G. Aplicada
March 3, 2023 | Author: Anonymous | Category: N/A
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INDI E
1. DESCRIPCION DEL PROYECTO ..........................................................................................................................2 2. CALCULOS DE EQUIPOS A GAS NATURAL ........................................................................................................6 2.1 DETERMINACION DE LA POTENCIA DE LOS APARATOS ................................................................................6 2.1.1 CALEFACCION .............................................................................................................................................6 2.1.2. AGUA CALIENTE SANITARIA A.C.S. ......................................................................................................... 16 2.1.2.1. TIEMPO DE LLEGADA AL PUNTO DE USO MÁS LEJANO ..................... .............................. .................. .................. .................. .................. ............. .... 26 26 2.1.2.2. TIEMPO DE RECUPERACION DEL TERMO TANQUE SI CORRESPONDE ............... ........................ ................... ................... .............. ..... 28 3. NORMA DE INSTALACION DE EQUIPOS ........................................................................................................ 32 3.1. UBICACIÓN DE LOS EQUIPOS .................................................................................................................... 32 3.2. ANALISIS DE AMBIENTES ........................................................................................................................... 34 3.2.1. VASA (VOLUMEN, ALIMENTACION, SALIDA, AIREACION RAPIDA) ............... ........................ ................... ................... .................. .............. ..... 34 4. REGULADOR Y MEDIDOR DE GAS ................................................................................................................. 35 4.1. UBICACIÓN DEL MEDIDOR Y REGULADOR DE GAS ................................................................................... 35 4.2. DETERMINACION DEL MEDIDOR Y REGULADOR ....................................................................................... 35 5. CALCULO DE LA RED DE GAS ........................................................................................................................ 37 5.1.1. MEMORIA DE CÁLCULO .......................................................................................................................... 37 5.1.2. DETERMINACION DE DIAMETROS COMERCIALES .................................................................................. 38 5.1.2.1. FORMULA DE RENOUARD METODO GRAFICO .................................................................................... 38 5.1.3. VERIFICACION DE PERDIDAS DE CARGA AL APARATO MÁS LEJANO Y AL DE MAYOR POTENCIA.......... ......... 43 6. RECOMENDACIONES DE CONSTRUCCION .................................................................................................... 46 6.1. ACOMETIDA ............................................................................................................................................... 46 6.2. AMBIENTES DONDE SE INSTALARAN LOS EQUIPOS .................................................................................. 46 6.3. PROTECCION DE TUBERIAS........................................................................................................................ 46 6.4. VALVULAS V ALVULAS DE MANDO DE LOS APARATOS (VALVULA DE CORTE). ................ ......................... .................. .................. .................. ................ ....... 47 7. ANEXOS......................................................................................................................................................... 48 7.1. VISTA ISOMETRICA DE LA INSTALACION DE GAS ...................................................................................... 48 7.2. PLANO PL ANO DE PLANTAS DE LA INSTALACION DE GAS Y APARATOS...................... APARATOS............................... ................... ................... .................. .............. ..... 49 7.3. CATALOGO TECNICO. ................................................................................................................................ 52
1
TRABAJO CASO 2 GRUPO # 4 1. DESCRIPCION DEL PROYECTO Se desea dotar de gas natural a una vivienda unifamiliar ubicada en la ciudad de Cochabamba, con las siguientes características; Agua a temperatura ambiente: 15 ºC (AGUA FRIA), 2650 m.s.n.m. (H3), Rendimiento de calefón 75%, Rendimiento Termo tanque 80%, Rendimiento de calefactor 85%. La vivienda cuenta con red secundaria de gas pasando por su acera, a una presión de 4 Bar, e ingresara al domicilio con una presión no mayor a 19 Mbar después del medidor, para alimentar equipos de agua caliente y calefacción, para el confort de la vivienda. Se realizaran cálculos en cada ambiente para determinar el tipo de artefacto a instalar que satisfaga cada necesidad, una vez determinado el o los equipos, se fijara su ubicación cuidando que se cumpla normas del Anexo 5, se elaboraran planos isométricos para la distribución de la tubería interna de gas natural con el Anexo 5; desde el medidor hasta cada punto, la tubería de gas será seleccionada según norma, cumpliendo espesor mínimo y material de fabricación.
2
A
continuación
se
presenta
imágenes
de
los
planos
de
la
vivienda
:
ELEVACION NOR - OESTE
PLANO DE CIMIENTOS
3
EMPLAZAMIENTO – PLANTA BAJA
4
5
LISTADO DE AMBIENTES A BRINDAR SERVICIOS: Cocina
Comedor
Dormitorio principal
AGUA CALIENTE Baños primer piso
Fregadero
2. CALCULO DE EQUIPOS A GAS NATURAL
2.1 DETERMINACION DE LA POTENCIA DE LOS APARATOS 2.1.1 CALEFACCION Para la calefacción del ambiente es necesario calcular la potencia requerida de los equipos para el ambiente, para ellos el ANEXO 5 dicta tomar en cuenta las siguientes situaciones: Clasificació Clasificación n a la zona con respecto a la altura:
Clasificación de la zona
H1 H2 H3
Altitud (m)m.s.n.m.
Ejemplos
4.000 El alto, La Paz 3.200 Calacoto, Achumani 2.550 Cochabamba, Sucre Tabla 1 ANEXO V Pág. Nº 140
6
Plano en planta del ambiente/ dotación de los docentes (modificada)
7
Aislamiento de techo y piso Se considerara el ambiente de techo y piso aislados ya que el ambiente se encuentra entre dos niveles.
Corte del ambiente
8
AMBIENTES
Largo (m)
x
Escritorio
3.8
Dormitorio
4.82
x x
Baño
1.72
Comedor Living
Ancho (m) X X 3.84
Alto (m)
=
Volumen (m3)
2.60
=
37.9
3.84
X
2.60
=
48.2
x
1.62
x
2.60
=
7.2
4.8
x
4
X
2.60
=
49.92
5.7
x
3.96
X
2.60
=
58.69
cocina
4.3
x
4.3
x
2.60
=
48.1
Determinación de la potencia:
9
Tabla 2 ANEXO V Pág. Nº 142 201.18
Tabla 3 ANEXO V Pág. Nº 143 (no incluye corrección por altura)
10
Debido a limitaciones de la tabla de no contar con el volumen del ambiente se realizara una extrapolación con la fórmula:
= +(−)−∗(−) Donde: PX = Potencia absorbida a calcular Kw. P2 = Potencia absorbida mayor según tabla (ver tabla 3 ANEXO V pag.143) Kw. P1 = Potencia absorbida menor según tabla (ver tabla 3 ANEXO Vpag.143) Kw. v2 = Volumen mayor según tabla (ver tabla 3 ANEXO Vpag.143) m3. v1 = Volumen menor según tabla (ver tabla 3 ANEXO V pag.143) m3. vx = Volumen calculado en m3. SALA-COMEDOR:
( ) 7. 5 7. 3 ∗ (201 (2 01. . 1 8 135) 13 5) 7.3 9.94 . 141400 113535
11
DORMITORIO PRINCIPAL
Clasificació Clasificación n a la zona con respecto a la altura:
Clasificación de la zona
H1 H2 H3
Altitud (m)m.s.n.m.
Ejemplos
4.000 El alto, La Paz 5.200 Calacoto, Achumani 2.550 Cochabamba, Sucre Tabla 1 ANEXO V Pag Nº 140
Ubicación de las paredes del local: Las paredes se clasifican como externas (que tienen contacto con el exterior así solo sea una parte) e internas (que están en contacto contacto con otro ambiente). ambiente). Las paredes vítreas son aquellas que cuentan con ventanas, o aquella pared que se añade una MAMPARA para aislar el ambiente.
A
VITREA PARED EXTERNA
B
B`
A
3.90 m
A N
A
1.20 m
R
N
E T NI
.8
C
D E
7
E m
A 0
4
R
3.60 m
m m .4 1
T 0 .4
X 1
E
3.60 m
m
1.
.1 .8
6 4
6
A P
B
m
R
m 6 6
D E
7
R A P
1.20 m
3.90 m
PARED EXTERNA VITREA Plano en planta del ambiente/ dotación de los docentes (modificada)
12
Aislamiento de techo y piso Se considerara el ambiente de techo y piso aislados ya que el ambiente se encuentra entre el techo (material aislante) y otro ambiente.
Corte del ambiente/ Planos dotados por los docentes Ambiente
Largo (m)
x
Ancho (m)
x
Alto (m)
A
3.60
x
1.40
x
2.50
=
12.60
B
7.84
x
3.90
x
2.50
=
76.44
C
6.16
x
1.20
x
2.50
=
18.48
=
107.52
VOLUMEN TOTAL TOTAL DEL AMBIENT AMBIENTE E
= Volumen (m3)
Determinación de la potencia:
13
Tabla 2 ANEXO V Pag Nº 142
Tabla 3 ANEXO V Pág. Nº 143 (no incluye corrección por altura)
Interpolación:
) ∗ (( 11)) 21)21 1 (21
Dónde: PX = Potencia absorbida a calcular Kw.
P2 = Potencia absorbida mayor según tabla (ver tabla 3 ANEXO V pag.143) Kw. P1 = Potencia absorbida menor según tabla (ver tabla 3 ANEXO Vpag.143) Kw. v2 = Volumen mayor según tabla (ver tabla 3 ANEXO Vpag.143) m3. v1 = Volumen menor según tabla (ver tabla 3 ANEXO V pag.143) m3. vx = Volumen calculado en m 3.
∗(107.52105) 5.8 (65. 8)110105 5.90
14
SELECCIÓN DE EQUIPOS HABITACION
POTENCIA Kw. (UTIL)
POTENCIA Kcal/h.=(860*P(Kw)) (UTIL)
SALA-COMEDOR
9.94
8548.4
DORMITORIO PRINCIPAL
5.90
5074
TOTAL
15.84
13622.40
Potencias brutas requeridas por los ambientes
La potencia útil requerida para el caldero seria de 15.84 Kw a nivel del mar, pero funcionara en Cochabamba, por lo tanto disminuirá su potencia debido a la altura, por esta razón se requiere una corrección por altura, entonces:
0.831
Dónde: Pcu=Potencia corregida útil (Kw). Pu=Potencia útil sin corrección (Kw). 0.831= Factor de corrección por altura para Cochabamba.
15.0.8831 314 19.06
Como dato, el rendimiento de los calderos c alderos es del 80%. Entonces se calcula la potencia absorbida para comodidad de manejo de datos en adelante:
Dónde: Pa=Potencia absorbida (Kw).
Pcu=Potencia corregida útil (Kw). Re=Rendimiento del equipo.
19.0.806 23.8
Con este último dato se realiza la selección del equipo, buscando uno con igual o mayor, pero no menor potencia.
15
Se encontró catálogos de la marca ORBIS con equipos de las siguientes características:
Fragmento de catálogo de la marca mar ca ORBIS (Calderos).
Se seleccionó un caldero de marca Orbis con las siguientes características: MARCA
MODELO
POTENCIA UTIL (KW)
POTENCIA ABSORVIDA (KW)
EFICIENCIA
22.3
26.7
80%
ORBIS 225CDO
Se usara un Caldero para ambos ambientes: SALA-COMEDOR y DORMITORIO PRINCIPAL, a continuación se muestra un esquema general de una instalación en diferentes niveles:
Fragmento catalogo ORBIS (Calderos).
16
HABITACION
POTENCIA Kw. (UTIL)
POTENCIA Kcal/h.=(860*P(Kw)) Kcal/h.=(860*P(Kw)) (UTIL)
SALA-COMEDOR
9.94
8548.4
DORMITORIO PRINCIPAL
5.90
5074
TOTAL
15.84
13622.40
Potencias brutas requeridas por los ambientes
Para seleccionar el número y el tipo de radiadores solo se toma en cuenta la potencia bruta requerida de los ambientes, debido a que las correcciones de altura y rendimiento ya se hicieron para el caldero, y los radiadores solo son contenedores que emitirán el calor producido por el Caldero al agua caliente. TABLA DE RADIADORES ROCA:
TABLA DE RADIADORES ROCA
DOBLE CONVECTOR POTENCIA UTIL POTENCIA UTIL PCCP (Kal/h) (KW) ΔT=60ºC ΔT=60ºC
El ambiente requiere de una potencia de 9.94 Kw para calentarse, Por ende la sumatoria total de los radiadores radiadores deben dar 9.94, no menos, ya que el ambiente no calentara adecuadamente y no demasiado ya que el caldero no abastecerá.
300X300
366
0.42
300X450 300X600 300X750
549 732 915
0.64 0.85 1.06
300X900
1098
1.27
9.94 kw/12 radiadores
300X1050 300X1200
1280 1464
1.49 1.70
=0.83 kw/radiador
300X1350
1646
1.91
Entonces:
0.83x12=9.96 kw es lo que mejor se asemeja
17
HABITACION
POTENCIA KW. (UTIL)
POTENCIA Kcal/h.=(860*P(KW)) Kcal/h.=(860*P(KW)) (UTIL)
SALA-COMEDOR
9.94
8548.4
DORMITORIO PRINCIPAL
5.90
5074
TOTAL
15.84
13622.40
Potencias brutas requeridas por los ambientes
TABLA DE RADIADORES ROCA El ambiente requiere de una potencia de 5.90 Kw para calentarse, Por ende la sumatoria total de los radiadores radiadores deben dar 5.90 KW, no menos, ya que el ambiente no calentara adecuadamente y no demasiado ya que el caldero no abastecerá tal potencia.
DOBLE CONVECTOR POTENCIA UTIL POTENCIA UTIL PCCP (Kal/h) (KW) ΔT=60ºC ΔT=60ºC
300X300 300X450
366 549
0.42 0.64
300X600 300X750
732 915
0.85 1.06
Entonces:
300X900
1098
1.27
5.90 kw/9 radiadores
300X1050 300X1200
1280 1464
1.49 1.70
=0.65 kw/radiador
300X1350
1646
1.91
0.656x9=5.90 kw es lo que mejor se asemeja
18
2.1.2. AGUA CALIENTE SANITARIA A.C.S. Para iniciar el cálculo de agua caliente sanitaria se debe conocer los puntos donde se desea tener a.c.s. a.c.s. Para este caso el usuario usuario desea que todos los baños cuenten con agua caliente sanitaria, los calefones tienen una eficiencia de 85%. Y el agua fría tiene 15ºC, la corrección por altura es de 0.831.
AMBIENTE
ARTEFACTO
CAUDAL (L/MIN)
AMBIENTE I
O
O
B
A
Ñ
I
Tina Pequeña Lavamanos
TOTAL
10 3
13
ARTEFACTO
CAUDAL (L/MIN)
Ducha
5
Lavamanos
3
II O Y B
A
Ñ
Ñ B
A
TOTAL
8
14.∗∗33
Dónde:
Pu= Potencia Util (Kw) Q= Caudal (m3/h) ΔT= Diferencia de temperaturas temperaturas (ºC)
14.33= Constante de transformación de unidades. BAÑO I
Potencia útil:
14.∗∗33 114.3 ∗3235 22.67 6 75 /0.831 13∗222. 0.831 27.28
Potencia Corregida:
Potencia absorbida:
0.85 20.7.8258 32.09
19
BAÑOS II Y III
Potencia Corregida:
14.∗∗33 814.∗ 3235 13.95 0. 831 0.13.83195 16.79
Con los datos obtenidos se realiza la búsqueda en catálogos que contengas equipos de tal requerimiento. A continuación se anexa fragm fragmentos entos de catálogos para la veracidad de la selección.
Como en el catálogo se muestra solo en potencia útil, para los cálculos que se tienen que llevar a cabo a continuación se multiplicara el Pu=19.2kw de catálogo por un rendimiento del 85% dándonos un Pabs= 22.58 kw.
20
Se seleccionan los siguientes equipos:
AMBIENTE
BAÑO I BAÑO II BAÑO III
MARCA
MODELO
LORENZETTI LZ 2200 FB JUNKERS WR11 JUNKERS
WR11
POTENCIA UTIL (KW)
POTENCIA ABSORVIDA (KW)
19.2 30.09
22.58 35.4
85%
30.09
35.4
85%
RENDIMIENTO
85%
21
SALA-COMEDOR Y DORMITORIO PRINCIPAL
Para iniciar el cálculo de agua caliente sanitaria se debe conocer los puntos donde el cliente desea tener tener a.c.s. Para este caso el usu usuario ario desea que todo el baño cuen cuente te con agua caliente. Para esto se inicia con los consumos típicos de agua caliente en domicilios. AMBIENTE
O I L O
P
R A I T C M
I I
N
ARTEFACTO
CAUDAL (L/MIN)
VOLUMEN ESTIMADO DE USO
Tina mediana
12
NORMAL (L) 150
Lavamanos
3
3
Lavamanos
3
3
R R O D
P
Ducha
5
50
Bidet
3
6
26
212
TOTAL
Como se tiene un caudal de 26 l/min. Un calefón promedio no podría alcanzar a abastecer el suministro, por lo cual se opta por un termo tanque. Un termo tanque alcanza a calentar agua a 55 ºC en promedio y mezcla el agua caliente con agua T ambiente. Para llegar a una T de uso de 40 grados Centígrados. El siguiente esquema muestra en síntesis el cálculo requerido para la selección del termo tanque.
AGUA SANITARIA DE CONFORT
REQUERIDA
AGUA CALIENTE REQUERIDA
T =40 ºC VOLUMEN = 212 L
T=15 ºC V = ¿? L
T=55 ºC V = ¿? L
AGUA FRIA
Para calcular el Volumen de la Mezcla de agua se utilizara la siguiente formula:
22
( )
Dónde: Vc= Volumen de agua caliente L. Vf = Volumen de agua fría L. Vm= Volumen de la mezcla L. Tc= Temperatura de agua caliente °C. Tf = Temperatura de agua fría °C.
Tm= Temperatura de la mezcla °C. Despejando en la formula los datos obtenidos se tiene:
212 5515 4015) 4015 (132. 5 .)
Se seleccionó un Tremo tanque de marca RHEEM con las siguientes características: MARCA
MODELO
POTENCIA UTIL (KW)
POTENCIA ABSORVIDA (KW)
EFICIENCIA
RHEEM
150
6.71
8.95
75%
23
Para los siguientes ambientes se procede dela misma manera, entonces se repite el procedimiento: Consumo típico de equipos con aga caliente
AMBIENTE
O N
VOLUMEN ESTIMADO DE USO NORMAL (L)
ARTEFACTO
CAUDAL (L/MIN)
Ducha 1
5
50
Ducha 2
5
50
Ducha 3 Ducha 4
5 5
50 50
Fregadero
5
15
A OT S
I
N
A
C O C
TOTAL
25
215
En este caso el caudal de 25 l/min no podría ser cubierto por un calefón promedio, por elo se opta por un termo tanque que por medio de mezcla ayude a legar a este volumen. Un termo tanque alcanza a calentar agua a 55 ºC en promedio y mezcla el agua caliente con agua fría (temperatura ambiente). Para llegar a una temperatura confort (uso) de 40 grados Centígrados.
AGUA SANITARIA DE CONFORT
AGUA FRIA REQUERIDA
AGUA CALIENTE REQUERIDA
T =40 ºC VOLUMEN = 215 L
T=15 ºC V = ¿? L
T=55 ºC V = ¿? L
24
Para calcular el Volumen de la Mezcla de agua se utilizara la siguiente formula:
( )
Dónde: Vc= Volumen de agua caliente L. Vf = Volumen de agua fría L. Vm= Volumen de la mezcla L. Tc= Temperatura de agua caliente °C.
Tf = Temperatura de agua fría °C. Tm= Temperatura de la mezcla °C. Despejando en la formula los datos obtenidos se tiene:
( 5515 215 ) 4015 134.37.
Al obtener un resultado resultado similar al anterior anterior se selecciona el mismo termo tanque: tanque: MARCA
MODELO
POTENCIA UTIL (KW)
POTENCIA ABSORVIDA (KW)
EFICIENCIA
RHEEM
150
6.71
8.95
75%
25
2.1.2.1. TIEMPO DE LLEGADA AL PUNTO DE USO MÁS LEJANO Se debe conocer la ubicación, longitud y diámetro de la tubería, Isométricos:
0 .4 8 m 0 .4 8 m 0 .4 8 m
m m 4 8 0. 4
0 .4 8 m
2
.9
m m . 9 1 2
2
m m . 4 8 1 4
m 7
m . 4 0 0 2 4 m m . 2 4 3
1
0 . 1
0
m
m
0 .7 6 m
m 9 m
. 5 0
2
1
1.
m m . 6 3 2
m 0
0 .4 6 m
m
5 .
m
1 / D =
. 2 9
4 . 3 0
4 .0 3 m
0 .3 . 4 4 m 0
m
0
m m . 3 1 3
2 1 / = m m D 0 0
m 5 . 1 0 m m
3.. 3
1 .3 4 m
m 0 7 . 0
0 .4 8 m
2 1 / = D
. 9 0 2
4 3 . 0
m 1
0 .8
m
m m . 4 8 0 4
0 .4 3 m
. 1 0
1
9 . 6 0
m 2 m 1 2 . 1
m
1 .
. 5 0
m 0
m m . 1 6 1 1
2 1 / = D
m 0
5
1
m
2 .
3
m
2 1 / = D
2 .2 0 m
1
1 .
0
m
m m . 1 6 0 1
m m 1 6 0. 1
1
2 .
m 7
2 1 / = D
2 .4 2 m
1
. 1
m 0
26
Con los isométricos de la tubería de agua caliente sanitaria se determina dónde está el aparato más lejano y otras características de gran utilidad para el cálculo: La tubería más larga es de Diámetro de 1/2 (15.76 mm φint) y una longitud de 16.28 mts. Primero calculamos el volumen q puede almacenar agua todo el largo de la tubería.
∗ ∗∗0.0.00157 415766 00..000195
∗ 0.000019 01955 ∗∗16.16.2828 0.003174 3.17 3.517 0.63 0.63 ∗ 60 37
El tiempo de llegada del agua caliente del termo tanque hasta la ducha que es el punto más lejano es de 37 segundos. LO QUE LO HACE ACEPTABLE.
27
2.1.2.2. TIEMPO DE RECUPERACION DEL TERMO TANQUE SI CORRESPONDE Para llegar a calcular el tiempo de recuperación del termo tanque se debe conocer el rendimiento que tiene el equipo para poder trabajar con potencia útil. Como en catálogos no se menciona el rendimiento del termo tanque, nos daremos de dato un rendimiento del 75 %. Y para corregir por la altura sobre el nivel nivel del mar en eeste ste caso Cochabamba se debe multiplicar el Pu por el factor de corrección = 0.831. Para este cálculo se utilizara la siguiente formula:
∗ ∆ Dónde:
T= tiempo de recuperación del termo tanque. Hrs. V= volumen de agua agua que almace almacena na el termo tanque. tanque. Lt. P= potencia Util del equipo Kcal/Hrs. ΔT= variación de temperatura del termo tanque. °C.
Primero convertimos las potencias absorbidas del termo tanque:
∗ 7700 7700∗∗ 0.75 5775 4799.02ℎ ∗0./8ℎ31
Esta es la potencia útil de ambos termo tanques.
Una vez obtenidas las potencias útiles de los equipos ya con las correcciones de altura se procede a calcular el tiempo de calentamiento del termo tanque.
28
4799. 150 0 2 2∗(5515) ∗(5515) 1.25 ℎ 0.25∗60 15
EL termo tanque RHEEM con capacidad de 150 litros tardara 1 hora y 15 minutos en recalentar el agua hasta una temperatura de 55°C
Calculo de conductos de evacuación de los diferentes equipos a gas a utilizar (NEC) Termo tanque 150 RHEEM A.C.S (duchas sótano, fregadero) Pabs= 8.95 kw El termo tanque posee un conducto de conexión de 76.2 mm de diámetro. Y un largo
de conducto de evacuación de 8 mts. Necesario para que el conducto llegue a los 4 vientos. Se estima que es tipo II debido a que el conducto de conexión no presenta inclinación y su longitud es menor a 1 mts. Según la tabla 19 del ANEXO V:
Una vez clasificado el tipo se va a la tabla 20 del ANEXO V y mediante la conjugación de potencia del aparato, longitud del conducto de evacuación, tipo de conexión y diámetro del conducto de conexión se llega a estimar (valores aproximados en tabla del equipo) el diámetro del conducto de evacuación y la sección que el mismo debe tener:
29
El conducto de evacuación del termo tanque necesita tener un diámetro de 111 mm
y una sección de 95 cm2 Para los equipos restantes se procede de la misma manera: Calefon JUNKERS WRD 11 2G A.C.S (BAÑO 2) Pabs= 22.58 kw H= 7.5 m TIPO II (segun table 19 anexo V). ɸconeccion= 112.5 mm (catalogo del equipo).
El conducto de evacuación del calefon necesita tener un diámetro de 125 mm y una sección de 122 cm2 (según tabla 20 anexo V). Calefon JUNKERS WRD 11 2G A.C.S (BAÑO 3) Pabs= 22.58 kw H= 7.7 m TIPO II (segun table 19 anexo V). ɸconeccion= 112.5 mm (catálogo del equipo). El conducto de evacuación del calefón necesita tener un diámetro de 125 mm y una sección de 122 cm2 (según tabla 20 anexo V).
30
Caldero CDO 225 ORBIS (calefaccion) Pabs= 26.7 kw H= 13.8 m TIPO II (segun table 19 anexo V). ɸconeccion= 125 mm (catálogo del equipo).
El conducto de evacuación del caldero necesita tener un diámetro de 139 mm y una sección de 150 cm2 (según tabla 20 anexo V). Termo tanque 150 RHEEM A.C.S (dormitorio principal) Pabs= 8.95 kw H= 5.4 m TIPO II (segun table 19 anexo V).
ɸconeccion= 111 mm (catálogo del equipo).
El conducto de evacuación del calefon c alefon necesita tener un diámetro de 125 mm y una sección de 95 cm2 (según tabla 20 anexo V).Una vez calculado los conductos de evacuación se tiene el siguiente diseño de fachada:
31
3. NORMA DE INSTALACION DE EQUIPOS El siguiente proyecto sigue la normativa del anexo 5 para instalaciones de gas, vigente en Bolivia con modificaciones recientes, que se descargó de la página web de la ANH.
3.1. UBICACIÓN DE LOS EQUIPOS Dos calefones están ubicados en la fachada sur este, en el exterior de los ambientes como se ve en el plano. El termo tanque para el sótano y el fregadero de la cocina se ubica en el retiro lateral de la fachada de la casa. El caldero está ubicado en el retiro lateral del lado norte de la casa, en a pared externa de la sala de juegos.
32
Un calefón para baño está en el primer piso, parte exterior (Pared ambiente baño). El termo tanque que alimenta el baño del Dormitorio principal está ubicado en la terraza.
33
3.2. ANALISIS DE AMBIENTES Cada ambiente se analiza previo a proceder con el proyecto para verificar las condiciones vasa de los equipos según normas en los ambientes, V (volumen) A.(alimentación de aire) S. (s (salida alida de gases de combustión) combustión) A.(aireación del ambiente ambiente para evitar la saturación de los l os gases).
3.2.1. VASA (VOLUMEN, ALIMENTACION, SALIDA, AIREACION RAPIDA) TERMOTANQUE 1 (EXTERIOR) V= Al encontrare en el exterior no requiere de volumen mínimo. CUMPLE.
A= En el exterior no hay problema con la alimentación. CUMPLE.
S= mediante el cálculo de conductos de evacuación para el equipo realizado anteriormente. CUMPLE. A= el flujo de aire en el exterior es constante. CUMPLE. TERMOTANQUE 2 (PASILLO)
V= Al encontrare en el exterior no requiere de volumen mínimo. CUMPLE. A= En el exterior no hay problema con la alimentación. CUMPLE.
S= mediante el cálculo de conductos de evacuación para el equipo realizado anteriormente. CUMPLE. A= el flujo de aire en el exterior es constante. CUMPLE.
3 CALEFON (EXTERIOR) V= Al encontrare en el exterior no requiere de volumen mínimo. CUMPLE. A= En el exterior no hay problema con la alimentación. CUMPLE.
S= mediante el cálculo de conductos de evacuación para el equipo realizado anteriormente. CUMPLE. A= el flujo de aire en el exterior es constante. CUMPLE. CALDERO (EXTERIOR) V= Al encontrare en el exterior no requiere de volumen mínimo. CUMPLE.
A= En el exterior no hay problema con la alimentación. CUMPLE.
34
S= mediante el cálculo de conductos de evacuación para el equipo realizado anteriormente. CUMPLE. A= el flujo de aire en el exterior es constante. CUMPLE.
4. REGULADOR Y MEDIDOR DE GAS El regulador transforma la presión media de la red secundaria (4 bar) a presión baja (19 mbar) para ingresar al complejo. El medidor calcula el caudal de gas que ingresa al domicilio.
4.1. UBICACIÓN DEL MEDIDOR Y REGULADOR DE GAS
El regulador y el medidor de gas se ubican al borde de la rasante municipal, hacia adentro de las instalaciones del complejo, a una altura de 50 cm del suelo.
4.2. DETERMINACION DEL MEDIDOR Y REGULADOR Se Seleccionan mediante la suma de todos los lo s caudales instantáneos de los equipos. Para esto las potencias de todos los equipos se deben dividir entre el PODER CALORIFICO SUPERIOR, en este caso lo tomamos como 10.8 kW*h/m3
. .. 150 10.8.985 0.83 /ℎ 35.4 35.4 3.27 /ℎ 10. 108 0.93 /ℎ 2 2. 5 8 22.58 10.8 2.09 ℎ 26.7 10.26.87 2.47 /ℎ 150 10.8.985 0.83 /ℎ
35
22.58 210.2.58 2.09 /ℎ
∑ 0.83 3.27 0.93 2.09 2.47 0.83 2.09 12.51 /ℎ
Con el dato anterior de 12.51 m3/h se busca en catalogo un regulador para este caudal, y finalmente se propone:
El regulador necesario para poder abastecer los 12.51 m 3 /h se seleccionó, un regulador de 12 m3/h ya que el que continúa es demasiado grande y este regulador puede brindar hasta 15 m3/h como su máximo antes del corte de seguridad.
36
PARA EL MEDIDOR SE PROPONE:
EL REGLULADOR MEDIDOR USAR SON:
A
Y
MARCA
MODELO
CAPACIDAD (M3/H)
REGULADOR
FRANCEL
B10
12-15
MEDIDOR
METRIX
2G10L
01-16
ARTEFACTO
5. CALCULO DE LA RED DE GAS 5.1.1. MEMORIA DE CÁLCULO Se procede a realizar un esquema de la instalación a realizarse y dependiendo de la longitud de la tubería es que se llegara a elegir los diámetros de los mismos.
G m 3.31 3. 31 m
A
5m 4.2 .25
B
1 m 8 .7 .71
O m 3 4 . 2
C
m 3. 68 m 3.68
m . 4 5
m 6 8 . 2
L
K
D
E
2 .8 7m .87
m 8.14 m 8.14
m 9 3. 5
m 6 .7 1
F
m 5.07 07 m 1 5.
m 8 1. 1
TERMO TANQUE 8.95 Kw
M
M
I
J
CALEFON
COCINA
CALEFON
35.4 Kw
10.0 Kw
22.58 Kw
H
CALEFON 22.58 Kw
CALDERO 26.7 Kw
TERMO TANQUE 8.95 Kw
37
5.1.2 DETERMINACION DE DIAMETROS COMERCIALES Para la determinación de los diámetros existen dos tipos de métodos: Método de Renouard: en la cual se utilizan formulas en función del caudal de gas que circularan por la tubería. Método gráfico: se calcula el diámetro de la tubería mediante un gráfico u Abaco, haciendo la intersección de líneas entre Potencia absorbida del equipo y la longitud de la tubería t ubería
5.1.2.1. FORMULA DE RENOUARD METODO GRAFICO Para usar la fórmula de Renouard. Primeramente transformamos las potencias de cada equipo en caudales:
. .
Q= caudal del gas m3/h. Pabs= Potencia absorbida kw. P.C.S.= Poder calorífico superior kwh/m3. TERMOTANQUE DE SOTANO Y COCINA
10.8.985 0.83 3/ℎ
Teniendo ya el caudal respectivo de cada equipo se procede a sustituir en la fórmula de Renouard: R enouard:
. 2 3 2 0 0 ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ √ . ∆ .
Dint.= diámetro interno de la tubería mm. S= densidad del gas adim. 0.62 Le= longitud equivalente de la tubería m. Q= caudal simultaneo del gas m3/h. ΔP= Diferencia de presión del gas mbar.
38
La longitud equivalente será igual a la longitud real más el 20% de largo aumentado El largo real de la tubería principal es de 46.03 m La diferencia de presión se asumirá como 1 mbar. El caudal simultáneo del gas será la suma del primero con mayor potencia, más el segundo de mayor potencia, más la semisuma del resto:
. 1 2 34…. 2
TERMOTANQUE DE SOTANO Y COCINA
. 2 23200∗0. 3200∗0. 6 2∗(46. 0 3∗1. 2 )∗9. 1 3 √ . 38.61 . 1 .
La tubería comercial más cercana al diámetro interno de 38.61 mm es la tubería de 1 ½ pulg. De acero negro. Realizando estas operaciones para todos los equipos se tiene t iene la siguiente memoria de cálculo. OR L MEDID MEDIDO ES DE DEL DESPUES GAS DESPU ACION CION D E GAS I NSTAL A E SQUEM A E U Q N E A T T O M R
G m 7 0 . 5 1 A
2/ 1 Ø . G .
5 9 8.
H
m 8 1 . 1
" 4 / 3 Ø G . . A
m 4 1 . 8 A
" 1 Ø . G .
m 7 8 . 2 A
" / 4 1 1 Ø . G .
J
1 1 Ø . G . A
" 4 / 3 Ø . G . A
" 4/
K
m 6 8 . 2
C
" 2 / 1 Ø . G . A
1 1 Ø . G . A
" 2/
L
m 4 . 5
B
A
A m 1 3 . 3 A
" / 2 1 1 Ø . G .
M
m 3 4 . 2
" / 2 1 1 Ø . G .
K 8 5. 2 2
O R E D L A C
N O F E L A C A N I C O C
" 2 / 1 Ø G . . A
w K
ERIA A UD DE TUB DE TUBERIA LONGIT LO NGITUD TOM AR EN
.7 6
ON Pu RACION nto CONSIDE RACI CONSIDE Punto medidor origen en el el medidor d e origen
2
w K
O D A Z A R T
8 .5 2 2
L A E R ) m D ( U N T I E G N O L
L CUAL CUAL SE TRAMO DE TRAMO DEL 3/H ) m3/H MO ( en m L EN E L TRA TRAMO CAUDA CA UDAL
EL TERMIN ARA ARA EL DETERMIN DE
IDA LEGIDA IA E LEG TUBER TU BERIA
DIAME TRO
O D A Z A R T
APAR ATO A R ALIMENTA ALIM ENTAR
ARATOS S DE AP ARATO A MAYOR POTENCI MAYOR PO TENCI A
SEMIS UMA LOS DE LOS DE DEMAS
TOTAL H) (m3/H) (m3/
DIAM. I NT.
D IAM. C OM.
A Z E L A R U T A N
1°
2°
A O-A O-
3 .28
2 .47
.38 8 3 .3
9 .13
1 1 1/ 2" 3 8.6 8.61 1/2"
A N
0
0.
K
w
A -B
28 3.28 3.
2 .47
2 .97
8 .72
95 1 1/ 3 7. 7.95 2" 1/2
A N
B -C
.47 7 2 .4
09 2.09 2.
.92 2 1 .9
.48 8 6 .4
3.93 93 1 1 /4 3 3. /4" "
AG
C-D
2 .47
2 .09
1 .46
6 .02
9 1 1 /4" 3 2.9 2.99
AG
E D-E D-
7 2.47 2.4
9 2.09 2.0
0 .41
7 4.97 4.9
9 1 1 3 0.6 0.69 1/4" /4" A G
E-F E-F
.09 9 2 .0
.83 3 0 .8
-
2 2.92 2.9
2 5 .11
1"
AG
AG
1
N O F E L A C
" 4 / 3 Ø . G . A
m 5 2 . 4
w
" 1 Ø G . . A
m 6 7 . 1
D
N O F E L A C
I
m 9 3 . 5
E
m 1 7 . 8
K
"
F
m 8 6 . 3
w
L A P I C N I R P A I R E B U T
w K .4 5 3
O M R E T
E U Q N A T w K
A I R
5 .9 8
O M
A D N U C E S A I R E B U T
G O-G O-
3 4 6.0 6.03
G F-G F-
TANQUE TERMO TANQUE TERMO
3 0 .8 .83
-
-
0 . 83
1 1 5.6 5.61
1 / 2"
H O-H O-
4 3 2.1 2.14
F -H
EFON CALEFON CAL
2.09 2.09
-
-
9 2.09 2.0
.54 4 20 .5
3 /4"
AG
O -I
2 8 .21
E -I
CALDERO CALDE RO
.47 7 2 .4
-
-
.47 7 2 .4
2 1 .29
1"
AG
O -J
2 1 .71
D -J
CALEFON CALE FON
2 .09
-
-
2 .09
1 8 .93
3 / 4"
AG
O -K
19. 13
C -K
COCINA COCINA
0 .93
-
-
0 .93
58 1 3. 3.58
" 1 /2 /2"
AG
O -L
1 2 .96
B -L
ALEFON N C ALEFO
28 3.2 3.
-
-
28 3.2 3.
.17 7 20 .1
3/4 "
AG
O -M
.74 4 5 .7
A-M
ANQUE E TERMO TER MO T ANQU
0 .83
-
-
0 .83
3 1 0.1 0.13
/2" " 1 /2
AG
39
Se llegó a calcular un diámetro máximo de tubería en la red de 1 ½ pug. Y un diámetro mínimo de ½ pug. De diámetro.
Para realizar mediante el método grafico g rafico se utiliza el Abaco:
40
Fuente: ANEXO V, pag. 61.
41
Haciendo una interconexión entre longitud vs potencia de cada equipo, se llega a obtener la siguiente memoria de cálculo:
DIDOR R DEL ME MEDIDO SPUES ES DEL D E G AS DE SPU ALA CIO N DE INST IN ST ALA QUEMA MA ESQUE ES O E M U Q R N E A T T
G m 7 0 . 5 1 A
/ 2 1 Ø . G .
w K 5 .9 8
"
m 8 1 . 1
F
H
" 4 / 3 Ø . G . A
m 4 1 . 8 A
" 1 Ø . G . m 9 3 . 5
E 1 1 Ø . G . A
7 m 8 . 2
" 4/
4/ 1
m 8 6 . 3 A
"
w K 8 .5 2 2
O R E D L A C
I
" 1 Ø . G . A
m 6 7 . 1
D
N O F E L A C
J
" 4 / 3 Ø . G . A
1 Ø . G .
m 6 8 . 2
2 / 1 Ø . G . A
K
N O F E L A C A N I
w
TUBE RIA A LONGITUD DE TUBERIA LONGITU TOMAR EN
2
6
7.
K
CION Punto CONSIDERA ONSIDERACION medidor origen en el med de origen
w K 8 5. 2
K
w
2
O D A Z A R T
L A E ) R m D ( U N T I E G N O L
UAL SE CUAL TR AMO DEL C DETERMINARA EL DETE
AL L EN EL TR AMO ( en m3/H ) CAUD A
TUBE RIA ELEGIDA TUBE ELEGIDA
DIAMETRO
O D A Z A R T
O-A OA
AP ARATO A ENTAR ALIMENTAR ALIM
RATOS DE APARATOS APA TENCIA POTENCIA MAYOR PO
1°
2°
3 .28
2 .47
SEMISEMISUMA DE LO LOS DEMAS
3. 38
TOTAL (m3/H)
DIAM. T. INT IN
DIAM. COM.
9 .13
1/2" " 3 8.61 1 1/2
A Z E L A R U T A N
A N
C
m 1 7 . 8
1 1 Ø . G . A
C O C
" / 4
L
m 4 . 5
B m 5 2 . 4 A
A m 1 3 . 3 A
" / 2 1 1 Ø . G .
" 4 / 3 Ø . G . A
M
m 3 4 . 2
" / 2 1 1 Ø . G .
" 2 / 1 Ø . G . A
N O F E L A C
.0 0 1 L A P I C N I R P A I R E B U T
w K 4. 5 3
O E U M Q R N E A T T w K 5 .9 8
O M
A I R A D N U C E S A I R E B U T
O-G
46.. 03 46
A -B
3.28
2.47
2.97
8.72 8.7 2
3 7.95 1 1 /2"
B -C
2 . 47
2.0 2. 09
1. 92
6 . 48
3 3.93 1 1/ 4"
AG
C -D
2.4 2. 47
2.09 2.09
1.4 1. 46
2 6.02 6.0
32.99 1 1/4 32.99 " 1/4"
AG
D -E
2.4 2. 47
2.0 2. 09
0.41 0.41
4.9 4. 97
0.69 9 1 1/4 3 0.6 1/4" "
AG
E-F
2.09 2.0 9
0.83 0.8 3
-
2 .92
25.. 11 25
1"
AG
AG
A N
F-G
TERMO T ANQUE
0.83
-
-
0 .83
15.61
1 /2"
O-H
32.1 32. 14
F-H
CALEFON CALEFON
2 . 09
-
-
2 . 09
20.54
3/4" 3/4 "
AG
O -I
28.21 28.21
I E-I E-
CALDERO CALDERO
2 .47
-
-
2.4 2. 47
2 1.29
1"
AG
O -J
1 21.7 21 .71
D -J
CALEFON
2. 09
-
-
2. 09
3 18.9 18 .93
3/4"
AG
O-K OK
19.. 13 19
C -K
A COCIN
0.93 0.9 3
-
-
0 .93
13.5 13. 58
1/2"
AG
O-L OL
12.9 12. 96
B -L
CALEFON
3.28
-
-
3.28
2 0.17
3 /4"
AG
O-M
5. 74
A-M AM
QUE 0 .83 TERMO TAN TANQUE
-
-
0 .83
10.1 10. 13
1/2"
AG
Se puede observar que ambos métodos de cálculo de diámetros asemejan sus resultados exceptuando en el trazado B-C donde en el método de Renouard nos sugiere una tubería de 1 ¼ pulg. Y en el método grafico un diámetro de 1 ½ pulg. Esto debido a que las variables usadas en el método grafico apuntaban muy cerca del límite entre ambos diámetros de tubería. Para asegurar la correcta alimentación de caudal a los equipos se recomienda utilizar en este caso los diámetros calculados por el método gráfico.
42
5.1.3. VERIFICACION DE PERDIDAS DE CARGA AL APARATO MÁS LEJANO Y AL DE MAYOR POTENCIA. Para calcular la perdida de carga en la tubería de gas, se utiliza la fórmula de RENOUARD para presiones de trabajo de hasta 100 mbar.
. 12 23200drLe .
Dónde: P1 – P2: P2: caída caída Q: caudal
de presión del tramo 1 – 2 en milibar (mbar),
de Gas que circula por el tramo 1 –2 en metros cúbicos estándar por hora (m3
(s)/h), dr
: densidad relativa corregida del Gas natural,(0.62).
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