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Pérdida de calor en válvulas y bridas sin aislar

Indique las válvulas, bridas y purgadores sin aislar, con diámetro y cantidad. La página calcula cuánto calor pierden, cuánto combustible cuesta al año y en cuánto tiempo se pagan las fundas aislantes desmontables.

Herramienta de predimensionamiento y estimación: los resultados no sustituyen al proyecto, cálculo o informe firmado por un técnico competente ni la verificación conforme a las normas aplicables.

Estimación preliminar
Fluido y ambiente
Piezas sin aislar
Ver lo que se leyó
Funda aislante desmontable
Coste de la energía
Análisis económico
—Ahorro anual con fundas desmontables
—

Pérdida de calor por grupo de piezas

Piezas desnudas y con funda desmontable, sumando la cantidad de cada fila.

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Cada pieza desnuda equivale a cuántos metros de tubo desnudo

Longitud de tubo desnudo del mismo diámetro que pierde el mismo calor que una pieza.

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Resultado por fila de la lista

Siguiente paso

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Rentabilidad del proyecto

Flujo de caja de la mejora: inversión en el año 0 y ahorro anual actualizado con la subida indicada, descontado a la tasa de descuento.

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La memoria reúne entradas, resultados, ecuaciones, hipótesis y referencias de esta página, con campos para proyecto, responsable y revisión. El informe completo incluye también los gráficos y las interpretaciones, en color. En la ventana de impresión, elija Guardar como PDF.

Método, hipótesis y referencias

Ecuaciones utilizadas

Pérdida de la pieza desnuda (ASTM C1129): QB = qB · AB, con qB = (hc + hr) · (Tf − Ta) evaluado en un cilindro del diámetro del tubo (de la brida, para bridas)
Convección natural (Churchill–Chu) combinada con forzada (Churchill–Bernstein): Nu = (Nun³ + Nuf³)^(1/3); radiación: hr = ε σ (Ts⁴ − Ta⁴) ÷ (Ts − Ta)
Con funda: QI = qI · AI, AI = relación × AB; qI por capa cilíndrica de espesor t y conductividad k, con balance en la superficie exterior (ε 0,9)
Brida: AB = 2 · π/4 · (DF² − D²) + π · DF · 2T + tuercas (2 por perno, hexagonal pesada); longitud equivalente: Le = QB ÷ q′tubo desnudo
Energía: E = (QB − QI) · horas; combustible = E ÷ η caldera; ahorro = combustible × precio; vapor condensado = QB ÷ hfg

Hipótesis y límites

  • Superficie desnuda a la temperatura del fluido y uniforme; áreas de válvulas de compuerta embridadas de la ASTM C1129 (otros tipos de válvula del mismo diámetro y clase tienen áreas parecidas, pero no iguales).
  • Bridas clase 150 con dimensiones de la ASME B16.5; el tubo desnudo que se deja junto a las bridas para sacar los pernos no está incluido y aumenta la pérdida real.
  • La funda se trata como un aislamiento homogéneo; costuras, cierres y rendijas hacen que la funda real pierda algo más. Coste por m² único para todos los tamaños.

Normas y documentos técnicos

  • ASTM C1129: Standard Practice for Estimation of Heat Savings by Adding Thermal Insulation to Bare Valves and Flanges
  • ASTM C680: Standard Practice for Estimate of the Heat Gain or Loss and the Surface Temperatures of Insulated Flat, Cylindrical, and Spherical Systems
  • U.S. DOE, Steam Tip Sheet #17: Install Removable Insulation on Valves and Fittings
  • ASME B16.5: Pipe Flanges and Flanged Fittings, NPS 1/2 Through NPS 24
  • ISO 12241: Thermal insulation for building equipment and industrial installations — Calculation rules
  • Churchill, S. W.; Chu, H. H. S. (1975) and Churchill, S. W.; Bernstein, M. (1977): correlations for horizontal cylinders

Legislación y reglamentos en España y la UE

  • Real Decreto 1027/2007, RITE, IT 1.2.4.2.1: aislamiento térmico de redes de tuberías, incluidos accesorios
  • Real Decreto 486/1997, lugares de trabajo: protección frente a superficies calientes
  • Real Decreto 56/2016: auditorías energéticas en grandes empresas (Directiva 2012/27/UE)

Preguntas frecuentes

¿Cuánto calor pierde una válvula sin aislar?

Bastante: a 184 °C (vapor a 10 bar), una válvula de compuerta embridada de 4" clase 150 desnuda pierde unos 1,4 kW, lo mismo que 1,2 m de tubo de 4" sin aislar. En 8000 horas al año supone unos 640 € de combustible solo en esa pieza. En el ejemplo, 44 piezas desnudas pierden 31 kW y condensan 56 kg/h de vapor.

¿Cómo calcula la página el área de cada pieza?

Para válvulas de compuerta embridadas de 2" a 24" usa las áreas tabuladas de la ASTM C1129 (clases 150 y 300). Para pares de bridas clase 150 calcula caras, bordes y tuercas con las dimensiones de la ASME B16.5. Para los purgadores vale el área indicada en su campo, y cualquier fila admite el área medida en la 4.ª columna de la lista.

¿Qué es una funda aislante desmontable y cuánto ahorra?

Es una funda de tejido técnico con manta aislante, cerrada con velcro o hebillas, que se quita en el mantenimiento y se vuelve a poner. En el ejemplo, fundas de 25 mm cortan el 90% de la pérdida y ahorran unos 13 000 € al año con una inversión de unos 4500 €: retorno en unos 4 meses. En líneas de vapor son habituales retornos inferiores a un año.

¿Qué datos hay que tomar en planta?

Tipo, diámetro y cantidad de piezas desnudas (basta una ronda con una hoja de cálculo), la presión del vapor o la temperatura del fluido, la temperatura ambiente, el viento y las horas al año que la línea está caliente. El precio del combustible por GJ y el rendimiento de la caldera salen de la factura o de la calculadora de coste del vapor.

¿Se pueden aislar los purgadores?

Depende del tipo. Los de boya y cubeta invertida admiten funda; los termostáticos (bimetálicos o de presión equilibrada) no deben aislarse, porque necesitan perder calor para cerrar; los termodinámicos, solo con la caperuza del propio fabricante. En caso de duda, siga el manual del purgador.

¿Por qué el resultado difiere de otras tablas?

La pérdida depende mucho de la emisividad de la superficie, del viento y del área adoptada. Esta página usa una emisividad de 0,9, valor por defecto de la ASTM C1129, y las áreas de la propia norma; la tabla de ahorro del DOE (Steam Tip Sheet 17) da valores un 25% a 30% menores para la misma válvula, porque parte de otras hipótesis. Para decisiones grandes, confírmelo con termografía o con el estudio de un proveedor.

¿Qué límites tiene el cálculo?

Supone la superficie desnuda a la temperatura del fluido y la funda como un aislamiento homogéneo; costuras y rendijas hacen que la funda real pierda algo más. No incluye el tubo que se deja desnudo junto a las bridas para sacar los pernos, que aumenta la pérdida real. El mayor riesgo práctico es que la funda no se vuelva a colocar tras el mantenimiento.