DISEÑO DEL SISTEMA DE GENERACIÓN DEAGUA CALIENTE SANITARIA CENTRAL ÍNDICE 1. CAUDALES: Página 2 2. DISTRIBUCIÓN: Página 3 3. RECIRCULACIÓN: Página 8 4. CONSUMOS DE ACS: Página 11 5. PRODUCCIÓN INSTANTÁNEA DE ACS: Página 12 6. ACUMULACIÓN DE ACS: Página 13 7. PÉRDIDAS DE CARGA: Página 16 8. ESTUDIO DE PRESIONES: Página 22 9. CURVA DE CARGA DE LA INSTALACIÓN: Página 23 1 1. CAUDALES: CAUDALES TOTALES Y MÍNIMOS INSTANTÁNEOS: Los caudales instantáneos se obtienen con la suma de los caudales de todos los aparatos del edificio, aplicando un coeficiente de simultaneidad de uso, ya que no todos los aparatos de un mismo edificio se utilizan al mismo tiempo. Aunque no existe una norma de obligado cumplimiento en la que se indiquen los coeficientes de simultaneidad, pueden utilizarse los datos obtenidos con la aplicación de la Norma UNE 149.201/07, en la cual los caudales instantáneos se tienen con la siguiente expresión: NECESIDADES DE A.C.S. QC = A · (QT)B + C En la siguiente tabla podemos ver las necesidades a las LAVANDERÍA 2 Lavadoras cuales tenemos que hacer frente en nuestra guardería, TOTAL todos los caudales vienen dados en litros por segundo: NECESIDAD Q(L/s) Inodoro con cisterna Lavabo Ducha Lavavajillas industrial (20 servicios) Lavadora industrial (8Kg) Fregadero no doméstico TOTAL ACS AFCH 0,1 0,1 0,2 0,25 0,6 0,3 ACS 0,065 0,1 0,2 0,4 0,2 VESTUARIOS 4 Duchas 5 Lavabos TOTAL COCINA Y COMEDOR 2 Lavabos 1 Lavavajillas TOTAL ADMINISTRACIÓN 3 Lavabos Q(L/S) 0,8 0,8 0,4 0,325 0,725 0,13 0,2 0,13 0,195 TOTAL 0,195 2 Lavabos 0,13 TOTAL 0,13 AULA 3 2,95 L/s AULAS 4 Y 5 5 Lavabos TOTAL AULAS 6 Y 7 6 Lavabos TOTAL 2 0,5 0,5 0,6 0,6 27 1 1 1 1 1 1 1 C -0.600 2. -Teniendo como límite que la presión en cualquier punto de consumo no supere los 500 kPa. Para el cálculo del caudal simultáneo de requieren los coeficientes A.800 0.500 0. -150 kPa para fluxores y calentadores.4 1 1 1 1 1 1 1 B 0.725 COCINA Y COMEDOR 0. B y C de la Tabla 02 de la Guía técnica de agua caliente sanitaria central.13 AULAS 4 Y 5 0. DISTRIBUCIÓN: Independientemente del tipo de producción de ACS (instantánea o con acumulación).5 AULAS 6 Y 7 0. hemos seleccionado un uso del edificio como ESCUELA: TRAMO CAUDAL TOTAL (L/s) GENERAL 2. La guardería consta de una única planta baja en la que están situados todos los puntos de consumo.13 ADMINISTRACIÓN 0.341 0 0 0 0 0 0 0 CAUDAL INSTANTÁNEO (L/s) 5.Tenemos un consumo total de ACS de 2. garantizando en los puntos de consumo los caudales y presiones mínimas fijadas en el CTE HS4: -100 kPa para grifos comunes.95 LAVANDERÍA 0.130 0.195 AULA 3 0. La sala del acumulador de ACS está situada en el cuarto de calderas junto a la caldera.95 litros por segundo. estableciendo una velocidad de diseño de 1 m/s puesto que así aseguramos un flujo silencioso en toda la instalación (factor importante a tener en cuenta en una guardería).130 0. El material seleccionado para toda la instalación de fontanería ha sido el ACERO GALVANIZADO.552 0.195 0.6 A 4. además todo el suministro de agua del edificio se llevará por un falso techo por lo que habrá que tener en cuenta los tramos de montantes en el dimensionamiento.8 VESTUARIOS 0.725 0. 3 . la distribución debe diseñarse para los caudales máximos. 972 El caudal viene definido por la expresión: Q=Velocidad del flujo · Sección de la tubería Por lo que deducimos: Q=v · π · DIN · 0.13 1 0.6 1 1. Recalcular la velocidad en función de la tubería escogida.257 VESTUARIOS 0.507 ADMINISTRACIÓN 0.088 4 . Seleccionar de la tubería comercial.25 Cabe señalar que los cálculos para el dimensionamiento los llevaremos a cabo con el caudal instantáneo calculado en el apartado anterior quedando así aplicados los coeficientes de simultaneidad en la instalación.152 Nº4 Aulas 5 y 6 Vestuarios 3. 3. 2. En primer lugar calculamos el diámetro interior de las tuberías a instalar. tanto para las ramificaciones como para la tubería general. El caudal total o de partida de la instalación se verá reducido por las necesidades de caudal de cada ramificación de la red.552 Nº2 Lavandería Aulas 6 y 7 4. por lo que el diámetro de éstas estará condicionado al caudal que por ellas circule. RAMIFICACIÓN CAUDAL (L/s) VELOCIDAD (m/s) DIÁMETRO (pulgadas) LAVANDERÍA 0. por lo cual el diámetro de la tubería general a medida que avanza por la instalación se verá también reducido como podemos ver en la siguiente tabla: DESDE HASTA CAUDAL (L/s) TRAMO GENERAL Nº1 Inicio instalación Lavandería 5.CÁLCULO DEL DIÁMETRO DE LAS TUBERÍAS DE DISTRIBUCIÓN Y SELECCIÓN DE LAS MÍSMAS: Para el dimensionamiento del diámetro interior necesario para las tuberías de la instalación nos basamos en que la velocidad en toda red permanece constante. Calcular diámetro interior de tuberías en función de la velocidad de diseño.621 AULA 3 0.427 Nº5 Vestuarios Cocina y comedor 3.167 Nº7 Aula 3 Administracíon 2.725 1 1.297 Nº6 Cocina y comedor Aula 3 3. El proceso de cálculo se basa en: 1.8 1 1.752 Nº3 Aulas 6 y 7 Aulas 4 y 5 4.195 1 0.507 AULAS 4 Y 5 0.5 1 0.13 1 0.994 AULAS 6 Y 7 0.196 COCINA Y COMEDOR 0. 063 4.TRAMO GENERAL Nº1 Nº2 Nº3 Nº4 Nº5 Nº6 Nº7 CAUDAL (L/s) VELOCIDAD (m/s) DIÁMETRO (pulgadas) 5.552 1 3.152 1 2.311 4.752 1 3.972 1 2.167 1 2.501 2.601 3.551 3.297 1 2.422 En segundo lugar elegimos las tuberías teniendo como proveedor de a CODIACERO: 5 .427 1 2.863 3. Diámetro exterior 26.5 m/s para tuberías metálicas.85 mm. RAMA AULAS 4 Y 5: Diámetro interior 0.85 mm.En función al catálogo del proveedor hacemos la siguiente selección bajo el criterio de elegir un diámetro nominal directamente inferior al calculado para no bajar de una velocidad de 1m/s.25 pulgadas. Diámetro exterior 33. RAMA LAVANDERÍA: Diámetro interior 1. Diámetro exterior 20.5 mm. Diámetro exterior 42.5 pulgadas. Diámetro exterior 20.5 pulgadas. RAMA ADMINISTRACIÓN: Diámetro interior 0. Consiguiendo así un equilibrio entre nuestra velocidad de diseño (1 m/s) y la recomendación del CTE HS4 de establecer una velocidad de 1. RAMA COCINA Y COMEDOR: Diámetro interior 0. 6 . Diámetro exterior 20. Por otro lado el diámetro exterior de las tuberías será el máximo que nos permita el fabricante para ganar la resistencia de las mismas. RAMA AULA 3: Diámetro interior 0.75 pulgadas. RAMA VESTUARIOS: Diámetro interior 1 pulgada.39 mm.85 mm.5 pulgadas.26 mm. TRAMO GENERAL Nº5: Diámetro interior 2. TRAMO GENERAL Nº4: Diámetro interior 2.39 mm.5 pulgadas. 7 .39 mm.54 mm.54 mm. TRAMO GENERAL Nº6: Diámetro interior 2.14 mm.RAMA AULAS 6 Y 7: Diámetro interior 1 pulgada. TRAMO GENERAL Nº1: Diámetro interior 3 pulgadas. Diámetro exterior 60.54 mm. Diámetro exterior 33.5 mm. Diámetro exterior 88.5 pulgadas.54 mm. Diámetro exterior 88. Diámetro exterior 72.5 pulgadas.5 pulgadas. Diámetro exterior 72. Diámetro exterior 72. TRAMO GENERAL Nº2: Diámetro interior 3 pulgadas. Diámetro exterior 72. TRAMO GENERAL Nº3: Diámetro interior 2. TRAMO GENERAL Nº7: Diámetro interior 2 pulgadas. 467 3.5 1.48.5 1.167 2.13 0.297 2. Caudal de recirculación (l/h) = Pérdida de calor en tuberías (W) / [3(°C)*1.75 1. • En la tabla muestran los diámetros mínimos requeridos en el documento HS4 para los circuitos de recirculación.752 3 1.5 1.218 4.4 del HS4.540 0.027 0.152 2.5 3. y no menos del 10% del caudal máximo instantáneo en el total de la recirculación.427 2.725 1 1.042 3.027 0.13 0.6 5. RECIRCULACIÓN: La recirculación de ACS se debe dimensionar según lo indicado en el apartado 4.Por último recalculamos la velocidad del fluido en cada parte de la instalación: TUBERÍA LAVANDERÍA VESTUARIOS COCINA Y COMEDOR ADMINISTRACIÓN AULA 3 AULAS 4 Y 5 AULAS 6 Y 7 TRAMO GENERAL Nº1 TRAMO GENERAL Nº2 TRAMO GENERAL Nº3 TRAMO GENERAL Nº4 TRAMO GENERAL Nº5 TRAMO GENERAL Nº6 TRAMO GENERAL Nº7 CAUDAL (L/s) DIÁMETRO (pulgadas) VELOCIDAD FINAL (m/s) 0.8 1. • En cualquier caso no se recircularán menos de 250 l/h en cada columna.185 0.5 1. 8 .755 1 1.5 1.001 2. las condiciones para el dimensionado de los circuitos de recirculación son: • El caudal de recirculación de ACS se calculará de manera que en el grifo más alejado la diferencia de temperatura no supere los 3 °C desde la salida del acumulador o intercambiador en su caso.011 0.16 (Wh/°C·l)] Caudal de recirculación (l/h) = Pérdida de calor en tuberías (W) / 3.25 1.5 1.5 0.312 4.432 0.972 2 1.195 0. en función del caudal de cada ramal.083 3.043 1.552 3 1. en función del diámetro exterior de las tuberías. del salto térmico y del espesor del aislamiento. por lo cual tenemos un salto térmico bastante importante. en primer lugar se deben calcular las pérdidas de calor de las tuberías y con ellas se tienen los caudales de recirculación mínimos de cada tramo. BURGOS. Este hecho nos lleva a tener que seleccionar un aislante térmico que garantice unas pérdidas de calor aceptables. DIAGRAMA DE TEMPERATURAS. en el siguiente diagrama de temperaturas podemos analizar el salto térmico de la instalación. El emplazamiento de la guardería condiciona en gran medida el dimensionamiento del aislante térmico de las tuberías. 9 . Por lo tanto. Podemos observar que la situación más desfavorable se da en enero con una temperatura media inferior a 5ºC. CÁLCULO DE LAS PÉRDIDAS DE CALOR DE LAS TUBERÍAS: Para un cálculo rápido se dan los datos aproximados de pérdida de calor en las tuberías en la Tabla 19.• El diámetro interior mínimo de la tubería de recirculación será de 16 mm. 4 2.6 Nº6 72.54 14.2 TOTAL 645.97 pulgadas).84 Nº7 60. las mismas se obtienen en la siguiente tabla.54 14.43 • • • El caudal de recirculación resultante es de: 645.54 14. siendo para el cual deben dimensionarse las tuberías de recirculación en función de la tabla de diámetros mínimos mostrada anteriormente.El salto térmico estimado en el caso más desfavorable es de 40ºC y el espesor del aislante elegido será de 30 mm. Las pérdidas de calor serán calculadas en la siguiente tabla.4 7.35 105. Para obtener el caudal necesario en la recirculación se calculan las pérdidas en la distribución. que en este caso es de 5.72 l/h.43 / 3.39 16.552 l/s · 3600 s/h = 1998. Por otro lado el CTE HS4 también indica que el caudal de recirculación total será como mínimo el 10% del caudal de diseño.4 3. en función del diámetro exterior de la tubería.625 Nº2 88.15 67. teniendo en cuenta la longitud de las montantes de la instalación.55 l/s).72 l/h (o lo que es lo mismo 0.75 111.3 8.75 142.552 l/s.4 7.5 36 Nº4 72.52 Nº5 72. por lo que el caudal mínimo de recirculación es: 250 · 1 = 250 l/h. Para los datos calculados tenemos que el diámetro mínimo es de 50 mm (1.3 47. TRAMO DIÁMETRO EXTERIOR (mm) PÉRDIDAS POR METRO (W/m) LONGITUD (m) PÉRDIDAS (W) Nº1 88.3 4.29 16. 10 .2 11 134. El mínimo establecido por columna en el CTE HS4 es de 250 l/h.14 mm de diámetro exterior.47 l/h.645 Nº3 72.14 12. El mayor de los caudales calculados es 1998. Por lo tanto: 10% · 5. por lo que seleccionamos (del fabricante CODIACERO) una tubería para la recirculación de 2 pulgadas de diámetro interior y 61.54 14.48 = 185. para determinar los consumos se aplica el documento HE 4 del CTE.Cabe señalar que para posteriores cálculos es conveniente calcular la velocidad del flujo de recirculación. 1 bedel y 1 administrativo/a. en el que se dan los consumos diarios de ACS a 60 °C (temperatura de acumulación muy común para la prevención de legionelosis). Haciendo un total de 117 usuarios. 7 cuidadores/as. Consumo diario: 117 · 3 = 351 litros de agua a 60ºC al día. 11 . que será 0. en función del tipo de edificio. 16 bebes. NOTA: La conexión entre la recirculación y la distribución general únicamente es necesaria realizarla en la ramificación más alejada (en nuestro caso la rama de administración) para asegurar un flujo de agua caliente en todos los puntos de la instalación 4. CONSUMOS DE ACS: El consumo de ACS no tiene por qué estar directamente relacionado con el caudal instantáneo. nuestra guardería es considerada equivalente a una ESCUELA en la que: • • Usuarios de edificio: 88 niños/as.27 m/s aproximadamente. 4 cocineros/as. Como anteriormente hemos señalado. el cual se dará durante periodos muy cortos. 16 Wh/l·ºC E60ºC = 351 l/día · (60-5) ºC · 1.552 litros por segundo =63. se ha de tomar el caso más desfavorable. 12 . 5.39 kWh/día. El caudal punta corresponde al caudal simultáneo calculado anteriormente.Con el caudal instantáneo calculado en el apartado 1 se tendría un tiempo de consumo punta sostenido de: 351 litros al día / 5.16 Wh/(ºC·l) / 1000 W/kW = 22.054 minutos) En cuanto a la temperatura del agua de red de la ubicación. PRODUCCIÓN INSTANTÁNEA DE ACS: La potencia en producción debe ser capaz de proporcionar las necesidades del momento punta más desfavorable del año.22 segundos al día (1. La energía demandada para el calentamiento de ACS para los datos anteriormente obtenidos resulta: Ehp (kW) = QDIARIO (l/día) · (TACS – TAFCH) (ºC) · 1. el resto del tiempo la regulación adecuará la potencia a las necesidades de cada momento. en nuestro caso 5ºC. La potencia resulta: P (W) = QC (l/s) · 3. Las especificaciones para prevención de la legionelosis indican que la temperatura en el punto más alejado de la producción debe ser como mínimo de 50ºC.552 · 3600 · (60-5) · 1.600 (s/h) · (TACS – TAFCH) (°C) · 1. 6.14 · Altura depósito/Diámetro depósito.63 + 0. Para dimensionar la instalación de producción ACS debe considerarse la energía aportada (producción más acumulación) ha de igualar a la consumida en la punta. como hemos visto antes 5ºC puesto que estamos situados en Burgos y es la temperatura más desfavorable. En nuestro caso el caudal simultáneo de cálculo es 5. el objetivo de un sistema de acumulación es hacer frente al consumo de ACS en hora punta mediante un volumen de agua acumulado en un depósito.552 l/s por lo tanto la potencia será: P=5.16 Wh/l·ºC La energía que aporta la producción referida a una hora es: EPRODUCCIÓN (Wh) = PCALDERAS (W) · 1h · ɳ PRODUCCION ACS La energía acumulada en los depósitos que puede ser utilizada durante la punta de consumo es: EACUM (Wh) = VACUM (l) · (TACUM – TAFCH) (ºC) · 1. ACUMULACIÓN DE ACS: La producción de ACS está determinada por la potencia y la capacidad de acumulación. La energía útil que proporcione el sistema debe ser capaz de cubrir la demanda en la punta que es: Ehp (kW) = QPUNTA (l/día) · (TACS – TAFCH) (ºC) · 1. En nuestro caso esta temperatura será de 60ºC.16 = 1275 kW en la instalación.16 (Wh/l·ºC) ·FUSO ACUM Siendo : FUSO ACUM=0. 13 .16 (Wh/l·°C) La temperatura de distribución (TACS) dependerá del tipo de edificio. La temperatura del agua fría (TAFCH) dependerá de la localidad en la que esté emplazada la guardería. PCALDERAS = [QPUNTA · (TACS – TAFCH) – VACUM · (TACUM – TAFCH) · FUSO ACUM] · 1.4 · 80% = 112. 14 . para lo cual no existen datos oficiales ni normas establecidas.32 litros. El sistema de acumulación se dimensiona para una capacidad de acumulación del 80% del consumo en la punta: 140. tanto en valor como en duración de la misma. sino en la hora punta del año. De modo que se toma un depósito de 110 litros de capacidad (Dimensiones: 480 mm de diámetro y 1155 mm de alto) del fabricante BAXI (modelo 110E de acero esmaltado con cuadro de control y serpentín cónico de alto rendimiento). en nuestro caso tomando que en la hora punta se tiene un consumo aproximadamente del 40% del medio diario. y evidentemente la instalación debe ser capaz de hacer frente a la misma. CÁLCULO DE LA POTENCIA NECESARIA PARA EL ACUMULADOR: El consumo diario anteriormente calculado (351 l al día a 60ºC) se ve modificado por la estimación conservadora anteriormente expresada a 140.4 litros al día a 60ºC. Para ello nos basamos en hipótesis conservadoras. Este consumo no se dará todos los días.16/ɳ PRODUC ACS El problema fundamental es conocer el caudal punta. que conllevan sistemas que no presentan problemas de funcionamiento. 15 .4·(60-5)-106·(70-5)·0.5 horas.FUSO ACUMULACIÓN = 0.14 · 1155/480= 0.16/0.75] = 6. ɳ PRODUCCIÓN ACS = Estimado del 75%. Como temperatura de uso tomamos 60ºC y como temperatura de acumulación tomamos 70ºC.967]·1. PCALDERAS = [140.896 = 96.63 + 0.16 (Wh/l·ºC) / [1639(W) · 0.7 %.75= 1639 W. El tiempo de recuperación para el calentamiento del depósito será: 106 (l) · (70-5) (ºC) · 1. PÉRDIDAS DE CARGA: A la hora de calcular las pérdidas de carga en la instalación de ACS ha de subdividirse en dos partes: • INSTALACIÓN DE DISTRIBUCIÓN: El grupo de presión del inicio de la instalación debe asegurar una presurización en el acumulador que garantice en los puntos de consumo las presiones mínimas fijadas en el CTE HS4. 16 . Para ello se calculan las pérdidas de carga hasta el tramo más desfavorable de la instalación. El flujo de la instalación es permanente. HIPÓTESIS DE CÁLCULO. DATOS DE ENTRADA Y FUNDAMENTACIÓN FÍSICA: Las hipótesis a tener en cuenta en el cálculo de las pérdidas de carga son las siguientes: El agua es tratada como fluido incompresible y viscoso. La temperatura del fluido será aproximada en su totalidad a 60ºC Una vez señaladas las hipótesis es preciso definir otros factores a tener en cuenta: • PROPIEDADES DEL AGUA A 60ºC: Las dos propiedades a utilizar en el cálculo son la densidad y la viscosidad o la densidad y la viscosidad cinemática. • INSTALACIÓN DE RECIRCULACIÓN: La bomba de recirculación debe ser capaz de vencer las pérdidas de carga debidas al tramo de recirculación. uniforme y estacionario. en nuestro caso la ramificación de la administración que es la más alejada del acumulador.7. unidimensional. El perfil de velocidades es uniforme. Sin embargo para el dimensionamiento del grupo de presión se tiene en cuenta únicamente las necesidades para la distribución de agua fría. 477·10-6 m2/s • RÉGIMEN DE TRABAJO: Las fuerzas de inercia son mayores que las fuerzas viscosas y por lo tanto trabajamos en un régimen turbulento en el que la rugosidad de la tubería tiene gran importancia sobre las pérdidas de carga. Los coeficientes K de pérdidas de carga menores vienen definidos por la siguiente tabla: 17 . • PÉRDIDAS DE CARGA: Para el cálculo de éstas se tendrán en cuenta por un lado las pérdidas de carga debidas a la rugosidad de la tubería (Ecuación de DarcyWeisbach).De la anterior tabla obtenemos que a 60ºC: Densidad (ρ)=983.2 kg/m3 Viscosidad (µ)=0.469·10-3 N·s/m2 Viscosidad cinemática ( )=0. y por otro lado las pérdidas de carga menores debidas a los accesorios y geometría del sistema. acero galvanizado. Por ello para el cálculo se procederá de la siguiente manera: 1º Se calculará el número de Reynolds para cada tramo de tubería. del diámetro de la tubería y del número de Reynolds. tenemos un coeficiente de rugosidad absoluta (Ɛ) = 0. CÁLCULO DE LAS PÉRDIDAS DE CARGA DE LA INSTALACIÓN DE DISTRIBUCIÓN: Como antes se ha mencionado. Estas pérdidas de carga se deben por un lado a la rugosidad de las tuberías y por otro lado a los accesorios y geometría de estas. Con todos los anteriores puntos definidos se procederá a realizar los cálculos.15 mm. 18 . la cual es determinada por el tipo de material de estas. En nuestro caso. Para régimen turbulento estas variables se relacionan mediante la fórmula de Colebrook.• FACTOR DE FRICCIÓN Y RUGOSIDAD: El factor de fricción f es una variable a determinar en la ecuación de Darcy-Weisbach y depende de la rugosidad del material. Por otro lado es necesario determinar la rugosidad de nuestras tuberías. en nuestro caso la ramificación de la administración. la presurización del acumulador ACS debe ser capaz de vencer las pérdidas de carga en el punto más desfavorable de la instalación. 15 2.0243 0.0253 0.5 133195 0.312 T. GENERAL Nº 6 2. GENERAL Nº 5 0.467 ADMINISTRACIÓN 0. GENERAL Nº 4 2. GENERAL Nº 2 T.000000477 1. GENERAL Nº 4 T. GENERAL Nº 3 T.218 T.0256 0.042 T. GENERAL Nº 1 T. GENERAL Nº 7 ADMINISTRACIÓN RUGOSIDAD (mm) DIÁMETRO (pulgadas) Nº REYNOLDS COEFICIENTE DE FRICCIÓN 0.15 3 194584 0.5 144129 0.0255 0. Se ha simplificado el cálculo sabiendo que: ???? = ???????????????? · ?????????????????? · ????á?????????? ?????????????????? · ????á?????????? = ???????????????????? ???????????????????? ??????????á???????? TRAMO VISCOSIDAD CINEMÁTICA(m2/s) VELOCIDAD (m/s) DIÁMETRO (pulgadas) Nº REYNOLDS 3 194584 T.000000477 1.15 2 156242 0. GENERAL Nº 5 T.5 138662 0.000000477 1.043 T.15 2.001 2 156242 T.5 41006 En segundo lugar calculamos los coeficientes de fricción: TRAMO T.0255 0.0269 0. GENERAL Nº 6 T.000000477 1. 3º Se calcularán las pérdidas de carga mayores para cada tramo de tubería mediante la ecuación de Darcy-Weisbach 4º Se calcularán las pérdidas de carga menores.5 174621 0. GENERAL Nº 7 0.000000477 1.15 0. GENERAL Nº 3 2.5 144129 0.000000477 1.5 138662 T.000000477 1.15 2.0242 0. GENERAL Nº 2 3 166546 0.15 3 166546 0.0414 19 . 5º Se realizará el sumatorio de la totalidad de todas las pérdidas de carga en la instalación De modo que en primer lugar calculamos los números de Reynolds. GENERAL Nº 1 0.5 174621 0.083 2.5 133195 0.5 41006 0.15 2.2º Se calculará el factor de fricción para cada tramo de tubería mediante la fórmula de Colebrook.000000477 1.540 0. 218 Codos de 45º 0. GENERAL Nº 4 T.043 0.5 7. GENERAL Nº 7 ADMINISTRACIÓN 1 3 2 1 1 1 1 1 1 1 3 2 4 COEFICIENTE DE PÉRDIDA K VELOCIDAD (m/s) PÉRDIDAS DE CARGA MENORES (m.35 1.0243 3 4.250 0.0255 2.0242 3 8.467 0.638 ADMINISTRACIÓN 0.467 0.) T.250 1. GENERAL Nº 4 0.0253 2.032 Tes de ramificación 1.001 0.095 Te de ramificación 1.523 1.429 1.295 0.0269 2 11 1.0414 0.300 1.) ELEMENTOS Admisión redondeada 0.087 T.079 T.250 1.109 Finalmente realizamos el sumatorio de las pérdidas de carga: PÉRDIDAS DE CARGA INSTALACIÓN DE DISTRIBUCIÓN = 13.110 Te de ramificación 1.083 0.75 1. GENERAL Nº 5 T.a.c. GENERAL Nº 6 T.250 1. Estas pérdidas de carga son las que debe ser capaz de superar la presurización del acumulador ACS y se corresponden al punto más desfavorable de la instalación. GENERAL Nº 3 T.075 Te de ramificación 1.555 m. 20 .151 T. GENERAL Nº 3 0.a.073 T.5 20.540 Codos de 45º 0.172 T.069 Te de ramificación 1.75 1.083 0.069 Te de ramificación 1. GENERAL Nº 5 0.453 Válvulas de globo 6. GENERAL Nº 1 T.064 Codo de 45º 0. GENERAL Nº 2 T. GENERAL Nº 6 0.0256 2. GENERAL Nº 7 0.312 0.030 0. GENERAL Nº 2 0.5 3.042 0.250 1.002 Válvulas de globo 6.5 2.001 0.312 0. es decir al elemento terminal más alejado.3 1.043 0.250 1.540 8.c.295 1.5 1.37 1.034 TOTAL 9.c.250 0.295 0.218 0. en nuestro caso un lavabo de la ramificación de la administración.0255 2.210 T.045 Te de ramificación 1.300 1.446 En cuarto lugar calculamos las pérdidas menores de carga: TRAMO T. GENERAL Nº 1 0.042 0.15 1.En tercer lugar calculamos las pérdidas de carga debidas a la rugosidad de la tubería: TRAMO COEFICIENTE DE FRICCIÓN DIÁMETRO (pulgadas) LONGITUD (m) VELOCIDAD (m/s) PÉRDIDAS DE CARGA MAYORES (m.a.143 TOTAL 4.5 7. 71 m -ELEMENTOS DE LA INSTALACIÓN: 2xVálvulas de globo (K=6.c. ??.CÁLCULO DE LAS PÉRDIDAS DE CARGA DE LA INSTALACIÓN DE RECIRCULACIÓN: En lo que se refiere al cálculo de las pérdidas para la recirculación de ACS.0298.0508?? ℎ?????? = 0.477 · 10−6 ?? �?? En segundo lugar calculamos los coeficientes de fricción: Obteniendo un valor de f = 0.25 + 3 · 0.295) · (0. El cálculo se realizará de la misma forma que en el punto anterior.3) 1xTe de ramificación (K=1. ??.81??� 2 ?? PÉRDIDAS DE CARGA INSTALACIÓN DE RECIRCULACIÓN = 0.1435 ??.3 + 1 · 1. estas deben ser vencidas por la bomba de recirculación.27 ??⁄?? · 0.81??� 2 ?? + (2 · 6. sin embargo será bastante más sencillo que para la instalación de distribución puesto que esta vez el diámetro y la velocidad de la tubería es constante.0508 ?? ???? = = = ?????????? 2 ???????????????????? ??????????á???????? 0.295) -CÁLCULO: ℎ?????? = 0.27??⁄??)2 2·9. En primer lugar calculamos el número de Reynolds: ?????????????????? · ????á?????????? 0.0298 · 40.a. · (0.71?? 0.27??⁄??)2 2·9. En tercer y último lugar calculamos las pérdidas de carga totales teniendo en cuenta lo siguiente: -LONGITUD TUBERÍA: 40.25) 3x Codos 45º (K=0. como ya se ha indicado anteriormente. 21 .1435 m. en el que se establece que en los elementos terminales se debe garantizar: 100 kPa para grifos comunes. Despreciamos la variación de energía potencial en la instalación.542 0+ + 0 − 13.81 · 983. 150 kPa para fluxores y calentadores. Las hipótesis de cálculo en esta ocasión son de nuevo las mismas que antes. A las hipótesis de cálculo del apartado anterior añadiremos dos más: Despreciamos la energía cinética del fluido en el acumulador ACS.81 P. La presión en los puntos de consumo será limitada a los 500 kPa. CÁLCULO DE LA PRESIÓN MANÓMETRICA NECESARIA EN EL DEPÓSITO DEL ACUMULADOR ACS: En el cálculo será necesario tener en cuenta lo dispuesto en el CTE HS4.2) 2 · 9. en el cual vamos a establecer una presión de 200kPa para que en el resto de elementos terminales se cumplan las directrices anteriores. ???? ????2 ???? ????2 ???? + + − ℎ???? = ???? + + ?? 2 · ?? ?? 2 · ?? ???? 200 · 103 1. y por otro lado. 22 . Aplicamos la ecuación de la energía entre el acumulador ACS y el punto de consumo más desfavorable. ESTUDIO DE PRESIONES: Con las pérdidas de carga calculadas el paso siguiente ha de ser el estudio de las presiones que por un lado nos proporcionará la presión manométrica necesaria en el acumulador ACS.2) (9. al elemento terminal punto B y a las pérdidas de carga hAB.8. la altura de funcionamiento de la bomba de recirculación.46 Pa = 332 kPa CÁLCULO DE LA ALTURA DE LA BOMBA DE RECIRCULACIÓN: Aplicamos nuevamente la ecuación de la energía. NOTA: Nombramos al acumulador ACS punto A. tomando como puntos inicial (A) y final (B) el inicio de la recirculación en la ramificación de la administración y el depósito ACS respectivamente.81 · 983. MANOMÉTRICA NECESARIA EN EL ACUMULADOR = PA = 331906.555 = 0 + + (9. NOTA: Como se ha mencionado en varias ocasiones anteriormente. la bomba de recirculación se encarga de vencer las pérdidas de carga en la tubería de recirculación.552 b=0.a.2)=299187 Pa.474 23 .81 · 983. CURVA DE CARGA DE LA INSTALACIÓN: Una vez estimado el punto de trabajo de la instalación para los caudales de diseño de los equipos terminales ha de calcularse la curva de carga de la instalación.c. Siendo puristas es necesario hacer un cálculo previo a la ecuación de la energía en el cual obtengamos la presión de éste punto inicial.a.95 m. Con esto se deduce que lo que debe hacer es reestablecer la presión del punto inicial de recirculación hasta la presión del acumulador.402 m.402 · 9.555 + ???????????? = 0 + +0 (9.2) ALTURA DE LA BOMBA DE RECIRCULACIÓN = HBomba= 16.81 · 983.81 ·983. = 0 + ?? · 0. 6. Por lo tanto la presión en el punto A será: 332000-(3.272 332 · 103 + − 13.2) 2 · 9. H es el valor de las pérdidas de carga en el tramo más desfavorable. para ello aproximaremos dicha curva a la expresión: H = a + b·Q2 Donde: Suponemos a = 0 puesto que para un caudal nulo no hay pérdidas de carga. ??. 0+ ???? + ???? ????2 ???? ????2 + − ℎ???? + ???????????? = ???? + + ?? 2 · ?? ?? 2 · ?? 299187 0. (se han omitido las pérdidas debidas a la ramificación de la administración). En primer lugar tenemos que calcular el valor b de la ecuación: 0.1435 ??. ??.c. Q es el caudal total de la instalación.81 (9. Para este punto las pérdidas de carga desde el acumulador ACS son 3. 24 . graficamos los valores de H en función de Q manteniendo constante b.Tras calcular b.
Report "Diseño un Sistema de Generación de Agua Caliente Sanitaria Central"