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8/19/2019 TRABAJO AGUA CALIENTE.docx

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURAFACULTAD DE INGENIIERÍA CIVIL

CURSO

INSTALACIONES SANITARIAS Y ELÉCTRICAS

TRABAJO ENCARGADO

TEMA: AGUA CALIENTE

Profesor: Ing A!re"#o Men$o%& A"!'no: M&r#o A( Mon)ero Torres

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%on respecto al primer tema veremos lo referente a las definiciones y

conceptos que se tienen, as$ como las partes, algunos c!lculos, ventajas y

desventajas de este tipo de sistema de suministro. Para la segunda parte

veremos tambi n las principales definiciones, materiales utilizados, diseño y el

estudio de aparatos espec$ficos como- trampas (sifones), registros, etc.

.( OBJETIVOS

.(0 OBJETIVO GENERAL

Comprender los aspectos teóricos básicos sobre suministro con tanque

hidroneumático y el servicio de agua caliente.

.(. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Conocer la teoría básica sobre las instalaciones y el servicio de agua caliente.

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S#s)e'& $e &g!& *&"#en)e gener&$o 3or 3&ne"esso"&res

S#s)e'& 3r#n*#3&" 3&r& s!'#n#s)ro *on )&n4!e+#$rone!'5)#*o


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Comprender la instalación, cálculos, y demás recomendaciones de un servicio

de agua caliente.

6( SERVICIO DE AGUA CALIENTE

Una instalación integrada de calefacción y agua caliente sanitaria consiste en un conjunto de

elementos que, adecuadamente combinados, permite alcanzar el grado de confort deseado en

un espacio habitado vivienda, local, edificio, etc.!, compensando las p"rdidas de calor y

proporcionando el agua caliente sanitaria a una temperatura apropiada.

#os sistemas de abastecimiento de agua caliente están constituidos por un calentador con o sin

tanque acumulador, una canalización que transporta el agua hasta la toma mas alejada y a

continuación una canalización de retorno que devuelve al calentado el agua no utilizada estatubería no es requerida en peque$as instalaciones!.%e esta manera se mantiene una circulación

constante y el agua caliente sale enseguida por el artefacto, sin necesidad de dar primero salida

al agua enfriada que habría permanecido en la conducción si no e&istiera el escape del conducto

de retorno.

'nternacionalmente el ser,#*#o $e &g!& *&"#en)e se *ono*e *on "&s s#g"&s 7ACS89 cuyosignificado es&g!& *&"#en)e s&n#)&r#& .

#os tubos de cobre son los mas aconsejables en las instalaciones de agua caliente, aunque los

mas usados son los de plástico ()C.

6(0 RECOMENDACIONES PARA SU INSTALACI2N

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Sistema decalefacción comúncon el servicio de

agua caliente y lared de distribuciónen rojo; la parteazul representa laconducción deagua fría o nocalentada aun


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#as recomendaciones sobre la instalacion de la red de servicio de agua caliente estan

especificamente relacionadas a partes de la red y a cuestiones puntuales de las cuales se

hablara a continuacion, no sin antes mostrar un sitema casi completo de distribucion de agua

caliente para ver a que parte de este sistema se refieren las recomendaciones.

*s justamente la parte descrita anteriormente a la cual se debe poner la atención para las

recomendaciones de instalación, puesto que la demás partes son id"nticas a un sistema de red

de agua fría simple.

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Esquema general de un sistema de calefacción y redde servicio de agua caliente, en un edi cio deviviendas. En la parte inferior del edi cio podemos verel sistema integrado que permite tanto la obtención de


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De3 s#)os &*!'!"&$ores

+e distinguen dos tipos básicos los depósitos

acumuladores, sin más, que se limitana contener

el agua que se ha calentado en otra parte, y losdepósitos queincorporan un intercambiador en su

interior o interacumuladores.

-odos los depósitos deben prever una boca de

registro para su limpieza y mantenimiento.

*n los depósitos de gran volumen de

acumulación por encima de ///litros.!, la boca

de registro debe contar con unas dimensiones

que permitan el accesocómodo de una persona a su interior para realizar esos mismos trabajos.

Cuando el volumen necesario de acumulación es grande y se necesitan variosdepósitos, "stos

se montan en serie. #as cone&iones del circuito primariose hacen con retorno invertido, de esta

forma, el caudal de agua del primario quellega a cada depósito es el mismo en todos ellos.#os

depósitos se ,dimensionón a trav"s del cálculo en función de las necesidadesde consumo. #a

potencia de los intercambiadores se calcula para calentar elagua acumulada en un tiempo dedos horas como mínimo.

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Depósito acumuladorcon boca de tipo

En la parte izquierda vemos lavista en planta del tipo de

depósito de almacenamiento, yabajo se muestra dos depósitos


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C#r*!"&$ores#as bombas de circulación o circuladores se

colocan en los circuitos donde seanecesario

mantener el agua en circulación.

*n las instalaciones grandes o colectivas,

basadas en sistemas por acumulacióncon

interacumulador, la bomba se monta en el

circuito primario. *n la red de distribuciónsólo es

necesaria cuando se incorpora un circuito de

retorno. *nlas instalaciones resueltas con un

intercambiador e&terno de placas y un

depósitoacumulador, en las que hay un circuito

primario y un secundario independientes,se necesitan dos bombas,

una para cada circuito. #a bomba en la red de

consumo,igual que antes, sólo es necesariacuando e&iste un retorno.

#os grupos mi&tos de calefacción yagua caliente sanitario por acumulación, destinadoso los

instalaciones individuales, utilizan el circulador interno de lo calefaccióncomo bombo primario

cuando atienden el servicio de 0C+.

#os sistemas instantáneos, resueltos con intercambiadores de placas, montan uno bomboen el

primario y otro en el de consumo si lo distribución se efect1o con retorno.

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Sistema deproducción de !"Sinstant#neo conintercambiador deplacas y bombo derecirculación en el


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*n todos los cosos el circulador que se dispone en el circuito primario tiene que sercapaz de

mover el caudal de aguo requerido, superando los p"rdidas de cargo delcircuito, incluyendo el

generador, tuberías, válvulas, accesorios, etc., sin olvidar lo p"rdidade cargo del propio

circulador que es un dato que proporciona el fabricante.

*squema hidráulico de producción de 0C+ con circulador en el c. primario y en el retomo dela

red de distribución

Re$ $e $#s)r#-!*# n

*n los instalaciones individuales normales lo red adopto un trozado sencillo, sólode ido o los

puntos de consumo. *n los instalaciones grandes y colectivos con distancias,asimismo, grandes,

lo red incorporo un circuito de retorno poro evitar queel agua de los tuberías se enfríe y hoyo que

esperar en codo uso del servicio aque por el grifo llegue o fluir lo caliente 2ig.3!. *ste hecho

adquiere especialimportancia tras periodos largos entre usos sucesivos del servicio de 0C+ o

cuandoel generador se apago por los noches y se conecto otro vez por los mo$onas.

Uno red simple de distribución con sólo el circuito de ido, impone, pues, dos servidumbres lo de

esperar o que llegue el aguo caliente y lo de tener que tirar porel desag4e cantidadesimportantes de aguo frío sin utilizar.

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T!-er;&s

#os materiales que se utilizan normalmente son el

cobre y los plásticos, sobre todoel polietileno

reticulado (*5 o (*6!. -ambi"n se emplean el aceroino&idable y elgalvanizado7 este 1ltimo, siempre que la

temperatura del agua no sobrepase los33 o ó89C. :o

se admiten las tuberías de acero negro sin soldadura.

*n el sectordom"stico con peque$os diámetros! el

tubo de cobre es el que más se utiliza.

#os tubos de plástico tambi"n son objeto de una gran

atención.

(ara el tendido y montaje de los tubos se debe tener

en cuenta la distancia má&imaentre soportes, tanto

para los trazados horizontales como verticales.

-ambi"nse tendrán en cuenta las dilataciones que serán objeto de control, respetando

lasespecificaciones de montaje recomendadas y haciendo uso de dilatadores allídonde resulten

necesarios.

A#s"&'#en)o

0l tener que producir y conducir agua caliente, el aislamiento se convierte, en estainstalación, en

uno de los elementos más importantes que es necesario cuidar conel objeto de limitar a unos

valores admisibles las p"rdidas energ"ticas que, inevitablemente,se producen al estar siempre el

agua caliente a una temperaturasuperior a la del ambiente que le rodea.

#os acumuladores e interacumuladores hasta 3// litros, que pertenecen a los sistemasde

peque$a acumulación, así como los termoacumuladores a gas o el"ctricos,se suministran de

fábrica con el aislamiento incorporado. -odos ellos sefabrican con doble pared. *l aislamiento

que, normalmente, emplean es una espumade poliuretano ecológico e&pandido sin C2Cs! de

alta densidad inyectadaen el interior de la cámara.

#os depósitos de gran acumulación se aíslan in situ utilizando planchas de espumaelastom"rica

u otro material aislante. *n los recipientes con una superficie de p"rdida menor de ; m el

espesor mínimo de aislamiento a adoptar es de


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los espesores mínimosde aislamiento vienen

determinados en función del diámetro de las tuberías y latemperatura del

agua. =asta 3/ mm

Corros# nCualquier instalación que tenga partes metálicas en contacto continuo

con elagua se ve sometida de forma permanente a los riesgos de la

corrosión electroquímica y producción de incrustaciones. #os riesgos

aumentoncon la temperaturadel agua, y tanto las instalaciones de calefacción como las de 0C+

utilizanagua caliente a distintas temperaturas.

#a diferencia entre ambas instalacionesestá en que el agua que circula por los circuitos cerrados

de la calefacción siemprees la misma y la acción de los factores involucrados en los procesos de

destruccióndel material y en la formación de los depósitos calcáreos sólo se produceuna vez

durante el periodo inicial de funcionamiento, dando lugar a un efectode desactivación de la

agresión y a una protección del material.

0sí, por ejemplo,el o&ígeno libre se elimina con cierta rapidez en la formación de ó&idos,

perdiendosu agresividad y formando una capa de protección. #as incrustaciones,por su parte,

tambi"n forman una capa protectora.

6(. CONSUMO DE AGUA CALIENTE

#a mayoría de las instalaciones disponen de contadores individuales para el servicio de 0C+, lo

que facilita la determinación del consumo de cada vivienda.

#os contadores de agua caliente son equipos sencillos que suelen presentar pocos problemas de

mantenimiento. #a comprobación de su funcionamiento puede ser realizada fácilmente por el

usuario, llenando una botella con agua caliente varias veces y comprobando que el volumen

e&traído se corresponde con el registrado en el contador.

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*l uso racional de la energía e&ige la disposición de elementos de regulación ycontrol para que

todos los componentes que intervienen en la instalación hagansu trabajo de forma coordinada y

utilizando sólo la energía que la situación particularrequiera.

#a preparación de 0C+ requiere bastante cantidad de energía y es uno de los grandes

consumos de la edificación residencial, suponiendo cantidades entre un ;/> y un ?/> del total.

#os instaladores de energía solar t"rmica se basan en unos datos medios de consumo. *stos

datos se recogen en la siguiente tabla.

8tra tabla de consumo que a continuación presentamos, sacada de la @eb de las energías

renovables muestra el consumo desde otro punto de vista para el dise$o mas adecuada.

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El total de consumo de aguacaliente medio diario es de"# litros por persona. Estacantidad se encuentra dentro deldato de referencia entre $% y &%l'día (os datos obtenidos son


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A! *mplazamiento predio carpa ? personas. +i es bungalo@ tomar vivienda unifamiliar

6(6 C


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(ara el cálculo del volumen de acumulación y de la potencia del intercambiador de calor se

utilizan, entre otros parámetros, el consumo diario má&imo a la temperatura de servicio y el

consumo horario de punta.

E=e'3"o $e *5"*!"o:(ara el caso de que se elija una temperatura en el acumulador finaldiferente a B/9C, se debe alcanzar la contribución solar mínima correspondiente a la demanda

obtenida a B/9C!. :o obstante, la demanda a considerar a efectos e cálculo, seg1n la

temperatura elegida, será la que se obtenga a partir de la siguiente e&presión

% -!G suma de todas las mensuales

D#7T8> D# 7 ?/ C8 @ 7 ?/ T# T T# 8

+iendo

HD7T8 %emanda de agua caliente sanitaria anual a la temperatura - elegida.

HD#7T8%emanda de agua caliente sanitaria para el mes i a la temperatura - elegida.

HD#7?/ C8%emanda de agua caliente sanitaria para el mes i a la temperatura de B/9C.

HT -emperatura del acumulador final.

HT# -emperatura media del agua fría en el mes i.

8tra forma de dimensionar el sistema es hacerlo para que proporcione el caudal que se solicita

durante / minutos y dentro del período de má&ima demanda.

#as bombas de recirculación se dimensionan calculando su caudal para una caída de

temperatura de


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*l caudal I a suministrar por la bomba viene dado por la e&presión

I G qEJt

Iue para un salto de


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el"ctrica situada dentro del acumulador, aunque el calentamiento es lento dada la potencia que

puede dar la electricidad, por razones económicas.

Por *&"en)&'#en)o #ns)&n)5neo

Calentador FinstantáneoF a gas.

*n los aparatos de calentamiento de agua FinstantáneosF, el agua circula por

un serpentín calentado directamente por la llama del calentador o mediante un

intercambiador por el que circula agua calentada en general, de la utilizada

para calefacción!.

%ada la potencia necesaria en caldera, este sistema solamente puede

alimentar un punto de consumo o grifo, cuando se trata de ducha o ba$era, ydos cuando son de poco caudal. *l rendimiento energ"tico de este sistema es muy inferior al

anterior.

+eg1n sus características de funcionamiento, en el mercado se comercializan cuatro diferentes

tipos de calentadores de agua de depósito, instantáneos, de rápida recuperación y el"ctricos.

• C&"en)&$ores $e $e3 s#)o:automático con termostato y válvula de seguridad

integrada, y manual con válvula semiautomática de seguridad contra falla de flama!

+on aparatos de dise$o sencillo y precio economico. como su nombre lo indica constan de

un depósito cilindrico que almacena el agua. #a entrada de agua fria y la salida de aguacaliente se localizan en la parte superior. #a entrada de agua fria esta conectada a un tubo

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que pasa por el tanque vena!, cerca del bulbo de la valvula de control termostato!, para

que cuando el agua fria pase, no se mezcle con el agua caliente que se mantiene en la parte

superior del pepósito, de este modo al abrir la llave el usuario la recibe a mayor temperatura.

*n el interior del tubo de salida de los gases de combustion se encuentra un espiral cuyo fin

es retardar la salida de los gases, para aprovechar mejor el calor producido en el quemador.

• C&"en)&$ores #ns)&n)5neos:con presión de alimentación de gas igual o menor de M.N

Opa L // gfEcm; , y de presión de alimentación de gas igual o menor de M Opa L ;//

gfEcm; !

Calientan el agua al paso, encendiendo y apagando su quemador en forma instantánea, al

momento de requerir agua caliente. *ste tipo de calentador funciona al establecerse al paso

del agua una diferencia de presiones en la cámara, provocando un impulso a la válvula que

permite el paso del gas al quemador.

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• C&"en)&$ores 3&r& &g!& $e r53#$& re*!3er&*# n(

8pera por diferencia de temperatura en el agua. 2unciona cuando sus controles termostaticos

detectan una disminucion en la temperatura del agua y permiten el paso del gas a traves de

dichos controles a sus quemadores. *stos controles cuentan con un seguro de flama para evitar

que, al apagarse el piloto

presenta en la salida de encidido

de dos a cuatro flamas, una de

ellas debe estar enfocada al

termopar propio, el cual permite

el paso del gas.

+i por alguna razon o porque se

termina el gas, el piloto se

apaga, la falta de calor en el

termopar hace que se cierre

automaticamente el paso del gas, el cual se vuelve a abrir iniciando nuevamente el

procedimiento de encendido.

• C&"en)&$ores e" *)r#*os

*l dise$o y la fabricación de este tipo de calentador son semejantes a los del calentador dedepósito, la diferencia radica en que el elemento calefactor es una resistencia el"ctrica y la

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+ipos de calentadores el,ctricos* instalados en ambientes diferentesy para diferentes usos


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temperatura se controla mediante un termostato el"ctrico. *stos equipos solo requieren corriente

el"ctrica como combustible.

1( CONCLUSIONES

#a teoría sobre calentadores de agua permite tener una idea muy precisa sobre el tema

sin embargo, la parte de la demanda de agua caliente no es muy significativa puesto que

es solo un ejemplo, y en general puede adoptarse otros m"todos de cálculo. *s

fundamental que como paso previo se conozcan con la má&ima precisión posible las

necesidades energ"ticas, en función de los consumos previstos y de los futuros usuarios

de la instalación.*n cuanto al mantenimiento, no se ha mencionado de manera precisa en los temas

vistos7 sin embargo es un concepto bastante importante para potenciar elfuncionamiento de los equipos tanto para sistemas hidroneumáticos, como para

calentadores de agua y sus partes.

( BIBLIOGRAFÍA

0rq. 8mar 2lores. Plog, %ise$o en Construcción. -rabajos del curso de %ise$o enConstrucción ,'nstalaciones *l"ctricas y +anitariashttp EEingcivilQ

;//3.blogspot.comE;//NE/3EinstalacionesQelectricasQyQsanitarias.html+istemas =idroneumáticos, *scuela de ingeniería de 0ntioquia.http EEfluidos.eia.edu.coEhidraulicaEarticulosesEmaquinashidraulicasEhidroneumaticosEpaginasEhidroneumaticos.htmCapítulo

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