ABASTECIMIENTO DE AGUA Para el cálculo de todos los

MEMORIA DE CÁLCULO: ABASTECIMIIENTO DE AGUA
ABASTECIMIENTO DE AGUA
1. GENERALIDADES
Para el cálculo de todos los elementos que componen la red de abastecimiento de
agua he utilizado para el cálculo del abastecimiento de agua las Normas Básicas de
Instalaciones interiores de suministro de agua, el libro de Cálculo y Normativa Básica
de las Instalaciones en los edificios de Luis Jesús Arizmendi y las Normas tecnológicas
de la edificación NTE-IFF y NTE-IFC.
El objetivo de esta instalación es dotar a toda la industria de agua fría y caliente.
Los cálculos de agua fría y caliente se hacen de forma separada ya que necesitan
distintas canalizaciones.
El cálculo de las instalaciones se hace siguiendo unos pasos predeterminados,
primero el trazado de la instalación, cálculo del caudal real, perdida de carga y
comprobación de la presión en los puntos más desfavorables.
La acometida lleva un contador con sus correspondientes llaves de corte general.
El suministro no será discontinuo, ni la suma de interrupciones en un día será mayor
una hora, por lo que no será necesario disponer de un depósito regulador.
Aquí hay que anotar que la compañía se encarga de los trabajos necesarios hasta
la acometida de la nave.
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En resumen, el suministro de agua a nuestra nave requiere una instalación
compuesta de los siguientes bloques: acometida, contador e instalación interior
particular.
Para el dimensionamiento de la instalación se tiene en cuenta que el
abastecimiento, realizado por la compañía suministradora, aportará una presión de 30
m.c.a. Normalmente esta presión es suficiente para poder conectar directamente nuestra
instalación sin necesidad de intercalar un dispositivo elevador y para poder despreciar
las perdidas de carga que se producen en la instalación; no obstante, se realizan los
distintos cálculos para comprobar que las pérdidas de carga no son excesivas. Al ser la
presión inferior a la tabla 6 de la NTE-IFF (agua fría) en la acometida no se necesita
válvula reductora de presión.
Todas las tuberías de la instalación son de cobre, situándolas a una distancia no
menor de 30 cm de toda conducción o cuadro eléctrico.
La instalación lleva distintas llaves de paso en aquellos lugares que se crea
oportuno, para cortar el suministro o una zona determinada en aquellos casos que se
produzca una avería. Además, todos los aparatos sanitarios (inodoro, lavabo, etc.) llevan
una llave que corte el abastecimiento de dicho aparato.
La instalación de agua fría se dispone a una altura de 2,20 m. Irá por dentro de la
pared. En la instalación se ha tenido en cuenta que las tuberías de agua fría irán por
debajo y separadas 40 mm como mínimo de la red de agua caliente, para evitar
perdidas.
Para la instalación de agua caliente será necesaria la instalación de un calentador
eléctrico acumulador que cubrirá las necesidades de agua caliente en los vestuarios y
cuartos de baño.
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2. MÉTODO DE CÁLCULO
En primer lugar diseñamos la instalación.
Una vez conocidos los diferentes puntos de agua se pasa a calcular el caudal
máximo de cada tramo, teniendo en cuenta los caudales que consumen los distintos
aparatos.
Aparatos
Caudales (l/s)
Calentador eléctrico
0,25
Ducha
0,20
Fregadero
0,20
Fuente de beber
0,05
Grifo
0,10
Inodoro (con depósito)
0,10
Lavabo
0,10
Conocido el caudal máximo, Qmáx, se pasa a calcular el coeficiente de
simultaneidad según el número de aparatos.
Se define como coeficiente de simultaneidad al cociente:
KV =
1
n −1
Siendo n el número de aparatos instalados sin contar los inodoros.
n = 1 ó 2 ⇒ KV
⎧
Para ⎨
⎩2 < n ≤ 26 ⇒ 0,2 < K V ≤ 1
El caudal real es por tanto:
Qreal = KV · Qmáx
Inmediatamente después de conocer el caudal real, pasamos a calcular el
diámetro de la tubería, este se redondeará a uno comercial. Partimos de una velocidad
del agua en la tubería de 1,5 m/s.
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Q =V ⋅S ⎫
Q π ·D 2
⎪
π ·D 2 ⎬ S = =
S=
V
4
4 ⎪⎭
D=
4·Q
,
π ·V
Vi= 1,5 m/s,
D=
4·Q
π ·1,5
Siendo:
o S = Sección interior de la tubería.
o Q = Caudal del agua en la tubería.
o V = Velocidad del agua en la tubería.
o D = Diámetro interior de la tubería.
Los valores de los distintos diámetros de las tuberías que he elegido son:
Diámetro exterior nominal
Diámetro interior
Espesor nominal
(mm)
(mm)
(mm)
12
10
1
15
13
1
18
16
1
22
20
1
28
26
1
35
33
1
42
40
1
La evaluación de las pérdidas de cargas accidentales, se ha realizado por el
método de longitudes equivalentes.
Una vez conocido el diámetro de la tubería y su caudal real, miramos en ábacos
para el cálculo de perdidas de carga unitaria (J) y velocidad en tuberías de cobre tanto
con agua fría (10 ºC) como agua caliente (60 ºC).
Y ya solo nos queda calcular la perdida de carga total en ese tramo:
Hr = J ·ΣL
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Siendo ∑L la suma de la longitud del tramo y la longitud equivalente de los
diferentes accesorios que nos podemos encontrar en el tramo.
Longitudes equivalentes (m):
Diámetros de las tuberías (mm)
Clase de resistencia aislada
10
15
20
25
32
40
Curva de 90º
0,18
0,33
0,45
0,60
0,84
0,96
“te” confluencia de ramal (paso recto)
0,10
0,15
0,20
0,30
0,40
0,50
“te” derivación a ramal
1,80
2,50
3,00
3,60
4,10
4,60
Válvula de compuerta abierta
0,14
0,18
0,21
0,26
0,36
0,44
Válvula retención de batiente
0,2
0,30
0,55
0,75
1,15
1,50
Contador general
4,5 m.c.d.a.
Para tuberías lisas (k ≈ 0,05 mm) multiplicar los valores del cuadro por 1,40.
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3. CÁLCULO DE LA RED DE AGUA FRIA
Ki
QReal=K·Qmáx (l/s)
0.8
0.577
0.461
22 x 20
0.5
10-9
1
0.408
0.408
22 x 20
0.5
8-7
1
0.408
0.408
22 x 20
0.5
9-7
1.8
0.38
0.684
35 x 33
0.1
7-5
2.8
0.28
0.784
35 x 33
0.1
6-5
0.8
0.577
0.462
22 x 20
0.4
5-0
3.6
0.25
0.9
35 x 33
0.1
4-2
1.25
0.378
0.472
22 x 20
0.3
3-2
1.25
0.378
0.472
22 x 20
0.3
2-1
2.5
0.301
0.752
28 x 26
0.1
1-0
2.8
0.28
0.784
35 x 33
0.2
0-S
6.4
0.22
1.408
42 x 40
3.1
Hr (m.c.a.)
Qmáx (l/s)
11-9
∅Tubería (mm)
Tramo
3.1 CÁLCULO DE TRAMOS
Se ha calculado los tramos principales de la instalación, las derivaciones o
tramos individuales a los aparatos se realizan mediante tuberías de 22 x 20, con el fin
de obtener un eficiente montaje.
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4. CÁLCULO DE LA RED DE AGUA CALIENTE
4.1 CÁLCULO DE TRAMOS
La solución adoptada para el abastecimiento y distribución de agua caliente es la
producción individualizada. Esta solución consiste en instalar un calentador acumulador
individual eléctrico.
El calentador está preparado para soportar las presiones de la red de
alimentación de agua fría más la presión producida por el calentamiento del agua
caliente. La elección del acumulador eléctrico se ha basado en la gran ventaja que
supone no necesitar un conducto de evacuación, la no peligrosidad de explosión, la no
necesidad de grandes espacios y la multiplicidad de usos.
Se parte de la instalación de agua fría. El agua caliente se suministra a duchas,
lavabos y fregadero.
En el cálculo de las instalaciones se ha tenido en cuenta que cumpla la norma
IT.IC.16 “Prescripciones generales de las instalaciones”. El calentador se prevé con las
obligadas válvulas de seguridad, retención, etc.
o Válvula reductora de presión cuando la presión de la red en la acometida
supera las 5 atmósferas.
o Válvula de seguridad para cuando la presión de la red sea superior a 7
atmósferas que evitará sobrepresiones en el termo.
o Válvula de retención o antirretorno que evita el retorno del agua caliente
a la tubería de agua fría.
o Válvula de cierre que permite interrumpir la llegada de agua fría al
termo.
o Dispositivo de vaciado que permita vaciar el termo.
Todas las tuberías serán de cobre.
Las conducciones se realizan de forma que la longitud de las mismas no supere los
12 metros (IFC-33 NTE-IFC). Todos los puntos de consumo se realizan con
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hidromezcladores de tipo manual. Se recomienda velocidades de agua no superiores a
1,5m/s.
La instalación de los calentadores se hace en función de las directrices del RBT.
El termo va colocado mediante cuatro pernos de acero de 10 mm de diámetro
empotrados 80 mm como mínimo. Ubicación vista en el plano a una altura de 2,50 m el
techo del calentador al suelo.
En elementos de fábrica de espesor igual o inferior a 15cm los pernos atraviesan la
pared y se unen con dos contraplacas metálicas. No se colocan en tabiques de ladrillo
Ki
QReal=K·Qmáx (l/s)
0.4
0.577
0.231
18 x 16
0.15
A-D
0.4
0.577
0.231
18 x 16
0.15
A-C
0.1
1
0.1
12 x 10
0.2
M-N
0.8
0.5
0.4
22 x 20
0.15
Q-T
0.8
0.5
0.4
22 x 20
0.15
Q-S
0.3
0.707
0.212
18 x 16
0.1
O-Q
1.1
0.378
0.416
22 x 20
0.07
O-P
0.3
0.707
0.212
18 x 16
0.1
M-O
1.4
0.333
0.466
22 x 20
0.07
Hr (m.c.a.)
Qmáx (l/s)
A-B
∅Tubería (mm)
Tramo
hueco sencillo. La conexión a las canalizaciones se hará con racores rígidos.
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4.2. CÁLCULO DE LAS LLAVES DE PASO
Dicho cálculo se realiza conforme con las normas tecnológicas (IFF-Agua
caliente) en su tabla nº 7, que nos determina el diámetro de las llaves de paso en función
de los diámetros de los conductos a los que se acoplan, calculados anteriormente para
los distintos ramales de nuestra nave. Las llaves de paso poseen un diámetro comercial.
4.3.
Diámetro interior del tramo
Diámetro de la llave de paso
(mm)
(mm)
13
13
16
16
20
20
26
26
DIMENSIONADO
DEL
CALENTADOR,
ACUMULADOR
INDIVIDUAL
ELÉCTRICO
Las características del calentador instalado se calculan en función de las
directrices dispuestas en la NTE-IFC y en la NIA. Según dicha la NTE, la longitud
máxima de distribución por acumulador no será superior a 12 m, y se sitúa de forma que
no quede contacto con el techo. Según la NIA en su apartado 2.3, en depósitos de agua
caliente de capacidad superior a 10 litros hay que instalar junto a la entrada del depósito
los dispositivos siguientes:
o Grifo de cierre.
o Un purgador de control de la estanqueidad del dispositivo de retención.
o Una válvula de retención colocada.
El consumo y el número de aparatos a los que suministra el calentador es:
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Calentador 1
Oficinas
Calentador 2
Vestuarios
Consumo
Consumo
unitario (l/s)
total (l)
0
0
0
8
10
80
TOTAL
80
Aparatos
Nº
Duchas
Lavabos
Duchas
6
20
120
Lavabos
10
10
100
TOTAL
220
o Consumo total:
Calentador 1 = 80 litros.
Calentador 2 = 220 litros.
Los termos eléctricos comercial más próximo a nuestras necesidades presenta las
siguientes características.
Termo eléctrico
Características
Capacidad necesaria (l)
135
Potencia necesaria (W)
3135
Capacidad (l)
150
Conexión (V)
220
Potencia (W)
2200
Tiempo de calentamiento (min.)
237
Termómetro exterior
SI
Lámpara de control
SI
Termostato interior regulable
SI
Caida de presión
2 m.c.a.
del modelo
comercial
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5. ALIMENTACIÓN A APARATOS
Como se ha citado anteriormente, las derivaciones hacia los distintos aparatos
(duchas, lavabos…), se realizan con tuberías de 22 x 20.
6. CÁLCULO DE LA LLAVE DE PASO DEL CONTADOR DE LA RED PRINCIPAL
Dicho cálculo se realiza conforme con las normas tecnológicas (IFF-agua fría)
en su tabla 3, que nos determina el calibre del contador en función del diámetro de la
tubería a la que se acople.
Diámetro exterior del tramo (mm)
Calibre del contador (mm)
42
50
7. COMPROBACIÓN DE PRESIÓN EN LOS PUNTOS MÁS DESFAVORABLES
7.1. COMPROBACIÓN EN EL PUNTO 11 DE AGUA FRIA
P = Pentrada – ΣHr – Z
P = 30 – 2.2 – 1.5 = 26.3 > 2 CUMPLE
7.2. COMPROBACIÓN EN EL PUNTO 4 DE AGUA FRIA
P = Pentrada – ΣHr – Z
P = 30 – 0.9 – 1.5 = 27.6 > 2 CUMPLE
7.3. COMPROBACIÓN EN EL PUNTO T DE AGUA CALIENTE
Este punto pertenece al último lavabo del tramo:
P = Pentrada – ΣHr – Z – 2*
P = 30 – 0.49 – 1.5 – 2 = 26.01 > 2 CUMPLE
7.4. COMPROBACIÓN EN EL PUNTO D DE AGUA CALIENTE
Este punto pertenece al último lavabo del tramo:
P = Pentrada – ΣHr – Z – 2*
P = 30 – 0.15 - 4.5 – 2 = 23.35 > 2 CUMPLE
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