Cálculo del caudal de agua en instalaciones de calefacción o climatización
Caudal para líquidos en general
Cuando empleamos un líquido como medio para el transporte de calor, el caudal necesario depende de las propiedades físicas del fluido, de la potencia térmica que se pretende transferir, y del salto de temperatura fijado para el fluido, atendiendo a la siguiente relación:
Donde:
Q: Caudal [m3/s]
P: Potencia térmica [W]
Ce: Calor específico del fluido [ J/(kg·ºC) ]
ρ: Densidad del fluido [kg/m3]
Δt: Salto térmico [ºC]
Caudal cuando trabajamos con agua pura
Si trabajamos con fluidos distintos del agua, debemos emplear la expresión indicada en el apartado anterior. Cuando trabajamos con agua dulce, dado que que por definición el calor específico del agua es de 1 kcal/(kg·ºC) y la densidad del agua es de 1 kg/litro, se suele emplear la siguiente simplificación, que es valida solo con las unidades indicadas (Q en litros/hora, P en W) y carece de coherencia de unidades al obviar los valores de densidad y calor específico:
Q: Caudal de agua (litros/hora)
P: Potencia térmica (W)
Δt: Salto térmico (ºC)
Salto térmico
Para la determinación del caudal cuando utilizamos un líquido como medio para la transferencia de calor debemos conocer la potencia térmica a transportar y la diferencia entre la temperatura del agua al inicio del proceso de intercambio y la temperatura al final del mismo, que llamaremos salto térmico. A continuación, se da una referencia a título orientativo, de los saltos térmicos más usuales empleados en las instalaciones en edificios:
| Aplicación | Salto térmico (ºC) |
| Calefacción con radiadores en sistema bitubo | 20ºC |
| Calefacción con radiadores en sistema monotubo | 15ºC |
| Calefacción con suelo radiante | 5 a 8ºC |
| Calefacción o refrigeración con fancoils o baterías de intercambio térmico en climatizadoras | 5ºC |
| Circuitos primarios en intercambiadores de calor para preparación de agua caliente sanitaria | 10ºC |
Ejemplo: Caudal por una unidad de tratamiento de aire
Una unidad de tratamiento de aire cuenta con una batería de calefacción por agua caliente de 80 kW, sabiendo que recibirá agua procedente de un circuito de calefacción a 45ºC, que se desea trabajar con un salto térmico de 5ºC, se pide calcular la temperatura de salida del agua y el caudal de agua que deberá circular por la unidad de tratamiento de aire:
Solución:
Dado que el agua entra a la unidad de tratamiento de aire a 45ºC y el salto térmico escogido para el agua es de 5ºC, resulta evidente que el agua saldrá de la climatizadora a 45ºC – 5ºC = 40ºC.
Para obtener el caudal podemos aplicar la Ecuación indicada en el segundo apartado, al tratarse de agua:
Si quieres profundizar en el tema de cálculo de caudales, tienes a tu disposición el Curso básico de cálculo de tuberías hidráulicas, en el que encontrarás desarrollado el tema de esta entrada mediante tutoriales en vídeo guiados paso a paso.
Hola, no se si mi pregunta es válida…quisiera saber si hay algún cálculo para saber que cantidad de calorías se necesita para elevar la temperatura de agua dulce de 10 grados centígrados a 60 grados centígrados..??? O quizá la pregunta sería que cantidad de m3 de gas natural de 9300 kal precisaría..
Saludos
Gracias
Se trataría del mismo cálculo expuesto pero despejando la potencia en lugar del caudal. Necesitas el caudal de agua que quieres calcular.
Una vez obtenida la potencia útil que necesitas para calentar el agua, si la divides entre el rendimiento del aparato te da el consumo de calor del mismo, para obtener el caudal de gas divides el consumo calorífico entre el poder calorífico (H) del gas. La secuencia es tal que así:
1. P útil = Q·d·Ce·DT
2. Consumo calorífico = P útil / Rendimiento
3. Caudal de gas = Consumo calorífico / Poder calorífico
Ten en cuenta que debe haber coherencia de unidades.
Hola, ahora tengo es una pregunta relacionada con Caudal, hay alguna ecuación que me pueda proporcionar un equivalente a N*m teniendo un caudal determinado ? Esto para una mini hidráulica que se desea implementar, gracias espero su respuesta si están amable
Hola cordial saludo, estoy en un proyecto de calefacción, pero tengo una fuente de 1500W para calentar un caudal circulante, mi pregunta básicamente sería, que temperatura alcanza el agua con un caludal de 25L/Min y que tipo de sistema es más recomendable? Caldera o serpentín o las dos combinadas, o que sistema de que potencia es necesario, gracias por su atención
Hola Fernando,
Puedes utilizar el método expuesto en la entrada, teniendo en cuenta que la densidad del agua es de 1 kg/litro y que su calor específico es de 1,16 Wh/litro·K.
No obstante para un caudal de 25 l/min con una potencia de 1.500 W el calentamiento que conseguirás en instantáneo será muy pequeño.
Lo mejor es un depósito calculado para atender el consumo punta.
Un cordial saludo.
En base a estas formulas relacionadas y aplicandolas al kwh y salto termico que se mide en los contadores de calefacion de las instalaciones comunitarias ¿sabria determinar si es mas beneficioso que una vez que entra el agua en un radiador lo mejor sea que salga lo mas rapidamente posible mediante la apertura total de detentor de este para que no le de tiempo a enfriarse a esta y asi el salto termico sea menor?
De lo contrario si el detentor del elemento lo cerramos casi a tope el agua entrará muy caliente pero al no poder salir rapidamente esta le dará tiempo a enfriarse y cuando salga por el medidor de salida el salto de temperatura será mayor.
Hay que tener tambien en cuenta que el caudal por minuto será mayor pero no se si de menor peso que el salto de temperatura.
Gracias.
Buenas tardes.
La formula mostrada anteriormente para el agua Q=0,86xP/∆t, con las unidades que se muestran, sería incorrecta ¿no?
En el caso de esta fórmula, el caudal sería m3/h y la potencia en kW, correcto?
Muchas gracias.
La fórmula es correcta en litros/hora y W o en m3/h y kW, he añadido las unidades para aclararlo.
¡Gracias!