vii- sistemas de agua caliente

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INSTALACIONES HIDRAULICA EN EDIFICIOS Ing. Joaquín Serrano Choto 65 UNIDAD Nº 7 INSTALACIONES DE AGUA CALIENTE El sistema de abastecimiento de agua caliente esta constituido por un calentador con o sin tanque acumulador, una tubería que transporta el agua a los diferentes aparatos que lo requieren y a continuación una tubería de retorno del agua caliente que devuelve al calentador el agua no utilizada, esta tubería de retorno no es requerida en pequeñas instalaciones. Con el retorno se mantiene una circulación constante y el agua caliente sale en seguida de los aparatos sin dar primero salida al agua fría que habría permanecido en las tuberías, si no existe retorno. I- TEMPERATURA DE UTILIZACION DEL AGUA CALIENTE El agua caliente se utiliza con diferentes fines, y las temperaturas recomendadas para cada caso son variables, dependiendo además de otros factores como clima, o costumbres de las personas, la siguiente tabla muestra diferentes temperaturas para los usos indicados. USO TEMPERATURA Higiene corporal 45 55º C Lavado de ropa 60 70º C Usos medicinales 90 100º C Siendo diferente la temperatura de uso del agua caliente y fácil hacerla llegar a los diferentes aparatos a la temperatura adecuada, es inevitable fijar una temperatura de producción y utilizar válvulas de combinación para obtener la temperatura requerida en cada caso. II- OBJETIVOS DE DISEÑO DE INSTALACIONES DE AGUA CALIENTE El diseño de instalaciones de abastecimiento de agua caliente tiene los siguientes objetivos: 1) Respetar las especificaciones de los reglamento existentes. 2) Elaborar un diseño seguro y satisfactorio en funcionamiento y servicio. 3) Utilizar la fuente de calor que sea más económica de obtener. 4) Economía y durabilidad de las instalaciones. 5) Una efectiva operación y mantenimiento de las instalaciones terminadas. III- GENERADORES DE AGUA CALIENTE - De acuerdo al elemento utilizado en la producción de agua caliente, los generadores o calentadores se clasifican en: Eléctricos, a gas, a petróleo, o a vapor - Los calentadores también pueden ser Instantáneos, o con tanques de almacenamiento. La selección del tipo de calentador a utilizar depende de los siguientes factores: 1) Tamaño de las Instalaciones En pequeñas y medianas instalaciones se puede utilizar calentadores eléctricos ó a gas, generalmente en grandes instalaciones se usan calentadores a petróleo ó a vapor. En edificios en que se dispone de espacio suficiente y condiciones adecuadas como buena ventilación, ambientes separados, etc. se puede utilizar calentadores a petróleo ó a vapor, pero si se tiene problemas de espacio se pueden sustituir por calentadores a gas ó eléctricos.

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  • INSTALACIONES HIDRAULICA EN EDIFICIOS

    Ing. Joaqun Serrano Choto 65

    UNIDAD N 7

    INSTALACIONES DE AGUA CALIENTE

    El sistema de abastecimiento de agua caliente esta constituido por un calentador con o sin tanque acumulador,

    una tubera que transporta el agua a los diferentes aparatos que lo requieren y a continuacin una tubera de

    retorno del agua caliente que devuelve al calentador el agua no utilizada, esta tubera de retorno no es

    requerida en pequeas instalaciones.

    Con el retorno se mantiene una circulacin constante y el agua caliente sale en seguida de los aparatos sin dar

    primero salida al agua fra que habra permanecido en las tuberas, si no existe retorno.

    I- TEMPERATURA DE UTILIZACION DEL AGUA CALIENTE

    El agua caliente se utiliza con diferentes fines, y las temperaturas recomendadas para cada caso son

    variables, dependiendo adems de otros factores como clima, o costumbres de las personas, la siguiente tabla

    muestra diferentes temperaturas para los usos indicados.

    USO TEMPERATURA

    Higiene corporal 45 55 C

    Lavado de ropa 60 70 C

    Usos medicinales 90 100 C

    Siendo diferente la temperatura de uso del agua caliente y fcil hacerla llegar a los diferentes aparatos a la

    temperatura adecuada, es inevitable fijar una temperatura de produccin y utilizar vlvulas de combinacin

    para obtener la temperatura requerida en cada caso.

    II- OBJETIVOS DE DISEO DE INSTALACIONES DE AGUA CALIENTE

    El diseo de instalaciones de abastecimiento de agua caliente tiene los siguientes objetivos:

    1) Respetar las especificaciones de los reglamento existentes.

    2) Elaborar un diseo seguro y satisfactorio en funcionamiento y servicio.

    3) Utilizar la fuente de calor que sea ms econmica de obtener.

    4) Economa y durabilidad de las instalaciones.

    5) Una efectiva operacin y mantenimiento de las instalaciones terminadas.

    III- GENERADORES DE AGUA CALIENTE

    - De acuerdo al elemento utilizado en la produccin de agua caliente, los generadores o calentadores se

    clasifican en: Elctricos, a gas, a petrleo, o a vapor

    - Los calentadores tambin pueden ser Instantneos, o con tanques de almacenamiento.

    La seleccin del tipo de calentador a utilizar depende de los siguientes factores:

    1) Tamao de las Instalaciones

    En pequeas y medianas instalaciones se puede utilizar calentadores elctricos a gas, generalmente en

    grandes instalaciones se usan calentadores a petrleo a vapor.

    En edificios en que se dispone de espacio suficiente y condiciones adecuadas como buena ventilacin,

    ambientes separados, etc. se puede utilizar calentadores a petrleo a vapor, pero si se tiene problemas de

    espacio se pueden sustituir por calentadores a gas elctricos.

  • INSTALACIONES HIDRAULICA EN EDIFICIOS

    Ing. Joaqun Serrano Choto 66

    2) Agente de Calor o Combustin

    Si el edificio cuenta con la produccin de un agente de calor que es utilizado para otros fines, es

    recomendable usar el mismo para el calentador, logrando economa en la operacin del equipo.

    Esto sucede frecuentemente en instalaciones industriales, hospitales, etc. en los cuales el vapor o petrleo se

    utiliza como agente de calor para otros usos.

    3) Costo De Operacin Y Mantenimiento

    Es necesario tratndose de medianas y grandes instalaciones realizar un estudio econmico de lo que

    representa el costo de operacin utilizando diferentes fuentes de calor, de acuerdo a la ubicacin del local,

    costo del combustible o energa calorfica, vida til del equipo y costo de mantenimiento del equipo, ya que en

    lugares en los que se cuenta con personal y materiales de mantenimiento por la diversidad del equipo instalado

    baja el costo de mantenimiento; mientras que en edificios que por su funcin no cuentan con equipos de

    mantenimiento, sern econmicos aquellos equipos que necesitan mantenimiento mnimo compensando su mayor

    costo de operacin.

    4) Tipo de Edificacin

    Es necesario considerar el tipo de local, ya que en algunos casos no es recomendable instalar equipos que

    producen vibraciones o ruidos, o que por su naturaleza el agente de calor sea un peligro para la integridad de

    los ocupantes.

    5) Existencia de equipos

    Aunque sea un factor relativo y variable, es conveniente que el diseador conozca el mercado a fin de hacer

    una buena seleccin de acuerdo a lo que sea factible adquirir en el mercado.

    Considerando todos estos factores el diseador decidir el tipo de calentador que deber servir de fuente de

    produccin de agua caliente.

    IV- DISPOSITIVOS DE SEGURIDAD

    En las instalaciones de suministro de agua caliente son necesarios dispositivos de seguridad para aliviar las

    presiones peligrosas y temperaturas excesivas, con el fin de evitar quemaduras o la explosin de los tanques y

    daos a personas y propiedades.

    Las presiones se consideran peligrosas cuando sobrepasan las presiones de trabajo del agua para las que se

    disean los equipos y tuberas.

    Entre estos dispositivos se pueden mencionar:

    1) Colocar una vlvula de retencin en la tubera de suministro de agua fra al calentador.

    2) Se debe colocar una vlvula de alivio de presin en un lugar efectivo en todo el suministro de agua caliente,

    con el fin de evitar la formacin de presiones peligrosas.

    Esta debe colocarse para evitar una presin de 25 lbf/pulg2 mas alta que la presin de servicio mxima

    bajo la cual el sistema puede operar en cualquier momento, pero en ningn caso debe exceder la presin de

    trabajo de 125 lbf/pulg2 , a menos que el sistema este diseado para un servicio a una presin mas alta.

    Estas deben cerrarse automticamente despus de dejar escapar la presin excesiva y estar equipadas con

    palancas de prueba para su inspeccin y prueba peridica.

    Deben instalarse cerca del calentador o del tanque siendo indispensable que entre ella y el calentador o

    tanque nunca se instale una vlvula de retencin.

  • INSTALACIONES HIDRAULICA EN EDIFICIOS

    Ing. Joaqun Serrano Choto 67

    3) Todo sistema de suministro de agua caliente debe tener instalada una vlvula para alivio de temperatura o

    un dispositivo para la interrupcin de la energa, para evitar que el agua pueda calentarse hasta una

    temperatura peligrosa.

    4) Los tanques de almacenamiento de agua caliente deben instalarse de forma que sus marcas de presin estn

    en un lugar accesible para su inspeccin.

    V- DOTACION

    La dotacin varia con el usuario y con el tipo de uso de los edificios, como referencia se muestran el siguiente

    cuadro.

    CUADRO N 1

    DOTACION DIARIA DE AGUA CALIENTE

    TIPO DE SERVICIO DOTACION

    CASA DE HABITACIN 100 Lts/Persona

    RESIDENCIAS 120 Lts/Persona

    UNIDADES HABITACIONALES

    Hasta 100 Personas 100 Lts/Persona

    De 100 a 250 Personas 90 Lts/Persona

    Mas de 250 Personas 80 Lts/Persona

    EDIFICIOS DE DEPARTAMENTOS DE LUJO

    Hasta 100 Personas 120 Lts/Persona

    De 100 a 250 Personas 110 Lts/Persona

    Mas de 250 Personas 100 Lts/Persona

    HOSPITALES 120 Lts/cama

    HOTELES DE LUJO CON 2 PERSONAS/CUARTO

    Con lavandera 120 Lts/Persona

    Segunda 100 Lts/Persona

    Tercera 80 Lts/Persona

    RESTAURANTES, CAFETERIAS Y COMEDORES INDUSTRIALES 10 Lts/comida

    FABRICAS

    Baos de Obreros 20 Lts/Persona

    Baos 100% obreros 50 Lts/Persona

    LAVADO DE ROPA EN HOTELES E INTERNADOS 20 Lts/Persona

    OFICINAS Y TIENDAS DE AUTOSERVICIO 7.5 Lts/Persona

    La temperatura del agua caliente varia con el uso del agua, as por ejemplo para uso residencial la temperatura

    debe estar entre 45 C y 60 C, y el agua de mezclado (Entre la caliente y la fra) deben estar entre 38 C y

    45 C para tener un uso satisfactorio.

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    Ing. Joaqun Serrano Choto 68

    CUADRO N 2

    DEMENDAS DE AGUA CALIENTE (Lts/hora) POR APARATO A UNA TEMPERATURA DE 60 C

    APARATO CASA DE

    APARTAMENTOS CLUBS GIMNASIOS HOSPITAL HOTEL

    PLANTA

    INDUSTRIAL

    EDIFICIO

    DE

    OFICINAS

    RESIDENCIA

    PRIVADA ESCUELAS

    Lavamanos

    privado 8 8 8 8 8 8 8 8 8

    Lavamanos

    Publico 15 23 30 23 45 45 23 - 57

    Tinas 75 75 110 75 110 110 - 75 -

    Lavatrastos 55 190 570 - 190 750 75 380 75 380 - 55 75 380

    Lavadero de

    cocina 55 75 - 75 75 75 - 38 75

    Lavadora

    pequea 38 100 - 100 - - - 75 100

    Vertederos de

    pantry 20 40 - 40 - - - 20 40

    Regaderas 300 550 850 300 850 850 - 300 850

    Vertederos 75 75 - 75 75 75 60 60 75

    (*) Consumo Mximo

    Probable

    (%)

    0.30 0.30 0.40 0.25 0.25 0.40 0.30 0.30 0.40

    (*) Capacidad del Calentador

    (%) 1.25 0.50 1.00 0.60 0.80 1.00 2.00 0.70 1.00

    (*) En relacin a la probable demanda mxima por hora

  • INSTALACIONES HIDRAULICA EN EDIFICIOS

    Ing. Joaqun Serrano Choto 69

    CUADRO N 3

    CONSUMO DE AGUA CALIENTE POR PERSONA EN VARIOS TIPOS DE EDIFICIOS A UNA

    TEMPERATURA: 60 C EXCEPTO EN RESTAURANTES A 80 C

    Clase de

    Edificio

    Agua

    Caliente

    (Lts/P/da)

    Consumo Mximo

    Horario en

    relacin al

    Consumo Diario

    Duracin del Periodo

    de Consumo Mximo

    por Horas

    Capacidad de

    Almacenamiento en

    Relacin al Consumo

    Diario

    Capacidad del

    Calentador en

    Relacin al

    Consumo Diario

    Viviendas

    Apartamentos

    Hoteles 150 1/7 4 1/5 1/7

    Oficina 7.5 1/5 2 1/5 1/6

    Fabricas y

    Talleres 20 1/3 1 2/5 1/8

    Restaurantes 7 litros por

    comida y da 1/10 1/10

    Restaurantes

    3 comidas

    diarias ---- 1/10 8 1/5 1/10

    Restaurante

    1 Comida ---- 1/5 2 2/5 1/6

    VI- METODOS DE CALENTAMIENTO DE AGUA Y TIPOS DE CALENTADORES

    Existen dos mtodos de calentamiento de agua:

    1) Calentamiento Directo

    Consiste en el calentamiento del agua por contacto directo con superficies expuestas a altas temperaturas del

    fuego y de los gases de chimenea, generadas por combustin o con contactos directos con superficies

    calentadas elctricamente o por contactos con elementos calefactores elctricos sumergidos, en este mtodo

    las temperaturas pueden ser relativamente altas.

    2) Calentamiento Indirecto

    Este mtodo consiste en calentar el agua por contacto con superficies que sirven como un medio de

    transferencia o intercambio de calor del agua caliente a alta temperatura o del vapor de agua en el suministro

    de agua caliente.

    Con este mtodo la superficies de calentamiento se sujetan a condiciones de temperatura mucho mas bajas de

    las que prevalecen en el mtodo directo.

    Todos los calentadores de agua ya sea que apliquen mtodos directos o indirectos de calentamiento, pueden

    clasificarse como calentadores con tanque o sin tanque de almacenamiento.

    Los calentadores sin tanque de almacenamiento estn diseados para calentar el agua fra a la temperatura

    del agua caliente estndar de suministro en un solo paso a trabes del calentador, de manera que pueda llevarse

    por tuberas de agua directamente del calentamiento a lo aparatos.

    Por lo contrario los calentadores con tanque de almacenamiento requieren del tanque para almacenar el agua,

    en los que el agua se calienta al pasar por espiral calentador y circula despus hacia un tanque de

    almacenamiento, el calentador se denomina Calentador de agua de almacenamiento circulante.

  • INSTALACIONES HIDRAULICA EN EDIFICIOS

    Ing. Joaqun Serrano Choto 70

    VII- SELECCIN DEL CALENTADOR Y DEL TANQUE DE ALMACENAMIENTO DE AGUA CALIENTE

    La capacidad de produccin del calentador se estima como una parte de la dotacin diaria de agua caliente y se

    calcula de acuerdo a los porcentajes establecidos por la experiencia y estudios realizados por expertos y

    fabricantes.

    Se recomienda que en viviendas, hoteles y casas de apartamentos, donde el consumo de agua caliente es casi

    uniforme durante todo el da se utilice un calentador grande y un deposito pequeo, en fabricas y otros

    edificios en que el consumo mximo tiene una duracin limitada es preferible usar un deposito grande y un

    calentador pequeo, as en los periodos de mximo consumo el calentador puede ir rellenando lentamente el

    deposito de agua caliente.

    CALENTADORES COMERCIALES

    MARCA CAPACIDAD

    LITROS GALONES

    Helvex 25, 38, 57, 76 6.5, 10, 15, 20

    Cinsa 25, 38, 57, 76, 71, 114, 152 6.5, 10, 15, 20, 30, 40

    Calorex 38, 57, 76, 114, 152, 227 6.5, 15, 20, 30, 40, 60

    Magamex 25, 38, 57, 76, 114, 152 6.5, 10, 15, 20, 30, 40

    Cuando las cantidades de agua requeridas exceden la capacidad de los calentadores, se pueden instalar varios

    en paralelo.

    EJEMPLO

  • INSTALACIONES HIDRAULICA EN EDIFICIOS

    Ing. Joaqun Serrano Choto 71

    CALENTADORES

  • INSTALACIONES HIDRAULICA EN EDIFICIOS

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    Ing. Joaqun Serrano Choto 73

    VIII- DISTRIBUCIN DE AGUA CALIENTE

    SISTEMAS

    Para tener una buena distribucin de agua caliente y a la temperatura adecuada es necesario elegir el sistema

    ms conveniente, teniendo en cuenta el tipo y tamao de la instalacin as como el edificio al que va a dar

    servicio.

    Bsicamente existen tres sistemas de distribucin de agua caliente:

    - Sistema Directo

    - Sistema con Circulacin por Gravedad

    - Sistema Con Circulacin Forzada

    Sistema de Distribucin Directa

    Es utilizado en residencias o pequeas instalaciones donde no existen grandes longitudes de tuberas o cuando

    por la funcin o categora del edificio, no es exigente mantener el agua a una temperatura constante, debiendo

    esperar un pequeo tiempo para recibir en el aparato el agua a la temperatura adecuada, ya que al abrir la

    vlvula se debe esperar a que se vace la tubera que lo une con el calentador.

    Elegido el tipo y capacidad del calentador consiste en disear una tubera con capacidad para la mxima

    demanda simultnea de agua caliente, desde el calentador hasta los diferentes aparatos sanitarios,

    considerando la presin de salida que exige la reglamentacin vigente.

    Sistema de Distribucin con Circulacin por Gravedad

    Dentro de estos sistemas existen dos variantes:

    a) Sistema Ascendente con Circulacin por Gravedad

    Consiste en una red de tuberas de distribucin que partiendo de la fuente de produccin de agua caliente

    alimenta de abajo hacia arriba a los diferentes servicios formando alimentadores o columnas ascendentes, al

    final de cada una de las cuales se instala una tubera de retorno que regresa el agua enfriada al calentador.

    La circulacin de agua se produce por la diferencia de peso o densidad entre la columna de agua mas caliente

    (Distribucin) y la columna de retorno mas fra.

    b) Sistema de Arriba hacia Abajo con Circulacin por Gravedad

    Consiste en instalar un solo alimentador que lleva el agua hasta la parte superior del edificio, en donde se

    distribuye en bajadas que alimentan los diferentes servicios de arriba hacia abajo.

    Los extremos inferiores de las bajadas se unen para llevar el retorno del agua enfriada a la fuente de

    produccin.

    Calentador

    Agua fra

  • INSTALACIONES HIDRAULICA EN EDIFICIOS

    Ing. Joaqun Serrano Choto 74

    Estos dos sistemas son utilizados en medianas instalaciones donde las condiciones de edificacin lo permitan,

    ya que no es muy aconsejable donde la longitud de la tubera, su dimetro y recorrido no permitan la velocidad

    que depende de la diferencia de peso en las tuberas de alimentacin y retorno.

    Sistema de Distribucin con Circulacin Forzada

    Consiste una red ascendente o descendente de distribucin de agua caliente desde la fuente de produccin

    hasta los diferentes aparatos sanitarios y tuberas de retorno conectadas a los alimentadores, que circulan el

    agua enfriada nuevamente hasta el calentador, instalndose una bomba que permita dar la velocidad de flujo

    necesaria para la circulacin.

    Esta bomba opera con un arrancador con termostato, arrancando cuando la temperatura del agua en la tubera

    de retorno ha descendido al mnimo y parando cuando se a producido la circulacin suficiente para aumentar la

    temperatura del agua a su mximo de diseo, manteniendo permanentemente as el agua a dicha temperatura.

    Este sistema es utilizado generalmente en medianas y grandes instalaciones.

    Calentador

    Agua fra

    Tubera de retorno

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    Ing. Joaqun Serrano Choto 75

  • INSTALACIONES HIDRAULICA EN EDIFICIOS

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  • INSTALACIONES HIDRAULICA EN EDIFICIOS

    Ing. Joaqun Serrano Choto 77

    IX- AISLAMIENTO

    En medianas y grandes instalaciones de agua caliente es necesario recubrir las tuberas con aislante trmico

    que disminuya al mnimo la perdida de temperatura que significa mayor costo de operacin.

    Para ello existen materiales especiales como Carbonato de Magnesio con Amianto y/o Asbesto prensado,

    fabricados en segmentos que se ajustan al dimetro de las tuberas; Lana de vidrio forrada y laminada en

    segmentos semi-circulares.

    Estos materiales se fabrican en diferentes espesores, proporcionando los fabricantes los coeficientes de

    conductividad o regresin trmica y las especificaciones de uso e instalacin.

    PERDIDA DE CALOR EN TUBERIAS DE SUMINISTRO DE AGUA CALIENTE LINEALES (BTU/hora/pie)

    PARA TEMPERATURA EN TUBERIA 60 C (140 F) Y TEMPERATURA DEL AIRE 21.1 C (70 F)

    DIAMETRO

    (Pulg)

    Hierro Galvanizado

    Acero

    Bronce

    Cobre

    Sin Roscar

    Todos los

    tipos de

    Tubera

    35 26 15

    43 32 17

    1 53 28 19

    1 65 46 21

    1 73 53 24

    2 91 65 29

    2 108 75 32

    3 130 90 38

    4 163 113 46

    X- DILATACION

    Debido a los cambios de temperatura en las tuberas de agua caliente y circulacin, se producen dilataciones y

    contracciones en las mismas.

    Para absorber estos cambios de longitud debe proveerse la instalacin de uniones de expansin, sobre todo en

    medianas y grandes instalaciones.

    En los diseos de las redes de agua caliente y circulacin debe considerarse los tramos de mayor longitud

    seleccionndolos con puntos fijos de apoyo para luego calcular la dilatacin para cada tramo, de acuerdo a la

    longitud que pueda absorber la unin de expansin elegida.

    XI DISEO DE REDES DE AGUA CALIENTE

    Una vez que se ha definido todos los elementos bsicos de un proyecto de abastecimiento de agua caliente,

    como son: dotaciones, capacidad de produccin, capacidad de almacenamiento y si fuera necesario tipo de

    calentador, temperatura de produccin y de consumo, etc. podr procederse a la ejecucin del diseo de la red

    de agua caliente, teniendo en cuenta el sistema elegido.

    Con el fin de lograr un diseo eficiente se deben considerar las siguientes recomendaciones:

    a) Se debe evitar que la tubera de agua caliente sea empotrada en paredes o pisos, utilizando para ello

    ductos, entre techos o falsas estructuras que permitan la libre dilatacin o contraccin por cambios de

    temperatura.

    b) Los equipos de agua caliente deben ubicarse de tal forma que permitan una fcil operacin o mantenimiento.

    c) Debe evitarse la combinacin frecuente de metales opuestos que puedan producir corrosin.

    d) Debe considerarse el recubrimiento de aislamiento trmico para la tubera.

  • INSTALACIONES HIDRAULICA EN EDIFICIOS

    Ing. Joaqun Serrano Choto 78

    XII CALCULO DE REDES DE AGUA CALIENTE

    PROCEDIMIENTO I

    El procedimiento recomendado para el clculo de las redes de agua caliente es el siguiente:

    1) Calculo De La Red De Distribucin

    Para el clculo de la red de distribucin se utiliza el mismo procedimiento que para una red de agua fra.

    2) Calculo del Sistema de Circulacin

    Como ya se defini anteriormente las tuberas de retorno tiene por objeto circular el agua que se enfra, por

    perdida de calor por conduccin, conveccin, y radiacin, cuando el sistema se encuentra esttico, es decir

    cuando el consumo de agua caliente es mnimo.

    Se hace necesario entonces calcular el gasto que debe circular por la tubera de retorno, para lo cual se

    supone el sistema esttico, estableciendo que la perdida de calor a travs de la tubera de agua caliente son

    iguales a las que perdera el agua que circula por ellas, con lo cual se establece la siguiente formula:

    )TT(504

    )dTLK(Q

    21

    xx

    Q = Gasto de circulacin continuo en gpm

    K = Coeficiente de transmisin en BTU/hora/pie de tubera y depende del dimetro de la tubera y del

    aislamiento trmico a utilizar.

    L = Longitud de la tubera de agua caliente en pies

    031 T

    2

    TTdT

    T0 = Temperatura ambiente (F)

    T1 = Temperatura de produccin de agua caliente (F)

    T2 = Temperatura de salida en el aparato mas desfavorable (F)

    T3 = Temperatura de agua en tramo considerado y calculado en base a perdida de temperatura unitaria,

    considerando como perdida total de temperatura la diferencia entre la temperatura de salida del

    calentador y la temperatura de salida en el aparato mas desfavorable (F).

    Este gasto siendo de circulacin continua, ser el que debe conducir la tubera principal de circulacin que

    llega a la fuente de produccin por gravedad, pero si se trata de disear un sistema de circulacin forzada es

    necesario establecer un nuevo gasto que ser el que circule por la tubera principal de retorno, forzada por la

    bomba, entendindose que esta no tendr un trabajo continuo, sino por periodos de tiempo y a intervalos

    fijados de previamente.

    Estos periodos son variables dependiendo del rango del gasto y del criterio del diseador variando entre 5 y

    10 minutos de trabajo cada 1 2 horas.

    El caudal que circula por la tubera principal de retorno se reparte proporcionalmente en cada uno de los

    ramales de agua caliente, encontrndose despus los caudales correspondientes a cada ramal de circulacin ,

    con los que se calculan los dimetros de las tuberas respectivas, por medio del mismo procedimiento utilizado

    para agua fra , estableciendo la perdida de carga total en la circulacin que servir para especificar la altura

    dinmica total de la bomba de circulacin lo mismo que el caudal.

    Tambin es necesario establecer la temperatura de llegada a la bomba de circulacin en base a la perdida de

    calor entre el punto mas alejado y la bomba con el fin de definir el rango de mxima y mnima temperatura de

    parada y arranque respectivamente.

    EJEMPLO

  • INSTALACIONES HIDRAULICA EN EDIFICIOS

    Ing. Joaqun Serrano Choto 79

    PROCEDIMIENTO II

    PROCEDIMIENTO PARA EL DISEO DE SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA CALIENTE

    1) Determinar la cantidad de agua caliente que debe ser abastecida por minuto o por hora, que es la capacidad

    de recuperacin o de calentamiento. En el caso de calentadores con tanque de almacenamiento, determinar

    la capacidad de almacenamiento utilizable; considerando que para establecer las dimensiones del tanque de

    almacenamiento, se considera utilizable nicamente el 70 % de su capacidad fsica, debido a la extraccin

    del agua.

    2) Defina la localizacin del sistema de calentamiento en el edificio, considerando cualquier restriccin de

    espacio que pueda afectar el equipo mencionado.

    3) Verificar si tiene requerimientos especiales de agua caliente, segn el tipo de usuario del servicio.

    4) seleccionar el tipo de equipo de calentamiento, sus componentes y equipo auxiliar.

    En este punto se calcula la elevacin de la temperatura ( T) que se requiere en C, la cual es la diferencia

    entre la temperatura del agua a la salida de calentador (TS) y la temperatura de agua que entra al

    calentador (TE).

    Con los datos anteriores podemos calcular la relacin con la cual el calor debe ser abastecido en BTU/hora

    para poder elevar la temperatura una cantidad igual a T para la capacidad de recuperacin en Lts/hora.

    Se utiliza la siguiente ecuacin: R = 237.685 CR T

    R = Calor que debe ser abastecido a fin de incrementar la temperatura del agua (BTU/hora).

    CR = Capacidad de recuperacin o de calentamiento (Lts/hora).

    T = Diferencia de temperatura entre la temperatura del agua a la salida del calentador (TS) y la

    temperatura del agua al ingreso al calentador (TE) en C.

    T = TS - TE

    5) Establecer el sistema de distribucin de las instalaciones de agua caliente.

    6) Determinar la capacidad de la bomba de Recirculacin de agua caliente, la cual debe vencer la cada de

    presin resultante de la recirculacin de agua en los calentadores, tuberas, vlvulas, y dems accesorios, la

    sumatoria de todos estos valores mas la carga de operacin en la toma mas alejada del sistema, nos dar la

    carga de dinmica total que deber suministrar el equipo de bombeo.

    El procedimiento para calcular el caudal de recirculacin del equipo de bombeo es el siguiente:

    a) Determinar la perdida de calor en BTU/hora en las tuberas de agua caliente, partiendo del calentador

    hasta la salida mas alejada. Como el clculo de las perdidas anteriores puede ser complicado,

    frecuentemente se utiliza la cantidad de calor que debe aadirse al agua que ingresa al calentador para

    lograr la elevacin de la temperatura de la misma hasta el nivel deseado a la salida del calentador, cuyo

    valor se ha obtenido en el paso N 4.

    b) Establecer la temperatura minima aceptable del agua que se utiliza en la salida mas alejada.

    c) Determinar la diferencia entre la temperatura del agua al salir del calentador y la temperatura minima

    aceptable en la salida mas alejada del sistema en C.

  • INSTALACIONES HIDRAULICA EN EDIFICIOS

    Ing. Joaqun Serrano Choto 80

    d) Calcular el caudal que debe proporcionar el equipo de bombeo con la siguiente ecuacin:

    T

    R10x01.7Q

    5

    Q = Caudal que debe proporcionar el equipo de bombeo para la recirculacin del agua (Lts/seg).

    R = Cantidad de calor que debe aadirse al agua que ingresa al calentador para lograr incrementar la

    temperatura hasta el nivel deseado a la salida del calentador.

    T = Diferencia entre la temperatura del agua a la salida del calentador (TS) y la temperatura minima

    aceptable en la salida mas alejada del sistema en C.

    7) Dibujar un diagrama de flujo de todo el sistema y dimensionar sus componentes, de forma similar a la que

    se realiza en el clculo de los sistemas de distribucin de agua fra. Lo que significa que se debe obtener el

    nmero de unidades de gasto (U.H.) que conducir cada seccin de tubera y realizar los clculos

    correspondientes en base a los criterios de diseo ya establecidos.

    EJEMPLO