Pérdidas de calor y su impacto en costos de operación

Las pérdidas de calor se dan por transferencia de calor entre una superficie caliente y el medio ambiente.

En este articulo trataremos como se cuantifican y la importancia de disminuirlas.

Los sistemas que usan vapor, generalmente se caracterizan por tener altas temperaturas combinado con prolongados tiempos de operación por año.

Las superficies sin aislamiento térmico tienen como consecuencia altas pérdidas de calor que incrementan:

• Uso de combustible
• Costos de operación
• Gastos de mantenimiento
• Temperatura ambiente de cuarto de calderas y áreas en donde se usa vapor
• Huella de carbono de la organización

No hay instrumentos para medir las pérdidas de calor directamente. Sin embargo se puede medir la temperatura exterior y hacer el cálculo de la transferencia de calor por la diferencia de temperatura.

Entre los factores que afectan la transferencia de calor como:

• Diferencial de temperatura
• Diámetro de la tubería o el accesorio
• Configuración horizontal o vertical de la superficie
• Velocidad del viento
• Lluvia

El cálculo de la transferencia de calor requiere avanzados modelos matemáticos, afortunadamente hay métodos simplificados que permiten de una manera sencilla y acertada determinar el flujo de calor.

Además hay software que permiten un simple cálculo de las pérdidas algunos de ellos son gratuitos.

Lea además » Beneficios del aislamiento térmico reusable »

Entidades como Insulation institute ofrece herramientas gratuitas a los usuarios para poder determinar las pérdidas de calor y justificar el aislamiento térmico.

Una herramienta es el software 3E plus que de una manera fácil calcula las pérdidas de calor y dentro de una extensa base de datos de materiales, el espesor adecuado de aislamiento.

Tablas de fácil uso permiten hacer un buen estimado de la transferencia de calor de una tubería desnudas cuando no hay movimiento de aire.

Para hacer los cálculos se debe de conocer:

• Diámetro de la tubería
• Temperatura de la tubería
• Temperatura ambiente

En la tabla inferior se pueden observar los valores

Los pasos a seguir para hacer los cálculos son:

1. Consiga el diámetro de tubería que evalúa
2. Calcule la diferencia de temperatura entre la tubería y el medio ambiente (esta tabla utiliza grados Fahrenheit)
3. Encuentre en la tabla el coeficiente ( las unidades son BTU/h pie cuadrado grado fahrenheit)
4. Calcule el área y multiplique el coeficiente por este valor y por el diferencial de temperatura

A manera de ejemplo vamos a calcular la transferencia de calor de una tubería con las siguientes condiciones:

• Diámetro de 4″
• Temperatura de la tubería de 330 °F
• Temperatura ambiente de 80 ºF
• Longitud desnuda de un metro

Los pasos a seguir son:

1. Calcular el diferencial de temperatura, en este caso 330-80= 250
2. Encontrar el coeficiente de transferencia de calor, para este ejemplo es de 3.01 BTU / h pie cuadrado grado Fahrenheit
3. Calcular la transferencia de calor Q=3.01 BTU / h pie cuadrado grado Fahrenheit x 250 ºF x π (4/12) pise x 3.2 pie
4. En este ejemplo la transferencia de calor por tubería desnuda es de 2522 BTU/h

Procoen es representante Shannon global energy solutions, fabricante de chaquetas de aislamiento térmico para sistemas de alta temperatura.

Contáctenos para ayudarle a cuantificar las pérdidas de calor y su impacto económico de su empresa.