MEMORIA DE CÁLCULO PROYECTO: DIMENSIONAMIENTO DE CONFIGURACIONES DE INSTALCIONES INTERNAS TIPICAS DE GAS NATURAL PARA CONSUMOS MENORES A 300 m3/mes OBJETIVO La presente memoria de cálculo sirve de sustento para la utilización de: - La longitud equivalente por perdida de carga en accesorios será igual al 20% de la Longitud Real de cada tramo de las configuraciones de instalación internas típicas. Determinar las distancias máximas a utilizar en cada tramo de las configuraciones de instalación internas típicas. La caída de presión en el medidor. En cumplimiento de la Resolución de Consejo Directivo Osinergmin N° 099-2016-OS/CD “Procedimiento para la Habilitación de Suministros en Instalaciones Internas de Gas Natural MEMORIA DE CALCULO DE INSTALACIONES INTERNAS RESIDENCIALES TÍPICAS 1.- Configuración de Instalación Interna Típica I Grafica 01 1.1.- Datos de Diseño Material y Tipo de Tubería Gasodomésticos Potencia (kw) Caudal (m3/hora) PEALPE 1418 C Cocina (4 quemadores y 1 horno) 11 0.978 TOTAL N/A 0 0 11.00 kw 0.98 m3/hora PARAMETROS DE DISEÑO PARAMETROS Presión de Distribución Presión Mínima en la Red de Distribución Presión máxima admisible de operación (MAPO) en la Instalación Regulador R4 UPSO Pres. Regulada Caida de Presión en el Medidor G1.6 (∆P) Presión de Salida del Medidor Presión de uso de Artefacto a Gas (Min, Max) Poder Calorífico Superior (*) Velocidad Máxima en la Red Interna Densidad relativa del Gas Natural Seco Factor de Seguridad Factor de Simultaneidad Factor de Longitud Equivalente Diámetro Interior Medidor G 1.6 Qmax. de medición CANTIDAD 2.5 1 23 UNIDADES barg barg mbarg 23 0.3 22.7 18 - 23 9581.89 40 0.61 1 1 20% 14 2.5 mbarg mbarg mbarg mbarg Kcal/m3 m/s Grafica 01 mm m3/hora 1.2 Formula de Renouard para el cálculo de la caída de presión por tramos - NTP 111.011. ∆P = 22,759 x d x Le x Q1.82 x D-4.82 …Relación 01 Esta ecuación se aplica a instalaciones con presión de operación de 23 mbar. Donde: ∆P d Le (*) Q D Pérdida de presión (mbar) Densidad relativa del gas natural seco Longitud Equivalente (m) Caudal a condiciones estándar (m3/hora) Diámetro (mm) Sustento Caída de Presión en el Medidor (∆P) Para referencia de la caída de presión en el medidor típico a utilizar en las instalaciones internas Se adjunta la gráfica de Perdida de Perdida de presión del Medidor Itron a Diafragma ACD G 1.6 que representa el tipo de medidor instalado para los diseños típicos. Grafica 02 Donde podemos ver que al flujo máximo permitido por un medidor tipo G1.6 permite 2.5 m3/hora la caída de presión para Gas Natural es de 1 mbar. Comprobando que estamos dentro del rango de caída de presión determinada en ensayos realizados y publicados en la norma técnica colombiana NTC 2728 Medidores de Gas Tipo Diafragma, adjuntamos un extracto de la misma que hace referencia a este punto específico. Equivalencia de unidades: 1 Pa = 0.01 mbar Entonces 200 Pa = 2 mbar Dato que contiene la perdida de presión indicada por el medidor tipo G 1.6, valor medido a máximo caudal, motivo por el cual se considera tomar como dato referencial la perdida de presión en el medidor de acuerdo al caudal del diseño. Caudal = 0.978 m3/h ∆P = 0.3 mbarg Sustento Longitud equivalente Le (*) Le = Lr x 1.20 (Lr) es la longitud real de un tramo de tubería en metros instalada entre los dos puntos de una instalación. Al circular un gas por una instalación interna de gas se produce una disminución de su presión, que es debida en primer lugar por el roce del gas con las paredes de la tubería y en segundo lugar por el roce en los diversos accesorios de la misma, como son codos, tees, válvulas, etc. Para compensar este segundo efecto de pérdida de carga y simplificar los cálculos, se toma como longitud del tramo de la instalación a la longitud real (Lr) incrementada en un 20% y esta se denomina longitud equivalente (Le). Tenemos que para una longitud real máxima (Lrmax) con la instalación de una Cocina con 4 quemadores y 1 horno) y las condiciones siguientes: Qconsumomax = 1.004 m3/hora Psalida del medidor = 22.7 mbar Lrmax= 96 metros Se asume la Instalación de 4 codos de 90° en PEALPE 1416 con Ø int = 14 mm y una válvula para el punto del gasodoméstico PEALPE 1418 con un caudal de consumo = 1.004 m3/hora (Cocina 4 quemadores y 1 horno). NOTA: El procedimiento común en la construcción de una instalación interna es evitar el uso de accesorio grafados (codos) para los cambios de dirección, optándose por hacer curvas con la tubería PEALPE que es flexible y permite esta práctica, respetando el radio de giro mínimo exigido por el diámetro de la tubería e instalando un accesorio (codo) y una válvula como máximo, pero para el efecto de esta memoria de cálculo se asume la instalación de un codo adicional como margen para este o cualquier otro accesorio. Sustento de perdida de presión en accesorios Tomamos las longitudes equivalentes par accesorios típicos que indica la NTP 111.010 Grafica 03 De esta tabla tomamos la relación siguiente: * n=Le/D 𝑛= 𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒 (𝑚) 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑐𝑐𝑒𝑠𝑜𝑟𝑖𝑜 (𝑚𝑚) …Relación 02 Esta relación la podemos encontrar en el libro de Robert L. Mott “MECANICA DE FLUIDOS” Longitud equivalente para accesorios Cálculo de longitud equivalente para 04 Codos 90° PEALPE 1418: 𝑛 𝑥 𝜙𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟𝑖𝑎 )x4 1000 LEquivalente codo 90° = ( 30 𝑥 14𝑚𝑚 )x4 1000 LEquivalente codo 90° = ( LEquivalente codo 90° = 1.68 m Y para el cálculo de la longitud equivalente de las válvulas tipo bola tomamos el valor citado en la tabla 8del Libro de Clarke L. Davidson R. (1962). Grafica 04 Cálculo de longitud equivalente para 01 Válvula tipo bola PEALPE 1418. LEquivalente válvula de bola = ( 𝑛 𝑥 𝜙𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟𝑖𝑎 )x1 1000 LEquivalente válvula de bola = ( 3 𝑥 14𝑚𝑚 )x1 1000 LEquivalente válvula de bola = 0.042 m Comparando con el 20% asumido para el cálculo la: Lequivalente x accesorios = LE valvula + LE codo90 Lequivalente x accesorios = 1.68 m + 0.042 m Lequivalente x accesorios = 1.72 m El 20% de la longitud real: 20% Lreal= 96 x 0.20 20% Lreal= 19.20 m Conclusión: 20% L real= 19.20 m > L equivalente x accesorios =1.72 m Con este resultado consideramos suficiente el 20% como factor de equivalencia. 1.3 Cálculo de caída de presión ∆P en el punto B (Cocina 04 quemadores y 01 horno) ∆P = 22,759 x d x Le x Q1.82 x D-4.82 ∆P(B) = 22,759 x 0.61 x (96+19.2) x (0.978)1.82 x (14)-4.82 ∆P(B) = 4.672 mbar 1.4 Presión en el Punto B Presión (B) = Presión (A) - ∆P(B) Presión (B) = 22.7 – 4.672 Presión (B) = 18.028 mbar …..Aprobado 1.5 Calculo de la Velocidad - NTP 111.010. 𝑽= 𝟑𝟔𝟓. 𝟓 𝒙 𝑸 𝑫𝟐 𝒙 𝑷 Donde: Q P D V Caudal en condiciones estándar (m3/hora) Presión absoluta en el punto (Kg/cm2) Diámetro de la tubería (mm) Velocidad lineal (m/s) 1.6 Cálculo de la velocidad en el punto B 𝑽(𝑩) = 𝟑𝟔𝟓. 𝟓 𝒙 𝟎. 𝟗𝟕𝟖 𝟏𝟖. 𝟑𝟏 𝟏𝟒𝟐 𝒙 ((𝟏 + ( 𝟏𝟎𝟎𝟎 ))𝒙 𝟏𝟎𝟏𝟗𝟕𝟐) 𝑽(𝑩) = 𝟏. 𝟕𝟖𝟖𝟗𝒎/𝒔 2.- Configuración de Instalación Interna Típica II Grafica 05 2.1.- Datos de Diseño Material y Tipo de Tubería Gasodomésticos Potencia (kw) Caudal (m3/hora) PEALPE 1418 C Cocina (4 quemadores y 1 horno) 11 0,978 D Calentador de paso de 5.5 L/min TOTAL 12 1,066525171 23,00 kw 2,064 m3/hora CANTIDAD 2,5 1 23 UNIDADES barg barg mbarg 3. PARAMETROS DE DISEÑO PARAMETROS Presión de Distribución Presión Mínima en la Red de Distribución Presión máxima admisible de operación (MAPO) en la Instalación Regulador R4 UPSO Pres. Regulada 23 mbarg Caida de Presión en el Medidor G 1.6 (∆P) 0,6 mbarg Presión de Salida del Medidor 22.4 mbarg Presión de uso de Artefacto a Gas (Min, 18 - 23 mbarg Max) Poder Calorífico Superior (*) 9581,89 Kcal/m3 Velocidad Máxima en la Red Interna 40 m/s Densidad de Gas Natural Seco 0,61 Factor de Seguridad 1 Factor de Simultaneidad 1 Factor de Longitud Equivalente 20% Diametro Interior 14 mm Medidor G 1.6 Qmax. de medición 2.5 m3/hora 4. CAPACIDAD DE LA CONFIGUIRACIÓN INSTALACIÓN INTERNA TÍPICA Esta Instalación Interna Típica sirve para la instalación de una Cocina de (4 quemadores y 1 horno) e Gasodomesticos de menor consumo como: Gasodomestido Potencia (kw) Gasodomestico Potencia (kw) Cocina de 04 quemadores y 01 horno (C) Cocina de 04 quemadores 11 Cocina de 02 quemadores 3,2 Secadora de ropa de 18lbs. de 01 quemador. Calentador de paso 5.5 l/min (D) 6,4 Longitud Real máxima (metros) Tramo A-B Tramo B-C ≤ 15 ≤ 10 Tramo BD ≤ 28 7,2 12 Presiones en Puntos (mbarg) B C D 19,605 18,01 19,118 2.2 Cálculo de la caída de presión por tramos - NTP 111.011. ∆P = 22,759 x d x Le x Q1.82 x D-4.82 Ec. Renouard Esta ecuación se aplica a instalaciones con presión de operación de 23 mbar. Donde: ∆P d Le (*) Q D Pérdida de presión (mbar) Densidad relativa del gas natural seco Longitud Equivalente (m) Caudal a condiciones estándar (m3/hora) Diámetro (mm) a) Sustento Caída de Presión en el Medidor (∆P) De la Grafica 02 tenemos el valor estimado de perdida de presión en el medidor: Caudal = 2.04 m3/h ∆P = 0.6 mbarg. b) Sustento Longitud equivalente Le Tenemos que para una longitud real máxima (Lrmax) de tubería instalada para la instalación de una Cocina con 4 quemadores y 1 horno más 01 Calentador de paso de 5.5 L/min para las condiciones siguientes: Qconsumomax = 2.04 m3/hora Psalida del medidor = 22.55 mbar Lmaxl = Tramo A - D Lmaxl = 43 metros Se asume la Instalación de 02 codos de 90° en PEALPE 1416 con Ø int = 14 mm, 01 válvula para el punto del gasodoméstico PEALPE 1418 y 01 Tee 90° entre el tramo A-B, 02 codos 90° y 01 válvula en el tramo B-C y 02 codos 90° y 01 válvula en el tramo B-D con un caudal de consumo máximo = 2.04 m3/hora (Cocina 4 quemadores y 1 horno y Calentador de paso de 5.5 L/min). NOTA: El procedimiento común en la construcción de una instalación interna es evitar el uso de accesorio grafados (codos) para los cambios de dirección, optándose por hacer curvas con la tubería PEALPE que es flexible y permite esta práctica, respetando el radio de giro mínimo exigido por el diámetro de la tubería e instalando una válvula como máximo, pero para el efecto de esta memoria de cálculo se asume la instalación de un codo adicional como margen para este o cualquier otro accesorio. Sustento de perdida de presión en accesorios Longitud equivalente para accesorios Utilizando la relación 02: 𝑛 = 𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒 (𝑚) 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑐𝑐𝑒𝑠𝑜𝑟𝑖𝑜 (𝑚𝑚) …Relación 02 Cálculo de longitud equivalente para los tres tramos de la instalación: Tramo 01 (A-B) Centro de medición hasta la Tee (15 metros): - 02 Codos 90° PEALPE 1418 01 tee de 90° PEALPE 1418 01 válvula de bola PEALPE 1418 Cálculo de longitud equivalente para 02 CODOS 90° PEALPE 1418: 𝑛 𝑥 𝜙𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟𝑖𝑎 )x2 1000 LEquivalente codo grafado = ( 30 𝑥 14𝑚𝑚 )x2 1000 LEquivalente codo grafado = ( LEquivalente codo grafado = 0.84 m Cálculo de longitud equivalente para 01 Tee PEALPE 1418: LEquivalente tee = ( 𝑛 𝑥 𝜙𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟𝑖𝑎 )x1 1000 LEquivalente tee = ( 60 𝑥 14𝑚𝑚 )x1 1000 LEquivalente tee = 0.84 m Cálculo de longitud equivalente para 01 Válvula tipo bola PEALPE 1418. LEquivalente válvula de bola = ( 𝑛 𝑥 𝜙𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟𝑖𝑎 )x1 1000 LEquivalente válvula de bola = ( 3 𝑥 14𝑚𝑚 )x1 1000 LEquivalente válvula de bola = 0.042 m Comparando con el 20% asumido para el cálculo la: Lequivalente x accesorios = LE valvula + LE codo90 + LEquivalente tee Lequivalente x accesorios = 0.84 m + 0.84 m + 0.084 m Lequivalente x accesorios = 1.764 m El 20% de la longitud real: 20% Lreal= 15 x 0.20 20% Lreal= 3 m Nos da como resultado lo siguiente: 20% Lreal= 3 m Entonces: 20% L equivalente = 3 m > L equivalente x accesorios =1.764 m Tramo 02 (B -C) desde la Tee hasta la Cocina 04 quemadores y 01 horno (10 metros): - 02 Codos 90° PEALPE 1418 01 válvula de bola PEALPE 1418 Cálculo de longitud equivalente para 02 CODOS 90° PEALPE 1418: 𝑛 𝑥 𝜙𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟𝑖𝑎 )x2 1000 LEquivalente codo grafado = ( 30 𝑥 14𝑚𝑚 )x2 1000 LEquivalente codo grafado = ( LEquivalente codo grafado = 0.84 m Cálculo de longitud equivalente para 01 Válvula tipo bola PEALPE 1418. LEquivalente válvula de bola = ( 𝑛 𝑥 𝜙𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟𝑖𝑎 )x1 1000 LEquivalente válvula de bola = ( 3 𝑥 14𝑚𝑚 )x1 1000 LEquivalente válvula de bola = 0.042 m Comparando con el 20% asumido para el cálculo la: Lequivalente x accesorios = LE valvula + LE codo90 Lequivalente x accesorios = 0.84 m + 0.084 m Lequivalente x accesorios = 0.924 m El 20% de la longitud real: 20% Lreal= 10 x 0.20 20% Lreal= 2 m Nos da como resultado lo siguiente: 20% Lreal= 2 m Entonces: 20% L equivalente= 2 m > L equivalente x accesorios = 0.924 m Con este resultado consideramos suficiente el 20% como factor de Longitud equivalente. Tramo 03 (B-D) desde la Tee hasta el Calentador de paso de 5.5 L/min (28 metros): - 02 Codos 90° PEALPE 1418 01 válvula de bola PEALPE 1418 Cálculo de longitud equivalente para 02 CODOS 90° PEALPE 1418: 𝑛 𝑥 𝜙𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟𝑖𝑎 )x2 1000 LEquivalente codo grafado = ( 30 𝑥 14𝑚𝑚 )x2 1000 LEquivalente codo grafado = ( LEquivalente codo grafado = 0.84 m Cálculo de longitud equivalente para 01 Válvula tipo bola PEALPE 1418. LEquivalente válvula de bola = ( 𝑛 𝑥 𝜙𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟𝑖𝑎 )x1 1000 LEquivalente válvula de bola = ( 3 𝑥 14𝑚𝑚 )x1 1000 LEquivalente válvula de bola = 0.042 m Comparando con el 20% asumido para el cálculo la: Lequivalente x accesorios = LE valvula + LE codo90 Lequivalente x accesorios = 0.84 m + 0.084 m Lequivalente x accesorios = 0.924 m El 20% de la longitud real: 20% Lreal= 28 x 0.20 20% Lreal= 5.6 m Entonces: 20% L equivalente= 5.6 m > L equivalente x accesorios = 0.924 m Con este resultado consideramos suficiente el 20% como factor de Longitud equivalente - Cálculo de caída de presión ∆P en el punto B ∆P = 22,759 x d x Le x Q1.82 x D-4.82 ∆P(B) = 22,759 x 0.61 x (18) x (2.06)1.82 x (14)-4.82 ∆P(B) = 2.795 mbar - Cálculo de caída de presión ∆P en el punto C ∆P = 22,759 x d x Le x Q1.82 x D-4.82 ∆P(C) = 22,759 x 0.61 x (12) x (0.9873)1.82 x (14)-4.82 ∆P(C) = 0.487 mbar - Cálculo de caída de presión ∆P en el punto D ∆P = 22,759 x d x Le x Q1.82 x D-4.82 ∆P(D) = 22,759 x 0.61 x (33.6) x (1.077)1.82 x (14)-4.82 ∆P(D) = 1.596 mbar Por lo tanto, la caída de presión hasta el gasodoméstico más alejado que vendría a ser el Punto D (Calentador de paso de 5.5 L/hora): ∆Pmax = ∆P(B) + ∆P(D) ∆Pmax = 4.391 mbar 2.4 Presión en el Punto más alejado Presión (D) = Presión (A) - ∆Pmax Presión (C) = 22.4 – 4.392 Presión (C) = 18.01 mbar …. Aprobado 3.- Configuración de Instalación Interna Típica III Grafica 06 3.1 Datos de Diseño 2. DATOS TÉCNICOS Material y Tipo de Tubería Gasodomésticos PEALPE 1418 D Calentador de paso 10 l/min TOTAL 18 1,643033379 29,00 kw 2,65 m3/hora PARAMETROS Presión de Distribución Presión Mínima en la Red de Distribución Presión máxima admisible de operación (MAPO) en la Instalación CANTIDAD 2,5 1 23 UNIDADES barg barg mbarg Regulador R4 UPSO Pres. Regulada Caida de Presión en el Medidor (∆P) Presión de Salida del Medidor Presión de uso de Artefacto a Gas (Min, Max) Poder Calorífico Superior (*) Velocidad Máxima en la Red Interna 23 1 22 18 - 23 9581,89 40 mbarg mbarg mbarg mbarg Kcal/m3 m/s Potencia (kw) Caudal (m3/hora) C Cocina (4 quemadores y 1 horno) 11 1,004 3. PARAMETROS DE DISEÑO Densidad de Gas Natural Seco 0,61 Factor de Seguridad 1 Factor de Simultaneidad 1 Factor de Longitud Equivalente 20% Diametro Interior 14 mm Medidor G 1.6 Qmax. de medición 2.5 m3/hora 4. CAPACIDAD DE LA CONFIGUIRACIÓN INSTALACIÓN INTERNA TÍPICA Esta Instalación Interna Típica sirve para la instalación de una Cocina de (4 quemadores y 1 horno) e Gasodomesticos de menor consumo como : Gasodomestido Potencia (kw) Gasodomestico Potencia (kw) Cocina de 04 11 Secadora de ropa 7,2 quemadores y 01 18 lbs. de 01 horno (C) quemador. Cocina de 04 6,4 Calentador de paso 12 quemadores 5.5 l/min Cocina de 02 3,2 Calentador de paso 18 quemadores 10 l/min (D) Longitud Real máxima (m) Tramo A-B Tramo BC ≤ 10 ≤ 15 Tramo BD ≤9 Presiones en Puntos (mbarg) A B C D 22 18.429 18.086 19.159 3.2 Cálculo de la caída de presión por tramos - NTP 111.011. ∆P = 22,759 x d x Le x Q1.82 x D-4.82 Ec. Renouard Esta ecuación se aplica a instalaciones con presión de operación de 23 mbar. Donde: ∆P d Le (*) Q D Pérdida de presión (mbar) Densidad relativa del gas natural seco Longitud Equivalente (m) Caudal a condiciones estándar (m3/hora) Diámetro (mm) c) Sustento Caída de Presión en el Medidor (∆P) De la Grafica 02 tenemos el valor estimado de perdida de presión en el medidor: Caudal = 2.65 m3/h ∆P = 1 mbarg. d) Sustento Longitud equivalente Le Tenemos que para una longitud real máxima (Lrmax) de tubería instalada para la instalación de una Cocina con 4 quemadores y 1 horno más 01 Calentador de paso de 5.5 L/min para las condiciones siguientes: Qconsumomax = 2.65 m3/hora Psalida del medidor = 22 mbar Lmaxl = Tramo A - D Lmaxl = 25 metros Se asume la Instalación de 02 codos de 90° en PEALPE 1416 con Ø int = 14 mm, 01 válvula para el punto del gasodoméstico PEALPE 1418 y 01 Tee 90° entre el tramo A-B, 02 codos 90° y 01 válvula en el tramo B-C y 02 codos 90° y 01 válvula en el tramo B-D con un caudal de consumo máximo = 2.65 m3/hora (Cocina 4 quemadores y 1 horno y Calentador de paso de 10 L/min). NOTA: El procedimiento común en la construcción de una instalación interna es evitar el uso de accesorio grafados (codos) para los cambios de dirección, optándose por hacer curvas con la tubería PEALPE que es flexible y permite esta práctica, respetando el radio de giro mínimo exigido por el diámetro de la tubería e instalando una válvula como máximo, pero para el efecto de esta memoria de cálculo se asume la instalación de un codo adicional como margen para este o cualquier otro accesorio. Sustento de perdida de presión en accesorios Longitud equivalente para accesorios 𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒 (𝑚) 𝑎𝑐𝑐𝑒𝑠𝑜𝑟𝑖𝑜 (𝑚𝑚) Utilizando la relación 02: 𝑛 = 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 …Relación 02 Cálculo de longitud equivalente para los tres tramos de la instalación: Tramo 01 (A-B) Centro de medición hasta la Te (10 metros): - 02 Codos 90° PEALPE 1418 01 tee de 90° PEALPE 1418 01 válvula de bola PEALPE 1418 Cálculo de longitud equivalente para 02 CODOS 90° PEALPE 1418: 𝑛 𝑥 𝜙𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟𝑖𝑎 )x2 1000 LEquivalente codo grafado = ( 30 𝑥 14𝑚𝑚 )x2 1000 LEquivalente codo grafado = ( LEquivalente codo grafado = 0.84 m Cálculo de longitud equivalente para 01 Tee PEALPE 1418: LEquivalente tee = ( 𝑛 𝑥 𝜙𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟𝑖𝑎 )x1 1000 LEquivalente tee = ( 60 𝑥 14𝑚𝑚 )x1 1000 LEquivalente tee = 0.84 m Cálculo de longitud equivalente para 01 Válvula tipo bola PEALPE 1418. LEquivalente válvula de bola = ( 𝑛 𝑥 𝜙𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟𝑖𝑎 )x1 1000 LEquivalente válvula de bola = ( 3 𝑥 14𝑚𝑚 )x1 1000 LEquivalente válvula de bola = 0.042 m Comparando con el 20% asumido para el cálculo la: Lequivalente x accesorios = LE valvula + LE codo90 + LEquivalente tee Lequivalente x accesorios = 0.84 m + 0.84 m + 0.084 m Lequivalente x accesorios = 1.764 m El 20% de la longitud real: 20% Lreal= 10 x 0.20 20% Lreal= 2 m Entonces: 20% L equivalente = 2m > L equivalente x accesorios =1.764 m Tramo 02 (B-C) Tee hasta la Cocina 04 quemadores y 01 horno (9 metros): - 02 Codos 90° PEALPE 1418 01 válvula de bola PEALPE 1418 Cálculo de longitud equivalente para 02 CODOS 90° PEALPE 1418: 𝑛 𝑥 𝜙𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟𝑖𝑎 )x2 1000 LEquivalente codo grafado = ( 30 𝑥 14𝑚𝑚 )x2 1000 LEquivalente codo grafado = ( LEquivalente codo grafado = 0.84 m Cálculo de longitud equivalente para 01 Válvula tipo bola PEALPE 1418. LEquivalente válvula de bola = ( 𝑛 𝑥 𝜙𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟𝑖𝑎 )x1 1000 LEquivalente válvula de bola = ( 3 𝑥 14𝑚𝑚 )x1 1000 LEquivalente válvula de bola = 0.042 m Comparando con el 20% asumido para el cálculo la: Lequivalente x accesorios = LE valvula + LE codo90 Lequivalente x accesorios = 0.84 m + 0.084 m Lequivalente x accesorios = 0.924 m El 20% de la longitud real: 20% Lreal= 9 x 0.20 20% Lreal= 1.8 m Entonces: 20% L equivalente= 3 m > L equivalente x accesorios = 1.8 m Con este resultado consideramos suficiente el 20% como factor de Longitud equivalente. Tramo 03 (B-D) Tee hasta el Calentador de paso de 10 L/min (28 metros): - 02 Codos 90° PEALPE 1418 01 válvula de bola PEALPE 1418 Cálculo de longitud equivalente para 02 CODOS 90° PEALPE 1418: 𝑛 𝑥 𝜙𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟𝑖𝑎 )x2 1000 LEquivalente codo grafado = ( 30 𝑥 14𝑚𝑚 )x2 1000 LEquivalente codo grafado = ( LEquivalente codo grafado = 0.84 m Cálculo de longitud equivalente para 01 Válvula tipo bola PEALPE 1418. LEquivalente válvula de bola = ( 𝑛 𝑥 𝜙𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟𝑖𝑎 )x1 1000 LEquivalente válvula de bola = ( 3 𝑥 14𝑚𝑚 )x1 1000 LEquivalente válvula de bola = 0.042 m Comparando con el 20% asumido para el cálculo la: Lequivalente x accesorios = LE valvula + LE codo90 Lequivalente x accesorios = 0.84 m + 0.084 m Lequivalente x accesorios = 0.924 m El 20% de la longitud real: 20% Lreal= 28 x 0.20 20% Lreal= 5.6 m Entonces: 20% L equivalente= 5.6 m > L equivalente x accesorios = 0.924 m Con este resultado consideramos suficiente el 20% como factor de Longitud equivalente - Cálculo de caída de presión ∆P en el punto B ∆P = 22,759 x d x Le x Q1.82 x D-4.82 ∆P(B) = 22,759 x 0.61 x (12) x (2.6)1.82 x (14)-4.82 ∆P(B) = 2.841 mbar - Cálculo de caída de presión ∆P en el punto C ∆P = 22,759 x d x Le x Q1.82 x D-4.82 ∆P(C) = 22,759 x 0.61 x (10.8) x (0.9873)1.82 x (14)-4.82 ∆P(C) = 0.730 mbar - Cálculo de caída de presión ∆P en el punto D ∆P = 22,759 x d x Le x Q1.82 x D-4.82 ∆P(D) = 22,759 x 0.61 x (18) x (1.6155)1.82 x (14)-4.82 ∆P(D) = 1.073 mbar Por lo tanto, la caída de presión hasta el gasodoméstico más alejado que vendría a ser el Punto D (Calentador de paso de 5.5 L/hora): ∆Pmax = ∆P(B) + ∆P(D) ∆Pmax = 3.914 mbar 3.3 Presión en el Punto más alejado Presión (D) = Presión (A) - ∆Pmax Presión (C) = 22 – 3.914 Presión (C) = 18.09 mbar …. Aprobado 4.- Configuración de Instalación Interna Típica III Grafica 07 4.1 Datos de Diseño 2. DATOS TÉCNICOS Material y Tipo de Tubería Gasodomésticos Potencia (kw) Caudal (m3/hora) PEALPE 1620 C Cocina (4 quemadores y 1 horno) 11 1,004 D Calentador de paso 10 l/min TOTAL 18 1,643033379 29,00 kw 2,65 m3/hora CANTIDAD 2,5 1 23 UNIDADES barg barg mbarg 3. PARAMETROS DE DISEÑO PARAMETROS Presión de Distribución Presión Mínima en la Red de Distribución Presión máxima admisible de operación (MAPO) en la Instalación Regulador R4 UPSO Pres. Regulada 23 mbarg Caida de Presión en el Medidor (∆P) 1 mbarg Presión de Salida del Medidor 22 mbarg Presión de uso de Artefacto a Gas (Min, Max) 18 - 23 mbarg Poder Calorífico Superior (*) 9581,89 Kcal/m3 Velocidad Máxima en la Red Interna 40 m/s Densidad de Gas Natural Seco 0,61 Factor de Seguridad 1 Factor de Simultaneidad 1 Factor de Longitud Equivalente 20% Diametro Interior 16 mm Medidor Actaris ACD G 1.6 Qmax. de medición 2.5 m3/hora 4. CAPACIDAD DE LA CONFIGUIRACIÓN INSTALACIÓN INTERNA TÍPICA Esta Instalación Interna Típica sirve para la instalación de una Cocina de (4 quemadores y 1 horno) e Gasodomesticos de menor consumo como: Gasodomestido Potencia (kw) Gasodomestico Potencia (kw) Cocina de 04 11 Secadora de ropa 7,2 quemadores y 01 18lbs. (un horno (C) quemador) Cocina de 04 6,4 Calentador de paso 12 quemadores 5.5 l/min Cocina de 02 quemadores 3,2 Longitud Real máxima Tramo A-B (m) Tramo B-C (m) ≤ 14 ≤ 15 Calentador de paso 10 l/min (D) Tramo B-D (m) ≤ 30 18 Presiones en Puntos (mbarg) A B C D 22 19.52 18.03 19.91 4.2 Cálculo de la caída de presión por tramos - NTP 111.011. ∆P = 22,759 x d x Le x Q1.82 x D-4.82 Ec. Renouard Esta ecuación se aplica a instalaciones con presión de operación de 23 mbar. Donde: ∆P d Le (*) Q D Pérdida de presión (mbar) Densidad relativa del gas natural seco Longitud Equivalente (m) Caudal a condiciones estándar (m3/hora) Diámetro (mm) e) Sustento Caída de Presión en el Medidor (∆P) De la Grafica 02 tenemos el valor estimado de perdida de presión en el medidor: Caudal = 2.65 m3/h ∆P = 1 mbarg. f) Sustento Longitud equivalente Le Tenemos que para una longitud real máxima (Lrmax) de tubería instalada para la instalación de una Cocina con 4 quemadores y 1 horno más 01 Calentador de paso de 5.5 L/min para las condiciones siguientes: Qconsumomax = 2.65 m3/hora Psalida del medidor = 22 mbar Lmaxl = Tramo A - D Lmaxl = 44 metros Se asume la Instalación de 02 codos de 90° en PEALPE 1620 con Ø int = 16 mm, 01 válvula para el punto del gasodoméstico PEALPE 1620 y 01 Tee 90° entre el tramo A-B, 02 codos 90° y 01 válvula en el tramo B-C Ø int = 16 mm y 02 codos 90° y 01 válvula en el tramo B-D Ø int = 16 mm con un caudal de consumo máximo = 2.65 m3/hora (Cocina 4 quemadores y 1 horno y Calentador de paso de 10 L/min). NOTA: El procedimiento común en la construcción de una instalación interna es evitar el uso de accesorio grafados (codos) para los cambios de dirección, optándose por hacer curvas con la tubería PEALPE que es flexible y permite esta práctica, respetando el radio de giro mínimo exigido por el diámetro de la tubería e instalando una válvula como máximo, pero para el efecto de esta memoria de cálculo se asume la instalación de un codo adicional como margen para este o cualquier otro accesorio. Sustento de perdida de presión en accesorios Longitud equivalente para accesorios Utilizando la relación 02: 𝑛 = 𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒 (𝑚) 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑐𝑐𝑒𝑠𝑜𝑟𝑖𝑜 (𝑚𝑚) …Relación 02 Cálculo de longitud equivalente para los tres tramos de la instalación: Tramo 01 (A-B) Centro de medición hasta la Tee (10 metros): - 02 Codos 90° PEALPE 1620 01 tee de 90° PEALPE 1620 01 válvula de bola PEALPE 1620 Cálculo de longitud equivalente para 02 CODOS 90° PEALPE 1620: 𝑛 𝑥 𝜙𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟𝑖𝑎 )x2 1000 LEquivalente codo grafado = ( 30 𝑥 16𝑚𝑚 )x2 1000 LEquivalente codo grafado = ( LEquivalente codo grafado = 0.96 m Cálculo de longitud equivalente para 01 Tee PEALPE 1620: LEquivalente tee = ( 𝑛 𝑥 𝜙𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟𝑖𝑎 )x1 1000 LEquivalente tee = ( 60 𝑥 16𝑚𝑚 )x1 1000 LEquivalente tee = 0.96 m Cálculo de longitud equivalente para 01 Válvula tipo bola PEALPE 1620. LEquivalente válvula de bola = ( 𝑛 𝑥 𝜙𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟𝑖𝑎 )x1 1000 LEquivalente válvula de bola = ( 3 𝑥 16𝑚𝑚 )x1 1000 LEquivalente válvula de bola = 0.048 m Comparando con el 20% asumido para el cálculo la: Lequivalente x accesorios = LE valvula + LE codo90 + LEquivalente tee Lequivalente x accesorios = 0.96 m + 0.96 m + 0.084 m Lequivalente x accesorios = 2.004 m El 20% de la longitud real: 20% Lreal= 14 x 0.20 20% Lreal= 2.8 m Entonces: 20% L equivalente = 2.8 m > L equivalente x accesorios = 2.004 m Tramo 02 (B-C) Tee hasta la Cocina 04 quemadores y 01 horno (15 metros): - 02 Codos 90° PEALPE 1620 01 válvula de bola PEALPE 1620 Cálculo de longitud equivalente para 02 CODOS 90° PEALPE 1620: 𝑛 𝑥 𝜙𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟𝑖𝑎 )x2 1000 LEquivalente codo grafado = ( 30 𝑥 16𝑚𝑚 )x2 1000 LEquivalente codo grafado = ( LEquivalente codo grafado = 0.96 m Cálculo de longitud equivalente para 01 Válvula tipo bola PEALPE 1620. LEquivalente válvula de bola = ( 𝑛 𝑥 𝜙𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟𝑖𝑎 )x1 1000 LEquivalente válvula de bola = ( 3 𝑥 16𝑚𝑚 )x1 1000 LEquivalente válvula de bola = 0.048 m Comparando con el 20% asumido para el cálculo la: Lequivalente x accesorios = LE valvula + LE codo90 Lequivalente x accesorios = 0.96 m + 0.048 m Lequivalente x accesorios = 1.008 m El 20% de la longitud real: 20% Lreal= 15 x 0.20 20% Lreal= 3 m Entonces: 20% L equivalente= 3 m > L equivalente x accesorios = 1.008 m Con este resultado consideramos suficiente el 20% como factor de Longitud equivalente. Tramo 03 (B_D) Tee hasta el Calentador de paso de 10 L/min (30 metros): - 02 Codos 90° PEALPE 1620 01 válvula de bola PEALPE 1620 Cálculo de longitud equivalente para 02 CODOS 90° PEALPE 1620: 𝑛 𝑥 𝜙𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟𝑖𝑎 )x2 1000 LEquivalente codo grafado = ( 30 𝑥 14𝑚𝑚 )x2 1000 LEquivalente codo grafado = ( LEquivalente codo grafado = 0.96 m Cálculo de longitud equivalente para 01 Válvula tipo bola PEALPE 1620. LEquivalente válvula de bola = ( 𝑛 𝑥 𝜙𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟𝑖𝑎 )x1 1000 LEquivalente válvula de bola = ( 3 𝑥 14𝑚𝑚 )x1 1000 LEquivalente válvula de bola = 0.048 m Comparando con el 20% asumido para el cálculo la: Lequivalente x accesorios = LE valvula + LE codo90 Lequivalente x accesorios = 0.96 m + 0.048 m Lequivalente x accesorios = 1.008 m El 20% de la longitud real: 20% Lreal= 30 x 0.20 20% Lreal= 6 m Entonces: 20% L equivalente= 6 m > L equivalente x accesorios = 1.008 m Con este resultado consideramos suficiente el 20% como factor de Longitud equivalente - Cálculo de caída de presión ∆P en el punto B ∆P = 22,759 x d x Le x Q1.82 x D-4.82 ∆P(B) = 22,759 x 0.61 x (16.8) x (2.60)1.82 x (16)-4.82 ∆P(B) = 2.09 mbar - Cálculo de caída de presión ∆P en el punto C ∆P = 22,759 x d x Le x Q1.82 x D-4.82 ∆P(C) = 22,759 x 0.61 x (18) x (0.9873)1.82 x (16)-4.82 ∆P(C) = 0.384 mbar - Cálculo de caída de presión ∆P en el punto D ∆P = 22,759 x d x Le x Q1.82 x D-4.82 ∆P(D) = 22,759 x 0.61 x (36) x (1.6155)1.82 x (16)-4.82 ∆P(D) = 1.88 mbar Por lo tanto, la caída de presión hasta el gasodoméstico más alejado que vendría a ser el Punto D (Calentador de paso de 5.5 L/hora): ∆Pmax = ∆P(B) + ∆P(D) ∆Pmax = 3.969 mbar 4.3 Presión en el Punto más alejado Presión (D) = Presión (A) - ∆Pmax Presión (C) = 22 – 3.969 Presión (C) = 18.03 mbar …. Aprobado 5 CONCLUSIÓN - - - Se Sustentó la estimación del 20% de la longitud real de cada tramo como equivalente a la perdida de carga producida por los accesorios típicos instalados en una Instalación Interna Típica Residencial. Para los las Instalaciones típicas Internas sustentadas en esta memoria de cálculo, se debe asumir como las distancias máximas para los tramos dentro de cada Configuración de Instalación Interna Típica sustentada en este documento. Caída de Presión producida por el Medidor modelo G 1.6 será iguala 1 mbar a flujo máximo 2.5 m3/h.
