Calculo Red Tuberia Agua Calefaccion

CÁLCULO DE LA RED DE TUBERÍAS DE AGUA Cuando estas dimensionando una instalación de calefacción y ACS, es importante que tenga en cuenta que elijas correctamente el diámetro de las tuberías para que puedan transportar la cantidad de agua suficiente en un determinado tiempo, es decir, puedan suministrar el caudal suficiente para conseguir la potencia térmica necesaria. Para ello debes tener presente que cuanto menor es el diámetro de la tubería, más pérdidas de presión se producen, más se reduce el caudal y menor es la potencia calorífica transmitida. Entonces podrías estar pensando que sobredimensionando la tubería no se tendría ningún problema y estaría resuelto el cálculo. Pues no, ya que en ese caso además de incrementarse los costes de la instalación, aumentarían las pérdidas térmicas, recuerda a mayor superficie más pérdidas de calor se producen. Así pues, en una instalación de calefacción por radiadores, el diámetro de los diferentes tramos de tubo lo debes seleccionar en función del caudal que los atraviesa, el cual a su vez depende de la potencia del radiador o radiadores que alimente. Para ello vas a realizar los siguientes pasos: Paso 1. Hallar el caudal del tramo correspondiente mediante la expresión: M =

Pt Pe ⋅ Ce ⋅ ∆t

Siendo: M = Caudal en l/h Pt = Potencia del tramo en kcal/h Pe: Peso específico del agua que es igual a 1 Kg/l Cp, calor específico o capacidad calorífica del agua que es igual a 1 kcal/kg °C ∆t = Salto térmico en ºC (habitualmente se toma un valor de 20 ºC) Paso 2. Fijando una pérdida de presión máxima unitaria comprendida entre 10 y 30 mmc.a/m o una velocidad comprendida entre 0,5 y 1,5 m/s, acudes al ábaco del material correspondiente y hallas el diámetro adecuado.

Fig. 1: Ábaco para cálculo del diámetro de la tubería. 1

También existe un método simplificado para el dimensionado de la red de tuberías, rápido y eficaz, obtenido de la información técnica que ofrece la marca Roca, en el que mediante gráficos y en función de la potencia requerida se halla el diámetro buscado. En la tabla 1 puedes ver el diámetro que debes utilizar en cada tramo de tubería, conociendo la potencia térmica en dicho tramo, expresada en Kcal/h. La tabla es válida para instalaciones bitubo realizadas con cobre o acero negro.

Tabla 1: Selección de tuberías en instalaciones bitubo. Para determinar el diámetro de la red de tuberías en una instalación de calefacción por radiadores bitubo (ver figura 2), debes tener presente que dicha instalación presenta como característica la utilización de distintos diámetros dependiendo de los tramos que estés considerando, ya que por los radiadores no pasa todo el caudal que mueve la bomba.

Fig. 2: Instalación calefacción con radiadores bitubo y retorno invertido. Para una mejor ejecución en los cálculos es recomendable que tengas definidos los tramos de tubería sobre un plano en planta de la vivienda. En la instalación bitubo puedes considerar que la temperatura de entrada a cada radiador es la misma, facilitándonos enormemente el cálculo térmico. El caudal (M) queda definido por la potencia térmica (Qt) que se debe disipar en cada radiador y su salto térmico. M =

Qt Pe ⋅ ce ⋅ (te − ts )

Siendo: 2

Qt : Potencia efectiva de cada radiador. Pe: Peso específico del agua que es igual a 1 Kg/l. Ce, calor específico o capacidad calorífica del agua que es igual a 1 kcal/kg °C. te : Temperatura de entrada. ts : Temperatura de salida. Para determinar la sección de tubería que recorre el agua podrá utilizar la expresión: M=S⋅ v

Donde: M: Caudal (l/s) S: Sección (dm2) v: Velocidad del agua (dm/s)

Conocida la sección de la tubería, determinas el diámetro teórico, y seleccionará el diámetro comercial de tubería inmediatamente superior. Para el cálculo de la red de tuberías trazaremos sobre el plano de la vivienda la situación de los emisores de calor en cada habitación. Señalaremos por una letra cada uno de los emisores, empezando por A, B,… Los nudos o derivaciones en T de la red de tubería los señalaremos por números, 1, 2, 3,… Para una instalación convencional bitubo con tubos de cobre, debemos conocer una serie de parámetros: 1. Los caudales que circulan por cada tubería, que son función de las demandas de potencia de calefacción. Para cada uno de los emisores de calor, A, B, C,…, dividimos entre la caída de temperatura del agua de calefacción en ellos (20 °C) y tendremos determinado, para cada emisor los caudales en l/h. En las confluencias de caudales en los nudos, 1, 2, 3,…, se suman dichos caudales. 2. La velocidad del agua en tuberías y la pérdida de presión, que fijaremos en los siguientes valores: la velocidad del agua inferior a 1 m/seg para que no se produzcan ruidos y superior a 0.5 m/seg. En cuanto a las pérdidas de carga o de presión del agua a través de la tubería, la fijaremos en 15 mmca por metro lineal de tubo (0.015 mca/m). 3. Determinación de los diámetros de las tuberías. Tomando tramo por tramo los caudales que circulan y las longitudes totales, ya sumadas las equivalencias de los accesorios, podremos llegar a un diámetro de tubería, tomando el diámetro normalizado superior. En la tabla 2 tienes los diámetros interiores en pulgadas y milímetros para diferentes caudales que discurren por las tuberías, necesarias para satisfacer la demanda energética de cada estancia, teniendo en cuenta que han sido determinados considerando una pérdida de carga por metro lineal máxima de 15 mmca y velocidades inferiores a 1 m/s, para instalaciones poco ruidosas.

Tabla 2: Diámetros para varios valores de caudal (considerando 15 mmca/m máxima y velocidades inferiores a 1 m/s) 3