico (QF) del aparato.

& : Masa de humos o productos de la combustión del aparato de calefacción a 3.4 caudal másico de los humos (m) través del tubo o tramo de unión por unidad de tiempo.


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3.5 altura efectiva (útil) de la chimenea (H): Diferencia de altura existente entre el eje de la entrada de los humos o productos de la combustión en la chimenea y la salida de ésta. 3.6 altura efectiva del tramo de unión (Hv): Diferencia de altura existente entre el eje de la salida de los humos de la chimenea del aparato de calefacción y el eje de la entrada de los humos en la chimenea. En el caso de chimeneas de hogares abiertos, Hv es la diferencia de altura existente entre la altura del marco superior del hogar y el eje de la entrada de los humos en la chimenea. 3.7 tiro: Valor positivo de la presión negativa en el conducto de humos. 3.8 tiro teórico disponible debido al efecto de chimenea (PH): Diferencia de presión causada por la diferencia de peso entre la columna de aire igual a la altura efectiva exterior de una chimenea y la columna de humos igual a la altura efectiva o útil en el interior de la chimenea. 3.9 resistencia de presión de la chimenea (PR): Presión que es necesaria para vencer la resistencia del caudal másico de los humos que existe cuando se transportan éstos a través de la chimenea. (Es decir, es la caída de presión provocada por la resistencia al movimiento de los humos en la chimenea). 3.10 presión del viento (PL): Presión generada sobre la chimenea debido al viento. 3.11 tiro en la entrada de los humos en la chimenea (Pz): Diferencia entre el tiro teórico a la altura del eje de la entrada de los humos en la chimenea y la resistencia de presión en el conducto de humos a la misma altura. 3.12 tiro mínimo para el aparato de calefacción (Pw): Diferencia entre la presión estática del aire de la sala de instalación del aparato de calefacción y la presión estática de los humos en la salida de la chimenea del aparato, que es necesario mantener para el correcto funcionamiento del aparato de calefacción. 3.13 resistencia de presión efectiva del tramo de unión (PFV): Diferencia de presión estática que existe entre el eje de la entrada del tramo del conducto de conexión y el eje de la salida de la chimenea, debido al tiro teórico y a la resistencia de presión. 3.14 resistencia de presión efectiva del suministro de aire (PB): Diferencia existente entre la presión estática en el aire libre y la presión estática del aire en la sala de instalación del aparato de calefacción a la misma altura. 3.15 tiro necesario a la entrada de los humos en la chimenea (Pze):Suma del tiro mínimo requerido para el aparato de calefacción y el tiro necesario para vencer la resistencia de presión efectiva del tramo de unión y la resistencia de presión efectiva del suministro o alimentación de aire. 3.16 presión positiva a la entrada de los humos en la chimenea (Pzo): Suma de la diferencia entre la resistencia de presión y el tiro teórico de la chimenea y la presión por la velocidad del viento. 3.17 presión diferencia máxima del aparato de calefacción (Pwo): Diferencia máxima entre la presión estática de los humos a la salida de la chimenea del aparato y la presión estática del aire en la entrada al aparato de calefacción especificada para su funcionamiento correcto. 3.18 presión diferencial máxima a la entrada de los humos en la chimenea (Pzoe): Diferencia entre la presión diferencial máxima del aparato de calefacción y la suma de la resistencia de presión efectiva del tramo del conducto de unión y la resistencia de presión efectiva del suministro de aire.


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3.19 aire secundario: Aire ambiente que se añade a los humos adicionalmente al caudal másico nominal de los humos. 3.20 dispositivo de aire secundario: Un registro regulador de tiro o un desviador de tiro. 3.21 registro regulador del tiro: Componente que suministra automáticamente aire ambiente para la chimenea, el tramo del conducto de unión o el aparato de calefacción. 3.22 desviador del tiro: Dispositivo, situado en el paso de los productos de la combustión del aparato de calefacción, previsto para mantener la calidad de la combustión dentro de ciertos límites y mantener la combustión estable ciertas condiciones de tiro ascendente y tiro descendente. 3.23 límite de temperatura de la pared interior (Tg): Temperatura mínima permitida para la pared interior de la salida de la chimenea.

4 SÍMBOLOS, TERMINOLOGÍA Y UNIDADES Los símbolos que se dan en este capítulo pueden completarse mediante uno o más exponentes para indicar posición o materiales si es necesario

Tabla 1 Símbolos, terminología y unidades Símbolo

Terminología

Unidades

A

área o superficie de la sección transversal

m2

c

capacidad de calor específico

J/(kg·K)

cp

capacidad de calor específico de los humos

J/(kg·K)

d

espesor de la sección

m

D

diámetro

m

Dh

diámetro hidráulico

m

H

altura efectiva de la chimenea

m

k

coeficiente de transmisión del calor

W/(m2.K)

K

factor de enfriamiento

–

L

longitud

m

m&

caudal másico de humos

kg/s

Nu

número de Nusselt

–

p

presión estática

Pa

(Continúa)


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- 10 -

Tabla 1 (Continuación) Símbolos, terminología y unidades Símbolo

Terminología

Unidades

pL

presión del aire exterior

Pa

PB

resistencia o caída de presión del suministro de aire para un caudal másico de humos

Pa

PE

resistencia de presión debido a la fricción y a la resistencia por la forma de la chimenea

Pa

PFV

resistencia de presión efectiva del tramo del conducto de unión

Pa

PG

diferencia de presión causada por cambios de la velocidad de los humos en la chimenea

Pa

PH

tiro teórico disponible debido al efecto-chimenea

Pa

PHV

tiro teórico disponible debido al efecto-chimenea del tramo de unión

Pa

PL

presión (por la velocidad) del viento

Pa

PNL

tiro necesario para los dispositivos de aire secundario

Pa

PR

resistencia o caída de presión de la chimenea

Pa

PRV

resistencia de presión del tramo del conducto de unión

Pa

PW

tiro mínimo para el aparato de calefacción

Pa

PWO

presión diferencial máxima del aparato de calefacción

Pa

PZ

tiro a la entrada de los humos en la chimenea

Pa

PZe

tiro necesario a la entrada de los humos en la chimenea

Pa

PZO

presión positiva a la entrada de los humos en la chimenea

Pa

PZOe

presión diferencial máxima a la entrada de los humos en la chimenea

Pa

Pr

número de Prandtl

–

Q

potencia térmica o calorífica

kW

QF

consumo o gasto calorífico

kW

QN

potencia térmica nominal

kW

r

valor medio de la rugosidad de la pared interior

m

R

constante de gases de los humos

J/(kg·K)

RL

constante de gases del aire

J/(kg·K)

(Continúa)


- 11 -

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Tabla 1 (Continuación) Símbolos, terminología y unidades Símbolo

Terminología

Unidades

Re

número de Reynolds

–

s

sección transversal

m

SE

factor de seguridad de flujo

–

SH

factor de corrección para la inestabilidad de temperatura

–

t

temperatura

ºC

T

temperatura, absoluta

K

Tg

límite de temperatura

K

Tio

temperatura de la pared interior a la salida de la chimenea

K

Tiob

temperatura de la pared interior a la salida de la chimenea al régimen de temperatura

K

TL

temperatura del aire exterior

K

Tm

temperatura media de los humos

K

Tp

punto de rocío del agua

K

Tsp

temperatura de condensación

K

Tu

temperatura del aire ambiente

K

Tub

temperatura del aire ambiente de la sala de caldera

K

Tuh

temperatura del aire ambiente para las zonas calentadas

K

Tuo

temperatura del aire ambiente a la salida de la chimenea

K

Tul

temperatura del aire ambiente para zonas exteriores al edificio

K

Tuu

temperatura del aire ambiente para zonas sin calentar dentro de la vivienda

K

TW

temperatura de los humos del aparato

K

TWN

temperatura de los humos del aparato a la potencia térmica nominal

K

TWmin

temperatura de los humos del aparato a la potencia térmica más baja posible

K

U

parámetro del segmento interior de la chimenea

m

w

velocidad media dentro de una sección transversal

m/s

(Continúa)


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- 12 -

Tabla 1 (Fin) Símbolos, terminología y unidades Símbolo

Terminología

Unidades

wm

velocidad media sobre una longitud definida

m/s

y

valor de forma

–

z

altitud sobre el nivel del mar

m

α

coeficiente de transmisión del calor

W/(m2·K)

β

relación entre el caudal másico del aire de combustión y el caudal másico de los humos

–

γ

ángulo entre las direcciones del flujo

º

δ

espesor de la pared

m

ζ

coeficiente de resistencia al flujo (pérdida de presión) debida a un cambio de dirección y/o de sección transversal y/o de caudal másico en el conducto de humos

–

η

viscosidad dinámica

N⋅s/m

ηW

rendimiento del aparato de calefacción

–

ηWN

rendimiento del aparato de calefacción a la potencia térmica nominal

–

λ

coeficiente de conductividad térmica

W/(m·K)

ρ

densidad

kg/m3

ρL

densidad del aire exterior

ρm

densidad media de los humos promediada sobre una longitud definida y sobre la sección transversal

kg/m

σ (CO2)

concentración volumétrica de CO2

%

σ (H2O)

concentración volumétrica de H2O (vapor de agua)

%

Ψ

coeficiente de resistencia al flujo (pérdida de presión) debido a la fricción en el conducto de humos

–

resistencia térmica

m ·K/W

F 1I H ΛK


2

3

2

- 13 -

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Tabla 2 Subíndices adicionales Símbolo

Terminología

Unidades

a

exterior

–

A

humos

–

b

condición de temperatura de régimen

–

B

aire de combustión

–

e

entrada

–

G

cambio de velocidad

–

i

interior

–

L

aire libre (exterior)

–

m

valor medio

–

M

mezcla

–

n

indicador de conteo

–

N

valor nominal

–

NL

aire secundario

–

o

salida de la chimenea

–

O

presión positiva

–

tot

totalizado sobre todas las secciones (tramos)

–

u

aire ambiente

–

V

tramo del conducto de unión

–

W

aparato de calefacción

–

5 MÉTODO DE CÁLCULO 5.1 Principios generales

El cálculo de las dimensiones interiores (sección transversal) de las chimeneas con presión negativa (depresión) se basa en los tres criterios siguientes: − el tiro a la entrada de los humos en la chimenea debe ser igual o mayor que el tiro necesario a la entrada de los humos en la chimenea; − el tiro a la entrada de los humos en la chimenea debe ser igual o mayor que la resistencia de presión efectiva del suministro de aire; − la temperatura de la pared interior en la salida del conducto de humos de la chimenea debe ser igual o mayor que el límite de temperatura.


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- 14 -

El cálculo de las dimensiones interiores (sección transversal) de las chimeneas sometidas a presión positiva (sobrepresión) se basa en los tres criterios siguientes: − la comparación entre la presión positiva a la entrada de los humos en la chimenea debe ser igual o inferior que la presión diferencia máxima a la entrada de los humos en la chimenea; − la presión positiva en el tramo del conducto de unión y en la chimenea no debe ser mayor que la sobrepresión para la que se han diseñado ambos conductos; − la temperatura de la pared interior a la salida del conducto de humos de la chimenea debe ser igual o mayor que el límite de temperatura. Con el fin de verificar dichos criterios se utilizan dos series de condiciones exteriores: − el cálculo de la presión (tiro) se hace con condiciones para las cuales la capacidad de la chimenea es mínima (es decir, temperatura exterior alta); y también − el cálculo de la temperatura de la pared interior se hace con condiciones para las cuales la temperatura interior de la chimenea es mínima (es decir, temperatura exterior baja). 5.2 Requisitos de presión 5.2.1 Chimeneas de presión negativa (en depresión). Deben verificarse las relaciones siguientes:

PZ = PH - PR - PL ≥ PW + PFV + PB = PZe

en Pa

(1)

PZ ≥ P B

en Pa

(2)

donde PB

es la resistencia de presión (caída de presión) efectiva del suministro de aire (véase el apartado 5.11.3), en Pa;

PFV

es la resistencia de presión efectiva del tramo del conducto de unión, en Pa;

PH

es el tiro teórico disponible debido al efecto de chimenea, en Pa;

PL

es la presión del viento, en Pa;

PR

es la resistencia de presión de la chimenea, en Pa;

PW

es el tiro mínimo para el aparato de calefacción, en Pa;

PZ

es el tiro a la entrada de los humos en la chimenea (véase el apartado 5.10), en Pa;

PZe

es el tiro necesario a la entrada de los humos en la chimenea (véase el apartado 5.11), en Pa.

5.2.2 Chimeneas de presión positiva (en sobrepresión). Deben verificarse las relaciones siguientes:

PZO = PR - PH + PL ≤ PWO - PB - PFV = PZOe

en Pa

(3)

PZO ≤ PZ excess

en Pa

(4)

PZO + PFV ≤ PZV excess

en Pa

(5)


- 15 -

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donde PWO

es la presión diferencial máxima del aparato de calefacción, en Pa;

PZO

es la presión positiva a la entrada de los humos en la chimenea, en Pa;

PZOe

es la presión diferencial máxima a la de los humos en la chimenea, en Pa;

PZ excess es la presión máxima admisible de la designación de la chimenea, en Pa; PR

es le resistencia de presión de la chimenea, en Pa.

5.3 Requisitos de temperatura

Debe verificarse la relación siguiente: Tiob ≥ Tg

en K

(6)

donde Tiob

es la temperatura de la pared interior en la salida de la chimenea al régimen de temperatura, en K;

Tg

es el límite de temperatura, en K.

Si la chimenea tiene un aislamiento adicional por encima del tejado, debe verificarse también la relación siguiente: Tirb ≥ Tg

en K

(7)

donde Tirb

es la temperatura de la pared interior inmediatamente antes del aislamiento adicional, en K.

El límite de temperatura Tg de las chimeneas con condiciones de funcionamiento en seco debe tomarse igual a la temperatura de condensación de los humos Tsp (véase el apartado 5.7.6). Los límites de temperatura Tg de las chimeneas con condiciones de funcionamiento en húmedo deben tomarse igual a 273,15 K, que previene la formación de hielo en la salida de la chimenea. NOTA − La comparación de la temperatura de la pared interior antes del aislamiento adicional Tirb con la temperatura límite admisible de los humos Tg no es necesaria si el valor de la resistencia térmica del aislamiento adicional no supera 0,1 (m2 K)/W.

Para las chimeneas que funcionan en condiciones húmedas, la comparación no es necesaria si el valor de la temperatura del aire ambiente inmediatamente antes del aislamiento adicional es ≥ 0 ºC. 5.4 Procedimiento de cálculo

Para el cálculo de los valores de la presión y la temperatura para las relaciones de las ecuaciones (1), (2), (3), (4), (5) y (6), deben calcularse los valores de los datos de los humos, de acuerdo con el apartado 5.5, que caracterizan el aparato. Los datos especificados en el apartado 5.6 deben obtenerse para la chimenea y su tramo de conducto de unión. Los apartados 5.7 a 5.11 proporcionan los cálculos necesarios para finalizar los cálculos térmicos y fluido-dinámicos del conducto de humos de la chimenea. Las fórmulas del apartado 5.7 proporcionan el cálculo de los datos básicos que son necesarios para los cálculos posteriores.


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- 16 -

En los apartados 5.5.2 y 5.8 se recogen las fórmulas para los cálculos de temperaturas correspondientes. Las fórmulas para la densidad de los humos y su velocidad se recopilan en el apartado 5.9. El procedimiento descrito en los apartados 5.10 y 5.11 debe utilizarse para validar o comprobar el requisito de la presión. El procedimiento descrito en el apartado 5.12 debe emplearse para validar el requisito de temperatura. La validación de los requisitos de presión y de temperatura debe realizarse por duplicado: − para la potencia térmica nominal del aparato de calefacción; − para el valor más bajo del intervalo de potencia térmica que está indicado por el fabricante del aparato de calefacción. Si no se cumplen los requisitos de temperatura dados en las ecuaciones (6) y (7) para las chimeneas con presión negativa, la validación de la condición de temperatura puede realizarse ocasionalmente teniendo en cuenta el aire secundario adicional a los humos de acuerdo con el capítulo 6. 5.5 Datos de los humos que caracterizan el aparato de calefacción por su potencia térmica nominal 5.5.1 Generalidades. Para el cálculo de los valores de temperaturas y presiones, deben obtenerse los datos correspondientes de los humos que caracterizan el aparato de calefacción o generador, y que consisten en el caudal másico de los humos, la temperatura de los humos y el tiro mínimo requerido para el aparato de calefacción o la presión diferencial máxima del aparato de calefacción. Adicionalmente, debe especificarse el tipo de combustible suministrado, la concentración volumétrica de CO2 de los humos y la geometría del tramo del conducto de unión.

En la tabla B.1 se dan datos típicos para algunos comestibles. En las tablas B.2 y B.3 se dan datos típicos para algunos aparatos de calefacción. 5.5.2 Caudal másico de humos 5.5.2.1 Caudal másico de los humos a la potencia térmica nominal del aparato de calefacción. Para el cálculo de los valores de presión y de temperaturas de acuerdo con las relaciones de las ecuaciones (1), (2), (3), (4), (5) y (6), debe obtenerse el caudal másico de los humos en las condiciones de potencia térmica nominal del aparato de calefacción.

Si no hay datos disponibles, el caudal másico de los humos y la concentración volumétrica de CO2 pueden determinarse a partir de las fórmulas que se dan en las tablas B.1, B.2 o B.3. Si la chimenea está conectada a un aparato de calefacción policombustible, el cálculo y el dimensionamiento deberían realizarse considerando todos los combustibles utilizables por el aparato. En el caso de aparatos de calefacción con un desviador del tiro, debe utilizarse el caudal másico de los humos aguas abajo del desviador del tiro. El caudal másico de los humos m& de una posición de hogar abierto depende de su abertura. Para el cálculo, se utiliza la fórmula siguiente: m& = fmf ⋅ AF

en kg/s

donde fmf

es el coeficiente de caudal másico de una posición de hogar abierto, en kg/(sm2);

Af

es la sección transversal de la abertura de la posición de hogar abierto, en m2.


(8)

- 17 -

EN 13384-1:2002

Para los hogares abiertos con una altura de abertura menor o igual que su anchura fmf = 0,139 kg/(s⋅m2). Para los hogares abiertos con una altura de abertura mayor que su anchura fmf = 0,167 kg/(s⋅m2). El contenido de CO2 de los humos para los hogares abiertos puede tomarse como σ (CO2) = 1%. 5.5.2.2 Caudal másico de los humos a la potencia térmica más baja admisible. Si el aparato de calefacción está diseñado para funcionar en condiciones modulantes, debe realizarse una comprobación adicional del requisito de presión y de temperatura del caudal másico de los humos a la potencia térmica más baja posible y admisible del aparato de calefacción.

Si el fabricante no proporciona datos de los humos para la potencia térmica más baja, se utiliza un caudal másico igual a un tercio del caudal másico de los humos a la potencia térmica nominal. 5.5.2.3 Caudal másico de los humos con aire secundario. Si se suministra aire secundario por un registro regulador de tiro o un desviador del tiro, el caudal de aire debe calcularse de acuerdo con el apartado 6.3 dependiendo de la diferencia real de la presión en la sala de instalación del aparato de calefacción y en la chimenea o en el tramo del conducto de unión. 5.5.3 Temperatura de los humos 5.5.3.1 Temperatura de los humos a la potencia térmica nominal (TWN). La temperatura de los humos a la potencia térmica nominal TWN debe obtenerse del fabricante del aparato de calefacción. En el caso de aparatos de calefacción con un desviador del tiro, debe utilizarse la temperatura de los humos aguas abajo del desviador del tiro.

Si el fabricante proporciona datos que muestran la temperatura de los humos aguas abajo del desviador del tiro en relación con el tiro, dichos datos deben utilizarse para el cálculo. Si no se conoce la temperatura de los humos TWN de los hogares abiertos, debería utilizarse un valor de tWN = 80 ºC (TWN = 353,15 K). 5.5.3.2 Temperatura de los humos a la potencia térmica más baja posible (TWmin). La temperatura de los humos más baja de diseño TWmin debe obtenerse del fabricante del aparato de calefacción. Si este dato no está disponible, utilizar como temperatura de los humos 2/3 del valor de la temperatura de los humos en ºC a la potencia térmica nominal. 5.5.4 Tiro mínimo (PW) para el aparato de calefacción para chimenea de presión negativa. Para el cálculo de una chimenea con presión negativa (depresión), el valor del tiro mínimo para el aparato de calefacción (PW) debe obtenerse del fabricante de éste.

Si no están disponibles, los valores correspondientes al tiro mínimo para el aparato de calefacción deberían seleccionarse de las normas de producto respectivas para los aparatos de calefacción. Si no se dispone de valores para calderas, véase la tabla B.2. Si el valor disponible del tiro mínimo es un número negativo (lo que implica un funcionamiento a presión positiva), debe utilizarse en los cálculos un valor de PW = O. Si no se dispone de datos válidos del fabricante para el desviador del tiro, para los aparatos que consumen gas designados como B1 de acuerdo con el Informe Técnico CR 1749, se utiliza un valor de 3 Pa para el tiro mínimo y se utiliza el valor de 10 Pa para todos los demás aparatos que consumen combustibles gaseosos equipados con un desviador del tiro. El tiro mínimo PW para el funcionamiento de hogares abiertos debería calcularse con el caudal másico de los humos y la sección transversal de la salida a la chimenea del hogar abierto. El tiro teórico disponible debido al efecto de chimenea en el hogar y en el colector de humos debería despreciarse. La resistencia local en el colector de humos (recolector) se tiene en cuenta utilizando un coeficiente de seguridad de flujo SE = 1,5.


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- 18 -

PW =

m& 2 2 2 ⋅ ρ W ⋅ AW

⋅ SE

en Pa

(9)

donde m&

es el caudal másico de los humos, en kg/s

SE

es el coeficiente de seguridad de flujo;

ρW

es la densidad de los humos en la salida de la chimenea del hogar abierto, en kg/m3;

AW

es la sección transversal de la salida de la chimenea del hogar abierto, en m2.

5.5.5 Presión diferencial máxima del aparato de calefacción (PWO) para chimenea de presión positiva. Para el cálculo de una chimenea que funciona en sobrepresión, el valor de la presión diferencial máxima PWO para el aparato de calefacción debe proporcionarlo el fabricante de éste. 5.6 Datos característicos para el cálculo 5.6.1 Generalidades. Con el fin de calcular los valores de presión y de temperatura correspondientes, deben determinarse la rugosidad de la pared interior y la resistencia térmica del tramo de conducto de unión y la chimenea. 5.6.2 Valor de la rugosidad (r). El valor medio de la rugosidad de la pared interior debe proporcionarlo el fabricante del producto. El valor medio de la rugosidad de los forros interiores de los materiales normalmente utilizados se lista en la tabla B.4. 5.6.3 Resistencia térmica (1/Λ). La resistencia térmica 1/Λ de la chimenea del sistema debe proporcionársela el fabricante del producto. La resistencia 1/Λ de los componentes debe proporcionarla el fabricante del producto y debería incluir los efectos de los puentes térmicos (por ejemplo, juntas). NOTA − Los cálculos que implican resistencia térmica para componentes y/o chimeneas industrializadas deberían realizarse, normalmente, empleando valores obtenidos a la temperatura media de servicio. Puede utilizarse el valor de la resistencia térmica a la temperatura de diseño.

Para chimeneas fabricadas con paredes múltiples, la resistencia térmica debe determinarse aplicando la fórmula siguiente:

F 1 I = D ∑ LMF 1 I H ΛK MNH Λ K h

n

n

1 Dh,n

OP PQ

en m2⋅K/W

(10)

donde Dh

es el diámetro hidráulico interior, en m;

Dh,n

es el diámetro hidráulico del interior de cada capa, en m;

F 1I H ΛK

es la resistencia térmica de una envolvente de tubería, referida a su superficie interior, en m2⋅K/W. n

Cuando no se conocen los datos específicos para los componentes individuales, la resistencia térmica puede determinarse de acuerdo con el anexo A. La resistencia térmica de espacios de aire cerrados se da en la tabla B.6.


- 19 -

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5.7 Valores para el cálculo 5.7.1 Temperaturas del aire 5.7.1.1 Generalidades. En chimeneas que pasan a través de zonas calentadas, debe hacerse una distinción entre la temperatura del aire exterior y las temperaturas del aire ambiente. 5.7.1.2 Temperatura del aire exterior (TL). La temperatura del aire exterior TL debe tomarse igual a la temperatura máxima del aire exterior a la que está previsto utilizar la chimenea.

La temperatura del aire exterior TL para sistemas de calefacción se calcula habitualmente utilizando 288,15 K (tL = 15 ºC). Pueden utilizarse otros valores de TL que se basen en datos nacionales aceptados. 5.7.1.3 Temperatura del aire ambiente (Tu). Para comprobar que se cumple el requisito de presión debe utilizarse la temperatura del aire ambiente Tu = TL. Para comprobar que se cumple el requisito de temperatura deben utilizarse los valores siguientes de las temperaturas del aire ambiente Tu.

− para chimeneas sin espacios de aire ventilados: Tuo = 258,15 K

( t uo = -15 ºC)

para chimeneas que funcionan en condiciones húmedas

Tuo = 273,15 K

( t uo = 0 ºC)

para chimeneas que funcionan en condiciones secas

Tub = 288,15 K

( t ub = 15 ºC)

Tuh = 293,15 K

( t uh = 20 ºC)

Tul = Tuo

( t ul = t uo )

Tuu = 273,15 K

( t uu = 0 ºC)

− para chimeneas (incluidas las chimeneas forradas de nuevo) con espacios de aire ventilados en la misma dirección que los humos: Tuo = 258,15 K

( t uo = -15 ºC)

para chimeneas que funcionan en condiciones húmedas si la altura de la zona sin calentar por el interior y el exterior del edificio supera los 5 m

Tuo = 273,15 K

( t uo = 0 ºC)

para chimeneas que funcionan en condiciones secas y para chimeneas que funcionan en condiciones húmedas si la altura de la zona sin calentar por el interior y por el exterior del edificio no supera los 5 m

Tub = 288,15 K

( t ub = 15 ºC)

Tuh = 293,15 K

( t uh = 20 ºC)

Tul = 288,15 K

( t ul = 15 ºC)

si la altura de la zona sin calentar interior, y la exterior, al edificio no supera los 5 m

Tul = Tuo

( t ul = t uo )

si la altura de la zona sin calentar interior, y la exterior, al edificio supera los 5m

Tuu = 288,15 K

( t uu = 15 ºC)

si la altura de la zona sin calentar interior al edificio y la exterior al mismo no superan los 5 m

Tuu = 273,15 K

( t uu = 0 ºC)

si la altura de la zona sin calentar interior al edificio y la exterior al mismo superan los 5 m


EN 13384-1:2002

- 20 -

− para chimeneas con espacios de aire ventilados que se ventilan en dirección contraria a la de los humos: Tuo = 258,15 K

( t uo = -15 ºC)

para chimeneas que funcionan en condiciones húmedas

Tuo = 273,15 K

( t uo = 0 ºC)

para chimeneas que funcionan en condiciones secas

Tub = 273,15 K

( t ub = 0 ºC)

Tuh = 273,15 K

( t uh = 0 ºC)

Tul = 273,15 K

( t ul = 0 ºC)


Tul = Tuo

( t ul = t uo )


Tuu = 273,15 K

( t uu = 0 ºC)


Tuu = Tuo

( t uu = t uo )


Pueden utilizarse otros valores que se basen en datos nacionales admitidos. Las partes de la chimenea que están en zonas con temperaturas del aire ambiente diferentes deberían calcularse indistintamente, en tramos o secciones con la misma temperatura ambiente o bien la temperatura del aire ambiente correspondiente a las partes de la superficie exterior se determina para el cálculo aplicando la fórmula siguiente:

Tu =

bT

ub

g b

g b

g b

⋅ Aub + Tuh ⋅ Auh + Tuu ⋅ Auu + Tul ⋅ Aul

g

Aub + Auh + Auu + Aul

en K

donde Tuo

es la temperatura del aire ambiente a la salida de la chimenea, en K;

Tub

es la temperatura del aire ambiente a la salida para la sala de caldera, en K;

Tuh

es la temperatura del aire ambiente a la salida para zonas calentadas, en K;

Tul

es la temperatura del aire ambiente a la salida para zonas exteriores al edificio, en K;

Tuu

es la temperatura del aire ambiente a la salida para zonas sin calentar dentro del edificio, en K;

Aub

es el área de la superficie exterior de la chimenea en la sala de caldera, en m2;

Auh

es el área de la superficie exterior de la chimenea en zonas calentadas, en m2;

Aul

es el área de la superficie exterior de la chimenea exterior al edificio, en m2;

Auu

es el área de la superficie exterior de la chimenea en zonas sin calentar interiores al edificio, en m2.


(11)

- 21 -

EN 13384-1:2002

NOTA − Si las partes de la superficie exterior de la chimenea sin retro-ventilación en zonas exteriores al edificio y las zonas sin calentar no superan ¼ de la superficie exterior total de la chimenea, la temperatura del aire ambiente Tu puede tomarse igual a 288,15 K (tu = 15 ºC). Si la altura de las chimeneas con espacios de aire ventilados en la misma dirección que los humos en las zonas exteriores al edificio y en las zonas sin calentar no supera los 5 m, la temperatura del aire ambiente Tu puede tomarse igual a 288,15 K (tu =15 ºC). Si la altura de las chimeneas con espacios de aire ventilados en dirección contraria a la de los humos en las zonas exteriores al edificio y en las zonas sin calentar no supera 5 m, la temperatura del aire ambiente Tu puede tomarse igual a 273,15 K (tu = 0 ºC).

5.7.2 Presión del aire exterior (pL). La presión del aire exterior pL debe determinarse como sigue, dependiendo de la altitud sobre el nivel del mar, aplicando la fórmula siguiente:

pL = 97000 ⋅ e (- g⋅z )/( RL TL )

en Pa

(12)

donde g

es la aceleración de la gravedad = 9,81 m/s2;

RL

es la constante gaseosa del aire, en J/(kg K);

TL

es la temperatura del aire exterior, en K;

z

es la altitud sobre el nivel del mar, en m;

97000 es la presión del aire exterior a nivel del mar corregida para la influencia climática, en Pa. 5.7.3 Constante de los gases 5.7.3.1 Constante de los gases para el aire (RL). La constante de los gases para el aire RL debe tomarse igual a 288 J/(kg K) (contenido de agua σ(H2O) como una fracción volumétrica del 1,1%). 5.7.3.2 Constante de los gases para los humos (R). La constante de los gases para los humos R deben determinarse aplicando las fórmulas de las tablas B.1 y B.3. 5.7.4 Densidad del aire exterior (ρL). La densidad del aire exterior ρL debe calcularse aplicando la fórmula siguiente:

ρL =

pL RL . TL

en kg/m3

(13)

donde pL

es la presión del aire exterior, en Pa;

RL

es la constante de los gases para el aire, en J/(kg⋅K);

TL

es la temperatura del aire exterior, en K.

5.7.5 Calor específico de los humos (cp). La capacidad de calor específico de los humos cp debe calcularse aplicando las fórmulas dadas en las tablas B.1 y B.4. 5.7.6 Temperatura de condensación (Tsp). Para los combustibles gaseosos y el gasóleo doméstico de calefacción, la temperatura de condensación Tsp de los humos debe identificarse por el punto de rocío del agua Tp. En estos casos: Tsp = Tp


(14)

EN 13384-1:2002

- 22 -

El punto de rocío del agua Tp de los humos para diferentes combustibles concentraciones en volumen de CO2 en los humos debe calcularse aplicando las fórmulas (B.5), (B.6) y (B.7). Para el carbón, fuelóleos residuales (para calderas) y maderas combustibles, la temperatura de condensación de los humos es el punto de rocío ácido Tsp. En estos casos: Tsp = Tp + ∆Tsp

(15)

Para el coque y el fuelóleo residual (para calderas), la subida del punto de rocío a través del trióxido de azufre en los humos (∆Tsp) puede calcularse aplicando la fórmula de la tabla B.1. Para la determinación exacta del punto de rocío ácido, se requiere conocer la conversión del dióxido de azufre en trióxido de azufre (factor de conversión Kf). Como valor aproximado, puede suponerse que la concentración volumétrica del trióxido de azufre (SO3) es aproximadamente el 2% de la del dióxido de azufre (SO2). Para los leños de madera, el aumento del punto de rocío (∆Tsp) para tener en cuenta la condensación de ácido debería ser de 15 K.

∆Tsp = 15 K 5.7.7 Coeficiente corrector de la inestabilidad de temperatura (SH). El coeficiente correcto SH para la inestabilidad de temperatura debe ser 0,5. 5.7.8 Coeficiente de seguridad de flujo (SE). Para las chimeneas que funcionan en depresión, el coeficiente de seguridad que debe usarse es SE = 1,5, excepto que debe utilizarse un valor de 1,2 para aparatos controlados estrictamente e instalaciones de chimeneas, y para los aparatos estancos en sala con quemadores de tiro forzado.

Para las chimeneas que funcionan en sobrepresión, el coeficiente de seguridad SE debe ser un valor de 1,2 como mínimo. 5.8 Determinación de las temperaturas 5.8.1 Generalidades. Para comprobar que se cumplen los requisitos de presión y de temperatura, deben determinarse la temperatura media de los humos y la temperatura de los humos a la salida de la chimenea.

La temperatura media de los humos Tm debe calcularse aplicando la fórmula siguiente: Tm = Tu +

Te − Tu ⋅ 1 − e−K K

e

j

en K

(16)

La temperatura media de los humos a la salida de la chimenea To debe calcularse aplicando la fórmula siguiente: To = Tu + (Te − Tu ) ⋅ e − K

en K

(17)

La temperatura media de los humos en el tramo de unión Tm debe calcularse aplicando la fórmula siguiente: TmV = Tu +

TW − Tu ⋅ 1 − e − KV KV

e

j


en K

(18)

- 23 -

EN 13384-1:2002

La temperatura media de los humos a la entrada de la chimenea Te debe calcularse aplicando la fórmula siguiente: Te = Tu + (TW − Tu ) ⋅ e − KV

en K

(19)

donde K

es el factor de enfriamiento (véase el apartado 5.8.1);

KV

es el factor de enfriamiento del tramo del conducto de unión (véase el apartado 5.8.1);

Te

es la temperatura de los humos a la entrada de la chimenea, en K;

Tu

es la temperatura del aire ambiente (véase el apartado 5.7.1.2), en K;

TW

es la temperatura de los humos del aparato de calefacción, en K.

5.8.2 Cálculo del factor de enfriamiento (K). El factor de enfriamiento K debe calcularse aplicando la fórmula siguiente:

K=

U ⋅k ⋅ L m& ⋅ cp

(20)

donde

cp

es el calor específico de los humos (véase el apartado 5.7.5), en J/(kg.K);

k

es el coeficiente de transmisión del calor (véase el apartado 5.8.2) en W/ (m2⋅K).

L

es la longitud de la chimenea, en m;

m&

es el caudal másico de los humos (véase el apartado 5.5.1), en kg/s;

U

es la circunferencia interior de la chimenea, en m.

Para el factor de enfriamiento Kv del tramo del conducto de unión, debe utilizarse los parámetros correspondientes para dicho tramo. 5.8.3 Coeficiente de transmisión de calor (kb) 5.8.3.1 Generalidades. El coeficiente de transmisión de calor de calor de la chimenea al régimen de temperatura kb debe calcularse aplicando la fórmula siguiente:

kb =

1

e j

Dh 1 1 αi + Λ + D ⋅ αa ha

en W/(m2⋅K)

(21)

El coeficiente de transmisión de calor de la chimenea fuera del régimen de temperatura k debe calcularse aplicando la fórmula siguiente:

1

k= 1 α i + SH

D O L ⋅ Me 1 j + D ⋅ α P Λ Q N h

ha

a


en W/(m2⋅K)

(22)

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- 24 -

donde Dh


Dha

es el diámetro hidráulico exterior, en m;

SH

es el coeficiente de corrección para la inestabilidad de temperatura (véase el apartado 5.7.7);

αa

es el coeficiente exterior de transmisión de calor (véase el apartado 5.8.2.2), en W/(m2. K);

αi

es el coeficiente interior de transmisión de calor (véase el apartado 5.8.2.1), en W/(m2. K);

F 1I H ΛK

es la resistencia térmica (véase 5.6.2), en m2⋅K/W.

5.8.3.2 Coeficiente interior de transmisión de calor (αi). El coeficiente de transferencia de calor en la chimenea αi debe calcularse aplicando la fórmula siguiente:

αi =

λ A ⋅ Nu Dh

en W/(m2⋅K)

(23)

donde Dh


Nu

es el número de Nusselt;

λA

es el coeficiente de conductividad térmica de los humos, en W/(m⋅K).

El coeficiente de conductividad térmica de los humos λA debe calcularse en función de la temperatura media de los humos aplicando la fórmula de las tablas B.1 y B.8 del anexo B. El número de Nusselt medio sobre la altura de la chimenea debe calcularse aplicando la fórmula siguiente:

Nu =

FG ψ IJ Hψ K

0,67

LM F D I OP MN H L K QP

⋅ 0,0214 ⋅ (Re 0,8 − 100) ⋅ Pr 0,4 ⋅ 1 +

smooth

0,67

h tot

(24)

donde Dh


Ltot

es la longitud total desde la entrada de los humos en la chimenea hasta la salida de la chimenea (Ltot v es válido análogamente para el tramo del conducto de unión: longitud efectiva total desde la conexión de los humos en la chimenea) en m;

Pr

es el número de Prandtl;

Re

es el número de Reynods;

ψ

es el coeficiente de la resistencia al flujo debido a la fricción para un flujo hidráulicamente rugoso (véase el apartado 5.10.2.2);

ψsmooth es el coeficiente de la resistencia al flujo debido a la fricción para un flujo hidráulicamente liso (véase el apartado 5.10.2.2 para r = 0).


- 25 -

La fórmula puede utilizarse para 2 300 < Re < 10 000 000 y

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FG ψ IJ < 3 así como para 0,6 < Pr < 1,5. Hψ K smooth

Para una velocidad media de los humos wm < 0,5 m/s, tomar el número de Nusselt apropiado para wm = 0,5m/s. Para números de Reynolds inferiores a 2 300, tomar el número de Nusselt apropiado para Re = 2 300. El número de Prandtl Pr debe calcularse aplicando la fórmula siguiente:

Pr =

η A ⋅ cp λA

(adimensional)

(25)

(adimensional)

(26)

El número de Reynolds Re debe calcularse aplicando la fórmula siguiente: Re =

wm ⋅ Dh ⋅ ρ m ηA

donde cP

es el calor específico de los humos, en J/(kg.K);

Dh


wm

es la velocidad media de los humos (véase el apartado 5.9), en m/s;

ηA

es la viscosidad dinámica de los humos, en N.s/m2;

λA

es el coeficiente de la conductividad térmica de los humos, en W/(m.K);

ρm

es la densidad media de los humos (véase el apartado 5.9), en kg/m3.

La viscosidad dinámica ηA debe calcularse en función de la temperatura de los humos aplicando la fórmula (B.10) de la tabla B.1. El coeficiente interior de transmisión de calor αi puede calcularse también sobre chimeneas diseñadas en húmedo como se ha indicado, si no se tiene en cuenta el calor de condensación. 5.8.3.3 Coeficiente exterior de transmisión de calor (αa). El coeficiente exterior de transmisión de calor αa debe ser 8 W/(m2.K) para los tramos de conductos de unión y chimenea, interiores al edificio; para tramos de unión y chimeneas exteriores al edificio utilizar 23 W/(m2.K).

Para los tramos de conducto de unión y chimeneas que están dispuestos parcialmente por el exterior del edificio, el coeficiente de transmisión de calor αa debe interpolarse. Cuando partes de la chimenea son exteriores al edificio pero están protegidas con un espacio o intervalo de aire de 1cm como mínimo, pero no mayor de 5 cm, entonces, el coeficiente exterior de transmisión de calor αa debe ser 8 W/(m2.K). Para una chimenea (incluidas las chimeneas con forro nuevo) con un espacio de aire ventilado debe utilizarse 8 W/(m2.K). Para las partes sin ventilar de dicha chimenea, si la longitud no ventilada exterior al edificio es ≤ 3 Dh, entonces debe utilizarse 8 W/(m2.K); en caso contrario, debe utilizarse 23 W/m2.K).


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- 26 -

5.9 Determinación de la densidad y de la velocidad de los humos 5.9.1 Densidad de los humos (ρm). La densidad de los humos ρm debe determinarse aplicando la fórmula siguiente:

ρm =

pL R ⋅ Tm

en kg/m3

(27)

donde pL

es la presión del aire exterior (véase el apartado 5.7.2), en Pa;

R

es la constante de los gases para los humos (véase el apartado 5.7.3.2), en J/(kg.K);

Tm

es la temperatura media de los humos (véase el apartado 5.8), en K.

Para la densidad media de los humos ρmv en el tramo del conducto de unión, deben utilizarse los valores correspondientes del tramo del conducto de unión. 5.9.2 Velocidad de los humos (wm). La velocidad media de los humos wm debe calcularse aplicando la fórmula siguiente:

wm =

m& A⋅ ρm

en m/s

(28)

donde A

es el área de la sección transversal interior de la chimenea, en m2;

m&

es el caudal másico de los humos (véase el apartado 5.5.1), en kg/s;

ρm

es la densidad media de los humos, en kg/m3.

Para la velocidad media de los humos en el tramo de unión wmv, deben utilizarse los valores correspondientes del tramo del conducto de unión. 5.10 Determinación de las presiones 5.10.1 Presión a la entrada de los humos en la chimenea 5.10.1.1 Tiro a la entrada de los humos en la chimenea sometida a depresión (Pz). El tiro a la entrada de los humos en la chimenea que funciona compresión negativa Pz depende fundamentalmente del caudal másico de los humos y de la temperatura de los humos, la altura efectiva de la chimenea, la sección transversal y los valores característicos de diseño (rugosidad y resistencia térmica) de la chimenea.

El tiro a la entrada de los humos en la chimenea Pz debe calcularse aplicando la fórmula siguiente: Pz = PH − PR − PL donde PH


PL


PR

es la resistencia a presión de la chimenea, en Pa.


en Pa

(29)

- 27 -

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5.10.1.2 Presión positiva a la entrada de los humos en la chimenea sometida a sobrepresión (Pzo). La presión positiva a la entrada de los humos en la chimenea que trabaja a presión positiva Pzo depende fundamentalmente del caudal másico y de la temperatura de los humos, de la altura eficaz de la chimenea, de la sección transversal y de los valores característicos de diseño (rugosidad y resistencia térmica) de la chimenea.

La presión positiva a la entrada de los humos en la chimenea Pzo se calcula a partir de la diferencia entre la resistencia de presión PR y el tiro teórico PH así como la presión del viento PL. Pzo = PR − PH − PL

en Pa

(30)

donde PH

es el tiro teórico de la chimenea, en Pa;

PL


PR

es la resistencia a presión de la chimenea, en Pa;

PZO

es la presión diferencial máxima a la entrada de los humos, en Pa.

5.10.2 Tiro teórico disponible debido al efecto de chimenea (PH). El tiro teórico disponible debido al efecto de chimenea PH debe calcularse aplicando la fórmula siguiente:

b

PH = H ⋅ g ⋅ ρ L − ρ m

g

en Pa

(31)

donde H

es la altura efectiva de la chimenea, en m;

g

es la aceleración de la gravedad = 9,81 m/s2

ρL

es la densidad del aire exterior (véase el apartado 5.7.4), en kg/m3;

ρm

es la densidad media de los humos (véase el apartado 5.9.1), en kg/m3.

5.10.3 Resistencia de presión de la chimenea (PR) 5.10.3.1 Generalidades. La resistencia de presión (o caída de la presión por resistencia al movimiento de los humos) de la chimenea PR debe calcularse aplicando las fórmulas siguientes:

PR = SE ⋅ PE + SEG ⋅ PG

F GGH

PR = SE ⋅ ψ ⋅

L + Dh

I

∑ζ n JJK n

ρm 2 ⋅ wm + SEG ⋅ PG 2

Para PG ≥ 0 SEG = SE Para PG < 0 SEG = 1,0


en Pa

(32)

en Pa

(33)

EN 13384-1:2002

- 28 -

donde Dh


L

es la longitud de la chimenea, en m;

PE

es la resistencia de presión debido a la fricción y la resistencia por la forma de la chimenea, en Pa;

PG

es la diferencia de presión causada por un cambio de velocidad de los humos en la chimenea, en Pa;

SE

es el coeficiente de seguridad de flujo (véase el apartado 5.7.8);

SEG

es el coeficiente de seguridad de flujo para diferencia de presión a través del cambio de velocidad;

wm

es la velocidad media de los humos (véase el apartado 5.9.2) en m/s;

ρm

es la densidad media de los humos (véase el apartado 5.9.1), en kg/m3;

ψ

es el coeficiente de resistencia al flujo debido a la fricción del conducto de humos;

∑ζ n

es la suma de los coeficientes de resistencia al flujo debido a cambios en la dirección o sentido y/o en la sección

n

transversal y/o en el caudal másico de los humos en el conducto de humos. 5.10.3.2 Diferencia de presión causada por cambio de la velocidad de los humos en la chimenea (PG). La diferencia de presión provocada por el cambio de la velocidad de los humos en la chimenea PG debe calcularse aplicando la fórmula siguiente:

PG =

ρ 2 2 ρ1 2 ⋅ w2 − ⋅ w1 2 2

en Pa

(34)

donde w1

es la velocidad de los humos antes del cambio de velocidad, en m/s;

w2

es la velocidad de los humos después del cambio de velocidad, en m/s;

ρ1

es la densidad de los humos antes del cambio de velocidad, en kg/m3;

ρ2

es la densidad de los humos después del cambio de velocidad, en kg/m3.

Para w1 y w2 así como para ρ1 y ρ2 pueden utilizarse los valores medios de la sección antes y después del cambio de velocidad. 5.10.3.3 Coeficiente de resistencia al flujo debido a la fricción del conducto de humos (ψ). El coeficiente de resistencia al flujo debido a la fricción del conducto de humos ψ, para distintas rugosidades, debe calcularse aplicando la fórmula siguiente:

1 = – 2 ⋅ log ψ

FG 2,51 H Re ⋅ ψ

+

r 3,71 ⋅ Dh

IJ K


(35)

- 29 -

EN 13384-1:2002

donde Dh

es el diámetro hidráulico, en m;

r

es el valor medio de la rugosidad de la pared interior, en m;

Re

es el número de Reynolds (véase el apartado 5.8.2.1);

ψ

es el coeficiente de resistencia al flujo debido a la fricción del conducto.

Para números de Reynolds por debajo de 2 300, tomar el coeficiente apropiado para el número de Reynolds igual a 2 300. Los valores de la rugosidad media debe darlos el fabricante. En ausencia de valores procedentes del fabricante, en la tabla B.4 se dan valores típicos de rugosidad media para diversos materiales. 5.10.3.4 Coeficientes de resistencia al flujo (ζ) debidos a un cambio de dirección y/o de sección transversal y/o un cambio de caudal másico en el conducto de humos. Los valores de la resistencia al flujo debido a un cambio de dirección o sentido y/o de sección transversal y/o un cambio de caudal másico en el conducto de humos debe proporcionarlos el fabricante respectivo. En ausencia de valores del fabricante, en la tabla B.8 se dan valores típicos de la resistencia al flujo.

El coeficiente de resistencia al flujo para la ampliación o ensanchamiento de la sección transversal en la salida de la chimenea no debería aplicarse si no se tiene en cuenta el cambio de presión a través del cambio de velocidad en dicho punto. 5.10.4 Presión del viento (PL). La presión debida a la velocidad del viento PL debe ser 25 Pa para regiones del interior (que disten más de 20 km de la costa) y 40 Pa para las regiones costeras si la salida de la chimenea está en una presión opuesta. La salida de chimenea se considera que está en una zona de presión opuesta si la posición de la salida de la chimenea está a menos de 0,4 m por encima del caballete del tejado y la distancia de una línea horizontal desde la salida de la chimenea hasta la intersección con el tejado es inferior a 2,3 m, y la salida de la chimenea está situada: − en un tejado con una pendiente de más de 40º o; − en un tejado con una pendiente de más de 25º si la abertura para el aire de combustión y la parte superior de la chimenea están en lados diferentes del caballete del tejado y la distancia horizontal desde la parte más alta del caballete es mayor de 1,0 m. NOTA − También puede considerarse que una chimenea está afectada negativamente por la proximidad de obstrucciones adyacentes, por ejemplo, edificios, árboles, montes. Una salida de chimenea que esté en un radio de 15 m de las estructuras adyacentes que se extienden sobre un ángulo horizontal de 30º y sus contornos o límites superiores sobresalen más de 10º por encima del horizonte como visto desde la salida de la terminal, puede verse afectada por la turbulencia del viento (véase el anexo C). Esto puede superarse por un terminal aerodinámico.

El valor PL debe modificarse si la chimenea tiene un terminal con unas prestaciones aerodinámicas especificadas. En todos los demás casos PL debe ser igual a 0 Pa. Las terminales con prestaciones aerodinámicas especificadas están definidas en el proyecto de Norma prEN 1856-1, y en las Normas EN 1859 y EN 13502. 5.11 Tiro necesario a la entrada de los humos en la chimenea (Pze) y presión diferencial máxima a la entrada de los humos en la chimenea (Pzoe) 5.11.1 Generalidades. El tiro necesario a la entrada de los humos en la chimenea bajo presión negativa (depresión) Pze debe calcularse a partir del tiro mínimo del aparato de calefacción Pw, la resistencia de presión efectiva del tramo de conducto de unión PFV y la resistencia efectiva del suministro de aire PB como sigue:

PZe = Pw + PFV + PB


en Pa

(36)

EN 13384-1:2002

- 30 -

donde PZe

es el tiro necesario a la entrada de los humos en la chimenea, en Pa;

PW


PFV


PB

es la resistencia de presión del suministro de aire para un caudal másico de humos, en Pa.

La presión diferencial máxima Pzoe a la entrada de los humos a la chimenea que funciona con sobrepresión debe calcularse aplicando la fórmula siguiente: PZOe = PWO + PB − PFV

en Pa

(37)

donde PZOe

es la presión diferencial máxima a la entrada de los humos en la chimenea, en Pa;

PWO

es la presión diferencial máxima a la salida del aparato de calefacción, en Pa;

PFV


PB

es la resistencia de presión del suministro de aire para un caudal másico de humos, en Pa.

5.11.2 Tiro mínimo para el aparato de calefacción (Pw) y presión diferencial máxima del aparato de calefacción (Pwo). El tiro mínimo para el aparato de calefacción Pw o la presión diferencial máxima de dicho aparato (Pwo) debe obtenerse de acuerdo con los apartados 5.5.4 ó 5.5.5 respectivamente. 5.11.3 Resistencia de presión eficaz para el tramo del conducto de unión (PFV) 5.11.3.1 Generalidades. La resistencia de presión efectiva del tramo del conducto de conexión PFV debe calcularse aplicando la fórmula siguiente:

PFV = PRV + PHV

en Pa

(38)

donde PHV

es el tiro teórico disponible en el tramo del conducto de unión, en Pa;

PRV

es la resistencia de presión del tramo del conducto de unión, en Pa.

Si el tramo del conducto de unión consta de varias secciones diferentes o de diseño diferente, el cálculo debe realizarse para cada una de las secciones. La resistencia de presión y el tiro teórico de las secciones individuales debe totalizarse. 5.11.3.2 Tiro teórico disponible debido al efecto de chimenea del tramo del conducto de unión (PHV). El tiro teórico disponible debido al efecto de chimenea del tramo del conducto de conexión PHV debe calcularse la fórmula siguiente:

b

PHV = H v ⋅ g ⋅ ρ L − ρ mV

g


en Pa

(39)

- 31 -

EN 13384-1:2002

donde g

es la aceleración de la gravedad = 9,81 m/s2;

HV

es la altura efectiva del tramo del conducto de unión, en m;

ρL

es la densidad del aire exterior (véase el apartado 5.7.4), en kg/m3;

ρmV

es la densidad media de los humos en el tramo de unión, en kg/m3.

Si la entrada de los humos en la chimenea está por debajo de la conexión de humos del aparato de calefacción, PHV se convierte en negativo. 5.11.3.3 Resistencia de presión del tramo del conducto de conexión (PRV). La resistencia de presión del tramo del conducto de unión PRV debe calcularse aplicando:

PRV = SE ⋅ PEV + SEG ⋅ PG V

F GH

PRV = SE ⋅ ψ V ⋅

LV + DhV

I ∑ JK ζ Vn

n

ρ mV 2 ⋅ w mV + SEGV ⋅ PGV 2

en Pa

(40)

en Pa

(41)

Para PGV ≥ 0 SEGV = SE Para PGV < 0 SEGV = 1,0 donde DhV

es el diámetro hidráulico interior del tramo del conducto de unión, en m;

LV

es la longitud del tramo del conducto de unión, en m;

PEV

es la resistencia de presión debida a la fricción y a la resistencia de forma en el tramo del conducto de unión, en Pa;

PGV

es la diferencia de presión causada por cambio de la velocidad de los humos en el tramo del conducto de unión, en Pa;

SE


SEGV

es el coeficiente de seguridad de flujo para diferencias de presión a través de cambio de velocidad en el tramo del conducto de unión;

wmV

es la velocidad media de los humos en el tramo del conducto de unión, en m/s;

ρmV

es la densidad media de los humos en el tramo del conducto de unión, en kg/m3;

ψV

es el coeficiente de fricción o rozamiento del conducto de humos del tramo del conducto de unión (véase el apartado 5.10.3.2);

∑ ζ Vn es la suma de los coeficientes de la resistencia al flujo de los cambios de dirección y de sección transversal del n

tramo del conducto de unión, en m.


EN 13384-1:2002

- 32 -

La velocidad media wmv de los humos en el tramo del conducto de unión debe calcularse aplicando la fórmula (28) con los valores correspondientes para el tramo del conducto de unión. El coeficiente de resistencia al flujo debida a la fricción del conducto de humos para el tramo del conducto de unión debe calcularse aplicando la fórmula (35) con los valores correspondientes para dicho tramo. NOTA − La suma o sumatorio de los coeficientes individuales de resistencia ∑ ζ Vn para el tramo del conducto de unión depende de los cambios de n

dirección o sentido y de sección transversal entre la conexión de humos del aparato de calefacción y la chimenea. En la tabla B.8 se acotan valores ζ para los cambios típicos de dirección y de secciones transversales.

La diferencia de presión causada por el cambio de la velocidad de los humos ene l tramo del conducto de unión PGV debe calcularse aplicando la fórmula (34) con los valores correspondientes para dicho tramo. 5.11.4 Resistencia de presión del suministro de aire (PB). La resistencia a presión del suministro de aire PB debe determinarse de acuerdo con la naturaleza de la zona de instalación (dimensiones, tipo y número de ventanas y puertas, equipamiento con sistemas de ventilación y aparatos de calefacción adicionales, etc.)

Para las zonas sin aberturas de ventilación, PB debe ser igual a 4 Pa. Si el aire para la combustión se transporta hasta la sala de instalación a través de aberturas de ventilación o de tuberías de aire de combustión con sección transversal constante sobre la longitud, PB debe obtenerse aplicando la fórmula siguiente:

F GGH

PB = SEB ⋅ ψ B ⋅

LB + DhB

Iρ

∑ ζ B,n JJK n

B

2

⋅ w B2

en Pa

(42)

donde DhB

es el diámetro hidráulico interior de las aberturas de ventilación o de la tubería de aire de combustión, en m;

LB

es la longitud de las aberturas de ventilación o de la tubería del aire de combustión, en m;

SEB

es el coeficiente de seguridad de flujo de seguridad de flujo para el suministro de aire (SEB habitualmente es igual a 1,2);

wB

es la velocidad en las aberturas de ventilación o en la tubería del aire de combustión, en m/s;

ρB

es la densidad del aire de combustión, en kg/m3;

ψB

es el coeficiente de la resistencia al flujo debida a la fricción de las aberturas de ventilación o de la tubería del aire de combustión;

∑ ζ B,n

es la suma de los coeficientes de resistencia al flujo debido a los cambios de dirección(sentido) y/o de sección

n

transversal y/o de caudal másico en las aberturas de ventilación o en la tubería del aire de combustión. NOTA − Con el fin de simplificar el cálculo dependiente de las regulaciones locales, puede suponerse que PB tiene un valor constante de 3 Pa.

El coeficiente de resistencia al flujo debido a la fricción de las aberturas de ventilación o de la tubería del aire de combustión ψ debe calcularse aplicando la fórmula (35). La suma de los coeficientes de resistencia al flujo debido a los cambios de dirección y/o de sección transversal y/o de ζ B,n para la entrada, la salida y los caudal másico en las aberturas de ventilación o en la tubería del aire de combustión

∑ n

cambios de dirección en la tubería deben totalizarse sobre la longitud entera de la abertura de ventilación o de la tubería.


- 33 -

EN 13384-1:2002

En ausencia de datos del fabricante, los valores pueden tomarse de la tabla B.8. La velocidad en la tubería del aire de combustión wB debe obtenerse aplicando la fórmula siguiente: wB =

β ⋅ m& AB ⋅ ρ B

en m/s

(43)

donde AB

es la sección transversal de la tubería del aire de combustión, en m2;

m&

es el caudal másico de los humos, en kg/s;

β

es la relación entre el caudal másico del aire de combustión y el caudal másico de los humos;

ρB

es la densidad del aire de combustión, en kg/m3.

NOTA − Aproximadamente, puede suponerse β = 0,9.

La densidad del aire de combustión debe determinarse aplicando la fórmula (13) con los valores correspondientes a la presión y la temperatura del aire. 5.12 Cálculo de la temperatura de la pared interior a la salida de la chimenea (Tiob)

La temperatura de la pared interior a la salida de la chimenea a régimen de temperatura TIob debe determinarse aplicando la fórmula siguiente: Tiob = Tob −

bT

kob αi

ob

− Tuo

g

en K

(44)

donde kob

es el coeficiente de transmisión del calor a la salida de la chimenea a régimen de temperatura, en W/(m2 . K);

Tob

es la temperatura de los humos a la salida de la chimenea a régimen de temperatura, en K;

Tuo

es la temperatura del aire ambiente a la salida de la chimenea, en K;

αi

es el coeficiente interior de transferencia de calor, en W/(m2.K).

El coeficiente de transmisión del calor a la salida de la chimenea Kob a régimen de temperatura debe determinarse a partir de la fórmula siguiente: kob =

1 1 αi

+

d i+d i 1 Λ

1 Λ o

Dh + Dhao ⋅ α ao


en W/(m2.K)

(45)

EN 13384-1:2002

- 34 -

donde Dh


Dhao

es el diámetro hidráulico exterior a la salida de la chimenea, en m;

αi

es el coeficiente interior de transferencia térmica a la salida de la chimenea, en W/(m2.K).

αao

es el coeficiente exterior de transferencia térmica a la salida de la chimenea, en W/(m2.K);

F 1I H ΛK F 1I H ΛK

es la resistencia térmica, en m2.K/W;

es la resistencia térmica de cualquier aislamiento adicional para la parte de chimenea por encima del tejado o

referida al diámetro hidráulico interior para la chimenea, en m2.K/W. Si la parte de chimenea por encima del tejado tiene aislamiento adicional, la temperatura de pared interior debe calcularse para la parte inmediatamente anterior al aislamiento adicional. La temperatura de la pared interior Tirb inmediatamente antes del aislamiento adicional debe determinarse aplicando la fórmula siguiente:

Tirb = Trb −

b

kb Trb − Tur αi

g

(46)

donde

Trb

es la temperatura de los humos inmediatamente antes del aislamiento adicional a régimen de temperatura, en K;

kb

es el coeficiente de transmisión de calor de la chimenea a régimen de temperatura, en W/(m2.K);

Tur

es la temperatura del aire ambiente inmediatamente antes del aislamiento adicional, en K.

La resistencia térmica adicional a la salida de la chimenea (1/Λ) o debe calcularse como se especifica en el apartado 5.6.2 para capas adicionales de aislamiento aplicadas en todos los lados. Las capas de aire de espesor a 1 cm no deben considerarse como proporcionadoras de resistencia térmica adicional (1/Λ)o. En el caso de revestimiento o chapado ventilado, (1/Λ)o = 0 (m2.K)/W, es el valor que debe aplicarse a todas las capas en la cara exterior del espacio ventilado. NOTA − Puede utilizarse un valor de (1 Λ)o = 0,1 (m2.K)/W, sin prueba adicional alguna, si la sección de la chimenea por encima del tejado está embebida en mampostería (coeficiente de conductividad térmica λ ≤ 0,85 W/(m.K) de 11,5 cm de espesor mínimo o tiene un aislamiento adicional de 3 cm como mínimo entonos los lados (coeficiente de conductividad térmica λ ≤ 0,1 W/(m.K).

6 AIRE SECUNDARIO PARA CHIMENEAS CON PRESIÓN NEGATIVA 6.1 Generalidades

Si el requisito de temperatura dado en el apartado 5.3 no se cumple cuando se calcula la temperatura de la pared interior aplicando la fórmula (44) o (46) sin la introducción de aire secundario en la chimenea, puede ser posible cumplir el requisito mediante la introducción de un aire secundario. En este caso, debe realizarse un cálculo posterior para establecer si el requisito de temperatura puede cumplirse cuando se introduce aire secundario en la chimenea. El cálculo debe hacerse siempre que los requisitos de presión del apartado 5.2 se cumplan cuando se calcula sin aire secundario.


- 35 -

EN 13384-1:2002

6.2 Método de cálculo

El cálculo debe realizarse en secciones desde la conexión de humos del aparato hasta el puesto de instalación del dispositivo de aire secundario y desde éste, con valores cambiados para el caudal másico de los humos, la temperatura de los humos y la composición de éstos, hasta la salida de la chimenea. Para la consideración del aire secundario, debe añadirse un caudal másico de aire secundario al caudal másico de los humos. La temperatura y la composición mezcladas de la mezcla aire secundario/humos después de la entrada del aire secundario deben calcularse a partir de la temperatura y la composición de los humos y del aire secundario. Para el cálculo adicional, deben calcularse las propiedades físicas (cp, R, ηA, Tp, λA) que dependen de la composición de la mezcla humos-aire secundario. El cálculo, suponiendo un caudal de aire secundario determinado, debe realizarse repetidamente hasta que se cumplan los requisitos de funcionamiento o hasta que se ha aspirado el tiro sobrante (Pz = Pze). En el caso de aparatos de calefacción que consumen combustibles gaseosos con un desviador de tiro, sólo debe considerarse el aire secundario además del caudal másico de humos programado. 6.3 Valores básicos para el cálculo del aire secundario 6.3.1 Generalidades. La temperatura del aire secundario TNL debe tomarse como la temperatura del aire del espacio del que se toma el aire.

La temperatura del aire exterior debe calcularse aplicando TL = Tuo (véase el apartado 5.7.1.3). Para calcular el caudal másico de aire secundario deben utilizarse los valores de temperatura ambiente del apartado 5.7.1.3 para la validación o comprobación del requisito de temperatura. 6.3.2 Cálculos de mezclas. El caudal másico después de la mezcla de aire secundario mM debe obtenerse aplicando la fórmula siguiente:

m& M = m& + m& NL

en kg/s

(47)

La temperatura de los humos después de la mezcla de aire secundario TM debe obtenerse aplicando la fórmula siguiente:

TM =

m& ⋅ cpA ⋅ TA + m& NL ⋅ c pNL ⋅ TNL

en K

m& ⋅ c pA + m& NL ⋅ cpNL

(48)

La concentración volumétrica CO2 y H2O después de la mezcla de aire secundario debe obtenerse aplicando la fórmula siguiente:

b g

σ CO 2

b

g b g

m& ⋅ R ⋅ 100 − σ H 2 O ⋅ σ CO 2 = M m& ⋅ R ⋅ 100 − σ H 2 O + m& NL ⋅ RL ⋅ 100 − σ H 2 O NL

b

b

σ H2O

g

= M

g

b

g

b

b

m& ⋅ R ⋅ σ H 2 O + m& NL ⋅ RL ⋅ σ H 2 O

g

g

NL

m& ⋅ R + m& NL ⋅ RL

en %

(49)

en %

(50)

El contenido de vapor de agua del aire secundario puede tomarse igual a 1,1%. Este valor corresponde a una humedad relativa del 60% a 15 ºC.


EN 13384-1:2002

- 36 -

donde

cpA

es el calor específico de los humos antes de la mezcla de aire secundario, en J/ (kg.K);

cpNL

es el calor específico del aire secundario J/kg.K);

m&

es el caudal másico de humos antes de la mezcla de aire secundario, en kg/s;

m& M

es el caudal másico de humos después de la mezcla de aire secundario, en kg/s;

m& NL

es el caudal másico de aire secundario, en kg/s;

R

es la constante de elasticidad de los humos antes de la mezcla de aire secundario, en J/(kg.K);

RL

es la constante de elasticidad del aire, en J /(kg.K);

TA

es la temperatura de los humos antes de la mezcla de aire secundario, en K;

TM

es la temperatura de los humos después de la mezcla de aire secundario, en K;

TNL

es la temperatura del aire secundario, en K;

σ(CO2)

es la concentración volumétrica de CO2 de los humos antes de la mezcla de aire secundario, en %.

σ(CO2)M es la concentración volumétrica de CO2 de los humos después de la mezcla de aire secundario, en %; σ(H2O)

es la concentración volumétrica de H2O (vapor de agua) de los humos antes de la mezcla de aire secundario, en %;

σ(H2O)M es la concentración volumétrica de H2O (vapor de agua) de los humos después de la mezcla de aire secundario, en %; σ(H2O)NL es la concentración volumétrica de H2O (vapor de agua) del aire secundario, en %. 6.4 Presiones 6.4.1 Resistencia de presión para el suministro de aire con aire secundario (PBNL). Para las zonas sin aberturas de ventilación, la resistencia de presión efectiva para el suministro de aire PBLN con aire secundario y potencia térmica nominal debe obtenerse aplicando la fórmula siguiente:

PBNL

F m& IJ = P ⋅ G1 + H β ⋅ m& K B

1,5

NL

en Pa

donde m& NL

es el caudal de aire secundario, en kg/s;

m&

es el caudal de humos antes de la mezcla de aire secundario, en kg/s;

β

es la resistencia de presión efectiva del suministro de aire sin aire secundario (véase el apartado 5.11.3).


(51)

- 37 -

EN 13384-1:2002

Si el aire para la combustión se transporta a través de aberturas o de tuberías de ventilación con sección transversal constante en toda su longitud, PBNL debe obtenerse aplicando la fórmula siguiente:

F GH

PBNL = SEB ⋅ ψ BNL ⋅

LB + DhB

Iρ

∑ ζ B,n JK n

B

2

2 w BNL

(52)

donde DhB

es el diámetro hidráulico interior de las aberturas de ventilación o de la tubería del aire combustión (véase el apartado 5.11.3), en m;

LB

es la longitud de las aberturas de ventilación o de la tubería del aire de combustión (véase el apartado 5.11.3), en m;

SEB

es el coeficiente de seguridad de flujo para el suministro de aire (véase el apartado 5.11.3);

wBNL

es la velocidad en las aberturas de ventilación o en las tuberías del aire de combustión teniendo en cuenta el aire secundario, en m/s;

ρB

es la densidad del aire de combustión y del aire secundario (véase el apartado 5.11.3), en kg/m3;

ψBNL

es el coeficiente de fricción o rozamiento de la tubería de las aberturas de ventilación o de la tubería del aire de combustión teniendo en cuenta el aire secundario;

∑ ζ B,n

es la suma de los coeficientes de la resistencia local de las aberturas de ventilación o del suministro del aire

n

de combustión (véase el apartado 5.11.3). Para la determinación del coeficiente de fricción de la tubería de las aberturas de ventilación o de la tubería del aire de combustión teniendo en cuenta el aire secundario, ΨBNL debe utilizarse el apartado 5.10.2.2. La velocidad en las aberturas de ventilación o en la tubería del aire de combustión teniendo en cuenta el aire secundario WBNL debe obtenerse aplicando la fórmula siguiente:

w BNL =

β ⋅ m& + m& NL AB ⋅ ρ B

(53)

donde

AB

es la sección transversal de las aberturas de ventilación o de la tubería del aire de combustión (véase el apartado 5.11.3);

m&

es el caudal másico de los humos antes de la mezcla de aire secundario, en kg/s;

m& NL


β

es la relación entre el caudal másico del aire de combustión y el caudal másico de los humos (véase el apartado 5.11.3);

ρB

es la densidad del aire secundario y de la combustión (véase el apartado 5.11.3), en kg/m3.


EN 13384-1:2002

- 38 -

6.4.2 Tiro necesario para los dispositivos de aire secundario (PNL). El tiro necesario para el registro regulador de tiro PNL debe obtenerse aplicando la fórmula siguiente:

b

g ρ2

2 PNL = a0 + a1 ⋅ m& NL + a2 ⋅ m& NL + SE ⋅ 1 + ζ 2 −3 ⋅

M

2 wM

en Pa

(54)

El tiro necesario para el desviador de tiro PNL debe obtenerse aplicando la fórmula siguiente:

PNL = PW

FG m& NL + m& IJ 2 H m K

en Pa

(55)

donde a0

es el valor de entrada de referencia del regulador de tiro, en Pa;

a1, a2

son los valores característicos para los dispositivos de aire secundario (regulador de tiro) véase la tabla B.7 en el anexo A), en Pa/ (kg/s)2;

m&

es el caudal másico de humos, en kg/s;

m& NL


Pw


SE


wM

es la velocidad de la mezcla de humos después de la mezcla de aire secundario, en m/s;

ρM

es la densidad de la mezcla de humos después de la mezcla de aire secundario, en kg/m3;

ζ 2-3

es el coeficiente individual de resistencia para la entrada de aire secundario (véase nº 5 en la tabla B.7).

El valor de entrada de referencia del dispositivo de aire secundario αo debe obtenerse de la suma de las presiones de suministro necesarias para el generador de calor Pw y para la ruta de los humos hasta el dispositivo de aire secundario. Para el regulador de tiro es válida la fórmula siguiente: − para PW + PFV1 < 10

en Pa

a0 = 10

(56)

en Pa

− y para PW + PFV1 ≥ 10

en Pa

a0 = PW + PFV1

en Pa

(57)

donde PFV1

es la resistencia de presión efectiva para la parte del tramo del conducto de unión situada antes del regulador de tiro, en Pa;

PW

es el tiro mínimo para el aparato de calefacción, en Pa.


- 39 -

EN 13384-1:2002

6.4.3 Resistencia de presión para la parte del tramo de conducto de unión situada antes del dispositivo de aire secundario (PFV1). La resistencia de presión efectiva para la parte de tramo de conducto de conexión antes del regulador de tiro PFV1 debe determinarse de acuerdo con lo indicado en el apartado 5.11.2. NOTA − Si el registro regulador de tiro está instalado en la chimenea, la sección de chimenea hasta dicho registro regulador de tiro puede tratarse como una parte separada utilizando los datos apropiados para la chimenea. Para un desviador de tiro puede tratarse como una parte separada utilizando los datos apropiados para la chimenea. Para un desviador de tiro, debe tomarse PFV1 = 0.

6.4.4 Requisito de presión con aire secundario. Para cada caudal másico de aire secundario, el tiro necesario a la entrada de los humos en la chimenea Pze debe determinarse y, luego, compararse con el tiro en este punto Pz.

Debe cumplirse la fórmula siguiente: PZ = PH − PR − PL ≥ PBNL + PNL + PFV2 = PZe

en Pa

(58)

donde PBNL

es el tiro necesario para el suministro de aire con aire secundario, en Pa;

PFV2

es la resistencia de presión efectiva para la parte de tramo del conducto de unión después del regulador de tiro o después del desviador de tiro, en Pa;

PH


PNL

es el tiro necesario para el regulador o el desviador de tiro, en Pa;

PR

es la resistencia a presión de la chimenea, en Pa.

Para un regulador de tiro que esté situado en la chimenea por encima de la entrada de los humos, debe comprobarse el requisito de presión después del regulador de tiro. 6.5 Requisito de temperatura con aire secundario

El requisito de temperatura a la salida de la chimenea debe probarse de acuerdo con los apartados 5.8 y 5.12, con las propiedades físicas de la mezcla humos – aire secundario.


EN 13384-1:2002

- 40 -

ANEXO A (Informativo) CÁLCULO DE LA RESISTENCIA TÉRMICA

La resistencia térmica de una chimenea

F 1I H ΛK

puede determinarse se conocen los coeficientes de la conductividad n

térmica de los materiales de construcción, y debería determinarse aplicando la fórmula siguiente:

F 1 I = y ⋅ ∑ LM D H ΛK MN 2 ⋅ λ

h

n

⋅1n n

F D I OP GH D JK PQ h,n +1

en m2.K/W

(A.1)

h,n

donde Dh


Dh,n

es el diámetro hidráulico del interior de cada capa, en m;

y

es el coeficiente de forma: = 1,0 para secciones transversales redondas y ovaladas; = 1,10 para secciones transversales cuadradas y rectangulares hasta una relación entre lados de 1:1,5;

λn

es el coeficiente de conductividad térmica del material de la capa a la temperatura de servicio (véase la tabla B.5), en W/(m.K).

La influencia de los puentes térmicos en las chimeneas metálicas industriales debería tenerse en cuenta mediante un factor que se describe en la Norma EN 1859.


ANEXO B (Informativo) TABLAS

Tabla B.1 Valores para la determinación del caudal másico de los humos m, la constante específica de los gases R, el calor específico cp, el punto de rocío del agua tp, el aumento del punto de rocío ∆Tsp, el coeficiente de conductividad térmica λA, y la viscosidad dinámica ηA de los humos (cp, λA y ηA a 400 ºC) Datos característicos del combustible Tipo de combustible

VH

Coeficientes para el cálculo de los datos de los humos

σ (CO2 ) máx. σ ( SO2 ) máx.

fm2

kWh/kg kWh/m3

kWh/kg m3/kg

kWh/kg m3/kg

kWh/kg m3/kg

%

%

coque

8,06

7,64

7,66

0,13

20,60

0,09

7,06

antracita

9,24

8,37

8,55

0,44

19,05

0,10

lignito

5,42

5,09

5,17

0,68

19,48

RFO < 4% S

9,43

9,91

10,48

1,15

RFO < 2% S

9,61

10,06

10,67

RFO < 1% S

9,74

10,17

10,79

gasóleo doméstico de calefacción

11,86

10,52

queroseno

12,09

11,36

gas natural H

10,03

8,67

9,57

1,86

12,00

0,00

3,75

0,053

0,0032

0,0002

23,0

0,015

-0,000007 0,0142

57

0

0

gas natural L

9,03

7,87

8,63

1,70

11,80

0,00

3,72

0,054

0,0033

0,0003

23,5

0,015

-0,000007 0,0144

56

0

0

gas licuado

26,67

22,46

24,51

4,10

13,80

0,00

4,20

0,049

0,0013

-0,0009

17,6

0,015

-0,000009 0,0116

77

0

0

madera (23,1% de humedad)

3,70

3,44

3,45

0,80

20,50

0,00

6,89

0,076

0,0001

-0,0018

15,4

0,016

-0,000011 0,0111

90

15

0

madera (33,3% de humedad)

3,12

2,98

2,99

0,86

20,50

0,00

7,08

0,090

0,001

-0,0013

18,5

0,016

-0,000010 0,0128

72

15

0

pelotas de madera

5,27

4,78

4,81

0,78

20,31

0,00

6,66

0,060

-0,001

-0,0024

11,6

0,015

-0,000012 0,0091 127

15

0

g%/(kWs) g/(kWs)

fc0

fc1

fc2

J/(kgK%) J/(kgK2%) J/(kgK3%)

fc3

fw

fs1

fs2

1/%

%

K

K

1/%

1/%

0,033

-0,0036

-0,0038

3,4

0,014

-0,000014 0,0046 1.235 99

7

6,23

0,036

-0,0028

-0,0033

5,6

0,014

-0,000013 0,0057 370

93

7

0,04

6,61

0,055

-0,0014

-0,0026

10,3

0,015

-0,000012 0,0083 149

80

7

16,17

0,28

6,14

0,052

-0,0012

-0,0024

10,7

0,014

-0,000012 0,0082 142

94

7

1,21

16,15

0,14

6,11

0,052

-0,001

-0,0023

11,0

0,014

-0,000011 0,0083 137

89

7

1,25

16,09

0,07

6,07

0,052

-0,0009

-0,0022

11,2

0,014

-0,000011 0,0084 134

85

7

11,26

1,49

15,40

0,00

4,94

0,046

-0,0002

-0,0018

13,0

0,014

-0,000011 0,0093 111

0

0

12,14

1,57

15,00

0,00

5,09

0,047

-0,0002

-0,0018

13,0

0,014

-0,000011 0,0093 111

0

0

(Continúa)


EN 13384-1:2002

VLmin

- 41 -

VAtrmin

2O

fm1

fR sin fR con condensación condensación

Hu

es el coeficiente para el cálculo del caudal másico de humos, en g⋅%/(kW⋅s);

fm2

es el coeficiente para el cálculo del caudal másico de humos, en g/(kW⋅s);

fR

es el coeficiente para el cálculo de la constante gaseosa de los humos, en 1/%;

fc0

es el coeficiente para el cálculo del calor específico de los humos, en J/(kg⋅K⋅%);

fc1

es el coeficiente para el cálculo del calor específico de los humos, en J/(kg⋅K²⋅%);

fc2

es el coeficiente para el cálculo del calor específico de los humos, en J/(kg⋅K³⋅%);

fc3

es el coeficiente para el cálculo del calor específico de los humos, en 1/%;

fw

es el coeficiente para el cálculo del contenido de vapor de agua de los humos, en %;

fs1

es el coeficiente para el cálculo del aumento del punto de rocío, en K;

fs2

es el coeficiente para el cálculo del aumento del punto de rocío, en K;

Hu

es el contenido energético del combustible, en kWh/kg o en kWh/m3;

VAtrmin

es la relación entre el volumen mínimo de humos secos y el volumen o la masa de combustible en condiciones normales (273,15 K, 101325 Pa), en m3/kg o en m3/m3;

VLmin

es la relación entre el volumen mínimo del aire de combustión y el volumen o la masa de combustible en condiciones normales (273,15 K, 101325 Pa), en m3/kg o en m3/m3;

VH

es la relación entre el volumen de vapor de agua en los humos y el volumen o la masa de combustible en condiciones normales (273,15 K, 101325 Pa), en m3/kg o en m3/m3;

2O

σ (CO2 ) máx.

es el contenido máximo de dióxido de carbono de los humos secos, en %;

σ ( SO2 ) máx.

es el contenido máximo de dióxido de azufre de los humos secos, en %.


- 42 -

fm1

EN 13384-1:2002

Tabla B.1 (Continuación)

Tabla B.1 (Fin)

Aproximaciones m& =

donde

FG f + f IJ ⋅ Q H σ (CO ) K m1

m2

en g/s

(B.1)

F

2

100 ⋅Q ηW

QF =

en kW

R = RL ⋅ 1 + f R ⋅ σ (CO2 )

cp =

e

j

2 2 1011 + 0,05 ⋅ t m + 0,0003 ⋅ t m + fc0 + fc1 ⋅ t m + fc2 ⋅ t m ⋅ σ (CO2 )

(B.2)

en J/(kg⋅K)

(B.3)

en J/(kg⋅K)

(B.4)

1 + fc3 ⋅ σ (CO2 )

σ ( H 2 O) ⋅ pL 100

en %

es el contenido de dióxido de carbono de los humos secos, en %;

QF

es la potencia térmica del aparato de calefacción, en kW;

Q

es el consumo calorífico del aparato de calefacción, en kW;

ηW

es el rendimiento del aparato de calefacción, en %;

R

es la constante gaseosa de los humos, en J/ (kg.K);

RL

es la constante gaseosa del aire = 288 J/ (kg.K);

cp

es el calor específico de los humos, en J/(kg.-K);

tm

es la temperatura media de los humos, en ºC;

σ ( H 2 O)

es el contenido de vapor de agua de los humos, en %;

(B.6)

pD

es la presión parcial del vapor de agua, en Pa;

4077,9 − 236,67 tp = 23,6448 − ln( pD )

en °C

(B.7)

pL

es la presión del aire exterior, en Pa;

tp

es la temperatura del punto de rocío, en ºC;

∆Tsp = fs1 + fs2 ⋅ ln( K f )

en K

(B.7)

∆Tsp

es el incremento del punto de rocío, en K;

λ A = 0,0223 + 0,000065 ⋅ t m

en W/(m⋅K)

(B.9)

Kf

es el factor de conversión de SO2 en SO3, en %;

2 η A = 15 ⋅ 10 −6 + 47 ⋅ 10 −9 ⋅ t m − 20 ⋅ 10 −12 ⋅ t m

en N⋅s/m²

(B.10)

λA

es el coeficiente de conductividad térmica de los humos, en W/(m.K);

ηA

es la viscosidad dinámica de los humos, en N.s/m2.

NOTA − “fR sin condensación” debería utilizarse para las chimeneas que funcionan en condiciones secas. “fR con condensación” debería utilizarse para las chimeneas que funcionan en condiciones húmedas.


EN 13384-1:2002

σ (CO2 )

(B.5)

en Pa

pD =

es el caudal másico de los humos, en g/s;

- 43 -

100 σ ( H2 O) = , + 11 fw 1+ σ (CO2 )

m&

EN 13384-1:2002

- 44 -

Tabla B.2 Valores para las calderas de calefacción Ecuación para PW, ηW y σ(CO2)

Combustible

Coque carbón mineral

{ =

PW

briquetas de lignito ηW

=

σ(CO2)

=

Madera

{ {

15 ⋅ lg QN

en Pa para

QN ≤

100 kW

- 70 + 50 ⋅ lg QN

en Pa para

QN ≤

1 000 kW

80 Pa

para

QN>

1 000 kW

68,65 + 4,35 ⋅ lg QN en % para

QN ≤

2 000 kW

9,5 %

para

QN ≤

100 kW

4,1 + 2,7 ⋅ lg QN

en % para

QN ≤

2 000 kW

15 ⋅ lg QN

en Pa para

QN ≤

50 kW

QN ≤

350 kW

100 kW <

100 kW <

10 kW < calderas especiales

(23,1% de humedad) PW

=

27 + 13 ⋅ lg QN

en Pa para

ηW

=

51,6 + 8,4 ⋅ lg QN

en % para

QN ≤

1 000 kW

σ(CO2)

=

8,0 %

para

QN ≤

10 kW

6,0 + 2,0 ⋅ lg QN

en % para

QN ≤

1 000 kW

15 ⋅ lg QN

en Pa para

QN ≤

100 kW

- 47 + 38,5 ⋅ lg QN

en Pa para

Q N>

100 kW

85,0 + 1,0 ⋅ lg QN

en % para

QN ≤

1 000 kW

88,0 %

para

Q N>

1 000 kW

en % para

QN ≤

100 kW

en % para

Q N>

100 kW

Combustibles líquidos y gaseosos

=

PW

{ {

10 kW <

(con y sin quemador de tiro forzado)

ηW

=

σ(CO2)

=

{ {

fx1 1 − fx2 ⋅ lg QN fx3


- 45 -

EN 13384-1:2002

Tabla B.3 Valores para la determinación de σ(CO2) utilizando quemadores de combustibles líquidos y gaseosos Quemador de tiro naturala

Quemador de tiro forzado Combustible

fx1

fx2

fx3

fx1

fx2

fx3

Combustible líquido

11,2

0,076

13,2

-

-

-

Gas natural H

8,6

0,078

10,2

5,1

0,075

6,0

Gas licuado

10,0

0,080

11,9

5,9

0,079

7,0

a

Valores después del desviador de tiro.

Tabla B.4 Valores típicos para la rugosidad media r de algunos materiales /construcciones del forro

Materiales del forro

Valores típicos para la rugosidad media r m

acero soldado

0,001

vidrio

0,001

plástico

0,001

aluminio

0,001

revestimiento de conducto de arcilla cerámica

0,0015

ladrillos

0,005

metal con soldeo blando

0,002

hormigón

0,003

mampostería

0,005

metal corrugado

0,005


EN 13384-1:2002

- 46 -

Tabla B.5 Coeficiente de conductividad térmica λ, densidad ρ y calor específico c de algunos materiales para chimeneas

ρ

c

t

λ

kg/m

kJ(kg⋅K)

ºC

W/(m⋅K)

aluminio

2 800

0,88

–

160

acero

7 800

0,45

10

50

acero inoxidable

7 900

0,46

10

17

1 800

1,00

10

0,55

2 000

-

-

0,64

2 200

-

-

0,74

1 200

-

10

0,33

1 400

-

-

0,40

1 600

-

-

0,47

1 800

-

-

0,55

1 000

-

10

0,30

1 200

-

-

0,36

1 400

-

-

0,46

1 600

-

-

0,61

1 800

-

-

0,81

10

0,33

Material

3

mampostería

ladrillos impermeables y clinker (véase la tabla A.1 de la Norma EN 1745:2002)

ladrillos macizos, ladrillos perforados (véase la tabla A.1 de la Norma EN 1745:2002)

unidades de silicato cálcico (véase la tabla A.2 de la Norma EN 1745:2002)

unidades macizas de hormigón ligero con otros áridos ligeros (véase la tabla A.9 de la Norma EN 1745:2002)

800

-

1 000

-

-

0,41

1 200

-

-

0,52

1 400

-

-

0,66

1 600

-

-

0,83

1 800

-

-

1,08

800

-

10

0,25

1 000

-

-

0,32

bloques macizos de hormigón ligero con áridos de arcilla expansiva (véase la tabla A.9 de la Norma EN 1745:2002).

1 200

0,41

1 400

0,51

1 600

0,63 (Continúa)


- 47 -

EN 13384-1:2002

Tabla B.5 (Fin) Coeficiente de conductividad térmica λ, densidad ρ y calor específico c de algunos materiales para chimeneas

ρ

c

t

λ

kg/m

kJ(kg⋅K)

ºC

W/(m⋅K)

hormigón de áridos densos

2 400

1,00

10

1,72

yeso, mortero de cal (enlucidos), mortero de cemento calizo

1 800

1,00

10

0,93

1,00

20

1,000

0,92

200

1,100

20

0,035

100

0,045

200

0,065

20

1,070

100

1,200

200

1,370

Material

3

forro de conducto /bloque de arcilla cerámica 2 000 fibra mineral 100

0,75

vidrio 2 200

0,80

PVDF (fluoruro de polivinilo)

20 1 800

0,96

a

0,190

150 PP (polipropileno)

900

1,70


-

0,220

EN 13384-1:2002

- 48 -

Tabla B.6 Resistencia térmica de espacios de aire cerrados, en función de la anchura de espacio de aire dn y de la temperatura de la superficie de la pared emisora de calor (holgura anular concéntrica, dispuesta verticalmente). Resistencia térmica de espacios de aire estancos, en función del espesor del espacio d y de la temperatura superficial de la pared emisora de calor (holgura anular concéntrica, dispuesta verticalmente) Resistencia térmica (1/Λ)n en m2·K/W

anchura del espacio de aire dn (m)

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

40 ºC

0,123

0,147

0,153

0,152

0,150

100 ºC

0,087

0,101

0,101

0,100

0,099

150 ºC

0,065

0,075

0,075

0,074

0,074

200 ºC

0,050

0,055

0,055

0,055

0,054

NOTA − El coeficiente eficaz o útil de conductividad térmica λn de los espacios de aire cerrados puede calcularse aplicando la fórmula siguiente: Dh,n

λn = y 2

F I H K

⋅ ln

1

Λ

F GH

Dh,n + 2 d n Dh,n

I JK

en W/(m⋅K)

n

donde y

es el coeficiente de forma (véase el anexo A);

Dh,n

es el diámetro hidráulico exterior de la pared interior que limita el espacio de aire, en m;

F 1I H K

es la resistencia térmica del espacio de aire, en m2.K/W;

Λ

dn

n

es la anchura del espacio de aire, en m.

Tabla B.7 Valores característicos para reguladores de tiro grupo regulador de tiro

a1

a2

Pa⋅s/kg

Pa⋅(s/kg)2

1

400

120 000

2

200

30 000

3

140

11 400

4

97

5 000

5

74

2 800

6

48

1 260

grupo regulador de tiro

NOTA − Los datos para los valores característicos a1 y a2 se seleccionan por la categorización del regulador de tiro en uno de los seis grupos. Con el fin de determinar en qué grupo se categoriza o clasifica un regulador de tiro, se necesita una curva de prestaciones. La curva de prestaciones se obtiene determinando el caudal volumétrico a través del regulador de tiro para los tres valores de presión de 5 Pa, 10 Pa y 40 Pa por encima del valor de entrada de referencia ao (como se determina a partir de los criterios de las ecuaciones (56) y (57)). El regulador de tiro se asigna al valor de grupo para el cual todas las partes de la curva de prestaciones (los tres valores medidos de flujo) están por encima de una curva particular de grupo como se da en el anexo D.


- 49 -

EN 13384-1:2002

Tabla B.8 Coeficientes individuales de resistencia para algunas forma Nº

Formas

1

Dimensiones geométricas

Valores de ζ

ángulo γ en º

Ld/Dh ≥ 30

30 > Ld/Dh ≥ 2

10

0,1

0,1

30

0,2

0,3

45

0,3

0,4

60

0,5

0,7

90

1,2

1,6

2

codos (curvas continuas o de gajos a 90º)

Curva de 90º R = Dh

Ld/Dh ≥ 30

30 > Ld/Dh ≥ 2

0,5

1,0

1,2

0,75

0,4

0,5

1,0

0,25

0,3

1,5

0,2

0,2

2,0

0,2

0,2

Se admiten las interpolaciones entre los parámetros citados.


EN 13384-1:2002

- 50 -

Tabla B.8 (Continuación) Coeficientes individuales de resistencia para algunas forma Nº

Formas


Valores de ζ

Curva de 60º

3

R = Dh

Ld/Dh ≥ 30

30 > Ld/Dh ≥ 2

0,5

0,6

1,0

0,75

0,3

0,4

1,0

0,2

0,3

1,5

0,2

0,2

2,0

0,1

0,1

a = 2 ⋅ R ⋅ tan

Fα I H 2K

Curva de 90º Nº de tramos o segmentos

4

a : Dh

2 × 45º

3 × 30º

4 × 22,5º

1,0

0,4

0,25

0,17

1,5

0,3

0,18

0,13

2,0

0,3

0,17

0,12

3,0

0,35

0,19

0,13

5,0

0,4

0,20

0,15



- 51 -

EN 13384-1:2002



Formas

Valores de ζ

ángulo γ = 90º m& 2 : m& 3

5

ramales (tes) con flujo convergente

A3/A2 = 1,0

ζ2-3

ζ1-3

0,0

-0,92

0,03

0,2

-0,38

0,20

0,4

0,10

0,35

0,6

0,53

0,47

0,8

0,89

0,56

1,0

1,20

0,62

ζ2-3

ζ1-3

0,0

-0,92

0,03

0,2

-0,42

0,16

0,4

0,04

0,17

0,6

0,22

0,06

0,8

0,35

-0,18

1,0

0,35

-0,53

ángulo γ = 45º m& 2 : m& 3 A3/A2 = 1,6

condición: W 3



EN 13384-1:2002

- 52 -


Formas

Valores de ζ


Fórmula para calcular los coeficientes individuales de resistencia sobre composicionesa:

F GH

ζ 2 −3 = −0,92 1 −

m& 2 m& 3

I − F m& I LM1,2F A cos γ -1I + 0,8FG1 − F A I JK GH GH A JK JK GH m& JK M GH A N F F A I I m& F m& I +G 2 − G J J ⋅ GH H A K JK m& GH1 − m& JK ; 2

2

2

3

3

3

2

2

2

I F FA I JJ − GG1 − GH A JK K H

−1

3

2

IA JJ ⋅ A K

3

2

cos γ

OP PQ

−1

F GH

ζ 1−3 = 0,03 1 −

m& 2 m& 3

3

2

2

2

3

3

I − F m& I LM1 + 1,62F A cos γ -1I − 0,38FG1 − F A I JK GH GH A JK JK GH m& JK M GH A N F F A I I m& F m& I +G 2 − G J J ⋅ GH H A K JK m& GH1 − m& JK ; 2

2

2

3

3

3

2

2

−1

I OP JJ P KQ

−1

con

3

2

2

2

3

3

A3 m& ≥ 1; 0 ≤ 2 ≤ 1,0; 0º < γ ≤ 90 º A2 m& 3

A3 < 1 la resistencia individual de la composición puede determinarse como la suma de la resistencia individual A2 A de una constricción de la sección transversal (véase nº 6 respectivamente nº 8) y una composición 3 = 1 . A2 Para

a

De acuerdo con Gardil.



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EN 13384-1:2002


Formas


Valores de ζ

A2 :A1

7

partes de transición (variaciones de sección)

6

0,4

0,33

0,6

0,25

0,8

0,15 sobre un borde de entrada redondeado

condición: W 2

ζ=0

A1:A2

condición: W 1

8

0

1,0

0,2

0,7

0,4

0,4

0,6

0,2

0,8

0,1

1,0

0

A2 :A1

γ = 30º

γ = 60º

γ = 90º

0,10

0,05

0,08

0,19

0,25

0,04

0,07

0,17

0,45

0,05

0,07

0,14

1,0

0,0

0,0

0,0

condición: W 2


EN 13384-1:2002

- 54 -


Formas


Valores de ζ

9

plato superior

H/Dh 0,5

1,5

1,0

1,0

1,6

terminales (terminaciones)

10

11

terminación del conducto (PL = 0) de acuerdo con el proyecto de Norma prEN 1856-1 5,2 (ζentrada = 3,2) terminal del conducto de aire aerodinámico para chimeneas a presión positiva y aparato estanco en sala (PL = 0) de acuerdo con el proyecto de Norma prEN 1856-1


(ζsalida = 2,0)

- 55 -

EN 13384-1:2002

Tabla B.8 (Fin) Coeficientes individuales de resistencia para algunas forma Nº

Formas


Valores de ζ

γ ≈ 60° ramificaciones o bifurcaciones

12

A3 =1 A2 A3 = 0,5 A1

0,5

m& 3 =1 m& 2 m& 3 = 0,5 m& 1 γ ≈ 60°

ramificaciones o bifurcaciones

13

A3 =1 A2 A3 = 0,5 A1 m& 3 =1 m& 2 m& 3 = 0,5 m& 1


2,6

EN 13384-1:2002

- 56 -

ANTEXO C (Informativo) LA SALIDA DE LA CHIMENEA CON RESPECTO A LOS EDIFICIOS ADYACENTES

Leyenda 1 2

Chimenea Edificio

Fig. C.1 − Posición de la salida de la chimenea (véase el texto)

Una salida de la chimenea se considera que está dentro de la influencia de un edificio adyacente cuando: − la distancia horizontal L entre la salida y el edificio es inferior a 15 m; y − el edificio, como visto desde la salida de la chimenea, se extiende o abre sobre un ángulo horizontal α de más de 30º; y el límite superior del edificio, como visto desde la salida de la chimenea, se eleva más de 10º por encima del horizonte (ángulo β).


- 57 -

EN 13384-1:2002

ANEXO D (Informativo) CURVAS LÍMITES DE LA CLASIFICACIÓN PARA EL REGULADOR DE TIRO

Leyenda A X Y Z

Grupo de reguladores de tiro Desviación típica en Pa Caudal volumétrico, en m3/h Caudal másico de los humos, en g/s

Fig. 1 − Curvas límites de la clasificación para el regulador de tiro


EN 13384-1:2002

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BIBLIOGRAFÍA

EN 1745:2002 − Fábrica de albañilería y componentes para fábrica. Métodos para determinar los valores térmicos de proyecto. prEN 12391-1 − Chimeneas. Chimeneas metálicas. Parte 1: Norma de ejecución.


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UNE-EN 13384-1

ANEXO NACIONAL (Informativo)

Las normas que se relacionan a continuación, citadas en esta norma europea, han sido incorporadas al cuerpo normativo UNE con los siguientes códigos:

Norma Europea

Norma UNE

EN 1443:1999

UNE-EN 1443:2000

EN 1745:2002

UNE-EN 1745:2002

EN 1859:2000

UNE-EN 1859:2000

CR 1749:2001

UNE-CR 1749:2001


Dirección

C Génova, 6 28004 MADRID-España

Teléfono 91 432 60 00


Fax 91 310 40 32

UNE-EN_13384-1=2003

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