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NOM-003-ENER-2011 Thermal efficiency of water heaters for domestic and commercial use. Limits, test method and labeling.
 

  Published in the DOF August 09, 2011

This Standard is under the oversight of the Secretary of Energy

The Secretary of Energy is responsible for energy policy, natural gas, power plants.  (Secretaría de Energia)

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NORMA Oficial Mexicana NOM-003-ENER-2011, Eficiencia térmica de calentadores de agua para uso doméstico y comercial. Límites, método de prueba y etiquetado.

 

Official Mexican Standard NOM-003-ENER-2011, Thermal efficiency of water heaters for domestic and commercial use. Limits, test method and labeling.

INDICE

INDEX

0.         Introducción

0.        Introduction

1.         Objetivo

1.        Objective

2.         Campo de aplicación

2.        Field of application

3.         Referencias

3.        References

4.         Definiciones

4.        Definitions

4.1       Agua fría

4.1      Cold Water

4.2       Calentador de agua

4.2      Water heater

4.3       Calentador de agua de almacenamiento

4.3      Storage water heater

4.4       Calentador de agua instantáneo

4.4      Instantaneous water heater

4.5       Calentador de agua de rápida recuperación

4.5      Fast Recovery Heater

4.6       Calentador doméstico

4.6      Domestic Heater

4.7       Calentador comercial

4.7      Commercial Heater

4.8       Calor

4.8      Heat

4.9       Calor absorbido

4.9      Absorbed heat

4.10     Calor liberado

4.10    Released heat

4.11     Cámara de combustión

4.11    Combustion Chamber

4.12     Capacidad térmica específica

4.12    Specific thermal capacity

4.13     Capacidad volumétrica (calentador de almacenamiento)

4.13    Volumetric capacity (storage heater)

4.14     Carga térmica

4.14    Thermal load

4.15     Combustible

4.15    Fuel

4.16     Combustión

4.16   Combustion

4.17     Condiciones ISO

4.17   ISO conditions

4.18     Control de temperatura (termostato)

4.18   Temperature control (thermostat)

4.19     Difusor

4.19   Diverter

4.20     Eficiencia térmica

4.20   Thermal efficiency

4.21     Piloto

4.21   Pilot

4.22     Poder calorífico inferior

4.22   Low calorific value

4.23     Poder calorífico superior

4.23   High calorific value

4.24     Quemador

4.24   Burner

4.25     Serpentín

4.25   Coil

5.         Símbolos y abreviaturas

5.       Symbols and abbreviations

6.         Clasificación

6.       Classification

6.1       De acuerdo a su carga térmica

6.1     According to its thermal load

6.2       De acuerdo a su funcionamiento

6.2     According to its operation

7.         Especificaciones

7.       Specifications

7.1       Eficiencia térmica

7.1     Thermal efficiency

7.2       Temperatura de agua caliente

7.2     Hot water temperature

8.         Muestreo

8.       Sampling

9.         Métodos de prueba

9.       Test Methods

9.1       Fundamento del método

9.1     Basis of the method

9.2       Aparatos y equipo

9.2     Devices and equipment

9.3       Calentadores domésticos y comerciales de almacenamiento

9.3     Domestic and commercial storage heaters

9.4       Calentadores domésticos y comerciales de rápida recuperación

9.4    Domestic and commercial fast recovery heaters

9.5       Calentadores domésticos y comerciales instantáneos

9.5    Domestic and commercial instantaneous heaters

9.6       Método de cálculo

9.6    Calculation Method

10.       Marcado

10.    Marking

11.       Etiquetado

11.    Labeling

11.1     Permanencia

11.1   Permanence

11.2     Ubicación

11.2   Location

11.3     Información

11.3   Information

11.4     Dimensiones

11.4   Dimensions

11.5     Distribución de la información y colores

11.5   Information and color distribution

11.6     Distribución de los colores

11.6   Color distribution

12.       Vigilancia

12.     Oversight

13.       Bibliografía

13.     Bibliography

14.       Concordancia con normas internacionales

14.     Concordance with international standards

15.       Transitorios

15.     Transitional articles

 

 

 

 

 

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0. Introducción

0. Introduction

La elaboración de la presente Norma Oficial Mexicana, responde a la necesidad de incrementar el ahorro de energía y la preservación de recursos energéticos; además de proteger al consumidor de productos de menor calidad que pudieran ingresar al mercado nacional.

The preparation of this Official Mexican Standard, responds to the need of increasing energy conservation and the preservation of energy resources; as well as to protect consumers from products of inferior quality that may enter the domestic market.

1. Objetivo

1. Objective

Esta Norma Oficial Mexicana establece los niveles mínimos de eficiencia térmica que deben cumplir los calentadores de agua para uso doméstico y comercial y el método de prueba que debe aplicarse para verificarlos.

This Official Mexican Standard establishes the minimum levels of thermal efficiency to be meet by water heaters for domestic and commercial use and the test method to be used when verifying these.

Establece además los requisitos mínimos para información al público sobre los valores de eficiencia térmica de estos aparatos.

It also establishes the minimum requirements for informing the public about the values ​​of thermal efficiency of these devices.

2. Campo de aplicación

2. Field of application

Esta Norma Oficial Mexicana se aplica a los calentadores de agua para uso doméstico y comercial, que se comercializan en los Estados Unidos Mexicanos, que utilicen gas licuado de petróleo o gas natural como combustible y que proporcionen únicamente agua caliente en fase líquida.

This Official Mexican Standard applies to water heaters for domestic and commercial use, sold in the United Mexican States, which employ liquefied petroleum gas or natural gas, as fuel and that only provide hot water in the liquid phase.

Los aparatos para calentamiento de agua con una carga térmica mayor de 108,0 kW y presiones absolutas máximas de trabajo de 600,0 kPa y temperaturas superiores a 360,15 K (87,0ºC) son considerados como calderas y no están comprendidos dentro del campo de aplicación de esta Norma Oficial Mexicana.

Devices for heating water with a thermal load higher than 108.0 kW and maximum absolute work pressures of 600.0 kPa and working temperatures above 360.15 K (87.0ºC) are considered as boilers and are not included within the field of application of this Official Mexican Standard.

3. Referencias

3. References

La presente Norma Oficial Mexicana se complementa con la siguiente norma vigente o la que la sustituya:

This Official Mexican Standard is supplemented with the following applicable standard or with the one replacing it:

NOM-008-SCFI-2002       Sistema general de unidades de medida.

NOM-008-SCFI-2002    General system of measurement units.

4. Definiciones

4. Definitions

Para efectos de la presente Norma Oficial Mexicana se establecen las definiciones siguientes:

For purposes of this Official Mexican Standard the following definitions should mean:

4.1 Agua fría

4.1 Cold Water

Agua de alimentación al calentador que proviene de una fuente común de abastecimiento.

Water supply to the heater coming from a common source of supply.

4.2 Calentador de agua

4.2 Water heater

Aparato o equipo que está diseñado para calentar agua. Cuenta con una cámara de combustión, un cambiador de calor, un quemador y un piloto. Utiliza como combustible gas L.P. o gas natural, y puede tener un control de temperatura automático (termostato), control de encendido por presión, con aislamiento térmico.

Appliance or equipment designed to heat water. It has a combustion chamber, a heat exchanger, a burner and a pilot. Uses L.P. gas or natural gas as fuel source, and may have an automatic temperature control (thermostat), ignition control by pressure with thermal insulation.

4.3 Calentador de agua de almacenamiento

4.3 Storage Water Heater

Aparato para calentar el agua contenida en un depósito de almacenamiento.

Appliance for heating water contained in a storage tank.

4.4 Calentador de agua instantáneo

4.4 Instantaneous heater

Aparato para calentar agua de manera continua a una temperatura uniforme al paso del agua por un serpentín.

Appliance for heating water continuously at a uniform temperature when water flows through a heating coil.

4.5 Calentador de agua de rápida recuperación

4.5 Fast recovery water heater

Aparato para calentar agua de manera continua a una temperatura uniforme, al paso del agua por uno o más intercambiadores de calor.

Appliance for heating water continuously at a uniform temperature, when water flows through one or more heat exchangers.

4.6 Calentador doméstico

4.6 Domestic Heater

Aparato para calentar agua con carga térmica máxima de 35,0 kW.

Appliance for heating water with a thermal load of 35.0 kW.

4.7 Calentador comercial

4.7 Commercial Heater

Aparato para calentar agua con carga térmica mayor de 35,0 kW hasta 108,0 kW.

Appliance for heating water with a thermal greater than of 35.0 kW and up to 108.0 kW.

4.8 Calor

4.8  Heat

Energía térmica en transición, transferida de un cuerpo o sistema a otro, a través de sus límites, debido a una diferencia de temperatura entre ellos.

Thermal energy in transition, transferred from a body or system to another, through its limits due to a temperature difference between them.

4.9 Calor absorbido

4.9 Absorbed heat

Cantidad de calor aprovechado por el agua.

Amount of heat used by water.

4.10 Calor liberado

4.10 Liberated heat

Cantidad de calor proveniente de la combustión.

Amount of heat originated by the combustion.

4.11 Cámara de combustión

4.11 Combustion Chamber

Espacio del calentador en donde se lleva a cabo la combustión.

Part of the heater where combustion takes place.

4.12 Capacidad térmica específica

4.12 Specific thermal capacity

Cantidad de calor necesaria para elevarle a una unidad de masa de cualquier sustancia un grado de temperatura.

Amount of heat required to increase to a unit mass of any substance one degree of temperature.

4.13 Capacidad volumétrica (calentador de almacenamiento)

4.13 Volumetric capacity (storage heater)

Cantidad de agua que el calentador es capaz de almacenar en su depósito, expresada en litros.

Amount of water that heater is capable of storing in the deposit, expressed in liters.

4.14 Carga térmica

4.14 Thermal load

Cantidad de calor que absorbe una determinada masa de agua en el calentador, para elevar su temperatura en un cierto intervalo.

Amount of heat absorbed by a given mass of water in the heater to raise the temperature in a certain range.

4.15 Combustible

4.15 Fuel

Material capaz de oxidarse rápidamente liberando energía en forma de calor y luz.

Material capable of oxidizing itself rapidly releasing energy as heat and light.

4.16 Combustión

4.16 Combustion

Reacción de oxidación rápida de un combustible durante la cual se producen calor y luz como productos principales.

Reaction of rapid oxidation of a fuel during which heat and light are produced as main products.

4.17 Condiciones ISO

4.17 ISO Conditions

Condiciones de referencia aceptadas internacionalmente

Conditions of reference internationally accepted

Presión:                         P = 101,325 kPa

Pressure:                       P = 101.325 kPa

Temperatura:                 T = 288,65 K (15,5°C)

Temperature:                 T = 288.65 K (15.5°C)

4.18 Control de temperatura (termostato)

4.18 Temperature control (thermostat)

Dispositivo de control para abrir o cerrar el suministro de combustible al quemador, dependiendo de la temperatura del agua.

Device control for opening or closing fuel supply to the burner, depending on the water temperature.

4.19 Difusor

4.19 Diverter

Dispositivo que asegura y retarda la salida de los gases producidos por la combustión, evitando un tiro inverso y el exceso de tiro de la chimenea.

A device that secures and delays the output of the gases produced by combustion, avoiding an inverse and excessive draft of the chimney.

4.20 Eficiencia térmica

4.20 Thermal Efficiency

Es la relación existente entre el calor absorbido por el agua y el calor liberado por el combustible, expresado en por ciento.

It is the existent relation between the heat absorbed by the water and the heat released by the combustible, expressed in percent.

4.21 Piloto

4.21 Pilot

Dispositivo donde se produce una flama pequeña que se utiliza para encender el quemador.

Device where a small flame is produced to be used later for burner ignition.

4.22 Poder calorífico inferior

4.22 Low calorific value

Es la diferencia entre el poder calorífico superior y la energía necesaria para evaporar toda la humedad presente en los gases de combustión residuales.

The difference between the high calorific value and energy required to evaporate all moisture present in the waste combustion gases.

4.23 Poder calorífico superior

4.23 High calorific value

Cantidad de calor que produce una unidad de masa o de volumen de combustible durante su combustión. Considerando que la humedad residual presente se encuentra en fase líquida.

Amount of heat produced by a unit mass or volume fuel during its combustion. Considering that the residual moisture is in its liquid phase.

4.24 Quemador

4.24 Burner

Dispositivo que se utiliza para efectuar la mezcla aire-combustible y realizar la combustión, con el fin de aprovechar el calor liberado.

Appliance used to perform the air-fuel mixture and cause combustion, in order to use the released heat.

4.25 Serpentín

4.25 Coil

 

Tubo o arreglo de tubos y sus accesorios dentro del cual fluye el agua a calentar, y que se encuentra en contacto con la corriente de gases de combustión.

Tube or set of tubes and fittings in which water flows through when heating, and which is in contact with the combustion gas stream.

5. Símbolos y abreviaturas

5. Symbols and abbreviations

símbolo 114 \f "Symbol" \s 11a          Densidad del agua (se considera igual a 1000 kg/m3).

símbolo 114 \f "Symbol" \s 11a          Water density (is considered equal to 1000 kg/m3).

cpa       Capacidad térmica específica del agua, igual a 4186 J/kg°C para el intervalo de temperatura de 270,15 K a 360,15 K (-3 a 87°C).

cpa       Specific thermal capacity of water, equal to 4186 J/kg°C for the temperature interval of 270.15 K to 360.15 K (-3 a 87°C).

Ef          Eficiencia térmica del calentador (%).

Ef          Thermal efficiency of the heater (%).

Fp         Factor de corrección por presión (adimensional).

Fp         Pressure correction factor (dimensionless).

Ft          Factor de corrección por temperatura (adimensional).

Ft          Temperature correction factor (dimensionless).

i           Iésimo componente del gas combustible.

i           ith component of the combustible gas.

ma        Masa del agua (kg).

ma        Water mass (kg).

n           Número de componentes del gas combustible.

n           Number of components of the combustible gas.

Pbar      Presión barométrica del lugar de prueba (Pa).

Pbar      Barometric pressure of the test site (Pa).

Pc         Presión manométrica medida en la tubería de alimentación del gas combustible al calentador (Pa).

Pc         Manometric pressure measured from the feeding pipe of the combustion fuel to the heater (Pa).

PCI       Poder calorífico del gas combustible a condiciones ISO (J/m3).

PCI       Calorific value of combustible gas at ISO conditions (J/m3).

PCIi       Poder calorífico del iésimo componente del gas combustible a condiciones ISO (J/m3).

PCIi       Calorific value of ith combustible gas component at ISO conditions (J/m3).

Piso       Presión a condiciones ISO (101,325 kPa) a la que se reporta el PCIi.

Piso       Pressure at ISO conditions (101,325 kPa) to which the PCIi is reported.

qma      Flujo másico del agua (kg/s).

qma      Water mass flow (kg/s).

qvc       Flujo volumétrico del gas combustible (m3/s).

qvc       Volumetric flow rate of combustible gas (m3/s).

T1a       Temperatura inicial del agua (°C).

T1a       Initial temperature of water (°C).

T2a       Temperatura final del agua (°C).

T2a       Final temperature of water (°C).

Tc         Temperatura medida en la tubería de alimentación de gas combustible al calentador (K).

Tc         Temperature measured at the feeding pipe of the combustion fuel to the heater gas (K).

Tiso       Temperatura a condiciones ISO (288,65 K) a la que se reporta el PCIi.

Tiso       Temperature at ISO conditions (288.65 K) at which the PCIi is reported.

Va         Volumen de agua calentada (m3).

Va         Volume of heated water (m3).

Vc         Volumen de gas combustible consumido (m3).

Vc         Volume of combustible gas consumed (m3).

yi          Fracción molar del ith componente del gas combustible (adimensional).

yi          Mole fraction of the ith component of the combustible gas (dimensionless).

Instrumentos:

Instruments:

FQI             =    Totalizador indicador de flujo.

FQI             =    Flow Indicator Totalizer.

PI               =    Indicador de presión.

PI               =    Pressure indicator.

PC              =    Regulador de presión.

PC              =    Pressure regulator.

TI               =    Indicador de temperatura.

TI               =    Temperature indicator.

6. Clasificación

6. Classification

Los calentadores cubiertos por la presente Norma Oficial Mexicana se clasifican de acuerdo a su carga térmica y funcionamiento como sigue:

The heaters covered by this Official Mexican Standard are classified according to their thermal load and operation as follows:

6.1 De acuerdo a su carga térmica

6.1 According to its thermal load

·          Calentador doméstico: cuya carga térmica máxima es de 35,0 kW.

·                         Domestic Heater: which maximum thermal load is 35.0 kW.

·          Calentador comercial: cuya carga térmica es mayor de 35,0 kW, hasta 108,0 kW.

·                         Commercial Heater: which thermal load is greater than 35.0 kW to 108.0 kW.

6.2 De acuerdo a su funcionamiento

6.2 According to its operation

·          Calentador de Almacenamiento

·          Storage Heater

·          Calentador de Rápida recuperación

·          Fast recovery Heater

·          Calentador Instantáneo

·          Instantaneous Heater

7. Especificaciones

7. Specifications

7.1 Eficiencia térmica

7.1 Thermal efficiency

La eficiencia térmica de los calentadores cubiertos por esta Norma Oficial Mexicana debe ser la indicada en la tabla 1, determinada como se indica en 9.6

The thermal efficiency of the heaters covered by this Official Mexican Standard shall be according to the one indicated in Table 1, determined as indicated in 9.6