Principios del sistema de agua caliente: dimensionamiento y selección de calefactores, Diapositivas de Instalaciones de Fluidos

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Facultad de Ciencias y Tecnología

Objetivo

• Ofrecer a los usuarios los servicios necesarios de conforto y auxilio en la higiene de las personas en los días de frio, e/o ambientes residenciales y similares.
• El sistema de calentamiento es el equipo encargado de calentar el agua de utilización
• El proyectista es el encargado de escoger las alternativas viables para cada caso, debido a la eficiencia, la economía y la seguridad que desean ser alcanzadas.

Principales premisas del

sistema de agua caliente

• Las tuberías de agua fría, que abastecen a los mezcladores, no deben conectarse a barriles, columnas de distribución y ramales que abastecen a las válvulas de descarga.
• Se debe permitir una tubería única, siempre que no suministre válvulas de descarga, siempre que sea imposible devolver el agua caliente a la tubería de agua fría.
• La tubería del sistema de suministro de agua fría a los calentadores debe estar hecha de acero galvanizado.

Sistemas de calentamiento

1. Energía eléctrica: resistencias;
2. Energías combustibles:

• Sólido: carbón, leña;
• Líquido: alcohol, aceite combustible;
• Gaseosos: GLP y gas natural;
• Energía solar.

Tipos de calefactores

2. Calefactor instantáneo

• Es un sistema central, privado o individual;
• Puede utilizar energía eléctrica o gas para calentar el agua de utilización doméstica o no;
• Su funcionamiento es normalmente automático, siendo necesario solo abrir el registro del punto de consumo para que sea accionado el sistema de calentamiento.

Tipos de calefactores

2. Calefactor instantáneo Ventaja Desventaja Solo consume energía cuando es utilizado Necesita de instalación especial para generar energía al aparato El tiempo de consumo es reducido, debido a que coincide con el periodo de utilización del punto de consumo Necesita de una planificación para la instalación Puede ser conectado a todos los puntos de consumo de agua caliente de una dependencia desde que no sea simultáneo Necesita una presión de servicio mínima para agua fría en la entrada del aparato de 20 kPa Es capaz de general agua caliente hasta 70˚C Posee aparatos para evitar accidentes debido al funcionamiento inadecuado Es recomendable colocar el aparato lo más próximo de los puntos de consumo para evitar pérdida de energía

Dimensionamiento de agua

caliente

Paso 1. Determinación del consumo diario de agua caliente CD: consumo diario C: consumo diario per capita NP: número de personas a ser atendidas

Dimensionamiento de agua

caliente

Paso 2. Población a ser atendida Nds: número de dormitorios sociales Nde: número de dormitorios de servicio

Dimensionamiento de agua

caliente

Paso 3. Volumen del reservatorio/tanque fría + caliente

• Ecuación de continuidad

Dimensionamiento de agua

caliente

Ejemplo. Determine el consumo aproximado de agua tibia en litros para un departamento (usar los valores usuales de temperatura)

• Temperaturas usuales TAQ: 70 ˚C TAF: 17 ˚C TMIST: 42 ˚C - Remplazar las temperaturas usuales en la ecuación 1 1 𝑉𝑀𝐼𝑆𝑇𝑥42 = 𝑉𝐴𝑄𝑥70 + 𝑉𝐴𝐹𝑥 2 3

Dimensionamiento de agua

caliente

Ejemplo. Determine el consumo aproximado de agua tibia en litros para un departamento (usar los valores usuales de temperatura)

• Para un departamento el consumo es 60 lt/dia
• Sustituir el consumo de agua tibia en la ecuación 4 𝑉𝐴𝑄 = 0 , 47 𝑥60𝑙𝑡/𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎 𝑉𝐴𝑄 = 28 ,2𝑙𝑡/𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎 (^) Agua caliente
• Encontrar el consumo de agua fría en la ecuación 2 𝑉𝐴𝐹 = 𝑉𝑀𝐼𝑆𝑇 − 𝑉𝐴𝑄 𝑉𝐴𝐹 = 60𝑙𝑡 𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎 − 28 ,2𝑙𝑡 𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎 = 31 , 8 𝑙𝑡/𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎

Dimensionamiento de agua

caliente

Paso 4. Distribución El dimensionamiento del sistema de distribución de agua caliente es realizado de manera simultánea al sistema de agua fría, es decir, considerando el régimen permanente en una tubería forzada, donde se hace un balance entre el diámetro de la tubería, el caudal de proyecto esperada y las presiones necesarias para el funcionamiento adecuado de los aparatos y equipos sanitarios, considerando la carga disponible.

Dimensionamiento de agua

caliente

Paso 4. Distribución Caudales mínimos y pesos de piezas Paso 4. 1. Caudal

Dimensionamiento de agua

caliente

Paso 4. Distribución

• La presión estática máxima en los puntos de utilización no debe ultrapasar 400 kPa ( 40 m.c.a)
• En presiones mayores, debe ser instalada una válvula reductora de presión
• Las presiones dinámicas mínimas no deben ser inferiores a 5 kPa ( 0 , 5 m.c.a) en el sistema de distribución
• Las presiones dinámicas mínimas deben ser:
  • Calentador a gas – 2 m.c.a
  • Calentador eléctrico – 0 , 5 m.c.a
  • Ducha – 1 m.c.a Paso 4. 2. Presión Verificar las especificaciones de los calefactores