Tipo de Calentadores

 

UNIVERSIDAD JOSÉ CARLOS MARIÁTEGUI FACULTAD DE INGENIERÍA – ESCUELA  

UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI FACULTAD DE INGENIERIAS Y ARQUITECTURA CARRERA PROFESIONAL INGENIERIA CIVIL

TIPOS DE CALENTADORES DE AGUA TRABAJO DE INVESTIGACION

PRESENTADO POR: FRANZ LITTMAN ALCA SOTO TREISY THAIS ROJAS QUISPE

ASESORA ING. KARLA FIORELLA CORNEJO LECAROS

MOQUEGUA - PERÚ 2021

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DEDICATORIA  Al santísimo creador dios todo poderoso por  darnos vida y salud.  A nuestros padres hermanos y familiares que orgullosamente nos apoyan en esta etapa, y moti mo tiv van lo los s esfu sfuer erz zos y sac acri rifi fic cio ios s que hacemos por desarrollarnos como profesionales, y los cuales nos han motivado a desarrollar este trabajo de investigación, de los calentadores e agua.  A la calidad de profesionalismo de nuestra doce do cent nte, e, qu quie ien n ha gu guia iado do ca cada da un uno o de lo los s procedimientos y criterios a considerar para el desarrollo de esta investigación.

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AGRADECIMIENTO Expreso mi especial agradecimiento a nuestra asesora, a nuestro equipo de trabajo en sí, quienes quie nes somo somos s indis indispens pensable ables s para realiz realizar  ar  todos y cada una de los procedimientos para el cu cump mpli limi mien ento to de dell obje objeti tivo vo y el bi bien en en comú co mún, n, co con n lo qu que e no nos s se sent ntim imos os má más s qu que e fe feli lice ces s de po pod der hab abe er per erci cib bid ido o en lo los s difere dif erente ntes s e imp import ortant antes es ex exper perien iencia cias s que apor ap orta tan n al co cono noci cimi mien ento to de ca cada da un uno o de nosotros y nos fortalece en el ámbito de la formación profesional.

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INDICE DE CONTENIDO I. INTRODUCCI INTRODUCCION.… ON.………… ……………… ……………… ……………… …………….… …….….…… .……….…… ….…….… .… 5 II. OBJETIVOS OBJETIVOS…….. ……..……… ……………… ……………… ………….…… ….…………… ……………… ………….…… ….……… … 6 III. TIPO TIPOS S DE CALE CALENTADO NTADORES RES DE AGUA………… AGUA………………… ……………… ……………… ……… 7  A. CALENTADOR SO SOLAR…………… LAR………………………… ……………….…………… ….………………......7 …......7 B. CALENTADOR

ELECTRICO…………………………………..

……………….….….…11 C. CALE CALENTAD NTADOR OR A VAPO VAPOR…… R…………… ……………… ……………… …………….… …….…..…… ..…….. .. 15 D. CALENTADOR A GAS………… GAS……………………… …………………………… ………………………....19 ………....19

IV. CONC CONCLUSI LUSIONES… ONES………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ………….23 ….23 V. RECOMEND RECOMENDACION ACIONES…… ES…………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… …………23 …23

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I.INTRODUCCION En el presente trabajo de investigación conoceremos los distintos tipos de calent lentad ado ore res s de agua que so son n los los más us usad ado os en la in indu dus str tria ia de la construcción, con el objetivo de poder diferencias, considerar y tomar en cuenta en un posible diseño de alguna instalación de red de agua, y del mismo modo veremos cada una de sus características, a nivel de marca, calidad, economía y los más recomendables para cada tipo de edificación a diseñar. Los calentadores de agua cumplen un papel fundamental en la industria de la construcción, con el objetivo de elevar la temperatura del agua y poder llevarlas ll evarlas al us uso o do domé mést stic ico o y co come merc rcia iale les, s, ta tant nto o en la las s du duch chas as,, co coci cina nas s e in incl clus uso o calefacción, a nivel industrial los usos son muy variados tanto para el agua caliente como para el vapor de agua.  A continuación, procedemos a dar a conocer los tipos de calentadores de agua más usados en la industria de la construcción.

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II.

OBJETIVOS: I.1.

Objetivo general. 

Desarrollar el trabajo de investigación de los calentadores de agua más usados en la industria de la construcción, empleando criterios de investigación de nivel profesional.

I.2.

Objeti tivvos eesspecífi ficcos.  

Los Lo s ca cale lent ntad ador ores es de ag agua ua tie tiene nen n co como mo ob obje jetiv tivo o el elev evar ar la temperatura del agua, con el fin de llevarlo al consumo final optimo, tanto en los usos domésticos como cocina y duchas; así como también en el uso industrial como vapor de agua.

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III III.. TIPOS TIPOS DE CALE CALENTA NTADOR DORES ES D DE E AGU AGUA: A: Los Lo s tip tipos os má más s util utiliz izad ados os en la indu indust stri ria a de la co cons nstr truc ucci ción ón so son n lo los s calentadores eléctricos, solares, gas y vapor.

A. CALENTAD CALENTADOR OR SOLAR: SOLAR: a. DEFINICION: Una Un a te term rma a so sola larr utili utiliza za la en ener ergí gía a so sola larr pa para ra ca cale lent ntar ar ag agua ua,, qu que e después es almacenada en tu termo-tanque para poder utilizarla a cualquier hora del día, inclusive en la noche, cuando no hay sol, ya que en el tanque se mantiene caliente. Una terma solar funciona de una manera muy simple. Lo primero que hay ha y qu que e ha hace cerr es co colo loca carr la te term rma a en el te tech cho, o, or orie ient ntad ada a de ta tall manera man era que obt obteng enga a la may mayor or rad radiac iación ión posibl posible, e, genera generalme lmente nte la orientación ideal es hacia el sur en el hemisferio norte y hacia el norte en el hemisferio sur, es decir apuntando hacia el ecuador. También es nece ne cesa sario rio co colo loca carl rlo o a cier cierta ta incl inclin inac ació ión, n, ya qu que e de es esta ta ma mane nera ra captara más sol.

b. PART PARTES ES Y F FUN UNCI CION ONES ES:: La terma o calentador solar es un dispositivo que sirve para calentar  agua aprovechando la energía solar. Consta de las siguientes partes:

1.  El colector constituido por la placa absorbente y la caja térmica. La placa absorbente es la unidad receptora de la radiación solar que calienta el agua, y está formada por una plancha de fierro a la cual se adhieren una serie de tubos paralelos dentro de los cuales circula el agua. La caja térmica lleva en su interior la placa absorbente con un colchón de aislamiento.

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2.  El tanque de almacenamiento almacena el agua caliente hasta su utilización y está aislado para conservar el calor.

3.  Las conexiones, que se usan para la circulación del agua entre el colector y el tanque durante las horas de sol, y de éste hacia la tubería de uso.

El agua fría ingresa por la parte inferior al colector y se calienta por el efec efecto to de la radi radiac ació ión n so sola larr a me medi dida da qu que e as asci cien ende de po porr la pl plac aca a absorbente. El agua caliente, que sale del colector, ingresa al tanque por  la parte superior, mientras por la parte inferior sale el agua más fría hacia el colector, para circular continuamente durante las horas de sol.

La construcción de la terma solar es bastante sencilla y se presta a adaptaciones según los materiales disponibles.

La caja térmica es de 198 cm de largo x 15 cm de alto x 83 cm de ancho, recubierto de un vidrio grueso o dos en la Sierra. El fondo es de fierro o calamina plana, encima de la cual va el aislamiento (aserrín, lana, paja, tecknoport), luego otra plancha de fierro o calamina (pintada de negro); luego los tubos de fierro galvanizado o de plástico o una manguera de 3/4 pulgada de color negro (fijados a la plancha metálica), y encima el o los vidrios. Si son dos deben estar separados unos 2 cms. Todo debe estar bien cerrado para que no ingrese el agua de lluvia.

El tanque de almacenamiento puede ser un cilindro de 25 galones, con cuatro niples galvanizados (dos de 1 pulgada y 2 de 1/2 pulgada) y una boya bo ya de niv nivela elació ción n o flo flotad tador or com como o el de los tanqu tanques es sa sanit nitari arios. os. El ingreso del agua fría de la red es por la parte lateral superior (niple de 1/2 pulgada), con el flotador y un tubo hasta casi el fondo del tanque, para que el agua fría entre al fondo fondo.. El ingre ingreso so del agua del calentad calentador  or  es por la parte lateral superior (niple de 1 pulgada). La salida del agua al calentador es por la parte lateral inferior (niple de 1 pulgada). La salida MOQUEGUA, JUNIO DEL 2021

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del agua caliente a la red de uso es por la parte lateral media del tanque (niple de 1/2 pulgada).

Los Lo s tu tubo bos s de co cone nexi xión ón de dell ta tanq nque ue co con n el ca cale lent ntad ador or so son n de je jebe be o mangueras aisladas. El tanque y la tubería deben ser aislados con un forro de unos 8 cm de los mismos materiales indicados para la caja térmica. El mantenimiento debe ser constante: limpieza del vidrio de la caja térmica; sellado de los vidrios con masilla; repintado de las partes de madera; verificar el funcionamiento de la boya o flotador; inspección de la pintura interior del tanque; y control de cualquier filtración.

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c. CAPACI CAPACIDAD DADES ES M MAS AS C COME OMERCI RCIALE ALES S: Las termas solares para uso domestico, pueden ser de capacidades que van desde los 50 litros de almacenamiento hasta los 300 litros, y los comerciales de 300 hasya los 1000 litros de almacenamiento, según sea el uso que se le requiera, asi mismo en el mercado peruano las termas

solares mas comerciales son las que se muestran a continuación:

d. FABR FABRIC ICAN ANTE TES S EN PERU PERU:: Las La s ma marc rcas as ma mas s reco recono noci cida das s de te term rmas as so sola lare res s en pe peru ru so son n la las s siguientes: 1. TER TERMAS MAS S SOLA OLARES RES R RIWA IWATT TT HU HUAN ANCAY CAYO. O. 2. TERM TERMAS AS S SOLARE OLARES SD DURAMA URAMAX X PE PERU RU JUALI JUALIACA ACA 3. TE TERM RMAS AS S SOL OLAR ARES ES C CUS USCO CO 4. TER TERMAS MAS S SOLA OLARES RES N NEW EW SO SOL L ARE AREQUI QUIPA PA 5. TERM TERMAS AS S SOLARE OLARES SS SOLST OLSTAC AC P PAERU AERU TRUJ TRUJILLO ILLO 6. TER TERMA MA S SOLA OLAR R TE TEMOI MOINOX NOX A AREQ REQUIP UIPA A

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e. RECO RECOME MEND NDAC ACIÓ IÓN N DE USO USO:: Las La s

term termas as so sola lare res s

co con n

ec econ onom omic icam amen ente te re rent ntab able les, s, un unic icam amen ente te

requ re quie iere ren n ci cier erto tos s pa pago gos s de ma mant nten enim imie ient nto, o, y es re reco come mend ndab able le la instalacion de las mismas en regiones de climas calidos, asimismo se recomienda evaluar el uso de dotacion diaria de agua para poder elegir  la terma solar conveniento de acuerdo a la capacidad requerida, del mismo modo se recomienda hacer la adquisición de la misma de una empresa que brinde la garantia necesaria de la terma adquirida.

B. CALENTAD CALENTADOR OR ELECTRICO ELECTRICO:: a. DEFINICION: Las termas eléctricas son un depósito de acumulación de agua que posee una fuente generadora de calor propia que permite calentar y mantener el agua a una temperatura seleccionada por el usuario. A dife difere renc ncia ia de otra otras s so solu luci cion ones es de ca cale lent ntam amie ient nto, o, la te term rma a de acumulación eléctrica no requiere de presión para el encendido (algo muy imp import ortant ante e par para a el co conte ntexto xto per peruan uano), o), pues pues es aut automá omátic tico o gracias al termostato.

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b. PAR ARTE TES S Y FUNC FUNCIO IONE NES: S: Las partes de una térmica eléctrica son las siguientes:

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c. CAPA CAPACI CIDA DADE DES S MAS MAS COME COMERC RCIA IALE LES: S: Las capacidades para usos comerciales van desde los 5.5 hasta los 600 litros, y para usos industriales pueden ser desde 600 a 1000 litros o mas.

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d. MARC MARCAS AS MA MAS S COME COMERC RCIA IALE LES: S: Las marcas mas comerciales en Perú son: -

-

-

-

Rotoplas Sole Bryant Bosch

e.

RECOMENDACIONES DE USO: Las termas electricas son muy recomendables, por su bajo costo de mantenimiento, asimismo puede ser instalado en cualquier zona del peru, donde exista un fluido electrico permanente, no tiene mayores restricciones para su instaación.

 

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C. CALENTAD CALENTADOR OR A VAPOR: VAPOR: a. DEF DEFINI INICIO CION: N: Es un una a varia ariant nte e de los los sist sistem emas as de ca cale lefa facc cció ión n en el qu que e el caloportador es agua en fase de vapor en lugar de agua en fase líquida. Fue muy utilizado antiguamente pero con el tiempo se está aban and don ona ando do,,

au aun nqu que e

aún

hay

mu muc cha has s

in ins sta tala lac cio ion nes

en

funcionamiento en muchos países.

b. PAR ARTE TES S Y FUNC FUNCIO IONE NES: S:   Su constitución es semejante a los sistemas de calefacción por  agua ag ua ca cali lien ente te:: la ca cald lder era a llev lleva a el agua agua a la te temp mper erat atur ura a de evapor evap orac ació ión n y el va vapo porr reco recorr rre e lo los s em emis isor ores es (ra (radi diad ador ores es)) sin sin necesidad de bomba u otro artificio mecánico, aunque requiere una disposición específica de los elementos que forman la red para un buen funcionamiento por termosifón. Al enfriarse vuelve a la fase líqu líquid ida a y, cond conden ensa sado do,, el ca calo lopo port rtad ador or vu vuel elve ve a la ca cald lder era a po por  r  gravedad, para lo que la red de tuberías debe tener pendientes hacia ella. Por la misma razón las tuberías de ida suelen ser más gruesas que las de retorno. En los radiadores, en vez de purgar aire de su part pa rte e su supe peri rior or de debe be pu purg rgar arse se el ag agua ua co cond nden ensa sada da en su pa parte rte inferior. La cuestión más importante para la elección del vapor es que su calor latente de vaporización es muy alto, 2257 kJ/kg, que cede en los emisores al condensar para volver de nuevo a la caldera; por  ello, se transporta mucho calor con caudales pequeños de vapor. Ventajas: 

Los emisores (radiadores) son de menor tamaño que en los sistemas de calefacción por agua.



Se transporta calor con caudales pequeños.

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Inconvenientes: 

No es fácil hacer circular el vapor con bomba en instalaciones interiores de edificios, por lo que la disposición de la red ha de facilitar el funcionamiento por termosifón y el retorno de los condensados por gravedad. Por ello no debe de haber tramos horizontales (salvo de poca longitud y con gran pendiente) y como consecuencia, debe de haber muchas montantes.



Por esta disposición de la red, sin posibilidad de poner una entrada y salida únicas para cada usuario, tampoco es fácil contar el calor suministrado a cada usuario, contabilización obligada por diversas normativas nacionales.1



La regulación de la potencia no se puede hacer en el local de cald ca lder eras as (r (reg egul ulac ació ión n po porr te temp mper erat atur ura, a, pu pues es si se ba baja ja la temperatura no se produce vapor), por lo que deben hacerlo los usuarios en cada uno de los emisores, mediante la llave de paso.



La temperatura superficial de los emisores es alta (superior a los 100ºC) por lo que se pueden producir quemaduras en la piel por contacto.



Por la misma razón, la alta temperatura superficial, en los emis em isor ores es se tu tues esta ta el po polv lvil illo lo at atmo mosf sfér éric ico o y ap apar arec ecen en manchas negras en la pared, sobre los emisores.

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c. CAPA CAPACI CIDA DADE DES S MAS MAS COME COMERC RCIA IALE LES: S: El calentamiento del agua se realiza por medio de una bayoneta de tuberías de cobre, por donde pasa el vapor, a este proceso se le llama calentamiento con vapor en forma indirecta, ya que el vapor  pasa por el interior de las tuberías de cobre (bayoneta).  Aplicaciones: Hospitales, Hospitales, hoteles, clubes, c colegios, olegios, etc. Sus capacidades de generar vapor van desde los 10 hp hasta los 600 hp

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d. MARC MARCAS AS MA MAS S COME COMERC RCIA IALE LES: S: La emp empres resa a mas recon reconoci ocida da en Per Perú ú par para a rea realiz lizar ar est este e tip tipo o de instalaciones, es la empresa TERMOTECNICA INGENIEROS S.R.L, ubicados en LIMA –PERU.

e. RECO RECOME MEND NDAC ACIO IONE NES S DE USO USO:: Las instalaciones a vapor ya son muy comerciales, por lo cual ya no se estan usando en las viviendas unifamiliares, pero sin son usadas en hoteles o lugares l ugares comerciales.

D. CALENTAD CALENTADOR OR A GAS: GAS: a. DEF DEFINI INICIO CION: N: El calentamiento del agua se realiza por la energía liberada en la combustión que realiza el quemador en el interior del calentador, empleándose empleándos e Gas Licuado de Petróleo (GLP), gas natural o ambos.

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b. PAR ARTE TES S Y FUNC FUNCIO IONE NES: S: Las La s pa part rtes es bá bási sica cas s de un ca cale lent ntad ador or de ag agua ua a ga gas s so son n la las s siguientes:

Los Lo s cal calent entado adores res de gas se uti utiliz lizan an par para a cal calent entar ar agu agua a ca calie liente nte sanitaria para su uso doméstico, utilizando el gas -ya sea butano o natural- como combustible principal. Instalar un calentador de agua a gas nos permitirá disfrutar de agua caliente generada prácticamente al instante que cubra la demanda diaria de una vivienda para la ducha, el baño o la cocina.

Para elegir o recomendar la instalación de un calentador de agua a gas antes es importante entender cómo funcionan y conocer las cara ca ract cter erís ísti tica cas s

té técn cnic icas as

qu que e

pu pued eden en

te tene nerr

lo los s

ca cale lent ntad ador ores es..

Conceptos como capacidad o caudal son básicos a la hora de elegir  un calentador de gas. A través de la siguiente infografía haremos un repaso a estos y otros conceptos que nos ayudarán a elegir un calentador de agua a gas adecuado para cada usuario.

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c. CAPACI CAPACIDAD DADES ES Y CA CAUDA UDALES LES DE DE LOS C CALE ALENTA NTADOR DORES ES A GAS: GAS:  Asegúrate de elegir un calentador de agua a gas con el tamaño y capa ca paci cida dad d su sufi fici cien ente tes s pa para ra disf disfru ruta tarr de dell ag agua ua ca cali lien ente te co con n to tota tall garantía y disponibilidad. En el mercado existen calentadores a gas con diferentes tamaños y capacidades para adecuarse a todas las necesidades de agua caliente sanitaria. Cuando consultes las características de un calentador a gas, fíjate en el caudal de agua que es capaz de calentar por minuto: cuanto mayor  sea éste, mayor capacidad de generar agua caliente tendrá. Para un uso doméstico el rango recomendado más usual, sería de entre 10 y 18 litros. Para más capacidad ya deberíamos hablar de otros sistemas como serían los acumuladores e interacumuladores de agua caliente. Otro punto importante a tener en cuenta está en la capacidad: para viviendas con dos o más baños, hay que fijarse en que el calentador  permita el uso de dos puntos de agua caliente a la vez. Esto es posible con caudales de más de 14 litros por minuto.

d. VENT VENTAJAS AJAS DE ELEGIR ELEGIR UN CALENTADOR CALENTADOR DE GAS FRENTE UNO ELÉCTRICO:  A la hora de elegir qué tipo de calentador instalar, la primera pregunta que qu e de debe bemo mos s ha hace cern rnos os es ¿n ¿nec eces esit ito o un ca cale lent ntad ador or de ga gas s o eléctr elé ctrico ico? ? La res respue puesta sta ve vendr ndrá á da dada da en par parte te por las fue fuente ntes s de energía que contemos en la vivienda o local, ya que si no contamos con una instalación de gas natural o posibilidad de utilizar butano, nos decantaremos directamente por instalar un termo eléctrico. Sin embargo, si podemos elegir libremente con opción de instalar  ambos sistemas, debemos anotar algunas ventajas que ofrecen los calentadores de gas frente a los eléctricos: Inagotable: al no depender de un depósito que caliente el agua como en el caso de los termos eléctricos, el agua caliente no se agota

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nunca durante su uso. Hasta que no se cierra el grifo, el calentador no deja de funcionar. Económico: el gas resulta más económico que la electricidad, por lo que conseguimos un mayor ahorro en su uso.

IV.

CONCLUSIONES: -

El presente trabajo tiene como conclusión la amplia variedad de tipos de ca cale lent ntad ador ores es de ag agua ua,, do dond nde e he hemo mos s po podi dido do ob obse serv rvar ar su sus s características, fin de uso, capacidades mínimas y máximas, y función de costo beneficio; con el cual podemos determinar claramente qué tipo de calentador vamos a utilizar en alguna determina edificación que vamos a proyectar o edificar.

V.

RECOMENDACIONES: -

Se recomienda que para la elección de un determinado calentador de agua, deben de analizarse todos los criterios correspondientes, tales como el clima, zona, materia economica, tipo de edificacion y otras consideraciones que sean determinantes para una correcta elección de algun calentador de agua se que vaya a utilizar.

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