El sistema de alimentación de
agua doméstica con un depósito por gravedad se presenta en la figura con la que iniciamos este artículo.
Para una operación apropiada del
sistema, el depósito se localizará al menos a 10 m sobre el grifo más alto. En
edificios altos es necesario usar válvulas reductoras de presión en los suelos
más bajos antes de los accesorios.
Una desventaja del sistema con
tanques de gravedad en la parte superior es el peligro potencial de congelación
durante el invierno. Los tanques grandes también influyen en la construcción
del edificio.
Suministro de agua doméstica con un depósito presurizado
El sistema de suministro de agua
doméstica con un tanque presurizado.
El diseño de un sistema de agua
caliente puede realizarse con el siguiente procedimiento:
- Determinar la demanda de agua caliente – cantidad y temperatura.
- Seleccionar el tipo, capacidad y superficie de calentamiento del acumulador – o intercambiador de calor.
- Selección de la caldera.
- Diseño del esquema de tuberías y dimensionar tuberías.
Demanda de agua caliente – cantidad y temperatura
La demanda de agua normalmente se
suministra a las temperaturas y consumidores a 50 – 60 º C. En cocinas
profesionales se requiere una temperatura de 65 ºC para satisfacer normas
sanitarias. El agua caliente no se almacenará a temperaturas por debajo de 60
ºC para evitar el riesgo de legionella.
Donde se necesitan temperaturas
más bajas por motivos de seguridad la temperatura del agua no excederá 40 – 50
ºC
El agua caliente puede
almacenarse a altas temperaturas y reducirse suministrando a la temperatura adecuada
mezclándola con agua fría con válvulas mezcladoras. El almacenamiento de agua
caliente a temperaturas más altas incrementa la capacidad total del sistema y
se reduce la necesidad de volumen de almacenamiento.
La cantidad de agua caliente se
determina por número de ocupantes y sus hábitos de consumo.
El tipo, capacidad y superficie de calentamiento del acumulador – o intercambiador de calor
El acumulador de agua caliente
reducirá el suministro de calor máximo requerido. La capacidad de suministro de
calor a un sistema con acumulador se calculará como:
H = 4.19 V (q2 - q1) / t
Donde:
- H = Capacidad de suministro de calor (kW)
- V = Volumen del acumulador almacenado (litros)
- q1 = Temperatura del agua fría (ºC)
- q2 = Temperatura del agua caliente (ºC)
- t = Tiempo disponible para que el volumen acumulado se caliente (seg)
La ecuación anterior puede
modificarse para expresar el volumen acumulado caliente si la capacidad de
suministro caliente si la capacidad de suministro de calor y el tiempo
disponible de calentamiento se conoce:
V = Ha ta / 4.19 (q2 - q1)
Donde:
- Ha = Suministro de calor disponible (kW)
- ta = Tiempo de calentamiento disponible (seg).
Con un calentador instantáneo sin
acumulador de acumulación el suministro de calor puede calcularse como:
H = 4.19 v (q2 -
q1)
Donde:
v = Caudal volumétrico requerido
(l/s)
La superficie de calentamiento
requerido en el intercambiador de calor puede calcularse como:
A = 1000 H / k qm
Donde:
A = Superficie de calentamiento
(m2)
H = Tasa de calentamiento (kW)
k = Coeficiente de transmisión de
calor total (W/m2K)
qm = Diferencia de
temperatura media logarítmica (K)
El coeficiente de transmisión de
calor depende del material y construcción del acumulador.
La caldera
La caldera
con la capacidad correcta debe ser seleccionado de los catálogos del fabricante
donde:
Capacidad de la caldera =
Capacidad de calentamiento del acumulador + margen de seguridad (normalmente 10
– 20 %)
Diseño del esquema de tuberías y dimensionado de tuberías
El flujo de volumen máximo a
través de tuberías de conexión a accesorios y otro equipo se determina por la
máxima demanda de cada consumidor o accesorio.
El máximo caudal volumétrico a
través de tuberías viene determinado por la máxima demanda de los accesorios y
la demanda estadística basada en el número y tipos de accesorios y equipos
suministrados.
Diámetro
nominal
|
Máximo
número de tuberías servidas
|
||||
Caudal de
tuberías
|
Tuberías
de retorno
|
||||
in
|
Tuberías
de acero
(mm) |
Tuberías
de cobre
(mm) |
Altura de
hasta 20 m
(70 ft) |
Altura
sobre 20 m
(70 ft) |
|
1/2
|
15
|
15
|
1
|
1 - 2
|
1 - 8
|
3/4
|
20
|
22
|
2 - 4
|
3 - 9
|
9 - 29
|
1
|
25
|
28
|
5 - 8
|
10 - 19
|
30 - 66
|
1 1/4
|
32
|
35
|
9 - 24
|
20 - 49
|
67 - 169
|
1 1/2
|
40
|
42
|
25 - 49
|
50 - 79
|
170 - 350
|
2
|
50
|
54
|
50 - 99
|
80 - 153
|
|
2 1/2
|
65
|
67
|
100 - 200
|
154 - 300
|
|
Bibliografía:
Engieeringtoolbox
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