Capítulo II - Escuela de Instaladores · 2020. 9. 4. · Laminación (rolling) Los procesos de...

Capítulo II

Configuración de redes de agua para instalaciones de refrigeración y climatización así como de conductos de aire

MÓDULO 0039

CONFIGURACIÓN DE INSTALACIONES DE FRÍO Y CLIMATIZACIÓN.

U.D. 3 CONFIGURACIÓN DE REDES DE AGUA DE INSTALACIONES DE REFRIGERACIÓN Y CLIMATIZACIÓN

M 0039 / UD 3


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ÍNDICE

INTRODUCCIÓN ................................................................................................................... 6

OBJETIVOS .......................................................................................................................... 7

1. CONFIGURACIÓN DE REDES DE AGUA PARA INSTALACIONES DE REFRIGERACIÓN Y CLIMATIZACIÓN ......................................................................... 8

1.1. Identificación y análisis de las características de los materiales utilizados en tuberías de agua. .................................................................................................... 8

1.2. Cálculo de redes de tuberías. ................................................................................ 19

1.2.1.Cálculo por pérdida de carga constante ....................................................... 22

1.2.2.Pérdidas de carga, velocidades. ................................................................... 23

1.3. Descripción y dimensionado de elementos de instalaciones de agua. ................... 25

1.3.1.Grupos de Bombeo. ..................................................................................... 25

1.3.2.Cálculo de grupo de presión ......................................................................... 26

1.3.3.Bombas, circuladoras. .................................................................................. 28

1.3.4.Depósitos acumuladores. ............................................................................. 38

1.3.5. Vasos de expansión. ................................................................................... 39

1.4. Descripción y selección de los elementos de seguridad y control. ......................... 40

1.5. Purgadores de aire ................................................................................................ 44

1.6. Representación de planos y esquemas de principio. ............................................. 46

RESUMEN ........................................................................................................................... 61

Cuestionario de autoevaluación ........................................................................................... 64

Bibliografía ........................................................................................................................... 65


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INTRODUCCIÓN Refrigeración es el proceso de transportar calor de un lugar a otro utilizando un refrigerante en un ciclo frigorífico cerrado. El control del aceite, la separación del gas y del líquido, el subenfriamiento, el recalentamiento, la conducción de refrigerante líquido y gaseoso, además del flujo en dos fases, forman parte de la técnica frigorífica.

Los campos de aplicación de estas técnicas frigoríficas abarcan desde el acondicionamiento del aire hasta la refrigeración comercial y la refrigeración industrial.

Dentro de los límites de esta unidad didáctica, el concepto de refrigeración significa cualquier uso de maquinaria de refrigeración mecánica para aplicaciones distintas del confort industrial y humano.

Los sistemas de acondicionamiento del aire para el confort humano trabajan generalmente en un estrecho margen de temperaturas de evaporación, típicamente entre 2 ºC y 13 ºC, aproximadamente. A causa de estas condiciones de funcionamiento limitadas y del gran mercado existente para los equipos acondicionadores de aire, es práctico para los fabricantes el normalizar los equipos y producirlos en grandes cantidades, abaratando así los costes de fabricación.

Dentro del campo de la refrigeración comercial encontramos un margen de temperaturas también reducido; hablamos de temperaturas domésticas de funcionamiento, positivas de conservación para neveras, negativas utilizadas en los congeladores de los mismos aparatos, lo que se denomina “línea blanca”, y dado que las condiciones del mercado son muy similares a las de los sistemas de acondicionamiento de aire, encontramos una amplia gama de modelos a bajo coste de producción.

Sin embargo, los sistemas de refrigeración industrial, a menudo proyectados a medida, tienen condiciones de diseño que engloban un amplio margen de temperaturas, tantas como campos abarcan.

En cuanto al dimensionado de los elementos, irá en función de las necesidades térmicas o potencia frigorífica de las máquinas.

Los problemas energéticos y climáticos actuales, obligan a un constante desarrollo de las técnicas de producción y de los materiales utilizados en las instalaciones, así como un constante estudio e investigación para diseñar instalaciones que cumplan con los parámetros actuales energéticos y medioambientales.


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OBJETIVOS

1. Seleccionar la información técnica y reglamentaria, analizando normativa, catálogos, planos, esquemas, entre otros, para elaborar la documentación de la instalación (técnica y administrativa).

2. Calcular las características técnicas de las instalaciones y equipos que las componen, aplicando la normativa y procedimientos de cálculo para configurar y dimensionar las instalaciones.

3. Seleccionar y comparar los equipos y elementos de las instalaciones, evaluando las características técnicas con las prestaciones obtenidas de catálogos, entre otros, para configurar las instalaciones.

4. Elaborar esquemas de las instalaciones, utilizando la simbología, los procedimientos de dibujo y tecnologías adecuadas para configurar las instalaciones.

5. Obtener y valorar el coste de los materiales y de la mano de obra, consultando catálogos y unidades de obra, entre otros, para elaborar los presupuestos de montaje mantenimiento.

23. Aplicar y analizar las técnicas necesarias para mejorar los procedimientos de calidad del trabajo en el proceso de aprendizaje y del sector productivo de referencia.


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1. CONFIGURACIÓN DE REDES DE AGUA PARA INSTALACIONES DE REFRIGERACIÓN Y CLIMATIZACIÓN

1.1. Identificación y análisis de las características de los materiales utilizados en tuberías de agua.

Tuberías Industriales (Piping) Materiales y Accesorios

Definiciones

Llámase tubería a un conjunto de conductos cerrados que cumplen la función de transporte de fluidos, y sus accesorios.

La gran mayoría de las tuberías actúan como conductos a presión es decir, sin superficie libre, con el fluido mojando toda su área transversal, a excepción de los desagües o alcantarillado donde el fluido trabaja con superficie libre, como canales.

La necesidad del uso de tuberías surge del hecho de que el punto de almacenamiento o generación de los fluidos se encuentra generalmente distante de los puntos de utilización.

Se usan para el transporte de todos los fluidos conocidos líquidos o gaseosos, para materiales pastosos o pulpa y para los fluidos en suspensión, en toda la gama de presiones que se usan en la industria, desde el vacío absoluto hasta presiones de hasta 4000 kg/cm2(400MPa) y desde cero absoluto hasta las temperaturas de fusión de los metales.

Su empleo se remonta a la antigüedad, pero su aplicación industrial y fabricación comercial recién se desarrolla a fines del siglo XIX por la necesidad de que los materiales resistieran las crecientes presiones motivadas por la utilización del vapor.

La importancia de las Tuberías es muy grande y son, de los equipos industriales, los más usados. El costo puede llegar al 50% o 70% de los equipos de una planta de proceso y del 15% al 20% del total de la instalación. En complejos mineros estas cifras se reducen por la incidencia de costo de las instalaciones del tratamiento del mineral, pero representa un 6% a 8% de las HH de ingeniería y del 10% al 12% del costo total.

Estas son obviamente dependientes de la naturaleza de la instalación industrial, ya que en caso de una Refinería electrolítica de cobre, éstas cifras son superadas ampliamente.

Los materiales a utilizar en las instalaciones de agua de las instalaciones frigoríficas y de climatización deben de cumplir las siguientes condiciones:

Resistir los esfuerzos mecánicos provocados por la presión del agua, el terreno, las dilataciones térmicas, peso, etc.

Resistir la corrosión que provoca el agua o el ambiente donde se instalen.

Provocar el mínimo de pérdida de carga al fluido.


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Materiales

Se emplean en la actualidad gran variedad de materiales para la fabricación de Tuberías. Las normas ASTM, por ejemplo, especifica más de 150 diferentes tipos. Podemos resumirlos en el siguiente cuadro:

La elección del material adecuado para una determinada aplicación es siempre un problema complejo, cuya solución depende principalmente de la presión y temperatura de trabajo, del fluido conducido (aspectos de corrosión y contaminación), el coste, grado de seguridad requerido, sobrecargas externas, y en algunos casos, la resistencia al escurrimiento o pérdida de carga.


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Métodos de fabricación

Existen varios procesos de fabricación de tuberías:

Fundición (casting)

Forja (forging)

Extrusión (extrusión)

Laminación (rolling)

Los procesos de laminación y de fabricación por soldadura son los más importantes y constituyen los 2/3 de todas las tuberías utilizadas por la industria.

Fundición

En este proceso, el material en estado líquido se moldea tomando su forma final.

Se fabrican mediante este proceso los tubos de hierro fundido, algunos aceros especiales no forjables y la mayoría de los no metálicos como vidrio, porcelana, barro vidriado, hormigón, cemento - amianto, cauchos, etc.

Para tuberías de hierro fundido y de hormigón de buena calidad se usa el procedimiento de centrifugado en el que el material líquido es colado en un molde rotativo que da como resultado una composición más homogénea de las paredes.

Para tuberías de hormigón se procede a controlar estrictamente la granulometría de los ácidos y la relación agua - cemento procediendo a vibrar los moldes en el hormigonado y desmoldando de inmediato.

Forja

Es el menos usado. Sólo se utiliza para tuberías de paredes gruesas, para muy altas presiones. El lingote de acero es previamente perforado en el centro con una broca, en frío. Luego la pieza es calentada en un horno y las paredes son forjadas con un martinete contra un mandril central. El lingote sufre durante la forja un notable aumento de longitud.

Extrusión

En la fabricación por extrusión, una pieza cilíndrica de acero en estado pastoso es colocada en un recipiente de acero debajo de una poderosa prensa. En una única operación, que dura pocos segundos se produce:

1) El émbolo de la prensa, cuyo diámetro es el mismo que el de la pieza, se apoya sobre la misma.

2) El mandril accionado por la prensa agujerea completamente el centro de la pieza.

3) De inmediato, el émbolo de la prensa empuja la pieza obligando al material a pasar por una matriz calibrada con el diámetro exterior de tubo.


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Laminación

Los procesos de laminación son los más importantes para la fabricación de tuberías sin costura. Se emplean para tuberías de acero al carbono, de baja aleación e inoxidables. Uno de los más difundidos, el proceso "Mannesmann" es el siguiente:

1. Un lingote de acero con diámetro aproximado del tubo que se quiere fabricar, se calienta a una temperatura de aproximadamente 1200 grados C y llevado al denominado " laminador oblicuo".

2. El laminador oblicuo está formado por rolos de doble cono, con ángulos muy pequeños. El lingote es colocado entre dos rolos que giran, lo prensan y a la vez le imprimen un movimiento de rotación y otro de traslación.

3. A consecuencia del movimiento de traslación el lingote es presionado contra un mandril cónico que se encuentra entre los rolos. El mandril abre un agujero en el centro del lingote, transformándolo en un tubo y alisando continuamente la superficie interior del mismo. El mandril está fijo y su longitud es mayor que la del tubo a formar (FIG. 2).

4. El tubo formado en la primera operación tiene aún paredes muy gruesas. Es llevado entonces a un segundo laminador oblicuo, luego de haber sido retirado el mandril y estando aún caliente, que adelgaza las paredes ajustando el diámetro externo y aumentando su longitud.

5. Al pasar por los laminadores oblicuos el tubo se curva. Se le hace pasar de inmediato por un tren enderezador consistente en rodillos con la curva del diámetro exterior del tubo, dispuestos para ejercer fuerzas laterales que finalmente dejan el tubo recto.

6. Finalmente el tubo sufre una serie de calibraciones y alisado de las superficies interna y externa (FIG. 3). Este proceso se usa en tuberías de 3" a 12" y en Estados Unidos hasta 24".

Aceros al Carbono: Representan los 2/3 de todos los materiales usados en las tuberías. Los límites de temperatura son -30 C a +400 C por sobre la cual no se usa por la precipitación de carburos en grafito que provoca una rápida disminución de la resistencia mecánica. Algunos aceros al carbono se revisten con una capa de ZINC de 0,1 mm aproximadamente, por inmersión a una temperatura de 500 C, llamado galvanizado, que provee mayor resistencia a la corrosión. También, por sobre los 450 C se producen en los aceros al carbono deformaciones lentas por fluencia (creep) que son más acentuadas cuanto mayor es la temperatura y la variación de signos de las tensiones a que está sometido. En general, cuanto mayor es el porcentaje de carbono, mayor es la dureza y mayores los límites de fluencia y ruptura, pero menor será su soldabilidad y menor su capacidad de doblarse. Los aceros tienen pequeños porcentajes de Mn(hasta 0,9%) que produce un incremento en los límites de fluencia y ruptura y de Si (hasta 0,1%) que aumenta la resistencia a la oxidación en altas temperaturas y resistencia al impacto a baja temperatura. Los aceros al carbono con Silicio son también llamados "calmados" (Killed Steel) para distinguirlos de los "efervescentes" (rimed Steel) que no tienen Silicio. Los aceros al Carbono con Si tienen una estructura más fina y uniforme y son de mejor calidad que los "efervescentes", por lo que se recomienda su uso en altas temperaturas, aún siendo ocasionales (480 °C). Para aceros al Carbono a bajas temperaturas (hasta -50 °C) ANSI B.31 permite su uso, exigiendo que se realicen ensayos de impacto (Charpy) para cada pieza.


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Tipos de aceros al Carbono con o sin costura para conducción.

ASTM A-106 Tuberías de acero al Carbono sin costura, de 1/8" a 24" de alta calidad para temperaturas elevadas.

Los tuberías grado C son fabricados sólo por encargo. Los grados A y B son usados para temperaturas sobre 400 C por largos períodos de tiempo.

ASTM A 53 Tuberías de acero al Carbono con o sin costura de calidad media 1/8" a 24" para uso general, negro o galvanizado. La especificación distingue 4 grados; para curvado en frío debe usarse el Gr. A. Aunque los límites de temperatura son similares que para el A106 no deben usarse por encima de los 400 °C. El ASTM A53 es el más usado por ser de menor precio que el A109.

ASTM A 120 Tuberías de acero al Carbono, con o sin costura de baja calidad 1/8" o 12" sin garantía de calidad, negro o galvanizado. No deben ser doblados en frío ni sobrepasar temperaturas de 200 °C. No presenta exigencias de composición química. API 5L Especificación del "American Petroleum Institute" de calidad media. Diámetro 1/8" a 36" negros, con o sin costura. Los grados y requisitos de composición química son similares al ASTM A53. API 5LX Especificación para tuberías con o sin costura, de acero al Carbono de alta resistencia empleados en oleoductos. No deben ser utilizados por sobre los 200° C. Aceros al Carbono con costura (Welded Pipes) :

ASTM A-134 Para tuberías fabricados con soldadura de arco protegido para diámetros sobre 16" y espesores hasta 3/4" con soldadura longitudinal o en espiral.

ASTM A-135 Para tuberías fabricados con soldadura de arco protegido para diámetros de hasta 30".

ASTM A-155 Para tuberías fabricados con soldadura de arco protegido para diámetros de hasta 30".

ASTM A-211 Para tuberías con soldadura en espiral. En diámetros de 4" a 48". Tubos de acero al Carbono.

ASTM A-83 Para tubos sin costura para calderas en diámetros de 1/2" a 6".

ASTM A-178 Especificación para tubos fabricados por soldadura de resistencia eléctrica, para calderas de media y baja presión, en diámetros de 1/2" a 6".

ASTM A-179 Para tubos sin costura, trefilados en frío para intercambiadores de calor en diámetros de 1/2" a 2".

ASTM A-214 Para tubos con costura, soldados por arco protegido, para intercambiadores de calor en diámetros de 1/2" a 2".

ASTM A-192 Para tubos sin costura, para calderas de alta presión, de acero al Carbono calmado (con Si) en diámetros de 1/2" a 7".


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Tuberías de aceros aleados e inoxidables. Podemos clasificar estos aceros en:

Aceros de baja aleación (low alloy steel), cuando tienen hasta 5% de elementos adicionales.

Aceros de media aleación (intermediate alloy steel), cuando tienen de 5% a 10% de elementos adicionales.

Aceros de alta aleación (high alloy steel), más de 10% de elementos adicionales.

De todos estos materiales, los de mayor utilización son los de baja aleación, compuestos ferríticos (magnéticos) con agregado de cromo, molibdeno, y a veces, níquel. Desde el punto de vista económico, no es conveniente usar aceros aleados para prolongar la vida de las cañerías, ya que las instalaciones industriales tienen una duración limitada y su costo es varias veces mayor que los del acero al Carbono.

Los casos en que se justifica usar aceros aleados o inoxidables son los siguientes.

a) Altas temperaturas.

b) Bajas temperaturas (inferiores a -30 C) donde los aceros al Carbono se tornan quebradizos.

c) Alta corrosión. En servicios corrosivos aun dentro de los recomendados para acero al Carbono, el comportamiento de los inoxidables es mejor para resistencia a la erosión o severa corrosión.

d) Servicios de fluidos letales. Para caso de fluidos de alta peligrosidad y por razones de seguridad.

e) Para evitar la contaminación: Industria de la alimentación o farmacéutica, donde los óxidos o residuos de las cañerías de acero al Carbono pueden deteriorar la calidad de los productos.

Deben hacerse consideraciones de proceso y costo de mantenimiento, comparando cuánto cuesta la reposición o reparación de una cañería de acero al Carbono en comparación con el elevado costo inicial de una de acero inoxidable. Los aceros inoxidables no sólo tienen mejor comportamiento frente a los problemas de corrosión y erosión sino que además poseen mayores tensiones de fluencia y rotura. El costo del montaje y soldadura de las aleaciones también es mucho mayor que en el acero al Carbono. La resistencia a la oxidación es proporcional (aprox.) al contenido de Cr; siendo éste superior al 1% no se produce grafitización en la soldadura.

La temperatura máxima de trabajo puede llegar en algunos casos a 650 ºC.

El agregado de Ni contribuye a combatir la tendencia de los aceros al Carbono a volverse quebradizos a bajas temperaturas. Por esa razón es usado en servicios criogénicos. El Mo es el elemento más eficiente para mejorar el comportamiento a altas temperaturas, aumentando mucho al resistencia a la fluencia. La resistencia de los aceros aleados a la acción atmosférica y al agua dulce es mejor que la de los aceros al Carbono, aunque también se oxidan. Frente a los ácidos, álcalis calientes y agua salada el comportamiento de los aceros aleados es semejante al de los aceros al Carbono. Los aceros con mayor cantidad de Cr resisten muy bien a los hidrocarburos calientes con impurezas sulfurosas, y resisten muy bien las modificaciones de la estructura cristalina producida por el Hidrógeno, en alta presión y temperatura (comportamiento quebradizo).


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La especificación más importante para tuberías de baja aleación es la ASTM A 335 para alta temperatura y la A333 para baja temperatura, cuyos grados principales son:

El agregado de Ni provee a las aleaciones que trabajan debajo de -30 ºC buena ductilidad y resistencia al impacto.

Los aceros inoxidables son aquellos que contienen Cr sobre 11% y que en exposición prolongada a la intemperie no se oxidan. Los más usados son compuestos austeníticos, no magnéticos, de alta aleación (stainless steel) con 16% a 26% de Cr, 9 a 12% de Ni además de otros elementos. Son mucho más costosos que los de baja aleación y por eso menos usados.

Tienen gran resistencia a la rotura, especialmente a altas temperaturas y elevada resistencia a la mayoría de los fluidos industriales. Es resistente a los compuestos sulfurosos y a la pérdida de ductilidad debida al hidrógeno libre (hydrogen embrittlement). Es un buen inhibidor de la grafitización a altas temperaturas. Son inertes en relación a la mayoría de los compuestos orgánicos, pero están sujetos a severa corrosión alveolar (pitting) cuando están en contacto con agua de mar y numerosos compuestos clorados.

La soldadura en los aceros inoxidables es más costosa y complicada que en los aceros al Carbono ya que deben hacerse con protección especial de gas inerte (argón), con electrodos de tungsteno y material de aporte afín con las partes a soldar.

La especificación más importante de aceros inoxidables es la ASTM A-312 que abarca varios tipos de materiales denominados "Aceros 18-8" de los cuales los más usados son los siguientes:

Los aceros inoxidables pueden trabajar desde -270 ºC hasta 800 ºC en servicio continuo; algunos pueden trabajar hasta 1100 ºC. El agregado de Ti o Cb (aceros inoxidables estabilizados) tiene por finalidad evitar la precipitación de carbono entre temperatura de 450 ºC a 850 ºC en ambientes corrosivos, fenómeno que ocurre en los no estabilizados. Medios de Unión Los diversos medios de unión sirven no sólo para vincular secciones de tuberías entre si, sino también para conectarlos con diversos accesorios, válvulas y equipos. Los principales medios de unión son los siguientes: Conexiones roscadas (Screwed joints) Conexiones soldadas (Welded joints) Conexiones bridadas (Flanged joints) Conexiones de enchufe (Socket Welded joints).


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Acero galvanizado. Las tuberías de acero se fabrican con acero sin templar y con un recubrimiento de 0,1 mm de Zn por inmersión (galvanizado en caliente).

Pueden fabricarse con o sin soldadura longitudinal.

Los tubos sin soldadura longitudinal son más lisos, y también caros.

Se suministran en barras de 5 metros. Normalización UNE 19.047 y 19.048.

Se denominan tradicionalmente en pulgadas, referidas a su diámetro interior.

Las uniones son mediante roscado.

Los tubos de diámetros grandes (más de 3") se unen mediante bridas, intercalando una junta de goma, y atornillando el conjunto.

También pueden unirse mediante soldadura por arco u autógena.

Tubería de acero inoxidable UNE 17.049: Tuberías de acero, diámetros y espesores

TUBERIA DE ACERO INOXIDABLE

Exterior mm.

Espesor mm.

Peso Kg/m.

8 0,6 0,111

10 0,6 0,141

12 0,6 0,171

15 0,6 0,216

18 0,7 0,303

22 0,7 0,373

28 0,8 0,545

35 1 0,851

42 1,1 1,13

Nominal pulgadas

Nominal mm.

Espesor mm.

Peso Kg/m.

3/8 10 2,3 0,883

½ 15 2,5 1,25

¾ 20 2,5 1,62

1 25 3,2 2,48

1 ¼ 32 3,2 3,19

1 40 3,2 3,70

2 50 3,5 5,18

2 65 3,5 6,62

3 80 4,0 8,59

4 110 4,5 12,50

5 125 5,0 16,50

6 150 5,0 20,10


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Cobre. El cobre es un material de una dureza media, pero ligero, y muy resistente a la corrosión. Se puede doblar y soldar.

En fontanería se utiliza cobre desoxidado con fósforo, llamado cobre rojo.

Se fabrican mediante extrusión, y se suministran en dos tipos:

Rígido, en barras de 5 m.

Recocido, en rollos de 50 a 100 m.

Su interior es muy liso lo cual provoca poca pérdida de carga.

Las especificaciones para tubos y accesorios se detallan en la norma UNE 37.116 y 37.141

Su dilatación con la temperatura se obtiene aproximadamente con la fórmula:

L = L t / 60

Siendo:

L = longitud tubería

t = temperatura máxima del agua.

Hay que tener cuidado cuando el cobre hace contacto con tuberías de acero, ya que se forma una pila electrolítica, que provoca la rápida corrosión del acero, y la formación de sales en el cobre.

El contacto con el hormigón de los edificios también le perjudica, y por ello se instala forrando las tuberías con una vaina de PVC.

Los diámetros del cobre que se indican son siempre exteriores, y van seguidos del espesor de la pared.

Por ejemplo: tubo de 16 1 significa que el tubo tiene un diámetro exterior de 16 mm, un

espesor de pared de 1 mm, y, por lo tanto, un diámetro interior de 14 mm.

Espesores Normalizados de tuberías de cobre:

El cobre se une mediante soldadura que entra en las juntas por capilaridad.


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Materiales plásticos

Policloruro de vinilo o PVC: Se utilizan para agua fría, ya que no soportan temperaturas elevadas. Es un material muy ligero, resistente, y prácticamente inalterable.

Se sirven en barras y rollos.

Se unen mediante roscado o pegado con un pegamento especial (TANGIT, NOVOPREN, KRAFT, etc…), que disuelve la capa exterior y provoca una soldadura del material.

Tubería de Polietileno UNE 52.381:

Polietileno o PE:

Puede ser:

De baja densidad, de coloración negra, utilizado para riego principalmente, se sirve en rollos hasta Ø75 mm.

De alta densidad, de color azul o negro, se sirve en rollos y en barras hasta 200 mm.

El PE es más flexible que el PVC, resiste temperaturas algo superiores. Se utiliza en tubos de abastecimiento y acometidas.

Tubos Alpex:

Se denominan también tubos multicapa, ya que están formados por una capa interior de PE, una capa de aluminio, y otra exterior de PVC.

Están sustituyendo al tubo de cobre en las instalaciones interiores, por sus ventajas:

Admite altas presiones y temperatura hasta 100º C, y es válido también para calefacción.

Es ligero y manejable, se dobla fácilmente.

Tiene un coeficiente de dilatación similar al cobre.

No le afecta la corrosión, ni los materiales de obra.

Los empalmes se realizan mediante piezas especiales y máquinas de compresión.

TUBERIA DE POLIETILENO

Espesor pared en mm. Nominal

mm. 1 MPa 1,6 MPa 2 MPa

10 1,8

12 1,8

16 1,8 1,8

20 1,8 1,9 2,3

25 1,8 2,3 2,8

32 1,9 2,9 3,6

40 2,4 3,7 4,5

50 3,0 4,6

63 3,8 5,8

75 4,5 6,8


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Polipropileno o PP y Polibutileno PB:Los tubos de PP son similares al PE, pero admiten altas temperaturas, hasta 100º C, siendo adecuados también para calefacción.

Son ligeros, flexibles, de color gris o verde, y se realizan con diámetros hasta 500 mm.

Las uniones se hacen mediante termo fusión.


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1.2. Cálculo de redes de tuberías. El agua al circular por las tuberías sufre un roce con las paredes, que le provoca una pérdida de presión o “carga”.

La pérdida depende la rugosidad interior de la tubería y de la velocidad de circulación del agua. A mayor velocidad de circulación se provoca mayor pérdida de carga, y también mayor ruido.

Por ello la velocidad en instalaciones de agua se debe de mantener entre:

Velocidad mínima: 0,5 m/s, para evitar sedimentaciones.

Velocidad máxima: 2 m/s (tuberías metálicas) y 3,5 m/s (tuberías de termoplásticos y multicapa).

Considerar también que en zonas residenciales (viviendas y hoteles), para evitar que se oiga ruido de circulación del agua, no debemos pasar de 1,5 m/s.

La pérdida de carga también se limita normalmente alrededor de 100 a 500 Pa/m. (0,05 m.c.a/m).

Cálculo mediante fórmulas:

La pérdida de carga puede ser unitaria, Ji, es decir la que resulta en 1 m de tubería, o la total, que resulta de multiplicar Ji por la longitud:

Jt = Ji L

La pérdida de carga unitaria se calcula, entre otras, mediante la fórmula de Flamant:

Siendo:

Ji = pérdida de carga en m/m c.a. de tubería.

K = coeficiente:

V = velocidad en m/s

D = diámetro interior.

Valores de K para tuberías nuevas Fundición 0,00074

Acero 0,0007 Cobre 0,00057 PVC 0,00056 Ejemplo:

Calcular la pérdida de presión en una tubería de 100 mm. si circula agua a 2 m/s.

4/5

4/7

1,0

200074,0iJ = 0,0443 mmca/m; si L = 100 m

Jt = Ji L = 0,0443 100 = 4,43 mmca.

4/5

4/7

D

VKJ i


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Cálculo mediante ábacos:

También se calcula mediante ábacos como los del Anexo del final de la Unidad.

Estos ábacos son diferentes para cada tipo de tubería (de acero, de cobre, de plástico, etc.).

En todos ellos tenemos las variables siguientes:

D = diámetro. Q = caudal V = Velocidad. Ji = pérdida de carga por metro.

Entrando con dos variables encontramos un punto, y en él las otras dos variables. Lo más frecuente es conocer el caudal, adoptar una velocidad que suele estar comprendida entre 0,5 y 1,5 m/s, y encontrar el diámetro y la pérdida de carga unitaria.

Ejemplo:

Necesitamos conducir 0,5 L/s por una tubería de PP con una velocidad máxima de 1,2 m/s. Hallar el diámetro necesario.

Solución: entramos desde la izquierda con el caudal de 0,5 l/s y nos desplazamos horizontalmente hasta cruzar la línea de velocidad de 1,2 m/s. Este punto está comprendido entre las raya inclinadas de los diámetros de 32 Ø y 40 Ø.

Adoptamos la tubería de 40 Ø que es la mayor.


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Pérdidas en accesorios

En los cambios de dirección y en los accesorios se produce una pérdida de presión adicional, debida a los choques y turbulencias generadas.

Esta pérdida de carga es complicada de calcular, pero se puede asimilar a una longitud de tubería que produzca la misma pérdida.

Es decir, lo que hacemos es sumar una longitud de tubería por cada accesorio, que llamaremos longitud equivalente, Le.

Esta longitud la sumaremos a la tubería.

Si la pérdida de carga unitaria calculada es de Ji, sabemos que la pérdida total es

Jt = Ji L;

Si hay accesorios sería:

Jt = Ji (L + Le)

En el Anexo al final de esta UD, se puede ver una tabla con las longitudes equivalentes de los accesorios más normales.

Ejemplo:

Una tubería de 2" tiene 100 m de longitud, cuatro codos y dos tés. Hallar su longitud total equivalente:

Con la tabla del Anexo, leemos para tubo de 2", 2,1=m; para Te = 3 m, Longitud equivalente de accesorios: 4 x 2,1 + 2 x 3 = 14,4 m.

Longitud total = 100 + 14,4 = 144,4 m.


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Presión total en un punto:

Recordemos, que cada 10 m.c.a. equivale a 1 bar.

Si la instalación de agua asciende en altura, la presión disponible disminuye en la misma cantidad de metros elevados.

Es decir si la presión inicial es de 4 bar (equivalente a 40 m.c.a.), las pérdidas de carga en el tramo son de 5 m.c.a., y el punto final está elevado 15 metros, la presión final será:

Pf = Pi – H – Jt Pf = 40 – 15 – 5 = 20 m.c.a. = 2 bar.

1.2.1. Cálculo por pérdida de carga constante

En una tubería con varios tramos, y diferentes caudales, si conocemos el caudal a transportar en cada tramo, podemos dimensionar las tuberías fijando una velocidad (por ejemplo, 1 m/s), y hallar cada diámetro con los ábacos.

Pero también podemos fijar una pérdida de carga unitaria constante (hacer una raya vertical en el ábaco), y entrando con los caudales, hallar los diámetros igualmente.

La ventaja de este sistema, es que si todas las tuberías tienen la misma pérdida de carga unitaria, para hallar la pérdida de carga total de la tubería simplemente multiplicaremos la pérdida unitaria adoptada, por la longitud total de la instalación.

15 m

Red de distribución

Presión 4 bar

Presión en lavabo:

4 bar = 40 m + 15 = 25 m.c.a.


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1.2.2. Pérdidas de carga, velocidades.

Las pérdidas de carga producidas por los accesorios se calculan considerándolos como equivalentes a las siguientes longitudes de tubería:

• Válvulas de pie............................................... Como 15 m de tubería. • Válvulas de retención..................................... Como 10 m de tubería. • Válvulas de compuerta................................... Como 5 m de tubería • Curvas. Codos (90º)....................................... Como 5 m de tubería.

Para las tuberías que no sean de hierro fundido recomendamos multiplicar los valores de las pérdidas de carga obtenidos en la tabla por los siguientes coeficientes:

• Tuberías de hierro forjado.................................... 0,76 • Tuberías de acero sin soldadura.......................... 0,76 • Tuberías de fibro-cemento................................... 0,80 • Tuberías de cemento (paredes lisas)................... 0,80 • Tuberías de gres.................................................. 1,17 • Tubería forjada muy usada.................................. 2,10 • Tubería de hierro con paredes muy rugosas...... 3.60


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Ejemplo:

Calcular las pérdidas de carga en los conjuntos de aspiración e impulsión de un grupo horizontal capaz de elevar 105 m3/h, aspirando de un pozo, encontrándose el agua a un nivel dinámico de 4m.

Conjunto de aspiración. 1 Válvula de pie.................................................. 15 m. 1 Codo de 90º..................................................... 5 m. 1 Reducción........................................................ 5 m. Tubo de aspiración (longitud real)...................... 4 m. TOTAL................................................................ 29 m.

Para el caudal de 105 m3/h la aspiración sería de 150 mm de Ø con una Ji = 1,95 % y una velocidad de 1,66 m/s. Por lo tanto, la pérdida de carga en la aspiración será:

(29 m.1,95)/100 = 0,56m.

Conjunto de impulsión. 1 reducción.................................................... 5 m. 1 codo de 90º................................................ 5 m. 1 válvula de regulación................................. 5 m. 2 codos de 45º ............................................ .. 10 m. 1 válvula de retención................................... 10 m. 1 cono de ampliación.................................... 5 m. Tubo de impulsión*....................................... 7 m. TOTAL.......................................................... 47 m.

El tubo de impulsión se calcula según el diseño que se efectúe, midiéndolo directamente en el plano. No obstante 7 m suele coincidir en la mayoría de los casos.

Utilizando la tabla se obtiene un diámetro de 125 mm con una J de 5,3% y una V = 2,41 m/s.

Es aconsejable que la velocidad en el accesorio de impulsión sea alta; valores de 2 a 2,5 m/s (inadmisibles en conducciones) son normales.

Luego la pérdida de carga en el conjunto de impulsión será: (47 x 5,3)/100 = 2,49 m


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1.3. Descripción y dimensionado de elementos de instalaciones de agua.

Bomba de agua

Una bomba de agua es una máquina capaz de transformar energía mecánica en hidráulica.

1.3.1. Grupos de Bombeo.

La forma más usual de impulsar o elevar el agua es por medio de bombas hidráulicas movidas por motor eléctrico o de explosión. En el caso más general las bombas hidráulicas actúan en dos fases:

Aspiración: Elevando el agua desde su nivel hasta la bomba, por medio de la tubería de aspiración. En esta fase la bomba ejerce un vacío en la tubería de aspiración, con el fin de que el agua pueda subir por ella impulsada por la presión atmosférica.

Impulsión: Conducción del agua desde la bomba hasta su destino, por medio de la tubería de impulsión. En esta fase la bomba ejerce la presión necesaria para que el agua se traslade a lo largo de la tubería de impulsión.

Hay que considerar las siguientes alturas de elevación:

Altura geométrica de aspiración (Ha): Es la distancia vertical existente entre el eje de la bomba y el nivel inferior del agua.

Altura geométrica de impulsión (Hi): Es la distancia vertical existente entre el nivel superior del agua (superficie del agua en el depósito de impulsión o el punto de descarga libre de la tubería de impulsión) y el eje de la bomba.

Altura geométrica de elevación: Es la distancia vertical existente entre los niveles superior e inferior del agua.

Altura manométrica de aspiración: Es igual a la altura geométrica de aspiración más las pérdidas de carga en la tubería de aspiración.

Altura manométrica de impulsión: Es igual a la altura geométrica de impulsión más las pérdidas de carga en la tubería de impulsión.

Altura manométrica total o altura total de elevación (Hm): Es la suma de las alturas manométricas de aspiración e impulsión. Esta debe ser suministrada por la bomba, y es independiente del peso específico del líquido, por lo que sólo puede expresarse en metros de columna de agua (m.c.a.).

La instalación de una bomba viene representada en la figura, en donde la bomba aspira el agua del pozo y lo impulsa hasta un depósito.

Instalación de una bomba centrífuga horizontal


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1.3.2. Cálculo de grupo de presión

Los esquemas habituales que contempla el CTE-HS4 con grupos de presión son:


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Calcularemos los puntos siguientes:

Presiones:

Mínima = Altura edificio + 15 m. Máxima = presión mínima + 20 m.

Caudal:

El caudal punta del edificio según cálculo de acometida.

Depósito auxiliar:

Volumen = Q t ; t = 15 minutos de funcionamiento; 15 60 = 930 L.

Calderín de membrana:

Si se instalan calderines de membrana y varias bombas en paralelo se utiliza la expresión:

V = (0,625 Q Pm) / (60 x n)

Siendo:

V = volumen del calderín Q = caudal en l/s.

Pm = presión máxima absoluta en bar

n = Nº de bombas

El CTE en su apartado (4.5.2.3) de HS4 nos da la expresión:

Vn = Pb Va / Pa

Siendo:

Vn = volumen del calderín en litros.

Pb = presión absoluta mínima.

Va = volumen mínimo de agua.

Pa = presión absoluta máxima.

Recordemos que las presiones absolutas son iguales a las presiones anteriores más 1 bar.

El volumen mínimo de agua se define como el que mantiene una bomba funcionando durante 1 minuto.

Va = Qb1 (l/s) 1


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1.3.3. Bombas, circuladoras.

Introducción al cálculo de Bombas de agua

El cálculo de las pérdidas de carga en la red más desfavorable nos dará la presión necesaria a la salida de la bomba.

Añadiendo las pérdidas de carga en la aspiración más la altura de la aspiración, obtenemos la Hmt (altura manométrica total). La Hmt varía según el tipo de la bomba y la posición de la fuente de agua. El caudal y la Hmt determinan la elección de la bomba.

Cada constructor propone toda una gama de bombas que se adaptan a cada situación. Cada tipo de bomba tiene una tabla característica que tiene en cuenta:

• Caudal. • Hmt. • Curvas características según el número de etapas. • Rendimiento. • Potencia absorbida. • NPSH.

NPSH representa la carga mínima al nivel de la brida de aspiración para que la bomba funcione correctamente. NPSH (Net Positive Suction Head) (Altura de aspiración positiva neta) es un parámetro que indica la capacidad de las bombas de aspirar en vacío, es decir que la altura máxima teórica de aspiración será de 10,33 m (presión atmosférica a nivel del mar). Físicamente indica la presión absoluta que debe existir a la entrada de la bomba para que no existan problemas de cavitación, que consiste en la formación de pequeñas burbujas de vapor que implosionan generando serios problemas serios daños en la bomba y produciendo un ruido similar al del golpeteo metálico de un martillo. Curvas características El comportamiento hidráulico de un determinado modelo de bomba viene especificado en sus curvas características que representan una relación entre los distintos valores de caudal proporcionado por la misma con otros parámetros como la altura manométrica, el rendimiento hidráulico, la potencia absorbida y el NPSH requerido. Estas curvas, obtenidas experimentalmente en un banco de pruebas, son facilitadas por el fabricante a una velocidad de rotación determinada. Se trata curvas extraídas a partir de series estadísticas y que, por tanto, están sujetas a unas determinadas tolerancias.

El punto de diseño de una bomba lo constituye aquel en el que el rendimiento es máximo. A la hora de seleccionar nos centraremos en aquellas cuyo punto de diseño está próximo a las condiciones de trabajo que requerimos. Un grupo que trabaja en un punto muy alejado de su punto de diseño, no realiza una transformación eficiente de la energía mecánica en energía hidráulica, lo cual implica un coste excesivo de la energía de explotación, amén de estar sujeto a un mayor número de averías.

El punto de funcionamiento de una bomba va a estar determinado por la intersección de la curva característica de la conducción o de la red con la curva de carga (curva caudal-altura manométrica) de la bomba.


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Ejemplo. Se pide elegir una bomba que aporte un caudal de 10 m3/h y una altura manométrica total de 80 m.

Entre las familias de bombas escogemos la familia cuyas curvas características dan el mejor rendimiento para el caudal solicitado. En este caso sería la familia representada por las curvas características que adjuntamos abajo que dan un rendimiento máximo del 60%.

El punto determinado por el caudal de 10 m3/h y la altura manométrica de 80 m se sitúa entre dos curvas. En estos casos siempre escogeremos la curva superior. En este caso la que corresponde a la bomba de modelo KV 32/4 que nos aporta un caudal de 10 m3/h y una altura manométrica para ese caudal de 85 m. En el nombre del modelo KV 32/4, 4 indica el número de etapas o fases.

En la curva vemos que la potencia absorbida por fase es de 0,9 Kw/fase, o sea que para el conjunto será:

0,9 x 4 = 3,6 Kw = 4,98 CV

Por lo que el motor que debe ir acoplado a la bomba debe ser de 5 CV.

NOTA: 1 CV = 0,736 Kw

En la curva característica también vemos que la altura práctica de aspiración es de:

NPSH = 2,9 m.

Por lo tanto la altura práctica es de 10 - 2,9 = 7,1 m.


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Se instalan dos bombas en paralelo, para tener más seguridad en caso de averías (podemos desmontar una y seguir funcionando el grupo con la otra, mientras reparamos la primera).

Suelen ser electro – bombas centrífugas de tipo vertical y multi-etapas. Las del tipo vertical son por la seguridad de instalar el motor eléctrico en sitio elevado respecto del suelo, en caso de derrames de agua.

Cuenta mayor presión se requiera en el grupo, más rodetes llevará la bomba.

Las bombas se seleccionan de un catálogo comercial conociendo el caudal y la presión.

Entramos en la gráfica de selección y con los dos datos anteriores marcaremos un punto. Elegiremos una bomba cuyo sector de funcionamiento cubra este punto, comprobando que su rendimiento es el máximo posible.

Las bombas arrancan y paran mediante un presostato, o elemento que abre o cierra un contacto eléctrico detectando la presión en la tubería de descarga de las bombas.

Al subir la presión, el contacto eléctrico se abre, y la bomba para. Si la presión empieza a descender, la bomba no arranca hasta que la presión ha disminuido un cierto intervalo, que llamamos diferencial de arranque.

Por ejemplo: tarado de la presión a 6 bar. Diferencial 2 bar.

Funcionamiento: la bomba arrancará y subirá la presión hasta 6 bares, momento en el que parará. Si abre grifos de agua, la presión irá descendiendo hasta que a 6 – 2 = 4 bar, arrancará de nuevo.


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Tipos de Bombas de agua.

Introducción. Curvas. Elección de la bomba

También y dependiendo del caudal que haya de desplazar la bomba, se puede determinar el tipo más adecuado para el óptimo rendimiento de la instalación.

Algunos tipos de funcionamiento de las bombas

Bomba de émbolo Bomba de lóbulos

Bomba de émbolos radiales

Bomba peristáltica

Bomba centrífuga

Bombas de paletas

Bomba centrífuga para grandes caudales


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Si se instalan dos bombas, en el cuadro eléctrico hay que instalar un elemento llamado conmutador de alternancia, para que alterne las bombas, y cada vez arranque una distinta.

Actualmente se instalan grupos con un variador de frecuencia en el mando de las bombas, de forma que la velocidad del motor eléctrico se ajusta a la demanda de caudal de agua, y el funcionamiento es mucho más suave y sin tantos arranques y paros.

Según el CTE se instalarán dos bombas para caudales hasta 10 L/s, tres hasta 30 L/s, y cuatro a partir de 30 L/s.

Instalación: las bombas se instalarán sobre una bancada que absorba las vibraciones. Las conexiones de los tubos de entrada y salida llevarán enlaces flexibles para evitar transmitir ruidos al edifico

Potencia de las bombas:

Para hallar la potencia de las bombas utilizaremos la expresión:

P =

Siendo

P = potencia del motor en vatios. Q = caudal total en l/s g = 9,81 m/s2 H = Presión máxima en m.c.a. = rendimiento conjunto bomba – motor (entre 0,5 y 0,6).

Si instalamos dos bombas, la potencia de cada una será la mitad.


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Alguno de los tipos de bomba de agua más extendida en el uso de instalaciones de refrigeración y climatización.

Bomba Centrífuga

Un tipo de bombas son las centrífugas que se caracterizan por llevar a cabo dicha transformación de energía por medio de un elemento móvil denominado impulsor, rodete o turbina, que gira dentro de otro elemento estático denominado cuerpo o carcasa de la bomba. Ambos disponen de un orificio anular para la entrada del líquido. Cuando el impulsor gira, comunica al líquido una velocidad y una presión que se añade a la que tenía a la entrada. La relación entre presiones y velocidades es h= V2/2g siendo h la altura en metros de columna de líquido, V la velocidad del líquido y g = 9.81 m/s2 (aceleración de la gravedad).

Propiedades de una Bomba Centrífuga

Dentro de su normal de aplicación, las propiedades de este tipo de bomba centrífuga son:

a. Caudal uniforme, sin pulsaciones.

b. La presión o altura de elevación disminuye a medida que aumenta el caudal. En general, a partir del punto de funcionamiento, cuando se cierra la válvula de regulación de la tubería de impulsión aumenta la presión y se reduce la potencia. Sin embargo, las bombas de alta velocidad específica (impulsor semi-axial o hélice) no cumplen esta norma general.

c. La altura, medida en metros de columna de líquido, a la que eleva una bomba es independiente de la naturaleza del líquido y, por tanto, la altura a la que impele una bomba es la misma, prescindiendo de la influencia que ejerce la viscosidad.

d. La potencia absorbida por la bomba es proporcional al peso específico del líquido elevado.

e. El par requerido para el arranque de una bomba centrífuga es pequeño y la potencia absorbida durante su funcionamiento de régimen es continua y libre de sobrecargas, cuando la altura no varía y no hay perturbaciones ajenas a la bomba en la aspiración.

Bomba Centrífuga como elevador de presión

Como ya se ha dicho, la bomba comunica al líquido una energía que equivale a una altura o presión y ésta se añade a la que tenía en la entrada, es decir, que si a una bomba, que comunica una velocidad equivalente a una altura de 20 metros, le llega el líquido a una presión de 10 metros, la altura total que tendríamos a la salida de la bomba sería de 30 metros. Por eso si hay que elevar a gran altura se pueden colocar varias bombas, de modo que la salida de una de ellas sea la entrada de la siguiente, así la altura alcanzada será la suma de las alturas de todas las bombas.


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Análogamente se puede disponer una bomba con varios impulsores, de modo que la salida de cada uno de ellos se conecte a la entrada del siguiente y con una sola bomba podremos subir el líquido a una altura igual a la alcanzada por la suma de los distintos impulsores.

Este es el funcionamiento de las bombas multicelulares de alta presión.

Centrífuga

Adecuada para trabajar con agua fría o caliente.

Fluidos no abrasivos ni corrosivos para los materiales en que está construida

Aplicaciones

• Bombeo de aguas no agresivas en el sector doméstico, agrícola e industrial

• Riegos, sistemas de lavado y presurización

Centrífuga multicelular

Máxima aspiración 7 m.c.a

• Adecuada para grupos de presión hidroneumáticos, riegos de jardinería, transvases, chalets, viviendas

Centrífugas en acero inox.

Presión máx. admisible: 10 bar. Máx. aspiración 7 m.c.a.

• Cuerpo de bomba en acero AISI-304 (cromo-nikel)

• Adecuado para aguas limpias, fluidos no agresivos, presurización de viviendas, riego, servicios auxiliares de industria

Centrífuga autoaspirante multicelular

Motor 2 Polos

• Protección térmica con rearme automático

• Bajo nivel sonoro


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Adecuada para pequeños y medianos equipos de presión, con la ventaja que es capaz de aspirar líquidos que contengan aire.

Centrífugas en acero inox.

Bombas centrífugas horizontales de uno o dos impulsores con bridas roscadas.

Aplicaciones:

Utilización de líquidos compatibles con AISI 304 en una amplia variedad de sistemas civiles e industriales. Circulación de agua para uso doméstico.

Sistemas de aspersión. Especialmente uso en aplicaciones industriales. Protección del motor IP 55, aislamiento clase F. Presión máxima de trabajo 8 bares.

Funcionamiento contínuo. Temperatura -10 a 85°C versión CEA -CA.

Bombas autoaspirantes

Adecuada para ser utilizada sola o como grupo de presión, en jardines, riegos, elevación de aguas, viviendas achiques de aguas limpias, etc.

• Altura máxima de aspiración: 8,5 m.c.a.

Bombas periféricas

Electrobomba periférica volumétrica, adecuada para desarrollar presiones notables, con un caudal y potencias modestas. De utilidad en pequeños grupos de presión, alimentación de cafeteras, etc.

• Obturación de eje. Cierre mecánico en cerámica y grafito.

• Presión máxima: 6 bar. Temperatura máxima del agua 90°C.

• Los motores monofásicos incorporan protección termo amperimétrica. Los trifásicos deben ser protegidos por el usuario.


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Bomba circuladora de tres velocidades para Agua Caliente.

Adecuada para su utilización en pequeñas instalaciones domésticas e industriales de agua caliente, circulación de agua o para su incorporación en calderas domésticas.

Prestaciones

• Máxima presión de trabajo: 10 bar.

• Máxima temperatura del líquido: 110ºC

• Máxima temperatura ambiente: 55ºC

• Máxima temperatura en la superficie del circulador: 125ºC

Materiales

• Cuerpo de bomba: Hierro fundido

• Eje: Acero cromado

• Impulsor: Tecnopolímero.

Datos técnicos

• Motor de tres velocidades regulado por conmutador electrónico exterior.

• Aislamiento: Clase H

• Monofásica 230V, 50 Hz

• Con agua a 90ºC, tener una presión de aspiración de 1,5 m para evitar la cavitación


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NORMAS BÁSICAS del Ministerio de Industria para el cálculo de Grupos de Presión para edificios de viviendas (B.O.E. 13-1-78)

CAUDAL DE LA BOMBA

"El caudal de la Bomba", funcionando en el límite más alto de presión, deberá aproximarse lo más posible a los valores expresados en las siguientes tablas en litros x minuto, en función del número de suministros que alimenta.

CAUDAL DE LA BOMBA EN LITROS/MINUTO

"La presión mínima del agua en el recipiente de presión" en metros de columna de agua (m.c.d.a.) se obtendrá añadiendo 15 metros a la altura, en metros sobre la base del recipiente del techo de la planta más elevada que tenga que alimentar.

"Presión máxima del agua en el recipiente de presión", superior 30 m.c.a. a la presión definida en el punto 1.6.1.2.

DEPÓSITO GALVANIZADO

"Volumen del depósito de presión". El volumen total del depósito (agua y aire) en litros será igual o superior al que resulte de multiplicar los coeficientes adjuntos por el número de suministros que alimenta el recipiente.

DEPÓSITO CON MEMBRANA RECAMBIABLE

El volumen del depósito en litros será en este caso igual o superior al que resulte de multiplicar los coeficientes adjuntos por el número de suministros que alimenta el recipiente.

Servicios de que consta una vivienda según tipo:

Tipo A: Una cocina, un lavadero, un sanitario (0,6 litros/seg.)

Tipo B: Una cocina, un lavadero y un cuarto de aseo (0,6 litros/seg.)

Tipo C: Una cocina, un lavadero y un cuarto de baño completo (1-1,5 litros/seg.)

Tipo D: Una cocina, un "office", un lavadero, un cuarto de baño y otro aseo (1,5-2 l/seg.)

Tipo E: Una cocina, un "office", un lavadero y dos cuartos de baño y otro aseo (2-2,5 l/seg.)


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1.3.4. Depósitos acumuladores.

Depósito acumulador auxiliar:

Es un depósito de agua que se llena por el tubo de alimentación, mediante una válvula de flotador (como las cisternas de los inodoros).

El depósito tiene por función almacenar la cantidad de agua suficiente para que cuando arranquen las bombas, funcionen durante un periodo de tiempo suficiente, y eviten que puedan aspirar directamente de la red de distribución.

También puede hacer la función de aljibe, o depósito de reserva de agua para casos de corte en la red de abastecimiento, y en tal caso su volumen es mayor.

Podemos calcularlo en función del caudal de las bombas, considerando un tiempo de funcionamiento de 15 a 20 minutos.

V = Q t

Siendo

V = volumen del depósito Q = caudal de las bombas en L/s T = tiempo de funcionamiento en

Ejemplo: Grupo con caudal de 120 L/minuto. Caudal = 120 / 60 = 2 L/s.

Si funciona 15 minutos = 15 60 = 900 segundos.

Volumen = Q t = 2 900 = 1.800 Litros.

1: Grifo para vaciado.

2: Llave de corte para la entrada.

3: Válvula de flotador. 4: Aireador.

5: Tapa de depósito.

6: Flotador.

7: Interruptor de nivel.

8: Depósito.

9: Rebosadero.

10: Llave de corte para la salida.

En general deben cumplir:

Realizarlos con materiales no porosos, como poliéster, acero inoxidable, acero vitrificado, etc. y que no estén sujetos a corrosión.

Debe disponer de una boca de hombre para poder entrar un operario y limpiarlo por dentro.

Deben tener una llave de vaciado a nivel del suelo, y un tubo de ventilación protegido por unas mallas contra la entrada de insectos.

Hay que instalar un rebosadero visto, es decir que en caso de sobresalir el agua, se vea como cae al desagüe.

En algunos Ayuntamientos piden una alarma de rebosamiento, de tipo acústico.

Se instalará una boya o hidronivel, que pare las bombas cuando descienda el nivel de agua hasta un punto fijado.

La instalación se realizará de forma que el agua circule sin quedar zonas con agua estancada.


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1.3.5. Vasos de expansión.

Agua

Un Vaso de expansión o Depósito de expansión es un elemento utilizado en circuitos de calefacción de edificios para absorber al aumento de volumen que se produce al expandirse, por calentamiento, el fluido calo portador que contiene el circuito y devolverla cuando se enfría.

Como medida de seguridad, es fundamental que los vasos estén conectados a la caldera directamente y sin ninguna llave de paso que pueda cortar esta unión, salvo para poner la caldera en contacto con la atmósfera.

Suele construirse de forma vertical, y llevar una membrana interior que divide su volumen en agua y aire a presión. El aire debe estar a unos 2 bares sobre el punto de presión mínima de la instalación.

El aire se inyecta con una válvula de obús mediante un compresor o bomba de bicicleta, y hay que verificarlo periódicamente.

El depósito deberá estar timbrado a 1 bar sobre la presión máxima de la instalación.

Llevará manómetro y válvula de seguridad.

Combustible

Depósito de presión o calderín:

Es un elemento que permite almacenar un volumen de combustible a presión, y hace de colchón en la salida de las bombas, de forma que reduce el número de arranques y paradas de las mismas.

Local del grupo de presión:

El local donde se instale el grupo de presión debe tener:

Fácil acceso desde zonas de uso común.

Buena ventilación para evitar condensaciones.

Alumbrado de emergencia.

Sumidero en el suelo.

No almacenar otras instalaciones ni alimentos, herramientas o productos contaminantes.


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1.4. Descripción y selección de los elementos de seguridad y control.

Válvulas reductoras de presión

Cuando la presión en la red es excesiva, debemos instalar válvulas reductoras de presión. Su función es reducir el caudal y provocar una caída de la presión hasta el valor fijado aguas abajo de la válvula.

Es conveniente instalar estas válvulas con tomas fijas, a ambos lados, para insertar en ellas manómetros para comprobar la presión.

Es decir, si la presión en la red es de 6 bar, y taramos la válvula a 4 bar, cuando la presión interior baje de 4 bar, la válvula abrirá el paso del agua, y cuando la presión suba a 4 bar, cerrará el paso.

Su modo de funcionamiento es mediante una membrana que está comunicada a la tubería de salida. Al subir la presión, la membrana empuja una aguja que cierre el paso del agua.

La suciedad en el agua puede hacer que la aguja se atranque u obstruya, y por eso precisa de instalar un filtro aguas arriba.

La aguja también se desgasta con el tiempo, y hay que sustituirla. Las válvulas reductoras también se pueden instalar en edificios, para reducir la presión en las plantas inferiores de instalaciones con grupo de presión.

En este caso se instalan con dos llaves y un bypass, para poder repararlas, así como tomas de presión para verificar su funcionamiento.

Las válvulas reductoras pueden ser:

De reducción de presión proporcional.

De presión de salida constante.

Las válvulas de reducción de presión de salida constante se utilizan para mantener la presión de salida con un determinado valor, con independencia del valor de presión que se tenga aguas arriba, por ello, estas válvulas también reciben el nombre de válvulas reductoras – reguladoras.

Llaves de corte: compuerta, asiento, esfera

Las llaves de corte de agua pueden ser de muchas clases.

Las hay que sólo sirven para cerrar y abrir el paso, y otras también para graduar el caudal.

Pueden agarrotarse por la cal, y en este caso deben maniobrarse con frecuencia, para mantenerlas limpias.

El asiento de cierre del paso de agua puede ser metálico o elástico, en cuyo caso será más seguro.


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El accionamiento puede ser manual o motorizado. Las llaves más usadas son:

Llaves de bola o esfera:

Son llaves muy económicas, de buen cierre, pero también muy bruscas. Sólo en diámetros pequeños. No sirven para graduar el caudal, sólo para abrir o cerrar. Su cierre rápido provoca fuertes golpes de ariete.

Llaves de mariposa:

Se utilizan en diámetros medios y grandes. No va muy bien regulando el caudal, pero su cierre es muy seguro. El accionamiento manual puede ser por palanca o un reductor de sinfín.

Llaves de compuerta:

Son las más usadas en abastecimiento; de tamaños pequeños y medianos. Su cierre puede verse afectado por la cal. Gradúan bien el caudal.

Llaves de asiento plano o inclinado.

De tamaños pequeños y medianos. Se usan sobre todo para graduar el caudal con precisión. También provocan una elevada pérdida de carga.

Válvulas de retención:

Sólo dejan pasar el caudal en un sentido, cerrando el paso en caso contrario.

Pueden ser de claveta oscilante, de bola, disco, etc.

Pueden sufrir roturas y no cerrar bien por la cal.


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Ventosas.

Son purgadores del aire contenido en la instalación. Tienen un depósito con un flotador, que al bajar el nivel del agua, abren un orificio superior por el que sale el aire. Cuando les llega agua, sube el flotador y cierra el orificio.

Pueden ser bi – funcionales, si pueden evacuar grandes bolsas de aire y pequeñas burbujas.

Se instalan siempre en sitios elevados, y deben tener antes una llave de corte para poder repararlas.

Válvulas de seguridad.

Son válvulas que abren un alivio en la tubería cuando la presión pasa de un determinado valor.

Se seleccionan en función de la presión máxima (3, 4, 6, 10 bar), y del diámetro o capacidad de descarga.


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Válvulas de flotador.

Las válvulas de flotador regulan el nivel del agua en un depósito, abriendo y cerrando el paso para mantenerlo.

Pueden ser de acción proporcional o busca.

Válvulas pilotadas.

Son válvulas de corte de tipo asiento, pero con la membrana que produce el cierre gobernada por diversos mecanismos, de forma que pueden usarse como válvulas de regulación en función de:

Caudal de paso.

Volumen de agua circulado.

Presión aguas arriba o aguas abajo.

Presión diferencial, etc.

Otras válvulas de cierre

Con independencia a las reseñadas, también se fabrican:

Válvulas de membrana

Válvulas de pistón

Cónicas

De globo

De aguja

Oblicuas


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1.5. Purgadores de aire

Función

Los purgadores de aire se emplean para eliminar de modo continuo el aire contenido en los circuitos hidráulicos de las instalaciones de climatización. La capacidad de descarga de estos dispositivos es muy elevada. Eliminan de modo automático todo el aire presente en los circuitos, incluidas las microburbujas.

La circulación de agua completamente libre de aire asegura el funcionamiento ideal del sistema, sin ruido, corrosión, sobrecalentamientos localizados ni daños mecánicos.

Se presentan en distintas versiones para montar en tubos horizontales o verticales

Cómo deben ser colocados los purgadores de aire


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Funcionamiento

El agua en las conducciones contiene normalmente aire que tiende a acumularse en los puntos altos formando bolsas que deben ser evacuadas mediante purgadores automáticos para asegurar un correcto funcionamiento de la instalación.

Para eliminar el aire, el purgador dispone de una boya y juego de palancas diseñadas en cada modelo para ejercer una fuerza suficiente para vencer la creada por la presión interna en el orificio de purga.

Mientras la conducción se encuentre presurizada el purgador trabajará con la frecuencia que sea necesaria para eliminar las bolsas de aire que se vayan formando en su interior.

Consideraciones de cálculo

Se considera generalmente que un 2% del caudal de agua que circula por una conducción es aire.

Para seleccionar el purgador adecuado en cada caso se recomienda escoger el que cumpla este requisito en la Tabla de capacidades de venteo teniendo en cuenta la presión de trabajo.

CAPACIDADES DE VENTEO EN (m3/min) PARA CADA MODELO DE PURGADOR EN FUNCIÓN DE LA PRESIÓN DE TRABAJO.

GRÁFICO ORIFICIO TOBERA SEGÚN PRESIÓN DE TRABAJO Y CAPACIDAD DE PURGA


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1.6. Representación de planos y esquemas de principio.

Según las normas de presentación de proyectos la representación de planos y esquemas de principio han de cumplir los siguientes requisitos:

Planos de instalaciones.-

Leyendas:

- En todos los planos figurarán las leyendas con la simbología utilizada.

- Siempre que exista se utilizará aquélla simbología que esté homologada, o normalizada, ya sea a nivel nacional o internacional, aun cuando su uso no sea obligado por la normativa. Se indicará la fuente de la que procede la simbología utilizada.

Claves, símbolos. Identificación de componentes:

- Se evitará la utilización de claves o símbolos para aquellos elementos que por sus dimensiones en plano o por su singularidad puedan o deban identificarse directamente (grupo electrógeno, maquinaria de climatización, grupos de frío, calderas, bombas de calor etc...).

- En proyectos de Reforma y Ampliación se identificarán claramente aquellos componentes de la instalación que se conservan o recuperan.

Representación de una instalación en varios planos:

- En el caso de instalaciones que por sus dimensiones o forma de definición sea precisa su fragmentación en varios planos, se indicarán claramente los puntos de conexión (p. ej. centrales y redes) o los puntos de corte, ya sean reales o virtuales (en redes de grandes dimensiones), evitando duplicaciones que puedan inducir a error en las mediciones.

Concordancia con otros documentos:

- Se pondrá especial cuidado en que las denominaciones, características y unidades dimensionales de los distintos componentes de las instalaciones correspondan exactamente con las que aparecen en la definición de partidas del presupuesto.


47

Esquemas de principio:

En todas las instalaciones se incluirá un plano con su esquema de principio


48


49


50

Pérdidas de carga en accesorios de aspiración, impulsión. Los grupos horizontales necesitan la instalación de un conjunto de aspiración y otro de impulsión.

Estos conjuntos normalmente se construyen en hierro; como normal general, el diámetro de aspiración suele coincidir con el de la tubería general de conducción y el diámetro de impulsión duele ser de diámetro de impulsión suele ser de diámetro inmediatamente inferior.

Las pérdidas de carga originadas en estos conjuntos varían, por lo general, de 0,50 a 1,25 m en aspiración y de 1,50 a 2,50 m en impulsión.

Para la realización exacta de estos cálculos se necesitan relacionar las piezas de cada conjunto y transformarlas en longitudes ficticias, según se indica en la tabla siguiente, que permite calcular diámetro, pérdidas de carga y velocidad de la tubería de hierro en función del caudal.

PERDIDAS DE CARGA EN m MANOMÉTRICOS POR CADA 100 m DE TUBERÍA NUEVA DE HIERRO FUNDIDO

CAUDAL

DIÁMETRO INTERIOR EN mm

m3/h 25 32 40 50 60 70 80 90 100 125 150 175 200 225 250 275 300 350 400 450 500 600 700 800 900

3

Pc%

Vm/s

17

1,7

6

1,03

1,6

0,67

0,54

0,43

0,25

0,43

0,13

0,22

0,06

0,16

0,03

0,13

0,02

0,10

6

Pc%

Vm/s

24

2,05

6

1,34

2

0,85

0,9

0,58

0,43

0,44

0,21

0,32

0,13

0,26

0,08

0,20

0,026

0,13

9

Pc%

Vm/s

12,5

2,08

4,3

1,32

0,8

0,89

0,9

0,58

0,46

0,5

0,25

0,39

0,15

0,32

0,06

0,20

12

Pc%

Vm/s

20

2,76

7

1,76

3,2

1,19

1,5

0,88

0,75

0,67

0,44

0,53

0,25

0,43

0,09

0,27

0,03

0,18

15

Pc%

Vm/s

12

2,2

5,2

1,49

2,4

1,1

1,25

0,87

0,7

0,66

0,42

0,54

0,15

0,34

0,06

0,24

18

Pc%

Vm/s

17

2,64

7

1,78

3,5

1,3

1,7

1

1

0,78

0,6

0,64

0,2

0,4

0,08

0,28

21

Pc%

Vm/s

22

3,35

8,8

2,08

4,2

1,54

2,2

1,17

1,3

0,93

0,75

0,75

0,26

0,48

0,1

0,32

0,05

0,24

24

Pc%

Vm/s

12

2,38

5,7

1,76

3

0,34

1,7

1,06

1

0,86

0,36

0,54

0,14

0,36

0,07

0,28

27

Pc%

Vm/s

14

2,7

7

1,97

3,5

1,45

2

1,17

1,25

0,96

0,42

0,6

0,17

0,42

0,08

0,31

30

Pc%

Vm/s

17

2,98

8,2

2,2

4,2

1,74

2,5

1,32

1,5

1,08

0,5

0,68

0,2

0,48

0,09

0,34


51

36

Pc%

Vm/s

25

3,58

12

2,63

6,3

2

3,5

1,58

2

1,28

0,75

0,82

0,3

0,57

0,14

0,42

0,07

0,32

42

Pc%

Vm/s

16

3,07

8,5

2,34

4,5

1,85

2,7

1,5

0,85

0,96

0,33

0,66

0,18

0,48

0,08

0,37

48

Pc%

Vm/s

21

3,51

10

2,68

6

2,12

3,6

1,72

1,2

1,08

0,45

0,72

0,22

0,56

0,12

0,43

0,06

0,34

54

Pc%

Vm/s

25

3,94

13,5

3

7,6

2,34

4,5

1,92

1,5

1,2

0,55

0,84

0,28

0,63

0,14

0,48

0,08

0,38

60

Pc%

Vm/s

16

3,32

9

2,64

5,5

2,16

1,8

1,36

0,7

0,96

0,33

0,68

0,17

0,53

0,1

0,42

75

Pc%

Vm/s

24

4,17

14

3,31

8

2,68

2,76

1,72

1

1,18

0,49

0,87

0,24

0,67

0,14

0,53

0,08

0,43

90

Pc%

Vm/s

20

3,97

12,5

3,24

3,8

2,04

1,45

1,44

0,74

1,02

0,36

0,8

0,2

0,63

0,14

0,51

0,08

0,42

105

Pc%

Vm/s

26

4,6

16,5

3,74

5,3

2,41

1,95

1,68

0,9

1,22

0,47

0,93

0,27

0,74

0,16

0,59

0,1

0,49

120

Pc%

Vm/s

21,5

4,31

6,9

2,72

2,6

1,93

1,2

1,35

0,61

1,06

0,36

0,84

0,2

0,68

0,14

0,56

0,08

0,47

135

Pc%

Vm/s

26

4,81

9

1,07

3,3

2,13

1,5

1,56

0,76

1,19

0,45

0,95

0,25

0,76

0,17

0,63

0,1

0,53

150

Pc%

Vm/s

11

3,44

4

2,36

1,9

1,74

0,95

1,34

0,55

1,05

0,3

0,86

0,21

0,70

0,12

0,59

0,06

0,43

165

Pc%

Vm/s

13

3,75

4,7

2,61

2,2

1,91

1,13

1,46

0,65

1,15

0,37

0,94

0,24

0,77

0,15

0,65

0,08

0,48

180

Pc%

Vm/s

15,2

4,09

5,5

2,83

2,6

2,08

1,3

1,59

0,76

1,26

0,43

1,02

0,29

0,84

0,18

0,71

0,09

0,52

210

Pc%

Vm/s

21

4,70

7,4

3,32

3,5

2,43

1,8

1,86

1,1

1,49

0,6

1,19

0,37

0,98

0,24

0,82

0,12

0,61

0,06

0,47

240

Pc%

Vm/s

9,4

3,78

4,3

2,77

2,3

2,12

1,3

1,68

0,75

1,38

0,48

1,12

0,3

0,95

0,15

0,69

0,08

0,53

270

Pc%

Vm/s

12

4,26

5,5

3,13

2,8

2,39

1,62

1,90

0,9

1,53

0,58

1,26

0,35

1,07

0,18

0,78

0,09

0,59

300

Pc%

Vm/s

14

4,75

7,5

3,47

3,4

2,66

2

2,10

1,1

1,71

0,74

1,40

0,46

1,18

0,22

0,86

0,11

0,67

0,07

0,53


52

360

Pc%

Vm/s

9

4,15

4,7

3,17

2,8

2,53

1,6

2,04

1

1,68

0,65

1,41

0,32

1,04

0,16

0,79

0,09

0,63

0,05

0,51

420

Pc%

Vm/s

11,6

4,86

6,2

3,72

3,5

2,94

2

2,37

1,3

1,96

0,82

1,64

0,41

1,22

0,21

0,94

0,12

0,76

0,07

0,59

0,03

0,41

480

Pc%

Vm/s

8,5

4,24

4,9

3,36

2,9

2,72

1,9

2,24

1,2

1,90

0,6

1,38

0,3

1,06

0,17

0,84

0,09

0,69

0,04

0,47

540

Pc%

Vm/s

11

4,78

6,5

3,80

3,7

3,065

2,35

2,52

1,52

2,13

0,75

1,56

0,38

1,19

0,22

0,94

0,12

0,76

0,05

0,53

600

Pc%

Vm/s

12,2

5,30

7,4

4,20

4,3

3,40

2,7

2,81

1,7

2,36

0,9

1,73

0,45

1,34

0,25

1,06

0,13

0,86

0,05

0,61

0.024

0,44

660

Pc%

Vm/s

9

4,61

5,2

3,76

3,3

3,07

2,1

2,59

1,1

1,89

0,54

1,46

0,3

1,15

0,16

0,93

0,05

0,65

0,03

0,48

720

Pc%

Vm/s

10

5,05

6

4,08

3,8

3,37

2,5

2,84

1,3

2,08

0,62

1,65

0,35

1,26

0,19

1,02

0,075

0,71

0,035

0,52

780

Pc%

Vm/s

7,3

4,43

4,5

3,65

3

3,08

1,5

2,26

0,75

1,73

0,42

1,36

0,23

1,11

0,08

0,77

0,04

0,56

840

Pc%

Vm/s

8

4,76

5,4

3,95

3,4

3,31

1,7

2,43

0,85

1,86

0,48

1,47

0,26

1,19

0,1

0,83

0,047

0,61

900

Pc%

Vm/s

9

5,1

5,8

4,22

3,75

3,54

19

2,60

0,96

2,00

0,53

1,57

0,29

1,27

0,11

0,88

0,053

0,65

960

Pc%

Vm/s

6,5

4,49

4,3

3,78

2,1

2,77

1,1

2,13

0,6

1,66

0,32

1,36

0,12

0,95

0,06

0,70

1020

Pc%

Vm/s

7,2

4,76

4,6

4,01

2,45

2,94

1,2

2,26

0,67

1,78

0,35

1,44

0,14

1,00

0,065

0,77

0,033

0,54

1080

Pc%

Vm/s

5,4

4,26

2,8

3,12

14

2,38

0,78

1,88

0,43

1,53

0,16

1,06

0,073

0,78

0,037

0,57

1140

Pc%

Vm/s

6

4,49

3,2

3,29

1,53

2,53

0,86

1,99

0,46

1,65

0,175

1,12

0,08

0,84

0,043

0,01

0,037

0,52

1200

Pc%

Vm/s

6,5

4,72

3,4

3,45

1,7

2,68

0,93

2,12

0,5

1,72

0,19

1,23

0,09

0,88

0,046

0,63

0,04

0,54

RECUADRO IZQUIERDO: Tubería de impulsión. RECUADRO DERECHO: Tubería de aspiración.


53

RESUMEN

El agua, al circular por las tuberías, sufre un roce con las paredes que le provoca una pérdida de presión o “carga”, que depende de la rugosidad interior de la tubería, y de la velocidad de circulación del agua. Por ello, la velocidad en instalaciones de agua se debe mantener entre:

Velocidad mínima: 0,5 m/s, para evitar sedimentaciones.

Velocidad máxima: 2 m/s (tuberías metálicas) y 3,5 m/s (tuberías de termoplásticos y multicapa).

La pérdida de carga unitaria se calcula entre otras mediante la fórmula de Flamant:

Ji = K (V7 D5)1/4

También se calcula mediante ábacos. Estos ábacos son diferentes para cada tipo de tubería (de acero, de cobre, de plástico, etc.).

En los cambios de dirección y en los accesorios se produce una pérdida de presión adicional, debida a los choques y turbulencias generadas. Esta pérdida de carga se puede asimilar a una longitud de tubería que produzca la misma pérdida, que llamaremos longitud equivalente Le. Esta longitud la sumaremos a la tubería.

Para calcular redes ramificadas, debemos dibujar un esquema de la red de tuberías con los puntos de consumo y su caudal. Numeramos los tramos ordenadamente. Acumulamos los caudales de cada tramo, y obtenemos el diámetro de cada tramo asignando una pérdida de carga igual para todos.

Para calcular las instalaciones interiores, debemos primeramente conocer el caudal de los aparatos, instalados de acuerdo con la tabla 2.1 del CTE-HS4.

Para hallar el caudal de un tramo de tubería que alimenta a varios puntos de consumo, debemos sumar los caudales de los aparatos Qi, para hallar el caudal total Qt = Qi

El coeficiente de simultaneidad k, que se calcula en función del número de puntos n,

mediante la fórmula: 1 /

El caudal punta Qp será el caudal total por el coeficiente de seguridad:

Qp = k Qt

El cálculo de la acometida, tubo de alimentación, montantes y derivaciones interiores se hará calculando el caudal punta de cada tramo, según los puntos de consumo que sirve.


54

El grupo de presión se dimensiona:

Presiones:

Mínima = Altura edificio + 15 m. Máxima = presión mínima + 20 m

Caudal:

El caudal punta del edificio según cálculo de acometida.

Depósito auxiliar:

Volumen = Q t ; t = 15 minutos de funcionamiento; 15 60 = 930

Calderín de membrana:

Se utiliza la expresión:

V = (0,625 Q Pm) / (60 n)

Siendo:

V = volumen del calderón.

Q = caudal en l/s.

Pm = presión máxima absoluta en bar.

n = Nº de bombas

Potencia de las bombas:

Utilizaremos la expresión:

Siendo:

P =

P = potencia del motor en watios.

Q caudal total en l/s; g = 9,81 m/s2.

H = Presión máxima en m.c.a.

= rendimiento conjunto bomba – motor (entre 0,5 y 0,6).

Si instalamos dos bombas la potencia de cada una será la mitad.

Redes contra incendios; precisan agua para: hidrantes, BIEs y rociadores. La acometida ha de ser independiente. El depósito de reserva ha de ser de 12 m3, la presión en punta de lanza de una BIE ha de ser de 3,5 bar.


55

ANEXOS

ÁBACO PARA TUBERÍAS DE ACERO GALVANIZADO


56

ÁBACO PARA TUBERÍAS DE COBRE


57

ÁBACO PARA TUBERÍAS DE COBRE


58

Abaco para Tuberías de polipropileno copolímero-random (PP-R)

Diámetros

1. 20 3,4

2. 25 4,2

3. 32 5,4

4. 40 6,7

5. 50 8,4

6. 63 10,5

7. 75 12,5

8. 90 15

9. 110 18,3

Ábaco para Tuberías de polipropileno reticulado (PE-X)

Diámetros

1. 12 1,1

2. 15 2,5

3. 16 2,2

4. 16 2

5. 16 1,8

6. 18 2,5

7. 18 2

8. 20 2,8

9. 20 2

10. 20 1,9

11. 22 2,3


59

Ábaco para Tuberías de polibutileno (PB)

Diámetros

1. 12 1,1

2. 15 2

3. 16 2,2

4. 16 2

5. 16 1,5

6. 18 2

7. 20 2

8. 20 1,9

9. 22 2,2

Abaco para Tuberías multicapa (PE-X/Al/PE-X)

Diámetros

1. 14 2

2. 16 2

3. 18 2

4. 20 2,5

5. 20 2

6. 26 3

7. 32 3


60

Longitudes equivalentes en metros para accesorios de tuberías de agua

Tubería Codo 90º Codo 45º Te a 90º Valv. Bola y Valv. Asiento Valv. Codo

compuerta

15 (1/2") 0,6 1,39 0,9 0,12 4,5 2,4

19 (3/4") 0,75 1,45 1,2 0,15 6 3,6

25 (1") 0,9 0,54 1,5 0,18 7,5 4,5

1 1/4" 1,2 0,72 1,8 0,24 10,5 5,4

1 1/2" 1,5 0,1,29 2,1 0,3 13,5 6,6

2" 2,1 1,2 3 0,39 17,5 8,4

2 1/2" 2,4 1,5 3,6 0,48 19,5 10,2

3" 3 1,8 4,5 0,6 24 12

3 1/2" 3,6 2,1 5,8 0,72 30 15

4" 4,2 2,4 6,3 0,81 37,5 16,5

5" 5,1 3 7,5 1 42 21

6" 6 3,6 9 1,2 49,5 24


61

RESUMEN


62

ANEXO 1


63


64

Cuestionario de autoevaluación


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Bibliografía


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a) Presentación

Módulo profesional: Configuración de instalaciones de frío y climatización

Código: 0039

Ciclo formativo: Instalaciones Frigoríficas y de Climatización Grado: Medio

Familia Profesional: Instalación y Mantenimiento

Duración: 168 horas

Curso: 2º

Especialidad del profesorado: Organización y proyectos de sistemas energéticos (Profesora o Profesor de Enseñanza Secundaria)

Tipo de módulo: Módulo asociado al perfil del título

b) Resultados de aprendizaje y criterios de evaluación 1. Configura instalaciones frigoríficas de pequeña potencia, seleccionando los equipos y

elementos y justificando la elección en función del campo de aplicación y la reglamentación vigente.

Criterios de evaluación:

a) Se ha identificado y aplicado la normativa correspondiente.

b) Se han calculado las cargas térmicas y se ha determinado la potencia frigorífica de la instalación.

c) Se han dimensionado las tuberías del circuito frigorífico para una instalación, utilizando tablas y programas informáticos.

d) Se han especificado el tipo de refrigerante y la cantidad y el tipo de aceite lubricante para una instalación de climatización.

e) Se han tenido en cuenta las repercusiones medioambientales de los gases fluorados de efecto invernadero.

f) Se han especificado los parámetros de control (temperatura exterior, interior, recalentamiento, subenfriamiento, consumos eléctricos, presiones en el circuito frigorífico e hidráulico y ciclos de desescarche, entre otros) en una instalación frigorífica.

g) Se han seleccionado los elementos constituyentes de la instalación a partir de los datos calculados y utilizando catálogos comerciales.

h) Se ha elaborado el presupuesto utilizando catálogos comerciales.

i) Se ha colaborado entre compañeros y compañeras durante la realización de las tareas.

j) Se han respetado las normas de utilización de los medios informáticos.

k) Se ha mostrado interés por la evolución tecnológica del sector.


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c) Contenidos procedimentales - Identificación y análisis de las características de los materiales utilizados en tuberías de agua. - Cálculo de redes de tuberías. Pérdidas de carga, velocidades. - Descripción y dimensionado de elementos de instalaciones de agua, bombas, circuladores, depósitos acumuladores y vasos de expansión. - Descripción y selección de los elementos de seguridad y control. - Representación de planos y esquemas de principio. conceptuales - Instalaciones tipo. Clasificación. Elementos constituyentes y características técnicas. - Esquemas y simbología de las redes de agua. - Gráficos y ábacos. Tipología. Interpretación y confección. actitudinales - Rigor en el cálculo de parámetros y elementos. - Atención a las normas de representación gráfica. - Rigor en la elaboración de planos en los formatos normalizados. - Importancia de prestar especial atención a los manuales de configuración, instalación y uso de los distintos elementos. - Colaboración entre compañeros y compañeras durante la realización de las tareas. - Interés por la evolución tecnológica del sector. - Respeto por las normas de utilización de los medios informáticos.

d) Orientaciones metodológicas Para la organización y desarrollo del proceso de enseñanza-aprendizaje de este módulo, se sugieren las siguientes recomendaciones:

1) Secuenciación

Parece conveniente iniciar este módulo con una explicación de las diferentes instalaciones tipo y de sus componentes (por ejemplo, el sistema de climatización VRV, volumen de refrigerante variable), tanto en las instalaciones frigoríficas como en instalaciones de climatización-ventilación y redes de agua.

A continuación, se les dará unos planos de instalaciones frigoríficas, de instalaciones de climatización-ventilación y redes de agua, en donde el alumnado tendrá que reconocer los componentes y con la documentación obtenida de los manuales técnicos o utilizando TIC´s describirá las funciones que desempeñan, las características técnicas de los equipos y elementos, las dimensiones de las tuberías, los depósitos de inercia y expansión, y obtendrá los parámetros de funcionamiento.

En el caso de instalaciones de conductos de aire, una vez calculadas las dimensiones para los conductos de aire, a partir de ejemplos de menor a mayor complejidad, se explicará el cálculo de las pérdidas de carga y caudal de una instalación sencilla de climatización, utilizando tablas diagramas y programas informáticos, y cumpliendo la normativa correspondiente, y, luego, se seleccionará el ventilador necesario en catálogos.

En el caso de instalaciones de redes de distribución de agua, una vez calculado los diámetros de los conductos de agua para una instalación de climatización, a partir de ejemplos de menor a mayor complejidad, se seleccionarán las bombas de circulación, los depósito de expansión y la válvula de seguridad y, también, el espesor y las características del aislante, a partir de los datos necesarios y cumpliendo la normativa correspondiente.

El siguiente paso a seguir será el de configurar las instalaciones utilizando tablas diagramas y programas informáticos, y aplicando la normativa correspondiente.


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En el caso de instalaciones frigoríficas de pequeña potencia, primeramente, se alculan las cargas térmicas y se determina la potencia frigorífica de la instalación, y, una vez especificado el tipo de refrigerante, la cantidad y el tipo de aceite lubricante y los parámetros de control (temperatura exterior, interior, recalentamiento, subenfriamiento, consumos eléctricos, presiones en el circuito frigorífico e hidráulico, ciclos de desescarche, entre otros) para una instalación de climatización, se dimensionan las tuberías del circuito frigorífico, utilizando tablas diagramas y programas informáticos, y se seleccionan los elementos constituyentes de la instalación a partir de los datos calculados y utilizando catálogos comerciales.

Para finalizar, se elabora el presupuesto utilizando catálogos comerciales.

En el caso de instalaciones de climatización de pequeña potencia, primeramente, se calculan las canalizaciones de aire utilizando tablas y programas informáticos, y se determinan las dimensiones de las tuberías de refrigerante y de agua.

Se representa una instalación de climatización todo aire, dibujando un esquema e indicando la ubicación de los elementos y las canalizaciones.

Se especifican los parámetros de control (temperatura exterior, interior, recalentamiento, subenfriamiento, consumos eléctricos, presiones en el circuito frigorífico e hidráulico, entre otros) en una instalación de climatización y se seleccionan los elementos constituyentes de la instalación a partir de los datos calculados y utilizando catálogos comerciales, y, por último, se elabora el presupuesto utilizando estos catálogos comerciales.

El siguiente paso a seguir es dibujar planos, esquemas de principio y circuitos eléctricos utilizando la simbología establecida de instalaciones como son una instalación con planta enfriadora y unidades de tratamiento de aire, una cámara frigorífica, una instalación de climatización con sistema VRV, indicando la ubicación de los elementos y canalizaciones.

El último paso a seguir es la realización de la documentación técnica y administrativa, interpretando la normativa y cumplimentando documentos en formatos preestablecidos para la legalización de instalaciones de pequeña potencia. Para ello, el profesorado explicará el procedimiento para el registro de instalaciones frigoríficas y de climatización, seleccionando los datos a incluir en la documentación y los documentos a cumplimentar que son requeridos para el registro de una instalación de pequeña potencia, adjuntando la documentación técnica requerida.

2) Aspectos metodológicos

Este es un módulo eminentemente práctico donde la labor del profesorado está fundamentada en una adecuada selección de actividades prácticas secuenciadas en orden creciente de dificultad para favorecer la confianza y el estimulo del alumnado.

El profesorado deberá realizar antes de cada actividad un repaso de los contenidos conceptuales que incluye la misma y que se han tenido que ver con más intensidad en otros módulos. También cabe señalar un sondeo de los conocimientos previos de dibujo técnico y la utilización de medios informáticos, como puede ser el CAD, y, en caso de deficiencia, se realizará un repaso como medida de refuerzo.

El profesorado deberá realizar un seguimiento cercano e individualizado del proceso de aprendizaje de cada alumno o alumna, realizando anotaciones sistemáticas de avances y dificultades en una lista de control.

Capítulo II - Escuela de Instaladores · 2020. 9. 4. · Laminación (rolling) Los procesos de...

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