PREDIMENSIONADO Para el cálculo del predimensionado se tomará como ejemplo el plano en Cad de la vivienda ejemplo.
El cálculo de GAS se conforma de tres partes. 1. Cálculo de la Prolongación domiciliaria. 2. Cálculo de la Cañería Interna. 3. Cálculo de Número de Cilindros necesarios (en caso de no haber red domiciliaria de gas).
1.- Cálculo de la Prolongación domiciliaria: Se calcula en función del número de medidores que alimenta y de la longitud de la prolongación, utilizando la T abla Diámetro de prolongaciones para medidores domésticos en mm.
Esto es una parte de la Tabla 1
Tramo B A
Longitud = 0,40m Medidores = 1 Tabla de Prolongación para medidores domésticos = Ø 19mm Ø = diámetro Figura 1
Tabla de diámetro de prolongación para medidores domésticos
Cantidad de medidores 1 2 3
Longitud de la prolongación en metros 2 19 19 19
4 19 19 19
6 19 19 19
8 19 19 19
10 19 19 25
2.- Cálculo de la Cañería Interna Para el cálculo del diámetro de la cañería interna se realizará basándose en el consumo máximo (como si todos los artefactos funcionaran al mismo tiempo) y en el que intervendrán los siguientes factores:
A. B. C. D.
Consumo de cada artefacto. Caudal máximo a consumir. Longitud de la cañería. Longitud equivalente por accesorios. 2
A. Cálculo del consumo de cada artefacto: (Estos valores se obtienen de la Tabla 2) •
Cocina :
3 quemadores chicos 1000kcal/h c/u x 3 1 quemador grande 3000kcal/h Horno 3000kcal/h Total consumo •
= 9000kcal/h
Termotanque: 20litros por cada artefacto
PLANTA
BAJA
= 3000kcal/h = 3000kcal/h = 3000kcal/h =8000kcal/h
Nº DE ARTEFACTOS PARA ABASTECER AGUA CALIENTE
1 Pileta de cocina, 1 Pileta de lavadero, 2 Lavatorios ALTA
1 Lavatorio, 1 Bidet, 1 ducha
TERMOTANQUE
4 artefactos 3 artefactos
ADOPTO TERMOTANQUE DE 150 LITROS CON UN CONSUMO DE 8000kcal/h
7 artefactos x 20litros = 140 litros
Estufas: Se deberá realizar un balance térmico por cada local. A los efectos del cálculo se utilizará un “número índice”, que son las calorías necesarias por cada m
3
3
del local a calcular. Este número oscila entre 30 y 50kcal/h por m . Si el artefacto elegido es del tipo balaceado se deberá incrementar al cálculo un 20% (1,20) por pérdidas de energía a través de la ventilación. Fórmula a utilizar para el cálculo:
Q = Volumen del local x número índice x 1,2 = Kcal/h necesarias
3
EJEMPLO DE CALCULO: Q = 79,40m (volumen del estar) x 40 (número índice) x 1,2 (incremento por ser de tiro balanceado) = 3811,20kcal/h
Hacer lo mismo con cada uno de los locales a calefaccionar. • • • •
Estufa estar (1): Estudio (2): Estufa dormitorio 1 (5): Estufa dormitorio 2 (6):
= 5000kcal/h = 2200kcal/h = 2200kcal/h = 2200kcal/h
3
TABLA resumen para el cálculo de consumos:
LOCAL
DIMENSIONES largo
ancho
alto
VOLUMEN LOCAL
Nº INDICE
COEF.
CAPACIDAD CALOFIFICA NECESARIA
CONSUMO ARTEFACTOS
m
m
m
M3
Kcal/h m3
Kcal/h
artefacto
Kcal/h
ESTAR - COMEDOR
7,00
4,20
2,70
79,40
40
1,20
3811,20
Nº 1
ESTUDIO TERMOTANQUE COCINA DORMITORIO 1 DORMITORIO 2
3,25 ------3,20 4,40
2,60 ------2,50 3,00
2,70 ------2,60 2,60
22,80 ------21,00 34,30
40 ------40 40
1,20 ------1,20 1,20
1094,40 ------1008 1646,40
Nº 2 Nº 3 Nº 4 Nº 5 Nº 6
5000* 2200* 8000 9000 2200* 2200*
*Se deberá buscar un calefactor que comercialmente cumpla con los requerimientos previamente calculados.
B. Cálculo del caudal máximo a consumir:
Consumo de o los artefactos que intervienen en el tramo, estos valores vienen designados en Kcal./h y para poder utilizar la tabla de caudal (tabla 3) para calcular el diámetro de cañería se los tiene que convertir en l/h. (litros/hora).
Caudal = Consumo de cada artefacto (Kcal./h) = m3 / h
Poder calórico del gas (Kcal. /m 3)
A este resultado hay que pasarlo a litros/hora, esto es necesario para luego ingresar este valor (en litros /hora) a una tabla para calcular el diámetro de la cañería: Caudal = m3 / h x 1000 = dm3 /h = litros/hora
EJEMPLO DE CALCULO: 4
3
3
Estar – comedor = 5000 kcal/h (Consumo del artefacto) = 0,54 m / h (caudal) = ► 0,54 m3/h x 1000 litros (es decir 1m ) = 540 litros / hora (CAUDAL)
9300kcal/m 3 (Poder calórico del gas) TABLA A DISEÑAR (según el ejemplo de cálculo del estar – comedor, arriba realizado) LOCAL
POTENCIA TERMICA NECESARIA
PODER CALORIFICO /
Kcal/h 1 2 3 4 5 6
ESTAR - COMEDOR ESTUDIO TERMOTANQUE COCINA DORMITORIO 1 DORMITORIO 2
5000 2200 8000 9000 2200 2200
/ / / / / /
CAUDAL*
Kcal/m3
m3/h
9300 9300 9300 9300 9300 9300
0,54 0,24 0,86 0,97 0,24 0,24
TOTAL CONSUMO
CAUDAL X 1000 Litros/hora X 1000 X 1000 X 1000 X 1000 X 1000 X 1000
540 240 860 970 240 240
3.03
*El caudal máximo a consumir será de la sumatoria de cada uno de los artefactos calculados, es decir 3,03 m3 /h. A este caudal se lo define como “capacidad nominal” y es el que se debe tener en cuenta al momento de solicitar un medidor de gas. Para instalaciones domiciliarias se considera un caudal de hasta 10m 3 por medidor. . C. Cálculo de la longitud de la cañería: Se tomará el recorrido desde el artefacto más alejado hasta el medidor (ver figura 2). A esto se lo denomina cañería interna. Para el cálculo de la misma se deberá medir cada tramo desde un artefacto a otro o bien hasta encontrar un nudo (producido por el encuentro de una T de derivación). A cada artefacto le corresponde un número y a cada nudo le corresponderle una letra mayúscula. 1.
Longitud del tramo: Longitud del tramo
Tramo 4 D Tramo 3 D Tramo D C Tramo 1B C Tramo C B Tramo B A Tramo A M Tramo 2 E Tramo 1A E Tramo E B Tramo 6 F Tramo 5 F Tramo F B
Sumatoria de metros
Distancia del tramo
2,32m. + 3,67m. 0,20m. 0,47m. + 0,60m. 0,20m. 2,82m. + 6,42m. 6,59m. + 0,18m. 2,15m. 0,17m. + 2,23m. + 1,48m. + 2,22m. + 1,00m. + 2,22m. 0,20m. 0,97m. +0,75m. 5,42m. 0,20m. 2,70m.
5,99m. 0,20m. 1,07m. 0,20m. 9,24m. 6,77m. 2,15m. 9,32m. 0,20m. 1,72m. 5,42m. 0,20m. 2,70m. 5
En la realización del esquema de instalación se debe indicar longitudes de los tramos, artefactos, sus consumos y los nodos. Se determinan nodos en aquellas partes de la instalación donde se ubican piezas T (ejemplos casos A y B de la figura 2), y se las identifican con letras mayúsculas.
Figura 2 Axonométrica de la instalación de gas
6
Para nuestro caso calcularemos por pérdidas de por accesorios un 30% sobre la longitud real. Tabla de dimensionamiento para gas natural Tramo
Consumo l/h
Long. real m
(Del artefacto al Medidor)
Long. equivalente m
Long. de cálculo m
(30% por accesorios sobre la long. real)
(Long. real+ Long. equivalente)
Ø mm
Ø mm
(tabla 3)
(adoptado)
1
2
3
4
5
6
7
Tramo 4 D
970
25,22m.
7,57m.
32,79m.
19
19
Tramo 3 D
860
19,63m.
5,89m.
25,52m.
13
13
Tramo D C
1830
25,22m.
7,57m.
32,79m.
19
19
Tramo 1B C
270
18,36m.
5,51m.
23,87m.
9,5*
13
Tramo C B
2100
25,22m.
7,57m.
32,79m.
19
19
Tramo B A
3090
25,22m.
7,57m.
32,79m.
25
25
Tramo A M
3090
25,22m.
7,57m.
32,79m.
25
25
Tramo 2 E
240
19,96m.
5,99m.
25,52m.
9,5*
13
Tramo 1A E
270
10,84m.
3,25m.
14,09m.
9,5*
13
Tramo E B
510
19,96m.
5,99m.
25,52m.
13
13
Tramo 6 F
240
17,04m.
5,11m.
22,15m.
9,5*
13
Tramo 5 F
240
11,82m.
3,55m.
15,37m.
9,5*
13
Tramo F B
480
17,04m.
5,11m.
22,15m.
9,5*
13
* El diámetro 9,5 no está autorizado para su uso en una instalación, es así que debe adoptarse el valor próximo siguiente.
8
Tabla 1 - Diámetro de Prolongación para medidores domésticos en Gas Natural Cantidad de medidores
Longitud de la prolongación en metros 2
4
6
8
10
15
20
25
30
35
40
45
50
60
70
80
90
100
1
19
19
19
19
19
19
19
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25
32
2
19
19
19
19
19
25
25
25
25
25
25
25
25
32
32
32
32
32
3
19
19
19
19
25
25
25
25
25
32
32
32
32
32
32
32
32
32
4
19
19
25
25
25
25
25
32
32
32
32
32
32
32
38
38
38
38
5
19
25
25
25
25
25
25
32
32
32
32
32
32
32
38
38
38
38
6a8
25
25
25
32
32
32
32
38
38
38
38
38
38
51
51
51
51
51
9 a 11
25
25
32
32
32
38
38
38
38
38
51
51
51
51
51
51
51
51
12 a 14
25
32
32
32
32
38
38
38
51
51
51
51
51
51
51
51
51
51
15 a 17
32
32
32
32
38
38
51
51
51
51
51
51
51
51
51
51
63
63
18 a 20
32
38
38
38
38
51
51
51
51
51
51
51
51
63
63
63
63
63
21 a 25
38
38
38
38
51
51
51
51
51
51
63
63
63
63
63
63
63
63
26 a 30
38
38
38
51
51
51
51
51
63
63
63
63
63
63
63
63
63
63
31 a 35
38
38
51
51
51
51
63
63
63
63
63
63
63
76
76
76
76
76
36 a 40
51
51
51
51
51
63
63
63
63
63
63
63
76
76
76
76
76
76
41 a 45
51
51
51
51
51
63
63
63
63
63
63
76
76
76
76
76
76
101
46 a 50
51
51
51
51
51
63
63
63
63
63
76
76
76
76
76
76
101
101
51 a 60
51
51
51
63
63
63
63
76
76
76
76
76
76
101
101
101
101
101
61 a 70
51
51
63
63
63
76
76
76
76
76
101
101
101
101
101
101
101
101
71 a 80
51
51
63
63
63
76
76
76
76
101
101
101
101
101
101
101
101
101
81 a 90
51
63
63
63
76
76
76
101
101
101
101
101
101
101
101
101
101
126
91 a 100
51
63
63
76
76
76
101
101
101
101
101
101
101
101
101
126
126
12``6
9
Tabla 2 – Consumo medio de artefactos domésticos Artefactos
Kcal/h
KJ/h
800 – 1000 1200 – 1400 2000 2500 – 4000
3360 – 4200 5040 – 5800 8400 10500 – 16800
4700 – 5000 11500 – 12500 15000 – 16000 18000 – 19000 21000 – 22400 24000 – 25500
19740 – 21000 48300 – 52500 63000 – 67200 75600 – 79800 88200 – 94080 100800 – 107100
4000 – 5000 5000 – 6500 6500 – 8000 8000 – 9500
16800 – 21000 21000 – 27300 27300 – 33600 33600 – 39900
1000 – 2500 2000 – 3000 3000 – 4500 4000 – 6000 6000 – 9000 7000 – 10000
4200 – 10500 8400 – 12600 12600 – 18900 16800 – 25200 25200 – 37800 29400 - 42000
Cocinas
Quemadores de hornallas chicos Quemadores de hornallas medianos Quemadores de hornallas grandes Quemadores de horno Calefones
De 3 litros / minuto De 8 litros / minuto De 10 litros / minuto De 12 litros / minuto De 14 litros / minuto De 16 litros / minuto Termotanques
De 50 litros de capacidad De 75 litros de capacidad De 110 litros de capacidad De 150 litros de capacidad Estufas (Tiro Natural o Tiro Balanceado)
De 2500 Kcal / h De 3000 Kcal / h De 4500 Kcal / h De 6000 Kcal /h De 9000 Kcal / h De 10000 Kcal / h
10
Tabla 3 caudal de litros de gas por hora, para cañerías de diferentes diámetros y longitudes Densidad 0,65 Long. de cañería en mts.
2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 55
Para caída de presión h = 10mm
Diámetros de la cañería en mm y pulgadas 9,5 o 3/8"
13 o 1/2"
19 o 3/4"
25 o 1"
32 o 11/4"
38 o 11/2"
51 o 2"
1.745 1.425 1.235 1.105 1.005 930 870 820 780 710 660 615 580 550 525 500 480 465 450 435 420 410 400 390 380 370 360 355 350 330
3.580 2.925 2.535 2.265 2.070 1.915 1.790 1.690 1.600 1.460 1.355 1.265 1.195 1.130 1.080 1.035 990 960 925 895 870 845 820 800 780 765 745 730 715 685
9.895 8.065 6.985 6.250 5.705 5.280 4.940 4.655 4.420 4.035 3.735 3.495 3.290 3.125 2.980 2.850 2.740 2.640 2.550 2.470 2.395 2.330 2.265 2.210 2.155 2.105 2.060 2.015 1.975 1.885
20.260 16.540 14.325 12.810 11.625 10.835 10.130 9.550 9.060 8.270 7.655 7.160 6.750 6.405 6.105 5.845 5.620 5.415 5.230 5.065 4.910 4.775 4.650 4.525 4.420 4.320 4.220 4.135 4.035 3.860
35.695 28.900 25.080 22.685 20.435 18.920 17.695 16.685 15.825 14.450 13.375 12.510 11.795 11.190 10.670 10.215 9.815 9.460 9.135 8.850 8.580 8.340 8.120 7.910 7.720 7.545 7.375 7.225 7.075 6.750
55.835 45.585 39.480 35.310 32.230 29.845 27.910 26.320 24.965 22.790 21.100 19.595 18.605 17.655 16.830 16.110 15.485 14.920 14.100 13.955 13.535 13.155 12.805 12.480 12.180 11.900 11.635 11.395 11.165 10.845
114.615 93.580 81.050 72.490 66.165 61.265 57.295 54.025 51.245 46.790 43.315 40.515 38.190 36.240 34.550 33.060 31.785 30.630 29.580 29.075 27.785 27.005 26.295 25.615 25.005 24.430 23.885 23.395 22.920 21.850
63 o 21/2
198.330 161.915 140.219 125.419 114.511 106.025 99.165 93.479 88.689 80.957 74.963 70.109 66.110 62.709 59.794 57.244 54.991 53.002 51.202 49.582 48.094 46.739 45.496 44.344 43.277 42.279 41.349 40.478 39.660 37.815 11
60 65 70 75 80 90 95 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200
315 305 295 285 275 260 250 245 235 225 215 205 200 195 190 185 175 170
655 630 605 585 565 535 520 505 485 460 445 430 415 400 390 380 370 360
1.805 1.730 1.670 1.615 1.565 1.470 1.435 1.400 1.330 1.275 1.225 1.180 1.140 1.105 1.070 1.045 1.015 990
3.695 3.550 3.420 3.310 3.200 3.015 2.940 2.865 2.730 2.615 2.515 2.420 2.340 2.265 2.195 2.135 2.070 2.025
6.460 6.210 5.980 5.780 5.595 5.270 5.135 5.005 4.770 4.570 4.390 4.230 4.090 3.955 3.835 3.730 3.625 3.540
10.190 9.695 9.430 9.115 8.830 8.315 8.100 7.895 7.530 7.210 6.930 6.670 6.450 6.140 6.050 5.890 5.730 5.580
20.920 20.105 19.360 18.715 18.120 17.070 16.630 16.205 15.460 14.800 14.225 13.695 13.340 12.815 12.425 12.085 11.765 11.460
36.205 34.784 33.521 32.383 31.354 29.563 28.774 28.043 26.738 25.600 24.896 23.701 22.898 22.170 21.509 20.902 20.344 19.830
Tabla 4 de dimensionamiento para utilizar Tramo
1
Consumo l/h
2
Long. real m
Long. equivalente m
Long. de cálculo m
(Del artefacto al Medidor)
(30% por accesorios)
(Long. real+ Long. equivalente)
3
4
5
Ø mm
Ø mm
(adoptado) 6
7
12
3. Cálculo de Número de Cilindros necesarios (en caso de no haber red domiciliaria de gas)
En el dimensionamiento de la capacidad de una Batería de cilindros, se deberán considerar los siguientes factores: 1. Cantidad de Gas que puede vaporizar un cilindro en condiciones ambientales, según el rango. 2. Consumo de la Instalación, teniendo en cuenta los Factores de Simultaneidad o Factores de Uso. 3. Prever una reserva adecuada, con un plazo de reposición no inferior a 15 días. 1.
Cantidad de Gas en régimen continuo, que provee 1 Cilindro: Depende de la zona en la que se encuentra ubicada
13
De Tabla Temperaturas y Humedad relativa de las diversas localidades, según la zona, con dichos datos verificar en Tabla Cantidad de gas que provee un cilindro en régimen continúo el rango que corresponde: Tabla 6 Cantidad de gas que provee un cilindro en régimen continuo
RANGO
B C D
TEMPERATURA MINIMA MEDIA (c)
A
HUMEDAD RELATIVA MEDIA (%)
- 10 - 5 + 0,5 + 5
CONSUMO POR CILINDRO EN REGIMEN CONTINUO ( kcal./h.)
65 60 60 60
6.000 8.000 9.000 11.000
Por Ejemplo si el proyecto esta ubicado en la ciudad de Balcarce, corresponde una temperatura media de 3,5 y humedad relativa de 83, se verifica que corresponde el Rango C , cuyo rendimiento es de 9.000Kcal/ H 2. Factores de Simultaneidad o Factores de Uso (utilizados para transferir consumo continuo los consumos intermitentes): Aplicar a cada uno de los artefactos del
proyecto Tabla 7 ARTEFACTOS Cocina Calentador de Agua Instantáneo o calefón Calentador de Agua por Acumulación o termotanque. Estufa Caldera para Calefacción Heladera Calentador de Aire del tipo central
FACTOR DE USO 0. 40 0, 125 0, 40 0, 50 0, 50 0, 25 0, 70
Tomando como ejemplo el del cálculo de la cañería interna: Caudal máximo a consumir : es el total de gas a consumir de los artefactos instalados, en un tiempo determinado, en m3 /h o lts./h. • • • • • • •
Estufa (1 A) Estufa (1 B) Estufa (2) Termotanque (3) Cocina (4) Estufa (5) Estufa (6)
2500 Kcal/h 2500 Kcal/h 2200 Kcal/h 8000 Kcal/h 9000 Kcal/h 2200 Kcal/h 2200 Kcal/h TOTAL
x 0,50 x 0,50 x 0,50 x 0,40 x 0,40 x 0,50 x 0,50
= 1250 Kcal/h = 1250 Kcal/h = 1100 Kcal/h = 3200 Kcal/h = 3600 Kcal/h = 1100 Kcal/h = 1100 Kcal/h 12600 Kcal/h
14
N ° de Cilindros necesarios
= Consumo total de cálculo Consumo por cilindro en régimen (o consumo abastecido por cilindro del Rango C)
12600 Kcal./h N ° de Cilindros necesarios
=
9000 Kcal./h
= 1,4
→
*
2 cilindros en uso + 2 cilindros en reserva (el primer decimal (4) es distinto de cero
*En los casos que el resultado de: Primer decimal es cero (0), luego se redondea en menos (por defecto). Se considera 1 cilindro es uso y 1 cilindro en reserva. Primer decimal distinto de cero (0), se redondea en más (por exceso). Se considerará 1 cilindro más en uso (en total 2 cilindros) y 1 cilindro más en reserva (en total 2 cilindros).
3. Distancia de los Cilindros a las Aberturas, según cantidad en batería:
Cilindros funcionando
Cilindros de Reserva
Total
Distancia mín. aberturas y/o fuegos abiertos (mts.)
2 3 4 5 6 7 8 a 10 11 a 25 26 a 50
2 3 4 5 6 7 8 a 10 11 a 25 26 a 50
4 6 8 10 12 14 16 a 20 22 a 50 52 a 100
2 2, 50 3 5 7 9 10 12 15
* Capacidad de Cilindros:
- Garrafas: 5 - 10 - 12 y 15 Kg. = ~ 100 hs de funcionamiento normal de 1 mechero. - Cilindros: ~ = 24 m 3 = 537.120 kcal.
15
Tabla 8
Consumo promedio en Calorías / hora de Artefactos Domésticos
Cocinas Quemadores de hornallas chicos Quemadores de hornallas grandes Quemadores de horno
800 /1000 kcal/h 2000 kcal/h 2500 / 4000 kcal/h
-
Calentadores de agua instantáneo (Calefón)
De 12 lts.de capacidad De 14 lts.de capacidad De 16 lts.de capacidad
18000 kcal/h 21000 / 22500 kcal/h 24000 / 25500 kcal/h
Calentadores de agua por Acumulación de rápida recuperación (termotanques) Se calcula 20 litros por artefacto a abastecer.
De 50 lts. de capacidad De 75 lts. de capacidad De 110 lts. de capacidad De 150 lts. de capacidad De Alta Recuperación lts.
4000 / 5000 kcal./h. 5000 / 6500 kcal./h 6500 / 8000 kcal./h 8000 / 9500 kcal./h
Calefactores o Estufas de ambiente domésticos y balanceados
2.500 - 3.000 - 4.500 - 6.000 - 9.000 - 10.000 kcal./h.
Bibliografía: • • • • • •
Instalaciones de Gas – Ing. Quadri N. Instalaciones de gas – Arq. Lemme J Disposiciones y normas mínimas para la ejecución de instalaciones domiciliarias de gas – Metrogas Disposiciones y normas mínimas para la ejecución de instalaciones domiciliarias de gas Camuzi Pampeana Reglamentación vigente de gas - Camuzzi Ficha Instalaciones de gas Arq. Colavino
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