BOMBEO DE AGUA CON RENOVABLES - masensioCON+RENOVAB… · *El bombeo directo con bombas sumergibles...

BOMBEO DE AGUA CON RENOVABLES

CPR MÉRIDA FEBRERO 2012 Ángel Ayala Rodrigo

CONSUMOS DE AGUA I

CONSUMOS DE AGUA II

CONSUMOS DE AGUA III

200 l / per./ día

.Ducha: 40 a 80 l

.Lavadora: 100 l / ciclo

.Lavavajillas: 20 a 40 l / ciclo

.Grifo abierto: 5 l / min.

.Grifo goteando: 40 l / día.

-Según la OMS: 80 l / per./ día ( 300 l en países desarrollados 25 l en subd.)

.ACS: 30 l /per / día a 60ºC ó 40 l / per / día a 45ºC

.Agua fría: 100 l / per / día

.Árbol frutal: 10 l / día

.Planta : 0,5 l / día

.Vid: 5 l / día ( 4000 vides en 2,5 Ha)

-1800 l / per./ día gasto agrícola/ganadero (75%) y el industrial (8%)…………

17% consumo doméstico = 306 l / per / día

-Según la ONG WWF/Adena: 171 l / per./ día

TIPOS DE BOMBAS I

TIPOS DE BOMBAS II

TIPOS DE BOMBAS III

TIPOS DE BOMBAS IV

BOMBEO CON FOTOVOLTAICA

SISTEMAS DE BOMBEO CON BOMBA SQFlex

1 - SISTEMA SQFlex con GE

2 - SISTEMA SQFlex Solar

3 - SISTEMA SQFlex Solar con UC

4 - SISTEMA SQFlex Solar con GE

5 - SISTEMA SQFlex Wind

6 - SISTEMA SQFlex Wind con UC

7 - SISTEMA SQFlex Combi

8 - SISTEMA SQFlex Combi con UC

9 - SISTEMA SQFlex Solar con baterías de reserva

Distintos SISTEMA SQFlex

ELEMENTOS DEL SISTEMA I

Precio: 1.600€

AC

ELEMENTOS DEL SISTEMA I’

ELEMENTOS DEL SISTEMA I’’

SQF0.6-2: Hasta aprox. 3.575 l /d (verano) ó 1375 l /d (invierno) a 10m con 140wp

(Extremadura) 3.250 l /d (verano) ó 1250 l /d (invierno) a 120m con 360wp

SQF14A-3: Hasta aprox. 110.500 l /d (verano) ó 42.500 l /d (invierno) a 2m con 900wp

(Extremadura) 58.500 l /d (verano) ó 22.500 l /d (invierno) a 15m con 900wp

ELEMENTOS DEL SISTEMA I’’’-Calcular la bomba y el panel necesarios para abastecer una vivienda con 4 personas con una pequeña granja y jardín formado por:

.1 caballo, 1 perro, 3 gatos, 2 cabras, 10 gallinas y 2 gallos.

.10 árboles frutales y 50 plantas.

*Consideramos que la vivienda se encuentra situada en Arroyo de la Luz y el pozo se considera a una profundidad de 5m, más otros 3m de depósito y 2m de trazado horizontal y pérdidas de carga, además se trata de un “pozo rico”.

-Calcular el mismo ejercicio anterior para viviendas situada en las siguientes localidades:

-Avilés: (HSP=4,5) ( Q=0,22m3/h)

-Las Palmas: (HSP=6,2)( Q=0,16m3/h) -Quito: (HSP=5,3)( Q=0,19m3/h)

-Mendoza: (HSP=6,8)( Q=0,15m3/h)

-Reykjavic: (HSP= 5,2)( Q=0,19m3/h)

-Arroyo de la Luz (HSP=6,5)( Q=0,15m3/h) -Bomba: SQFlex 0,6-2 -Ppaneles: 45w

*Caudal diario: 1,004 m3/d *Caudal por hora: Q = Qd/HSP

-Bomba: SQFlex 0,6-2 -Ppaneles:60W

-Bomba: SQFlex 0,6-2 -Ppaneles:46W

-Bomba: SQFlex 0,6-2 -Ppaneles:53w



ELEMENTOS DEL SISTEMA II

Precio: 300€

ELEMENTOS DEL SISTEMA III

Precio: 326€

ELEMENTOS DEL SISTEMA III’

ELEMENTOS DEL SISTEMA IV

Precio: 146€

Precio: 410€

ELEMENTOS DEL SISTEMA IV’

Precio: 310€

ELEMENTOS DEL SISTEMA VLISTA DE PRECIOS SISTEMA SQFLEX:

½” NPT

Rp

ELEMENTOS DEL SISTEMA V’LISTA DE PRECIOS SISTEMA SQFLEX:

PRECIOS BOMBEO SOLAR

10.000 L/d desde 20m ó 1600 L/d desde 120m………5.000€

24.000 L/d desde 20m ó 4.500 L/d desde 120m……..8.000€

107.000 L/d desde 5m ó 6.400 L/d desde 120m……..8.700€

ALTURA MANOMÉTRICA I

Hm = Hg + Pc

Hm = Ha + Hi + Pca + Pci

Ha: Altura de aspiración (m)

H = 10 m.c.a (m) Ξ 1 atmósfera Ξ 1 Kg/cm2 de presión Ξ 1 bar Ξ 100.000 Pa

Hi: Altura de impulsión (m)

Pca: Pérdidas de carga en aspiración (m.c.a)

Hm: Altura manométrica (m.c.a)(m)

Pci: Pérdidas de carga en impulsión (m.c.a)

ALTURA MANOMÉTRICA II

-CÁLCULO DE LAS PÉRDIDAS DE CARGA I:

1º Calculamos la longitud equivalente de tubería; para ello sumamos la longitud real de tubería con los metros equivalentes de pérdida de los accesorios.

ALTURA MANOMÉTRICA III-CÁLCULO DE LAS PÉRDIDAS DE CARGA II:

2º Sobre la tabla o el diagrama de pérdidas de carga obtendremos el porcentaje de pérdidas de carga por cada 100m, valor que dependerá del caudal (m3 /h), el Ø interior de la tubería en mm y el tipo de material. A continuación calculamos la pérdida de carga equivalente a ese tramo de circuito en m.c.a. al multiplicar la longitud equivalente por dicho porcentaje.

*Este cálculo también se puede hacer con el ábaco de la siguiente diapositiva.

Pérdidas de carga en la aspiración para Fe:

Q = 100 m3 /h (1667 l/min) ; Ø = 150 mm

→Pca = 20mmca/m = 2%m/100m

Pérdidas de carga en la impulsión:

Q = 100 m3 /h (1667 l/min)

Ø = 125 mm

→ Pci = 52mmca/m =

5,2%m/100m

-CÁLCULO DE LAS PÉRDIDAS DE CARGA III: USO DE ÁBACOS

ALTURA MANOMÉTRICA IV

ALTURA MANOMÉTRICA V-CÁLCULO DE LAS PÉRDIDAS DE CARGA IV:

3º A continuación, sumamos este valor obtenido de pérdidas de carga a la altura geométrica total (Ha + Hi) y tendremos la altura manométrica total en m.c.a. (m).

4º Por último, sobre las tablas o gráficas del fabricante, ya podemos seleccionar la bomba en función de dicha altura manométrica (m) y del caudal (m3 /h).

Hm = Ha + Hi + Pca + Pci

ALTURA MANOMÉTRICA VI-EJEMPLO I: CÁLCULO DE LA ALTURA MANOMÉTRICA

1/3

*Consideramos tubería de Fe

ALTURA MANOMÉTRICA VII-EJEMPLO I: CÁLCULO DE LA ALTURA MANOMÉTRICA

Pérdidas de carga en la aspiración:

Q = 100 m3 /h

Ø = 150 mm

→Pca = 2%


Q = 100 m3 /h

Ø = 125 mm

→ Pci = 5,2%

2/3

ALTURA MANOMÉTRICA VIII-EJEMPLO I: CÁLCULO DE LA ALTURA MANOMÉTRICA

5,2%

3/3

ALTURA MANOMÉTRICA IX-EJEMPLO II: CÁLCULO DE LA ALTURA MANOMÉTRICA

1/6

ALTURA MANOMÉTRICA X-EJEMPLO II: CÁLCULO DE LA ALTURA MANOMÉTRICA

.Cálculo del diámetro de las tuberías:

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ALTURA MANOMÉTRICA XI-EJEMPLO II: CÁLCULO DE LA ALTURA MANOMÉTRICA

.Cálculo de las pérdidas de carga en las tuberías (hierro fundido):Pérdidas de carga en la aspiración:

Q = 150 m3 /h

Ø = 200 mm


Q = 150 m3 /h

Ø = 150 mm

Pca = 1,2%.0,6

Pci = 4,5%.0,6

3/6

ALTURA MANOMÉTRICA XII-EJEMPLO II: CÁLCULO DE LA ALTURA MANOMÉTRICA

8 m 35 m 12 m (3x4) 5 m

60 m 60 m x 0,72%........................................................0,43 m

3,43 m

4/6

ALTURA MANOMÉTRICA XIII-EJEMPLO II: CÁLCULO DE LA ALTURA MANOMÉTRICA

240 m 5 m 25 1 m

21 m (7x3)

292 m292 m x 2,7%........................................................7,88 m

41,88 m

5/6

ALTURA MANOMÉTRICA XIV-EJEMPLO II: CÁLCULO DE LA ALTURA MANOMÉTRICA

3,43 + 41,88 = 45,31

2,27 47,58 m

* Vemos como de los 37 m de altura geométrica (Ha + Hi) pasamos a los 47,58 m de altura manométrica total por efecto de las pérdidas de carga del propio circuito hidráulico.

6/6

DETERMINACIÓN DE LA BOMBA I:-EJEMPLO I: BOMBA DE SUPERFICIE

1/6

DETERMINACIÓN DE LA BOMBA II:

2/6

-EJEMPLO I: BOMBA DE SUPERFICIE

DETERMINACIÓN DE LA BOMBA III:

200M (Ver diapositiva siguiente).3/6


DETERMINACIÓN DE LA BOMBA IV:

4/6


DETERMINACIÓN DE LA BOMBA V:-EJEMPLO I: BOMBA DE SUPERFICIE

5/6

.CONSUMO DE LA BOMBA (MH-200M – 2,5CV) I: Para Q = 6m3/h y Hm = 39,8 m.c.a

* Para Q = 6m3/h y Hm = 39,8 m.c.a → I = 9A a 230v → Cons/h = 2070wh

(≠ Pmec = 2,5CV = 1837w debido al η = Pmec/ Pact ~ 0,88)

•Si solo necesitamos 6m3/h, como la bomba da 6,3m3/h, significa que el consumo será algo menor de 2070wh y estará funcionando menos de 1h ( Consumo real = 1971wh y un Tf = 57’). Así por ejemplo, si solo se necesitarán 5m3/h, desde la misma Hm, habría que usar la misma bomba, pero su consumo real y tiempo de funcionamiento serían menores: ¿?

*Consumo real = 1643wh y un Tf = 48’

DETERMINACIÓN DE LA BOMBA VI:-EJEMPLO I: BOMBA DE SUPERFICIE

.CONSUMO DE LA BOMBA (MH-200M – 2,5CV) II:

6/6

*Con este dato del consumo real (Consumo real = 1971wh), podemos determinar el sistema generador necesario para alimentar la bomba. Así por ejemplo si empleamos paneles FV + inversor (230v) y suponiendo los 6m3/h como caudal total diario en verano (Vol. = 6m3), necesitaríamos un campo de paneles de: ¿?

*Pcp = Consumo real / HSP = 1971wh / 6,5HSP = 303wp

*Así la instalación quedaría aproximadamente de la siguiente forma:

- 2 paneles de 150wp/12v/ 9A, en paralelo.

- 1 regulador de ~ 20A.

- Un sistema acumulador de 562A/12v.

- 1 inversor de 2xPact. Bomba(por el arranque) = 2x2070w ~ 4Kw/12v

DETERMINACIÓN DE LA BOMBA VII:-EJEMPLO II: BOMBEO DIRECTO

1/6

*El bombeo directo con bombas sumergibles alimentadas directamente desde el generador ( grupo electrógeno, paneles solares, aerogenerador o baterías), es decir sin usar baterías, es la mejor solución por sencillez y flexibilidad de la instalación, para aplicaciones que lo permitan, como es el caso de abrevaderos, riego por goteo, pozos con poco abatimiento (“pozos ricos”) y sistemas con depósito acumulador, es decir que el bombeo directo no se puede emplear en caso de “pozos pobres” o en casos en que hay que bombear en horas sin radiación solar.

DETERMINACIÓN DE LA BOMBA VIII:-EJEMPLO II: BOMBEO DIRECTO

.Basa su funcionamiento en el uso de una bomba sumergible que puede trabajar con DC (30 a 300v) o con AC (90 a 240v), por lo que puede ser atacada directamente por un campo de paneles, con lo que el sistema funcionará únicamente durante las HSP.

2/6

.Otra característica importante de este sistema es la flexibilidad que ofrece, ya que con la misma bomba podemos ir aumentando el caudal al aumentar la potencia del campo de paneles, así por ejemplo para la SQF 0.6-2 y para una Hm = 50m, podemos tener desde 50l/h con 50wp de paneles, hasta 525l/h con 208wp.

DETERMINACIÓN DE LA BOMBA IX:-EJEMPLO II: BOMBEO DIRECTO

3/6

DETERMINACIÓN DE LA BOMBA X:

4/6

-EJEMPLO II: BOMBEO DIRECTO .Así para el ejemplo anterior de Q = 6m3/h como caudal total diario (Vol. = 6000l), esto es, 6000l/6,5HSP = 923l/h en verano, y una Hm = 39,8 m.c.a., tendríamos la siguiente instalación:

.Vemos que con la bomba SQF 1.2-2, tenemos el caudal deseado con un campo de paneles de 220wp.

DETERMINACIÓN DE LA BOMBA XI:

5/6

-EJEMPLO II: BOMBEO DIRECTO .Lo cual lo podemos tener con 220wp/ 43wp = 5 paneles del tipo GF 43, atacando directamente a la bomba.

DETERMINACIÓN DE LA BOMBA XII:

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-EJEMPLO II: BOMBEO DIRECTO

.En cuanto al montaje del campo de paneles, puede ser el de los 5 paneles en paralelo, con lo que las características eléctricas de la instalación será: ¿?

Vs = 140v

Is = 1,55A

DIMENSIONAMIENTO SQFLEX I

DIMENSIONAMIENTO SQFLEX II

BOMBEO DIRECTO CON SQFLEX: EJEMPLO I

Verano (enero) → Zona K

1/2

BOMBEO DIRECTO CON SQFLEX: EJEMPLO I

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BOMBEO DIRECTO CON SQFLEX: EJEMPLO II

-Pozo en Mérida con el agua a 50m de altura manométrica (h aspiración + h impulsión + Pérdidas de carga), para abastecer las necesidades de 5 personas (200 l / d * 5 per. = 1m3 / d ):

.Sobre el mapa de verano vemos que Mérida pertenece a la zona M y un ángulo de inclinación del panel de aprox. 45º

.Al tratarse de un sistema de suministro ininterrumpido debemos disponer un depósito y por lo tanto una CU.

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.Sobre la tabla correspondiente obtenemos la bomba SQF 0,6-2 (para la altura de 50m y con un caudal máximo de 3,1 m3 / d).

.También sobre dicha tabla obtenemos el número y tipo de paneles a emplear: 4 paneles de 43 wp haciendo una potencia total de 172 wp.

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.Ahora repetimos el cálculo para invierno (enero). Así sobre el mapa de enero vemos que Mérida pertenece a la zona B y un ángulo de inclinación del panel de aprox. 45º

.En este caso hubiese bastado con estudiar el invierno, pues se trata de un servicio de suministro aproximadamente constante en toda estación.

3/6

ENERO


*Vemos que el generador fotovoltaico es el mismo para verano e invierno, al igual que la bomba, sin embargo observemos que el caudal disponible es mayor en verano (3,1 m3 /d frente a los 1,9 m3 /d del invierno),debido al mayor número de HSP.

.Igualmente sobre dicha tabla obtenemos el número y tipo de paneles a emplear: 4 paneles de 43 wp haciendo una potencia total de 172 wp.

.Sobre la tabla correspondiente obtenemos la misma bomba SQF 0,6-2 (para la altura de 50m y con un caudal máximo de 1,9 m3 / d).

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- Depósito 2.000 l ……~ 800€-Presupuesto de la instalación I:

- Bomba SQFlex 0,6-2 ……~ 1.500€

- Sistema completo SQFlex Solar:

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BOMBEO DIRECTO CON SQFLEX: EJEMPLO II-Presupuesto de la instalación II:

- 4 Paneles de 43wp ……………~ 275x4 = 1.100€

- 1CU 200(con interruptor de nivel) ……~ 400€

- Cableado …………………………………~ 100€

- Total ……………….………~ 3.900€ (Sin IVA)

(Habría que sumar la estructura, la mano de obra y el IVA)6/6

EJERCICIO I-Diseñar el sistema de bombeo con FV del esquema siguiente:

a) Con bomba de superficie y baterías:

Ha = 4m

Hi = 10m

Li= 15m

-CONSUMO diario:

.5 Personas: 5x200 l/p/d = 1000l

.20 árboles: 20x10 l/d = 200l

.40 plantas: 40x0,5 l/d = 20l

Total: VER………1220 l /d

INV……… 1000 l /d

-CONSUMO diario:

.5 Personas:

.20 árboles:

.40 plantas:

Instalación situada en Mérida

(Pozo rico)

1- Cálculo del consumo diario :

La = 6m

*Vemos que al existir un consumo continuo, tenemos que usar depósito.

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EJERCICIO I2- Cálculo del caudal de la bomba y estimación del Ø de la tubería:-Sabiendo que el consumo en verano es de 1220 l /d y en invierno de 1000 l /d, estimaremos el Q (en m3/h) en base a la capacidad del pozo, la potencia de la bomba y la disponibilidad energética.

-En nuestro ejemplo, dado el pequeño consumo, cogeremos la bomba más pequeña del tipo MH de Veneto, esto es, la MH-80M de 0,75CV, con un caudal de 2,7 m3/h para una altura manométrica de 22m (pues nuestra Hm debe ser menor de este valor, dados los datos de la instalación) y un consumo de 3,8 A trabajando en 230v (según tabla adjunta).

-De aquí también podemos definir el Ø de la tubería, en nuestro caso 25mm y polietileno, tanto para aspiración, como para impulsión.

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EJERCICIO I3- Cálculo de la pérdida de carga (Pc):-Conocido el Q (en m3/h) y el diámetro de la tubería podremos obtener las pérdidas de carga:

-Vemos que para este Ø de tubería y el caudal de 2,7 m3/h, tenenos un 18% de pérdidas de carga, para hierro fundido. Este valor hay que corregirlo para el polietileno (igual coeficiente que el PVC = 0,6), por lo que la Pct = 18%x0,6 = 10,8%

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EJERCICIO I4- Cálculo de la altura manométrica:

Hmt = Hma + Hmi = Ha + Pca + Hi + Pci

Hma: Tubería de Ø = 25mm de polietileno

Ha = …………………………………………. 4m

L. equivalente de aspiración:

- L. tubería asp. =……………. 6m

- 1 codo de 90º ……………… 1m

Total:…………………….…7m

Pca = 7 x 10,8% = ………………….….0,76m

Hma = …………………………4,76m

Hmi: Tubería de Ø = 25mm de polietileno

Hi = …………………………………………. 10m

L. equivalente de impulsión:

- L. tubería imp. =……………. 15m

- 2 codo de 90º ……………….. 2m

Total:……………………..…17m

Pci = 17 x 10,8% = .…………………….1,84m

Hmi = ……………………..…11,84m

Hmt = Hma + Hmi = 4,76 + 11,84 = 16,6m

Margen de seguridad (+5%) …….…0,83m

Total……………………….. 17,43m

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EJERCICIO I5- Cálculo del campo de paneles:

-Conocidos los datos eléctricos de la bomba (0,75CV / 230v / 3,8 A / 2,7m3 /h), podemos establecer el consumo real de la bomba para bombear el caudal diario (1.000 l/d en invierno y 1.200 l/d en verano). Lógicamente, para este ejemplo, calculamos solo para invierno, pues de cumplir aquí, en verano sobrará, dado el mayor número de HSP.

Pcbomba =3,8 A x 230v = 874w → Consumo-bomba(1h) = 874 wh

Cbomba(1h) = 874 wh → Q = 2,7 m3 /h

Q = 1 m3 /h → Cbomba = 324 wh → Tfuncion. Bomba = 22’

*Por lo tanto, la potencia del campo de paneles para invierno, que lógicamente cumplirá en verano, será:

Pcpaneles = 324 wh / 2,5 HSP = 129,6 wp ~130wp

-La comprobación para verano, será:

Q = 1,2 m3 /h → Cbomba = 388 wh → Tfuncion. Bomba = 27’

Pcpaneles = 388 wh / 6,5 HSP = 59,7 wp ~60wp

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130wp / 12v y 7,6A

EJERCICIO I6- Cálculo de las baterías (necesarias en el caso de emplear inversor y cuando el pozo tiene un gran abatimiento, agotándose temporalmente, o cuando hay que bombear sin radiación solar, en caso contrario es preferible recurrir al bombeo directo, donde se sustituyen las baterías por el depósito de acumulación, con el que ganamos autonomía) :

Cbat = 1,25 x 25 x Icp = 1,25 x 25 x 7,6A = 237,5 Ah

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7- Cálculo del regulador:

Ireg = 1,25 x Icp = 1,25 x 7,6A = 9,5 A → Ireg = 10A/12v

8- Cálculo del inversor:

*Las bombas en el arranque absorben aproximadamente 2 x Pbomba → Pinv = 2 x 874w =1.748w → Pinv = 2kw/12v

(* comprobar si el inversor de 1kw aguanta el arranque)

Batería de 238 Ah / 12v

EJERCICIO Ib) Con bombeo directo: aquí sustituimos las baterías por un depósito de mayor autonomía y empleamos una bomba sumergible. Este sistema solo se puede emplear si el pozo lo permite (su abatimiento no es grande).

-El Qcinv = 1 m3 /d → Qbomba = 1000 l / 2,5h = 400 l/h

-La Hmt = 17,43m

-Sobre la gráfica de la bomba SQFlex, tenemos: -La potencia del campo de paneles ha de ser de 105wp

*Si empleamos el panel SG43 (43wp/34v/1,26A): 105wp / 43wp = 2,44 → 3 paneles de 43wp en serie → 112v y 1,26A

*Por lo que realmente tendremos una Pcp= 129wp, lo cual hace una Q = 470 l/h → Qtinv = 1175 l/d, por lo que podemos poner un depósito de 2.000 l, por supuesto con boya y CU.

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EJERCICIO I* Comparativa entre bombeo con batería y bombeo directo:

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Bombeo directo

-3 Módulos de 43wp/34v………3x275…. 825€

-1 bomba sumergible SQFlex 0,6-2……1.600€

-1 CU + boya……………………………….400€

Total…………………….2.825€

Bombeo con batería

-1 Módulo de 130wp/12v………………650€

-1 Regulador 10 A/12v…………………65€

-1 Batería 238Ah (250Ah/12v)………..392€

-1 Inversor 2kw/12v…………………..1312€

1 Bomba de superficie 0,75CV/230v…200€

Total………………..…2.619€

*El material común (depósito, tuberías y accesorios de montaje), así como la mano de obra y el IVA, sería aproximadamente el mismo para ambos casos.

*Por lo que resulta evidente la conveniencia de emplear el sistema de bombeo directo, siempre que el pozo lo permita, pues para un coste similar o menor, se suma la posibilidad de aumentar el caudal bombeado, aumentando la potencia de los paneles sin más (de 50l/h con 40w a 530l/h con 150w, con la misma bomba). Además, el bombeo directo posee una menor complejidad de montaje y mantenimiento, lo cual redunda en un abaratamiento de costes.

EJERCICIO II

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-Diseñar el sistema de bombeo con FV para la siguiente aplicación:

.Se trata de una explotación agraria situada en la zona de Montijo, que tiene un pozo con el que se pretende regar la siguiente plantación:

. 1 Ha de viñedo.

.El pozo tiene el nivel del agua situado a 20m de profundidad y se trata de un “pozo rico”, en el que el nivel no baja hasta que se superan los 20m3 de agua extraída de golpe.

.El riego lo queremos realizar durante el atardecer y el amanecer para no dañar las plantas.

. 500 árboles frutales.

.El sistema de bombeo queremos que se alimente con energía FV.

EJERCICIO II

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0- Elección del sistema de bombeo:

- Tipo de bomba: de superficie, sumergible, tensión de alimentación,….

- Uso de baterías.

- Uso de depósito.

- Estructura auxiliar.

- Sistema de generador.

- Circuito hidráulico.

- 500 árboles frutales:………………………………... 500x10l/d = 5000l/d

- 1 Ha de viñedo( ~ 4000 vides en 2,5Ha):………… 1600x5l/d = 8000l/d

- Consumo total:…………………………….. 13.000l/d

- En nuestro caso, elegiremos una bomba sumergible, situada a 22m de profundidad, con uso de depósito a 5m de altura y a 3m del pozo.

EJERCICIO II

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2- Cálculo del caudal de la bomba:

- Por lo tanto tendremos: Consumo total:……… 13.000l/d → Q = 13000l / 6,5 = 2000l/h = 2m3/h

Q = Consumo total / HSP

- El cálculo lo haremos para la estación de uso de la instalación y en base a la disponibilidad energética, lo cual dependerá de la zona geográfica fundamentalmente.

- En nuestro caso, será verano y al emplear energía FV, y dada la latitud de la instalación, tendremos 6,5HSP.

EJERCICIO II

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3- Cálculo de la pérdida de carga (Pc):-Conocido el Q (en m3/h) y el diámetro de la tubería podremos obtener las pérdidas de carga:

-Para el Q de 2m3/h, supondremos un Ø de tubería de 25mm, con lo que tenenos un 10% de pérdidas de carga, para hierro fundido. Este valor hay que corregirlo para el polietileno (igual coeficiente que el PVC = 0,6), por lo que:

Pct = 10%x0,6 = 6%

EJERCICIO II4- Cálculo de la altura manométrica:


Hm: Tubería de Ø = 25mm de polietileno

Hgt = ………………………………………. 25m

L. equivalente:

- L. tubería =……………. 30m

- 4 codo de 90º (1m.c.a)… 4m

Total:……………………34m

Pc = 34 x 6% = …………….…….....….2,04m

Hm = …………………………27,04m

Seg. 5% =……………………. 1,35m

Hmt =………………………...28,39m

-Esta altura dependerá del circuito hidráulico que hayamos previsto ( altura geométrica a salvar y longitud total equivalente de tubería , con sus pérdidas de carga):

-En nuestro caso, al haber elegido bomba sumergible, calcularemos la Hm total, sin diferenciar la aspiración de la impulsión, como se debe hacer en bombas de superficie.

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EJERCICIO II5- Elección de la bomba I:

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-Teniendo la Hm (28,39m) y el Q (2m3/h), ya podremos elegir la bomba y su alimentación:

-Sobre la gráfica de la bomba SQFlex 2.5-2, tenemos: -La potencia del campo de paneles ha de ser de 325wp.

-Si empleamos el panel SG43 (43wp/34v/1,26A): 325wp / 43wp = 7,55 → 8 paneles de 43wp en serie → 272v y 1,26A ó mejor 2 ramas en paralelo de 4 paneles en serie cada una → 136v y 2,52A *Por lo que realmente tendremos una Pcp= 344wp, lo cual hace una Q = 2100 l/h → Qtver = 13650 l/d, por lo que podemos poner un depósito de 15.000 l, por supuesto con boya y CU, más un sistema programador de riego.

EJERCICIO II5- Elección de la bomba II:

Con el fin de dotar al sistema de mayor flexibilidad, vamos a analizar la bomba superior a la SQFlex 2.5-2, con el fin de tener un mayor margen para ampliar el caudal en el futuro, sin tener que cambiar la bomba y solo aumentando el número de paneles.

-La potencia del campo de paneles ha de ser de 410wp.

-Si empleamos el panel SG43 (43wp/34v/1,26A): 410wp / 43wp = 9,53 → 10 paneles de 43wp en serie → 340v y 1,26A, debemos hacer 2 ramas en paralelo de 5 paneles en serie cada una → 170v y 2,52A

EJERCICIO II

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6-Presupuesto de la instalación :

- 10 Paneles de 43wp …… 275x10 = 2.750€

- 1CU 200(con interruptor de nivel) …~ 400€

- Bomba SQFlex 3A-10 ……………~ 1.500€

- Cableado ………………………………~ 100€

- Total ……………….………~ 4.750€ (Sin IVA) +3.000€ depósito

- Depósito 15.000 l …………...…….~ 3.000€

(Habría que sumar la estructura, la mano de obra y el IVA)

EJERCICIO III

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-Diseñar el sistema de bombeo con FV para la siguiente aplicación:

.Se trata de una explotación agraria situada en la zona de Valdelacalzada, que tiene un pozo con el que se pretende regar la siguiente plantación:

-1000 árboles frutales, repartidos en 6 sectores, con el siguiente tiempo de riego por goteo:

- 150 goteros………………4l/h…..1,5h…..900l/d

- 882 goteros…………...….4l/h…..1,5h…5292l/d

- 1263 goteros.……………..4l/h….1,5h…7578l/d

- 1523 goteros……………2,3l/h….1,5h…5254l/d

- 233 goteros……………..2,3l/h….1,5h…..803l/d

- 1512 goteros…………...2,3l/h…..1,5h…5216l/d

.El sistema de bombeo queremos que se alimente con energía FV.

.El pozo tiene el nivel del agua situado a 2m de profundidad y se trata de un pozo sin abatimiento apreciable y con una profundidad total de 10m.

.El sistema lo complementaremos con un depósito, para garantizar el riego en días de poca radiación o en horas sin sol.

EJERCICIO III0- Elección del sistema de bombeo:

- En nuestro caso, elegiremos una bomba sumergible, situada a 2 + 5m de profundidad (con estos 5m compensamos los posibles abatimiento estacionales) , con uso de un depósito a 5m de altura y a 20m del pozo.


- 900l/d +5292l/d + 7578l/d + 5254l/d + 803l/d + 5216l/d = 25043 l/d

- Consumo total:……………………………..25.043 l/d

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EJERCICIO III2- Cálculo del caudal de la bomba I:

- Por lo tanto tendremos: Consumo total:……… 25.043 l/d → Q = 25.043 l / 6,5 = 3.853 l/h = 3,9 m3/h

Q = Consumo total / HSP

- El cálculo lo haremos para la estación de uso de la instalación y en base a la disponibilidad energética, lo cual dependerá de la zona geográfica fundamentalmente.

- En nuestro caso, será verano y al emplear energía FV, y dada la latitud de la instalación, tendremos 6,5HSP.

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- Caudal de la bomba (Q):……………………………..~ 4 m3/h

EJERCICIO III

*Para este caudal nos iremos a la bomba SQF 5A-6, pues nos ofrece un mayor margen de altura y caudal.

2- Cálculo del caudal de la bomba II:

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*Para esta bomba tenemos un diámetro:

Ø = 11/2” ~ 40mm

EJERCICIO III

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3- Cálculo de la pérdida de carga (Pc):-Conocido el Q (en m3/h) y el diámetro de la tubería podremos obtener las pérdidas de carga:

-Para el Q de 4m3/h, y un Ø de tubería de 40mm, con lo que tenenos un 3% de pérdidas de carga, para hierro fundido. Este valor hay que corregirlo para el polietileno (igual coeficiente que el PVC = 0,6), por lo que:

Pct = 3%x0,6 = 1,8%

EJERCICIO III

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4- Cálculo de la altura manométrica:


-Esta altura dependerá del circuito hidráulico que hayamos previsto ( altura geométrica a salvar y longitud total equivalente de tubería , con sus pérdidas de carga:

-En nuestro caso, al haber elegido bomba sumergible, calcularemos la Hm total, sin diferenciar la aspiración de la impulsión, como se debe hacer en bombas de superficie.

Tubería de Ø = 40mm de polietileno

Hg = …………………………………………. 7m

L. equivalente:

- L. tubería =…………..…. 32m

- 4 codo de 90º (1,5m.c.a)… 6m

Total:…………………… 38m

Pc = 38 x 1,8% = ……..…….....……0,68m

Hmt = …………………………7,68m

Hmt = Hg + Pc

EJERCICIO III

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5- Elección de la bomba:-Teniendo la Hmt (7,68m) y el Q (4m3/h), ya podremos elegir la bomba y su alimentación:

-Sobre la gráfica de la bomba SQFlex 5A-6, tenemos: -La potencia del campo de paneles ha de ser de 290wp.

-Si empleamos el panel SG43 (43wp/34v/1,26A): 290wp / 43wp = 6,74 →7 paneles de 43wp en serie → 238v y 1,26A.

*Por lo que tendremos una Pcp= 301wp, lo cual hace una Q = 4100 l/h → Qtver = 26.000 l/d, por lo que podemos poner un depósito de 26.000 l, por supuesto con boya y CU, más un sistema programador de riego.

EJERCICIO III

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6-Presupuesto de la instalación I:

- 7 Paneles de 43wp …….… 275x7 = 1.925€

- 1CU 200(con interruptor de nivel) …~ 400€

- Bomba SQFlex 5A-6 ………………~ 1.500€

- Cableado ………………………………~ 100€

- Total ……………….………~ 3.925€ + Depósito (Sin IVA)

- Depósito 26.000 l …………...…….~ 5.000€

(Habría que sumar la estructura, la mano de obra y el IVA)

EJERCICIO III

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6-Presupuesto de la instalación II:

RIEGO CON PROGRAMADOR

1/5

-PROGRAMADOR:


2/5

-ELECTROVÁLVULAS:


3/5

-DIFUSORES:


4/5

-GOTEROS:

RIEGO CON PROGRAMADOR-ESQUEMA FUNCIONAL:

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¡¡A SACAR AGUA DE FORMA SOSTENIBLE!!

BOMBEO DE AGUA CON RENOVABLES - masensioCON+RENOVAB… · *El bombeo directo con bombas sumergibles...

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