492 La Instalaciones Sanitarias Tomo 5 de 6 Gustavo A Tata [PDF]

Zitiervorschau

Gustavo Tatá C.

INSTALA IONE ANITARI..-.-----~ EN LOS EDIFICIOS

Sistemas de Distribución de Agua Potable en Edificios Ejemplos de ecirculación de Agua Caliente -Tomo 5-

Universidad de Los Andes / Consejo de Publicaciones Mérida - Venezuela /1993

TEXTOS DE LA UNIVERSIDAD DE LOS ANDES Colección: Tecnología Serie: Ingeniería Civil

Recomendado para su Edición por el Departamento de Hidráulica y Sanitaria de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Los Andes

Todos los Derechos Reservados. Está prohibida su reproducción sin la previa autorización del editor. Reimpresión 2ª de la 1íl Edición Depósito Legal Obra Completa: ISBN 980-221-671-2 Depósito Legal Tomo 5: ISBN 980-221-667-3 SPN: 880 Código: 430-4952

Editado por el Consejo de Publicaciones de la Universidad de Los Andes en Mérida - Venezuela

Impreso en Venezuela / Printed in Venezuela Talleres Gráficos Universitarios / Mérida 1993

Dedico estas publicaciones acerca de Instalaciones Sanitarias a la memoria del insigne profesor Leopoldo Garrido Miralles, 'quien tuviera en sus manos el mayor tesoro que Dios concede a los hombres: La humildad. Al publicar estos artículos no pretendo establecer cánones o criterios inmodificables, solamente me conduce el deseo de que sirvan de guía a aquellas personas que por uno u otro motivo tienen interés en este campo; y que a través de la secuencia de los títulos, puedan ubicarse en forma rápida en la problemática enmarcada en un todo dentro de las leyes sanitarias vigentes. Se deja una semilla que puede ser arrastrada por el viento, crecer y multiplicarse, o puede ser pisoteada y no nacer, o crecer y no perdurar. Su destino lo fijará el Creador, pero triste sería no dejarla.

Gustavo A. Tatá C.

:l.,

INOICE

GENERAL 1-2

I NTRODUCCION

CAPITULO

@

3-31

GENERALIDADES

CAPITULO

0

32-81

RECOPILACION DE TABLAS A UTI LIZAR EN EL CALCULO.

CAPITULO

0

82 - 308

EJEMPLOS DE CAlCULOS

BIBLIOGRAFIA

309-311

INTRODUCCION RECIRCULACIÓN DE AGUA CALIENTE

Al dar comienzo al tema de recirculación de agua caliente en edificios, no pretendo estab 1ecer cri teri os renovadores en su diseño y cá 1cu 10, puesto que hoy en día con el avance de la ciencia y la especialización del tema, en otras carreras universitarias, como es el caso de Ingeniería Mecánica, donde ana 1izan exhausti vamente e 1 tema de vapor con todas sus vari antes, serí an estos i ngen i eros por sus amp 1i os conoci mi entos en el tema, los más indicados para establecer nuevas metodologías.

En virtud de lo cual, bajo

mi condición de Ingeniero Civil sólo me limitaré a aclarar el método tradici ona 1 citado por vari os autores:

Leopo 1do Garri do, Alberto E. 01 i vares,

Gay-Fawcett -Mc Ginness, Mariano Rodríguez Avial, etc.

Motivado a que si

bien es cierto que el método se establece en forma general, no hay ejemplos concisos en los cuales se manifiesten las distintas variantes de su aplicaci ón, es por esto que pretendo profundi zar un poco en ci ertos aspectos de la tecnología, con el fin de aclarar algunos puntos, los cuales considero que son dudosos.

Para ello citaremos el método tradicional en forma gene-

ral, luego a través de los ejemplos se irá profundizando con la finalidad de establecer en lo posible un criterio amplio y general de cálculo.

GUSTAVO A. TATA. C.

CAPITULO

@

GENERALIDADES

4

GENERALIDADES SISTEMA

DE

RECIRCULACIÓN

DE

AGUA

CALIENTE

SEGÚN

EL

MÉTODO

TRADICIONAL. DESCRIPCION GENERAL: La utilización de este sistema, permite obtener agua caliente casi en forma instantánea en cualquier parte del edificio, motivado a establecer un circuito cerrado, a través de las respectivas tuberías de retorno, las cuales se conectan al tanque intermediario.

En térmi nos generales, 1as partes de este sistema son:

fuente productora

de energía, tuberías de distribución de agua caliente, tuberías de expansión, tuberías de retorno, bomba de recirculación (en caso de requerirse) tanque intermediario, caldera.

Los sistemas pueden ser:

Estos componentes se plasman en la fig. l.

Recirculación por gravedad. Recirculación activada por bomba.

En e 1 Si stema de Reci rcul aci ón por gravedad, 1a úni ca fuerza que produce el movimiento es el fenómeno de convección (el mismo princi'pio que existe en calefacción), es decir el agua en la columna ascendente por estar más caliente pesa menos, y el agua en la columna descen0ente por estar más fría pesa más.

Esta di ferenci a de peso es 1a que produce 1a fuerza impul sara

que produce el movimiento, es evidente que mientras mayor sea la altura de las columnas y mayor la diferencia de temperatura entre ellas, mayor será la carga disponible. Parte de esta carga es consumida por las pérdidas a través de las tuberías, pero por supuesto que tiene que existir un remanente de carga, para que el

5

COMPONENTES DEL SISTEMA DE RECIRCULACION DE AGUA

CALIENTE

FIg.

TANQUE DE AGUA FRIA (U OTRO SISTEMA)

,

TECHO

RED

DE

DISTRIIUCION

2 ~

COLUMN A

t

ASCENDENTE

J

DESCENDENTI:

I

I I

SERPENTIN

O \-:- ~ CA LDERA\"

T

-11_I11III - . - - - - lA

DEPOSITO INTERMEDIARIoL ___

N- _ _ _ _ _ _ ~TORNO

iI I

_____

COLUMNA

--1

H

6

agua conteñida en la tubería de recirculación pueda penetrar nuevamente al depósito intermediario. Ya que para poder hacerlo tendría que tener una pr~ sión igualo mayor que la existente en el depósito. Si todo el valor de la carga es consumida por las perdidas no podrá establecerse el sistema por gravedad, en consecuencia habría que cambiar los diámetros de tal forma que existiera un remanente de carga~ o simplemente colocar una bomba, por lo cual el sistema de recirculación ya no sería por gravedad, sino recirculado a través del bombeo. En este caso el sistema de bombeo se coloca, próximo al depósito intermedi~ rio y conectado sobre la tubería de recirculación en forma de by - pass, y deberá estar provisto de todos los implementos necesarios, que garanticen su automatización debiendo prender cuando la temperatura en la tubería de retorno descienda de un límite inferior previamente establecido, y apagar cuando la temperatura en dicha tubería sobrepase el límite superior. La carga mencionada anteriormente viene dada por:

con ilP en Kg/m 2 para t2 y tl

en Kg/lt.

Sit2 y tl están en Kg/m 3, se tiene:

~P = H x

(t2 -tl

) = mt x (Kg/m 3 ) = Kg/m 2

Para pasar de Kg/m 3 a Kg/lt mos;

~P = 1000 x H x

hay que multiplicar por 1000, por ello tene-

(t 2 -tl

) para ~P en Kg/m 2

Para llevar Kg/m 2 a rot. de agua tenemos que dividir por el peso específico del agua que es:

7

Entonces: ~H

~H

=

~P

fw =

V

1000

Hx

~H

donde

Kg/m 2 Kg/m 3

ilP

=

x Hx

tw

(t 2 -t,

mt.

=

(t 2 - t l ) con

~H

en mt.

altura de la columna ascendente medida desde el extremo superior de la misma hasta el eje del depósito intermediario exp~~ sada en mts.

H

t l = peso

de la columna ascendente para la temperatura tl expresada en Kg/lt.

t 2=

peso de la columna descendente para la temperatura t2 expresada en Kg/lt.

La carga total disponible en la tubería de retorno será: t\J

donde: ¿jiLi

= AH -

~(ji

Li)

= pérdidas de carga total a través de la tubería (desde el depósito hasta el punto en consideración producida por el gasto q de convección).

j = la pérdida de carga unitaria, j =

j

sería:

~J

-L-

L = longitud de la tubería de recirculación en consideración. Con los valores de j y q metro de retorno. j

se podrá determinar en términos generales el diá-

= pérdida carga unitaria

q = gasto de convección.

8

Para el gasto de convección, sea cualquiera de los sistemas (gravedad o

bo~

beo) deberá asumirse que el sistema está en absoluto reposo, no existiendo ni ngún gri fo de agua cal i ente abi erto, bajo esta cond i ci ón, se produce un pequeño gasto de circulación, fruto del fenómeno de convección, al cual 11a maremos gasto de convección.

Siendo función de la diferencia de temperatu-

ra entre la salida del depósito intermediario y el retorno, y de la pérdida de calor de la tubería del sistema. men de agua

Es decir, el calor perdido por el vo1u

Q en una hora, será igual al calor perdido por la tubería en

la misma unidad de tiempo. Así tendremos: Calor perdido por el volumen de agua Q en una hora =

Qx~ti

Calor perdido por la tubería en la misma unidad de tiempo = E(KxL)x Qx~ti =

K

E(KxL)X

(KxL)

3>

(1 t/hora)

Q=

Kcal

viene en

E

~te

~te

L1 te

~ti

(mxOC)

Kcal

--oc- x (mtxhrxoC)

Kcal hr x oC

lt

=

nr

=?

(_K~~l

lt)

Calor necesario para elevar 1 Kg de agua a~

~ q

36~O

3> q

en 1ti seg .

Q.

1 1t.

= lts/hora

9

Donde:

Q

es el gasto en el sistema en lt/hora

6t i

la diferencia de temperatura del agua entre la salida y el retor no.

6t e

la diferencia de temperatura entre el agua en la tubería

y

el

aire ambiente. L

longitud de un tramo de tubería.

K

coeficiente de transmisión del calor en Kcal por rnt. de

tubería

y por hora.

Para instalaciones complejas con más de 2 columnas, habrá que analizar cada caso en particular, puesto que cada forma de distribuir tendrá sus variantes.

Pero en forma general podría señalarse lo siguiente:

l. Cálculo de la red de distribución de agua caliente con la misma metodolo gía de agua fría (como una red abierta, pero con unidades de gasto caliente de uso público o privado según el caso). 2. Determinar

6~

(de acuerdo a cada caso en particular).

3. Determinar 6te(de acuerdo a cada caso en particular). 4. Calcular la pérdida de calor combinada de toda la tubería del sistema (q

= gasto de convección en lt/seg). Determinación del gasto qt de con-

vección. Para un tramo:

10

PerdIdo de Calor

t

tI

~------------------------~

llt·1 KxLx llte llti En forma general: Para varios tramos, es decir con división de

qt, como se muestra en

fi g. 2. variable KLlltel tramo 1

variable tramo 2

variable tramo 3

qt( llti ~ + ql ~ti)2 + q2~ti)3 + tramo 1 tramo 2 tramo 3 antes de dividirse

ql(t2- t 7) + q2(t2 -t 3) + q3(t3- t 6) + q4(t3- t S) = qt

(llti) promedio

llt i = promedio general entre las salidas y los retornos (temperatura).

la

11

ASTOS

DE

CONVECCION

12

~te

promedio general de las temperaturas de la tubería menos la temperatura ambiente.

1:KL ~t

e

antes de dividirse qt ( t 1 - t 2) + qt (~t i ) promed i o de

1os

ramales

[~ w

promedio 1:KL ~te = qt [(tl - t2) + w] qt

1:KL ~te [(tl - t 2 ) + w]

5. Repartición del gasto de convección entre los distintos ramales del sistema pudi en do efectuars'e por dos formas: a) Proporcionalidad con respecto a la pérdida de calor. Según 1a fi gura

3

se tiene:

P

pérdidas de calor.

q

caudal de convección.

Entonces: qt está con la sumatoria de las pérdidas de todo el sistema.

Con una regla de tres se tendrá:

13

PERDIDAS DE CALOR Y CAUDALES DE CONVECCION

Fig.

... PI

..J

oC :111

qt

oC 111:

In

."

..J

oC :111

..J

P

3

oC

o::

q3

oC

:1 oC

o::

P

5

(15

14

conocido q3 se obtiene q2:

para q5 se tendrá:

donde

Epi

conocido q5

se obtiene q4:

En conclusión se deberán sacar los ramales aislados por regla de tres y los ramales sub-siguientes por diferencia. b)

Proporcionalidad con respecto al gasto total de distribución agua caliente.

Red de distribución, Figura 4. Red de convección, Figura 5. factor de proporcionalidad

f

f

gasto total de convección gasto total red de distribución

q1t qt

gastos red de convección: q1t

=

qt (f)

qt

(q1t) qt

(que es el conocido)

de

15

GASTOS

DE

CONVECCION

q

q'

t

q' I

Fig.

-

I

2

q'

3

16

q1 ql

Nota:

1 2

ql x f q2

X

f

q'3

q3 x f

qt

q4 x f

4

pero mot iv ado a que se está aplicando Hunter para los gastos no sería conveniente establecer esta proporcionalidad, salvo que se apli cara Hunter en forma parcial, es decir, que solamente se aplique

Hu~

ter a los ramales aislados y donde convergen varios ramales se sumarían los gastos obtenidos en lt/seg. de esta

forma si podría apli-

carse una proporci ona 1i dad entre e 1 gasto total de di stri buci ón y el gasto total de convección. Ejemplo: A cont i nuaci ón se ilustra un ejemplo a través de 1as fi guras 6 por Hunter (fi g. 6)

30UG -

1.26 1t/seg

60UG -

2.08 lt/seg

90UG -

2.57 lt/seg

100UG ----2.78 lt/seg 190UG -4.04 lt/seg si tenemos un gasto de conveccción total de 0.60 lt/seg. f =

~: g~ = O. 149

Q'l = Ql x f = 4.04 x 0.149 = 0.6 lt/seg.

y 7.

17

DE

HUNTER

Fig. 30+60= 90 UG

QI

GASTOS

90

+ IOO=190UG

100 UG

APLICANDO

60 UG

30UG

HUNTER EN FORMA PARCIAL

Fig. 2.08 +1.26= 3.34Its/seg

3.34+ 2.78

=

6. 12 IhAs

2.78 It/seQ

2.08ltheQ

1.26 lt/seQ

18

QI 2

Q2 x f = 2.57 x 0.149 = 0.382 lt/seg.

Q 3 = 2.78 x 0.149 = 0.413 1t/seg. I

QI4 QI5

1.26 x 0.149 = 0.187 1t/seg.

= 2.08

QI4 + QI5

=

x 0.149

= 0.309 1t/seg.

0.496 f. Q2

,=

0.382

lt/seg.

Pero aplicando 10 señalado en la nota, tendremos: Hunter en forma parcial según figura 7. f =~ 6. 12

= 0.098

Ql 1 = Q1 x f = 6.12 x 0.098 = 0.6 1t/seg. QI 2 = Q2 x f = 3.34 x 0.098 = 0.327 1t/seg. QI3 = Q3 x f = 2.78 x 0.098 = 0.273 1t/seg. QI'4 = Q4 x f = 1.26 x 0.098 = 0.123 1t/seg. QI5 = Q5 x f = 2.08 x 0.098 = 0.204 1t/seg ..

6. Determinación de las cotas piezométricas en todos los puntos de enlace de la tubería de distribución con la tubería de retorno, obtenidas a tra-

19

vés de los gastos consegui dos por 1a repart i ci ón del gasto general de convección, y los diámetros fijados para la red de distribución de agua caliente. 7. Determinación de los diámetros de retorno:

con las cotas piezométricas

obtenidas para cada tramo de retorno, al gasto respectivo fruto del gasto de convección y la longitud del tramo de retorno, podrá fijarse un cri teri o para 1a obtenci ón del di ámetro.

Si se trata de un sistema por

gravedad, ya se sabe que la obtención del diámetro es directa es decir por di ferenci a de 1as dos cotas pi ezométri cas se obtendrí a el valor J p (carga total) y dividido entre la longitud total del tramo se obten-

dría pérdida de carga unitaria jp con el gasto de retorno y un

determin~

do diámetro se obtiene una j ,S,jp Y el problema estaría resuelto; si se trata de un sistema por bombeo, se sabe que diámetros grandes producen pérdidas de carga pequeñas y diámetros pequeños producen pérdidas de ca! ga grandes, en consecuencia, se tendría que fijar un criterio o de econo mía en diámetros, o de economía en bomba. 8. Cá 1cu lo de bomba de rec i rcu 1ac ión :

se obtendrá a partir de 1 gasto de

bombeo, y la altura de bombeo. gasto de bombeo

= gasto total de convección lt/seg.

altura de bombeo

sumatoria de alturas estáticas + sumatoria de

pérd~

das por fricción + fs fs

=

3.5 a 7 metros.

deberá analizarse para cada caso, ya que no siempre la altura de bombeo sería igual a la sumatoria de pérdidas por fricción a través del camino crítico del circuito cerrado.

20

9. Cálculo equipo de producción de calor y depósito intermediario. 10. Cálculo Caldera. Algu~as

consideraciones acerca del cálculo de calderas. Estimación del

consumo. El vapor total estimado para 1a insta 1aci ón a una pres ión de trabajo dada se tomará igualo mayor al 100%, de la suma de los consumos de los distintos artefactos conectados a la instalación. Vapor requerido para suplir la demanda de agua caliente de los ca1entadores. según fig. 8

w

= vapor requerido para suplir la demanda de agua caliente exigida por los calentadores para satisfacer la demanda de los distintos artefactos en libras por hora.

Q = cantidad de agua a calentar en galones por hora. t 1 = temperatura del agua a la entrada del calentador en °F. t 2 = temperatura a la cual debe calentarse el agua en °F. hfg = calor latente del vapor a la presión de trabajo en Blu/lb, la respectiva tabla.

según

21

t1

:::

entrada del agua al deposito

tambo

Solida hacia la distribución

1 t1

CALDERA

t max.

DEPOSITO

INTERMEDIO

Figura 8

Capacidad de la Caldera: Capacidad o potencia de la caldera en BHP:

BHP = Donde:

Eeq = evaporación equivalente Eeq = Wx fe W = w' + % w' ~

= vapor requerido por los calentadores

y los artefac-

tos. % w'

= % condensación

+

%fugas + % ampliación.

-condensación en las líneas (transferencia de calor):

de 10 a 20% según la

extensión de la instalación, el tamaño relativo de las tuberías y la efectividad del aislamiento.

22

-fugas de vapor:

de 10 a 15% según la extensión de la instalación y la ca-

lidad de las conexiones. -Posibilidades de Ampliación del servicio:

de 5 a 20% según programación

de las instalaciones. Ahora: fe

= factor de evaporación. h

- h

g970.~

hg = calor total del vapor a la misma presión de trabajo BTu/lb. ha = calor contenido en el agua de alimentación de la caldera BTu/lb. Haciendo comparaciones: producción normalizada de vapor en lb/Hr

Qn

potencia nominal de las calderas en BTu/Hr

La

potencia en caballos de caldera (BHP): BHP

rnvn "J4.5

23

COMPONENTES DEL SISTEMA DE DISTRIBUCION DE AGUA CALIENTE -Fuente generadora de suministro de agua y de energía. a.

Tanque alto.

b.

Sistema hidroneumático o similar.

-Red de distribución, con los respectivos accesorios: Válvula de paso, de retención, tees, codos, etc. -Piezas sanitarias. -Tuberías de retorno. -Bomba de recirculación. -Aditivos de control:

termómetros, válvula de temperatura, etc.

-Depósito intermediario. -Caldera. -Tuberías de expansión de aire.

METODOLOGIA GENERAL DE CALCULO a. Sistema de distribución de agua caliente: Sistema a utilizar (hidroneumático o tanque elevado) para la red de distribución de agua caliente. Cálculo de gastos de agua caliente. Tablas de diámetros, velocidad y cargas, de la red de agua caliente. Determinación de P2, Pl, VT, capacidad del hidroneumático. Determinación de presión estática y capacidad del tanque alto.

24

b. Cálculo de tuberías de retorno y bomba de recirculación: Fijar temperatura máxima Fijar temperatura mínima Fijar temperatura ambiente Fijar longitudes de retorno Cálculo de

~te

Cálculo de

~ti

Repartición del gasto de convección (q) Cálculo de

~H

Determinación de Cpz de convección (Pres +

~H)

Cálculo tubería de retorno propiamente dicha Cálculo bomba recirculación. c. Cálculo equipo de producción de calor: Cálculo calentador (qc) Cálculo depósito (qd) Cálculo caldera. RECOMENDACIONES GENERALES En cada bajante (o ramal) de distribución se instala un registro en la parte superior (v. paso) y un registro y válvula de retención en la parte infe rior antes de conectarse a la tubería de retorno.

Con el objeto de calibrar el sistema es conveniente dejar en cada bajante, o ramal, antes de su conexión con la tubería de retorno, un dispositivo para colocar un termómetro.

25

Para el caso de recirculación por gravedad, tiene que colocarse una válvula de retención en la tubería de retorno, antes de entrar al depósito interme diario.

Para e1 caso de reci rcul aci ón por bombeo, 1a bomba debe montarse en by pass sobre la tubería de retorno, en las fig (9,10,11) se plasma varias for mas de conexión en by - pass. Motivado a que el agua al calentarse libera aire que lleva disuelto, y al pasar a la red de distribución perjudica el buen funcionamiento de la lación.

Por lo cual

inst~

hay que eliminarlo, esto se logra enlazando los pun-

tos más altos de cada anillo con una pequeña válvula de expansión, situada en el punto más alto del edificio, de ella sale el aire al exterior mediante una válvula automática o un grifq preferiblemente la válvula; para

inst~

laciones poco complejas, bastará prolongar las columnas ascendentes mediante un tubo de expansión sobre el techo. La instalación deberá cumplir con todo lo estipulado por las normas sanitarias vigentes, a saber: Las Normas Venezolanas estipulan respecto de los Sistemas para Producción, Almacenamiento y Distribución de Agua Caliente.

Art í cu lo 207.

Deberá proveerse de agua cal i ente todo ed i fi c i o dest i nado

a hospitales, clínicas de hospitalización y similares; edificios destinados a i ndustri as, en donde 1a naturaleza de los procesos i ndustri al es as í lo requiera, y otros a juicio de la autoridad sanitaria.

26

CONEXION

EN

BY .. PASS DE LA BOMBA CON

LA TUBERIA DE RETORNO

0

Fil·

AL

TANQUE

INTERMEDIARIO

VR

BOMBA

VR

ABIERTO

VR

CERRADO

VR

LEYENDA

RICIRCULACION

CERRADO

ABIERTO

1> BOMBA . •

CONTROL DE TEMPERATURA. (Swltch termostático cen bulbo de inmersión)

27

CONEXION EN BY PASS DE LA BOMBA

CON

LA TUBERIA DE RETORNO

Fil·

® VP

CT

BOMBA RECIRCULAOiON

CERRADO

CERRADO

~----~~--~~---CB ABIERTO

l EVENDA

r>

BOMBA. CONTROL

DE TEMPERATURA.

28

CONEXION

EN

BY PASS

LA TUBERIA

DE LA DE

BOMBA CON

RETORNO

Fla·

TANQUE

BOMBA DE RECIRCULACION

ABIERTA

CERRADA

CERRADA CT

CERRADA

ABIERTA

LEYENDA [XJ VALVULA DE COMPUERTA.

N

VALVULA DE RETENCION.

c:)

BOMBA.

•

CONTROL DE TEMPERATURA.

I

CT

29

Artículo 208.

Las instalaciones de agua caliente en los edificios, deberán

satisfacer las necesidades del consumo y ofrecer seguridad contra accidentes, estando en un todo de acuerdo con lo previsto en este Capítulo. Artículo 209.

Los equipos para la producción de agua caliente deberán ser

construí dos con materiales adecuados y en forma tal, que sean resistentes a 1as pres iones máxi mas, temperatura y corros ión; y estarán provi stos de todos los accesorios de seguridad y de limpieza requeridos. Artículo 210.

Todo equipo de producción de agua caliente deberá estar pro-

visto de válvula de control de temperatura, de los tipos de escape o de te automático de la fuente de energía.

co~

Las válvulas de escape deberán ubi-

carse en la zona de máxima temperatura del agua, debiendo seleccionarse su capacidad de acuerdo con la capacidad calorífica del equipo y para una rata no menor de 6 Lts. de agua por hora, por cada 500 K/cal de capacidad calorl fica por hora, (1 galón por cada 1250 B.T.U.).

Deberán ser capaces de des-

cargar suficiente cantidad de agua caliente a los 98°C (208° F), para nir cualquier incremento de temperatura.

prev~

Las válvulas de corte automático

de la fuente de energía, deberán instalarse en forma tal que suspendan el suministro de calor antes de que el agua en el tanque alcance las

temperat~

ras de 52°C para vi vi endas; 70°C para restaurantes, hoteles y s i mi 1ares; y 80°C para hospitales, clínicas y similares. Artículo 211.

Deberán instalarse válvulas destinadas a controlar el exceso

de presión en los sistemas centrales de producción de agua caliente. Dichas válvulas se graduarán de modo que puedan operar a una presión 10% mayor que la requerida para el normal funcionamiento del sistema y se ubicarán en la tubería de abastecimiento de agua fría o en la de agua caliente, y cerca del equipo de producción.

30

Artículo 212.

Cuando se instalen válvulas para controlar el exceso de pre-

sión, deberán instalarse una llave de retención en la tubería de abastecimiento de agua fría.

Dicha válvula no podrá ser colocada entre el equipo

de producción de agua caliente y la válvula para controlar el exceso de presión. Artículo 213.

Cuando se utilicen válvulas combinadas de temperatura y pre-

sión, deben ubicarse en la zona de máxima temperatura del agua. Articulo 214.

Los escapes de vapor o agua caliente, provenientes de las

válvulas, deberán disponerse en forma indirecta al sistema de drenaje, ubicando los sitios de descarga en lugares que no causen accidentes a personas. Articulo 215.

La distribución de agua caliente desde el equipo de produc-

ción a las piezas sanitarias o puntos requeridos, se puede realizar por los siguientes sistemas:

no circulado, semi-circulado y circulado.

El sistema no circulado se recomienda en instalaciones pequeñas, como en apartamentos de edificios o viviendas de hasta 2 pisos. Se recomienda el sistema semi-circulado en edificios 3 o más pisos, y en edificios de menos de 3 pisos cuando las piezas sanitarias estén distribuidas en un área considerable. Articulo 216.

El sistema circulado deberá utilizarse en aquellos edificios

donde se requiera un abastecimiento de agua constante e instantáneo, tales como hospitales, clínicas y otros edificios con grandes instalaciones, a juicio de la autoridad sanitaria.

31

Artículo 217.

En los sistemas de agua caliente, las tuberías de distribu-

ción pueden ser de hierro galvanizado, cobre u otro material aprobado, reco mendándose las tuberías de cobre y el aislamiento térmico. Artículo 218.

Las tuberías de distribución de agua caliente se calcularán

de acuerdo con lo establecido en el Capítulo XIV de estas Normas.

CAPITULO

®

RECOPILACION DE TABLAS A UTILIZAR EN EL CALCULO

33 RECOPILACION DE TABLAS A UTILIZAR EN EL CALCULO Mot i vado a que el cá 1culo se ha di scri mi nado en tres grandes sectores a saber: -Sistema de distribución de agua caliente. -Cálculo de tuberías de retorno y bomba de recirculación. -Cálculo equipo de producción de calor. se anexarán tab 1as de cá 1cu lo para cubri r cada uno de los sectores, as í como algunas definiciones y conceptos, los cuales se consideran importantes.

DEFINICIONES Y EQUIVALENCIAS Cantidad de Calor: Cantidad de calor que necesita un gramo de agua para que su

Caloría:

temp~

ratura aumente un grado en la escala centígrada. Kilocaloría o Kilogramo caloría (Kcal o Kg-cal) BTu: (Bri ti sh therma 1 uni t)

=

1000 calorías.

cant i dad de calor necesari a para elevar 1a

temperatura de una libra de agua un grado fahernheit. Kc al Kcal BTu

=

1000 cal 3,968 BTu 252 cal.

Coeficiente de transmisión de calor (K): Viene expresado en

Kcal/Hrx mt x oC

Y en

BTu/H~ x pie x °F

34 cuya equivalencia es: para una diferencia de un grado fahrenheit se tiene una diferencia-de

5/9

de grado centígrados: Ejemplo:

BT /

u Hr x pie x °F x

1 Kcal 3.968 BTu

x

3.2808 Pie x 1°F 1 mt S/9°C

1.4883

Kca1/ Hr x mt x oc

1 BTu/Hr x píe x °F = 1.4883 Kcal/ Hr x mt x oc (temperatura)

Intensidad de calor: (Nivel calorífico)

Escala Centígrada

Escala Fahrenheit

O°C = temperatura de congelación del agua

32 grados (32°F) 212°F

.

68°F

..

100°C 20°C

temperatura de ebullición del agua = temperatura normal

Número de grados Fahrenheit (OF) = "59 (OC) + 32 Número de grados centígrados (OC) =; .r

:J

"¿;II

"/p;~":,~

Va 1umen y Capaci dad. 1 pulgada cúbica (Cu

. . eI ...

•

(OF - 32)

fi

'~\;.'1 ~ ,,-::rE
ut rating of gal. per hour at 100° F temperature rise on gas. Heater(s) shall be equipped with a self contained storage tank having a nominal

capacity of 9 gallons. AII internal surfaces of the tan k shall be glass-lined with an alkaline borosilicate composition that has been fused to steel by firing at a temperature range of 1400° to 1600°F. The tank shall have two magnesium anode rods rigidly supported tor cathodic protection. Heater(s) shall be equipped with safety shut'off in case of pilot failure, a gas pressure regulator, and a certified draft diverter. Tank shall be insulated with fiberglass or equal. Outer jacket shall be of baked ehamel finish over a bonderized undercoating. A pressure and temperature relief valve shall be furnished and installed by contractor. Heater tank shall have a 3 year limited warranty against corros ion as outlined in the written warranty

RECOVERY CAPACITIES MODEL

B-180

Approx. Gal Cap.

Type of Gas

9

Natural Propane

Input Rating TEMPERATURE RISE - DEGREES F - GALLONS PER HOUR BTU/H' 1--3-0-r-4-0-...,.......-50-..---50--,--70---,r---80-.....-~90-...--1-0-0-,--11-0--r--12-0-...---1';"'30-"'-1-4-0~

50.000 45.000

140 126

105 94

84 75

70 63

60 54

52 47

45 42

42 38

38 34

35 31

32 29

30

183 140

137

91 70

78 50

68 53

61 47

55 42

46 35

42

105

109 84

SO

Propane

65.000 50.000

32

39 30

134

112 106

96 91

84

75

48

71

58

56 53

52

79

67 63

61

127

48

45

168 135

140 112

120 95

105 84

93

84 fil

77 61

70 56

65

75

60 48

I Natural

aT-65

50

ST-30

75

Natur31 Propane

80,000 75,500

224 212

168 159

BT-iOO

100

Natural Propane

100.000 80.000

280 224

210 168

38

_~T-1S~

,1'19

IN;¡t.&Prop.1

155.000

434

326

260

217

186

163

145

1130

I 118

aT-197

100

i Nat.x,prop.

197.000

5')2

414

331

276

237

207

184

lG6

151

BT-199

85

N'lt.&Prop.

199.000

560

420

335

280

240

210

185

167

BT-251

84

Nat.&Prop.

251.000

704

529

422

352

302

264

234

211

8T-270

100

Nat..'!.Prop.

27

52

108

100

138

128

118

152

140

129

120

192

176

153

I

,

93

151 162 219

~B_T_-5_0_04-__69~dt.&_p_ro_O~.___5_0_0._00_0__r-1~40_0~_1_0~_-0~__83_9~__70_0~__60_2~__5_26__~4_6_7~_4_2_0-+_3~8~1-+~35~O~~3~24__~3~O~1_, ST-715

69

lNat.&Prop.

715000

2003

1502

1202

1001

es!::!

751

668

GOl

546

501

462

429

80 SUGGESTED SPECIFICATIONS 8T-155 thru 8T-500

8T-65, 8T-80, 8T-100

Water Haater(s) shall be Model _ _ _ _ as manulactured by the A. O. SMITH Corporalion, Kankakee. IIlinois (Slrdllord, Ontario, Canada), or equal. Water hedter(s) shall b8 01 gl.ss-lined gas and d~.ign e~rlilied by the American design, and gas-firad, equipped to burn Gas Associalion (Canadlan Gas As.oeialion) undar Volume 111 tests lor eommercial heate.. lor dellvery 01 t80'F ",ater and shall be approved by the tlational Sanitalion Foundatlon. Heater • • hall have an input rallng 01 and an A.G.A. (C.G.A.) reeovery rating 01 _ _ _ _ _ GPH at a temperature rise 01 100°F with a ·storaga capacity 01 _ _ _ __ gallons. Heater shall be equipped with 1'12" water inlet and outlet openlngs, a:;!"'," • 3""" boilertype handhole cleanout, and .hall hava a working pressure 01 150 psi.

Wdter Heater(s) soalt be Model _ _ _ _ _ as manulactured b, the A. O SMITH Corpor,";r;n . Kankakee. IIlinois (Stralford, Ontario, Canada), or an approved equal. Water Heateris) s~lall t,e 01 glass-lined design, and gas-lired, equipped to burn Qas and design eerllt"d bf the American Gas AS30ciation (Canad .. n Gas Associalion) under Volume 111 tests lor comn1~,c'al hea!ers 'or delivery 01 1!l0° F water ando shall be appr')ved by t~le National Sa'litation Found.iTion. Heater(s) shall haye an input rating 01 BTU/H aod an A.G.A. (e.G.A.) r~coverj capacity 01 GPH at a temperature rise 01 100°F 'Nith a storage capacit¡ el _ _ _ _ _ gallons. Heater(s) shall be equipped wlth a 2"'" x 3",.. ' boiler-typa ~.an0rlole· cleanout (except 6T-65·) and. shall have a workiog pressur8 ot 150 psi. Heater(s) shall be pro·,;d'i'd with an automatlc gas shut-off device and sa'ety shut-off In event al pilot flame is exlinguis~o:d: a gas pressure regulator set lor the type 01 gas supplied; an approved draft diverter and f'.tfJded magnesium anode rod rigidly supported lor cathodic protection.

Water heater(.) ~hall be equipped with a self-generating Integrated control system eonsisting 01 a 180°F adjustable thermoslat with upper and lower sensing bu lbs, which average the water temperatures at the top and bottom 01 the tank lor maximum water temperature control. Heater(s). shall be provided WHh an automalic gas shut-off device and salety shut-off in event pilot llame is exlinguished; a gas pressure regulator set lor the typa 01 gas supplied; coated sleol burners; an approved dr3ft dlverter, and axtruded magnesium anode rods rigidly supported lor eathodic proteclion.

A pressure and temperature relie' valve shall be lurnished and installe1 by contractor. The heater shall be insulated with vermin-prool glass liber insulation or equat. The outer ja.-:ke' shall have a baked enamel linish over a bonderized undercoaling. AII internal surlaces 01 the heater(s) exposed to water shall tie glass-tined with an alka';ne borosilicate composilion that has been lused to steel by tiring at a temperature range 01 1~,)()" to 1600°F.

A pressure and temperature relie' yalve shall be lurnlshed and installed by contractor. The heater shall be insulated with vermin-prool glass liber Insulation or equal. The outer jacket shall hava a baked enamel linish over a bonderized undercoating.

Heater lank shall haya a 3 year limited warranty against corrosion as outlined in the wri'tan warranty.

AII internal surlaces 01 the heater(s) exposed to water shall be glass-lined with.n alkaline boroslticate composition that has been lused to steel by liring at a temperalure ranga 01 1400° lo lsoooF. Heater tank shalt have a 3 year limited warranty against corros ion as outiined in Ihe wriUen warranly.

8T-115 Water Heater(s) shall be Model 6T-715 as manulactured by Ihe A. O. SMITH Corporation, Kankakee, lllinois (Stratlord, Ontario, Canada). or equal. Water Heater(s) shall be al glass-lined design and gas-tired, equipped lo burn _ _ _ _ gas and design certil,ed by the American Gas Association (Canadian Gas Association) under Volume 111 tests lor commercial healers lor delivery 01 180' F water and shall be approved by Ihe National Sanilalion Found'llion. Heater(s) shall have an inpul rating 01 715,000 and an A.G.A. (C.G.A.) recovery rating 01 601 GPH al a temperalure rise 01 100'F with a slorage capacity 01 69 gallons. Heater shall be equipped with a delime lighl, 1 V2" waler inlel and oullel openings. a 2J.~" x 3~." boiler-Iype handhole cleanout, and shall have a working pressure 01 150 psi.

shall be provided with an automatic gas shut-oll device and safelY shut-oll in event r.jlot flame is extinguished; a gas pressurc regulator set ror the type 01 gas supplied: coated steel burners; an approved draft diverter, an'd exlruded magnesium anode rods rigid1y supported lor calhodic protection. A pressure and temperature valve shall be lurnished and installe'itby contractor. The heater shal1 be insulated with vermin-prool glass liber insul,ation or equal. The outer· jacket shall have a baked enamet finish over a bonderized undercoating. AII internal surlal!:es 01 the healer(s) exposed lo water shall be glass-lined wilh an a:kaline boroS1licate composition thal has been lused to steel.by liring al a lemperatura range 01 1400· lo 1600·F.

Water Heater(s) shall be equipped wilh a power vent assuring positiva venting and a draft prover switch, ..... hich prevent:; healer operation wilhoul dralt. The 1BO'F adjustable thermoslal shall have upper and lower sensing bulb, which average the waler lemperatures al Ihe lop and botlom or the tank lor maximum water lemperature control. Healer(s)

Heater tank shall haye a 3 year limited warranty against corros ion as outlined in written warranty.

TWO TEMPERATURES - TWO HEATERS ONE PRE-H!=ATE.2J~. aOOSTER HEATER

TYPICAl PIPING SINGLE TEMPERATURE, BOOSTER OR PRF-HEATER

TWO TEMPERATURE

COLO WATER IN~ET

r

TEt.4PHEO

TEMPE~ATURE OUTLET

& rRESSUH 180' f TO IlELIEf VALVE PISHWASHU

¿rlPE ReLlEF UNE TO OPEN ORAIN

F===l

{~' IS'"

COLO WATER INLET OR

TEt.4PHEO WATH INlET 'BOOSTER)

SINGLE TEMPERATURE FORCED CIRCULATION WITH VERTICAL STORAGE TANK

m"l 111 AHD

III

).AU$! lE IH\fAllED '''' O'OH IHO"'''

TWO TEMPERATURE FORCED CIRCULATION WITH 180°F CIRCULATING L.OOP

l~e

81

NOTE: Oraít hood shown in dotted lines is standard on models 8T -155 thru 8T-251.

r'I

MODELS 8T-155 thru BT 500 M

MODELS

A

B

BT·155

76

68Ya

ST ~197

84 y.;

BT-199 BT-251 BT-270

8W'

BT-365 .. ST-500

Gas Inl.t

r(l,~II

76;4 83 BOYa 76 68Ys 74% 72% 78 68Ys 74% 72% 86 y.; 76)4 83 79X 69% 78% 84/4 72% 85 -

F

7 7 7 7 7 7 7%

6 6 6 6 7 8 9

G

J

H

62Y2 40% 70% 44% 6212

4OS~

62Y2 40% 70% 44% 6'~ 40 64% 43Ys

Nat Propane

6 6 6 7 7

/'2 Y2

1; % Y2 % %

8

Y2 % % %

%

9

%

%

N 41

41 41 41

41 41 4312

MODELS BT...ss,thru 100

DIMENSIONS MODEL NO.

A

B

e

o

E

F

H

G

J

K

L

M

N

Inlet/ Relíef Outlet Valve

O~níng

BT-65

65Ya

60)4

2OSA6

23% 15)4

4

8

11 V,6 11%

-

%

BT-SO

62%

60)4

25% 2812 17%

4

16

13Ya

5%

1

BT -100

70%

68

26% 29%

5 16 14% 13Y16 -

5%

1)4

: UI ¡! I

J

74% 72%

E

C:OLD f.HLfT

-~. · 1r'1-k"S . 'NLET • '. \, ¡

re;.

o

e

17%

2 312 5% 13Y16 -

5%

% % %

-,-~, __ ~_

._ JllL.-_ _ _-->

NOTE DRAtN VALVE ON RIGHT StDE OF MODEL ST-6S

Diverler may be positiOned as desired around perimeler o, heater, except at water oullet and top control.

Either 8" or 10" flue pipe may be installed on the uniL Overall flue si2.ing mus! be based on NFPA No. 54.

aPTiONAL

DRAFT HODO

• Vertical inslallalion of power ven~ wilh horl· zontal installatlon-height is81 1h".

~~~t~9g~ - - -

21Va"

(FOR 3/8 CONO.)

64118

)0 7/."

513/4

MODEL 8-180

ntith

Consumer Products I

l'It 2 = 17.73°C Para el punto Bdl

se tiene: l'It

t Bd

t2

33

ts

1

2l.82°C

l'ItBdl~ t Bdl

= 58. 18°C

Segundo Método sin suponer diámetro de retorno Cálculo de l'It e y

l'It·1 •. l'It e

l'It e

80 + 58.18 2

= 62.27°C

L = 24 mt. 24 x 30

Bdl

3> t 2

t s - l'It 2

ts + t Bdl 2 25~l'Ite

- t amb = 44.09°C

93

Bdl

I

I

__ n~,~(~'-----1 jp

=

=

= 0.028 0.028

L = 1 . 52 mt.

0 = 1 1/4"---L

< jp

11 .24 rnt ..

=?X

=

11.24 mts.

127

NOTA: La longitud L que se tomó para el cálculo es el que se muestra en Fi g 23 . BdpB

J

o

8.50 m.

2.10

mts.

0.50

8

Figura 23

L

'1

1.00

~ L = 11.6 mto

L = 8.50 - 1 + 2.1 - (0.5 + 1 + 0.5)

LR = 11.6 mt x 1.1 = 12.76 mt. para el cálculo de HB

tenemos:

~B'

= H + rJL + 3.50

Cálculo de la bomba según las distintas alternativas l.

Con diámetro 0 = 3/4" - . . . . . . . . . jxL j H = 0.028 mt. = He

= 0.0227 x 12,76 = 0.290 mt.

= 0.0227

>

jp

= altura estática a vencer HB

= 0.028 + 0.290 + 3.50 = 3.818 mt.

Donde la altura que tendrá que dar la bomba será: HB 2.

= 3.818 mt. con un caudal: QB

Con un di ámet ro 0 = 1

11

- - - - 1 1.........

j

~

= O. 0066

0.12131t/seg. >

j

p

LT = 12.76 mt.~ jL = 0.0066 x 12.76 = 0.0842 mto H = altura estática a vencer HB

=

0.028 mt.

= 0.028 + 0.0842 + 3.50 = 3.6122 mt. HB = 3.612 mt. con caudal QB

0.12131t/seg.

la

128

3.

Con 2 diámetros: 0.357 mt. 12.403 mt.

= 0.028

+ (0.0227 x 0.357 + 0.0016 x 12.403) + 3.50

= 0.028 + 0.008 + 0.020 + 3.50

HB 4.

= 3.556 mt. con caudal

=

3.556 rot.

QB = 0.12131t/seg.

Con 2 diámetros: 1.52 mt.

0.028 + (0.0066 x 1.52 + 11.24 x 0.0016) + 3.50 =

0.028 +

0.028 + 3.50

=

3.556 rot.

HB = 3.556 mt. con caudal de bombeo

QB

= 0.12131t/seg.

como solución tomaremos el 2° caso, con diámetro 0 = 1 constante: 11

(Ver Fig. 22). Nota: HB

= 3.612 mt.

ya que 1 1/4 no será conveniente motivado que el diámetro de Bd 1 a Bd 2 es 1". y

QB = 0.12131t/seg.

La potencia de la bomba y del motor será:

a

129

3.612 x 0.1213 45

HB x QB 45

0.010 Hp

WB x 1.44 = 0.014 Hp

Wm

WB = 0.010 Hp SEGUNDO METODO

0.014 Hp

y

Tenemos una diferencia de cotas de:

= 33 - 32.965

Jp

0.035 mt. con lo que el agua no entra-

rá al tanque, ya que por gravedad se ha consumido el

~H

inicial (Ver Fig.

24 ). Para superar este escalón de diferencia se colocará una bomba. CALCULO DE LA BOMBA: Jp

= 0.035 mt

.

Jp

=~

LT

Estudiaremos varias alternativas con diámetros constante en la tubería

de

retorno y buscando una combinación entre 2 diámetros, tal que la suma de sus pérdidas por su longitud, sea igual a la J p de diferencia:

Buscando combinación entre 2 diámetros:


gasto de convección Repartición del qt

qt

qt

524.289 lt/Hr

= 0.1461t/seg.

= 0.1461t/seg.

Gasto de Convección

= 0.146lt/seg

La repartición del gasto de convección en los distintos ramales se efectuará según el criterio expuesto en la página 12. Para ello necesitaremos obtener las pérdidas de calor en cada ramal de

tub~

ría, por supuesto la sumatoria de todas ellas debe ser igual a la sumatoria obtenida con anterioridad:

E

Kx L\texL

=

4899.481 Kca 1/Hr

Donde el índice corresponde al caudal de la red mostrada en la Fig. 31.

K para tubo de Hierro sin revestimiento en Kcal/HrxOCxmt.

163

SENALAMIENTO DE

RAMALES, GASTOS DE CONVECCION

y PERDIDAS DE CALOR POR RAMALES EN CORTE Fig.

T E

eHo

I RAMAL

9

I RAMAL

I

9

I

I

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .__~IRAMAL8

I RAMAL 7

I I

!

P7,q7

I

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .~~IRAMAL6

I

RAMAL

5

I

!

I

P5 , q5

I

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .~~:RAMAL 4 I

I

I I

RAMAL 3

!P 3 ,Q3

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .~~:RAMAL2

I RAMAL 1

P2,Q2

I

np.-.I~:==C:;'~_I - - _________ --____ ---J

164

Pérdida correspondiente al ramal 1 para 0

K

1 1/2"

=

=

L = 4.20 rnt.

1.52

= 276.427 Kcal/Hr

(EKxLx~te)l

Pérdida correspondiente al ramal por donde circula q2 para 0 = 1"

K = 1.08

L = 5 rnt

para 0

K = 0.84

L

=

15 mt

779.4 Kcal/Hr

Pérdida correspondiente al ramal por donde circula q3:

o=

1 1/2"

( E Kx

=

K

L = 3.20 rnt

1 .52

Lx ~te) 3 = 210.611 Kca 1/ Hr

Pérdida correspondiente al ramal por donde circula q4: 1"

o = 3/4"

K = 1.08

L

= 5 mt

K = 0.84

L

= 15 mt

Pérdida correspondiente al ramal por donce circula qs: K

=

(EKxLx~te)5

1 .32

L

= 3.20 mt

= 182.899 Kcal/Hr

165

Pérdida correspondiente al ramal por donde circula q6:

Pérdida correspondiente al ramal por donde circula q7:

o

=

= 182.899 Kca1/Hr

(EKx~texL)7

1 1/4"

Pérdida correspondiente al ramal por donde circula q8: (EKx~texL)8

= 779.4 Kca1/Hr

Pérdida correspondiente al ramal por donQe circula q9:

o

=

1"

o = 3/4"

K = 1.08

L

8.2 mt

K = 0.84

L

15 mt

(E KxLx~te)9 EK x

~te

=

929.045 Kca1/Hr

x L = 276.427 + 779.4 + 210.611 + 779.4 + 182.899 + 779.4 + + 182.899 + 779.4 + 929.045

Donde la sumatoria total será:

EK x

~te

x L = 4899.481 Kca1/Hr

Pi

= pérdida de calor del ramal i

qi

= caudal del ramal i

Teniendo las pérdidas de calor por ramales y el gasto total de convección se procede a su repartición.

166

Pt = 4899.481 Kca 1/H

Pl = 276.427 Kca1/H

P2 = 779.,4

Kca 1/H

P3 = 210.611 Kcal/H

P4 = 779.4

Kca1/H

P5 = 182.899 Kca1/H

P6 = 779.4

Kcal/H

P7 = 182.899 Kca1/H

P8 = 779.4

Kca 1/H

P9 = 929.045 Kcal/H

qt

= 0.1461t/seg

Para hallar los caudales., lo haremos con regla de tres para los ramales secundarios y por diferencia para los principales.

Z> --;:~>

q3

= 0.0232 1t/seg

q2

=

O. 1288 1t/ seg

3843.654 Kcal/H

0.0249 1t/seg

167

- _. . . . . !:p 2853.643 Kca1/H

!: P = P5 + P6 + P7 + P8 + P9

?> ~ q7

q6

= 0.0712 1t/seg

!:P = P7 + P8 + P9

?> ?>

0.0267 lt/seg

= 1891.344 Kca1/H

q8 = 0.0293 1t/seg

q9 = 0.0419 1t/seg

CALCULO DE AH Tenemos:

AH

= Hx (12 -

(1)

H

altura de la columna ascendente en mt.

62 =

peso de agua de la columna descendente a la temp t 2

tl = peso de agua de la columna ascendente a la temp t1 Nota: 2 no se tomó en cuenta la influencia de temperatura que cen los ramales Horizontales sobre el bajante.

f

eje~

De la tabla 9 obtenemos:

H = 16 mt con: t 2 = 61.26°C inicial Punto columna descendente, puede tomarse 61.26 + 60 2

t1

=

71 .86°C Punto medio columna ascendente

168

Obtenemos: 12 = 0.9826 Kg/lt tl = 0.9768 Kg/lt ~H

= 16x(0.9826 - 0.9768) ~H

= 0.0930

rnt

Determinación de Cpz de Convección Tenemos: Cpzó P2 CpzQ

=

~H +

= 34.423

P2

=

34.423 + 0.093

=

34.516 mt.

rnt

34.516 mt

A continuación tablas de carga, velocidad y diámetro con los caudales de convección de cada ramal. Según tabla 15.

CALCULO

.

TRAMO

eo

I

L+ % mts .

CARGAS, L

It~g~

-SdPE SdPB -a a -b b -e e -d d -(PR)

4.62 5.50 5.50 4.40 4.40 2.20

0.146 0.0232 0.0232 0.0232 0.0232 0.0232

SdPB-Sd,

3.52

Sd 1 -a

5.50

-b -e -d

VELOCIDAD M/seg.

J rn/m

TABLA

VELOCIDADES.

E(JL) mh.

CP ARRIBA z mis.

CPz ABAJO mis.

N.2. 54

COTA DE PISO mis.

3.20

CARGA mts.

0.0049 0.0020 0.0070

34 516 34.5111 34.5091

34.5111 34 5091 34.5021

3.20

31.3111 31 3091 31.3021

0.074 0.074 0.074

0.0011 0.0004 0.0013 0.0013 0.0013 0.0013

0.0056 0.0056 0.0028

34.5021 34.4965 34.4909

34.4965 34.4909 34.4881

3 20 3.20 3.20

31.2965 31.2909 31.2881

0.1228 1!

0.093

0.0008

0.0027

34.5111

34.5084

6.40

28.1084

0.0249

34.5061 34.4981 34.4917 34.4853 34.4822

6.40 6.40 6.40 640 6 40

28.1061 28 0981 28.0917

1 3/ 3/L 3/1.

3/4

0.111 0.044 0.074

3 ?O

0.047

0.0004

0.0023

5.50 4.40 4.40 2.20

1 0.0249 3/4 0.0249 3/4 0.0249 3/4 0.0249 3/4

0.079 0.079 0.079 0.079

0.0014 0.0014 0.0014 0.0014

0.0080 0.0064 0.0064 0.0031

34.5084 34.5061 34.4981 34.4917 34.4853

Sdl - Sd?

3.52

0.0979 11

0.102

0.0011

0.0039

34.5084

34.5045

9 60

24.9045

Sd2 - a a - b b - e

5.50 5.50 4.40

0.0267 1 0.0267 3A0.0267 3/4 0.0267 314 0.0267 314

0.050 0.085 0.085 0.085

0.0005 0.0016 0.0016 0.0016

0.0026 0.0090 0.0072 0.0072

34.5045 34.5019 34.4929 34.4857

34 501Q 34.4929 34.4857 34.4785

9.60 9.60

24.901Q 24.8929 24.8857

0.085

0.0016

O 0036

34.4785

0.0712

0.074

0.0006

0.0022

34.5045

a b e d

-(1)

e

- d

d

-(2)

4.40 2.20

Sd2 - Sd3

3.52

?R

n~~1

28.0822

34.4749

9.60 9.60 9.60

24,,8785 24.8749

34.5023

12.80

21 70?3

MODELO PARA LA PRESENTACION DE CALCULOS

CALCULO

.

TRAMO

Sd1 - a a - b

l+

DIAMETROS II %

mts .

l

Q

Its,lseO

11

ti

CARG S,

VELOCIDAD

J

M/aeg.

m/m

TABLA

VELOCIDADES.

E(JU mts.

~

~

55

CP ARRIBA z

CPz ABAJO

COTA DE PISO

CARGA

mts.

mts.

mts.

mts.

5.50 5.50 4.40 4.40

0.0293 1 0.0293 3/~ 0.0293 3/~ 0.0293 3/4

0.055 0.093 0.093 0.093

0.0006 0.0019 0.0019 0.0019

0.0030 0.0106 0.0085 0.0085

34.5023 34.4993 34.4887 34.4802

34.4993 34.4887 34.4802 34.4717

12.80 12.80 12.80 12.80

21.6993 21.6887 21.6802 21.6717

d -(3)

2.20

0.0293 3/4

0.093

0.0019

0.0042

34.4717

34.4675

12.80

21.6675

Sd3 - Sd4

3.52

0.0419

1

0.079

0.0010

0.0036

34.5023

34.4987

16.00

18.4987

Sd4 - a a - b b - e - d C d -(4)

5.50

0.0419

0.079

0.0010

0.0057

34.4987

5.50 4.40 4.40 2.20

0.0419 0.0419 0.0419 0.0419

1 3A 3A lA 3/4

0.133 0.133 0.133 0.133

0.0036 0.0036 0.0036 0.0036

0.0198 0.0158 0.0158 0.0079

34.4930 34.4732 34.4574 34.4416

34.4930 34.4732 34.4574 34.4416 34.4337

16.00 16.00 16.00 16.00 16.00

18.4930 18 473/ 18 4~74 184410 18.4337

b

-

C

- d

C

"'-.J

o

171

DE

CONVECCION

ig.

@

2JL == 0.0686 mt

Sd4

Ó

b

1

e

d

-tI I CI

E

~I

2JL== 0.0348 mt

ISd3

~

1

1

1

b

e

d

o o ó

E

01

2JL== 0.0296 mt

~

1

I

1

1

CI

b

e

d

01

1

Sdl

2JL::: 0.0262mt

3.2

I

I

I

I

CI

b

e

d

~I

/'

"

D

jp

=

~

=

0.0338

3.52

=

0.0096.

173

tomando como diámetro:

= 0.0036

j jL

0.0036 x 3.52

=

< jp

?jL

=

0.0127 mt

Tramo 2 (3 - 2): J p = 34.4749

LT

34.4675 = 0.0074 mt

-

= 3.20 x 1.1 = 3.52 mt

jp = ~ LT

=

0.0074

= 0.0021

3.52

q = 0.0712 1t/seg

con

tomando como diámetros: ni ~

-_

3/4 -

.. J•

o

=

111

!Ir

o =

11

-----111lIII0-

j

1 1/2" -""".iIIIIIoooj

escogiendo como diámetro

=O. 0091 =

0.0026 > jp

= 0.0003

< jp

~j x L

1" jL

> J.p

= 0.0026 x 3.52

= 0.0092 mt

Tramo 3 (2 - 1): Jp

= 34.4822 - 34.4749 = 0.0073 mt.

LT = 3.20 x 1.1 = 3.52 rnt jp =

~

= 0.0073 3.52

=

0.0021

=

0.009 mt

174

con

q = 0.0979 lt/seg

tomando como diámetros:

o=

3/4 ----tl-j

o=

1

o=

11

11

0.0159 > jp

=

= 0.0046

~j

1 1/2 11 _____ j

0.0005 < jp

=

:> j

111

escogi endo como di ámetro

> jp

x L

0.0046 x 3.52

= 0.0162 mt

jL Tramo 4 (1 - PB):

- 34.4822

= 0.0059 mt.

Jp

34.4881

LT

3.20 x 1.1 = 3.52 mt. 0.0059

=

0.0017

3.52

con q = 0.12281t/seg tomando como diámetros: 0

=

3/4 11

0 = 111 0

=

1 1/2 11

escogiendo como diámetro

....

...

j

=

0.0237 >

jp

j

=

0.0068 >

jp

.j

0.0008 < jp

111::::3;>j xL

=

0.0068 x 3.52

j x L = 0.0239 mt.

175

Tramo 5 (PB-D): J p = 34.516 - 34.4881

(3.20 + 21 - 1 + 0.5 + 0.5 + 1) x 1.1 = 27.72 mt

LT

0.0279 27.72 con

q

= 0.0279 mt

= 0.0010

o. 146 1ti seg

=

tomando como diámetros: .. j

=

0.0320 > jp

.... j

=

0.0092 > jp

1 1/2 11 ............... j

=

0.0011 > jp

3/4 11

0

=

0

=

1

0

=

o

=2

11

11

---III1IIlL1lIiI>-

= 0.0003 < jp

j

escogiendo como diámetro j x L

111 0.0092 x 27.72

=

j x L = 0.2550 mt Cálculo de la bomba de recircu1ación HB

= EH

+ EjL +

3.50

EH = 0.036 + 0.006 + 0.009 + 0.004 + 0.029 EH = sumatoria de las alturas estáticas. EH = 0.0823 mt Ej x L

=

sumatori a de 1as pérdi das

176

= 0.0127

+ 0.0092 + 0.0162 + 0.0239 + 0.2550

= 0.317 mt

1:jL

= 0.0823

HB

+ 0.317 + 3.50

= 3.90 rnt

HB

con caudal

QB = 0.146

1t/seg

La potencia de la bomba y del motor serán: W = HB x QB B 45

= 3.9 x 0.146 = 0.013 45

Hp

Wm = WB x 1.44 = 0.018 Hp Caso 2:

CALCULO DEL GASTO DE CONVECCION según Tabla 10. TABLA N° 56 Tramo

0

D - Sd1 Sdl - Sd3

1 1/2 1 1/4 1" 3/4" 1" 3/4 11 1 3/4

Sd3 - a4 a4 - 4 Sd3 - a3 a3 - 3 Sd 2 - a2 - 2 a2 Sd1 - al - 1 al SdPB - apB 8pB - PB

11

11

1"

3/4" 111

3/4"

11

11

K

l\t e

L

Lx Kxtlt e

0.39291 0.33784 0.28575 0.24408 0.28575 0.24408 0.28575 0.24408 0.28575 0.24408 0.28575 0.24408

43.3 43.3 43.3 43.3 43.3 43.3 43.3 43.3 43.3 43.3 43.3 43.3

7.4 6.4 8.2 15 5 15 5 15 5 15

125.896 93.622 101.458 158.530 61.865 158.530 61.865 158.530 61.865 158.530 61.865 158 . 530

5

15 1:

= 1361,086

177 K para tubo de hierro galvanizado con recubrimiento de cánulas de fibra

de

vidrio en Kcal/oCxtxH, según Tabla 10. 1361.086 = 145.650 lt/Hora 9.345

Qt

x L = ¿ K xíSti~te

qt

145.650 Qt = - 3600 = "3OITO

gasto de convección

q

0.040 lt/seg

Repartición del Gasto de Convección qt

= 0.040 lt/seg.

La repartición del gasto de convección en los distintos ramales se efectuará según el criterio expuesto en la página 12. Para ello necesitaremos obtener las pérdidas de calor en cada ramal de tube ría, por supuesto la sumatoria de todas ellas debe ser igual a la sumatoria obtenida con anterioridad: ¿Kx~te

x L = 1361.086 Kcal/Hr

Donde el índice corresponde al caudal de la Fig. 33.

Pérdida correspondiente al ramal 1 con

~te

= 43.3°C

para el valor de K, se tomO para tubo galvanizado con recubrimiento de fibra de vidrio en Kcal/xoCxmt..Hora. para 0 = 1 1/2

11

(¿KxLx~te)l

K = 0.39291

L = 4.20 rnt

= 0.39291 x 43.3x4.2=71.455 Kcal/Hr

T E

e

H

o

-

¡RAMAL I

...............

-

I I

Pg,qg RAMAL

9

I I

1...

RAMAL

9

I

7

Ps,qa

........., RAMAL

8

I

I

P7 q7

I

!

,RAMAL6

I I

Ps,qs RAMAL

5

\ P5 q5

I

II RAMAL

L...

I

P4 ·q4 RAMAL

3 \ P q3

4

I

........

L...

==

u/

I

PI

I

qt

el ""'7 ..J ~ -r--=----

I

lRAMAL 2

I

P2 , C1 2 RAMAL 1

4

-

______ ..JI

179

Pérdida correspondiente al ramal por donde circula q2 para 0 = 1

11

para 0 = 3/4" (1: KxLxl\t e )2

=

0.28575

L

=

K = 0.24408

L

= 15 mt

K

5 mt

\0.28575 x 5 + 0.24408 x 15) x 43.3

(1:Kxl\t e xL)2

=

220.395

= 220.395 Kcal/Hr

Pérdida correspondiente al ramal por donde circula q3

o

L = 3.20 mt

K = 0.39291

= 1 1/2"

0.39291 x 43.3 x 3.2 = 54.442

(1: Kxl\t e xL) 3

Pérdida correspondiente al ramal por donde circula q4

o

1"

K = 0.28575

L

o =

3/4 11

K = 0.24408

L

=

5 mt

15 mt

43.3 (0.28575 x 5 + 0.24408 x 15) = 220.395 (1:K x l\t e x L)4

= 220.395 Kcal/Hr

Pérdida correspondiente al ramal por donde circula q5

o =

1 1/4

11

K = 0.33784 (1:K x l\t e x L)5

L = 3.20 mt

= 46.811 Kcal/Hr

180

Pérdida correspondiente al ramal por donde circula q6 (I:K x L\t e x L)6

220.395 Kcal/Hr

=

Pérdida correspondiente al ramal por donde circula q7

o

1/4"

=

(I:K x L\t e x L)7

=

46.811 Kcal/Hr

Pérdida correspondiente al ramal por donde circula q8 (I:K x L\t e x L)8

220.395 Kcal/Hr

=

Pérdida correspondiente al ramal por donde circula q9

o

=

K = 0.28575

1"

o = 3/4

11

K

0.24408

L = 8.20 mt

L = 15 mt

(I:K x i\t e x L)9 = 259.987 Kcal/H Pi

= pérdida de calor del ramal i.

q.

= caudal del ramal i.

1

Teniendo las pérdidas de calor por ramales y el gasto total de convección se procede a su repartición. Pl P3 P5 P7 P9

= = = = =

71.455 Kca1/H 54.442 Kcal/H 46.811 Kcal/H 46.811 Kcal/H 259.987 Kcal/H qt

P2 = 220.395 P4 = 220.395 P6 = 220.395 220.395 P8 Pt = 1361.086

= 0.04 lt/seg

Kcal/Hora Kcal/Hora Kcal/Hora Kcal/Hora Kcal/Hora

181

Para hallar los caudales,. lo haremos con regla de tres para los ramales secundarios y por diferencia para los principales.

0.04 x 220.395 1361.086

0.0065 lt/seg

= q3

= 0.04

-

q3

0.0065

= 0.0335

lt/seg

= 0.0335 lt/seg

EP,= P3 + P4 + P5 + P6 + P7 + P8 + P9 = 54.442 + 220.395 + 46.811 + 220.395 + 46.811 + 220.395 + 259.987 EP

= 1069.236 Kcal/H

= 0.0335 x 220.395 1069.236 q4

= 0.0069 lt/seg

182

EP = P5 + P6 + P7 + P8 + P9 = 794.399 Kca1/H 0.0266 x 220.395 749.399

P7 + Ps + P9

EP

q8

=

= 527.193 Kca1/Hora

220.395 x 0.0192 527.19

;>

qa

=

0.0080 lt/seg

Determinación de Cpz de convección: Con l1H Y Cpz D hall ados en 1a pági na 176.

A cont i nuac ión tablas de carga,

velocidad y diámetros con los caudales de convección de cada sector, según tab 1a

15.

CALCULO

.

TRAMO

O - SdPB SdPB- a

L+

DIAMETROS, 0/0

mts.

L

Q

ti

g

Its!seg

4.62

0.04

5.50

0.0065

1~

CARGAS,

·TABLA

VELOCIDADES.

VELOCIDAD

J

E(JU

M/seg.

m/m

mh.

CP

z

ARRIBA

mh.

57

CPz ABAJO

COTA DE PISO

CARGA

mis.

mis.

mts .

0.030

0.0001

O 0005

34 !11fi

34.5155

3.20

31.3155

0.012

0.0000

0.0000

34.5155

34.5155

3.20

31.3155

e d PB

5.50 4.40 4.40 2.20

1 0.0065 3/4 0.0065 3/4 0.0065 3/4 0.0065 3/4

0.021 0.021 0.021 0.021

0.0001 0.0001 0.0001 0.0001

0.0008 0.0006 0.0006 0.0003

34.5155 34.5147 34.5141 34.5135

34.5147 34.5141 34.5135 34.5132

3.20 3.20 3.20 3.20

31.3147 31.3141 31.3135 31.3132

SdPB-Sdl

3.52

0.0335

0.025

0.0001

0.0003

34.5155

34.5152

6.40

28.1152

Sdl - a a - b b - e e - d

5.50 5.50 4.40 4.40

0.0069 1 0.0069 3/4 0.0069 3/4 0.0069 3/4

0.013 0.022 0.022 0.022

0.0000 0.0002 0.0002 0.0002

0.0000 0.0008 0.0007 0.0007

34.5152 34.5152 34.5144 34.5137

34.5152 34.5144 34.5137 34.5130

6.40 6.40 6.40 6.40

28.1152 28.1144 28.1137 28.1130

2.20

0.0069 3/4

0.022

0.0002

0.0003

34.5130

34.5127

6.40

28.1127

Sdl -Sd2

3.52

0.0266 1 i

0.028

0.0001

0.0004

34.5152

34.5148

9.60

24.9148

Sd2 - a

5.50

0.0074 1

0.014

0.0000

0.0000

34.5148

34.5148

9.60

24.9148

a - b b - e

5.50 4.40

0.0074 3/4 0.0074 3/4

0.024 0.024

0.0002 0.0002

0.0010 0.0008

34.5148 34.5138

34.5138 34.5130

9.60 9.60

24.9138 24.9130

e

- d

4.40

0.0074 3/4

0.02A

24.9122

0.0074 3/4

0.024

34 51~O 34.5122

9.60

2.20

O 0008 0.0004

34 5122

d - 2

O 0002 0.0002

34.5118

9.60

24.9118

a b e d -

d

b

- 1

1~

00

w

DIAMETROS,

CALCULO L+

.

TRAMO

%

L

mts .

Q

Its!seg

~

CARGAS,

VELOCIDAD

J

M/seg.

m/m

TABLA

VELOCIDADES.

E(JL) mts.

z ARRIBA mts.

CPz ABAJO

COTA DE PISO

mts.

mts.

CP

N~

58 CARGA mis.

Sd2 - Sd3

3.52

0.0192 1i

0.020

0.0001

0.0002

34.5148

34.5146

12.80

21.7146

Sd3 - a

5.50

0.015

b

-

5.50 4.40 4.40 2.20

0.025 0.025 0.025 0.025

0.0011 0.0009 0.0009 0.0004

34.5146 34.5143 34.5132 34.5123 34.5114

34.5143 34.5132 34.5123 34.5114 34.5110

12.80

- b

0.0001 0.0002 0.0002 0.0002 0.0002

0.0003

a

0.0080 1 0.0080 3/ L 0.0080 3/4 0.0080 3/~ 0.008 3/4

12.80 12.80 12.80

21.7143 21.7132 21.7123 21.7114

12.80

21 7110

0.0112 1 0.0112 1 0.0112 3/4 0.0112 3/4

0.021 0.021 0.036

0.0001 0.0001 0.0004

0.0004 0.0006 0.0020

34.5146 34.5142 34.5136

34.5142 34.'5136 34.5116

16.0 16.0 16.0

0.036

0.0112 3/4 0.0112 3/4

0.036 0.036

0.0004 0.0004 0.0004

0.0016 0.0016 0.0008

34.5116 34.5100 34.5084

34.5100 34.5084

16. O 16.0 16. O

18.5142 18.5136 18.5116 18.5100 18.5084 18.5076

C

- d d - 3

e

Sd3 -Sd4 Sd4 - a a

- b

b

- e

e

- d

d

- 4

3.52 5.50 5.50 4.40 4.40 2.20

34.5076

185

PERDIDAS DE CARGA PARA LOS DIFERENTES GASTOS DE CONVECCION

Fig.

TECHO

0.0070 mt 4 Sd4 . . . . . . . . . .~. . . . . . . .~. . . . . .~. . . . . . . .~~ I ' b I I ",\34.5076mt a e d : I

~I ~I

~I 0.0036 mt . . . . . . . . . .~. . . . . . . .~. . . . . . . . . . . . . . . .~~13 Sd 3.. r134.51l0mt

~

~

~

~

~

~I

~I ~I 12

g o ó

Sd 2

0.003mt

~~~~~~~""~"~b)~"""~I""""~I~!~134.5118mt

E

'"

e

d

~I

~I

g ~

~I

0.0025 mt I 1 ~I . . . . . . . . . .~. . . . . . . .~. . . . . .~. . . . . . . .~J.~"'~.I "'e ~ ~ d ~ I 34.5127mt

ti

~I

m

g

21 0.0023mt

ó

SdpB

nC

34.516mt

~

~.~_.cil

~

~

________

0~40It/leo

Ó I

I

e

el

!PB I

I 34.5132mt

I 1

_______

J

186

Alturas estáticas de bombeo Según las tablas

57, 58 Y la Figura 34 se obtiene:

Tramo 1 : (del punto 4 al punto 3):

34.5110 - 34.5076 = 0.0034 mt

Tramo 2: (del punto 3 al punto 2):

34.5118 - 34.5110 = 0.0008 mt

Tramo 3: (del punto 2 al punto 1) :

34.5127 - 34.5118 = 0.0009 mt

Tramo 4: (del punto 1 al punto PB): 34.5132 - 34.5127 = 0.0005 mt Tramo 5: (del punto PB al tanque):

34.516 - 34.5132 = 0.0028 mt ¿

NOTA:

= 0.0084 mt

Tomaremos P2 + 6H para calcular la altura estática correspondiente al tramo de PB al tanque, por considerarse más desfavorable, ya que debería tomarse solo P2' puesto que la presión a vencer de regreso al tanque sería P2.

Cálculo de las pérdidas

(según tabla 15 ).

Para la escogencia de los diámetros de recirculación es conveniente visuali zar los diámetros obtenidos para la red de distribución, Fig. 28. Tramo 1 (4 - 3): Jp

3> LT

= 34.862 - 34.857 = 0.005 mt J. p =

~T Li-

=

0.005 3.52

= 3.20 x 1.1 = 3.52 mt

= 0.0014

;>

q = 0.0112 lt/seg

tomaremos como diámetros:

o

=

3/411~j

=

0.0004 < jp

j x L = 0.0004 x 3.52

/>

j.L

0.0014 mt

187

Tramo 2: (3 - 2): Jp

= 34.5118 - 34.5110 = 0.0008 mt

LT

= 3.20

J"P -- ~

LT --

q

x 1.1

= 3.52 mt

= 0.0002

0.0008

3.52

= 0.0192 lt/seg

tomando como diámetros:

o =

3/4

o

=

111

o

=

11 -----

j

.. j

1 1/2

11 -----

j

= O. 0009 =

0.0003 > j p

=

O• 0000

escogiendo como diámetro 0 = 1 j

x

L

> jp

< jp

11

= 0.0003 x 3.52

0.0011 mt

Tramo 3: (2 - 1):

jp

Jp

= 34.5127 - 34.5118 = 0.0009 mt

LT

= 3.20

x 1.1

= ~T L,. = 0.0009 3.52

= 3.52 mt = 0.0003

q = 0.0266 lt/seg tomando como diámetros:

o

= 3/4

11

j

= 0.0016

> jp

188

o

1 11

=

o

1

1/21~j =

escogiendo como diámetro

jp

0.0001


0.0005 x 3.52

x L

j

0.0005 >

j x L = 0.0018 mt

Tramo 4: (1 - PB):

jp

~

=

Jp

= 34.5132 - 34.5127 = 0.0005 mt

LT

= 3.20

0.0005

=

3.52

x 1.1

-

=

0.'0001

3.52 mt

;>

q = 0.0335 lt/seg

tomando como diámetros:

0

=

,0

3/4

11

1 11

o

=

1 1/2

11

iIII

j

=

0.0024 > jp

lID

j

=

0.0007 > jp

~j

=

0.0001

escogiendo como diámetro

0 = 1

j x L = 0.0007 x 3.52

=

jp

11

;>

jL

= 0.0025 mt

Tramo 5: (PB - D): Jp

LT

=

= 34.516 - 34.5132 = 0.0028 mt

[(1 + 5 + 5 + 4 + 4 + 2) - 1 + 0.5 + 1 + 3.2]

x 1.1

189

LT = 27.72 mt. ~ LT

jp

0.0028

27.72 = 0.0001

=

>

q

xL

=

0.040 1t/seg

tomando como diámetros: 0 = 3/4 0 = 1

... j

= 0.0033

> jp

..

j

= 0.0010

> jp

J•

=O . 0001 = J. p

11

11

= 1 1/ 2

fA 'P

11

..

0 = 1

escogiendo como diámetro: j

11

x L = 0.0010 x 27.72

:::=:?-

j

0.0277 mt

Cálculo de la bomba de recirculación HS

= EH

+

EJL + 3.5

EH = 0.0084 mt rjL

=

0.0014 + 0.0011 + 0.0018 + 0.0025 + 0.0277

HB

=

0.0084 + 0.0345 + 3.5

HS

=

3.543 mt

WB

=

HB x Qs 45

Wm

=

WB x 1.44

con =

0.003 Hp

=

0.005 HP

QS

=

=

0.0345 mt

0.040 lt/seg

190

Cálculo Equipo de Producción de Calor. Cálculo del calentador y del depósito Según los gastos por piezas sanitarias de acuerdo a las Tablas 16 y 17 ra Hoteles. TABLA N° 59

Artefactos

N°

Gasto por piezas

Duchas

34

280

9520

Duchas teléfono

16

10

160

L.Me Privados

34

8

272

L.Me Públicos

7

30

210

Fregaderos Pantry

3

40

120

Lavaplatos Mecánico

1

300

300

Lavadora Mecánica

1

300

300

Batea

1

110

110

Lavamopas

2

100

200

99 Ar ~f coeficiente de demanda probable coeficiente de almacenamiento Capacidad del calentador Capacidad del depósito

Como

no

Gasto Total

0.25

= 0.80 11192 x 0.25 = 2798 lt/H

= 2798 x 0.80 = 2238.4 lt

se puede extraer más del 75% al depósito:

entonces Capacidad del depósito

11192

2238.4 0.75

2984.53lt.

lt/H

p~

191

Cilcul0 de la Caldera tengo: w =

8.33 x Q x (t2 - tl) hfg

Donde: Q = 27981t/H

= 739.15 gal/Hr

con una presión de trabajo de 100 lb/pu1 2 hfg

w

= 888.6 BTU/ 1b

por tabla ( 19 )

= 8.33 x 739.15 x ( 167 - 75.2)

= 636.08 lb/Hr

888.6 factor de evaporación: f

e

= hg - ha 70.3

según tabl as 19

y 20

hg

con presión = 100 lb/pu1 2

~

hg = 1187.20 BTU/ 1b

ha

con temperatura de 75.2°F

~

ha = 43.24 BTU/lb

fe

Eeq

w'

= 1187.20 - 43.24 970.3

= W x fe

=

w

= 636.08 lb/Hr

=

1.179

192

-Por condensación

tenemos

-Por fugas de vapor

-Por ampliación

w

w·

10%

10%

10%

w

w

w

0.3 w'

+

W

Eeq

826.90 lb/Hr

826.90 lb/Hr x 1.179

Eeq

974.92 lb/Hr

La potencia será: BHP

Eeq 34.5

28.26

caballos de caldera.

Entrando a catálogo BABCOCK STEAMPAC, Anexo A-3, se obtiene caldera número 30- 2/3 lb/pu1 2

con 30BHP, mayor que 28.26 BHP mayor que 100 lb/pu1 2 .

con presión de trabajo de 125

193

Sistema de distribución de Agua Caliente Ejemplo

0

Enunciado:

Hotel de 8 pisos, con planta baja por medio del sistema hidroneumático, discriminado como se observa en las gráficas de corte, planta y perspectiva. Fi g.

35,

36 Y

37.

con temperaturas:

tsalida

tmax

tretorno t ambiente

24°C

(salida del depósito intermediario)

RED DE DISTRIBUCION

EN

-~--

v EXPANSION---Q _ _

Fig.

CORTE ___

A 18.00

UN I ON

16.00

A 1_

~

23.00

oQ!)

ore IONAL-A

C\I

*

pe o

BOS

C!1

C\I

P7

o

C!1

C\I

P6

o

C!1

o

C\I

P5 BOS

«

o

:lE

C\I

Z

~

C!1

...J

P4

o

U

o

~

C\I

P3

B03

oQ!) C\I

P2. B02

BD2

oQ!) N

VIENE

DEL

PI

H IDRONEUMATICO

BOl

o

Q!)

--....,¡¡¡•.__

L -_ _-..i ............

CALDERA SERPENTIN

*

I ~~~*4 sOP~ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ~:~B_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

-----

-----

RE TORNO (corfa)

1:

N

6 BOPB

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ SOPB

-----

:t

195

Dorm. {Icama

D orm. (2camai matri.)

Bario aux.

® 2'

Suites

cJ

ca

eA

0

2 2.50

ce

*

ce 1.05

1.20 2.50

cJ

®

2.80

3'

CUARTO ASEO

Baño Hombro.

lav.

F.C F.C

CA

F.C 2.80

~

CC

3.50

lavo 1.0!5

L.MO

i

*

1.40

1.80

L.M 3

Baño Domos

Lav.

t

20 O

LMO 3'

eD

DISTRIBUCION

RED DE

EN

PERSPECTIVA

./

I

I I 1"

1

~

1"

OPCIONAL

~NION

SOS 1 1"

6 1"

5 1"

V EXPANSION

0/// 1/

/

4 1"

3

e

1"

«

2

~

1"

z

1

::::>

...J

o

u

I «

-.. «

/'

ID

/

/ //

« z

~

::::>

sePa//

2 1"

/

...J

u

v If:Nf:

DE UNA CALDERA DEL H.IDRONEUMATICO

DEPOSITO

DE

AG U A

CALI ENTE

A ,,1 "

\,~ ..... '"

...... ,..-, 2 ;

DE LA CALDERA _ (VAPOR) CALDERA

/

2

~

I

_ .,/

SAPB . . . . . . . / /

~............. RETORNO AL DEPOSITO

/

//

2"

.... " ' Y ! , . , /

,/

........... /

A LA

/

CIRCULA VAPOR DE AGUA

/ /

./"

/

/

/

/

~

6

/

/0

1"

/1I'!l~,/

/o'{"'~

!tPB/~ ~ 1. CALENTADO POR SERPENTlN

~

/

'1.

jp

0.0163 < jp

23 x 1.1

25.3 mt.

228

0

Escogiendo como diámetro

Tramo 2 (6-4):

~jL

1"

=

0.0163 x 25.3

J p = 42.818 - 42.786 = 0.052 mt

16x1.1= 17.6 mt 0.052 17.6

0.0030 con q = 0.2874 1t/seg

tomando como diámetros:

o

3/4" ---- j

0.0931

>

jp

o

= 1"

.... j

0.0281

>

jp

o

= 1 1/2"-.-j

= 0.0026


ha

=

43.24 BTu/lb

= 1.179

en este caso tenemos:

Wx fe

E eq

= 1187.2 BTu/1b

75.2°F

=

y 20.

=

w

+ %

w'

10% w'

w

+ 15%

w+

1993.25

=

10% w 1b/Hr

1993.25 x 1.179 = 2350.041b/Hr

Ahora: BHP = ~ 34.5 Entrando a catálogo ro 70 - ~2 con pu1 2

= 68.12

c.aba11os de caldera

BABCOCK STEAMPAC, Anexo A-3, se obtiene caldera

70 BHP, mayor que 68.12 BHP.

mayor que 100 1b/pu1 2.

núm~

Presión de trabajo 125 1b/

244 Sistema de distribución de Agua Caliente

Ejemplo

~

Enunciado

Hotel de 6 pisos, con planta baja y sótano, por medio del sistema Hidroneumático, discriminado como se observa en las gráficas de corte, planta y perspectiva.

Figuras:

44,

45, 46 Y 47.

Con temperaturas:

tsalida

tretorno

=

tmax

= 80°C (salida del depósito intermediario)

RED DE DISTRIBUCION EN PERSPECTIVA

ANILLO D

./ ,/

U~JION

OPCIONAL

,/

/' ,/

V EXPAtlSION ____ __

l////

./

/' ./

I 6 3.10 ,/

5

,/

3.10

6

3.10

*'5

4

,/ ,/

,/

Bd e,..-/

J,

**

3

Bd s

3.10

2 3.101

1

3.10

VIENE DEL HIDRO NEUMA TICO-- ---.

Longitud = mt CALDERA

/'

246

DISTRIBUCION

EN

CORTE

Fig.

ANillO

ANillO

(b)

@

ANillO

ANilLO

@

@

- 6

- 5

- 4

-

3

-

2

- 2

2

I

r I

- r-3

2

- 5

-

r-

- 1-

PB

PB

4

- t-4

3

-t-PB

RED DE DISTRIBUCION PLANTA TIPO

Fi O.

®

SUBIENTE

a

b

SUBIENTE

b BAJANTE

d

2 SUBIENTE

1

2.20

3.50

b

v

e

d

201óvüo

2elbolbV0

2 1 3

3

800 00°88 1.50

s

Fig.

PLANTA BA"A

RED DE DISTRIBUCION

1.50

1'·'0

pB)

Sd pB

SdpB

BA R

dpB

BAJANTE

d

e

b

el

BdpB

100

BdpB 1.00

1.00 1

2.00

2

2

1

O

2

O

FRG. PANTRY LVP. MEC. LAVAMOPAS

2.00

BATEA

3.80

3

3.~O

2

1

~

O 3.50

:5

LAV. MEC.

ASEO

3

3

N

..¡:::.

LAVADOS, COCINA

BAÑOS PERSONAL

BAÑOS JEFE

00

249

CALCULO DE GASTOS DE AGUA CALIENTE SEGUN TABLAS 1, 2 Y 3.

ANILLOD-

UNIDADES DE GASTOS

PIEZA S TRAMO TANQU E

Bd s

1

-

2

1

1

- BdPB

BdpB - Bdl 1

-

Bd \

VALVUL A

TRANSI TO

TOTAL

-

-

-

- BdPB -

3

TABLA N2 80

GAS TOS

CALCULO

GASTOS

lta./Mg .

-

-

W.C. L. M.

0.75 0.75

0.75

0,20

0.75

0.75

0.20

-

-

1.50

0.20

-

-

1.50

0.20

2.25

2.25

0.20

0.75

W.C. L. M.

Ducha W.C. L.M.

1.50 0.75

- Bd2

-

-

3.75

0.25

Bd2

- Bd3

-

-

6.00

0.42

Bd3

- Bd4

-

-

8.25

0.50

Bd4

- Bd5

-

-

10.50

0.58

Bdl

250

CALCULO

S PIEZA S

TRAMO ~

Bd6 1

-

Bd6

-

-

Sd6

-

- Sd

..........

TABLA N2 81

UNIDADES DE GASTOS

1..=

TOTAL

GASTOS Ih./~.

-

12.75

0.66

-

15.00

0 . 73

3.00

0.20

Ducha Ducha Telf. W.C.

1.50 0.75

L.M.

0.75 3.00

-

Sd6

- Sd5

-

-

18.00

0.83

Sd5

-

Sd4

-

-

21.00

0.93

Sd4

-

Sd3

-

-

24.00

1.04

Sd3

-

Sd2

-

-

27.00

1 15

Sd2

-

Sdl

-

-

30.00

1.26

Sdl

- SdPB

-

-

33.00

1.34

2.25

0.20

3

-

1

Ducha W.C.

1.50

L.M.

0.75 2.25

-

251

G S

CALCULO

"A,BLA Ni 82

S UNIDADES DE GASTOS

PIEZAS

GASTOS

TRAMO TANQUE

-

2

1

Ducha W.C. L.M.

VAUlULA

TRANSITO

TOTAL

I*,./$eg.

1.50

0.75 2.25

2.25

0.20

-

-

4.50

0.32

SdPB - Sd s

-

-

37.5

1 .45

Sd s -

D

-

-

37.5

1 .45

C

-

-

37.5

1.45

-

-

1

D

- SdPB

-

ANILLO C Bd s

- BdPB -

3

2

1

-

1

1

- BdPB

Ducha W.C. L.M.

Ducha W.C. L.M.

-

1 .50

0.75 2.25

2.25

0.20

2.25 4.50

0.20 0.32

1.50

0.75 2.25

-

252

TABLA N2 83

GASTOS

CALCULO

UNIDADES DE GASTOS

PIEZAS

GASTOS

TRAMO TANQUE

VAUlULA

TRANSITO

BdPB

- Bdl

-

1

- Bdl

Ducha W.C.

1

L.M.

0.75 2.25

-

TOTAL

I b./sag.

450

n

2.25

0.20

~?

50

-

Bdl

- Bd2

-

-

6.75

0.45

Bd2

- Bd3

-

-

9.00

O 53

Bd3

- Bd4

-

-

11 .25

0.61

Bd4

- Bd5

-

-

13.50

0.68

Bd5

- Bd6

-

-

15.75

0.75

Bd6

- Sd6

-

-

18.00

0.83

1

- Sd

Ducha Ducha te1f.

-

~.C.

L.M.

Sd~

- Sd5

I

1.50 0.75

-

0.75 3.00

3.00

0.20

-

21.00

0.93

253

TABLA N2 84

GASTOS

CALCULO

UNIDADES' DE GASTOS

PIEZAS

GASTOS

TRAMO TANQUE

VALVULA

TRANSITO

TOTAL

lb./seg.

Sd5

- Sd4

-

-

24.00

1 04

Sd4

- Sd3

-

-

27.00

1 . 15

Sd3

- Sd2

-

-

30.00

1 26

Sd?_ - Sdl

-

-

33.00

1 .34

Sd1

-

-

36.00

1 .42

2.25

0.20

2.25

0.20

3

2

1

- SdPB -

-

1

1

- SdPB

SdPB - Sd. s Sds

- C

Ducha W.C. L.M.

Ducha W.C. L.M.

1 .50 -

0,75 2.25 1 .50 -

0.75 2.25

-

-

4.50

0.32

-

-

40.5

1 .54

-

-

40.50

1 .54

254

TABLA N2 85

GASTOS

CALCULO PIEZAS

UNIDADES DE GASTOS

G.4.STOS

TRAMO TANQUE

e

-

b

-

VALVULA

TRANSITO

TOTAL

-

78

-

-

Its./séQ.

2.38

ANILLO B BdS 3

2

- BdPB

- 1

-

1

Lav. Mecán. Lav. Mecán. Batea

Lav. Platos Frege Pantry Freg. Pantry

3 3 2 8.00

8.00

0.49

3 2 2 7.00

7.00

0.46

1

- BdpB

-

-

15.00

0.73

BdpB

- Bd1

-

-

15.00

0.73

Bd1

- Bd2

-

-

17.25

0.80

Bd2

- Bd3

-

-

19.50

0.88

Bd3

- Bd4

-

-

21.75

.

0.95

Bd4

- Bd5

-

-

24.00

1 .04

255

PIEZAS TRAMO

1

TABLA N286

S OS

CALCULO ...

i

VALVULA

UNIDADES DE GASTOS TRANSITO

GASTOS

TOTAL

l*s./sao·

Bd5

- Bd6

-

-

26.25

1 . 12

Bd6

- Sd6

-

-

28.50

1 .21

Sd6

- Sd5

-

-

31.50

1 .30

Sd5

- Sd4

-

-

34.50

1.38

Sd4

- Sd3

-

-

37.50

1 .45

Sd3

- Sd2

-

-

40.50

1.54

Sd2

- Sdl

-

-

43.50

1.62

-

-

46.50

1.70

Urinario W.C. W.C. L.M.

-

0.75

0.20

0.75

0.20

Sd 1 - SdPB 3

2

-

-

1

1

-

0.75 0.75

W.C.

-

l M.

0.75 0.75

256

CALCULO

TABLA N2 87

GASTOS PIEZAS

UNIDADES DE GASTOS

GASTOS

TRAMO TANQU E

VAUlULA

TRANSITO

TOTAL

Ih./sag.

SdPB

-

-

1 .50

0.20

SdPB -

SdS

-

-

48.00

1.74

SdS -

b

-

-

48.00

1.74

- a

-

-

126.00

3.23

-

-

1 -

b

BdS - BdPB 3

2

1

- 1

-

1.50

0.20

1.50 1 .50 3.00

3.00

0.20

-

-

4.50

0.32

-

-

4.50

0.32

2.25

0.20

Lavamopas Lavamopas

BdPB

BdpB - Bdl 3

1 .50 1 .50

Lavamopa

- 1

-

ANILLO A -

1

Ducha W.C. L.M.

1.50

0.75 2.25

257

CALCULO

G S PIEZA S

TRAMO M 1"\ 1I

-

2 -

1 -

1

C'

Lavamopas

'A,BLA N288

S UNIDAD ES DE GASTOS

....... ".... 10

1.50 1.50

GASTOS

TOTAL

Its./seg .

1 .50

0.20

Bd

-

-

3.75

0.25

Bdl

- Bd2

-

-

8.25

0.50

Bd2

- Bd3

-

-

12.00

0.63

Bd3

- Bd4

-

-

15.75

0.75

Bd4 - Bd5

-

-

19050

0.88

Bd5

- Bd6

-

-

23.25

1 .01

Bd6

- Sd6

-

-

27.00

1 . 15

0.75 3.00

3.00

0.20

1 - Sd

Ducha Ducha Te1f. W.C. LoMo

1 .50 0.75 -

Sd6

- Sd5

-

-

30.00

1.26

Sd5

- Sd4

-

-

33000

1 .34

258

TABLA N2 89

GASTOS

CALCULO

UNIDADES DE GASTOS

PIEZAS TRAMO TANQUE

VALVULA

TRANSITO

TOTAL

GASTOS

Us./seg.

a Sd4 - Sd3

-

-

36.00

1 4?

Sd3 - Sd?

-

-

39.00

1 .49

Sd2 - Sdl

-

-

42 00

1.58

Sdl - SdPB

-

-

45.00

1066

1 .50

O 20

1 .50

0.20

3

-

1

-

WoC. WoC.

-

Urinario

-

L. M. LoM.

0.75 0.75 1 .50

2

-

-

W.C. L.M. L.M.

1

0.75 0.75 1 .50

SdPB

-

-

3.00

0.20

SdPB

- SdS

-

-

48.00

1 . 74

Sd s

-

-

-

48.00

1 . 74

1 -

a

259

TABLA N2 90

GASTOS

CALCULO PIEZAS

UNIDADES DE GASTOS

GASTOS

TRAMO TANQUE

a

-

-,_......

Tanque

-

VALVULA

TRANSITO

-

TOTAL

174.00

I ta./~6Q.

3.84

260

Determinación de la presión minima (P2), presión máxima (Pl), y volumen total del tanque hidroneumático (VT).

El punto crítico está en el punto 1 en el piso 6, del bajante y anillo D.

Se procederá a determinar la sumatoria de las pérdidas tramo a tramo, a tra vés del subiente, el ramal horizontal y del camino crítico de la red de dis tribución, desde la salida del hidroneumático hasta el punto crítico antes señalado, según tablas

5 y

6, Y para escoger los diámetros, se tomó el

2° superior al mínimo que cumpla con la velocidad.

CALCULO

.

TRAMO

L+

DIAMETROS, %

L

Q

fJ"

mts.

Its/seg

3.3 11 . O 11 . O 11.0

3.84 3.23 2.38 1.45

2~

d -Sd$ Sd s -SdPB

1 .65 3.41

1 .45 1 .45

1~

SdPB-Sd1 Sdl -Sd2 Sd2 -Sd3 Sd3 -Sd4 Sd4 -Sd5 Sd5 -Sd6 Sd6 - Bd 6 Bd6 -' 1

3.41 3.41 3.41 3.41 3.41 3.41 8.80 3.08

T - a a - b b

e

- e - d

CARGAS, J

E(JL)

CPz ARRIBA

CPz ABAJO

COTA DE PISO

CARGA

M/seg.

m/m

mts .

mts.

mts.

mts.

mts.

0.047 0.035 0.020 0.069

0.154 0.381 0.224 0.756

1~

1.275 1.275

0.069 0.069

1.34 1~ 1.26 1~ 1 . 15 1~ 1.04 1~ 0.93 1~ 0.83 1~ 0.73 11-4 0.20 3/4

1.176 1 .104 1 .008 0.914 0.817 0.727 0.919 0.700

0.059 0.051 0.043 0.037 0.029 0.022 0.038 0.045

O. 113 0.234 0.201 0.174 O. 145 0.126 0.100 0.075 0.334 0.139

2~ 1~

NE. 91

VELOCIDAD

1.209 1 .019 0.752 1.275

2~

TABLA

VELOCIDADES.

¿

=

3.156

262

Cálculo

de P2

H+

P2

¿

j Lsub

+ L jL pc

+ Carga + F. S.

H = 21.7 mt

= 3.5

F.S. Carga

¿jLsub

P2

mt

= 3.5 mt

(Según Tabla

= 3.156

+ ¿jL pc

4 ).

mts.

21 .7 + 3. 156 + 3.5 + 3.5

P2

=

31.856 mt

A continuación tablas de diámetros, cargas y velocidades, utilizando los diámetros anteriores y calculando las cotas piezometricas y cargas, según tabl as

5 y

6.

DIAMETROS,

CALCULO

.

L+ °/0 L mts.

T- a Anillo A

3.3

-Sd s Sds -SdPB SdPB-Sdl Sdl -Sd2 Sd2 -Sd3 Sd3 -Sd4 Sd4 -Sd5 Sd5 -Sd6 Sd6 - Bd 6 Bd6 - Bd 5 Bd5 -Bd4 Bd4 - Bd 3 Bd3 - Bd 2 Bd2 - Bd 1 Bd1 -BdPB BdpB-Bd s Bd s - 1

1.65 3.41 3.41

TRAMO

a

a

- b

3.41 3.41 3.41 3.41 3.41 8.80 3.41 3.41 3.41 3.41 3.41 3.41 3.41 1 .10 11.00

CARGAS,

CPz ABAJO

COTA DE PISO

CARGA

mis.

mis.

mts .

0.154

31.856

31.702

O

31.702

0.034

0.055

3~.702

0.034 0.032 0.029 0.026 0.023 0.059 0.051 0.043 0.036 0.026 0-,,019_ 0.119 0.075 0.034

O 116

31

O 3. 1 6.2 9.3 12.4 1.5.5 18.6 21 .7 21.7

31.647 28.431 25.224 22.024 18.837 15.659 12.358 9.084 8.710 11.689

O 116

30.139 29.733 29.477

O 034

o

11 h

29 3fil

0.034 0.035

0.037 0.381

29.245 31.702

31.647 31 .531 31.424 31.324 31.237 31 • 159 30.958 30.784 30.410 30.289 30.202 30.139 29.733 29.477 29.361 29 ?4~ 29.208 31.321

m/m

3.84 12~

1.209

O.04Z

1.74 2 1.74 2 1.66 2 1.58 2 1.49 2 1.42 2 1._34 1~ 1.26 1~ 1 . 15 1~ 1 .01 1~ 0.88 1~ 0.75 l~ 0.63 1 0.50 1 0.32 1 0.32 1 0.32 1 3.23 2!

0.860 0.860 0.820

11

{I

Ih/seg

0.780 0.735 0.700 1 . 176 1.104 1.008 0.889 0.772 0.655 1.240 0.990 0.630 0.630 0.630 1.019

N.!! 92

CPz ARRIBA

J

VELOCIDAD M/seg.

Q

TABLA

VELOCIDADES.

E(JU mh.

0.107 0.100 0.087 0.078 0.201 0.174 0.374 O. 121 0.087 O 063 0.406 0.256

mis.

647 31 .531 31.424 31.324 31.237 31 • 159 30.958 30.784 30.410 30 289 30 ?O?

18.6 15.5 12.4 9.3 6.2 3. 1 O O O

14.702 17.739 20.433 23.277 26.261 29.245 29.208 31.321

DIAMETROS,

CALCULO

.

TRAMO

l+

%

mts.

l

te

Q

rJ

Its/Mg

CARGAS,

TABLA

VELOCIDADES.

VELOCIDAD

J

E(JU

CP ARRIBA

CPz ABAJO

M/seg.

m/m

mh.

mtl.

mts.

z

COTA DE PISO mts.

No!. 93 CARGA mts .

,

Anillo b b - Sd s Sds -SdpB SdpB-Sd1 Sd1 -Sd2 Sd2 -Sd3 Sd3 -Sd4 Sd4 -Sd; Sd5 -Sd6 Sd6 - Bd 6 Bd6 -Bd5 Bd5 - Bd 4 Bd4 -Bd3 Bd3 - Bd 2 Bd2 -Bdl Bdl -BdPB BdPB-Bd s Bd s - 2 b - e Anillo e e - Sd s

1 ~ 65 3.41 3.41 3.41 3.41 3.41 3.41 3.41 8.80 3.41 3.41 3.41 3.41 3.41 3.41 3.41 1 .10 11.00 1.65

2

1.74 1.74 1.70 1.62 1.54 1.45 1.38 1.30 1 .21 1.12 1.04 0.95

2 2 2 2 2 1~ 1~

1~

0.860 0.860 0.840 0.800 0.760 0.715 1.212 1 . 140 1.059 0.982 0.914 0.835 0.772

0.034 0.034 0.033 0.031 0.028 0.024 0.063 0.055 0.046 0.041 0.037 0.031

O 055 0.114 0.111 0.104 0.094 0.082 0.215 0.188

0.88 1~ 0.80 1~ 9.73 1~ 0.73 1~ 0.73 1~ 2.38 2~

0.700 0.637 0.637 0.637 0.752

0.018 0.018 0.018 0.020

0.405 0.140 0.126 0.106 0.087 0.068 0.061 0.061 0.020 0.224

1.54

0.760

0.028

0.046

1~ 1~

1~

2

0.026 0.020

O 3. 1 6.2 9.3 12.4 15.5 18.6 21 .7 21 .7 18.6 15.5 12.4 9.3 6.2 3. 1

31 266 28.052 24.841

31 3?1

~l

31.266 31 • 152 31.041 30.937 30.843 30.761 30.546 30.358 29.953 29.813 29.687 29.581 29.494 29.426 29.365 29.304 31.321

31 • 152 31 .041 30.937 30.843 30.761 30.546 30.358

29.284 31.097

O O

21.637 18.443 15.261 11.946 8.658 8.253 11 .213 14. 187 17. 181 20.194 23.226 26.265 29.304 29.284 31.097

31.097

31 .051

O

31.051

?f\f\

29.953 29.813 29.687 29.581 29.494 29.426 29.365 29.304

O

CALCULO

DIAMETROS l

CARGAS.

TABLA

VELOCIDADEa

N.!. 94

\'

.

TRAMO

Sd s - SdPB SdPB- Sd1 Sd1 -Sd2 Sd2 -Sd3 Sd3 -Sd4 Sd4 -Sd5 Sd5 -Sd6 Sd6 - Bd 6 Bd6 - Bd 5 Bd5 -B d4 Bd4 - Bd 3 Bd3 - Bd 2 Bd2 - Bd 1 Bdl -BdpB BdPB-Bds Bd s - 3 e - d Anillo d d -Sd s Sd s -SdPB SdPB-Sdl Sdl -Sd2 Sd2 -Sd3 Sd3 -Sd4

L+ O/o L mts .

Q Ih~

u

{I

3.41 3.41 3.41 3.41 3.41 3.41 3.41 8.80 3.41 3.41 3.41 3.41 3.41 3.41 3.41 1 .10 11.00

1.54 2 2 1.42 1.34 1! 1.26 1~ 1.15 1~ 1.04 1~ 0.93 1~ 0.83 1~ 0.75 1~ 0.68 1 0.61 1 0.53 1 0.45 1 0.32 1 0.32 1 0.32 1 1.45 1~

1 .65 3.4l 3.41 3.41 3.41 3.41

1.45 1~ 1.45 1~ 1 .34 1~ 1.26 12 1.15 1~ 1.04 1~

VELOCIDAD M/seg.

0.760 0.700 1 . 176 1 .104 1.008

J

E(JU

m/m

mt5.

0.914 0.817 0.727 0.655 1.340 1.200 1.047 0.890 0.630 0.630 0.630 1.275

0.028 0.023 0.059 0.051 0.043 0.037 0.029 0.022 0.019 0.134 O. 113 0.086 0.063 0.034 0.034 0.034 0.069

0.094 0.078 0#201 0.174 0.145 0.126 0.100 0.194 0.063 0.457 0.385 0.292 0.213 0.116 O. 116 0.037 0.756

1.275 1 .275 1.176 1.104 1.008

0.069 0.069 0.059 0.051 0.043

o. 113

0.914

0.037

CPz ARRIBA

mt5.

31 .051 30.957 30.879 30.678 30.5Q4 30.359 30.233 30.133 29.939 29.876 29.419 29.034

CPz ABAJO

COTA DE PISO

CARGA

mts.

mh.

mts.

28.742 28.529 28.413 28.297 31.097

30.957 30.879 30.678 30.504 30.359 30.233 30.133 29.939 29.876 29.419 29.034 28.742 28.529 28.413 28.297 28.260 30.341

0.234 0."201 0.174 0.145

30.34J 30.228 29.994 29.793 29.619

30.228 29.994 29.793 29.619 29.474

O 3. 1 6.2 9.3 12.4

30.228 26.894 23.593 20.319 17.074

0.126

29.474

29.348

15.5

13.846

3. 1 6.2 9.3 12.4 15.5 18.6

27.857 24.679 21.378 18.104 14.859 11.633

21 .7 21.7 18.6 15.5 12.4 9.3 6.2 3. 1 O O O

8.433 8.239 11.276 13.919 16.634 19.442 22.329 25.313 28.297 28.260 30.341

DIAMETROS,

CALCULO

.

TRAMO

Sd4 - Sd5 Sd5 - Sd6 Sd6 - Bd6 Bd6 - 1 Bd6 - Bd5 Bd5 - Bd4 Bd4 - Bd3 Bd3 - Bd2 Bd2 - Bdl Bd1 -Bat>B BdPB-Bd s . Bd s - 4

L+

l

%

Q

Its/seg

mU.

11

(f

3.41 3.41 8.80 3.08

0.93 0.83 0.73 0.20

1~

3.41 3.41 3.41 3.41 3.41 3.41 3.41 1 .10

0.66 0.58 0.50 0.42 0.25 0.20 0.20 0.20

1 1 1 1 3A 3/4 3/4

NOTA:

1~

1~ 3/~

3/4

VELOCIDAD

M/seg.

0.817 0.727 0.919 0.700 1.300 1 . 142 0.990 0.810 0.880 0.700 0.700 0.700

CARGAS, J m/m

0.029 0.022 0.038 0.045 0.128 0.103 0.075 0.055 0.073 0.045 0.045 0.045

TABLA

VELOCIDADES.

E(JL.)

CP ARRIBA

mts.

mts.

0.100 0.075 0.334 0.139 0.436 0.351 0.256 0.188 0.247 0.153 0.153 0.050

z

ep¡ ABAJO mts.

29.348 29.248 29.173 28.839 28.839 28.403 28.052 27.796 27.608 27.361 27.208 27.055

Los di&metros restantes se calcular&n con la misma metodol.ogia.

29.248 29.173 28.839 28.700 28.403 28.052 27.796 27.608 27.361 27.208 27.055 27~005

COTA DE PISO mis.

18.6 21 .7 21.7 21 .7 18.6 15.5 12.4 9.3 6.2 3. 1 O O

N~

95 CARGA mts .

10.648 7.473 7.139 7.000 9.803 12.552 15.396 18.308 21 . 161 24.108 27.055 27.005

DIAMETROS DE LA RED DE

PERSPECTIVA

DISTRIBUCION

Fig.

EN

@ 5

'1/2"

2 3/4

'1/2"

5 4

tU

3::;..

q4

= 0.12901t/seg

0.3023 1t/seg

LP

= P5 + P6 + P7 = 9002.329 Kca1/H

;>

q6

= 0.12531t/seg

281

q7

= 0.177 01t/s eg

Cálculo de óH y Determinación de Cpz de Convección

H

altur a de la columna ascendente

en nuestro caso H = 21.7 mt (2 peso del agua en la columna descendente a la temp. .,

en la tabla

peso del agua en la columna

9

as~endente

a la temp.

t2 t,

obtengo:

(1

= 0.9733 Kg/lt

f2

= 0.9788 Kg/1t óH = 21.7 x (0.9788 - 0.9733) óH = 0.1194 mt

Con óH, calculamos la cota piezométrica del punto T: P2

= 31.856 rnt

CpzT = 31.975 rnt caudales de A continuación tabla s de carga s, velocidad y diámetros con los convección de cada ramal, según tabla

15.

CALCULO

-Sd~ -Bd~

bd~

- 1

a

-

b

b - Sd~ Sd~ - 2 b -

e

N~

99

J

E(JU

CP ARRIBA z mh.

CPz ABAJO

COTA DE PISO

CARGA

mh.

mts.

mh.

mt5.

001?

31.975

31.9718

O

31.9718

31.9673

0.0063

0.0191 0.0929

31.9718 31.9673 31.9482

3l.9482 31.8553

15.5 12.4 O

16.4673 19.5482 31 ..8553

O. 119

0.0006

0.0066

31.9718

31.9652

O

31.9652

0.061 0.098

0.0003 0.0009

0.0056 0.0365

31.9652 31.9596

31.9596 31.9231

15.5

40.59

0.1290 2 0.1290 13

O

16.4596 31.9231

11 . O

0.3023

2~

0.083

0.0003

0.0033

31.9652

31.9619

O

31.9619

0.059

0.0003

0.0025

0.095

0.0008

0.0234

31.9594 31.9360 31.7851

6.2 18.6 O

25.7594 13.3360 31.7851

31.8939 31.7179 31.2103

21 .7 9.3 O

10.1939 22.4179 31.2103

Q

VELOCIDAD M/seg.

23

O 11:)1

n nrll n

O

0.055 0.089 0.222

0.0002 0.0007

0.0045

25.85 14.74

0.1177 2 0.1177 1~ 0.1177 1

11

0.4313

2~

18.7

3 3 J

a Sd~

TABLA

VELOCIDADES.

r;I

mts .

T- a

re

CARGAS,

m/m

L+ ~i'O

.

TRAMO

DIAMETROS,

18.7

8.47

L

Its/seCJ

O 549

e - Sdy Sdy -Bd~

29.26

0.1253 2 0.1253 1~

Bd~ - 3

21.56

0.1253 1

0.236

0.0070

0.1509

31.9619 31.9594 31.9360

e -BdR Bd~ -Bd2 Bd? - 4

45.32 13.64

0.1770 1~ 0.1770 1 0.1770 3/4

O. 134 0.333

0.0015 0.0129 0.0448

0.0680 O. 1760 0.5076

31.9619 31.8939 31.7179

11.33

0.563

N

o:> N

RA LOS DIFERENTES PERDIDAS DE CARGAS PA FiV. GASTOS DE CONVECCION

@

N

CO W

284

Altur as estát icas de bombeo Según tabla 99

y la figur a 61 se obtien e:

Tramo 1 :

(del punto 4 al punto 3)

31.7851 - 31.2103

=

0.5748 mt

Tramo 2:

(del punto 3 al punto 2)

31.9619 - 31.7851

=

0.1768 mt

Tramo 4:

(del punto

31.975 - 31.8553

al tanque)

El tramo (2-1 ) traba ja por gravedad y no

se

1::

incluy ó.

Nota: Tomaremos

"2

+

~H

0.1197 mt =

0.8713 mt

para cal cu1 ar 1a altura estát i ca correspondi ente

al tramo 1 al tanque, por consi derar la más desfa vorab le, ya que debería tomarse solo P2, puesto que la presió n a vencer de regres o al tan que sería P2' Cálculo de las pérdid as (según tabla 15 ). Para la escogencia de los diámetros de recirc ulaci ón es conveniente visua1~ zar los diámetros obtenidos para la red de distri bució n, figura 48. Tramo 1 (4 - 3):

jp

con

Jp =

31.7851 - 31.2103

LT

10 x 1.1

=~ LT q

=

=

0.5748 11

0.5748 mt

11 rnt 0.0523

=

O. 1770 1t/seg

tomando como diámetro 0 j

=

xL

=

3/4 11

0.0448 x 11

;>

?

j

=

0.0448 < jp

jL

=

0.4928 mt

285

Tramo 2 (3 - 2):

= 10

LT

con

q

= 11 mt

x 1.1

0.1768 11

Jp

.

Jp = LT =

= 0.1768 mt

- 31.7851

31.9619

Jp

= 0.0161

= 0.3023 1t/se g.

tomando como diámetros:

o

= 1

o

=

11

---1---- j

1~II

----

j

= 0.0329

>

0.0038




escogiendo como diámetro 0 = 1

11

j x

Tramo 3 (2 - 1):

jp

j

x L

0.3619 mt

L

en este tramo no haya l tura estát i ca a vencer, pero pérdi da. 31.8553 = 0.1066 mt

Jp

31.9619

-

LT

10 x 1.1

= 11 mts.

0.1066 11

=

0.0097

q = 0.4313 1t/se g

con

tomando como diámetros:

o

0.0329 x 11

= 1

11 .... - -

j

= 0.0613

>

jp

si

286

o

1~"

=

;>

escogiendo como diámetro 0 = 111

x L

j

= 0.0070

j

~

j x

>

jp

L = 0.0613 x 11

0.6743 mt

Tramo 4 (1 al tanque):

= 31.975 - 31.8553 = 0.1197 mt

Jp

L = (5.50 - 1) + (0.5 + 0.5 + 1) + 3 = 9.50 mt

= 9.50

LT

x 1.1

10.45 rnt

tomando como diámetros:

0 = 1 0 =

11

1~1I

... j = 0.0934

>

jp

..


j x L = 0.0934 x 10.45

L = 0.9760 mt

Pero existe una segunda alternativa con respecto a los diámetros: tramo 1 :

0 = 3/4

tramo 2:

0 =

1"

tramo 3:

0 =

1~"

tramo 4:

0

1~1I

11

.. ..

jL = 0.4928 mt jL = 0.3619 mt

...

jL = 0.0070 x 11 = 0.077 mt

.

jL = 0.00107 x 10.45 = 0.1118 mt

287

ció n Cálculo de la bomba de rec irc ula HB

EH +

=

rjL + 3.50

0.8713 mt EH = 0.5748 + 0.1768 + 0.1197 = dos: con los primeros diámetros escogi EjL

0.4928 + 0.3619 + 0.6743 + 0.9760

=

HB

HB 1

WB W m

= 0.8713

1

=

6.876 rnt

=

HB x QB 45

=

+

=

2.505 mt

2.505 + 3.50

QB = 0.549 lt/s eg

con

> Wrn1

Wa x 1.44

= 0.121 H.p

con los segundos diámetros:

= 0.4928

EJL

HB2

=

HB2

+

mt 0.3619 + 0.077 + 0.1118 = 1.0435

0.8713 + 1.0435 + 3.50

5.415 mt

WB

=

HB x QB 45

W m

=

Ws x 1.44

con

;> ;>

QB WB

2

Wm2

=

=

0.549 1t/ seg

0.066 HP

0.095 HP

288

CASO 2: CALCULO DEL GASTO DE CONVECCION TABLA N° 100

Tramo

K

llt e.

L

2~

0.540

49

23

608.580

2

0.460

49

17

383. 180

Sd~ - Bd~

1~

0.380

49

23.5

437.570

Bd3A -

1

1

0.300

49

13.4

196.980

b -

Sd 4B

2

0.460

49

17

383.180

2

1~

0.380

49

36.9

687.078

T a

Sd~

0 C

- Sd~

-

K x II te x L

C

- Sd C 1

2

0.460

49

7.7

173.558

Sdy

- Bd~

1~

0.380

49

26.6

495.292

1

0.300

49

19.6

288.120

1~

0.380

49

41.2

767. 144

1

0.300

49

12.4

182.280

3/4

0.260

49

10.3

131.222

Bd~ C

3

- Bdg

Bdg -

Bd~

Bd~ -

4

¿

= 4734.184 Kcal/Hr

El coeficiente K de transmisión de calor es con revestimiento de 85% de nesio en Kcal/Hr.mt. o C.

Ma~

Haciendo abstracción del material del tubo, según

tabla 13. 4734.184 9.42

= 502.567 lt/Hr

0.13961t/seg

289

0.139 61t/s eg

gasto de convección Repar tición del gasto de convección

se efectu aLa repar tición del gasto de convección en los distin tos ramales itamos obte rá según el crite rio expuesto en la página 12. Para ello neces la sumat~ ner las pérdidas de calor en cada ramal de tuber ía, por supue sto, anter iorida d. ria de todas ellas debe ser igual a la sumatoria obten ida con

ados enla red. Donde los subín dices son corre spond ientes a los cauda les mostr Según Fig. 52.

Calculando para cada caudal su respe ctivo

¿~te

x K x L, tendremos:

Pérdida corre spond iente al ramal 1 ~te

para toda la red es igual a 49°C.

recub ri El K es el coefi cient e de transm isión de calor para tubo con miento de Magnesio al 85%. K = 0.540

L

=

3 mt

0.540 x 3 x 49 = 79.380 79.380 Kcal/Hr

SENALAMIENTO DE GASTOS DE

CONVECCION

y

PERDIDAS DE CALOR POR RAMALES EN PERSPECTIVA

fll.

@

N

~

O

291

por donde cir cul a q2 Pérdida cor res pon die nte al ramal 17 mt

o

==

2"

K

==

0.460

L

o

1~"

K

==

0.380

L

==

23.5 mt

==

o

0.300

L

==

13. 4 mt

==

K

x 13.4) 49 (0.46 x 17 + 0.38 x 23.5 + 0.3

= 1017.730 Kca1/Hr

~ KxLx~te)2

por donde cir cul a q3 Pérdida cor res pon die nte al ramal L

K = 0.540 (¿~texKxL)3

(EK

0.54 x 10 x 49

==

~te

L)3

==

10 mt

==

264.600

264.600 Kca1/Hr

==

por donde cir cul a q4 Pérdida cor res pon die nte al ramal

o

211

K

==

0.460

L

==

==

17 mt

o

== 1~1I

K

==

0.380

L

==

36.9 rnt

[0.460x17 + 0.38 x 36. 9] x 49 (¿K~tex

L)4

==

1070.258 Kca1/Hr

1070.258

292 Pérdida corre spond iente al ramal por donde circu la q5

o (¿~

=

2~"

t e xKxL)5

K = 0.540

L = 10 mt

= 264.600 Kcal/Hr

Pérdida corre spond iente al ramal por donde circu la q6

o =2

11

1

o

~II

= 1"

(¿~texKxL)6

K.=0.460

L

K = 0.380

L = 26.6 mt

K = 0.300

L = 19.6 mt

= 7.7 mt

= 49 (0.46 x 7.7 + 0.38 x 26.6 + 0.3 x 19.6) (¿~texKxL)6

= 956.97 Kca1/Hr

Pérdida corre spond iente ql ramal por donde circu la q7

o =1

o

~II

= 1"

o (¿~texKKl)7

L

==

41.2 mt

0.300

L

==

12.4 mt

K = 0.260

L

==

10.3 mt

K

3/4

11

= 49 (0.38 x 41.2 + 0.3 x 12.4 + 0.26 x 10.3) (¿~tex

Para

K = 0.380

Kx L)7

= 1080.646 Kca1/Hr

¿ Kx~te xl, tenemos:

4734.184 Kcal/Hr

293

se s y el gas to tot al de convección ale ram por or cal de as did pér Teniendo las procede a su rep art ici ón : Pt = 4734.184 Kcal/Hr 79.380

P1

Kca1/Hr

P2 = 1017.730 Kca1/Hr r P3 = 264.600 Kcal/H g qt = 0.1 39 6lt /se

r P4 = 1070.258 Kca1/H r P5 = 264.600 Kcal/H P6 = 956.970 Kca1/Hr P7 = 1080.646 Kcal/Hr

ales os con reg la de tre s para los ram em har 10 es dal cau los lar hal a Par los pri nci pal es. cundarios y por dif ere nci a para

Pi

=

qt

= 0.1 39 61 t/s eg

q2 =

- -.........

0.1396 x 1017.730 4734.184

q3 = qt - q2

=

y qi

pérdidas de cal or

=

= 0.1396 - 0.03

1:

Pt

cau dal .

= 4734.184 Kcal/H

0.0 3lt /se g 0.1 09 6lt /se g

se-

294

¿P = P3 + P4 + P5 + P6 + P7

3637.074 Kcal/Hr

0.0773 lt/seg

¿P

= 2302.216 Kcal/Hr

P5 + P6 + P7

===3>

q6 = 0.0321 lt/seg

q7 = 0.0452 Cálculo de ilH tenemos

il H f2

= 0.9788 Kg/lt

íl

= 0.9733 Kg/lt

Para el valor de ( lo obtenemos de la Tabla 9. H = 21.7 mt il H

=

o. 11 94

Cálculo de Cpz de Convección

mt

lt/seg

295

Cpz

= 31.856 Cpz

+

0.1194

= 31.975 mt

cauda les de A continuación tabla s de diáme tros, carga s y velocidades con los convección de cada ramal, según tabla 15.

,

CALCULO L+ ~~

.

TRAMO

DIAMETROS, L

mt~ .

T- a

3.3

a a -Sd4

18.7 25.85 14.74

Q

I ts/SS9

11

eJ'

CARGAS,

TABLA

VELOCIDADES.

VELOCIDAD

J

E(JU

M/seg.

m/m

mts.

.2 101

CPz ARRIBA mh.

CPz ABAJO

COTA DE PISO

CARGA

mh.

mh.

mh~

2~

0.038

0.0001

0.0003

31.975

31.975

0.0

31.975

0.03

2

0.014

0.000

0.000

0.03 0.03

1~

1

0.023 0.057

0.0001 0.0006

0.0017 0.0085

31.975 31.975 31.975

31.975 31.973 31.966

15.5 12.4 O

16.475 19.573 31.966

11

0.1096 21

0.030

0.0001

0.0006

31.975

31.974

O

31.974

- Sd~ Sd4 - 2

18.7 40.59

0.0323 2 0.0323 1~

0.015 0.024

0.000 0.0001

0.000

31.974

15.5

16.474

0.0031

31.974

31.974 31.971

O

31 .971

-

11 . O

0.0773

2~

0.021

0.000

0.000

31.974

31.974

O

31.974

8.47 29.26 21.56

0.0321 0.0321 0.0321

2

0.015

0.00

0.00

31.974

31.974

6.2

25.774

1~

0.024 0.060

0.0001 0.0006

0.0022 0.0140

31.974 31.972

31.972 31.958

18.6

13.372

O

31.958

45.32 13.64

0.0452 1~ 0.0452 1 0.045:¿ 3'4

0.034 0.085

0.0001 0.0012

0.0062 0.0161

31.974 31.968

O. 144

0.0041

0.0466

31.952

31.968 31.952 31.905

21 .7 9.3 O

10.268 22.652 31.905

Sda -Bd§ Bd~ - 1 a

-

b

b

.~

b

e

e - Sdl e e Sdl - Bd5 Bd§ - 3 e

- Bd2 Bd~ - Bd~ Bdg - 4

11.33

0.1396

1

PERDIDA DE CARGA PARA LOS DIFERENTES GASTOS

DE

CONVECCION

i

21.70

Longitud

=

mt

298

Alturas Estáticas de Bombeo Según tabla 101 y

figura

53

se obtiene:

tramo 1 (del punto 4 al punto 3) :

31.958 - 31.905

tramo 2 (del punto 3 al punto 2) :

31 .971 - 31.958

0.013 mt

tramo 4 (del punto

31.975 - 31.966

0.009 mt

1':

0.075 mt

al tanque) :

=

0.053 mt

En este caso no se tendrá escalón de diferencia de presiones entre el punto 2 y el punto 1, pero sí se tendrá pérdidas en este tramo.

Cálculo de las pérdidas:

(según tabla 15).

Para la escogencia de los diámetros de recircu1ación es conveniente visua1i zar los diámetros obtenidos para la red de distribución, Fig.48.

Tramo 1 ( 4- 3) : Jp

31.958 - 31.905 = 0.053 mt

LT

1O xl. 1

.

con

q

11 mt

= ---,-,0.053 = 0.0048

Jp --c:r

JP =

=

0.0452 lt/seg

Tomaremos como diámetro:

o

=

3/4" --fllIIiIIIIr_j

=

0.0041 < jp

299

jL

> jL

0.0041 x 11

=

o. 0451

mt

Tramo 2 (3 - 2): Jp

= 31.971 - 31.958

LT

= 10 x 1.1

11 mt

0.013 11 con

q

0.013 mt

= 0.0012

0.0773 1tlseg

tomaremos como diámetros:

0 = 314 0 = 1 0

11

11

li"

..

j

= 0.0105>jp

..

j

= 0 . 0030>jp

.

j

= 0.0003 < jp 11

escogiendo como diámetro

0 = 1

= 0.0030 x 11

jL

0.033 mt

Tramo 3 (2 - 1): Para este tramo no tendremos jp, ya que no hay diferencia de presiones, con 10 que asumiremos un diámetro: Posibles diámetros:

con q

o =

o

1 11 ---.._-

= 1i

ll

O. 1096

=

j

=

1ti seg

0.0056 0.0006

300

con

LT

escogiendo como diámetro jL

1O xl. 1

=

0 = 1

11 mt

11

= 0.0056 x 11 = 0.0616 mt

Tramo 4 (1 - T):

= 31.975 - 31.966 = 0.009 mt

Jp

LT

[ (5.50 - 1) + (0.5 + 1 + 0.5)+ 3] xl. 1 LT

10.45 mt

0.009 10.45 con

= 0.0009

0.13961t/seg

q

tomaremos como diámetros: 1 11

0 0

=

111

2

.... j

=

0.0085

>

jp

.- j

=

0.0010

>

jp

escogiendo como diámetro 0 jL

=

111

0.0085 x 10.45

=

0.0888 mt

301

Cálculo de la bomba de recirculación: HB EH

EH + EjL + 3.5 =

= 0.075 mt

0.053 + 0.013 + 0.009

0.0451 + 0.033 + 0.0616 + 0.0888 = 0.2285 mt

EjL

HB

= 0.075

+

0.2285 + 3.5 HB

con caudal de bombeo

WB=

HB x QB = 45

Wrn = WB x 1.44

3.80 rnt

QB = 0.13961t/seg

0.012 Hp

= 0.017 Hp

Cálculo Equipo de Producción de Calor CALCULO DEL CALENTADOR Y DEPOSITO (Capacidad) Según Tablas 16 y 17 TABLA N° 102 Artefactos Duchas Duchas Telf. L.M. Privados L.M. Públicos Lavarnopas Fregadero Pantry Lavaplatos Mecánico Batea Lavadora Mecánica

Número 54 24 56 6 9 2 1 2 155

Gasto por pieza

Gastos Totales

280 10 8 30 100 40 300 110 300 E

=

15120 240 448 180 900 80 300 110 600 17978 1t/Hr

302

Coeficiente de demanda Probable = 0.25

=

Coeficiente de Almacenamiento

0.80

Capacidad del Calentador

=

4494.5 lt/H

Capacidad del Depósito

=

3595.6 lt.

Capacidad del Depósito

3595.6 lt 0.75

=

Cálculo de la Caldera w

=

4794. 13 1t.

= 8.33 x Q x (t2 - tl) hfg

Donde

Q = 4494.5 lt/H = 1187.32 gal/H

con una presión de trabajo de 100 lb/pu1 2 hfg

w

888.6

=

BTu/l b ______ según tabla 19.

= 8.33 x 1187.32 x (176 - 75.2)

= 1121.931b/Hr

888.6

factor de evaporación fe

hg

con presi ón

=

hg - ha 970.3

según tablas

19 y 20.

= 100 1b/pu1 2 _____ hg = 1187.2 BTu/l b

con 1a temperatura de 75. 2°F

- - - 1.......

ha

=

43.24 BTu/l b

303

= 1187.2 - 43.24

fe

Eeq W

Wx fe

=

3>

w' + % w'

-por condensaci ón

10%

=

-por amp 1i aci ón

10% +

0.3

w~

w'

=

w

w'

-por fugas de vapor = 10%

W = w'

= 1.179

970.3

w'

w'

= 1.3 x 1121.93

W = 1458.51 lb/Hr Eeq

= 1458.51 x 1.179 = 1719.58 lbjHr

La potencia será: BHP

= Eeq 34.5

= 49.84 caballos de caldera

Entrando a catálogo STEAMPAC BABCOCK, anexo A-3, se obtiene caldera número 50 - 2/3 con 50 BHP, mayor que 49.84 BHP. lb/pu1 2 mayor que 100 lb/pu1 2 .

Con Presión de trabajo de 125

304

Ejemplo:

CD

Enunciado Edificio tipo Clínica Privada, consta de hospitalización y consultorio médi co, discriminado así: Consultorios médicos:

60

Hospitalización:

lOO camas

con temperaturas:

ta

= 20°C

Equipos anexos: Constan de cocina, lavandería, esterilización. Equipos de cocina:

45 lb/pu1 2

presión de vapor

Equipo de esterilización presión de vapor Equipo de lavandería presión de vapor =

45 lb/pu1 2 lOO lb/pu1 2

Los consumos de vapor en libras por hora se extraen de los catálogos tivos, no obstante puede utilizarse la tabla 21

Ó

24.

Discriminación de artefactos: Cocina: Lavandería:

2 lavadoras de platos, 2 cafeteras. 3 lavadoras, 2 secadoras, 2 planchadoras, 1 prensa.

Esterilización:

2 esterilizadores esterilizador

cuadrados rectangular

respe~

305

Según tabla 22.

Dotación de Agua Caliente:

dotación

Hospitalización para 100 camas Consultorios Médicos

250 lt/día/cama.

= 25000 lt/día

dotación

-----IIIIID_

para 60 consultorios

130 1t/dí a/consul tori o

= 7800 lt/día

dotación

- - - - - 1........

Dotación total agua caliente

32800 lt/día

Cálculo de la capacidad del calentador: Capacidad del Depósito

2

Capacidad del calentador =

1 6

*Capacidad del Depósito

5

Según tabla 23.

Dotación

13120 lt.

Dotación

5466.67 lt/Hr.

13120 1t 0.75

=

=

17493.33

lt.

*Se divide entre 0.75, ya que no se puede extraer más del 75% de la capacidad del depósito.

Q -

5466.67 lt/Hr

>

Q

Cálculo de la Caldera: Para el consumo de vapor por calentador tenemos:

1444.14 gal/Hr.

306

Para consumo por artefacto se utilizó la tabla 21.

hfg

con presión de 100 lb/pu1 2 hfg

w

= 888.6 BTu/lb

según Tabla 19.

= 8. 33 x 1444. 14 x (185 - 68)

1583.92 1b/Hr.

=

888.6 El factor de evaporación: hg - ha 970.3 para hg

con presión de 100 1b/pu1 2,

Según tablas

hg

con una temperatura de 68°F tenemos, ha

1187.2

19 y 20

BTu/1b

= 36.05 BTu/1b

1187.2 - 36.05 970.3

=

1 . 186

La evaporación equivalente será:

W wl

wl

+

%

wl

= vapor requerido de todos los aparatos

y

calentadores.

307

Discriminando los equipos anexos, tenemos: Para la cocina:

TABLA N° 103 Artefactos

Consumo Total

Consumo

Número

Lavadoras de Platos

2

80 lb/H

160 lb/H

Cafetera

2

100 lb/H

200 lb/H 360 lb/H

¿

Para lavandería: TABLA N° 104 Artefactos

Número -

Consumo

Consumo Total

Lavadoras

3

140 lb/H

420 lb/H

Secadoras

2

250 1b/H

500 1b/H

Planchadoras

2

200 lb/H

400 lb/H

Prensa

1

60 lb/H

60 lb/H

¿

1380 lb/H

Para esterilización: TABLA N° 105 Artefactos

Número

Consumo

I Consumo Total

Esterilizadores Cuadrados

2

50 1b/H

100 1b/H

Esterilizadores Rectangulares

1

100 1b/H

100 lb/H r

=

200 1b/H

1

308

w'

w'

=

consumo cocina + consumo lavandería + consumo esterilización

w +

1583.92 + 360 + 1380 + 200

= 3523.92 lb/Hr.

Para % w', tenemos: por condensación

10%

por fugas de vapor = 10% por ampliación del sistema = 5% 3523.92 + (3523.92) x (G.25) = 4404.90 lb/Hr.

W Eeq

=

W x fe

=

1.186 x 4404.90

5224.21 lb/Hr.

Entonces la Potencia de la caldera será: BHP =

Eeq = 151.43 caballos de caldera 34.5

Para lo que tomaremos caldera STEAMPAC BABCOCK, Anexo A-3, modelo 150-2/3, con potencia de 150 BHP Y presión de trabajo de 125 lb/pu1 2 .

BIBLIOGRAFIA

310

BIBLIOGRAFIA CITADA

GAY-FAWCETT - MC GUINNES.

Instalaciones en los Edificios.

GARRIDO MIRALLES, Leopolcto. Apuntes de Instalaciones Sanitarias. Facul tad de Ingeniería. Universidad de Los Andes. OLIVARES, Alberto E.

Cálculo de Distribución de Agua para Edificios.

ROORIGUEZ AVIAL, Mariano.

Fontanería y Saneamiento.

311

BIBLIOGRAFIA CONSULTADA

AVlLA MARROQUIN, Manuel V. Instalaciones Térmicas. DANTE l., Casale. DORADO DIAZ, M. D.

Manual de Obras Sanitarias. Instalación Sanitaria en Edificios.

GUY BRIGAUX y GARRIGOU MAURICE.

Fontanería e Instalaciones Sanitarias.

LEMME, Julio César. Instalaciones Aplicadas en los Edificios. Obras Sanitarias. Servicios contra Incendios. LLOREDA, Eduardo. Apuntes de Instalaciones Hidráulicas y Sanitarias en Edificios. Fac. de Ingeniería.· Universidad Nacional de Colombia. MINISTERIO DE OBRAS PUBLICAS. Instrucciones para ·Instalaciones Sanitarias de Edificios - Instalaciones cte Vapor. RAMIS PEJPOCCH, Agustín.

Tratado Práctico de Fontanería.

TATA C., Gustavo A. Instalaciones Sanitarias en los Edificios. Tomo 1, Tomo 2, Tomo 3.

La presente edici6n se terminó de imprimir en los Talleres Gráficos de la U.L.A. en el mes de Abril de 1993 Mérida - Venezuela