PROYECTO DE LAS INSTALACIONES HIDRAULICAS Y SANITARIAS DEL HOTEL MESON EJECUTIVO
CAPITULO 8 CALCULO Y DISEÑO DE LA RED DE AGUA CALIENTE
8.1.
OBJETIVO.
Un sistema de Producción y Distribución de agua caliente comprende: el equipo de producción de agua caliente, con o sin tanque de almacenamiento, la red de tuberías de distribución necesarias para alimentar co n el gasto, presión y temperat ura requeridas a los muebles y equipos que requieren este servicio, y la red de retorno de agua caliente (de l a cu al se habl ar áen el Capi tu l o 9 ) cuando la longitud de la red de distribución lo amerite.
8.2. 8.2.1.
Tuberías.
8.2.2.
MATERIALES.
Las de 75 mm de diámetro o menores, serán de cobre rígido tipo M.
Conexiones. En las tuberías de cobre serán de bronce fundido para soldar o de cobre forjado para uso en agua.
Las bridas serán de acero forjado para una presión de trabajo de 10.5 2 kg/cm. .
8.2.3.
Materiales Materiales de Unión. Para tuberías y conexiones de cobre se usará soldadura de baja temperatura de fusión, con aleación de Estaño 95% y Antimonio 5%, utilizando para su aplicación fundente no corrosivo.
Para unir bridas, conexiones o válvulas bridadas, utilizar tornillos maquinados de acero al carbono, con cabeza y tuerca hexagonal, y junta de hule rojo con espesor de 3.175 mm.
8.1.
OBJETIVO.
Un sistema de Producción y Distribución de agua caliente comprende: el equipo de producción de agua caliente, con o sin tanque de almacenamiento, la red de tuberías de distribución necesarias para alimentar co n el gasto, presión y temperat ura requeridas a los muebles y equipos que requieren este servicio, y la red de retorno de agua caliente (de l a cu al se habl ar áen el Capi tu l o 9 ) cuando la longitud de la red de distribución lo amerite.
8.2. 8.2.1.
Tuberías.
8.2.2.
MATERIALES.
Las de 75 mm de diámetro o menores, serán de cobre rígido tipo M.
Conexiones. En las tuberías de cobre serán de bronce fundido para soldar o de cobre forjado para uso en agua.
Las bridas serán de acero forjado para una presión de trabajo de 10.5 2 kg/cm. .
8.2.3.
Materiales Materiales de Unión. Para tuberías y conexiones de cobre se usará soldadura de baja temperatura de fusión, con aleación de Estaño 95% y Antimonio 5%, utilizando para su aplicación fundente no corrosivo.
Para unir bridas, conexiones o válvulas bridadas, utilizar tornillos maquinados de acero al carbono, con cabeza y tuerca hexagonal, y junta de hule rojo con espesor de 3.175 mm.
8.2.4.
Válvulas.
Las válvulas de compuerta, retención y “macho” que se usen en la instalación serán clase 8.8 kg/cm2 y se pondrán roscadas hasta 50 mm de diámetro y bridadas de 64 mm de diámetro o mayores.
8.2.5.
Aislamiento Térmico. Las tuberías deben aislarse térmicamente empleando tubos preformados en dos medias cañas, de fibra de vidrio, con espesor de 19 mm para tubos hasta de 38 mm de diámetro, y con espesor de 25 mm para tubos de 50 mm de diámetro o mayores. La conductividad térmica del aislamiento, expresada 2 en (Kcal) (m)/ (m ) (hr) (ºC), deberá ser de 0.029 a 30 ºC y de 0.037 a 90 ºC de temperatura promedio.
El acabado en el forro para tuberías instaladas en interiores y plafones deberá hacerse con una capa de manta y dos flejes de aluminio por cada tramo de 91 cm y al acabado final correspondiente a la pintura para identificación de las tuberías, según código de colores del Instituto Mexicano del Seguro Social (IMSS).
El aislamiento de la tuberías instaladas en lugares donde puedan estar sujetas al abuso mecánico, o instaladas a la intemperie, se deben proteger con una capa protectora de lámina galvanizada lisa de 0.397 mm de espesor (calibre 28), traslapada 5 centímetros tanto longitudinalmente como transversalmente y sujetas con remaches “pop” de 2.4 mm de diámetro, y el acabado final con la identificación según el código de colores del Instituto Mexicano del Seguro Social (IMSS).
8.2.6.
Soportes.
En todas las tuberías que no se instalen enterradas deberá indicarse la instalación de soportes aprobados por el instituto.
8.3. 8.3.1.
RED DE DISTRIBUCIÓN.
Temperaturas del Agua Caliente. Será de 60 ºC para alimentación en muebles de uso común o equipos en los que las personas tienen contacto con el agua.
La que se use en equipos en los que las personas no tiene contacto con el agua, como es el caso de las lavadoras de ropa, lavadoras de loza, etc. La temperatura será determinada de acuerdo a las especificacio nes del fabricante.
8.3.2.
Cálculo de Gastos.
Se calculará de acuerdo a lo especificado en el inciso de “Cálculo de Gastos” del Capí Ca pí t u l o 7 de la l a Red de Agu Ag u a F r í a , por el Método de las Unidades-Mueble del Dr. Roy B. Hunter.
8.3.3.
Velocidades de Flujo.
Se calculará de acuerdo a lo especificado en el inciso de “Velocidad de Flujo” del Capí tu l o 7 de l a Red de A Agu gu a F r í a.
8.3.4.
Pérdidas de Carga por Fricción.
Se calculará de acuerdo a lo especificado en el inciso No. 9 de “Cálculo de Pé r di das de Car ga por F r i cci ón en T u ber ber ías” del Capítulo 7 de la Red de Agua Fría.
8.3.5.
Selección De Diámetros.
8.3.5.1. Si Si stemas por Gr avedad avedad : En estos sistemas lo importante es determinar el mueble que origine la mínima pendiente pendiente de pérdida pérdida de carga permisibl permisible, e, la cual se obtiene obtiene dividiendo dividiendo la carga carga disponible para perder por fricción entre la longitud total equivalente de la tubería hasta el punto de alimentación considerado. Con esta pendiente y tomando en cuenta las velocidades recomendadas, se seleccio na los diámetros de ésta línea que será la línea
principal, principal, de tal forma forma que la la suma de las pérdidas de carga carga por fricci fricción ón sea igual o menor que la carga disponible para perder por ese concepto.
Es de hacerse notar que en donde se tienen suministros de agua fría y de agua caliente, ésta línea principal generalmente consiste de tramos de ambos sistemas por lo que los diámetros se deben elegir tratando de que las presiones disponibles en los muebles con estos servicios sean sensiblemente iguales, especialmente en el caso de regaderas.
8.4.
EQUIPO DE PRODUCCIÓN DE AGUA CALIENTE.
El Equipo de Producción de Agua Caliente será determinado dependiendo de la capacidad requerida de calentamiento, la fuente de energía disponible para producir calor y el tipo de servicio que preste el inmueble.
8.4.1.
Consumo Horario Probable.
El Consumo Horario Probable de agua caliente, es igual al consumo horario total de los muebles y equipos en consideración, multiplicado por el factor de demanda de acuerdo con el tipo de utilización del inmueble.
El Consumo Horario de Agua caliente para muebles comúnmente usados en los Hoteles, así como sus factores de demanda, se indican en la Tabla 8.1 siguiente: siguiente:
Tabla 8.1.- Consumos Horarios de agua caliente en Hoteles. Consumo de Agua Caliente Mueble (Lts/hr.) Lavabo (privado) Lavabo (público) Regaderas Fregaderos de cocina Tinas Lavaderos Cocineta Lavadora de Ropa Lavadora de Loza
10 35 280 75 75 110 40 Según equipo Según equipo
Factor de Demanda = 0.25
8.4.2.
Diferencial de Temperatura.
La Diferencial de Temperatura depende de las temperaturas Inicial y Final del agua para calentar.
a)
Temperatura Inicial:
Dependiendo del tipo de clima del lugar, se usarán los valores de la Tabla 8.2 siguiente:
Tabla 8.2.- Temperatura inicial del agua caliente. Temperatura Clima Inicial (ºC) Extremoso Altiplano Tropical
10 15 20
En este caso la Temperatura Inicial será la de la Región que es igual a 25 ºC.
b)
Temperatura Final:
Será de acuerdo a lo mencionado en el apartado de “Temperatura del Agua Caliente” en la Red de Distribución, por l o que se manejará de 60 ºC.
8.4.3.
Capacidad Horaria de Calentamiento.
La Capacidad Horaria de Calentamiento o Calor Requerido en Kilocalorías por hora, está en función del consumo horario probable multiplicado por la diferencial de temperatura.
8.4.4.
Volumen del Tanque de Almacenamiento.
En todos los casos en que se requiera tanque de almacenamiento de agua caliente, su volumen mínimo será 1.25 veces el valor del consumo horario probable, expresado en litros.
8.5.
1)
SECUENCIA PARA EL CALCULO DEL EQUIPO DE PRODUCCIÓN DE AGUA CALIENTE.
Determinar el Consumo Horario Probable.
Se pretende utilizar Cuatro Calderas para una mejor Distribución del Agua Caliente.
A continuación se Determina el Número de Muebles o Equipos que le corresponden a cada Caldera, auxiliándose de los planos arquitectónicos; y se determinará en base a la Tabl a 8.1 de éste Capítulo el Consumo Horario Probable Total (QH) y el Factor de Demanda (F) de los muebles que tendrán que ser alimentados por su respectiva Caldera.
Mueble o Equipo
Caldera #1 Num. Muebles
Q (Lts/Hr)
Caldera #2 Num. Muebles
Caldera #3
Q (Lts/Hr)
Num. Muebles
Caldera #4
Q (Lts/Hr)
Num. Muebles
Q (Lts
Lavadoras
-
0
-
0
-
0
2
94
Fregaderos
2
150
-
0
-
0
-
0
Lavabos Públicos
1
35
2
70
-
0
1
35
Lavabos Privados
14
140
10
100
11
110
16
160
Regaderas
14
2100
10
1500
11
1650
16
2425
1670
1760
Aplicando la Fórmula para obtener el Consumo Horario Probable:
QH = Q * F Donde: QH = Consumo Horario Probable (Lts/Hr). Q = Consumo Horario de los Muebles (Lts/Hr). F = Factor de Demanda (para un Hotel = 0.25)
Caldera #1: QH = (2425) (0.25) = 607 Lts/Hr.
2400
2689
Caldera #2: QH = (1670) (0.25) = 418 Lts/Hr.
Caldera #3: QH = (1760) (0.25) = 440 Lts/Hr.
Caldera #4: QH = (2689) (0.25) = 673 Lts/Hr.
2)
Calcular el Diferencial de Temperatura. Como en las cuatro Calderas se tiene una misma Temperatura Inicial y Final del agua por lo tanto la Diferencial de Temperatura va ser igual para las cuatro.
Por fórmula se tiene:
T = Tf - Ti Donde: T = Diferencial de Temperatura (ºC). Tf = Temperatura Final del agua(ºC). Ti = Temperatura Inicial del agua(ºC).
Por lo tanto: T = 60 – 20 = 40 ºC
3)
Capacidad Horaria de Calentamiento. CHC = QH *
T
Donde: CHC = Capacidad Horaria de Calentamiento (Kcal/Hr). QH = Consumo Horario Probable (Lts/Hr). T = Diferencial de Temperatura (ºC).
Por tanto se tiene:
Caldera #1: CHC = (607) (40) = 24,280 Kcal/Hr
Caldera #2: CHC = (418) (40) = 16,720 Kcal/Hr
Caldera #3: CHC = (440) (40) = 17,600 Kcal/Hr
Caldera #4: CHC = (673)(40) = 26,920 Kcal/Hr
2)
Volumen del Tanque de Almacenamiento de Agua Caliente.
En este caso se Dispondrá de un Tanque de Almacenamiento de agua caliente en la planta de Azotea con tal de contener en cierto tiempo el agua caliente proveniente de la Red de Retorno y que a su Salida Hacia las Calderas se Mezclará con el agua Proveniente de la Red de Agua Fría.
Entonces se calculará como se menciona:
V = 1.25 * QH Donde: V = Volumen del tanque de almacenamiento (Lts). QH = Consumo Horario Probable (Lts/Hr).
V = 1.25 * ( 607 + 418 + 440 + 673 )
V = 1.25 (2138) = 2674 Lts.
Nota: El cálculo de las Dimensiones del Tanque de Almacenamiento de Agua Caliente se tratará en el Capítulo 9 de la Red de Retorno de Agua Caliente.
Con los cálculos realizados se determinó utilizar el siguiente Equipo para producir Agua Caliente:
8.5.1.
Equipo Proyectado para la Producción de Agua Caliente.
Se Proyectaron Cuatro Calderas Verticales de 2 pasos Tipo Paquete, de Hogar Húmedo, de la marca AZTECA, con capacidad de 6 c.c. , potencia de salida de 50616 Kcal/Hr y genera 857 Lts/Hr de agua caliente a 60 ºC. Son completamente Automáticos. Las Dimensiones de la caldera son: diámetro de 0.56 m., altura de 1.69 m., y un peso aproximado vacía de 595 kg.
Incluyen: a) b)
Bomba de Agua de 11 L.p.m., con motor de 1 h.p., y velocidad de 3500 r.p.m. Motor Ventilador de ½ h.p.
Las Ventajas de de este equipo son: 1.- Mayor Rapidez en la generación de Agua Caliente por contacto inmediato con los gases de combustión lo que ahorra combustible. 2.- Quemadores Ecológicos de tiro forzado sencillo o dual, a Diesel, Gas L.P. o atural, totalmente automáticos. 3.- Tablero de controles, integrado al cuerpo del generador. 4.- Más compactos, se instalan en áreas reducidas.
8.6.
SECUENCIA DE LA MEMORIA DE CÁLCULO PARA EL CUADRO FRÍO DE LA RED DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA CALIENTE.
1.
Elaboración del Plano Isométrico.
2.
Posición de las Calderas y del Tanque de Almacenamiento de Agua Caliente.
3. Numeración de los Cruceros a partir de la posición de las Calderas.
4.
Obtención de las Unidades-Mueble de la Tabl a 8.3 que se encuentra al final de este Capítulo.
5.
Obtención del Gasto (Lts/seg) por el Método de Hunter-Nielsen en función de las Unidades-Mueble, utilizando las Tablas 2.3 del Manual del IMSS.
6.
Obtener Diámetros y Velocidades dentro de la tubería ( utilizando las tablas 2.5.1 hasta 2.5.13 del manual del IMSS ) por cada Crucero. Igual que en el Capítulo 7. Tomando en cuenta una Pendiente del 2% al 2.5% para la tubería de distribución hacia los muebles ya que se trata de un Sistema de Distribució n por Gravedad.
7.
Cálculo de las Pérdidas por Fricción en Conexiones y Válvulas por el
Método de la
Longitud Equivalente por Experiencia; igual que en el Capítulo 7. 8.
Cálculo de las Pérdidas por Fricción (hf) en las Tuberías, en cada Tramo (cruceros) de la Red de Distribución de Agua Caliente, igual que en el Capítulo 7 pero haciendo la aclaración siguiente:
Para un mismo gasto se tiene menos pérdida de carga por fricción en el Agua Caliente que en el Agua Fría, ya que la viscosidad disminuye al aumentar la temperatura; sin embargo, dentro de los límites de la temperatura comúnmente usados para el Agua Caliente, la Diferencia en Pérdidas por Fricción entre el Agua Fría y el Agua Caliente es lo suficientemente pequeña como para que no amerite utilizar diferentes Tablas de Pérdidas de Carga por Fricción indicadas en el manual del IMSS.
9.
Carga Disponible
a)
(1) con
los datos:
Sumatoria de hf.
10. Calcular Alturas Piezométricas por crucero, en m.:
a) b)
Carga Piezométrica Actual del crucero considerado. Carga Piezométrica Anterior del crucero considerado.
11. Introducir las Cargas Estáticas según se observe en el plano isométrico (positivas y negativas).
12. Sumatoria de la Carga Disponible datos:
a) b)
Tabla 8.3.-
(2)
por crucero, en m., utilizando los siguientes
Carga Piezométrica Anterior del crucero, en m. Carga Estática del crucero, en m.
Equivalencias en Unidades-Mueble para Agua Caliente. Muebles
Unidades Mueble
Fregadero Lavabo Regadera Lavadora
3 1.5 3 3
Nota: En las páginas siguientes se muestra el cuadro frío de ésta red, y los planos.
UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA CUCEI
CENTRO UNIVERSITARIO DE CIENCIAS EXACTAS E INGENIERIAS
CUADRO FRIO DE LA RED DE AGUA CALIENTE OBRA : HOTEL MESÓN EJECUTIVO. TIPO DE TUBERIA : COBRE TIPO M - DURACION DE 30 AÑOS. No. DE CALDERA: CALDERA 1 Cruce ro De
A
1 2 3 2 5 6 6 8 9 9 11 5 13 14 14 13 17 18 18 20 20 13 23 24 24 26 27 27 29 23 31
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32
LOCALIDAD : GUADALAJARA, JALISCO. COEFICIENTE DE RUGOSIDAD : 0.009
01/04/2005
LINEA 1
H H Muebles Q Gasto Diámetro Velocidad Long. Equiv. x Exp. (m) Hf Tubería Carga Piezométrica Estática Disponible Punto Sanitarios (L/s) (mm) (m/s) (m) Agua Fría A. Caliente Lm Le L Actual Anterior (m) (m) (Pzas) 15.753 15.753 1 70.5 2.31 50 10.57 0.333 15.75 15.42 1.55 16.97 2 1. 134 8. 13 2.44 4.5 0.37 19 10.96 1.127 15.42 14.29 -1.25 13.04 3 LAVABO 1. 110 8. 43 2.53 3 0.25 19 1.51 5.81 0.295 14.29 14.00 -1.70 12.30 4 REGADERA 0. 750 4. 30 66 2.21 50 1.086 3.10 1.09 4.19 0.122 15.42 15.30 3.10 18.40 5 13.5 0.72 25 1.277 3.58 1.25 4.83 0.452 15.30 14.85 0.00 14.85 6 3 0.25 19 0.750 3.78 1.32 5.10 0.259 14.85 14.59 -1.70 12.89 7 REGADERA 10.5 0.61 25 1.082 4.18 1.46 5.64 0.390 14.85 14.46 -2.50 11.96 8 2 LAVABOS 7.5 0.50 25 0.887 0.75 0.26 1.01 0.049 14.46 14.41 0.00 14.41 9 3 0.25 19 0.750 3.62 1.27 4.89 0.248 14.41 14.16 -1.70 12.46 10 REGADERA 4.5 0.37 19 1.110 7.27 2.18 9.45 0.972 14.41 13.43 -1.25 12.18 11 LAVABO 3 0.25 19 0.750 3.22 1.13 4.35 0.221 13.43 13.21 -1.70 11.51 12 REGADERA 52.5 1.97 38 1.676 3.10 1.09 4.19 0.381 15.30 14.92 3.10 18.02 13 4.5 0.37 19 1.110 1.11 0.39 1.50 0.154 14.92 14.76 0.00 14.76 14 1.5 0.18 13 1.097 2.00 0.70 2.70 0.444 14.76 14.32 -1.25 13.07 15 LAVABO 3 0.25 19 0.750 3.85 1.35 5.20 0.264 14.76 14.50 -1.70 12.80 16 REGADERA 9 0.54 25 0.957 2.72 0.95 3.67 0.203 14.92 14.71 -1.25 13.46 17 LAVABO 7.5 0.50 25 0.887 1.40 0.49 1.89 0.091 14.71 14.62 0.00 14.62 18 3 0.25 19 0.750 3.04 1.06 4.10 0.209 14.62 14.41 -1.70 12.71 19 REGADERA 4.5 0.37 19 1.110 3.86 1.35 5.21 0.536 14.62 14.09 0.00 14.09 20 1.5 0.18 13 1.097 2.09 0.73 2.82 0.464 14.09 13.62 -1.25 12.37 21 LAVABO 3 0.25 19 0.750 5.73 1.72 7.45 0.378 14.09 13.71 -1.70 12.01 22 REGADERA 39 1.55 38 1.320 3.10 1.09 4.19 0.245 14.92 14.67 3.10 17.77 23 13.5 0.72 25 1.277 0.48 0.17 0.65 0.061 14.67 14.61 0.00 14.61 24 3 0.25 19 0.750 3.78 1.32 5.10 0.259 14.61 14.35 -1.70 12.65 25 REGADERA 10.5 0.61 25 1.082 4.18 1.46 5.64 0.390 14.61 14.22 -2.50 11.72 26 2 LAVABOS 7.5 0.50 25 0.887 0.75 0.26 1.01 0.049 14.22 14.17 0.00 14.17 27 3 0.25 19 0.750 3.62 1.27 4.89 0.248 14.17 13.92 -1.70 12.22 28 REGADERA 4.5 0.37 19 1.110 7.27 2.18 9.45 0.972 14.17 13.20 -1.25 11.95 29 LAVABO 3 0.25 19 0.750 3.22 1.13 4.35 0.221 13.20 12.98 -1.70 11.28 30 REGADERA 25.5 1.14 32 1.350 3.10 1.09 4.19 0.317 14.67 14.35 3.10 17.45 31 4.5 0.37 19 1.110 1.11 0.39 1.50 0.154 14.35 14.20 0.00 14.20 32 Uni dades Mueble
Ø de Alim. (mm) 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 -
UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA CUCEI
CENTRO UNIVERSITARIO DE CIENCIAS EXACTAS E INGENIERIAS
CUADRO FRIO DE LA RED DE AGUA CALIENTE OBRA : HOTEL MESÓN EJECUTIVO. TIPO DE TUBERIA : COBRE TIPO M - DURACION DE 30 AÑOS. CALDERA 1 No. DE CALDERA: Cruce ro De
A
32 32 31 35 36 36 38 38 31 41 42 42 41 45 46 47 47
33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49
LOCALIDAD : GUADALAJARA, JALISCO. COEFICIENTE DE RUGOSIDAD : 0.009
01/04/2005
LINEA 1
H H Muebles Q Gasto Diámetro Velocidad Long. Equiv. x Exp. (m) Hf Tubería Carga Piezométrica Estática Disponible Punto Sanitarios (L/s) (mm) (m/s) (m) Agua Fría A. Caliente Lm Le L Actual Anterior (m) (m) (Pzas) 1.5 0.18 13 1.097 2.00 0.70 2.70 0.444 14.20 13.76 -1.25 12.51 33 LAVABO 3 0.25 19 1.35 5.20 0.264 14.20 13.94 -1.70 12.24 34 REGADERA 0.750 3.85 9 0.54 25 0.95 3.67 0.203 14.35 14.15 -1.25 12.90 35 LAVABO 0.957 2.72 7.5 0.50 25 0.49 1.89 0.091 14.15 14.06 0.00 1 4.06 36 0.887 1.40 3 0.25 19 0.750 3.04 1.06 4.10 0.209 14.06 13.85 -1.70 12.15 37 REGADERA 4.5 0.37 19 1.110 3.86 1.35 5.21 0.536 14.06 13.52 0.00 13.52 38 1.5 0.18 13 1.097 2.09 0.73 2.82 0.464 13.52 13.06 -1.25 11.81 39 LAVABO 3 0.25 19 0.750 5.73 1.72 7.45 0.378 13.52 13.15 -1.70 11.45 40 REGADERA 12 0.65 25 1.153 3.10 1.09 4.19 0.325 14.35 14.03 3.10 17.13 41 4.5 0.37 19 1.110 0.57 0.20 0.77 0.079 14.03 13.95 0.00 13.95 42 3 0.25 19 0.750 3.61 1.26 4.87 0.248 13.95 13.70 -1.70 12.00 43 REGADERA 1.5 0.18 13 1.097 2.40 0.84 3.24 0.533 13.95 13.42 -1.25 12.17 44 LAVABO 7.5 0.50 25 0.957 4.45 1.56 6.01 0.333 14.03 13.70 4.45 18.15 45 7.5 0.50 25 0.957 4.69 1.64 6.33 0.351 13.70 13.35 -1.25 12.10 46 LAVABO 6 0.42 25 0.745 3.73 1.31 5.04 0.178 13.35 13.17 0.00 13.17 47 3 0.25 19 0.750 3.42 1.20 4.62 0.235 13.17 12.93 -1.20 11.73 48 FREGADERO 3 0.25 19 0.750 5.66 1.70 7.36 0.374 13.17 12.80 -1.20 11.60 49 FREGADERO Uni dades Mueble
15.753 CARGA DISPONIBLE POR GRAVEDAD = hf = 15.753 m.c.a.
Ø de Alim. (mm) 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13
UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA CENTRO UNIVERSITARIO DE CIENCIAS EXACTAS E INGENIERIAS
CUCEI
CUADRO FRIO DE LA RED DE AGUA CALIENTE
HOTEL MESÓN EJECUTIVO. TIPO DE TUBERIA : COBRE TIPO M - DURACION DE 30 AÑOS. OBRA :
No. DE CALDERA:
Cruce ro
LOCALIDAD :
GUADALAJARA, JALISCO. 0.009
01/04/2005
COEFICIENTE DE RUGOSIDAD :
LINEA 2
CALDERA 2
H Q Gasto Diámetro Velocidad Long. Equi v. x Exp. (m) Hf Tubería Carga Piezométrica Estática (L/s) (mm) (m/s) (m) Agua Fría A. Caliente Lm Le L Actual Anterior (m)
H Disponible Punto (m)
Unidades Mueble
7.580
1
Muebles Sanitarios (Pzas) -
8.96
2
-
-
-
-
De
A
1
2
-
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38
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1.60
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7.41
2
3
-
48
1.82
38
1. 540
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4.19
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7.41
7.09
3
4
-
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6.58
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4
7
-
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5.06
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3
8
-
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1.55
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6.51
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10.19
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4
-
-
-2.50
4.35
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13
REGADERA
13
REGADERA
13
8
-
-
6.80
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-
-
-1.70
4.81
10
REGADERA
13
2 LAVABOS
13
REGADERA
13 -
9
11
-
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25
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11
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-
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1.41
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13
-
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1.516
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-
13
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-
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-
-
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-
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13
13
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-
-
18
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-
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-
-
19
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-
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13
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13
21
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-
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-
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-
-
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26
2 LAVABOS
13
26
27
-
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REGADERA
13
23
28
-
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28
28
29
-
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19
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2.08
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4.19
29
29
30
-
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13
1.097
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-1.25
2.72
30
7.580 CARGA DISPONIBLE POR GRAVEDAD =
hf = 7.580 m.c.a.
-
-
LAVABO
13
LAVABO
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UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA CUCEI
CENTRO UNIVERSITARIO DE CIENCIAS EXACTAS E INGENIERIAS
CUADRO FRIO DE LA RED DE AGUA CALIENTE OBRA : TIPO DE
HOTEL MESÓN EJECUTIVO. TUBERIA : COBRE TIPO M - DURACION DE 30 AÑOS.
No. DE CALDERA:
Cruce ro
LOCALIDAD :
GUADALAJARA, JALISCO. : 0.009
H Q Gasto Diámetro Velocidad Long. Equiv. x Exp. (m) Hf Tubería Carga Piezométrica Estática (L/s) (mm) (m/s) (m) Agua Fría A. Caliente Lm Le L Actual Anterior (m)
A
1
2
-
2
3
3
4
3 5
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LINEA 3
CALDERA 3
H Disponible Punto (m)
Unidades Mueble
De
COEFICIENTE DE RUGOSIDAD
8.559
Muebles Sanitarios (Pzas)
Ø de Alim. (mm)
8.559
1
-
-
1.55
9.20
2
-
-
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7.63
3
-1.25
5.98
4
49.5
1.87
38
1. 591
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2.54
1 1.00
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8.56
7.65
-
9
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7.63
-
1.5
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7.63
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-
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-
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-1.70
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5
7
-
4.5
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1.110
1 .08
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-
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7
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-
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1.097
3.40
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2
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-
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38
1.371
3.10
1.09
4.19
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10
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-
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-
-
11
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-
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11
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13
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-
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REGADERA
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-
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REGADERA
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REGADERA
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-
-
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-
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5.58
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-
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30
32
-
1.5
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13
1.097
2.07
0.72
2.79
0.459
5.58
5.12
-1.25
3.87
32
8.559 CARGA DISPONIBLE POR GRAVEDAD =
hf = 8.559 m.c.a.
-
-
LAVABO
13
-
-
REGADERA
13
-
-
REGADERA
13
LAVABO
13
-
-
-
-
REGADERA
13
LAVABO
13
UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA CUCEI
CENTRO UNIVERSITARIO DE CIENCIAS EXACTAS E INGENIERIAS
CUADRO FRIO DE LA RED DE AGUA CALIENTE OBRA : HOTEL MESÓN EJECUTIVO. TIPO DE TUBERIA : COBRE TIPO M - DURACION DE 30 AÑOS. CALDERA 4 No. DE CALDERA: Cruce ro De
A
1 2 3 3 5 5 2 8 8 10 11 12 12 12 15 15 11 18 18 11 21 22 22 22 25 25 21 28 28 21 31
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32
GUADALAJARA, JALISCO. LOCALIDAD : 0.009 COEFICIENTE DE RUGOSIDAD :
01/04/2005
LINEA 4
H Q Gasto Diámetro Velocidad Long. Equiv. x Exp. (m) Hf Tubería Carga Piezométrica Estática (L/s) (mm) (m/s) (m) Agua Fría A. Caliente Lm Le L Actual Anterior (m) 21.320 79.5 2.45 50 13.45 0.472 21.32 20.85 1.55 1.203 10.76 2.69 6 0.42 25 0.76 2.94 0.104 20.85 20.74 0.00 0.745 2.18 1.5 0.18 13 0.63 2.43 0.399 20.74 20.35 -1.25 1.097 1.80 4.5 0.37 19 1.110 5.56 1.67 7.23 0.744 20.74 20.00 0.00 3 0.25 19 0.750 2.39 0.84 3.23 0.164 20.00 19.84 -1.70 1.5 0.18 13 1.097 2.07 0.72 2.79 0.459 20.00 19.54 -1.25 73.5 2.35 50 1.154 3.83 1.34 5.17 0.168 20.85 20.68 0.00 3 0.25 19 0.750 4.10 1.44 5.54 0.281 20.68 20.40 -1.70 70.5 2.31 50 1.134 3.14 1.10 4.24 0.133 20.68 20.55 0.00 70.5 2.31 50 1.134 3.10 1.09 4.19 0.132 20.55 20.42 3.10 9 0.54 25 0.957 0.26 0.09 0.35 0.019 20.42 20.40 0.00 1.5 0.18 13 1.097 1.91 0.67 2.58 0.424 20.40 19.97 -1.25 3 0.25 19 0.750 3.39 1.19 4.58 0.233 20.40 20.16 -1.70 4.5 0.37 19 1.110 0.69 0.24 0.93 0.096 20.40 20.30 0.00 1.5 0.18 13 1.097 2.12 0.74 2.86 0.470 20.30 19.83 -1.25 3 0.25 19 0.750 4.06 1.42 5.48 0.278 20.30 20.02 -1.70 4.5 0.37 19 1.110 11.23 2.81 14.04 1.444 20.42 18.97 0.00 3 0.25 19 0.750 3.25 1.14 4.39 0.223 18.97 18.75 -1.70 1.5 0.18 13 1.097 2.83 0.99 3.82 0.628 18.97 18.34 -1.25 57 2.06 38 1.744 3.10 1.09 4.19 0.410 20.42 20.01 3.10 9 0.54 25 0.957 0.29 0.10 0.39 0.022 20.01 19.98 0.00 1.5 0.18 13 1.097 2.04 0.71 2.75 0.453 19.98 19.53 -1.25 3 0.25 19 0.750 3.50 1.23 4.73 0.240 19.98 19.74 -1.70 4.5 0.37 19 1.110 0.67 0.23 0.90 0.093 19.98 19.89 0.00 1.5 0.18 13 1.097 2.09 0.73 2.82 0.464 19.89 19.43 -1.25 3 0.25 19 0.750 3.78 1.32 5.10 0.259 19.89 19.63 -1.70 4.5 0.37 25 0.656 11.80 2.95 14.75 0.414 20.01 19.59 0.00 3 0.25 19 0.750 3.27 1.14 4.41 0.224 19.59 19.37 -1.70 1.5 0.18 13 1.097 2.07 0.72 2.79 0.459 19.59 19.13 -1.25 43.5 1.70 38 1.439 3.10 1.09 4.19 0.288 20.01 19.72 3.10 9 0.54 25 0.957 0.25 0.09 0.34 0.019 19.72 19.70 0.00 Uni dades Mueble
H Muebles Disponible Punto Sanitarios (m) (Pzas) 21.320 1 22.40 2 20.74 3 LAVABO 19.10 4 20.00 5 18.14 6 REGADERA 18.29 7 LAVABO 20.68 8 18.70 9 REGADERA 20.55 10 23.52 11 20.40 12 18.72 13 LAVABO 18.46 14 REGADERA 20.30 15 18.58 16 LAVABO 18.32 17 REGADERA 18.97 18 17.05 19 REGADERA 17.09 20 LAVABO 23.11 21 19.98 22 18.28 23 LAVABO 18.04 24 REGADERA 19.89 25 18.18 26 LAVABO 17.93 27 REGADERA 19.59 28 17.67 29 REGADERA 17.88 30 LAVABO 22.82 31 19.70 32
Ø de Alim. (mm) 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 -
UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA CENTRO UNIVERSITARIO DE CIENCIAS EXACTAS E INGENIERIAS
CUCEI
CUADRO FRIO DE LA RED DE AGUA CALIENTE
HOTEL MESÓN EJECUTIVO. TIPO DE TUBERIA : COBRE TIPO M - DURACION DE 30 AÑOS. OBRA :
No. DE CALDERA:
Cruce ro
LOCALIDAD :
GUADALAJARA, JALISCO. 0.009
01/04/2005
COEFICIENTE DE RUGOSIDAD :
LINEA 4
CALDERA 4
H Q Gasto Diámetro Velocidad Long. Equiv. x Exp. (m) Hf Tubería Carga Piezométrica Estática (L/s) (mm) (m/s) (m) Agua Fría A. Caliente Lm Le L Actual Anterior (m)
H Disponible Punto (m)
Unidades Mueble
Muebles Sanitarios (Pzas)
Ø de Alim. (mm)
LAVABO
13
REGADERA
13
De
A
32
33
-
1.5
0.18
13
1.097
1.91
0.67
2.58
0.424
19.70
19.28
32
34
-
3
0.25
19
0. 750
2. 77
0.97
3.74
0.190
19.70
19.51
-1.70
32
35
-
4.5
0.37
19
1. 110
0. 69
0.24
0.93
0.096
19.70
19.60
0.00
35
36
-
1.5
0.18
13
1. 097
2. 12
0.74
2.86
0.470
19.60
19.13
-1.25
35
37
-
3
0.25
19
0.750
4.06
1.42
5.48
0.278
19.60
19.32
31
38
-
4.5
0.37
19
1.110
11.23
2.81
14.04
1.444
19.72
18.27
38
39
-
3
0.25
19
0.750
3.05
1.07
4.12
0.209
18.27
38
40
-
1.5
0.18
13
1.097
2.84
0.99
3.83
0.630
31
41
-
30
1.28
32
1.516
3.10
1.09
4.19
0.393
41
42
-
9
0.54
25
0.957
0.45
0.16
0.61
42
43
-
1.5
0.18
13
1.097
1.75
0.61
2.36
42
44
-
3
0.25
19
0.750
3.50
1.23
4.73
0.240
42
45
-
4.5
0.37
19
1.110
0.67
0.23
0.90
0.093
45
46
-
1.5
0.18
13
1.097
2.09
0.73
2.82
0.464
45
47
-
3
0.25
19
0.750
3.78
1.32
5.10
41
48
-
21
0.96
32
1.137
3.10
1.09
4.19
48
49
-
9
0.54
25
0.957
0.46
0.16
49
50
1.5
0.18
13
1.097
1.84
0.64
49
51
3
0.25
19
0.750
2.69
0.94
3.63
0.185
19.06
18.87
-1.70
17.17
51
49
52
4.5
0.37
19
1.110
2.88
1.01
3.89
0.400
19.06
18.66
-1.25
17.41
52
52
53
3
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19
0.750
2.85
1.00
3.85
0.195
18.66
18.46
-1.70
16.76
53
48
54
4.5
0.37
25
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11.75
2.94
14.69
0.413
19.09
18.68
0.00
18.68
54
54
55
3
0.25
19
0.750
2.73
0.96
3.69
0.187
18.68
18.49
-1.70
16.79
55
54
56
1.5
0.18
13
1.097
2.18
0.76
2.94
0.484
18.68
18.20
-1.25
16.95
56
48
57
7.5
0.50
25
0.887
4.45
1.56
6.01
0.290
19.09
18.80
4.45
23.25
57
57
58
7.5
0.50
25
0.887
1.80
0.63
2.43
0.117
18.80
18.69
0.00
18.69
58
-
-
58
59
1.5
0.18
13
1.097
4.82
1.69
6.51
1.069
18.69
17.62
1.60
19.22
59
LAVABO
13
58
60
6
0.42
19
1.260
8.77
2.63
11.40
1.477
18.69
17.21
1.15
18.36
60
2 LAVADORAS
13
18.03
33
1 7.81
34
19.60
35
1 7.88
36
-1.70
17.62
37
0.00
18.27
38
18.06
-1.70
16.36
39
18.27
17.64
-1.25
16.39
40
19.72
19.32
3.10
22.42
41
0.034
19.32
19.29
0.00
19.29
42
-
-
0.388
19.29
18.90
-1.25
17.65
43
LAVABO
13
19.29
19.05
-1.70
17.35
44
REGADERA
13
19.29
19.20
0.00
19.20
45
19.20
18.73
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17.48
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0.259
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0.232
19.32
19.09
3.10
22.19
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0.034
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19.06
0.00
19.06
49
-
-
2.48
0.408
19.06
18.65
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17.40
50
LAVABO
13
REGADERA
13
LAVABO
13
REGADERA
13
21.320 CARGA DISPONIBLE POR GRAVEDAD =
hf = 21.320 m.c.a.
-1.25
-
-
LAVABO
13
REGADERA
13
-
-
REGADERA
13
LAVABO
13
-
-
-
-
LAVABO
13
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13
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REGADERA
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LAVABO
13
-
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PROYECTO DE LAS INSTALACIONES HIDRAULICAS Y SANITARIAS DEL HOTEL MESON EJECUTIVO
CAPITULO 9 CALCULO Y DISEÑO DE LA TUBERIA DE RETORNO DE AGUA CALIENTE
9.1.
OBJETIVO.
En las Instalaciones grandes y extensas de agua caliente es imperativo proyectar n Sistema de Recirculación con objeto de evitar demoras en la obtención del agua caliente a la temperatura normal de servicio y desperdicio excesivo de agua por no estar a la temperatura adecuada.
La Red de Retorno de Agua Caliente se proyecta cuando la Longitud de la red de distribución lo amerite.
9.2.
LUGARES DE ORIGEN DE LAS LÍNEAS DE RETORNO.
Las Líneas de Retorno se deben originar:
En los extremos de las líneas principales de distribución, y en los ramales, ya sean horizontales, verticales o verticales y horizontales, que excedan de 15 metros de longitud desde su conexión con una línea con recirculación hasta la válvula más alejada del ramal, la Línea de Retorno se originará precisamente antes de ésa válvula.
9.3.
VÁLVULAS EN LAS LÍNEAS.
En el circuito principal, o circuito básico de diseño, se colocará una válvula de compuerta para seccionar el ramal y una de ret ención para evitar inversiones en e l sentido del flujo. En los demás circuitos, además de las dos válvulas antes mencionadas, se colocará una válvula de macho para equilibrar temperaturas y flujo.
Estas válvulas se deben instalar lo más cerca posible de la conexión de ramal de retorno.
9.4.
GASTOS DE RETORNO O DE RECIRCULACIÓN.
Los gastos de recirculación deben determinarse con base en: (1) Las pérdidas de calor en las tuberías con recirculación, (2) La diferencial de temperatura a la que operará el sistema, y (3) La presión o carga disponible para la recirculación.
9.4.1.
Pérdidas de Calor.
Las pérdidas de calor de cada circuito debe ser la suma de las pérdidas de calor en las tuberías de alimentación más las pérdidas de calor en las tuberías de retorno. Para el cálculo de éstas pérdidas considere que el agua caliente está a la temperatura de diseño y seleccione la temperatura ambiente de acuerdo con la tabla 9.1 siguiente:
Tabla 9.1.- Selección de la temperatura ambiente. Temperatura Localización de Tuberías Ambiente Exterior- Clima extremoso Exterior- Clima altiplano Exterior- Clima tropical Interior de Edificios(Todos los climas)
0 ºC 10 ºC 20 ºC 20 ºC
Como en ésta etapa no se conocen los diámetros de las tuberías de retorno, hay que suponerlos para tener una idea, tanto de sus pérdidas de calor como de las pérdidas de fricción, y después verificar esos valores.
9.4.2.
Diferencial de Temperatura.
Para reponer las pérdidas de calor considera que la diferencial de temperatura des de 10 ºC, por lo que la cantidad de calor proporcionada por la recirculación de 1.0 Lts/seg, o de 3600 Lts/hr, al perder 10 ºC es de 36,000 kcal/hr. Con éste valor se transforma las pérdidas de calor a litros por segundo (Lts/seg).
9.4.3.
Determinación de la Presión para Establecer la Recirculación.
Con el supuesto Gasto Total de Recirculación seleccionar el recirculador disponible en el mercado, que tenga una eficiencia relativamente alta, y en la curva de la bomba ver cuál es la carga con la que se obtiene ese gasto, y esa carga será tentativamente la disponible para establecer la circulación.
9.5. 1)
SELECCIÓN DE DIÁMETROS.
Determinar cual es la tubería de retorno que tiene la mayor longitud, ya que será probablemente la que presente mayor fricción. Esta tubería será la del circuito básico de diseño.
2)
Con los gastos de recirculación supuestos calcular las pérdidas por fricción en las tuberías de alimentación de agua caliente desde su origen hasta el punto donde comienza el circuito básico y restarlas de la carga que se obtuvo en la curva del recirculador con el gasto total supuesto. La diferencia será la carga realmente disponible para seleccionar los diámetros del circuito básico de retorno.
3)
Con los gastos supuestos de recirculación seleccionar los diámetros de tal forma que la suma total de las pérdidas por fricción en todo el circuito básico sea igual o menor que la carga disponible.
4)
Una vez determinados todos los diámetros de las tuberías de retorno, verifique si sus suposiciones fueron correctas y haga los ajustes necesarios cuando se haya disparado algún diámetro.
9.6.
1)
CALCULO DEL EQUIPO DE RECIRCULACIÓN DE AGUA CALIENTE.
Cálculo del Gasto.
En este Proyecto se consideró diseñar Cuatro Líneas de Retorno de Agua Caliente, por lo que el gasto se divide en Cuatro partes; además se propuso disponer de Cuatro Bombas Recirculadoras de Agua Caliente, ubicadas en la planta de Azotea:
Bomba Recirculadora No. 1: Línea #1:
Q = 0.0724 Lts/seg. Aprox. = 0.5 Lts/seg.
Bomba Recirculadora No. 2: Línea #2:
Q = 0.0466 Lts/seg. Aprox. = 0.5 Lts/seg.
Bomba Recirculadora No. 3: Línea #3:
Q = 0.045 Lts/seg. Aprox. = 0.5 Lts/seg.
Bomba Recirculadora No. 4: Línea #4:
2)
Q = 0.10 Lts/seg. Aprox. = 0.5 Lts/seg.
Cálculo de la Carga Total de Bombeo.
Para obtener la probable Carga Total de Bombeo se deberá considerar las cargas estáticas de descarga, de fricción, de trabajo y la altura de succión.
a)
Carga Estática de Descarga (h ed):
La Carga Estática de Descarga es igual para las Cuatro Bombas Recirculadoras:
hed = 3.40 m.
a)
Altura Estática de Succión (h es):
Bomba Recirculadora No. 1 y No. 2 son iguales:
hes = 20.60 m. Bomba Recirculadora No. 3:
hes = 13.05 m. Bomba Recirculadora No. 4:
hes = 22.45 m. b)
Carga de Fricción (h f ):
Por diseño se considerará igual al 12% de la Longitud de la Tubería de Succión e incluyendo la Tubería de Descarga al Tanque de Almacenamiento de Agua Caliente:
hf = 0.12 * L
Descarga + Succión
Bomba Recirculadora No. 1: hf = 0.12 * (6.28 m + 20.60 m)
hf = 3.23 m Bomba Recirculadora No. 2: hf = 0.12 * (7.22 m + 20.60 m)
hf = 3.34 m Bomba Recirculadora No. 3: hf = 0.12 * (12.81 m + 13.05 m)
hf = 3.10 m
Bomba Recirculadora No. 4: hf = 0.12 * (27.63 m + 22.45 m)
hf = 6.01 m a)
Carga de Trabajo (h t):
En este caso no manejamos una Carga de Trabajo porque el agua que proviene de la Tubería de Retorno se almacenara en el Tanque de Agua Caliente, por lo tanto:
ht = 0 m. b)
Carga Total de Bombeo (H):
H = hed + hes + hf + ht Bomba Recirculadora No. 1: H = 3.40 m + 20.60 m + 3.23 m + 0
H = 27.23 m Bomba Recirculadora No. 2: H = 3.40 m + 20.60 m + 3.34 m + 0
H = 27.34 m Bomba Recirculadora No. 3: H = 3.40 m + 13.05 m + 3.10 m + 0
H = 19.55 m Bomba Recirculadora No. 4: H = 3.40 m + 22.45 m + 6.01 m + 0
H = 31.86 m
3)
Cálculo de la Potencia de la Bomba. Los probables Caballos de Potencia (C.P.) del motor de cada una de las Bombas se considerará igual a:
C.P. = 0.024 * Q * H Donde: Q = Gasto en el o los cruceros más desfavorables, en Lts/seg. H= Carga Total de Bombeo.
Bomba Recircualdora No. 1: C.P. = 0.024 * (0.5) * (27.23)
C.P. = 0.33 hp Bomba Recirculadora No. 2: C.P. = 0.024 * (0.5) * (27.34)
C.P. = 0.33 hp Bomba Recirculadora No. 3: C.P. = 0.024 * (0.5) * (19.55)
C.P. = 0.24 hp Bomba Recirculadora No. 4: C.P. = 0.024 * (0.5) * (31.86)
C.P. = 0.39 hp Nota: En Tipo de Bombas Recirculadoras se seleccionara de acuerdo a los cálculos hechos anteriormente tomando en cuenta los equipos disponibles en el mercado.
4)
Volumen del Tanque de Almacenamiento de Agua Caliente: Para calcular el Volumen del Tanque de Almacenamiento de Agua Caliente utilizaremos el Gasto que proviene de la Red la Red de Retorno de Agua Caliente, con la variante de que no se necesita el Factor de Demanda para un Hotel; esto es porque se hará una comparación entre el Consumo Horario Probable de la Red de Distribución de Agua Caliente contra el Gasto Obtenido de la Red de Retorno de Agua Caliente como a continuación se desarrolla:
V = 1.25 * QH Donde: V = Volumen del tanque de almacenamiento (Lts). QH = Consumo Horario
Real de la Red de Retorno de Agua Caliente (Lts/Hr).
Línea No. 1:
QH = (0.0724 Lts/seg) * 3600 seg =
261 Lts/Hr
Línea No. 2:
QH = (0.0466 Lts/seg) * 3600 seg =
168 Lts/Hr
Línea No. 3:
QH = (0.045 Lts/seg) * 3600 seg =
Línea No. 4:
QH = (0.10 Lts/seg) * 3600 seg =
162 Lts/Hr
360 Lts/Hr
Por lo tanto el Volumen Total del Tanque será:
V = 1.25 * (261 + 168 + 162 + 360) =
1189 Lts
Haciendo referencia a la comparación del Volumen del Tanque obtenido con el Consumo Horario Probable de la Red de Distribución de Agua Caliente contra el Volumen del Tanque Obtenido con el Gasto Real de la Red de Retorno de Agua Caliente tomaremos el volumen obtenido con la Red de Retorno.
Las dimensiones del Tanque de Almacenamiento se tomarán de la Tabla 7.3 del Capítulo 7; de acuerdo a esta tabla se selecciona el Tanque más pequeño :
Diámetro de 1.06 m, Longitud de 2.13 m, Volumen de 1750 Lts.
9.7.
SECUENCIA DE LA MEMORIA DE CÁLCULO PARA LA RED DE RETORNO DE AGUA CALIENTE.
1.
Se dibuja un croquis o un Plano isométrico para ésta Red por donde se tendrá recirculación, numerando sus circuitos de recirculación a partir del más alejado de donde se tiene el origen del agua caliente, ya que probablemente será el que tenga mayor pérdidas por fricción. Se Indican los Circuitos, las longitudes y sus diámetros en la plantilla de cálculo. Los Diámetros de la Red de distribución se obtienen de la memoria de cálculo de su red; y los diámetros de la Red de Retorno se suponen tentativamente al más cercano a 1/3 del diámetro mayor de la Red de Distribución en el circuito considerado y un diámetro mínimo de 13 mm.
2.
Calcular las pérdidas de calor en cada circuito (en Kcal/Hr), la cual es igual a la suma de las Pérdidas de Calor en las Tuberías de Distribución más las pérdidas de calor en la Tubería de Retorno. Para esto se utiliza la Tabla 9.2 (ubicada al final de este sub-tema) para la Tubería de Distribución de Agua Caliente, y la (se ubica al final de este sub-tema) para Tubería de Retorno de Agua Tabl a 9.3 Caliente. Se considerará una temperatura ambiente de acuerdo al tipo de clima y si la tubería se encuentra dentro o afuera del edificio, por lo tanto la temperatura de diseño para el agua caliente es de 60 ºC y para la temperatura ambiente es de 20 ºC.
3.
Acumular ordenadamente las pérdidas de calor de los diferentes circuitos, comenzando la acumulación por el circuito No. 1; posteriormente se utilizarán para determinar los gastos de recirculación. En dicha acumulación se debe visualizar como se van repartiendo los gastos para posteriormente detectar la Tubería Principal de Retorno de Agua Caliente.
4.
Se obtienen los Factores de Distribución de Gasto (FDG)para cada circuito. Para realizar este cálculo de toma en cuenta las Pérdidas Totales en el Circuito, y la Suma de los Circuitos Anteriores (éste valor representa las pérdidas de calor en la Tubería Principal de Retorno). Es decir, si comenzamos por el circuito No. 1 se pondrá como numerador el valor de la Pérdida Total en ese circuito, y como denominador la suma de ese mismo valor más la pérdida total del circuito inmediato superior. Se realiza dicha operación y se obtiene el FDG.
5.
Se calculan los Gastos requeridos de Agua Caliente para reponer esas pérdidas de calor en cada circuito. Se considerará que la diferencial de temperatura con la que operará el sistema es de 10 ºC, por lo que la cantidad de calor proporcionada por la circulación de 1.0 Lt/seg, es decir 3600 Lts/Hr, es de 36,000 Kcal/Hr.
El cálculo de los Gastos se comienza por el último circuito (en el cual se acumulan todas las pérdidas de calor), el cual tendrá como FDG el valor de 1.0; con la siguiente operación:
Pérdida de Calor Total en la Columna Principal
= Gasto en Lts/seg
36,000 Kcal/Hr
Que en este caso el Gasto total de cada Línea es de:
Línea de Retorno No.1:
2608 / 36,000 = 0.0724 Lts/seg
Línea de Retorno No. 2:
1676 / 36,000 = 0.0466 Lts/seg
Línea de Retorno No. 3:
1621 / 36,000 = 0.045 Lts/seg
Línea de Retorno No. 4:
3600/ 36,000 = 0.10 Lts/seg
Posterior al cálculo del Gasto del último circuito se procede a obtener los Gastos de los siguientes circuitos de mayor a menor, utilizando el valor del Factor de Distribución de Gastos (FDG) del circuito a tratar por el Gasto anterior a ese circuito que pasa por la Columna Principal de Retorno.
6)
Con el Gasto Total de Recirculación se seleccionará la Bomba de Recirculación más pequeña disponible en el mercado que tenga una eficiencia alta y en la curva de la bomba observar cuál es la carga con la que se obtiene ese gasto. Esta carga será, tentativamente, la disponible para establecer la recirculación.
7)
Con los Gastos de recirculación obtenidos se calculan las pérdidas por fricción en las tuberías de alimentación desde su origen hasta el punto donde comienza la línea de retorno considerada como la más lejana y se restan de la carga que obtuvimos en la curva del recirculador. La diferencia será la carga realmente disponible para vencer las pérdidas por fricción en las tuberías de retorno.
8)
Por último, se calculan las Pérdidas por Fricción en las líneas de Retorno de los circuitos más desfavorables, considerando que la Longitud Equivalente es 10% mayor que la Longitud Real. La suma de las pérdidas por fricción es cualquier línea considerada deberá ser igual o menor que la carga que proporcionará el recirculador.
Tabla 9.2.-
Pérdidas de Calor en Tuberías de Cobre forradas, conduciendo Agua Caliente; en Kcal/Hr por 100 m de Longitud. Temperatura del Agua = 60 ºC (mm)
Temperatura Ambiente en ºC 0 ºC
10 ºC
13
1332
1138
20 ºC 933
19
1632
1395
1144
25
1923
1644
1348
32
2210
1889
1549
38
2492
2130
1747
50
2457
2100
1722
64
2877
2460
2017
75
3294
2816
2309
100
4123
3524
2890
Tabla 9.3.Pérdidas de Calor en Tuberías de Cobre forradas, conduciendo Retorno de Agua Caliente; en Kcal/Hr por 100 m de Longitud. Temperatura del Agua = 60 ºC Temperatura Ambiente en ºC
(mm)
0 ºC
10 ºC
13
1185
986
783
19
1453
1209
960
25
1712
1424
1131
32
1967
1636
1299
38
2218
1846
1465
50
2187
1820
1445
64
2565
2131
1692
20 ºC
Nota: En las siguientes páginas se encuentran los planos y plantillas de cálculo de esta red.
UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA CUCEI
CENTRO UNIVERSITARIO DE CIENCIAS EXACTAS E INGENIERIAS
PLANTILLA DE CALCULO DE RETORNO DE AGUA CALIENTE LINEA :
No. 1
Fecha: PERDIDAS DE CALOR
Circuito Longitud Tuberia de Agua Caliente Retorno de Agua Caliente No. (m) Diámetro KCal /Hr. KCal/Hr. KCal/Hr. Diámetro KCal /Hr. KCal/Hr. (mm) % Tramo Total (mm) % Total 1
4.18 12.43
19 25
1144 1348
47.8 167.6
1.79 2.73
13 19
933 1144
16.7 31.2
47.9
32
1549
48.0
48.0
13 19 25
933 1144 1348
23.3 151.6 46.4
221.3
32
1549
48.0
48.0
19 25
1144 1348
135.2 76.8
212.1
38
1747
54.2
54.2
13 19 25
933 1144 1348
28.6 128.8 46.6
204.1
38
1747
54.2
54.2
19 25
1144 1348
135.2 76.8
212.1
50
1722
53.4
53.4
19
1144
152.7
152.7
50
1722
72.8
72.8
4.52 3
3.10
3.10 4
2.50 13.25 3.44
19.19 5
3.10
6
11.82 5.70
3.10 17.52 7
3.10
3.10 8
3.07 11.26 3.46
17.79 9
3.10
10
11.82 5.70
3.10 17.52 11
3.10
12
13.35
3.10 13.35 13
4.23
Longitud Equiv. (m)
Pérdidas por Fricción L.E. = 1.1*L (m) hf hf Circuito Tramo Base
215.4
16.61 2
Gasto Real Factor de Total en el Suma del Circuito Distrib. Circuito Circuitos (Lts/seg) (Kcal/Hr) Anteriores
Abr-05
4.23 Gasto = Perd. De Calor Total en el circuito 36,000 kcal/Hr
13
783
130.1
345
13
783
35.4
83
13
783
24.3
72
13
783
150.3
372
13
783
24.3
72
13
783
137.2
349
19
960
29.8
84
13
783
139.3
343
19
960
29.8
84
13
783
137.2
349
19
960
29.8
83
13
783
104.5
257
19
960
40.6
113
=
2608 = 0.0724 L.p.s. 36,000
345
501
945
1378
1805
2238
2608
0.81
0.0148
0.19
0.0035
0.57
0.0182
0.43
0.0138
0.73
0.0320
0.27
0.0118
0.80
0.0438
0.20
0.0110
0.84
0.0548
0.16
0.0104
0.90
0.0652
0.10
0.0072
1.00
0.0724
18.27
0.059
0.059
3.41
0.016
0.075
3.41
0.040
0.114
3.41
0.011
0.126
3.41
0.016
0.142
3.41
0.022
0.164
4.65
0.036
0.200
UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA CUCEI
CENTRO UNIVERSITARIO DE CIENCIAS EXACTAS E INGENIERIAS
PLANTILLA DE CALCULO DE RETORNO DE AGUA CALIENTE LINEA :
No. 2
Fecha: PERDIDAS DE CALOR
Circuito Longitud Tuberia de Agua Caliente Retorno de Agua Caliente No. (m) Diámetro KCal /Hr. KCal/Hr. KCal/Hr. Diámetro KCal /Hr. KCal/Hr. (mm) % Tramo Total (mm) % Total 1
2
3 4
5 6
7 8
9 10
11 12
4.83 7.84 12.67 4.75 3.60 8.35 3.10 3.10 5.54 3.64 9.18 3.10 3.10 5.30 3.67 8.97 3.10 3.10 5.54 3.64 9.18 3.10 3.10 5.30 3.67 8.97 4.55 4.55 4.70 4.70
13 19
933 1144
45.1 89.7
19 25
1144 1348
54.3 48.5
102.9
25
1348
41.8
41.8
19 25
1144 1348
63.4 49.1
112.4
32
1549
48.0
48.0
19 25
1144 1348
60.6 49.5
110.1
32
1549
48.0
48.0
19 25
1144 1348
63.4 49.1
112.4
38
1747
54.2
54.2
19 25
1144 1348
60.6 49.5
110.1
38
1747
79.5
79.5
38
1747
82.1
82.1
Gasto Real Factor de Total en el Suma del Circuito Distrib. Circuito Circuitos (Lts/seg) (Kcal/Hr) Anteriores
Longitud Equiv. (m)
Abr-05 Pérdidas por Fricción L.E. = 1.1*L (m) hf hf Circuito Tramo Base
134.8
Gasto = Perd. De Calor Total en el circuito 36,000 kcal/Hr
=
13
783
99.2
234
13
783
65.4
168
13
783
24.3
66
13
783
71.9
184
13
783
24.3
72
13
783
70.2
180
13
783
24.3
72
13
783
71.9
184
19
960
29.8
84
13
783
70.2
180
19
960
43.7
123
19
960
45.1
127
1676 = 0.0466 Lts/seg 36000
234
0.58
0.0114
0.42
0.0082
0.72
0.0196
0.28
0.0076
0.80
0.0272
0.20
0.0068
0.84
0.0340
0.16
0.0065
0.87
0.0405
0.13
0.0061
1549
1.00
1676
1.00
468
725
978
1246
13.94
0.030
0.030
3.41
0.018
0.047
3.41
0.030
0.077
3.41
0.044
0.122
3.41
0.010
0.131
0.0466
5.01
0.018
0.150
0.0466
5.17
0.019
0.169
UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA CUCEI
CENTRO UNIVERSITARIO DE CIENCIAS EXACTAS E INGENIERIAS
PLANTILLA DE CALCULO DE RETORNO DE AGUA CALIENTE LINEA :
No. 3
Fecha: PERDIDAS DE CALOR
Circuito Longitud Tuberia de Agua Caliente Retorno de Agua Caliente No. (m) Diámetro KCal /Hr. KCal/Hr. KCal/Hr. Diámetro KCal /Hr. KCal/Hr. (mm) % Tramo Total (mm) % Total 1 5.63 19 1144 64.4 4.70 25 1348 63.4 127.8 10.33 13 783 80.9 2 1.81 13 933 16.9 11.33 19 1144 129.6 146.5 13.14 13 783 102.9 3 3.10 25 1348 41.8 41.8 3.10 13 783 24.3 4 1.29 19 1144 14.8 2.50 25 1348 33.7 48.5 3.79 13 783 29.7 5 3.10 32 1549 48.0 48.0 3.10 13 783 24.3 6 5.63 19 1144 64.4 4.70 25 1348 63.4 127.8 10.33 13 783 80.9 7 3.10 32 1549 48.0 48.0 3.10 13 783 24.3 8 1.29 19 1144 14.8 2.50 25 1348 33.7 48.5 3.79 13 783 29.7 9 3.10 38 1747 54.2 54.2 3.10 19 960 29.8 10 2.98 13 933 27.8 3.44 19 1144 39.4 1.46 25 1348 19.7 86.8 7.88 13 783 61.7 11 13.12 38 1747 229.2 229.2 13.12 19 960 126.0
Gasto = Perd. De Calor Total en el circuito 36,000 kcal/Hr
=
Gasto Real Factor de Total en el Suma del Circuito Distrib. Circuito Circuitos (Lts/seg) (Kcal/Hr) Anteriores
Longitud Equiv. (m)
Abr-05 Pérdidas por Fricción L.E. = 1.1*L (m) hf hf Circuito Tramo Base
209
0.46
0.0111
249
0.54
0.0131
14.45
0.038
0.038
0.87
0.0242
3.41
0.025
0.063
0.13
0.0036
0.76
0.0278
3.41
0.031
0.095
0.24
0.0088
0.92
0.0366
3.41
0.050
0.145
0.08
0.0032
0.88
0.0396
3.41
0.010
0.154
0.12
0.0054
1.00
0.0450
14.43
0.050
0.204
66
524
78 72
675
209 72
955
78 84
1118
149 355
1621 = 0.0450 Lts/seg 36000
1621
UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA CUCEI
CENTRO UNIVERSITARIO DE CIENCIAS EXACTAS E INGENIERIAS
PLANTILLA DE CALCULO DE RETORNO DE AGUA CALIENTE LINEA :
No. 4
Fecha: PERDIDAS DE CALOR
Gasto Real Circuito Longitud Factor de Suma Tuberia de Agua Caliente Retorno de Agua Caliente Total en el del Circuito No. (m) Distrib. Circuitos Diámetro KCal /Hr. KCal/Hr. KCal/Hr. Diámetro KCal /Hr. KCal/Hr. Circuito (Lts/seg) (mm) % Tramo Total (mm) % Total (Kcal/Hr) Anteriores 1 1.00 13 933 9.3 5.17 19 1144 59.1 10.83 25 1348 146.0 214.5 17.00 13 783 133.1 348 348 0.48 0.0024 2 1.38 13 933 12.9 6.45 19 1144 73.8 10.99 25 1348 148.1 234.8 18.82 13 783 147.4 382 0.52 0.0026 3 3.10 32 1549 48.0 48.0 3.10 13 783 24.3 72 802 0.86 0.0051 4 2.81 13 933 26.2 2.50 19 1144 28.6 1.52 25 1348 20.5 75.3 6.83 13 783 53.5 129 0.14 0.0008 5 3.10 32 1549 48.0 48.0 3.10 13 783 24.3 72 1003 0.40 0.0059 6 1.64 13 933 15.3 5.16 19 1144 59.0 0.50 25 1348 6.7 81.1 7.30 13 783 57.2 138 0.34 0.0050 7 1.15 13 933 10.7 12.30 19 1144 140.7 0.50 25 1348 6.7 158.2 13.95 13 783 109.2 267 0.66 0.0098 8 3.10 38 1747 54.2 54.2 3.10 19 960 29.8 84 1493 0.60 0.0148 9 2.81 13 933 26.2 3.00 19 1144 34.3 0.83 25 1348 11.2 71.7 6.64 13 783 52.0 124 0.30 0.0074 10 1.81 13 933 16.9 1.84 19 1144 21.0 10.23 25 1348 137.9 175.8 13.88 13 783 108.7 285 0.70 0.0172 11 3.10 38 1747 54.2 54.2 3.10 19 960 29.8 84 1985 0.44 0.0246
Longitud Equiv. (m)
Abr-05 Pérdidas por Fricción L.E. = 1.1*L (m) hf hf Circuito Tramo Base
18.70
0.004
0.004
3.41
0.002
0.006
3.41
0.003
0.009
3.41
0.002
0.011
3.41
0.004
0.015
UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA CUCEI
CENTRO UNIVERSITARIO DE CIENCIAS EXACTAS E INGENIERIAS
PLANTILLA DE CALCULO DE RETORNO DE AGUA CALIENTE LINEA :
No. 4
Fecha:
PERDIDAS DE CALOR Gasto Real Circuito Longitud Factor de Suma Tuberia de Agua Caliente Retorno de Agua Caliente Total en el del Circuito No. (m) Circuitos Distrib. Diámetro KCal /Hr. KCal/Hr. KCal/Hr. Diámetro KCal /Hr. KCal/Hr. Circuito (Lts/seg) (mm) % Tramo Total (mm) % Total (Kcal/Hr) Anteriores 12 2.66 13 933 24.8 4.02 19 1144 46.0 1.13 25 1348 15.2 86.0 7.81 13 783 61.2 147 0.35 0.0196 13 1.15 13 933 10.7 1.65 19 1144 18.9 10.69 25 1348 144.1 173.7 13.49 13 783 105.6 279 0.65 0.0364 14 3.10 50 1722 53.4 53.4 3.10 19 960 29.8 83 2494 0.56 0.0560 15 1.98 13 933 18.5 7.83 19 1144 89.6 2.00 25 1348 27.0 7.03 50 1722 121.1 256.1 18.84 19 960 180.9 437 0.15 0.0150 16 24.91 50 1722 429.0 429.0 24.91 19 960 239.1 668 3600 1.00 0.1000
Gasto = Perd. De Calor Total en el circuito 36,000 kcal/Hr
=
3600 = 0.1000 Lts/seg 36000
Longitud Equiv. (m)
Abr-05
hf Tramo
hf Circuito Base
3.41
0.017
0.032
27.40
0.369
0.401
UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA
LÍNEA # 4 DIAMETRO (MM)
CIRCUITO 1
13
SIMBOLOGIA. LINEAS HORIZONTALES RETORNO DEAGUA CALIENTE RED DEAGUA CALIENTE
COLUMNAS COLUMNA DERETORNODE A.C.
CIRCUITOS CIRCUITONUMERO n
LINEAS LINEA # L-1, L-2, L-3,L-4
CENTROUNIVERSITARIODE CIENCIASEXACTAS E INGENIERÍAS DIVISIÓNDE INGENIERÍA DPTO. DE IN GENIERÍA CIVILYTOPOGRAFÍA
RED DE RETORNO DE AGUA CALIENTE DAVIDCOVARRUBIASZAMORA ARMANDOMARTÍNEZHERRERA
LÍNEA # 1 DIAMETRO (MM)
CIRCUITO 1
13 LÍNEA # 2
1
13 LÍNEA # 4
1
13
LÍNEA # 1 CIRCUITO DIAMETRO (MM) 1 1
13 13 LÍNEA # 2
1 1
13 13 LÍNEA # 4
1
13
1
13
LÍNEA # 1 CIRCUITO DIAMETRO (MM) 3 4
13 13 LÍNEA # 2
3 4
13 13 LÍNEA # 3
1 2
13 13 LÍNEA # 4
3
13
4
13
LÍNEA # 1 CIRCUITO DIAMETRO (MM) 5 6
13 13 LÍNEA # 2
5 6
13 13 LÍNEA # 3
3 4
13 13 LÍNEA # 4
5
13
6
13
7
13
LÍNEA # 1 CIRCUITO DIAMETRO (MM) 7
19
8
13 LÍNEA # 2
7
13
8
13 LÍNEA # 3
5
13
6
13 LÍNEA # 4
8
19
9
13
10
13
LÍNEA # 1 DIAMETRO (MM)
CIRCUITO 9
19
10
13
LÍNEA # 2 9
19
10
13
LÍNEA # 3 7
13
8
13 LÍNEA # 4
11
19
12
13
13
13
LÍNEA # 1 CIRCUITO DIAMETRO (MM) 11
19
12
13
13
19
LÍNEA # 2 11
19
12
19
LÍNEA # 3 9
19
10
13
11
19
LÍNEA # 4 14
19
15
19
16
19