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Salamandras ¿que es el tiro balanceado?

tiro balanceado

Las infiltraciones de aire en rendijas de puertas y ventanas es la principal responsable de la perdida de calor debido al aire frío Invernal sin importar el tipo de aislamiento en las paredes Los hogares y salamandras, aunque visualmente muy atractivos son responsables de un verdadero desastre de ahorro energético debido a que la combustión genera un tiraje de aire desde el Interior al exterior De esta manera se caliente un ambiente pero la temperatura de las demás habitaciones baja produciendo un efecto contrario al deseado.

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Para evitarlo se plantea una salamandra de tiro balanceado y de esta manera utilizar únicamente aire exterior para la combustión y de esta manera ahorrando energía de este y otros sistemas de calefacción en toda la casa

tiro.trio balanceado 2

Las salamandras normales causan infiltraciones de aire por toda la casa enfriando las demás habitaciones Una salamandra "ecológica" normal consumo en condiciones normales 8.4 litros de aire por segundo del aire calentado Suficiente para renovar todo el ave de un living en una hora.

salida

Son conocidos en el mundo gran variedad de sistemas para calefacción de hogares. El patrón climático y nivel de confort, junio a la calidad térmica de las edificaciones y estufas, establecen el nivel de energía demandada. Las técnicas de conservación de energía pueden reducir muy apreciablemente este nivel, pero el estudio de los sistemas de calefacción hogareños continua siendo un tema abierto. Recientemente investigadores del Laboratorio Nacional de Berkeley estudiaron las mejoras en eficiencia de todos los sistemas usados en EEUU, entre otras mejoras mediante las cuales se alcanzaron eficiencias del 90%.

Estudio de Inter Ciencia Venezuela

Se ha investigado el uso del gas natural en hogares de la ciudad argentina de Bariloche, de temperatura media anual de 8°C y 3600 grados-día, similar a Estocolmo, Suecia. Sin embargo, comparado con los hogares nórdicos el consumo de energía para calefacción es en Argentina tres veces mayor. Esta figura se explica habitualmente por la mala calidad térmica de la envuelta, pero como se demuestra, la pobre eficiencia de los calefactores empleados en Argentina tiene otra causa importante, la cual es usualmente soslayada.

En este trabajo se caracterizo experimentalmente e desempeño térmico de un calefactor a gas de tiro balanceado, tipo utilizado en el 85% de los hogares conectados a la red de gas natural (60% del país).

Estas estufas se componen de un largo y angosto quemador de gas encerrado en una cámara de combustión metálica estanca, conectada al exterior por dos chimeneas por las que aspira el aire y expulsa los gases calientes (Figura 1). Por no consumir oxígeno en la vivienda, este calefactor puede instalarse en ambientes cerrados sin ventilación, tales como dormitorios. Esta característica junto a su bajo costo (USD 200 cada unidad de 3000 a 6000kcal/h) y sencilla instalación, han generalizado su uso en el contexto histórico de tarifas residenciales de gas natural fuertemente subsidiadas de la Argentina, (de 1 a 2 USD/MBTU) de 5 a 30 veces menor que los valores internacionales..

Esta conjunción de bajas tarifas y vasta red de suministro de gas natural, vuelve a éste el combustible mayoritario en hogares argentinos, por medio de calefactores de tiro balanceado suministrados por muchas fábricas nacionales, varias de las cuales exportan a otros países de Latinoamérica. Dado que las tarifas de gas en algunos de estos países siguen valores internacionales, estos equipos pueden convertirse entonces en una opción poco económica.
La norma argentina (Enar-gas, 1972) para determinación de la eficiencia, sobreestima a esta última. Por otra parte, ninguno de los fabricantes declara la eficiencia de sus calefactores, caracterizados únicamente por la potencia total de gas que consumen a llama máxima. Siendo que los usuarios no pueden llegar entonces a una elección balanceada, tampoco se sienten impulsados a ello por la bajísima tarifa local del gas, lo cual ha re alimentado el círculo vicioso fabricantes | tarifas | usuarios.

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Ineficiencias en el hogar donde perdemos calor

Las perdidas de calor ocurren cuando el consumo de aire y el tiro de la estufa fuerza la entrada por rendijas al interior de la casa. El recambio es tal que la pérdida es mayor de lo que el calefactor puede entregar, es por esto que es muy recomendable la instalación de tiro balanceado

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Aparato Experimental

Se estudió un calefactor de tiro balanceado comercial marca Emege con un quemador de 3000kcal/h (3,48kW), uno de los modelos más vendidos en plaza. Para obtener su eficiencia en condiciones de operación nominales el calefactor fue instalado siguiendo las instrucciones del fabricante y se midieron las temperaturas en ambos flujos de gases en chimeneas (de aire y gases de combustión), así corno los caudales de aire y gas natural en la cámara de combustión.

La temperatura de gases calientes se adquirió con un termopar tipo K Omega colocado dentro de la chimenea y provisto con pantalla térmica y aletas conductoras de aluminio. El caudal de gas se midió en condiciones estacionarias con un integrador volumétrico comercial calibrado Elster-AMCO modelo BK-GI.6 con error ± 0,5%, y el de aire se ±- 5% a partir de un anemómetro de hilo caliente Airflow modelo TA-2 colocado en la chimenea de admisión.

Ambos caudales sumados permiten calcular por balance de masa el caudal de gases calientes expulsados al exterior, cuya entalpia encierra el término de potencia no aprovechada y, de allí, inferir la eficiencia térmica del equipo, definida como el cociente entre la potencia térmica útil transferida al ambiente interior y la potencia total suministrada en la combustión del gas, calculada a partir del caudal de gas.

La potencia total suministrada es calculada como el producto del caudal másico de gas y su calor inferior de combustión completa (conocido a partir de la composición del gas empleado, natural o GLP). Siendo que la potencia térmica útil no se puede medir en forma directa, se infiere del balance de energía, substrayendo de la potencia total entregada, la fracción desaprovechada en los gases vertidos por chimenea, calculando su entalpia como el producto de la capacidad calorífica y caudal másico de gases, y del salto de temperatura entre los gases calientes y el aire frío de admisión.

Cabe acolar que la norma NAG 315, especifica que la temperatura de los gases calientes se calcula como un promedio de 5 mediciones sobre la boca de salida de la chimenea (no en su interior), incluyendo una por debajo de ésta. En este punto inferior habitualmente se observan temperaturas 200°C menores que en los restantes 4, por su proximidad a la toma de aire frío, motivo por el cual este método subestima la potencia desperdiciada y, por ende, sobrestima la eficiencia real del equipo.

Resultados

Se midieron sobre la cámara de combustión temperaturas de hasta 600°C en llama máxima, que permitirían calefaccionar apreciable-mente el ambiente por radiación infrarroja. Sin embargo, por termometría infrarroja se obtuvo una emisividad promedio muy pobre (0,18) que minimiza el impacto de este medio de transferencia de calor. La pintura de aluminio de color claro escogida por el fabricante causa este comportamiento, el cual tampoco es favorecido por los diseños de gabinete (muy cerrados) que priman en los modelos más modernos.

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La Tabla 1 muestra los resultados obtenidos para dos configuraciones de chimenea utilizadas: corlas horizontales cuando el equipo se instala sobre una pared exterior, o verticales largas (5m de altura) con salida por el techo para un ambiente interior. La cuarta columna representa el flujo de aire en chimenea relativo al mínimo necesario para producir la combustión completa del gas natural, dada por la relación estequio-métrica gas-aire. Nótese que en todos los casos el tiraje de gases se establece con un gran exceso de aire, originándose así Importantes pérdidas de eficiencia, ya que refrigera la llama. La incertidumbre total en la determinación es del ±5%.

Consecuencias en el Uso de la Energía en Viviendas

Las eficiencias reales medidas pueden considerarse de regulares a pobres, comparados con los sistemas de calefacción dominantes en países desarrollados, motivo por el cual este tipo de equipos están muy poco difundidos en ellos. Es significativo el hecho de que la norma Europea EN 613 (ES, 2000) exige una eficiencia >65% para estos equipos, mientras que en la Argentina la exigencia es >70%; sin embargo, un gran fabricante argentino ha tenido que mejorar sus equipos para poder Introducirlos en el mercado europeo, lo cual Ilustra la afirmación que la norma local sobreestima la eficiencia real.

Estudios en la zona de Baríloche demuestran un consumo anual promedio para calefacción de gas natural 4200Nm3 (3000kg) de gas natural en viviendas unifamiliares equipadas con este calefactor, siendo casi tres veces superior al de viviendas de buena calidad térmica en una zona de clima similar como Suecia u Holanda . Sin embargo, la diferencia respecto de la eficiencia de los calefactores utilizados, siendo ésta >80% en países OECD, puede contribuir, como se Indicó arriba, a explicar esta figura en un 50%. Por el contrario, en Argentina los usuarios fuera de la red de gas, en su mayoría rurales, deben pagar tarifas 15 veces mayores por el GLP, por lo tanto recurren al uso de leña, contribuyendo a la desertlficación en vastas zonas del país.

Claramente, las políticas tradicionales Implemenladas que privilegian los usuarios de centros urbanos no contribuyen a promover un uso más eficiente de la energía, ni a reducir su Impacto sobre el medioambiente. Siendo que estos equipos son exportados desde Argentina hacia otros países latinoamericanos, que siguen tarifas del gas (natural o GLP) internacionales (Brasil, México, Chile y Uruguay, entre otros), la elección de este tipo de calefactores puede ser incluso muy mala desde el punto de vista económico.

Para un consumo tipo Bariloclie necesitaríamos unos 4000kg de GLP por año, que representan (a razón de USD 1,5/kg) USD 6000 anuales. Si se considera una encienda promedio de 50% en estos calefactores, contra 80% de un sistema de caldera y radiadores de agua, el ahorro en un solo año (de USD 2250) amortizaría la inversión mayor requerida (USD =2,000).

Conclusiones

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El rendimiento térmico del sistema de calefacción a gas mas empleado en la Argentina muestra enciendas de 40-60%. Al identificar sus causas, este resultado podría ser extrapolado a otros modelos similares, instalados en su conjunto en el 85% de los hogares conectados a la red de gas. La normativa vigente en Argentina para determinar la encienda de estos equipos, sobreestima a la misma, en concordancia con mediciones Internacionales de estos equipos.

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Las tarifas residenciales del gas natural, históricamente fuertemente subsidiadas en Argentina, han justificado el desarrollo de una industria nacional fabricante de calefactores de baja eficiencia y costo. Sin embargo, se demuestra que la ecuación económica puede ser opuesta en muchos países latinoamericanos, que siguen tarifas internacionales del gas natural o GLP.

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