diseño un sistema de generación de agua caliente sanitaria central

8/17/2019 Diseño un Sistema de Generación de Agua Caliente Sanitaria Central

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DISEÑO DEL SISTEMA DE GENERACIÓN DE

AGUA 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


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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:

QC = A · (QT )B + C

En la siguiente tabla podemos ver las necesidades a lascuales tenemos que hacer frente en nuestra guardería,

todos los caudales vienen dados en litros por segundo:

TOTAL ACS 2,95 L/s

NECESIDADES DE A.C.S.

LAVANDERÍA Q(L/S)2 Lavadoras 0,8

TOTAL 0,8

VESTUARIOS

4 Duchas 0,4

5 Lavabos 0,325

TOTAL 0,725

COCINA Y COMEDOR

2 Lavabos 0,13

1 Lavavajillas 0,2

TOTAL 0,13

ADMINISTRACIÓN

3 Lavabos 0,195

TOTAL 0,195

AULA 3

2 Lavabos 0,13

TOTAL 0,13

AULAS 4 Y 5

5 Lavabos 0,5

TOTAL 0,5

AULAS 6 Y 7

6 Lavabos 0,6

TOTAL 0,6

NECESIDAD Q(L/s) AFCH ACS

Inodoro con cisterna 0,1

Lavabo 0,1 0,065

Ducha 0,2 0,1

Lavavajillas industrial (20 servicios) 0,25 0,2

Lavadora industrial (8Kg) 0,6 0,4Fregadero no doméstico 0,3 0,2


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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, por lo que el diámetro de éstas estará condicionado al caudal que por ellas

circule. El caudal total o de partida de la instalación se verá reducido por las necesidades

de caudal de cada ramificación de la red, 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:

El caudal viene definido por la expresión:

Q=Velocidad del flujo · Sección de la tubería

Por lo que deducimos:

Q=v · π

· DIN · 0,25Cabe 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.

El proceso de cálculo se basa en:

1. Calcular diámetro interior de tuberías en función de la velocidad de diseño.

2. Seleccionar de la tubería comercial.

3. Recalcular la velocidad en función de la tubería escogida.

En primer lugar calculamos el diámetro interior de las tuberías a instalar, tanto para las

ramificaciones como para la tubería general.

TRAMO GENERAL DESDE HASTA CAUDAL (L/s)

Nº1 Inicio instalación Lavandería 5,552

Nº2 Lavandería Aulas 6 y 7 4,752

Nº3 Aulas 6 y 7 Aulas 4 y 5 4,152

Nº4 Aulas 5 y 6 Vestuarios 3,427

Nº5 Vestuarios Cocina y comedor 3,297

Nº6 Cocina y comedor Aula 3 3,167

Nº7 Aula 3 Administracíon 2,972

RAMIFICACIÓN CAUDAL (L/s) VELOCIDAD (m/s) DIÁMETRO (pulgadas)

LAVANDERÍA 0,8 1 1,257

VESTUARIOS 0,725 1 1,196

COCINA Y COMEDOR 0,13 1 0,507

ADMINISTRACIÓN 0,195 1 0,621

AULA 3 0,13 1 0,507

AULAS 4 Y 5 0,5 1 0,994

AULAS 6 Y 7 0,6 1 1,088


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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. Consiguiendo así un equilibrio entre nuestra velocidad de diseño (1

m/s) y la recomendación del CTE HS4 de establecer una velocidad de 1,5 m/s para

tuberías metálicas.

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 LAVANDERÍA:

Diámetro interior 1,25 pulgadas.

Diámetro exterior 42,39 mm.

RAMA VESTUARIOS:

Diámetro interior 1 pulgada.


RAMA COCINA Y COMEDOR:



RAMA ADMINISTRACIÓN:



RAMA AULA 3:



RAMA AULAS 4 Y 5:




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RAMA AULAS 6 Y 7:

Diámetro interior 1 pulgada.


TRAMO GENERAL Nº1:

Diámetro interior 3 pulgadas.


TRAMO GENERAL Nº2:



TRAMO GENERAL Nº3:Diámetro interior 2,5 pulgadas.


TRAMO GENERAL Nº4:



TRAMO GENERAL Nº5:



TRAMO GENERAL Nº6:



TRAMO GENERAL Nº7:




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TUBERÍA CAUDAL (L/s) DIÁMETRO (pulgadas) VELOCIDAD FINAL (m/s)

LAVANDERÍA 0,8 1,25 1,011

VESTUARIOS 0,725 1 1,432

COCINA Y COMEDOR 0,13 0,5 1,027

ADMINISTRACIÓN 0,195 0,5 1,540

AULA 3 0,13 0,5 1,027

AULAS 4 Y 5 0,5 0,75 1,755

AULAS 6 Y 7 0,6 1 1,185

TRAMO GENERAL Nº1 5,552 3 1,218

TRAMO GENERAL Nº2 4,752 3 1,043

TRAMO GENERAL Nº3 4,152 2,5 1,312



TRAMO GENERAL Nº6 3,167 2,5 1,001TRAMO GENERAL Nº7 2,972 2 1,467

Por último recalculamos la velocidad del fluido en cada parte de la instalación:

3. RECIRCULACIÓN:

La recirculación de ACS se debe dimensionar según lo indicado en el apartado 4.4 del

HS4; 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 delacumulador o intercambiador en su caso.

Caudal de recirculación (l/h) = Pérdida de calor en tuberías (W) / [3(°C)*1,16 (Wh/°C·l)]

Caudal de recirculación (l/h) = Pérdida de calor en tuberías (W) / 3,48.

• En cualquier caso no se recircularán menos de 250 l/h en cada columna, y no

menos del 10% del caudal máximo instantáneo en el total de la recirculación.

• En la tabla muestran los diámetros mínimos requeridos en el documento HS4

para los circuitos de recirculación, en función del caudal de cada ramal.


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• El diámetro interior mínimo de la tubería de recirculación será de 16 mm.

Por lo tanto, 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.

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, en

función del diámetro exterior de las tuberías, del salto térmico y del espesor del

aislamiento.

El emplazamiento de la guardería condiciona en gran medida el dimensionamiento del

aislante térmico de las tuberías, en el siguiente diagrama de temperaturas podemos

analizar el salto térmico de la instalación.

DIAGRAMA DE TEMPERATURAS, BURGOS.

Podemos observar que la situación más desfavorable se da en enero con una

temperatura media inferior a 5ºC, por lo cual tenemos un salto térmico bastante

importante. Este hecho nos lleva a tener que seleccionar un aislante térmico que

garantice unas pérdidas de calor aceptables.


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El salto térmico estimado en el caso más desfavorable es de 40ºC y el espesor del

aislante elegido será de 30 mm.

Para obtener el caudal necesario en la recirculación se calculan las pérdidas en la

distribución; las mismas se obtienen en la siguiente tabla, en función del diámetro

exterior de la tubería.

Las pérdidas de calor serán calculadas en la siguiente tabla, teniendo en cuenta la

longitud de las montantes de la instalación.

• El caudal de recirculación resultante es de: 645,43 / 3,48 = 185,47 l/h.

• El mínimo establecido por columna en el CTE HS4 es de 250 l/h; por lo que el

caudal mínimo de recirculación es: 250 · 1 = 250 l/h. • Por otro lado el CTE HS4 también indica que el caudal de recirculación total será

como mínimo el 10% del caudal de diseño, que en este caso es de 5,552 l/s. Por

lo tanto: 10% · 5,552 l/s · 3600 s/h = 1998,72 l/h.

El mayor de los caudales calculados es 1998,72 l/h (o lo que es lo mismo 0,55 l/s), siendo

para el cual deben dimensionarse las tuberías de recirculación en función de la tabla de

diámetros mínimos mostrada anteriormente.

Para los datos calculados tenemos que el diámetro mínimo es de 50 mm (1,97 pulgadas),

por lo que seleccionamos (del fabricante CODIACERO) una tubería para la recirculación

de 2 pulgadas de diámetro interior y 61,14 mm de diámetro exterior.

TRAMO DIÁMETRO EXTERIOR (mm) PÉRDIDAS POR METRO (W/m) LONGITUD (m) PÉRDIDAS (W)

Nº1 88,39 16,3 8,75 142,625

Nº2 88,29 16,3 4,15 67,645

Nº3 72,54 14,4 2,5 36

Nº4 72,54 14,4 3,3 47,52

Nº5 72,54 14,4 7,75 111,6

Nº6 72,54 14,4 7,35 105,84

Nº7 60,14 12,2 11 134,2

TOTAL 645,43


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Cabe señalar que para posteriores cálculos es conveniente calcular la velocidad del flujo

de recirculación, que será 0,27 m/s aproximadamente.

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, el cual se dará durante periodos muy cortos; para determinar los con-

sumos se aplica el documento HE 4 del CTE, en el que se dan los consumos diarios deACS a 60 °C (temperatura de acumulación muy común para la prevención de

legionelosis), en función del tipo de edificio.

Como anteriormente hemos señalado, nuestra guardería es considerada equivalente a

una ESCUELA en la que:

• Usuarios de edificio: 88 niños/as, 16 bebes, 7 cuidadores/as, 4 cocineros/as, 1

bedel y 1 administrativo/a. Haciendo un total de 117 usuarios.

•

Consumo diario: 117 · 3 = 351 litros de agua a 60ºC al día.


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Con el caudal instantáneo calculado en el apartado 1 se tendría un tiempo de consumo

punta sostenido de:

351 litros al día / 5,552 litros por segundo =63,22 segundos al día (1,054 minutos)

En cuanto a la temperatura del agua de red de la ubicación, se ha de tomar el caso más

desfavorable, en nuestro caso 5ºC.

La energía demandada para el calentamiento de ACS para los datos anteriormente

obtenidos resulta:

E hp (kW) = QDIARIO (l/día) · (T ACS – T AFCH ) (ºC) · 1,16 Wh/l·ºC

E 60ºC = 351 l/día · (60-5) ºC · 1,16 Wh/(ºC·l) / 1000 W/kW = 22,39 kWh/día.

5. PRODUCCIÓN INSTANTÁNEA DE ACS:

La potencia en producción debe ser capaz de proporcionar las necesidades del momento

punta más desfavorable del año, el resto del tiempo la regulación adecuará la potencia

a las necesidades de cada momento. El caudal punta corresponde al caudal simultáneocalculado anteriormente.


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La potencia resulta:

P (W) = Q C (l/s) · 3.600 (s/h) · (TACS – TAFCH) (°C) · 1,16 (Wh/l·°C)

La temperatura de distribución (TACS) dependerá del tipo de edificio. Las especificacionespara prevención de la legionelosis indican que la temperatura en el punto más alejado

de la producción debe ser como mínimo de 50ºC. En nuestro caso esta temperatura será

de 60ºC.

La temperatura del agua fría (TAFCH) dependerá de la localidad en la que esté emplazada

la guardería, 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 5,552 l/s por lo tanto la potencia será:

P=5,552 · 3600 · (60-5) · 1,16 = 1275 kW en la instalación.

6. ACUMULACIÓN DE ACS:

La producción de ACS está determinada por la potencia y la capacidad de acumulación,

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.

La energía útil que proporcione el sistema debe ser capaz de cubrir la demanda en la

punta que es:

E hp (kW) = QPUNTA (l/día) · (T ACS – T AFCH ) (ºC) · 1,16 Wh/l·ºC

La energía que aporta la producción referida a una hora es:

E PRODUCCIÓN (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) · 1,16 (Wh/l·ºC) ·FUSO ACUM

Siendo : FUSO ACUM=0,63 + 0,14 · Altura depósito/Diámetro depósito.

Para dimensionar la instalación de producción ACS debe considerarse la energía

aportada (producción más acumulación) ha de igualar a la consumida en la punta.


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PCALDERAS = [Q PUNTA · (TACS – TAFCH) – VACUM · (TACUM – TAFCH) · FUSO ACUM] · 1,16/ɳ PRODUC ACS

El problema fundamental es conocer el caudal punta, tanto en valor como en duración

de la misma, para lo cual no existen datos oficiales ni normas establecidas. Para ello nos

basamos en hipótesis conservadoras, que conllevan sistemas que no presentan

problemas de funcionamiento, en nuestro caso tomando que en la hora punta se tiene

un consumo aproximadamente del 40% del medio diario.

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 .

Este consumo no se dará todos los días, sino en la hora punta del año, y evidentementela instalación debe ser capaz de hacer frente a la misma.

El sistema de acumulación se dimensiona para una capacidad de acumulación del 80%

del consumo en la punta: 140,4 · 80% = 112,32 litros. 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).


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F USO ACUMULACIÓN = 0,63 + 0,14 · 1155/480= 0,896 = 96,7 %.

ɳ PRODUCCIÓN ACS = Estimado del 75%.

Como temperatura de uso tomamos 60ºC y como temperatura de acumulación

tomamos 70ºC.

PCALDERAS = [140,4·(60-5)-106·(70-5)·0,967]·1,16/0,75= 1639 W .

El tiempo de recuperación para el calentamiento del depósito será:

106 (l) · (70-5) (ºC) · 1,16 (Wh/l·ºC) / [1639(W) · 0,75] = 6,5 horas.


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7. 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 instalacióndebe asegurar una presurización en el acumulador que garantice en los puntos

de consumo las presiones mínimas fijadas en el CTE HS4.

Para ello se calculan las pérdidas de carga hasta el tramo más desfavorable de la

instalación, en nuestro caso la ramificación de la administración que es la más

alejada del acumulador.

Sin embargo para el dimensionamiento del grupo de presión se tiene en cuenta

únicamente las necesidades para la distribución de agua fría.

• INSTALACIÓN DE RECIRCULACIÓN: La bomba de recirculación debe ser capaz de

vencer las pérdidas de carga debidas al tramo de recirculación.

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.

El flujo de la instalación es permanente, unidimensional, uniforme y estacionario.El perfil de velocidades es uniforme.

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.


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• 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, del diámetro de la tubería y del número de Reynolds. Para régimen

turbulento estas variables se relacionan mediante la fórmula de Colebrook .

Por otro lado es necesario determinar la rugosidad de nuestras tuberías, la cual

es determinada por el tipo de material de estas.

En nuestro caso, acero galvanizado, tenemos un coeficiente de rugosidad

absoluta (Ɛ) = 0,15 mm. Con todos los anteriores puntos definidos se procederá

a realizar los cálculos.

CÁLCULO DE LAS PÉRDIDAS DE CARGA DE LA INSTALACIÓN DE DISTRIBUCIÓN:Como antes se ha mencionado, la presurización del acumulador ACS debe ser capaz de

vencer las pérdidas de carga en el punto más desfavorable de la instalación, en nuestro

caso la ramificación de la administración.

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. Por ello para el cálculo se procederá de la

siguiente manera:

1º Se calculará el número de Reynolds para cada tramo de tubería.


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TRAMO VISCOSIDAD CINEMÁTICA(m2/s) VELOCIDAD (m/s) DIÁMETRO (pulgadas) Nº REYNOLDS

T. GENERAL Nº 1 0,000000477 1,218 3 194584

T. GENERAL Nº 2 0,000000477 1,043 3 166546

T. GENERAL Nº 3 0,000000477 1,312 2,5 174621

T. GENERAL Nº 4 0,000000477 1,083 2,5 144129

T. GENERAL Nº 5 0,000000477 1,042 2,5 138662

T. GENERAL Nº 6 0,000000477 1,001 2,5 133195

T. GENERAL Nº 7 0,000000477 1,467 2 156242ADMINISTRACIÓN 0,000000477 1,540 0,5 41006

TRAMO RUGOSIDAD (mm) DIÁMETRO (pulgadas) Nº REYNOLDS COEFICIENTE DE FRICCIÓN

T. GENERAL Nº 1 0,15 3 194584 0,0242

T. GENERAL Nº 2 0,15 3 166546 0,0243

T. GENERAL Nº 3 0,15 2,5 174621 0,0253

T. GENERAL Nº 4 0,15 2,5 144129 0,0255

T. GENERAL Nº 5 0,15 2,5 138662 0,0255

T. GENERAL Nº 6 0,15 2,5 133195 0,0256

T. GENERAL Nº 7 0,15 2 156242 0,0269

ADMINISTRACIÓN 0,15 0,5 41006 0,0414

2º Se calculará el factor de fricción para cada tramo de tubería mediante la

fórmula de Colebrook.

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.

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. Se ha simplificado

el cálculo sabiendo que:

=

· · á

=

· á

á

En segundo lugar calculamos los coeficientes de fricción:


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En tercer lugar calculamos las pérdidas de carga debidas a la rugosidad de la tubería:

En cuarto lugar calculamos las pérdidas menores de carga:

Finalmente realizamos el sumatorio de las pérdidas de carga:

PÉRDIDAS DE CARGA INSTALACIÓN DE DISTRIBUCIÓN = 13,555 m.c.a.

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, es decir

al elemento terminal más alejado, en nuestro caso un lavabo de la ramificación de la

administración.

TRAMO COEFICIENTE DE FRICCIÓN DIÁMETRO (pulgadas) LONGITUD (m) VELOCIDAD (m/s) PÉRDIDAS DE CARGA MAYORES (m.c.a.)

T. GENERAL Nº 1 0,0242 3 8,75 1,218 0,210

T. GENERAL Nº 2 0,0243 3 4,15 1,043 0,073

T. GENERAL Nº 3 0,0253 2,5 2,5 1,312 0,087 T. GENERAL Nº 4 0,0255 2,5 3,3 1,083 0,079

T. GENERAL Nº 5 0,0255 2,5 7,75 1,042 0,172

T. GENERAL Nº 6 0,0256 2,5 7,35 1,001 0,151

T. GENERAL Nº 7 0,0269 2 11 1,467 0,638

ADMINISTRACIÓN 0,0414 0,5 20,37 1,540 8,034

TOTAL 9,446

TRAMO COEFICIENTE DE PÉRDIDA K VELOCIDAD (m/s) PÉRDIDAS DE CARGA MENORES (m.c.a.)

1 Admisión redondeada 0,030 0,002

3 Válvulas de globo 6,300 1,429

2 Codos de 45º 0,295 0,045

1 Te de ramificación 1,250 0,095

T. GENERAL Nº 2 1 Te de ramificación 1,250 1,043 0,069




T. GENERAL Nº 6 1 Te de ramificación 1,250 1,001 0,064T. GENERAL Nº 7 1 Codo de 45º 0,295 1,467 0,032

3 Tes de ramificación 1,250 0,453

2 Válvulas de globo 6,300 1,523

4 Codos de 45º 0,295 0,143

TOTAL 4,109

T. GENERAL Nº 1

ADMINISTRACIÓN

ELEMENTOS

1,218

1,540


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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, estas deben

ser vencidas por la bomba de recirculación, como ya se ha indicado anteriormente.

El cálculo se realizará de la misma forma que en el punto anterior, 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.

En primer lugar calculamos el número de Reynolds:

= · á

á =

0,27 ⁄ · 0,0508

0,477 · 10−62�

=

En segundo lugar calculamos los coeficientes de fricción:

Obteniendo un valor de f = 0,0298 .

En tercer y último lugar calculamos las pérdidas de carga totales teniendo en cuenta lo siguiente:

-LONGITUD TUBERÍA: 40,71 m

-ELEMENTOS DE LA INSTALACIÓN:

2xVálvulas de globo (K=6,3)

1xTe de ramificación (K=1,25)

3x Codos 45º (K=0,295)

-CÁLCULO:

ℎ = 0,0298 · 40,71

0,0508 ·

(0,27 ⁄ )

2·9,81 � + (2 · 6,3 + 1 · 1,25 + 3 · 0,295) ·

(0,27 ⁄ )

2·9,81 �

ℎ = 0,1435 . . .

PÉRDIDAS DE CARGA INSTALACIÓN DE RECIRCULACIÓN = 0,1435 m.c.a.


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8. 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, y por otro lado, la altura de funcionamiento de la bomba de

recirculación.

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, en el que se establece que en los elementos terminales se debe garantizar:

100 kPa para grifos comunes.

150 kPa para fluxores y calentadores.

La presión en los puntos de consumo será limitada a los 500 kPa.

Aplicamos la ecuación de la energía entre el acumulador ACS y el punto de consumo más

desfavorable, en el cual vamos a establecer una presión de 200kPa para que en el resto

de elementos terminales se cumplan las directrices anteriores.

A las hipótesis de cálculo del apartado anterior añadiremos dos más:

Despreciamos la energía cinética del fluido en el acumulador ACS.

Despreciamos la variación de energía potencial en la instalación.

NOTA: Nombramos al acumulador ACS punto A, al elemento terminal punto B y a las

pérdidas de carga h AB.

+

+2

2 · ℎ = +

+2

2 ·

0 +

(9,81 · 983,2)

+ 0 13,555 = 0 +200 · 103

(9,81 · 983,2)

+1,542

2 · 9,81

P. MANOMÉTRICA NECESARIA EN EL ACUMULADOR = P A = 331906,46 Pa = 332 kPa

CÁLCULO DE LA ALTURA DE LA BOMBA DE RECIRCULACIÓN: Aplicamos

nuevamente la ecuación de la energía, tomando como puntos inicial (A) y final (B) el

inicio de la recirculación en la ramificación de la administración y el depósito ACS

respectivamente.

Las hipótesis de cálculo en esta ocasión son de nuevo las mismas que antes.


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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.

Con esto se deduce que lo que debe hacer es reestablecer la presión del punto inicial de

recirculación hasta la presión del acumulador.

Siendo puristas es necesario hacer un cálculo previo a la ecuación de la energía en el cualobtengamos la presión de éste punto inicial.

Para este punto las pérdidas de carga desde el acumulador ACS son 3,402 m.c.a. (se han

omitido las pérdidas debidas a la ramificación de la administración).

Por lo tanto la presión en el punto A será: 332000-(3,402 · 9,81 ·983,2)=299187 Pa.

+

+2

2 · ℎ + = +

+2

2 ·

0 + 299187(9,81 · 983,2)

+ 0,272

2 · 9,81 13,555 + = 0 + 332 · 10

3

(9,81 · 983,2)+ 0

ALTURA DE LA BOMBA DE RECIRCULACIÓN = H Bomba= 16,95 m.c.a.

6. 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, 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.Q es el caudal total de la instalación.

H es el valor de las pérdidas de carga en el tramo más desfavorable.

En primer lugar tenemos que calcular el valor b de la ecuación:

0,1435. . . = 0 + · 0,552

b=0,474


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Tras calcular b, graficamos los valores de H en función de Q manteniendo constante b.

diseño un sistema de generación de agua caliente sanitaria central

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