trabajo fin de máster máster universitario en...

Equation Chapter 1 Section 1

Trabajo Fin de Máster

Máster Universitario en Ingeniería Industrial

Optimización de la envuelta y los sistemas de

acondicionamiento térmico en la rehabilitación de

un hotel

Autor: Alejandro Flores Muñoz

Tutor: José Manuel Salmerón Lissén

Departamento de Ingeniería Energética

Escuela Técnica Superior de Ingeniería

Universidad de Sevilla

Sevilla, 2017

Trabajo Fin de Máster

Master Universitario en Ingeniería Industrial


acondicionamiento térmico en la rehabilitación

de un hotel

Autor:

Alejandro Flores Muñoz

Tutor:

José Manuel Salmerón Lissén

Departamento de Ingeniería Energética

Escuela Técnica Superior de Ingeniería

Universidad de Sevilla

Sevilla, 2017


acondicionamiento térmico en la rehabilitación de un hotel

5

Contenido 1. Introducción ....................................................................................................................... 10

2. Descripción del proyecto.................................................................................................... 11

3. HULC ................................................................................................................................. 11

4. Descripción del edificio ..................................................................................................... 12

4.1. Descripción elementos constructivos .......................................................................... 15

4.1.1. Suelos en contacto con el terreno ......................................................................... 15

4.1.2. Fachadas ............................................................................................................... 16

4.1.3. Cubiertas .............................................................................................................. 17

4.1.4. Compartimentación interior vertical .................................................................... 18

4.1.5. Compartimentación interior horizontal ................................................................ 19

4.2. Descripción de materiales ........................................................................................... 20

4.3. Situación actual de la instalación de climatización y ACS ......................................... 21

5. Construcción del modelo.................................................................................................... 21

5.1. Construcción del modelo en CypeCAD ...................................................................... 21

5.2. Condiciones de uso ..................................................................................................... 22

5.3. Cálculo de cargas térmicas .......................................................................................... 22

6. Cálculo y selección de radiadores ...................................................................................... 25

7. Cálculo de la demanda de ACS .......................................................................................... 29

8. Modelo en HULC ............................................................................................................... 29

8.1. Definición del sistema ................................................................................................. 32

9. Verificación del CTE y calificación energética actual del edificio .................................... 35

9.1. Verificación de la limitación de la demanda energética. CTE-HE1 ........................... 35

9.2. Verificación de la limitación del consumo energético. CTE-HE0 .............................. 37

9.3. Calificación energética ................................................................................................ 38

10. Medidas de ahorro en demanda energética ...................................................................... 39

10.1. Aislamiento de tabiques interiores ............................................................................ 40

10.2. Mejora de aislamiento en cubierta ............................................................................ 41

10.3. Sustitución de carpinterías y vidrios de ventanas ...................................................... 42

10.4. Instalación de salientes laterales y toldos en huecos de la envolvente ...................... 44

10.5. Conclusiones tras las mejoras en la envolvente ........................................................ 50

11. Sustitución de caldera convencional por caldera de biomasa .......................................... 50

11.1. Cálculo de la recta de rendimiento de la caldera ....................................................... 50

11.2. Instalación de caldera de biomasa ............................................................................. 52

11.2.1. Simulación 1 ...................................................................................................... 52

11.2.2. Simulación 2 ...................................................................................................... 53



6

11.2.3. Simulación 3 ...................................................................................................... 53

11.2.4. Simulación 4 ...................................................................................................... 54

11.2.5. Comparación de resultados ................................................................................ 54

11.3. Depósito de inercia .................................................................................................... 55

11.4. Rendimiento estacionario .......................................................................................... 56

12. Sustitución de luminarias ................................................................................................. 57

13. Calificación energética y verificación del CTE tras la implementación de las medidas de

ahorro. ......................................................................................................................................... 57

13.1. Verificación del CTE-HE1 ........................................................................................ 58

13.2. Verificación del CTE-HE0 ........................................................................................ 58

13.3. Calificación energética .............................................................................................. 59

13.4. Resultados ................................................................................................................. 60

14. Referencias ....................................................................................................................... 63

15. Anexos ............................................................................................................................. 64



7

Índice de tablas

Tabla 4.1: Superficie construida en cada planta ..................................................................... 13

Tabla 4.2: Materiales que componen los elementos constructivos del edificio ..................... 20

Tabla 5.1: Cargas térmicas de calefacción por recinto ........................................................... 23

Tabla 5.2: Cargas térmicas de refrigeración por recinto ........................................................ 25

Tabla 6.1: Potencia suministrada por cada radiador .............................................................. 28

Tabla 8.1: Propiedades básicas del sistema ............................................................................ 32

Tabla 8.2: Propiedades del equipo de generación térmica ..................................................... 33

Tabla 11.1: Resultado de la calificación energética inicial del edificio ................................. 39

Tabla 12.1: Valores límite de la demanda energética según CTE-HE1 ................................. 39

Tabla 12.2: Valores de transmitancia térmica de las particiones interiores del edificio y valores

máximos permitidos por el CTE-HE1 para edificios nuevos ...................................................... 40

Tabla 12.3: Valores de transmitancia térmica de las particiones interiores del edificio tras

introducir aislante y valores máximos permitidos por el CTE-HE1 para edificios nuevos ........ 41

Tabla 12.4: Demanda energética tras la mejora del aislamiento en tabiques ......................... 41

Tabla 12.5: Demanda energética tras la mejora de aislamiento en cubierta .......................... 42

Tabla 12.6: Características térmicas de los huecos en fachada .............................................. 42

Tabla 12.7:Demanda energética tras la sustitución de las ventanas de la fachada. ................ 43

Tabla 12.8: Medidas de los salientes laterales de fachada N-E.............................................. 45

Tabla 12.9: Medidas de los voladizos .................................................................................... 47

Tabla 12.10: Demanda energética tras la instalación de salientes laterales y toldos en las

ventanas ....................................................................................................................................... 49

Tabla 12.11: Demanda energética antes y después de la implementación de las medidas de

ahorro .......................................................................................................................................... 50

Tabla 13.1: Rectas de rendimiento de los diferentes modelos de caldera .............................. 52

Tabla 13.2: Parámetros de la simulación 1 ............................................................................ 53

Tabla 13.3: Resultados de la simulación 1 ............................................................................. 53







Tabla 13.10: Resultados de las simulaciones ......................................................................... 54

Tabla 13.11: Propiedades del depósito de inercia .................................................................. 55



8

Tabla 13.12: Simulación de acumulador de agua caliente ..................................................... 56

Tabla 13.13:Demandas y consumos energéticos tras las mejoras .......................................... 56

Tabla 13.14: Rendimiento estacionario de calefacción y refrigeración ................................. 56



9

Índice de figuras

Figura 4.1: Plano de planta baja ............................................................................................. 14

Figura 4.2: Plano genérico de planta ...................................................................................... 14

Figura 8.1: Interfaz de HULC ................................................................................................ 29

Figura 8.2: Varias vistas del modelo 3D del edificio ............................................................. 31

Figura 9.1: Parámetros característicos de la envolvente para una zona climática B4 ............ 36

Figura 9.2: Verificación del límite de la demanda energética inicial del edificio .................. 37

Figura 10.1: Verificación de la limitación del consumo energético inicial del edificio ......... 38

Figura 12.1: Esquema de las medidas de los elementos de sombra ....................................... 44

Figura 12.2: Disposición de los salientes laterales y voladizos en el edificio........................ 45

Figura 12.3: Proyección estereográfica de los huecos de la fachada N-E .............................. 46

Figura 12.4: Fracción de sombra que los salientes laterales proyectan en la ventana durante

todo el año ................................................................................................................................... 47

Figura 12.5: Estereográfica y fracción de sombra de las tres ventanas de la fachada noreste 48

Figura 12.6: Estereográfica y fracción de sombra de las ventanas de la fachada noroeste .... 48

Figura 13.1: Rectas de rendimiento de las distintas calderas a simular. ................................ 51

Figura 15.1: Verificación CTE-HE1 ...................................................................................... 58

Figura 15.2: Verificación CTE-HE0 ...................................................................................... 59

Figura 15.3: Calificación energética final .............................................................................. 60

Figura 16.1: Esquema de la caldera KWB Pelletfire Plus MFS2 S ....................................... 65



10

1. Introducción

El abastecimiento energético de España actualmente depende muy fuertemente del uso de

combustibles fósiles, la mayoría de los cuales importados del exterior. Aunque esta situación ha

ido cambiando durante la última década, aún es necesario un cambio del actual modelo energético.

Es necesaria una adecuada sustitución de las energías convencionales por energías renovables

prácticamente inagotables y con menos impacto medioambiental.

Las reservas de combustibles fósiles, principal fuente de energía actualmente, están cada vez

más cerca de agotarse y las elevadas emisiones que este tipo de energía produce, ya sea mediante

emisión de gases a la atmósfera o como desechos fluviales entre otros, están acelerando a un

elevado ritmo el cambio climático y la destrucción de la naturaleza.

Algunas de las energías renovables están muy desarrolladas y estudiadas y se posee mucha

información sobre ellas, es el caso de la energía eólica o la solar. Sin embargo, otras están en sus

primeras etapas de desarrollo y estudio, por ejemplo, las pilas de combustible para el campo del

transporte o la que en este trabajo se desarrolla: la energía de la biomasa.

A pesar de su extendida implantación en grandes plantas de producción o consumo individual

o comunitario para ofrecer la demanda térmica necesaria para sus procesos productivos o de ACS

y calefacción, no se posee gran cantidad de información, ni se llevan a cabo muchos estudios.

En términos generales, el término biomasa define el conjunto de la materia (masa) vegetal,

considerando tanto los árboles, plantas, arbustos y hierbas (biomasa vegetal), como la materia

orgánica procedente del ciclo alimentario de las especies animales vegetarianas (biomasa animal).

La característica esencial de la biomasa como combustible, es que constituye un ciclo cerrado

energético y por tanto renovable. En su formación, las especies vegetales absorben la energía

solar mediante fotosíntesis, energía que se fija en forma de carbono mediante la transformación

del CO2 ambiental, el agua y diversos minerales (sin valor energético), en materias orgánicas

altamente energéticas. La combustión directa de esta biomasa vegetal se realiza mediante su

oxidación total en contacto con el O2 del aire, liberándose en el proceso la energía térmica, agua,

CO2 y cenizas. El CO2 liberado se corresponde con el CO2 absorbido por lo que se asegura su

equilibrio en la atmosfera (ciclo neutro).

Sin embargo, el debate energético debe ir más allá de las energías renovables y abordar la

importancia de una mejora en la eficiencia energética.

La eficiencia energética se define como la práctica que tiene como objetivo reducir el consumo

de la energía optimizando los procesos productivos para consumir menos energía para satisfacer

más bienes o servicios.

Del total de la energía que se consume en España, el consumo que se da en los edificios supone

un 40% del total. Por lo tanto, poner en práctica medidas de eficiencia energética en este sector

ayudará en gran medida al ahorro de energía global.

La eficiencia energética en los edificios se ha venido practicando desde tiempos inmemoriales,

pero se perdió en el gran boom de la construcción de las últimas décadas. Las primeras políticas

oficiales de ahorro de energía comenzaron a raíz de la crisis del petróleo de 1973, y la lucha contra

el cambio climático les ha dado un fuerte impulso, ya en tiempos actuales.



11

Debido a esto, los edificios existentes están construidos, en su mayoría, según unas normativas

constructivas muy básicas que no establecían obligaciones respecto a limitaciones de consumo o

aislamientos. Numerosos estudios han demostrado la importancia de la rehabilitación energética

de los edificios. Son muchas las soluciones que pueden ayudar a mejorar el comportamiento

energético de nuestros edificios, ya sean, soluciones constructivas que ayuden a la mejora de la

envolvente térmica o soluciones de mejora en las instalaciones térmicas o de iluminación. Este

será el tema fundamental sobre el que versará el presente proyecto.

2. Descripción del proyecto

El objetivo del proyecto es la optimización de la envolvente y los sistemas térmicos de un

edificio hotelero situado en la localidad de Sevilla para mejorar su comportamiento energético y

cumplir con la normativa vigente en una rehabilitación.

Primero se hará una descripción minuciosa del edificio, describiendo la estructuración de cada

planta, los elementos constructivos de la envolvente térmica y las instalaciones de calefacción,

refrigeración y agua caliente sanitaria actuales que serán objeto de estudio y sustitución para la

mejora del edificio.

Posteriormente se describirá brevemente la construcción del modelo en 3D del edificio objeto

del presente proyecto, la definición de las diferentes variables de las que consta la instalación

térmica y se hará una primera simulación del edificio en la situación actual. Todo esto se realizará

con la herramienta de simulación de edificios HULC.

Una vez analizados los resultados obtenidos se propondrán diversas mejoras de eficiencia

energética y de rehabilitación del edificio, tanto de la envolvente como de las instalaciones de

acondicionamiento térmico. Finalmente se volverá a simular el modelo alcanzando unos valores

adecuados de demanda y consumo energético.

Por último, señalar que la realización de este proyecto es con fines académicos: la de servir

como Trabajo Fin de Máster de la titulación Máster Universitario en Ingeniería Industrial.

3. HULC

La Herramienta Unificada Lider-Calener (HULC) incluye la unificación en una sola

plataforma de los anteriores programas generales oficiales empleados para la evaluación de la

demanda energética y del consumo energético y de los Procedimientos Generales para la

Certificación energética de Edificios (LIDER-CALENER), así como los cambios necesarios para

la convergencia de la certificación energética con el Documento Básico de Ahorro de Energía

(DB-HE) del Código Técnico de la Edificación (CTE) y el Reglamento de Instalaciones Térmicas

de los Edificios (RITE), ambos actualizados en el año 2013.

Esta herramienta informática permite la verificación de las exigencias de algunas secciones

del Documento Básico de Ahorro de Energía DB-HE. Estas son: la 2.2.1 de la sección HE0

(Limitación del consumo energético en edificios nuevos o ampliaciones de edificios existentes de

uso residencial privado), y en la sección HE 1 (Limitación de la demanda energética) en los



12

apartados 2.2.1.1 (Limitación de la demanda energética del edificio) y punto 2 del apartado 2.2.2.1

(obras de reforma en las que se renueve más del 25% de la superficie total de la envolvente térmica

del edificio) También permite la verificación del apartado 2.2.2 de la sección HE0 que debe

verificarse, tal como establece el DB-HE, según el procedimiento básico para la certificación

energética de edificios. Otras exigencias de las secciones HE0 y HE1 que resulten de aplicación

deben verificarse por otros medios.

Este software permite determinar la demanda térmica de un edificio, respecto a uno de

referencia (LIDER), posteriormente determinar la eficiencia energética de la instalación del

edificio en cuanto a la relación demanda/consumo y emisiones de CO2 (CALENER). El

programa CALENER presenta una amplia selección de tipos de instalaciones de generación,

incluidas las instalaciones con biomasa. Para cada tipo de instalación, el programa dispone

por defecto de una curva de “eficiencia”.

La herramienta genera el informe en formato oficial para la Certificación energética de

Edificios, así como un archivo digital en formato XML, que contiene todos los datos del

certificado y que deberá aportarse en el momento del registro.

4. Descripción del edificio

El edificio objeto del proyecto es una edificación destinada a uso hotelero de seis plantas,

situado en la localidad de Sevilla, cuyas fachadas principales tienen una orientación noreste y

noroeste respectivamente. Es colindante a otros edificios en sus fachadas sureste y suroeste

respectivamente. Su construcción se realizó en el año 1976.

Dispone de cuatro plantas sobre rasante, incluida la planta baja y de dos plantas bajo rasante.

Además de la entrada principal, en la planta baja se sitúan también la cocina, el comedor, la

cafetería, recepción y varias salas de almacén. Las habitaciones del hotel se distribuyen en las

plantas 1ª a 3ª. La cubierta del edificio se destina a la ubicación de los captadores solares del

sistema solar de agua caliente sanitaria que posee el edificio. En las plantas sótano se sitúa el

garaje, lavandería, sala de calderas, etc.

Las plantas no tienen ni formas ni tamaños iguales. En el centro de cada planta se encuentran

los ascensores y las escaleras al lado de un patio interior común.

A continuación, en la Tabla 4.1, se muestra la superficie construida de cada planta:

http://www.minetur.gob.es/energia/desarrollo/EficienciaEnergetica/CertificacionEnergetica/Normativa/Paginas/rd235_2013.aspx

http://www.minetur.gob.es/energia/desarrollo/EficienciaEnergetica/CertificacionEnergetica/Normativa/Paginas/rd235_2013.aspx



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Planta Superficie

Cubierta 38 m2

Planta 3ª 528 m2

Planta 2ª 528 m2

Planta 1ª 515 m2

Planta baja 504 m2

Sótano 1 555 m2

Sótano 2 555 m2

Total m2 3223,00 m2 Tabla 4.1: Superficie construida en cada planta

El edificio tiene una superficie total de 3223 m2 de los cuales 2020 m2 son habitables y serán

objeto del calculo térmico.

El edificio en general tiene un horario de funcionamiento de 24 horas al día los 365 días del

año. Los cálculos han sido realizados teniendo en cuenta ese dato de funcionamiento.

El hotel consta de un total de 42 habitaciones climatizadas repartidas en tres plantas con baño

privado en cada habitación. Los baños se encuentran calefactados en periodo invernal. A

continuación, en la Figura 4.1: Plano de planta bajay

Figura 4.2: Plano genérico de las planta se muestran los planos de la planta baja y una

correspondiente a las plantas 1ª, 2ª y 3ª, respectivamente.



14

Figura 4.1: Plano de planta baja

Figura 4.2: Plano genérico de las plantas 1ª, 2ª y 3ª



15

4.1. Descripción elementos constructivos

Para construir el modelo, es necesario definir los distintos cerramientos que componen tanto

la envolvente del edificio como las particiones interiores, así como los acristalamientos y puertas.

Estos elementos constructivos se han definido atendiendo al Código Técnico de la Edificación.

4.1.1. Suelos en contacto con el terreno

Losa de cimentación - Entarimado tradicional sobre rastreles Superficie total 518.62 m²

REVESTIMIENTO DEL SUELOPAVIMENTO: Entarimado tradicional de tablas de madera maciza de pino

gallego de 70x22 mm, colocado sobre rastreles de madera de pino de 50x25 cm, fijados mecánicamente al

soporte. ELEMENTO ESTRUCTURAL. Losa de cimentación de hormigón armado, realizada con hormigón HA-

25/B/20/IIa, y acero UNE-EN 10080 B 500 S; acabado superficial liso mediante regla vibrante, sin incluir

encofrado, con: AISLAMIENTO HORIZONTAL: aislamiento térmico horizontal formado por panel rígido de

poliestireno extruido, de 40 mm de espesor, resistencia térmica 1,2 m²K/W, conductividad térmica 0,034

W/(m·K), cubierto con un film de polietileno de 0,2 mm de espesor; AISLAMIENTO PERIMETRAL:

aislamiento térmico vertical formado por panel rígido de poliestireno extruido, de 40 mm de espesor,

resistencia térmica 1,2 m²K/W, conductividad térmica 0,034 W/(m·K), cubierto con un film de polietileno

de 0,2 mm de espesor; HORMIGÓN DE LIMPIEZA: capa de hormigón de limpieza HL-150/B/20, de 10 cm

de espesor.

Listado de capas:

1 - Entarimado de tablas de madera maciza 1.8 cm

2 - Hormigón armado 60 cm

3 - Film de polietileno 0.02 cm

4 - Poliestireno extruido 4 cm

5 - Hormigón de limpieza 10 cm

Espesor total: 75.82 cm

Limitación de demanda energética Us: 0.25 W/(m²·K)

(Para una solera con longitud característica B' = 10.8 m)

Solera con banda de aislamiento perimetral (ancho 1.2 m y resistencia

térmica: 1.18 m²·K/W)

Detalle de cálculo (Us) Superficie del forjado, A: 558.13 m²

Perímetro del forjado, P: 103.44 m

Resistencia térmica del forjado, Rf: 1.61 m²·K/W

Resistencia térmica del aislamiento perimetral, Rf: 1.18 m²·K/W

Espesor del aislamiento perimetral, dn: 4.00 cm

Tipo de terreno: Arena semidensa

Protección frente al ruido Masa superficial: 1755.34 kg/m²

Masa superficial del elemento base: 1500.18 kg/m²

Caracterización acústica, Rw(C; Ctr): 78.4(-1; -7) dB

Nivel global de presión de ruido de impactos normalizado, Ln,w: 52.8 dB



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4.1.2. Fachadas

Parte ciega de las fachadas

Fachada Superficie total 1096.26 m²

Listado de capas:

1 - Mortero de cemento o cal para albañilería y para

revoco/enlucido 1000 < d < 1250

4 cm

2 - 1/2 pie LP métrico o catalán 60 mm< G < 80 mm 11.5 cm



2 cm

4 - PUR Proyección con CO2 celda cerrada [ 0.035

W/[mK]]

4 cm

5 - Tabicón de LH doble [60 mm < E < 90 mm] 7 cm

6 - Enlucido de yeso 1000 < d < 1300 1.5 cm

Espesor total: 30 cm

Limitación de demanda energética Um: 0.55 W/(m²·K)




Huecos en fachada

Puerta principal

Dimensiones Ancho x Alto: 116.9 x 270 cm nº uds: 1

Ancho x Alto: 72.1 x 270 cm nº uds: 1

Caracterización térmica Transmitancia térmica, U: 2.00 W/(m²·K)

Absortividad, S: 0.4 (color claro)

Ventana - Acristalamiento

Características del vidrio Transmitancia térmica, Ug: 3.30 W/(m²·K)

Factor solar, g: 0.791

Aislamiento acústico, Rw (C;Ctr): 27 (-1;-1) dB

Características de la carpintería Transmitancia térmica, Uf: 5.70 W/(m²·K)

Tipo de apertura: Practicable

Permeabilidad al aire de la carpintería (EN 12207): Sin clasificar

Absortividad, S: 0.4 (color claro)



17

4.1.3. Cubiertas

Parte maciza de las azoteas

Terraza (Forjado entre pisos) Superficie total 1.95 m²

Listado de capas:



2 cm

2 - EPS Poliestireno Expandido [ 0.029 W/[mK]] 2 cm



3 cm


5 - Forjado reticular 20+5 cm (Casetón de hormigón) 25 cm

6 - Placa de yeso laminado [PYL] 750 < d < 900 1 cm


Limitación de demanda energética Uc refrigeración: 0.66 W/(m²·K)

Uc calefacción: 0.70 W/(m²·K)




Revestimiento de cubierta Superficie total 454.25 m²

Listado de capas:

1 - Hormigón con arcilla expandida como árido principal d

1000

10 cm



4 cm

3 - Betún fieltro o lámina 1 cm

4 - FU Entrevigado de hormigón -Canto 300 mm 30 cm








18

4.1.4. Compartimentación interior vertical

Parte ciega de la compartimentación interior vertical

Tabique 12cm Superficie total 1268.67 m²

Listado de capas:


2 - Tabicón de LH doble [60 mm < E < 90 mm] 9 cm







Seguridad en caso de incendio Resistencia al fuego: Ninguna

Tabique 7cm Superficie total 375.51 m²

Listado de capas:


2 - Tabique de LH sencillo [40 mm < Espesor < 60 mm] 4 cm


Espesor total: 8 cm





Seguridad en caso de incendio Resistencia al fuego: Ninguna

Huecos verticales interiores

Puerta

Dimensiones Ancho x Alto: 72.5 x 203 cm nº uds: 57

Caracterización térmica Transmitancia térmica, U: 2.00 W/(m²·K)

Absortividad, S: 0.6 (color intermedio)



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4.1.5. Compartimentación interior horizontal

Forjado entre pisos - Entarimado tradicional sobre rastreles Superficie total 1390.92 m²

Listado de capas:

1 - Entarimado de tablas de madera maciza 1.8 cm



3 cm


4 - Forjado reticular 20+5 cm (Casetón de hormigón) 25 cm

5 - Placa de yeso laminado [PYL] 750 < d < 900 1 cm

Espesor total: 31.8 cm






Nivel global de presión de ruido de impactos normalizado, Ln,w: 75.3 dB



20

4.2. Descripción de materiales

En la Tabla 4.2: Materiales que componen los elementos constructivos del edificio se listan

los distintos materiales de los que están formados los distintos elementos constructivos del

edificio objeto de este proyecto.

Capas

Material e RT Cp

1/2 pie LP métrico o catalán 60 mm< G < 80 mm 11.5 1020 0.567 0.2028 1000 10

Betún fieltro o lámina 1 1100 0.23 0.0435 1000 50000

Enlucido de yeso 1000 < d < 1300 0.5 1150 0.57 0.0088 1000 6

Enlucido de yeso 1000 < d < 1300 1.5 1150 0.57 0.0263 1000 6

Entarimado de tablas de madera maciza 1.8 480 0.15 0.12 1600 20

EPS Poliestireno Expandido [ 0.029 W/[mK]] 1 30 0.029 0.3448 1000 20

EPS Poliestireno Expandido [ 0.029 W/[mK]] 2 30 0.029 0.6897 1000 20

Film de polietileno 0.02 920 0.33 0.0006 2200 10000

0 Forjado reticular 20+5 cm (Casetón de hormigón) 25 1340 1.923 0.13 1000 10

FU Entrevigado de hormigón - Canto 300 mm 30 1240 1.422 0.211 1000 80

Hormigón armado 60 2500 2.3 0.2609 1000 80

Hormigón con arcilla expandida como árido principal d 1000 10 1000 0.35 0.2857 1000 6

Hormigón de limpieza 10 2450 2 0.05 1000 80

Mortero de cemento o cal para albañilería y para revoco/enlucido 1000 < d < 1250 2 1125 0.55 0.0364 1000 10



Placa de yeso laminado [PYL] 750 < d < 900 1 825 0.25 0.04 1000 4

Poliestireno extruido 4 38 0.034 1.1765 1000 100

PUR Proyección con CO2 celda cerrada [ 0.035 W/[mK]] 4 50 0.035 1.1429 1000 100

Tabicón de LH doble [60 mm < E < 90 mm] 6 930 0.432 0.1389 1000 10



Tabique de LH sencillo [40 mm < Espesor < 60 mm] 4 1000 0.445 0.0899 1000 10

Abreviaturas utilizadas

e Espesor (cm) RT Resistencia térmica (m²·K/W)

Densidad (kg/m³) Cp Calor específico (J/(kg·K))

Conductividad térmica (W/(m·K)) Factor de resistencia a la difusión del vapor de agua ()

Tabla 4.2: Materiales que componen los elementos constructivos del edificio



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4.3. Situación actual de la instalación de climatización y ACS

La instalación de climatización existente en el hotel está formada por dos sistemas separados:

el sistema calderas que distribuye agua caliente a todo el edificio, tanto para calefacción como

para consumo sanitario, y el sistema de refrigeración, consistente en varios equipos autónomos

de frio.

La sala de calderas o central térmica es el local donde se produce la energía térmica necesaria

para abastecer de agua caliente a todo el edificio, tanto para consumo como para calefacción. Se

encuentra en el sótano, en la planta -2 del edificio. Cuenta con dos calderas que utilizan gasóleo

para la combustión, una en reserva, para suministrar la energía necesaria tanto para calefacción

como para agua caliente sanitaria. Sin embargo, las dos calderas nunca funcionan

simultáneamente, solo alternativamente y como reserva.

Cuenta también con un depósito de acumulación de ACS que reciben el agua caliente de dos

intercambiadores de calor, intercambiando calor con el agua caliente proveniente de la caldera, y

que sirven para mantener el volumen de agua a la temperatura de 60ºC, cumpliendo con la

normativa antilegionela existente. El reparto de agua caliente sanitaria y de agua caliente para

calefacción se produce por medio del sistema de distribución. La sala de calderas cuenta también

con dos depósitos de acumulación solar para la instalación térmica de generación solar.

Las calderas convencionales actuales tienen una potencia de 100 kW y se le estima un

rendimiento del 80%.

El sistema de distribución lleva el agua caliente a los radiadores que están instalados en las

distintas zonas calefactadas donde se produce el intercambio de calor con el ambiente.

El sistema de refrigeración se encuentra fuera del alcance de este proyecto, ya que no se

disponen de datos suficientes para su definición. Sin embargo, para poder contemplarlo en los

cálculos se estimará su funcionamiento en base a las cargas térmicas de refrigeración de las

distintas zonas, como se verá en el apartado 8.1.

5. Construcción del modelo

5.1. Construcción del modelo en CypeCAD

La construcción del modelo necesario para realizar los cálculos sobre él se ha realizado

mediante un software especializado, CypeCAD. Este programa informático contiene numerosos

módulos de funcionamiento que podrían englobarse en dos tipos: módulos para cálculo de

estructuras y módulos para cálculo de instalaciones. En la realización del modelo se utilizó un

módulo de construcción de modelos 3D más potente e intuitivo que HULC.

Nota: Al ser un programa utilizado durante mi ejercicio laboral, no poseo imágenes del mismo

por lo que no se detallará la construcción del modelo, aunque sí se hará un breve resumen de su

realización.

Para la construcción del modelo es necesario partir de los planos de las plantas de AutoCAD,

exportándose a CypeCAD y definiendo las delimitaciones, cerramientos, acristalamientos,



22

puertas, etc, sobre las líneas de dibujo de AutoCAD. El propio software Cype tiene una base de

datos de materiales asociada al Código Técnico de la Edificación (CTE), misma base de datos de

materiales que utiliza HULC y que a la hora de exportar el modelo se hace más sencillo. En el

apartado 4.1 del presente documento se muestran la composición de las capas de los distintos

cerramientos del edificio y sus características térmicas principales.

Se delimitan también los distintos recintos a calefactar, como son los baños de las habitaciones

y a climatizar como son habitaciones, y zonas comunes de la planta baja: recepción, cafetería y

comedor. Para definir estos recintos y poder calcular las cargas térmicas es necesario definir su

ocupación, cargas de iluminación, uso del recinto y otras cargas que pueda tener. En el siguiente

apartado 5.2 se describen las condiciones de uso de cada recinto y las cargas de iluminación y

ocupación.

5.2. Condiciones de uso

Iluminación y equipos

Para el cálculo de cargas, el nivel de iluminación que se ha considerado es de 5 W/m2 de

superficie para las habitaciones, y 15 W/m2 para las zonas comunes de la planta baja, es decir,

para recepción, cafetería y comedor. Estos son valores estándar para este tipo de edificio y uso.

Se han considerado otras cargas adicionales para las habitaciones, como la televisión, una

nevera y otros posibles aparatos eléctricos propiedad de los clientes. Se estiman 5 W/m2

adicionales para el cálculo de cargas de las habitaciones.

Ocupación

En el cálculo de las cargas, se considera también la ocupación por parte de las personas de los

distintos recintos y la actividad que se realiza en cada una.

Habitaciones: 2 personas – Sentado o en reposo

Cafetería y comedor: 1 m2/persona – Sentado o en reposo

Recepción: 9 m2/persona – De pie o marcha lenta

Para cada tipo de actividad, las personas generan un calor latente y sensible distinto. Los

cálculos de las cargas térmicas en cada recinto se detallan a continuación.

5.3. Cálculo de cargas térmicas

Considerando todas las aportaciones caloríficas a través de paredes, muros, techos, superficies

acristaladas, etc., así como las ocupaciones de cada planta, carga térmica por iluminación, etc.,

todo este conjunto de factores considerados producen las cargas térmicas que se relacionan en la

Tabla 5.1:



23

Planta Recinto Carga térmica

(W)

Planta Baja

Recepción 7665,20

Cafetería 6050,00

Comedor 3972,60

Planta 1ª

1 1325,32

2 1505,44

3 1438,07

4 2338,68

5 1529,24

6 1573,37

7 1514,69

8 1567,40

9 1517,71

10 1666,22

11 1311,81

12 1477,97

13 1233,79

14 987,07

Planta 2ª

1 1059,41

2 1219,23

3 1219,48

4 2027,30

5 1286,98

6 1307,04

7 1265,59

8 1304,48

9 1266,10

10 1430,23

11 1137,66

12 1207,72

13 987,34

14 841,41

Planta 3ª

1 1553,17

2 1753,32

3 1645,74

4 2619,19

5 1728,60

6 1784,12

7 1711,81

8 1775,47

9 1716,85

10 1888,31

11 1478,99

12 1701,99

13 1428,78

14 1108,23

TOTAL 80129,12

Tabla 5.1: Cargas térmicas de calefacción por recinto



24

Como se puede observar en la Tabla 5.1, el total de las cargas térmicas de calefacción de las

habitaciones y de las zonas comunes de la planta baja del edificio serán 80129,12 W. De los baños

de las habitaciones no se han calculado las cargas térmicas de calefacción ya que está instalado

un radiador en cada baño con potencia suficiente para calefactarlo.

Las cargas de refrigeración tanto de las zonas comunes de la planta baja como de las

habitaciones para los clientes son las que se resumen en la Tabla 5.2: Cargas térmicas de

refrigeración por recinto

Planta Recinto

Carga

térmica

(W)

Planta Baja

Recepción 9767,00

Cafetería 23866,00

Comedor 17838,60

Planta 1ª

1 1099,10

2 1892,20

3 1475,30

4 3366,40

5 1213,00

6 1179,20

7 1209,70

8 1177,50

9 1293,80

10 930,90

11 1201,20

12 923,00

13 754,50

14 987,07

Planta 2ª

1 1119,50

2 1815,20

3 1669,10

4 3366,40

5 1057,90

6 1210,40

7 1175,50

8 1210,00

9 1175,70

10 1291,10

11 897,70

12 1881,90

13 1398,70

14 1287,20



25

Planta 3ª

1 1433,10

2 2284,80

3 1783,60

4 3532,90

5 1187,20

6 1356,90

7 1316,50

8 1356,30

9 1315,50

10 1428,40

11 1002,70

12 2132,20

13 1509,60

14 1387,50

TOTAL 113757,97

Tabla 5.2: Cargas térmicas de refrigeración por recinto

6. Cálculo y selección de radiadores

Para hacer frente a las cargas térmicas de las distintas zonas y recintos del edificio, se dispone

de radiadores en todas las zonas calefactadas.

Los emisores de calor o radiadores, son los elementos terminales del circuito de calefacción.

En ellos se produce el intercambio de calor que genera la caldera con el ambiente exterior; de

ellos, al aire del local donde están instalados. Emiten la mayor parte de la energía por convección

y radiación.

Los emisores de la instalación de calefacción serán los radiadores de agua existentes en las

habitaciones, baños y zonas comunes de la planta baja, dando un total de 87 emisores. Los

radiadores se componen de un número de elementos unitarios con una potencia determinada.

Al no conocerse la marca y el modelo de los radiadores instalados en las distintas zonas y

recintos del hotel y a efectos de cálculo, se han elegido radiadores de aluminio de marca BaxiRoca

y modelo Dubai 60, con frontal con aberturas, con un salto térmico de 50 ºC, dando una potencia

por elemento de 120,8 W. Para facilitar los cálculos y para mayor comodidad a la hora de elegir

el número de elementos por radiador, se redondea a 120 W por elemento, justificando este

redondeo por las posibles pérdidas que pueda tener el radiador.

A continuación, se muestra un extracto de la ficha técnica, donde se muestran las

características del tipo de radiador elegido y de los elementos que lo componen.



26

Emisores Radiadores de aluminio

Dubal

Radiador reversible de dos estéticas, permite su instalación con frontal plano o con aberturas. Radiadores formados por elementos

acoplables entre sí mediante

manguitos de 1’’ rosca derecha-

izquierda y junta de estanquidad.

Elementos fabricados por inyección a presión de la aleación de aluminio previamente fundida. Radiadores montados y probados a la presión de 9 bar. Pintura de acabado en doble capa.

Imprimación base por electroforesis

Presión trabajo bar

Temperatura máx. de trabajo ºC

Cotas Alto (A) mm

Entrecentros (B) mm

Ancho (C) mm

Profundo (D) mm

Peso kg

Capacidad de agua l

Potencia Frontal ∆T = 40º W

por aberturas

∆T = 50º W

elemento

(1)

Frontal

∆T = 40º W

plano

∆T = 50º W

Exponente “n” de la Frontal aberturas

curva característica

Frontal plano

(1)

Forma de suministro Referencia (2) PVP / Elemento 1. ∆T = (T. media radiador - T. ambiente) en

°C Según UNE EN-442

2. Accesorios no incluidos. Dígitos xx = Ver tabla “Codificación

de radiadores Dubal”. Ejemplo: DUBAL60 de 8 elementos = 194A25801

30 45 60

6 6 6

110 110 110

288 421 571

218 350 500

80 80 80

147 82 82

1,45 1,13 1,43

0,27 0,29 0,36

62 68,4 89,4

82,9 92,4 120,8

61,5 65,6 85,4

82 88,6 115,1

1,3 1,35 1,35

1,29 1,35 1,34

Se expiden en bloques de 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 y 14

194A1xx01 194A1xx01 194A2xx01

19,15 € 13,35 € 13,75 €

R o sc

ai

z q ui

er

d a

R o sc

a d er

e c h a

Rosc

a

derec

ha

Rosca

izq

uie

rda



27

El procedimiento para calcular el radiador necesario para cada zona calefactada es el siguiente:

Primero se debe asegurar que se cubre la carga térmica de la zona en cuestión. Para ello, se ha

decidido elegir una potencia requerida por el radiador ligeramente por encima de la carga térmica.

Una vez realizado esto, se calcula el número de elementos de radiador necesarios para dar la

potencia requerida. Al haber elegido un elemento con una potencia de 120 W cada uno, los

radiadores tienen una potencia que se recoge en la Tabla 6.1: Potencia suministrada por cada

radiador. Para calcular el número de elementos necesarios para dar la potencia requerida se divide

la potencia total que se requiere en el radiador entre la potencia que da cada elemento y se

redondea al número entero inmediatamente superior, para asegurar que se da la carga térmica

requerida en cada zona o recinto.

Planta Recinto

Carga

térmica

(W)

Potencia

requerida

Nº

elementos

Potencia

radiador

Planta Baja

Recepción 7665,20 7700 65 7800

Cafetería 6050,00 6100 51 6120

Comedor 3972,60 4000 34 4080

Planta 1ª

1 1325,32 1400 12 1440

2 1505,44 1600 14 1680

3 1438,07 1500 13 1560

4 2338,68 2400 20 2400

5 1529,24 1550 13 1560

6 1573,37 1600 14 1680

7 1514,69 1550 13 1560

8 1567,40 1600 14 1680

9 1517,71 1550 13 1560

10 1666,22 1700 15 1800

11 1311,81 1400 12 1440

12 1477,97 1500 13 1560

13 1233,79 1250 11 1320

14 987,07 1000 9 1080

Planta 2ª

1 1059,41 1100 10 1200

2 1219,23 1250 11 1320

3 1219,48 1250 11 1320

4 2027,30 2050 18 2160

5 1286,98 1300 11 1320

6 1307,04 1350 12 1440

7 1265,59 1300 11 1320

8 1304,48 1300 11 1320

9 1266,10 1300 11 1320

10 1430,23 1450 13 1560

11 1137,66 1150 10 1200

12 1207,72 1250 11 1320

13 987,34 1000 9 1080

14 841,41 900 8 960



28

Planta Recinto

Carga

térmica

(W)

Potencia

requerida

Nº

elementos

Potencia

radiador

Planta 3ª

1 1553,17 1600 14 1680

2 1753,32 1800 15 1800

3 1645,74 1650 14 1680

4 2619,19 2650 23 2760

5 1728,60 1750 15 1800

6 1784,12 1800 15 1800

7 1711,81 1750 15 1800

8 1775,47 1800 15 1800

9 1716,85 1750 15 1800

10 1888,31 1900 16 1920

11 1478,99 1500 13 1560

12 1701,99 1700 15 1800

13 1428,78 1450 13 1560

14 1108,23 1150 10 1200

TOTAL 80129,12 135450 84120

Tabla 6.1: Potencia suministrada por cada radiador

Como se muestra en la tabla, la potencia total de calefacción en las habitaciones que es capaz

de dar la instalación es de 84,120 kW.

A esta potencia, hay que sumarle los radiadores de los baños de las habitaciones. Estos tienen

una potencia regulable de 400W cada uno, potencia suficiente para mantener las condiciones de

confort. Hay 42 baños por lo que la potencia total necesaria para los baños será de 16,800 kW.

Finalmente, la potencia total del sistema de calefacción del edificio será de:

𝑷𝒄𝒂𝒍𝒆𝒇𝒂𝒄𝒄𝒊ó𝒏 = 𝟏𝟎𝟎, 𝟗𝟐𝟎 𝒌𝑾

La potencia de cada radiador calculada será la que se introduzca en HULC a la hora de definir

el sistema de calefacción.



29

7. Cálculo de la demanda de ACS

Los criterios que se han seguido para la estimación del consumo de agua caliente sanitaria se

toman del CTE-HE 4. Éste estima, para hoteles de 4 estrellas, un consumo de 70 l/persona·día.

Como todas las habitaciones son dobles y hay un total de 14 habitaciones por planta y 3 plantas,

esto hace un total de 84 personas. Por lo que el consumo diario máximo de A.C.S. será de:

70 𝑙𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎 · 𝑑í𝑎⁄ · 84 𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎𝑠 = 5880 𝑙

𝑑í𝑎⁄

La temperatura de referencia también se tomará del CTE-HE 4, siendo de 60 ºC.

8. Modelo en HULC

Una vez se tienen todos los datos del edificio y de la instalación, se procede a utilizar el

software HULC. Para ello es necesario, primero, exportar desde CypeCad el modelo del hotel.

Una opción de Cype permite exportar directamente el modelo en HULC. La herramienta unificada

está diseñada para definir edificios de cualquier tamaño, siempre que se verifiquen las siguientes

condiciones:

1) el número de espacios no debe superar el límite de 100;

2) el número de elementos (cerramientos del edificio, incluyendo los interiores y las

ventanas) no debe superar el límite de 500;

Una vez asegurado que se cumplen dichas restricciones se procede a la exportación. La Figura

8.1 muestra la interfaz del programa HULC.

Figura 8.1: Interfaz de HULC



30

Una vez exportado el modelo, se exportan automáticamente todos los datos del edificio, como

la altitud sobre el nivel del mar, las condiciones meteorológicas del emplazamiento, zona

climática, etc. Estos datos están recogidos en el botón “datos generales” de la barra superior de la

interfaz. Dentro de este formulario, es necesario introducir el tipo de verificación para el proyecto.

verificación del DB-HE y certificación de Eficiencia energética en sus varias

posibilidades (Edificio Nuevo o las distintas modalidades de intervención en un

Edificio Existente);

sólo certificación de Eficiencia Energética (Edificio Existente).

Se selecciona “Edificio existente: Ampliación” ya que se trata de un edificio existente al que

se le va a realizar una intervención en su envolvente, además de cambio del sistema de calefacción

y ACS.

El siguiente paso es comprobar que el modelo del edificio sea correcto. Para ello se pulsa en

el botón “Def. geométrica, constructiva y operacional”, donde aparecerá el modelo 3D del

edificio. En la Figura 8.2: Varias vistas del modelo 3D del edificio se muestra dicho modelo:



31

Figura 8.2: Varias vistas del modelo 3D del edificio



32

En esta ventana se puede editar el modelo, crear los materiales con los que están construidos

los cerramientos, comprobar los espacios y recintos a climatizar, etc. Como todo esto ya está

realizado, en esta ventana solo queda por calcular los puentes térmicos. Para ello, se abre el

formulario “Base de datos”. Aquí se muestran todos los materiales que constituyen la envolvente,

así como vidrios y marcos mostrados en el árbol de opciones de la izquierda. En último lugar se

muestran los puentes térmicos. Aquí en esta opción es necesario volver a calcular las longitudes

totales de puentes térmicos que posee el proyecto para cada una de las subcategorías mostradas

en el desplegable “Tipo de puente”. Esto se hace necesario ya que los cálculos realizados son

estimativos, y por tanto en algún caso, algunas de las longitudes pueden no responder a la realidad

del caso. Por último, el valor de la conductividad térmica de cada puente térmico se deja el del

“valor dado por el usuario” ya que dichos valores se exportaron desde CypeCad.

8.1. Definición del sistema

Una vez recalculadas las longitudes totales de los puentes térmicos y comprobado el modelo

3D, se puede empezar a definir el sistema. Para ello, la herramienta HULC cuenta con el programa

Calener-Vyp para edificios terciarios.

El sistema se define empezando por la creación del sistema propiamente dicho, al que

posteriormente se añaden los elementos que completan su definición. La creación de estos

componentes es gestionada por el programa.

Se comienza añadiendo un sistema mixto de calefacción y agua caliente sanitaria. Este tipo se

utiliza para simular los sistemas que suministran de forma conjunta calefacción y agua caliente

sanitaria a través de una instalación de agua caliente. El sistema contiene una o más unidades

terminales de agua caliente, cada una de estas unidades terminales apunta a una zona a la que

abastece. También contiene una lista de demandas de agua caliente sanitaria a abastecer. El equipo

generador de calor puede ser una o más calderas o una o más bombas de calor aire-agua y puede

contener o no un acumulador de agua caliente.

En la Tabla 8.1 se muestran las propiedades del sistema mixto de calefacción y agua caliente

sanitaria que hay que definir.

Fracción cubierta por el sistema solar térmico 50%

Temperatura de impulsión ACS 60ºC

Temperatura de impulsión calefacción 80ºC

Multiplicador 1

Tabla 8.1: Propiedades básicas del sistema

Se ha fijado la temperatura de impulsión de agua caliente sanitaria en 60ºC para cumplir la

legislación vigente de prevención de la legionela. La temperatura de impulsión de calefacción se

fija en 80ºC ya que es la que se suele fijar para instalaciones de calefacción por radiadores. El

multiplicador hace referencia a el número de sistemas iguales que existen en el edificio. En el



33

caso desarrollado en el presente proyecto solo existe un sistema por lo que el multiplicador se fija

en 1.

La fracción cubierta por el sistema solar térmico corresponde a una reducción de la demanda

de ACS (l/d) del modelo y puede emplearse para incorporar la fracción generada por un sistema

de energía solar térmica. La fracción cubierta por el sistema solar térmico del edificio es, según

proyecto, de un 50%, debido a que es de antigua construcción.

El siguiente paso es agregar los equipos que conforman el sistema accediendo a ellos en el

menú desplegable. Para el sistema mixto de calefacción y ACS es posible añadir un equipo de

generación de calor, ya sea una caldera o bomba de calor aire-agua, un depósito de inercia o

acumulador de agua caliente, equipos terminales como son los radiadores y una demanda de ACS.

Se comienza añadiendo el equipo de generación de calor, en este caso una caldera

convencional. Se simula solo una caldera debido a que las dos calderas no funcionan nunca

simultáneamente, ya que hay una de reserva funcionando alternativamente por razones de

mantenimiento y alargamiento de su vida útil. Las propiedades básicas que pueden definirse de

dicha caldera son: su potencia nominal o capacidad total, su rendimiento nominal, el tipo de

energía o combustible que utiliza, y el multiplicador. Se define como combustible “gasóleo

calefacción / fuel-oil”, ya que las calderas que se van a utilizar utilizan este tipo de fuente de

energía y se deja el multiplicador por defecto en 1.

En la Tabla 8.2 se definen las propiedades de la caldera a simular:

Capacidad total 100 kW

Rendimiento nominal 0,80

Tipo de energía Gasóleo

Multiplicador 1

Tabla 8.2: Propiedades del equipo de generación térmica

Junto al equipo de generación de calor se importan automáticamente los factores de corrección

en forma de curvas. Debido a que no se dispone de la curva de rendimiento de la caldera

convencional de gasóleo ni de datos suficientes para definirla, se toma por defecto la curva de

rendimiento en potencia para calderas convencionales que proporciona HULC. Este factor de

corrección es el siguiente:

𝜼𝐹𝐶𝑃−𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎(𝑓𝑐𝑝) = 0.97 + 0.03 · 𝑓𝑐𝑝

A continuación, se agregan los equipos terminales del circuito, en este caso los radiadores

situados en las distintas habitaciones y baños además de en las zonas comunes de la planta baja,

como son comedor, cafetería y recepción. Para ello se seleccionan las unidades terminales en el

menú desplegable. Las propiedades de los radiadores que pueden definirse son la potencia y el

espacio en el que se ubican. La potencia de los radiadores de cada zona calefactada se ha definido

en el apartado 6, por lo que solo queda introducir uno por uno todos los elementos terminales del

circuito de calefacción.



34

Por último, se añade la demanda de agua caliente sanitaria, que será suministrada por la caldera

convencional. En el apartado 7 se define que la demanda de ACS del edificio es de 5880 l/día. La

temperatura de utilización serán 60ºC, como se dijo anteriormente, para cumplir con la normativa

antilegionela. La temperatura de agua de red se deja por defecto en 15,4 ºC, temperatura media

del agua de red en la localidad de Sevilla.

Por otra parte, la definición del sistema de refrigeración se realizará de forma estimada a

efectos de cálculo del consumo de refrigeración. Como se dispone de las cargas térmicas de

refrigeración de las distintas habitaciones y zonas refrigeradas, se define el sistema de

refrigeración agregando varios sistemas de climatización unizona.

Debido a que hay varias habitaciones colindantes que tienen las mismas condiciones térmicas

interiores, con objeto de simplificar la definición del sistema de refrigeración, se definen dos

zonas de habitaciones en cada planta, cada una con un sistema de climatización unizona que

deberá vencer la suma de las cargas térmicas de dichas habitaciones. Para la planta baja, se

definirá un solo sistema de climatización para toda la planta. En la Figura 8.3: Zonificación de las

plantas de habitaciones para climatizaciónse muestra un esquema de la zonificación planteada en

las plantas de 1ª a 3ª.

Figura 8.3: Zonificación de las plantas de habitaciones para climatización

Para añadir un sistema de climatización unizona en HULC es necesario definir la zona donde

se instalará y el caudal de ventilación. El caudal de ventilación necesario para cada zona

refrigerada se extrae del RITE que, para habitaciones de hotel, es de 8 l/s de aire por persona.



35

Como las habitaciones son dobles, el caudal de ventilación en cada habitación es de 57,6 m3/h y

para la planta baja de 6870 m3/h.

Una vez definida la zona a climatizar y el caudal de ventilación se añade el equipo que

climatizará la zona. Se puede elegir entre un equipo autónomo de solo frío, una bomba de calor y

un equipo calefactor eléctrico. En el presente caso se elige un equipo autónomo de solo frío. Al

definir el equipo se importan las curvas de rendimiento que se dejarán por defecto.

Los parámetros a definir para cada equipo de climatización y los definidos para la planta baja

y las dos zonas refrigeradas de las plantas 1ª, 2ª y 3ª (zona 1 y zona 2) son los que aparecen en la

Tabla 8.3.

Planta baja Zona 1 Zona 2

Capacidad total de refrigeración nominal 56,80 kW 20,50 kW 8,50 kW

Capacidad sensible de refrigeración nominal 45,00 kW 16,00 kW 7,00 kW

Consumo de refrigeración nominal 28,00 kW 11,60 kW 4,90 kW

Caudal de impulsión nominal 11000 m3/h 5133 m3/h 2300 m3/h

Tabla 8.3: Parámetros de los equipos de refrigeración

9. Verificación del CTE y calificación energética actual del edificio

9.1. Verificación de la limitación de la demanda energética. CTE-HE1

Una vez completada la definición de edificio se procede a verificar si este cumple con el HE1,

limitación de demanda energética. Antes de mostrar los resultados es necesario definir algunos

conceptos. Se denomina edificio de referencia al obtenido a partir del edificio objeto, con su

misma forma, tamaño, orientación, zonificación interior, uso de cada espacio, e iguales obstáculos

remotos, y unas soluciones constructivas tipificadas, cuyos parámetros característicos se

describen en apéndice D del CTE-HE. Estos parámetros dependen del a zona climática en la que

se sitúe el edificio que en el caso de Sevilla corresponde a la zona B4. Los parámetros

característicos del edificio de referencia del edificio objeto de este proyecto se muestra en la

Figura 9.1:



36

Figura 9.1: Parámetros característicos de la envolvente para una zona climática B4

Para la verificación del HE1, la demanda conjunta del edificio no debe superar un valor

límite. Esta demanda energética conjunta se obtiene como suma ponderada de la demanda

energética de calefacción (DC) y la demanda energética de refrigeración (DR). Se expresa en

kW·h/m2·año, considerada la superficie útil de los espacios habitables del edificio. La

ponderación se realiza en función del consumo de energía primaria requerido para combatir cada

demanda energética, siendo DG = DC + 0,70·DR para edificios situados en territorio peninsular.

Una vez definidos los conceptos de edificio de referencia y demanda conjunta, se procede a

calcular la verificación del HE1. Para ello se pulsa el botón correspondiente en la pantalla

principal de HULC. Con ello se pone en marcha una secuencia de cálculos que dependen del tipo

de edificio que se esté analizando. Una vez realizados los cálculos, el resultado que muestra es el

que aparece en la Figura 9.2:



37

Figura 9.2: Verificación del límite de la demanda energética inicial del edificio

Como se puede ver, aunque la demanda conjunta del edificio objeto es menor que la demanda

conjunta del edificio de referencia, no cumple el porcentaje de ahorro de la demanda con respecto

al edificio de referencia para edificios terciarios de un 20%. El valor de este porcentaje depende

de la zona climática y de la carga de las fuentes internas. Para el edificio del proyecto este valor

es de un 20%.

9.2. Verificación de la limitación del consumo energético. CTE-HE0

Para verificar la limitación del consumo energético se pulsa el botón CTE-HE0 de la pantalla

inicial de HULC, obteniéndose los siguientes resultados:



38

Figura 9.3: Verificación de la limitación del consumo energético inicial del edificio

Como se puede comprobar, no cumple con lo estipulado en el HE0, ya que el consumo de

energía primaria no renovable es muy superior al límite marcado por el edificio de referencia.

Además, la calificación energética para este tipo de edificio debería ser B y es F. Esto es debido

a la generación térmica por caldera convencional y a su antigüedad. La sustitución de esta caldera

convencional por una de biomasa será una de las mejoras a introducir para alcanzar el objetivo de

cumplir con la normativa de limitación de demanda y consumo energético.

9.3. Calificación energética

Para hacerse una idea del estado energético del edificio, se procede a realizar una calificación

energética y un cálculo de demandas y consumos energéticos desglosados.

Una vez realizados los cálculos se muestran los siguientes resultados:



39

Tabla 9.1: Resultado de la calificación energética inicial del edificio

En estos resultados se pueden comprobar los distintos niveles de calificación del edificio, tanto

en demanda energética, consumo de energía primaria y emisiones. El objetivo es llevar a cabo

una serie de mejoras tanto en la envolvente del edificio como en las instalaciones para disminuir

la demanda, el consumo y las emisiones. Todo esto servirá para elevar la calificación energética,

lo que conllevará un ahorro energético. Estas medidas a tomar serán explicadas en el apartado 10.

10. Medidas de ahorro en demanda energética

En este apartado se proponen una serie de medidas para mejorar la demanda energética con el

objetivo de mejorar la calificación energética y obtener un adecuado ahorro de energía. Las

medidas propuestas son las siguientes:

Introducir aislamiento en los tabiques interiores

Mejorar aislamiento en la cubierta del edificio

Sustitución de las carpinterías y los vidrios de las ventanas

Instalación de salientes laterales y toldos en ventanas

Con esta serie de medidas de mejora, que se explicarán detalladamente a continuación, se

conseguirá disminuir la demanda tanto de calefacción como de refrigeración.

Las medidas se irán implementando progresivamente analizando el porcentaje de mejora en la

demanda energética.

Para edificios de nueva construcción en la zona climática B4 recogidos en la tabla 2.1 del

CTE-HE1, la demanda límite de calefacción y refrigeración que no se debe superar se recoge en

la Tabla 10.1: Valores límite de la demanda energética según CTE-HE1:

Límite demanda de calefacción 15 kWh/m2·año

Límite demanda de refrigeración 20 kWh/m2·año

Tabla 10.1: Valores límite de la demanda energética según CTE-HE1



40

Aunque el edificio objeto del presente proyecto no es de nueva construcción, estos valores

límite dan una idea de lo cerca o lo lejos que está el edificio de ser eficiente energéticamente y de

cuanto habrá que mejorar la envolvente para ello.

Como se recoge en la Tabla 9.1, los valores actuales de las demandas energéticas de

calefacción y refrigeración son 16,1 y 36,8 kWh/m2·año respectivamente. Aunque la demanda de

calefacción está muy cerca del límite que impone el código técnico, la demanda de refrigeración

está muy por encima. Es por ello que se hace necesario implementar una serie de medidas para

mejorar la envolvente y con ello la demanda energética del edificio.

10.1. Aislamiento de tabiques interiores

Los tabiques de las particiones interiores del edificio, como se muestra en el apartado 4.1.4,

pueden ser de dos tipos: un tabique más grueso para particiones que delimitan zonas de distinto

uso y un tabique más delgado para particiones que delimitan locales climatizados y del mismo

uso. Las zonas no climatizadas que colindan con zonas climatizadas, tales como almacenes,

pasillos de servicio o sala de ascensores, empeoran la demanda energética debido a que no han

sido diseñados en condiciones de confort térmico. En la tabla, se muestran la transmitancia

térmica de los dos tipos de tabiques y su comparación con la transmitancia límite permitida en el

CTE-HE1 para edificios de nueva construcción recogidas en las tablas 2.4 y 2.5:

Transmitancia

térmica

(W/(m2·K))

Transmitancia

térmica máxima

CTE-HE1

(W/(m2·K))

Tabique 12cm (zonas distinto uso) 2,38 1,10

Tabique 7cm (zonas mismo uso) 3,20 1,20

Tabla 10.2: Valores de transmitancia térmica de las particiones interiores del edificio y valores máximos

permitidos por el CTE-HE1 para edificios nuevos

Estos valores límite varían en función de la zona climática. Aunque el edificio objeto de este

proyecto no es de nueva construcción, los valores de la transmitancia térmica de las particiones

interiores están muy lejos de lo que se considera una transmitancia adecuada.

Para disminuir el paso de energía calorífica por dichos tabiques, se decide instalar una capa

de aislante. Esta será de 1cm de grosor de poliestireno expandido con las siguientes

características:

Densidad 30 kg/m3

Conductividad 0,029 W/(m·K)

Calor específico 1000 J/(kg·K)

Factor de resistencia a la difusión del vapor de agua 30

Para ello se ingresa en la base de datos de materiales y elementos constructivos de HULC en el

nivel “Cerramientos y particiones”. En este menú se pueden modificar todas las capas de los

cerramientos del edificio. En este apartado se introducirá la capa de aislante anteriormente

comentada.



41

La introducción de esta capa de aislante hace mejorar el coeficiente de transmisión a los

siguientes valores:

Transmitancia

térmica

(W/(m2·K))

Transmitancia

térmica máxima

CTE-HE1

(W/(m2·K))

Tabique 12cm (zonas distinto uso) 1,29 1,10

Tabique 7cm (zonas mismo uso) 1,52 1,20

Tabla 10.3: Valores de transmitancia térmica de las particiones interiores del edificio tras introducir aislante y

valores máximos permitidos por el CTE-HE1 para edificios nuevos

Como se puede ver, los valores siguen por encima de los valores límite pero, como ya se dijo

anteriormente, aunque estos valores límite son para edificios de nueva construcción, ya están más

cerca de lo que el CTE considera adecuado. Una capa de aislante más gruesa no mejora

significativamente la demanda energética, por lo que se decide dejar la capa de 1cm.

Recalculando la demanda energética tras la introducción de la capa de aislamiento en tabiques

se obtienen los siguientes resultados:

Demandas kWh/m2 año kWh/año % de mejora

Calefacción 15,3 30841,2 5,27%

Refrigeración 36,5 73832,7 0,82% Tabla 10.4: Demanda energética tras la mejora del aislamiento en tabiques

Tras la implementación de la mejora se observa que, aunque la reducción de la demanda de

refrigeración no es muy significativa, solo un 0,82%, la reducción de la demanda de calefacción

si lo es, 5,27%. Más tarde se analizarán la reducción de todas las medidas en su conjunto para

valorar si son o no eficaces.

10.2. Mejora de aislamiento en cubierta

Esta segunda mejora es similar a la anterior: mejorar el aislamiento en la cubierta del edificio.

La cubierta plana de los edificios es un elemento clave en lo que a energía se refiere. Las pérdidas

energéticas por una cubierta mal aislada pueden suponer hasta un 30% del total de pérdidas del

edificio. Es por ello por lo que se ha decidido mejorar el aislamiento de la cubierta del hotel para

obtener un ahorro energético importante.

Como se recoge en el apartado 4.1.3, la transmitancia térmica de la cubierta tiene un valor

promedio de 1,28 W/m2·K, cuando lo que exige el CTE-HE1 para edificios de nueva construcción

es de 0,65 W/m2·K. Para mejorar el coeficiente de transmisión se introduce una capa de aislante

térmico de poliestireno con las siguientes características:

Densidad 1050 kg/m3

Conductividad 0,16 W/(m·K)

Calor específico 1300 J/(kg·K)

Factor de resistencia a la difusión del vapor de agua 100000



42

Este tipo de aislante es más adecuado para cubiertas que el poliestireno expandido usado para

el aislamiento de tabiques interiores.

El espesor de la capa a introducir será de 12cm con lo que se obtendrá un valor de coeficiente

de transmisión global de la cubierta de 0,65 W/m2·K que coincide con el valor límite del CTE-

HE1 para edificios de nueva construcción.

Para analizar la mejora que se obtiene con la implementación de esta medida se vuelve a

recalcular la demanda energética y se obtiene los resultados recogidos en la Tabla 10.5: Demanda

energética tras la mejora de aislamiento en cubierta:


Calefacción 12,7 25625,4 16,99%

Refrigeración 35,8 72272,3 2,11% Tabla 10.5: Demanda energética tras la mejora de aislamiento en cubierta

Analizando las demandas se observa que la demanda de calefacción se reduce en un 17%, una

mejora muy significativa que contribuye en gran medida al ahorro de energía que se persigue. Sin

embargo, nuevamente en la demanda de refrigeración no se produce una mejora relevante.

10.3. Sustitución de carpinterías y vidrios de ventanas

Como es sabido, las ventanas son un elemento por donde se pierde gran parte de la energía del

edificio, debido al constante intercambio entre el interior y el exterior. Se estima que hasta un

25% de la energía se pierde a través de estos elementos constructivos. Por lo tanto, la sustitución

de ventanas por unas más eficientes reducirá en gran medida la demanda energética del edificio.

Como se recoge en el apartado 4.1.2, las características del vidrio y las carpinterías de las

ventanas de edificio son las que se muestran a continuación:

Vidrio Transmitancia térmica: 3,30 W/(m2·K) Factor solar: 0,791

Carpintería Transmitancia térmica: 5,70 W/(m2·K) Absortividad: 0,40

Tabla 10.6: Características térmicas de los huecos en fachada

La parte transparente consta de un doble acristalamiento formado por dos láminas de vidrio

monolítico separados entre sí por uno espaciador, herméticamente cerrado a lo largo de todo el

perímetro. Las unidades de vidrio aislante, o doble acristalamiento, al encerrar entre dos paneles

de vidrio una cámara de aire, inmóvil y seco, aprovechando la baja conductividad térmica del

aire, limitan el intercambio de calor por convección y conducción. El factor solar se define como

la relación entre la energía total que entra en el local a través de dicho acristalamiento y la energía

solar incidente. Esta energía total es la suma de la energía solar que entra por transmisión directa

y la energía cedida por el acristalamiento al espacio interior, tras su calentamiento por absorción

energética. Por lo tanto, el factor solar da una idea de la cantidad de energía solar que el

acristalamiento deja pasar al interior del local: a un menor factor solar, menor es la energía que

se infiltra al interior.



43

La parte opaca del hueco, lo que se denomina la carpintería, está formada por un marco

metálico abatible sin rotura del puente térmico, por lo que tiene un valor alto de transmitancia

térmica el cual hay que mejorar. El valor de la absortividad es 0,40 al ser de color claro.

La siguiente medida a implementar será la sustitución de estas ventanas antiguas por unas más

energéticamente eficientes, para reducir su transmitancia térmica y su factor solar lo que se

traducirá en una disminución de la demanda energética.

El doble acristalamiento monolítico se sustituirá por un doble acristalamiento de baja

emisividad. Se trata de vidrios monolíticos sobre los que se ha depositado una capa de óxidos

metálicos extremadamente fina, del orden de nanómetros proporcionando al vidrio una capacidad

de aislamiento térmico reforzado. Una gama de estos vidrios se denominan vidrios de control

solar, que reducen en gran medida el factor solar del acristalamiento. Por lo tanto, para reducir el

coeficiente térmico y el factor solar simultáneamente, se colocará un vidrio de control solar en el

exterior y uno de baja emisividad normal en el interior con la composición 4-6-4 (Esta

nomenclatura indica los espesores vidrio-cámara-vidrio expresados en milímetros, comenzando

por el vidrio exterior).

El marco se sustituirá por un marco metálico con rotura del puente térmico (RPT) de color

claro para obtener baja absortividad. La ruptura de puente térmico consiste en la incorporación de

uno o varios elementos separadores de baja conductividad térmica que separan los componentes

interiores y exteriores de la carpintería logrando reducir el paso de energía a su través, mejorando

el comportamiento térmico de la carpintería.

Las características del hueco quedarán como siguen:

Vidrio Transmitancia térmica: 2,33 W/(m2·K) Factor solar: 0,60

Carpintería Transmitancia térmica: 4,00 W/(m2·K) Absortividad: 0,40

El CTE-HE1 exige un valor límite de la transmitancia para huecos en edificios de nueva

construcción de 4,20 W/(m2·K).

Una vez sustituidas todos los huecos de la fachada, la demanda energética del edificio queda

como sigue:


Calefacción 11,6 23365,1 8,82%

Refrigeración 33,6 67977,6 6,15% Tabla 10.7:Demanda energética tras la sustitución de las ventanas de la fachada.

Como puede observarse, aquí si se tiene una reducción significativa de la demanda de

refrigeración, un 6,15%. La demanda de calefacción sigue reduciéndose, lo que es un punto

positivo de cara al ahorro de energía del edificio.



44

10.4. Instalación de salientes laterales y toldos en huecos de la envolvente

Hasta ahora se ha conseguido reducir en gran medida la demanda de calefacción. Sin embargo,

en lo que respecta a la demanda de refrigeración la disminución ha sido menos significativa. Por

ello, la siguiente medida a implementar va enfocada principalmente a reducir la demanda de

refrigeración. Consiste en la instalación de salientes laterales y toldos en los huecos de la fachada

que proyecten sombra sobre ellos y reduzcan en gran medida la radiación solar en periodo estival.

Para simular estos salientes en los huecos es necesario editar las ventanas e introducirlos en el

formulario “Salientes y voladizos”. Los salientes laterales se pueden colocar a la izquierda o a la

derecha de la ventana. El voladizo se coloca en la parte superior de la misma.

Para definir los salientes y voladizos se muestra a continuación un esquema de las distintas

medidas de los elementos:

Figura 10.1: Esquema de las medidas de los elementos de sombra

Se definen varios tipos de salientes y voladizos para las distintas ventanas. En la Figura 10.2

se muestra la disposición de los elementos de sombra en los huecos (en amarillo) que se

describirán a continuación:



45

Figura 10.2: Disposición de los salientes laterales y voladizos en el edificio

En la fachada noreste se colocan salientes laterales a la derecha de los huecos para limitar la

radiación solar durante las primeras horas del día. Estos tendrán las siguientes características:

Longitud LD 0,50 m

Longitud LA 0,00 m

Longitud LB 0,00 m

Longitud LH 1,70 m

Tabla 10.8: Medidas de los salientes laterales de fachada N-E

Los salientes serán de 1,70 m de alto, de la misma longitud que la altura de las ventanas,

pegados a su borde derecho y con una profundidad de 50 cm.

Para ver si la medida es eficaz el programa HULC proporciona una pequeña utilidad para

representar las sombras arrojadas por el dispositivo de sombra sobre la ventana.

Esta herramienta permite la visualización de la geometría detallada de la ventana, la evolución

de las sombras proyectadas por las protecciones sobre el cristal y la fachada, además de la

representación de las trayectorias solares en una proyección estereográfica. La herramienta es de

gran utilidad a la hora de dimensionar voladizos sobre las ventanas o protecciones laterales, pues

se puede determinar antes de la instalación de los mismos si serán eficientes o no, conociendo las

épocas del año en las que bloquearán el sol, y en las que no.



46

Esta utilidad consta de dos herramientas. La primera es una proyección estereográfica que

permite tener una representación de todo el campo de visión que se tiene desde el centro del vidrio,

mirando hacia el exterior de la edificación. En ella se puede ver la evolución del sol con el tiempo,

quedando marcadas las trayectorias del mismo. En esta representación pueden verse también los

objetos lejanos que se encuentren dentro del campo de visión.

En la Figura 10.3 se muestra la estereográfica de la mayoría de las ventanas de la fachada

noreste.

Figura 10.3: Proyección estereográfica de los huecos de la fachada N-E

Como se puede ver, la protección instalada limita la radiación solar prácticamente durante todo

el año, aunque esto se verá más claramente en siguiente herramienta de la utilidad.

La segunda herramienta se denomina fracción. Esta es una representación de la evolución

horaria de la fracción en sombra del vidrio, para los tres días de cálculo: 21 de diciembre, 21 de

marzo y 21 de junio. En la siguiente figura se recoge la gráfica de la fracción de sombra de la

mayoría de las ventanas de la fachada noreste:



47

Figura 10.4: Fracción de sombra que los salientes laterales proyectan en la ventana durante todo el año

Como se observa, las protecciones instaladas dan sombra durante todo el año excepto al

amanecer en los días más cercanos al solsticio de verano. Por lo tanto, esta radiación puede

considerarse despreciable y las protecciones laterales de la fachada noreste cumplen con el

objetivo de limitar la radiación solar en las ventanas.

Las siguientes protecciones a definir son los voladizos de tres ventanas en la fachada noreste

y de todas las ventanas de la fachada noroeste. Se ha decidido poner voladizos en lugar de salientes

laterales debido a la trayectoria solar y la radiación que inciden sobre estos vidrios. Estos

voladizos a instalar tendrán todos las mismas características que se detallan a continuación:

Longitud OD 1,00 m

Longitud OA 0,00 m

Longitud OB 0,00 m

Longitud OW * m

Ángulo 60º

Tabla 10.9: Medidas de los voladizos

Los voladizos serán de un metro de profundidad, con una inclinación de 60º con respecto a la

vertical y la longitud será la del borde del ancho de la ventana. Como las ventanas a las que se le

colocan estas protecciones no tienen las mismas medidas, no se recoge la medida de longitud de

OW.

A continuación, se muestran las estereográficas y la fracción de sombra de las distintas

ventanas de ambas fachadas:



48

Figura 10.5: Estereográfica y fracción de sombra de las tres ventanas de la fachada noreste

Como se observa en la Figura 10.5, en las tres ventanas de la fachada noreste la radiación solar

se limita durante muchas horas en verano, excepto en las primeras horas de la mañana y ultimas

horas de la tarde. Que en invierno los voladizos no proyecten sombra es positivo ya que ayuda a

que no aumenta la demanda de calefacción debido a la radiación que incide sobre estas ventanas.

Figura 10.6: Estereográfica y fracción de sombra de las ventanas de la fachada noroeste



49

En cambio, como se observa en la Figura 10.6, en los huecos de la fachada noroeste, la

radiación se produce al atardecer. Sin embargo, durante el resto del día y, sobretodo, durante los

meses de verano, la protección instalada impide totalmente la incidencia de radiación y durante

la tarde hasta casi un 40%. Se ha decido no aumentar la profundidad de los voladizos para no

quitar visibilidad.

La herramienta HULC permite simular elementos protectores que solo estén activos en verano

o invierno. Sería el equivalente en la realidad a instalar toldos que pudieran ser bajados en verano

para proyectar sombra en el hueco con la correspondiente reducción de la demanda de

refrigeración y ser subidos en invierno para aprovechar la radiación durante los meses fríos y no

tener un aumento de la demanda de calefacción. Por lo tanto, al ser esta una buena medida para

reducir la demanda en verano y no aumentarla en invierno, se ha decidido simular los voladizos

para que estén activos en verano y no activos durante el resto del año. Para HULC, la temporada

de verano se extiende desde el mes de junio al mes de septiembre, ambos incluidos. Si bien este

dato puede ser modificado en los datos generales del edificio se decide dejarlo por defecto.

Para realizar la simulación del toldo, se debe modificar el Coeficiente de corrección por

dispositivo de sombra estacional, que se encuentra dentro de la pestaña Editar propia de los

huecos. Únicamente se modifica el factor solar, y no la transmitancia térmica, ya que sobre ésta

no incide el toldo. Para simplificar, cuando no esté instalado el elemento (toldo subido), el factor

corrector del factor solar será 1, por lo que toda la radiación llegará al vidrio. Cuando esté

instalado (toldo bajado), el factor se fijará en 0,10, debido a que, por muy opaco que sea el tejido

del toldo, no consigue eliminar toda la radiación que incide.

Para obtener los nuevos resultados solo faltaría ejecutar de nuevo el programa y se podrá

apreciar la reducción efectuada en la demanda de refrigeración. La simulación arroja los

resultados recogidos en la Tabla 10.10: Demanda energética tras la instalación de salientes

laterales y toldos en las ventanas


Calefacción 11,9 23950,6 -2,51%

Refrigeración 29,8 60126,9 11,55% Tabla 10.10: Demanda energética tras la instalación de salientes laterales y toldos en las ventanas

Analizando los resultados, se observa una importante reducción de la demanda de

refrigeración y un ligero aumento de la demanda de calefacción (2,51%). Esto es debido a que los

salientes laterales, al no poder ser retraídos en los meses fríos, reduce la radiación solar incidente

en las ventanas en dichos meses, lo que lleva a un aumento de la demanda de calefacción. Sin

embargo, la medida es positiva ya que la demanda de refrigeración sí se reduce considerablemente

(11,55%), siendo este el objetivo principal ya que era aún demasiado alta.

También se puede obtener como conclusión que el hecho de optimizar el periodo de instalación

de los toldos nos permite obtener el máximo ahorro en la demanda de refrigeración, sin afectar al

aumento de la de calefacción, lo cual es muy interesante independientemente del clima en el que

se encuentre la edificación.



50

10.5. Conclusiones tras las mejoras en la envolvente

Tras la implementación de todas las medidas que buscaban mejorar la envolvente del edificio

para reducir la demanda energética, los resultados son los siguientes:

Calefacción

kWh/m2 año % de mejora Refrigeración

kWh/m2 año % de mejora

Inicial 16,1 - 36,8 -

Aislante en tabiques interiores 15,3 5,27% 36,5 0,82%

Aislante en cubierta 12,7 16,99% 35,8 2,11%

Cambio de ventanas 11,6 8,82% 33,6 6,15%

Salientes laterales y toldos 11,9 -2,51% 29,8 11,55%

Final 11,9 26,43% 29,8 19,06% Tabla 10.11: Demanda energética antes y después de la implementación de las medidas de ahorro

Analizando los resultados se muestra un ahorro en demanda de calefacción de 8606 kWh/año,

lo que supone un 26,43% y un ahorro en la demanda de refrigeración de 14162,5 kWh/año que

supone un 19,06% de ahorro.

11. Sustitución de caldera convencional por caldera de biomasa

Una vez mejoradas las demandas de calefacción y de refrigeración, una parte fundamental para

mejorar el consumo y la calificación energética del edificio es sustituir las calderas

convencionales de gasóleo por una caldera de biomasa. La utilización de sistemas modernos con

calderas de biomasa para la producción centralizada de agua caliente sanitaria y calefacción,

supone una mejora en la eficiencia energética y por tanto en la reducción de emisiones de CO2 y

disminuye los gastos de combustible, operación y mantenimiento.

Para su simulación, primero habrá que definir el tipo y el número de calderas que se van a

instalar, su potencia y si se va a instalar o no un depósito de inercia.

La marca y modelo de la caldera elegida es KWB Pelletfire Plus MF2 S cuyas características

y ficha técnica se recogen en el Anexo A.

Antes de elegir el número de calderas a instalar y su potencia es necesario definir sus rectas

de rendimiento para su simulación en HULC.

11.1. Cálculo de la recta de rendimiento de la caldera

Antes de proceder a calcular la recta de rendimiento de la caldera, se definen rendimiento

instantáneo y rendimiento estacional para recalcar su diferencia:

Rendimiento instantáneo: porcentaje de calor aprovechado, considerando las pérdidas

en humos, inquemados y por la envolvente de la caldera (rendimiento puntual, en unas

condiciones de funcionamiento concretas).



51

Rendimiento estacional: rendimiento que proporciona el generador de calor a lo largo

de toda la campaña de invierno (rendimiento en función de las condiciones variables

de demanda y funcionamiento de una instalación real).

Por poner un ejemplo, que una caldera tenga un buen rendimiento instantáneo no implica que

el rendimiento de la instalación completa lo sea. Este rendimiento estacional puede ser de hasta

15 puntos inferior al instantáneo.

El rendimiento estacional del generador de calor, da idea de su capacidad de adaptarse a las

necesarias variaciones de funcionamiento de la instalación.

La simulación de los equipos en el programa de referencia CALENER_VYP se basa en el uso

de funciones que describen el comportamiento del equipo dependiendo de determinadas variables

exteriores al mismo. Dichas funciones de variación se suministran a los equipos a través de

referencias a los llamados “factores de corrección”. En el caso particular de las calderas dichos

factores de corrección se introducen bajo la forma de “curvas de comportamiento”.

El programa HULC necesita de la recta de rendimiento de la caldera para realizar el cálculo

de la instalación. Aunque la base de datos del programa contiene una recta de rendimiento

estándar para calderas de biomasa, se ha decidido calcularla atendiendo a los datos de rendimiento

instantáneo de la caldera suministrados por el fabricante.

De acuerdo con la norma UNE-EN 303-5:2013, para obtener una curva que represente el

comportamiento real de calderas de biomasa comerciales se han analizado los rendimientos a la

potencia útil nominal y potencia útil mínima de los distintos modelos de calderas KWB Pelletfire

Plus MF2 S. Para obtener la curva de variación del rendimiento con la carga parcial se han unido,

el punto del rendimiento correspondiente a la carga parcial del 30% y el punto del rendimiento

correspondiente a plena carga (100%), calculando una recta que corresponde a un polinomio de

primer grado.

En la figura aparece las rectas de rendimiento de los distintos modelos de calderas a simular:

Figura 11.1: Rectas de rendimiento de las distintas calderas a simular.



52

A continuación, en la Tabla 11.1: Rectas de rendimiento de los diferentes modelos de caldera

se muestran las funciones de dichas rectas, que serán las que habrá que introducir en las

simulaciones de HULC:

Modelo de caldera Recta de rendimiento

50 𝑟𝑒𝑛𝐹𝐶𝑃𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎(𝑓𝑐𝑝)= 0.9337 + 0.01428 · 𝑓𝑐𝑝

65 𝑟𝑒𝑛𝐹𝐶𝑃𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎(𝑓𝑐𝑝)= 0.9411 + 0.002857 · 𝑓𝑐𝑝

100 𝑟𝑒𝑛𝐹𝐶𝑃𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎(𝑓𝑐𝑝)= 0.9457 − 0.005714 · 𝑓𝑐𝑝

115 𝑟𝑒𝑛𝐹𝐶𝑃𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎(𝑓𝑐𝑝)= 0.9424 − 0.001429 · 𝑓𝑐𝑝

Tabla 11.1: Rectas de rendimiento de los diferentes modelos de caldera

Como puede observarse todos los modelos de caldera a simular, excepto la 135, trabajan mejor

a carga parcial que a carga nominal. Este hecho será tenido en cuenta a la hora de elegir el modelo

y el número de calderas en las simulaciones.

11.2. Instalación de caldera de biomasa

El resto de propiedades, como son la potencia y el rendimiento nominal de la caldera serán

parámetros a modificar en las sucesivas simulaciones que se realicen.

Junto al equipo se importan automáticamente sus factores de corrección (curvas), que serán

también objeto de modificación según el modelo de caldera que se ensaye en cada simulación.

Para ello es necesario modificar la curva de rendimiento por carga parcial en potencia en el menú

desplegable de factores de corrección. Deben modificarse el valor de los coeficientes de la curva

según los valores dados en la Tabla 11.1.

Como se calculó en el apartado 6, la potencia total de calefacción a suministrar por la caldera

es de 100,92 kW. Por lo tanto, deberán elegirse calderas que sean capaces de suministrar tal

potencia.

Se realizarán cuatro simulaciones variando la potencia y el número de calderas. Primeramente,

se simulará una sola caldera de 100 kW y otra de 115 kW para después parcializar las calderas y

simular dos de 50 kW o dos de 65 kW.

11.2.1. Simulación 1

Para esta primera simulación los parámetros de la caldera son los siguientes:

Nº de calderas 1

Potencia 100 kW

Rendimiento nominal 94,0%

Tipo de energía Biomasa densificada (pellets)

Curva de rendimiento 𝑟𝑒𝑛𝐹𝐶𝑃 = 0.9457 − 0.005714 · 𝑓𝑐𝑝



53

Tabla 11.2: Parámetros de la simulación 1

Realizando la simulación se obtienen los siguientes resultados de consumo:

Consumos kWh/m2 año kWh/año

Calefacción 10,9 21920,0 Tabla 11.3: Resultados de la simulación 1


La segunda simulación consistirá en aumentar la potencia de la caldera hasta 115 kW. Los

parámetros son los siguientes:

Nº de calderas 1

Potencia 115 kW



Curva de rendimiento 𝑟𝑒𝑛𝐹𝐶𝑃 = 0.9424 − 0.001429 · 𝑓𝑐𝑝


Realizando los cálculos se obtiene el siguiente resultado:




Esta tercera simulación trata de parcializar la caldera instalando 2 calderas de menor potencia

pero que puedan trabajar simultáneamente. La idea de esto es que, cuando la demanda sea baja,

funcione una sola caldera, pero más cerca de su rendimiento nominal, con lo que el consumo será

menor. Se selecciona primero dos calderas de 50 kW de potencia. Estas calderas de menor

potencia trabajan mejor a carga nominal que a carga parcial, como demuestra su recta de

rendimiento con pendiente positiva. Los parámetros de esta nueva simulación son los siguientes:

Nº de calderas 2

Potencia 50 kW



Curva de rendimiento 𝑟𝑒𝑛𝐹𝐶𝑃 = 0.9337 + 0.01428 · 𝑓𝑐𝑝




54

Recalculando con los nuevos parámetros:




Para la última simulación se seleccionan dos calderas de una potencia un poco mayor (65 kW)

pero con mejor rendimiento que la anterior a cargas parciales. Los parámetros de la simulación

son los que se muestran a continuación:

Nº de calderas 2

Potencia 65 kW



Curva de rendimiento 𝑟𝑒𝑛𝐹𝐶𝑃 = 0.9411 + 0.002857 · 𝑓𝑐𝑝


Realizando los cálculos se obtiene el siguiente resultado:



11.2.5. Comparación de resultados

En la siguiente tabla se recogen los resultados de las 4 simulaciones:

Simulación kWh/m2 año kWh/año

1 caldera de 100 kW 10,9 21920,0

1 caldera de 115 kW 10,9 21972,3

2 calderas de 50 kW 10,8 21790,1

2 calderas de 65 kW 10,9 21960,0 Tabla 11.10: Resultados de las simulaciones

Como se puede observar la diferencia entre los consumos de las distintas simulaciones es muy

pequeña debido a que las calderas tienen todas un rendimiento muy alto y una curva de



55

rendimiento similar además de bastante plana, es decir, trabajan con un rendimiento muy parecido

tanto a carga parcial como a carga nominal. Elegir una u otra va a depender más de otros factores

que del factor potencia. Así, por ejemplo, aunque las calderas de 100 y 115 kW solo se diferencian

en 52 kWh de consumo anual, es obvio que el coste de una caldera más grande será más elevado.

Como ambas cubren la potencia máxima de calefacción en el día más desfavorable del año, se

decanta por la de 100 kW con respecto a la de 115 kW.

Comparando ahora las dos simulaciones con dos calderas, es decir, la 3 y la 4, se observa que,

siendo suficiente instalar 2 calderas de 50 kW para cubrir la demanda, es preferible a las dos

calderas de 65 kW, ya que estas, aunque tienen una curva de rendimiento más plana, dan un

consumo más alto además de ser más caras que las otras más pequeñas.

Ahora bien, parcializando las calderas e instalando dos de 50 kW en lugar de una de 100 kW

se observa un leve ahorro de energía, de unos 130 kWh/año, lo que supone un 0,59% de ahorro

anual. Para seleccionar la caldera adecuada habría que tener en cuenta otros factores que quedan

fuera del alcance del presente proyecto como son el coste inicial de inversión de una caldera

grande o dos calderas más pequeñas. Generalmente una caldera más potente tiene menor coste

que dos calderas más pequeñas de la misma potencia. Así, por tanto, 130 kWh/año es una

diferencia demasiado pequeña como para elegir instalar 2 calderas en lugar de una. Por lo tanto,

la decisión más acertada es instalar una caldera de 100 kW

11.3. Depósito de inercia

Otro equipo a introducir en el sistema es un acumulador de agua caliente que actuará como

depósito de inercia de la instalación. Introducir un depósito de inercia evita frecuentes ciclos de

arranque y parada de la instalación, con lo que aumenta el rendimiento estacional de los

generadores. Así pues, es preferible que cuando una caldera funcione caliente una reserva de agua

y alargue su funcionamiento. Además, se evitará los continuos arranques y paradas de las bombas

de circulación haciéndolas trabajar contra un depósito de inercia en los momentos que no exista

demanda. Los generadores aumentarán su rendimiento estacional si en los momentos en los que

no hay demanda se dedican a calentar el depósito de inercia, que proveerá a la instalación de una

energía suplementaria, que será suficiente para atender pequeñas demandas puntuales.

Las propiedades del acumulador de agua caliente son las que aparecen en la Tabla 11.11:

Volumen del depósito -

Coeficiente de pérdidas, UA 1 W/ºC

Temperatura de consigna alta del depósito 80ºC

Temperatura de consigna baja del depósito 60ºC

Tabla 11.11: Propiedades del depósito de inercia

El volumen del depósito será un parámetro a estudiar en las distintas simulaciones del sistema.

El coeficiente de pérdidas del depósito se estima en 1 W/ºC, ya que no se disponen de datos de



56

fichas técnicas reales. Las temperaturas de consigna del depósito se sitúan en 60 y 80 ºC

respectivamente.

Haciendo varias simulaciones variando el volumen del depósito se obtienen los resultados que

aparecen en la Tabla 11.12: Simulación de acumulador de agua caliente

kWh/año

Sin acumulador 21920,0

100 l 21919,9

500 l 21919,6

900 l 21920,3

1000 l 21909,0

1100 l 21919,7

1500 l 21920,2 Tabla 11.12: Simulación de acumulador de agua caliente

Analizando los resultados se observa que el depósito de 1000 l reduce ligeramente el consumo

de calefacción. Esto es debido, como se comentó anteriormente, a que la caldera trabaja contra

un depósito, absorbiendo este los pequeños picos de demanda puntuales.

11.4. Rendimiento estacionario

Tras la implementación de todas las medidas destinadas a mejorar las demandas y consumos

de calefacción y refrigeración, las nuevas demandas y consumos son los que se muestran en la

Tabla 11.13:

Demandas kWh/m2 año kWh/año

Calefacción 11,9 23950,6

Refrigeración 29,8 60126,9


Calefacción 10,8 21909,0

Refrigeración 15,2 30723,8 Tabla 11.13:Demandas y consumos energéticos tras las mejoras

El rendimiento estacionario de la instalación se calcula como la demanda entre el consumo

energético, tanto de calefacción como de refrigeración. Así los rendimientos estacionarios de la

instalación de calefacción y de refrigeración son los siguientes:

Calefacción 109,3 %

Refrigeración 196,0 %

Tabla 11.14: Rendimiento estacionario de calefacción y refrigeración

Como se observa el rendimiento estacionario de la instalación de calefacción es de 109,3%,

debido a que las calderas de biomasa instaladas son de condensación dando un rendimiento mayor

que el 100%. La instalación de refrigeración que no se ha modificado tiene un rendimiento del



57

196%, es decir un COP de 1,96, valor dentro del rango típico de este tipo de instalaciones y debido

a que es una instalación relativamente antigua.

12. Sustitución de luminarias

Como se vio en la Tabla 9.1, la calificación energética de iluminación en el edificio

corresponde a una calificación D. Esto es debido al tipo de luminarias halógenas antiguas que

existen en el edificio. Según el código técnico de la edificación, en la sección HE-3 “Eficiencia

Energética de las Instalaciones de Iluminación”, la eficiencia energética de una instalación de

iluminación se determinará mediante el valor de eficiencia energética de la instalación VEEI

(W/m2) por cada 100 lux mediante la siguiente expresión:

𝑉𝐸𝐸𝐼 =𝑃 · 100

𝑆 · 𝐸𝑚

Siendo:

P la potencia de la lámpara más el equipo auxiliar [W];

S la superficie iluminada [m2];

Em la iluminancia media horizontal mantenida [lux];

Las luminarias halógenas existentes se estima que tienen un valor de VEEI de 5W/(m2 100lux)

estando en el límite que marca el CTE-HE3 para este tipo de edificio.

Para mejorar la calificación energética de iluminación se procede a sustituir las luminarias

existentes por unas más eficientes. Estás serán de tecnología LED. El rango de valores de VEEI

para luminarias LED se estima entre 1 y 2,5 W / (m2 100lux) aplicando la fórmula anteriormente

indicada. Con un valor de 2,5 es suficiente para hacer mejorar en gran medida la calificación

energética de iluminación por lo que se escogen luminarias LED y se simula aplicando un VEEI

de 2,5 en todos los espacios iluminados del edificio.

Una vez sustituidas las luminarias se vuelve a recalcular y se obtiene una calificación

energética B en iluminación con lo que se mejorará la calificación energética global.

13. Calificación energética y verificación del CTE tras la

implementación de las medidas de ahorro.

Con todas las medidas de ahorro de energía que se han implementado se vuelven a realizar

todos los cálculos para ver cómo ha mejorado la calificación energética y si cumple con las

secciones HE0 y HE1 de limitación del consumo y limitación energética respectivamente.



58

13.1. Verificación del CTE-HE1

Se muestra la verificación de la limitación de la demanda conjunta de energía en la Figura

13.1: Verificación CTE-HE1

Figura 13.1: Verificación CTE-HE1

La demanda conjunta de calefacción y refrigeración se ha reducido hasta los 33,84 kWh/m2

desde los 41,85 kWh/m2 iniciales lo que supone un ahorro del 19,13%.

13.2. Verificación del CTE-HE0

Se muestra la verificación de la limitación del consumo de energía en la Figura 13.2:

Verificación CTE-HE0Figura 13.1: Verificación CTE-HE1



59

Figura 13.2: Verificación CTE-HE0

Se observa una reducción del consumo de energía primaria no renovable del casi 60% debido

sobre todo a la sustitución de la caldera convencional de gasóleo por una de biomasa, renovable

y con mejor rendimiento. Además, cumple con el requisito de una calificación de energía primaria

B.

13.3. Calificación energética

La pantalla de resultados muestra la siguiente calificación energética, demandas y consumos:



60

Figura 13.3: Calificación energética final

Los resultados se muestran en la escala oficial, se muestra el indicador de emisiones de CO2

por cada metro cuadrado del edificio. En la parte inferior del formulario se muestran las

calificaciones parciales de los sistemas de calefacción, refrigeración, ACS, e Iluminación. Se

indican así mismo las demandas de calefacción y refrigeración, en kWh/m2. Se observa que la

calificación energética global es calificación B, cumpliendo con la normativa y el código técnico

de la edificación.

La herramienta unificada HULC también genera un informe correspondiente al certificado de

eficiencia energética del proyecto que se muestra en el anexo B.

13.4. Resultados

En el presente apartado se discutirán los resultados obtenidos y se mostrarán los consumos

anuales y mensuales en el hotel de los distintos tipos de energía.

Una vez finalizado todos los análisis pertinentes en HULC, es posible obtener más resultados

en un subprograma llamado PostCALENER. Este es un software para gestionar la inclusión de

soluciones singulares y capacidades adicionales relativas a instalaciones y sistemas en

CALENER-VYP y CALENER-GT. Uno de sus usos es suministrar los datos de entrada (anuales,

mensuales u horarios) a terceras aplicaciones o métodos, para que a partir de los mismos puedan

calcular el consumo energético de instalaciones o sistemas no incluidos en los CALENER.



61

En el presente proyecto se ha hecho uso de este software para obtener los datos de consumo

mensual del edificio además de un gráfico comparativo de los consumos de los distintos tipos de

energía consumida.

En la Figura 13.4: Energía total anual consumida en el edificio se recogen el consumo de los

distintos tipos de energía consumida anualmente en el edifico hotelero:

Figura 13.4: Energía total anual consumida en el edificio

Como se puede observar en el gráfico de barras, en color rojo se muestran los consumos de

refrigeración y calefacción, siendo más alto el de refrigeración debido al clima caluroso de la

ciudad de Sevilla. En color azul se muestran la energía total anual de climatización,

correspondiente a la suma del consumo en refrigeración y calefacción, el consumo en agua

caliente sanitaria e iluminación. El alto nivel de consumo en ACS se debe a que se ha calculado

la demanda de volumen de ACS según el CTE. Así, se ha estimado el consumo de ACS para una

ocupación hotelera del 100%, por lo que, como esto no se mantiene durante todo el año, el

consumo final será más bajo.

A continuación, en la Figura 13.5 y la Tabla 13.1, se muestra el consumo de los distintos tipos

de energía a lo largo de todos los meses del año:



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Figura 13.5: Consumo de energía a lo largo de un año

Tabla 13.1: Consumo de energía a lo largo de un año

Analizando estos resultados se concluye que los meses de junio a octubre solo es necesario el

uso de la refrigeración y de noviembre a marzo solo uso de calefacción. En los meses de abril y

mayo es posible, según la climatología y la hora del día, el uso de ambos tipos de energía, tanto

refrigeración como calefacción.

También se observa que el consumo de iluminación y ACS es constante durante todo el año,

debido, como se dijo anteriormente, a que el software utilizado, no tiene en cuenta la fluctuación

de la ocupación hotelera a lo largo de todo el año.



63

14. Referencias

Referencias bibliográficas:

- Código técnico de la edificación. Documento básico HE0: “Limitación del consumo

energético”. 2013.

- Código técnico de la edificación. Documento básico HE1: “Limitación de la demanda

energética”. 2013.

- Código técnico de la edificación. Documento básico HE3: “Eficiencia energética de las

instalaciones de iluminación”. 2013.

- AVEBIOM: Asociación Española de valorización energética de la biomasa. “Solicitud de

Documento Reconocido. Nueva curva de corrección del rendimiento con el factor de

carga parcial para calderas de biomasa”. 2007

- Aenor. “Calderas de calefacción. Parte 5: Calderas especiales para combustibles sólidos,

de carga manual y automática y potencial útil nominal hasta 500 kW. Terminología,

requisitos, ensayos y marcado (UNE-EN 303-5)”. 2013.

- Herramienta unificada Lider-Calener v1.0. Manual de usuario

- IDAE (Instituto para la diversificación y Ahorro de la Energía). “Guía Técnica para la

Rehabilitación de la Envolvente Térmica de los Edificios”. 2007.

Referencias web:

- www.kwb.es

- www.codigotecnico.org

- www.baxi.es



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15. Anexos



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Anexo A. Descripción de la caldera KWB Pelletfire Plus MF2 S

El tipo de caldera que se ha elegido para la realización de este proyecto se trata de una caldera

de biomasa que se alimentan con pellets de la marca y modelo KWB Pelletfire Plus MF2 S.

A continuación, se indican las principales características de la caldera seleccionada:

Figura 15.1: Esquema de la caldera KWB Pelletfire Plus MFS2 S

Características técnicas

Marca: KWB

Modelo: Pelletfire Plus MF2 S



66



67



68

Intercambiador de calor

El intercambiador de calor está compuesto por un haz de tubos verticales colocados en la parte

superior de la cámara de combustión. El intercambio de calor se realiza con los gases de escape a

muy baja temperatura y manteniendo un grado de eficiencia alto y constante tanto a carga nominal

como a carga parcial, debido a la gran turbulencia creada por los turbuladores en el paso de los

gases.

Sistema de combustión

La cámara de combustión cuenta con un revestimiento de carburo de silicio de alta temperatura

y está optimizada por simulación informática, lo que permite lograr unas condiciones de

combustión completa de alto rendimiento y prácticamente sin emisiones. La caldera está diseñada

para reducir al máximo las emisiones, mejorar la eficiencia y reducir el consumo. Se realiza una

combustión estable gracias a una velocidad de rejilla y alimentación de aire variables. Además,

se realiza un doble control de la combustión, tanto para reducir las emisiones como para garantizar

un aprovechamiento total del combustible.

Retirada automática de la ceniza

El intercambiador de calor, permite una retirada de cenizas completamente automática sin

grandes exigencias mecánicas, almacenándola en un contenedor externo, con supervisión del

nivel de llenado integrada. Para vaciarlo es suficiente con extraer el contenedor.

Sistema de alimentación

El combustible se transporta al interior de la caldera mediante un tornillo sinfín directo,

movido por un motor eléctrico y accionado por una reductora mecánica de gran potencia y

fiabilidad de tal modo que se pueda garantizar el arrastre del combustible sin ningún problema.

En el interior del silo de almacenamiento, se instala un removedor accionado por el tornillo

sinfín que acciona un grupo de flejes de acero flexible, destinados a mantener perfectamente

alimentado el tornillo sinfín.



69

Anexo B. Certificado de eficiencia energética

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