Anexos de Calculo Piscina

DISEO DE INSTALACIONES DE MXIMA EFICIENCIA EN PISCINAS

CLIMATIZADAS.

Proyecto fin de carrera. LAURA MORENO CORRALES. Pgina 1

3.- ANEXOS DE CLCULO.

3.1.- NECESIDADES DESHUMIDIFICACIN.

La evaporacin en la lmina de agua ser tanto mayor cuanto mayor sea la

ocupacin de la piscina, y en particular el nmero de baistas, porque la mayor

interaccin entre agua y aire en flujo turbulento que se crea como consecuencia del

chapoteo, favorece la evaporacin . Adems una elevada velocidad del aire tambin

favorece la evaporacin .

Existen dos factores adicionales que suponen un aporte de humedad extra al

ambiente y que debemos de considerar para calcular el incremento de humedad

absoluta:

1.- Carga latente de los propios baistas y del pblico en general, que es

un factor importante en las piscinas de competicin, porque la ocupacin de las gradas

es elevada.

2.- El aire exterior de ventilacin , que en algunos casos puede tener ms

humedad absoluta que el aire ambiente interior, y esto supone un aumento de la

humedad ambiental, aunque en la mayora de los casos ocurre justo lo contrario

ayudando a deshumectar por estar este aire exterior ms seco que el interior.

Para calcular la cantidad de agua evaporada se ha utilizado la frmula de

Bernier :

(Kg/h)

Me = masa de agua evaporada [kg/h]

S= superficie de piscina (m2)


CLIMATIZADAS.


We=humedad absoluta del aire saturado a la temperatura del agua (kgag/kga)

[Tabla: 0.0213 kg agua/kg aire]

Was=humedad absoluta del aire saturado a la temperatura del aire interior

(kgag/kga) [Tabla: 0.024 kg agua/kg aire]

Ga=grado de saturacin [65%]

n= nmero de nadadores por m2 de superficie de lmina de agua.

N=nmero total de ocupantes (espectadores).

En la frmula de Bernier podemos ver que el agua evaporada depende de la

diferencia entre humedad absoluta en la saturacin a la temperatura del agua y la

humedad absoluta del aire ambiente, y por supuesto, del nmero de baistas. Por

tanto, cuanto mayor sea la temperatura del agua ser mayor su humedad absoluta en

la saturacin y como consecuencia aumentar la cantidad de agua evaporada, en las

mismas condiciones del aire ambiente. Por el contrario, si la temperatura del aire

interior, su humedad relativa, o ambas bajan, su humedad absoluta disminuye y, como

consecuencia, aumenta la evaporacin. Por tanto, es conveniente que la temperatura

del agua no sea excesivamente alta y que la temperatura del aire sea siempre mayor

que la del agua para que la evaporacin y las condiciones de confort sean las

adecuadas.

En las lneas siguientes se reflejan las condiciones de clculo que hemos

introducido en la frmula de Bernier y a partir de la misma hemos obtenido la masa de

agua que debemos de evaporar para obtener las condiciones climticas ptimas en la

piscina cubierta.

Nmero de nadadores en la piscina principal: 60

Nmero de nadadores en la piscina complementaria: 15

Nmero de espectadores (slo se ha considerado en el vaso principal): 25


CLIMATIZADAS.


rea del vaso principal: 415 m2

rea del vaso complementario: 132,8 m2

Temperatura del aire ambiente : 28C

Temperatura de los vasos de piscina: 26C

Humedad relativa: 65%

Masa de agua evaporada en el vaso principal : 85,834 kg/h

Masa de agua evaporada en el vaso complementario : 23,48 kg/h

Despus de aplicar los datos especificados anteriormente a la frmula de

Bernier, la cantidad de agua que debemos de evaporar ser:

MASA TOTAL DE AGUA EVAPORADA: 104,314 kg/h


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3.2.- PRDIDAS DE CALOR EN LOS VASOS DE LAS PISCINAS.

3.2.1.- PRDIDAS POR EVAPORACIN.

Cuando el agua se evapora del vaso de la piscina se absorbe calor por lo

que se produce un enfriamiento del resto del agua de la piscina que no se evapora, es

decir, se poduce un descenso de la temperatura del agua del vaso. Por tanto, cuanto

mayor sea la evaporacin mayor ser el enfriamiento que sufre el agua del vaso y a su

vez mayores sern las necesidades que habr que aportar para mantener constante la

temperatura del vaso de la piscina. Para calcular las prdidas por evaporacin

utilizamos la frmula:

[w]

Todos los datos que se necesitan para realizar el clculo de las prdidas de

evaporizacin se han indicado en el apartado anterior (clculo de las necesidades de

deshumectacin) salvo el dato de 677.8 wh/kg que representa el calor de

vaporizacin del agua para una temperatura de 26C.

Las prdidas de EVAPORACIN que hemos obtenido son:

Prdidas por evaporacin en el vaso principal: 56.483,78 w

Prdidas por evaporacin en el vaso complementario : 15.916,68 w


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3.2.2.- PRDIDAS POR RADIACIN.

Para calcular las prdidas que el vaso de la piscina sufre debido a la

radiacin se utiliza la frmula de Stefan Boltzmann . Estas prdidas estn en funcin

de la diferencia entre la temperatura media de los cerramientos y la del agua. Ambas

temperaturas estn elevadas a la cuarta potencia y estn expresadas en grados Kelvin

(K=C+273):

[w]

D=constante de Stefan-Boltzmann= 5.67x10-8 w/m 2K4

E=emisividad del agua=0.95

Tag= Temperatura del agua (K)= 26 + 273 = 299K

Tc=Temperatura superficial de los cerramientos (K)= 25 + 273= 298 K

Svaso=Superficie de los vasos de las piscinas (Estn ya definidas)

En el caso de las piscinas cubiertas los cerramientos deben encontrarse a

muy pocos grados de temperatura por debajo (Tc=25C) dependiendo del tipo de

cerramiento y coeficiente de transmisin de calor, de la del aire ambiente, y por tanto a

muy poca diferencia con la del agua, por tanto estas prdidas por radiacin en piscinas

cubiertas se consideran generalmente despreciables.

Las prdidas por RADIACIN que hemos obtenido son:

Prdidas por radiacin en el vaso principal: 2.378 w

Prdidas por radiacin en el vaso complementario: 761 w


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3.2.3.- PRDIDAS POR CONVECCIN.

Las prdidas por conveccin en el caso de piscinas cubiertas son

prcticamente despreciables, y la explicacin es porque al aplicar la frmula que nos

permite calcular estas prdidas su valor resultante es muy pequeo, debido a que la

diferencia de temperatura con la cual trabajamos en las piscinas climatizadas es muy

pequea. Para calcular las prdidas por conveccin utilizamos la frmula que se

detalla a continuacin:

[w]

Constante =0.6246

Tag=Temperatura del vaso de agua (26C)

Ta=Temperatura del aire (28C)

Svaso=Superficie de los vasos de las piscinas.

Vaso principal: 415 m 2

Vaso complementario: 132,8 m2

Las prdidas por CONVECCIN que hemos obtenido son:

Prdidas por conveccin en el vaso principal: -653 w

Prdidas por conveccin en el vaso complementario: -209 w


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3.2.4.- PRDIDAS POR RENOVACIN.

En una piscina cubierta existen prdidas continuas de agua, desde la

evaporada, a la que los propios baistas sacan del vaso del agua, o la gastada en la

limpieza de fondos y filtros. Sin embargo, estas cantidades son muy inferiores al 5%

del volumen total del vaso que obligatoriamente por normativa, debido a razones

higinicas sanitarias, debe reponerse diariamente. Esta renovacin, conlleva que las

prdidas de calor por este concepto sean importantes, y en todo caso dependern de

la temperatura del agua de la red y de la temperatura del agua de la piscina que se

pretenda alcanzar. Estas prdidas se pueden calcular utilizando la siguiente frmula:

[w]

Vr=Volumen de agua de renovacin (m3) (5% volumen del vaso )

Volumen de la piscina principal/ (5% Vtotal): 747 m3 /37,35 m3

Volumen de la piscina complementaria/ (5% Vtotal): 159,36 m3 /7,97 m3

D= Densidad del agua=1000kg/m 3

Ce=Calor especfico del agua=1.16 (wh/kgC)

Ta= Temperatura del agua de la piscina (26C=299 K)

Tx=Temperatura del agua de la red (10C=283 K)

(1/24): Este trmino se coloca en la expresin para cambiar las prdidas por

renovacin de las unidades de wh a prdidas diarias en ambos vasos de la piscina.


CLIMATIZADAS.


Las prdidas por RENOVACIN (diarias) que hemos obtenido son:

Prdidas por renovacin en el vaso principal: 28.884 w

Prdidas por renovacin en el vaso complementario: 6.161,92 w


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3.2.5.- PRDIDAS POR TRANSMISIN.

Estas prdidas dependern de las caractersticas constructivas del vaso (enterado, vistoetc.) y del coeficiente de transmisin trmica del material empleado.

En el caso ms habitual del vaso de hormign construido dentro del propio stano del

recinto las prdidas por transmisin se calculan utilizando la frmula:

[w]

Ct= Coeficiente de transmisin de muros y solera (1.50w/m2C)

S= Superficie de cerramiento del vaso

Piscina principal = Permetro +Tapa inferior: 149,76+415=564,76 m2

P. complementaria =Permetro + Tapa inferior: 59,04+132,8=191,84 m2

Tag=Temperatura del agua de la piscina (26C)

Tex=Temperatura exterior al cerramiento (stano) (15C)

Las prdidas por TRANSMISIN que hemos obtenido son:

Prdidas por transmisin en el vaso principal: 9.318,54 w

Prdidas por transmisin en el vaso complementario: 3.165,36 w


CLIMATIZADAS.


En la tabla siguiente mostramos un cuadro resumen de todas las prdidas

que tenemos en una piscina climatizada y que hemos ido detallando anteriormente con

las definiciones de cada una de las mismas:

VASO PRINCIPAL (W) VASO COMPLEMENTARIO(W)

PRDIDAS EVAPORACIN 56.483,78 15.916,68

PRDIDAS RADIACIN 2.378 761

PRDIDAS CONVECCIN -653 -209

PRDIDAS RENOVACIN 28.884 6.161,92

PRDIDAS TRANSMISIN 9.318,54 3.165,36

PRDIDAS TOTALES 96.411,32 (w) 25.795,96 (w)

Para cubrir las prdidas del vaso de la piscina se utiliza inicialmente los

condensadores de agua-agua de la BCP, para aquellos casos en que stos sean

insuficientes entonces utilizaremos la energa solar (circuito primario) y como ltima

alternativa para cubrir las prdidas utilizaremos la caldera de Biomasa.


CLIMATIZADAS.


En la siguiente grfica se recogen las prdidas de calor que existen en los

vasos de ambas piscinas de nuestro complejo deportivo.


CLIMATIZADAS.


3.3.- POTENCIA NECESARIA PARA PUESTA A REGIMEN.

Cuando haya que llenar el vaso de la piscina completamente con agua de la

red, la potencia calorfica necesaria es superior a la de mantenimiento, que es la suma

de todas las potencias que hemos calculado en el apartado 4.2. Para calcular la

potencia de puesta a rgimen debemos de utilizar la frmula siguiente:

[w]

V=Volumen del vaso de la piscina.

Vaso principal: 747 m 3.

Vaso pequeo: 159,36 m3.

D=Densidad del agua (1000 kg/m 3)

Ce=Calor especfico del agua (1.16 wh/kgC )

Tag=Temperatura del agua de la piscina (26C)

Tx=Temperatura de llenado de la red (10C)

T=Tiempo de puesta en rgimen (6 das=144h )

En este proyecto se han considerado 6 das de puesta a rgimen porque

para esta situacin la potencia que tenemos que utilizar tiene un valor aproximado a la

suma total de todas las prdidas que existen en los vasos de nuestra piscina, y de esta

forma evitamos utilizar aparatos de mayor potencia de la necesaria. Esta medida

tambin la hemos podido tomar porque durante la puesta a rgimen la piscina estar


CLIMATIZADAS.


cerrada. Dicha puesta a rgimen se realizar cada vez que sea necesaria tanto por

motivos higinicos o de normativa.

Las potencia por PUESTA EN MARCHA que hemos obtenido son:

Potencia por puesta en marcha en el vaso principal: 96.280 w

Potencia por puesta en marcha en el vaso complementario: 20.539,73 w


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3.4.- PERDIDAS DE CALOR POR PAREDES (CERRAMIENTOS).

La transmisin de calor por paredes (cerramientos en general) se entiende a

efectos de clculo como la energa que se transfiere a travs de las mismas. Su

expresin de clculo se desprende da la ecuacin de transferencia de calor por

conduccin, para el caso unidimensional:

[w]

K: coeficiente de conductividad del material (W/m2K)

S: Superficie neta del cerramiento (m2)

Tinterior -Texterior : Diferencia de temperatura (K).

3.4.1.- SUPERFICIE NETA DEL CERRAMIENTO (S)

La superficie neta se considera aquella que es perpendicular a la transmisin

de calor entre los dos espacios, y consta del mismo material constructivo. Por ejemplo,

en una pared, si a la superficie total le restamos la debida a la superficie de las

ventanas, puertas. etc., obtendremos la superficie neta con un mismo valor de K.


CLIMATIZADAS.


3.4.2.- COEFICIENTE DE CONDUCTIVIDAD TRMICA.

El K de un material nos indica el grado de aislamiento que este proporciona a

ambos lados del cerramiento. Cuanto mayor es el valor de la K ms energa calorfica

puede transmitir.

Este coeficiente vara en funcin del material que compone la pared, as

como de las caractersticas del fluido a ambas partes del cerramiento. En este

proyecto hemos especificado todas los cerramientos y cada una de las K

correspondientes han sido tomadas del libro MANUAL DE AIRE ACONDICIONADO

donde aparecen tabuladas.


CLIMATIZADAS.


3.4.3.- FACHADA (ZONA SUR) DE LA PISCINA.

Las caractersticas de la fachada son las recogidas en el siguiente prrafo:

rea de la fachada: 117.21 m2

Temperatura interior: 28 C

Temperatura exterior: (consideramos la temperatura inferior de todo el rango

de valores que podemos considerar entre los meses comprendidos entre octubre y

mayo) 6 C

K: Coeficiente de transmisin global con las siguientes caractersticas:

Constitucin del paramento: Paneles prefabricados (hormign o arena) 10

y 15 cm.

Constitucin del muro: Hormign (ligero) 1300 kg/m3 espesor 10 cm con un

enlucido ligero de 20 mm 1.56 Kcal/ (hm 2C)

El calor transferido a travs de la fachada se obtiene aplicando la frmula

definida en el apartado 3.4:

Qtransferido = 4.022,65 Kcal/h=4.667,5 w


CLIMATIZADAS.


3.4.4.- CUBIERTA (ZONA SUR) DE LA PISCINA.

En el caso de la cubierta (situacin de los paneles solares) hemos decidido

dividir la misma en cuatro zonas donde en cada una de las cuales hemos determinado

las correspondientes reas:

rea de la cubierta zona 1: 68.88 m2





Temperatura exterior: 6 C

K: Coeficiente de transmisin global de todas las zonas que componen la

cubierta con las siguientes caractersticas:

Naturaleza del piso o pavimento: Espesor del techo 20 cm y peso del

material (454 kg/m3)

Techo: Suspendido con losas acsticas y aislante encima del pavimento de

50mm 0.49 Kcal/ (hm 2C)

El calor transferido a travs de cada una de las zonas de la cubierta se

obtiene aplicando la frmula definida en el apartado 3.4:

Qtransferido (Zona 1)= 742,53 Kcal/h=863,41 w

Qtransferido (Zona 2)= 5.360,9 Kcal/h=6.233,5 w




CLIMATIZADAS.


3.4.5.- FACHADA (ZONA NORTE) DE LA PISCINA.

En el caso de la fachada de la zona norte est constituida por una gran

cristalera, que permite el paso de la luz a travs de la misma iluminando la zona de la

piscina cubierta.

rea de la cristalera: 107.18 m2

rea de la puerta de acceso: 3.68 m2

rea de la fachada encima de la cristalera: 106.04 m2



K: Coeficiente de transmisin global de la fachada encima de la cristalera

con las siguientes caractersticas:


y 15 cm.



K: Coeficiente de transmisin global de la cristalera con las siguientes

caractersticas:

Vidrio: Tipo de posicin vertical doble con un espesor de la lmina de aire de

13 mm con un chasis doble 2.7 Kcal/ (hm 2C)


CLIMATIZADAS.


K: Coeficiente de transmisin global de la puerta de acceso con las

siguientes caractersticas:

Puerta de acceso: Con un doble chasis para un espesor de la puerta de 2.5

cm. 1.7 Kcal/ (hm 2C)

El calor transferido a travs de cada una de las zonas de la fachada norte se


Qtransferido (Hormign)= 3.639,30 Kcal/h=4.231,73 w

Qtransferido (Cristalera)= 6.366,5 Kcal/h=7.403 w

Qtransferido (Puerta)= 137,64 Kcal/h=160 w


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3.4.6.- FACHADA (ZONA ESTE) DE LA PISCINA.

En el caso de la fachada de la zona este est constituida por varias puertas, una ventana y el resto es una fachada de hormign.

rea de la puerta de acceso 1: 7.13 m2

rea de la puerta de acceso 2: 3.8 m2

rea de la fachada sin puerta y sin ventana: 88.76 m2

rea de la zona de acceso a la pista de baloncesto: 32.1 m2



K: Coeficiente de transmisin global de la fachada sin puerta y sin ventana

con las siguientes caractersticas:


y 15 cm.



K: Coeficiente de transmisin global de la cristalera con las siguientes

caractersticas:

Vidrio: Tipo de posicin vertical doble con un espesor de la lmina de aire de

13 mm con un chasis doble 2.7 Kcal/ (hm 2C)


CLIMATIZADAS.


K: Coeficiente de transmisin global de la puerta de acceso con las


Puerta de acceso: Con un doble chasis para un espesor de la puerta de 2.5

cm. 1.7 Kcal/ (hm 2C)

K: Coeficiente de transmisin global de la zona de acceso al polideportivo

que est en la zona superior de la piscina con las siguientes caractersticas:



Techo: Suspendido con losas acsticas y sin aislante.

1.02 Kcal/ (hm 2C)

El calor transferido a travs de cada una de las zonas de la fachada este se


Qtransferido (Hormign)= 3.046,24 Kcal/h=3.542,14 w

Qtransferido (Puertas de acceso)= 408,6 Kcal/h=475,1 w

Qtransferido (Ventana)= 314,23 Kcal/h=365,37 w

Qtransferido (Zona acceso)= 987,25 Kcal/h=1.148 w


CLIMATIZADAS.


3.4.7.- FACHADA (ZONA OESTE) DE LA PISCINA.

En el caso de la fachada de la zona oeste est constituido por una fachada de hormign principalmente.

rea de la fachada de hormign: 132.75 m2

rea de la zona de acceso a la pista de baloncesto: 44 m2



K: Coeficiente de transmisin global de la fachada de hormign con las



y 15 cm.



K: Coeficiente de transmisin global de la zona de acceso al polideportivo

que est en la zona superior de la piscina con las siguientes caractersticas:



Techo: Suspendido con losas acsticas y sin aislante.

1.02 Kcal/ (hm 2C)


CLIMATIZADAS.


El calor transferido a travs de cada una de las zonas de la fachada este se


Qtransferido (Hormign)= 4.556 Kcal/h=5.297,7 w

Qtransferido (Zona acceso)= 987,36 Kcal/h=1.148 w

Sumando todas las reas finalmente obtendremos que el calor total que se

pierde a travs de los cerramientos, es aproximadamente:

Qtransferido (total)=35.223 Kcal/h=40.957 w


CLIMATIZADAS.


3.5.- PERDIDAS POR VENTILACIN.

La ventilacin es el sistema por el cual se asegura que el local a condicionar

presenta un aire de una calidad aceptable para las personas que lo ocupan. Se

encarga de realizar el aporte de aire del exterior y retirar parte del aire interior,

asegurando una recirculacin y renovacin del aire.

La ventilacin siempre ser un factor desfavorable para el clculo de cargas,

ya que siempre retira aire del interior a la temperatura y humedad deseadas para

introducir aire del exterior, que deber ser tratado.

[w]

Q: Caudal de aire por persona: 10 l/s persona 36 m 3/h persona

N: Nmero de personas: 100 personas

Texterior : Temperatura del exterior: 28C

Tinterior : Temperatura del interior del recinto: 6C

: Densidad del aire: 1.2 kg/m 3

Cespecfico : Calor especfico del aire: 0.24 Kcal/ (kg C) (1kw=860 Kcal/h)

Aplicando la frmula obtenemos unas prdidas por ventilacin de:

Prdidas por ventilacin: 26.523 w


CLIMATIZADAS.


CUADRO RESUMEN DEMANDA DE ENERGA

PRDIDAS VASO PISCINA PRINCIPAL

PRDIDAS POR EVAPORACIN 56.483,78 (w)

PRDIDAS POR RADIACIN 2.378 (w)

PRDIDAS POR CONVECCIN -653 (w)

PRDIDAS POR RENOVACIN 28.884 (w)

PRDIDAS POR TRANSMISIN 9.318,54 (w)

PRDIDAS TOTALES 96.411,32 (w)

PRDIDAS VASO PISCINA COMPLEMENTARIA

PRDIDAS POR EVAPORACIN 15.916,68 (w)

PRDIDAS POR RADIACIN 761 (w)

PRDIDAS POR CONVECCIN -209 (w)

PRDIDAS POR RENOVACIN 6.161,92 (w)

PRDIDAS POR TRANSMISIN 3.165,36 (w)

PRDIDAS TOTALES 25.795,96 (w)

PRDIDAS CALEFACCIN

FACHADA SUR 4.667,50 (w)

CUBIERTA SUR (ZONA 1) 863,41 (w)

CUBIERTA SUR (ZONA 2) 6.233,50 (w)



PRDIDAS CERRAMIENTOS (SUR) 17.186,17 (w)

FACHADA NORTE (HORMIGN) 4.231,73 (w)

FACHADA NORTE (PUERTA) 160 (w)

FACHADA NORTE (CRISTALERA) 7.403 (w)

PRDIDAS CERRAMIENTOS (NORTE) 11.794,73 (w)

FACHADA ESTE (HORMIGN) 3.542,14 (w)

FACHADA ESTE (PUERTA) 475,1 (w)

FACHADA ESTE (VENTANA) 365,37 (w)

FACHADA ESTE (ZONA ACCESO) 1.148 (w)

PRDIDAS CERRAMIENTOS (ESTE) 5.530,61 (w)

FACHADA OESTE (HORMIGN) 5.297,70 (w)

FACHADA OESTE (ZONA OESTE) 1.148 (w)

PRDIDAS CERRAMIENTOS (OESTE) 6.445,7 (w)

PRDIDAS TOTALES CERRAMIENTOS 40.957,21 (w)

PRDIDAS POR VENTILACIN

VENTILACIN 26.523 (w)


CLIMATIZADAS.


En la siguiente grfica se recogen las prdidas de calor que existen en este tipo de instalacin expresadas porcentualmente.


CLIMATIZADAS.


3.6.- SELECCIN DE INTERCAMBIADORES.

El criterio que hemos seguido para elegir los intercambiadores es eligiendo

aquellos que tienen mayor superficie de intercambio efectiva porque presentan las

siguientes ventajas:

Permite trabajar con mayores saltos trmicos entre el fluido frio y el

fluido caliente.

El calor transferido es mucho mayor porque aunque sea menor el

coeficiente global de transferencia de calor al aplicar la formula de calor

transferido por un intercambiador siempre nos da mayor transferencia

de calor. En aquello casos dudosos, lo que se ha hecho es multiplicar

el coeficiente global por el rea efectiva y siempre se ha tomado de

todas las posibilidades aquellas que nos dan una transferencia de calor

mayor.

Q (calor transferido)= UA (T-t)

U: Coeficiente global de transferencia (W/m2K)

A: rea de transferencia (m2)

T-t: Salto de temperatura entre el fluido caliente y el fluido frio (K).

El nivel de ensuciamiento del intercambiador es ms pequeo y esto

nos ayuda a tener menor nmero de prdidas. Se produce una

desaceleracin del proceso de ensuciamiento.

Aunque la ventaja ms importante es que presentan menores prdidas con el

exterior y esto mejora el equipo que utilizamos desde el punto de vista energtico.

En el RITE se define la eficiencia de un intercambiador de calor como la

relacin entre la potencia trmica recibida por el fluido secundario y la mxima

potencia trmica que puede recibir y que depende de las condiciones de los fluidos

primarios y secundarios a la entrada del aparato.


CLIMATIZADAS.


3.6.1.- GENERACIN DE AGUA CALIENTE SANITARIA.

Previamente vamos a determinar la potencia que necesitamos para

conseguir que el agua acumulada se mantenga a 60 C. Hemos realizado el clculo

para el circuito primario y finalmente el clculo para el circuito secundario, donde la

nica diferencia est en el tiempo mnimo que necesitamos. La potencia se calcula

utilizando la siguiente frmula:

( )acumulacin redV T TPotenciaTiempo

=

CONDICIONES DE DISEO en el caso de PANELES SOLARE S:

Temperatura de agua en la red (C) 10

Temperatura de acumulacin (C) 60

Volumen de acumulacin (l) (2 depsitos de 1500 litro) 3.000

Tiempo de calentamiento mnimo (h). 5 h

Potencia de generacin del conjunto (Kcal/h)/Kw 30.000/34,88

CONDICIONES DE DISEO en el caso de CALDERA:

Temperatura de agua en la red (C) 10

Temperatura de acumulacin (C) 60

Volumen de acumulacin (l) (2 depsitos de 1500 litro) 3.000

Tiempo de calentamiento mnimo (h) 2 h

Potencia de generacin del conjunto (Kcal/h) /Kw 75.000/87,21


CLIMATIZADAS.


3.6.2.- INTERCAMBIADOR DE PANELES.

En este caso existe un nico intercambiador, situados entre el circuito primario de paneles y el depsito de acumulacin solar. En este caso, en el esquema

de inicio este intercambiador recibe el nombre de ES. Se ha optado por un

intercambiador de placas realizado en acero inoxidable.

Los datos de diseo considerados en su seleccin son los siguientes:

Caudal primario (circuito de paneles): 3.000 l/h

Temperatura de entrada (primario): 65C

Temperatura de salida (primario): 55C

Caudal del secundario(circuito del depsito): 3.000 l/h

Temperatura de entrada (secundario): 50C

Temperatura de salida (secundario): 60C

Potencia intercambiada: (Kcal/h ; Kw ) 30.000 Kcal/h ; 34,88 Kw


CLIMATIZADAS.



CLIMATIZADAS.


3.6.3.- INTERCAMBIADOR DE APOYO DE ACS.

En este caso, existe un nico intercambiador, situado entre el circuito

secundario de apoyo de caldera, y el depsito de apoyo de ACS. En este caso, en el

esquema de inicio este intercambiador recibe el nombre de ACS. Se ha optado por un

intercambiador de placas realizado en acero inoxidable.


Caudal primario (circuito de caldera): 7.500 l/h



Caudal del secundario(circuito del depsito): 7.500 l/h





CLIMATIZADAS.



CLIMATIZADAS.


3.6.4.- INTERCAMBIADOR DEL VASO DE LA PISCINA PRINCIPAL.

En este caso existe un nico intercambiador, que est situado entre el

circuito primario de paneles y el vaso principal de la piscina. En este caso, en el

esquema de inicio este intercambiador recibe el nombre de ES 1 y debe cubrir las

prdidas de calor del vaso principal de la piscina que han sido estimadas en

aproximadamente 96,5 Kw Se ha optado por un intercambiador de placas de acero

inoxidable.





Caudal del secundario(circuito del vaso piscina): 8.299 l/h





CLIMATIZADAS.



CLIMATIZADAS.


3.6.5.- INTERCAMBIADOR DEL VASO DE LA PISCINA

COMPLEMENTARIO.

En este caso existe un nico intercambiador, que est situado entre el

circuito primario de paneles y el vaso complementario de la piscina. En este caso, en

el esquema de inicio este intercambiador recibe el nombre de ES 2 y debe cubrir las

prdidas de calor del vaso complementario de la piscina que han sido estimadas en


inoxidable.










CLIMATIZADAS.



CLIMATIZADAS.


3.6.6.- INTERCAMBIADOR DE APOYO DEL VASO PRINCIPAL

(CALDERA)

En este caso existe un nico intercambiador, situado entre el circuito secundario de apoyo de la caldera, y el vaso de la piscina principal. En este caso, en

el esquema de inicio este intercambiador recibe el nombre de P1 y debe cubrir las

prdidas de calor del vaso principal de la piscina que han sido estimadas en


inoxidable.





Caudal del secundario(circuito de vaso piscina): 8.299 l/h





CLIMATIZADAS.



CLIMATIZADAS.


3.6.7.- INTERCAMBIADOR DE APOYO DEL VASO

COMPLEMENTARIO (CALDERA)

En este caso existe un nico intercambiador, situado entre el circuito

secundario de apoyo de la caldera, y el vaso de la piscina complementario. En el

esquema de inicio, este intercambiador recibe el nombre de P2 y debe cubrir las

prdidas de calor del vaso complementario de la piscina que han sido estimadas en


inoxidable.










CLIMATIZADAS.



CLIMATIZADAS.


3.7.- CALDERA.

En nuestra instalacin hemos decidido colocar una caldera de biomasa, la

cual debe tener un rango de potencia mayor de la que necesitamos en nuestra

instalacin.

La caldera debe de tener una capacidad para afrontar las prdidas por

renovacin y por calefaccin adems de las potencias de los intercambiadores P1, P2

y ACS.

EQUIPOS ALIMENTADOS POR LA CALDERA POTENCIA

PRDIDAS POR VENTILACIN 26.523 (w)

ACS (INTERCAMBIADOR DE LA CALDERA) 87.210 (w)

PRDIDAS EN EL VASO PRINCIPAL (P1) 96.411,32 (w)

PRDIDAS EN EL VASO COMPLEMENTARIO (P2) 25.795,96 (w)

PRDIDAS POR CERRAMIENTOS 40.957,21 (w)

POTENCIA TOTAL 276.897,49 (w)

Para abastecer la potencia de 277 Kw vamos a colocar una caldera, para

produccin tanto de agua caliente como para abastecer las diferentes prdidas que se

han detallado en este anexo, la cual est alimentada con combustible ecolgico

proveniente de fuentes de energa renovable, como es en este caso, la biomasa .


CLIMATIZADAS.


3.7.1.- CARACTERSTICAS DE LA CALDERA SELECCIONADA.

La caldera seleccionada presenta las siguientes caractersticas tcnicas:

Potencia trmica nominal para W20. 320 Kw

Sobrepresin de trabajo permitida en la caldera. 6 bar

Temperatura de descarga permitida. 95C

Temperatura mnima de la alimentacin de retorno. 65C

Capacidad de la caldera (agua): 560 litros

Masa total de la caldera: 5.070 Kg

Peso de los ladrillos refractarios. 2.150 Kg

Cmara/Intercambiador de calor. 1.450/1.470 Kg

Resistencia al agua dT=20 K. 1.800 Pa

Flujo continuo (dt=20 K). 13,80 m3/h

Flujo continuo (dt=15 K). 18,34 m3/h

Adicionalmente, los datos sobre el diseo de la chimenea sern:

Temperatura de los gases de combustin: 140C

Cantidad necesaria de combustible en forma de astillas y biomasa

granuladas W30: 110 Kg

Circulacin de la masa de gases de combustin con W50 14% 02. Carga

nominal (kg/h; m3/h) 1.828/2.200


CLIMATIZADAS.


Presin de alimentacin necesaria. Carga nominal. 2 Pa

Dimetro del tubo de gases de combustin. 300 mm

Las dimensiones estructurales de la caldera de biomasa son:

B: Anchura de la caldera 2.130 mm

L: Profundidad de la caldera: 2.170 mm

H: Altura de la caldera: 2.295 mm

H1: Altura de la descarga: 1.820 mm

H2: Altura de la conexin de alimentacin de retorno. 620 mm

H3: Altura del tubo de gases de combustin: 2.730 mm

H4: Altura del enlace del cargador (con aleta de contrafuego)

2.440 mm

H5: Unidad de tiro inducido. 2.940 mm


CLIMATIZADAS.


Descarga y alimentacin de retorno. DN/PN6 100

Conexin del dispositivo de seguridad de descarga trmica Manguito

L1: Longitud de la caldera 920 mm

L2: Longitud de la compuerta de limpieza 160 mm

B1: Anchura de la cmara 1.072 mm

Dimensiones necesaria para la cmara (L/A/H) 2.490x980x2.020 mm

Dimensiones necesarias para el intercambiador de calor (L/A/H)

1.250x1.190x2.450 mm

Altura mnima del almacn: 3.000 mm


CLIMATIZADAS.


3.8.- CLCULO DE LA ENERGA SOLAR.

3.8.1.- DETERMINACIN DE PRDIDAS POR ORIENTACIN.

Con objeto de minimizar el impacto visual de las instalaciones de captacin,

se ha previsto orientar los paneles solares orientados al sur y apoyados sobre los

tragaluces orientados a norte.

Para la determinacin de las prdidas por orientacin, se ha utilizado la

expresin 3.5 del Documento Bsico HE-4 , apartado 3.5. Clculo de las prdidas por

orientacin e inclinacin. La expresin a la cual nos referimos es la siguiente:

Prdidas (%)= 100x (1,2x10 -4x (-opt )2+3,5x10-5x2)).

Siendo:

= Inclinacin en grados sexagesimales (47 en este caso)

opt =latitud + 10 , (47 en este caso)

=desviacin respecto al sur, positivo al oeste, (0 en este caso)

Como no existe desviacin, sustituyendo valores, se obtienen unas prdidas

por orientacin del 0%, y ya que no existen prdidas por inclinacin al adoptarse la

inclinacin ptima para la situacin de la instalacin.

Estas prdidas se tendrn en cuenta a la hora de determinar la fraccin del

aporte solar respecto a la demanda anual de la instalacin.


CLIMATIZADAS.


3.8.2.- CALCULO DEL NMERO DE COLECTORES.

Segn el HE-4 en el apartado referido a la contribucin solar mnima, se considera, sta como la fraccin entre los valores anuales de la energa solar aportada

exigida y la demanda energtica anual, obtenidos a partir de los valores mensuales.

En nuestro caso estamos en la zona climtica V y por tanto, en funcin de los

diferentes niveles de demanda de agua caliente sanitaria a una temperatura de 60 C,

la contribucin solar mnima debe de ser de un 70% (Este valor tambin es la

contribucin solar mnima para el caso de piscinas cubiertas)

Adems, segn el nuevo cdigo tcnico de la edificacin, al estar Punta

Umbra situada en la zona climtica V la demanda por cada usuario ser de 20 litros

A.C.S./da a 60 C.

Con la energa solar pretendemos cubrir la siguiente demanda energtica,

que es detallada a continuacin:

Potencia de generacin del ACS: 30.000 Kcal/h

Prdidas en el vaso principal: 82.913,74 Kcal/h

Prdidas en el vaso complementario: 2 2.185,86 Kcal/h

Las prdidas que han sido detalladas arriba, son las prdidas que tiene

nuestra piscina en una hora de funcionamiento. Las horas que vamos a considerar de

funcionamiento en nuestro proyecto sern las siguientes. La potencia de generacin

del ACS tendr un tiempo de funcionamiento de 5 horas diarias, mientras que las

prdidas en el vaso de la piscina se considerarn para 9 horas diarias, que es el

tiempo que estar en funcionamiento la piscina para los usuarios.


CLIMATIZADAS.


Con las condiciones de diseo que hemos propuesto la demanda total que

necesitamos de energa solar para abastecer las necesidades energticas de un da

de funcionamiento de la piscina sern:

Demanda total: 1. 215.896,4 Kcal/da ; 1.045,67 Kw/da

Para realizar el clculo de placas solares que necesitamos para cubrir las

prdidas de la piscina y el agua caliente sanitaria lo que hemos decidido es calcular de

forma independiente las placas solares que necesitamos para cubrir las prdidas de

los dos vasos de la piscina y a stas les sumaremos las placas solares que

necesitamos para cubrir la demanda de agua caliente sanitaria.

Nmero de colectores solares para cubrir las prdidas de los vasos : 168

(Superficie de absorcin): 76,50 m2

Nmero de colectores solares para cubrir el ACS de los vestuarios: 30

(Superficie de absorcin): 428,40 m2

Nmero de colectores TOTAL : 198

(Superficie de absorcin total): 504,9 m2


CLIMATIZADAS.



CLIMATIZADAS.


3.9.- REDES DE TUBERAS.

3.9.1.- INTRODUCCIN.

Existen diversos medios transportadores de la energa calorfica /frigorfica,

que mediante el intercambio de calor con el aire del local a climatizar consiguen que

ste se encuentre en las condiciones deseadas. Algunos medios pueden ser aire (en

mquinas del tipo roof-fop) o los gases refrigerantes (en los sistemas VRV).

El agua es el fluido ms frecuentemente utilizado como transmisor de

energa, desde la produccin (calderas, bombas de calor o plantas enfriadoras) hasta

las unidades climatizadoras (fan-coils, climatizadorasetc.) el hecho de ser un fluido

muy comn, barato, de elevado calor especfico, lo hacen atractivos para las

instalaciones. Mediante las redes de tuberas se consigue hacer llegar esta energa

necesaria para la climatizacin. Ser necesario dimensionar estas redes de tuberas

para que por ellas pueda circular el caudal necesario, con una prdida de carga que

no sobrepase los lmites reglamentarios y con una velocidad adecuada.

El reglamento RITE limita a 40 mm.c.a. /m.l. la prdida de carga mxima en

tramos rectos.

Los materiales utilizados en la actualidad para las tuberas de agua son:

Cobre: es un material caro pero su mano de obra es muy barata.

Acero: Es un material barato pero su mano de obra es bastante cara.

Actualmente existe tambin la posibilidad de utilizar otros materiales, como

es el caso del polipropileno, con el que se consiguen bajos niveles sonoros y resulta

ser un material barato y de poco mantenimiento, pero como en todas las innovaciones

presenta dificultades en la mano de obra y todava no est del todo implantado como

alternativa real.


CLIMATIZADAS.


La prdida de carga par unidades de climatizacin se obtiene directamente

del fabricante.

La diferencia de presiones debida a las curvas, reducciones,etc., se calcula

como un nmero determinado de tramo recto. Por tanto, cada impedancia del circuito

equivaldr a un determinado nmero de metros rectos que habr que sumar a los

reales (longitud equivalente). Por ejemplo:

1.- Curvas de 90 = 3 metros de longitud equivalente.

2.- Cambios de seccin= 1 metro de longitud equivalente.

Normalmente las instalaciones se disean con las tuberas de impulsin y de

retorno en un mismo recorrido, por lo que la longitud del circuito de impulsin es igual

al de retorno. Para el clculo de la bomba necesaria, se calcula y se multiplican por 2

sus tramos.

En las instalaciones pequeas y medianas, la prdida de carga total (debida

a los equipos y la longitud de los tramos) viene muy determinada por la prdida de

carga de los equipos, muy superior al resto.

3.9.2.- LMITES DE LA VELOCIDAD DEL AGUA EN LA TUBERA.

El ruido, la erosin y los costes de instalacin y mantenimiento limitan la

velocidad mxima y mnima en redes de tuberas. Si las medidas de las tuberas son

demasiado pequeas, los niveles de ruido, erosin y los costes de bombeo son

desfavorables. Si las tuberas son demasiado grandes, el coste de la instalacin es

excesivo. Por consiguiente, las medidas de las tuberas se eligen para minimizar el

coste inicial de la instalacin evitando los indeseables efectos del exceso de velocidad.

En nuestra instalacin hemos elegido que el agua que recorre nuestra instalacin lleva

un rango de velocidad comprendido entre 0.5 2.5 m/s.


CLIMATIZADAS.


3.9.3.- EQUILIBRADO DE LOS CIRCUITOS.

En una instalacin, hay que conseguir que todos los circuitos tengan la

misma prdida de carga, ya que si no se equilibran, los caudales NO sern los que

necesitamos para cubrir las necesidades trmicas sino que sern los necesarios para

el equilibrado de tuberas (circular ms agua por los circuitos con menor variacin de

presin, mientras que circular menos agua por los circuitos con mayor variacin de

presin)

Para equilibrar una instalacin, lo que se hace es aumentar la prdida de

carga de los circuitos con menor prdida con el ms desfavorable.

Los elementos utilizados para equilibrar una red de tubera consisten en

disminuir algunos dimetros de tuberas, o bien colocar vlvulas de equilibrado en los

retornos de las unidades climatizadoras.

3.9.4.- DIMENSIONAMIENTO DE LAS TUBERAS.

Para el dimensionamiento de las tuberas tomaremos como limitaciones de

clculo una prdida de carga mxima por metro de tubera de 40 mmca/m y una

velocidad mxima del agua de 2.5 m/s.

Teniendo en cuenta todo esto y aplicando un mtodo de clculo que

relaciona la velocidad del agua con la prdida de carga y el dimetro de la tubera se

puede dimensionar los dimetros. La frmula de Hazen-Williams relaciona estos

parmetros:

P: Perdida de carga en Pa (1m de columna de agua es equivalente a 9,81

Kpa.)


CLIMATIZADAS.


L: Longitud de la tubera en metros

V: velocidad que es funcin del caudal y del dimetro interior.

D: Dimetro interior de la tubera

C: factor de rugosidad de la tubera, que en el caso de tuberas de acero se

puede considerar entre 100 y 140 dependiendo del estado de corrosin en que se

encuentre. En este proyecto se va a tomar un valor de 140 que es el mximo.

Tambin se ha de tener en cuenta las prdidas de carga de las vlvulas,

filtros...etc., que forman parte del circuito. Se puede aplicar la siguiente frmula:

h: Prdida de carga en metros de columna de agua.

V: Velocidad del agua (m/s)

G: gravedad (9,81 m/s 2)

K: coeficiente de prdida de la vlvula, los valores de estos coeficientes se

recogen en la siguiente tabla donde estos coeficientes son sin dimensiones para

obtener finalmente los valores de las alturas de las prdidas de carga en metros por

columnas de agua que es la variacin de altura que debemos de obtener.

DIMETRO NOMINAL TIPOS DE VLVULAS

PULGADAS MM REGULACIN ANTI-RET. FILTRO

(1/4) 10 8 0.4

(1/2) 15 5.5 0.3

(3/4) 20 6.1 3.7 0.3

1 25 4.6 3 0.2

1 1/4 32 3.6 2.7 0.2

1 1/2 40 2.9 2.5 0.2

2 50 2.1 2.3 0.2

2 1/2 65 1.6 2.2 0.2

3 80 1.3 2.1 0.1

4 100 1 2 0.1


CLIMATIZADAS.


3.9.5.- HOJAS DE CLCULO DE LAS REDES DE TUBERIA.

3.9.5.1.- ESQUEMA DE ENERGA SOLAR.

TRAMOS Q V LON. L. EQV. P. CARGA P.CARGA

m3/h m m/s m m mmca/m mmca

ACS-DEP. ACUMULAD.(B12)

TR. INICIAL 7,9 0,06 0,80 6 13,35 80,09

TR. FINAL 7,9 0,06 0,80 6 13,35 80,09

TOTAL 160,18

DEP.-LLENADO DE AGUA

(B10)

TR. NICO 5 0,03 1,97 3,5 154,27 539,95

TOTAL 539,95

ES-DEP. ACUMULADOR(B11)

TR. INICIAL 3,1 0,054 0,38 6 3,42 3,63 34,23

TR. FINAL 3,1 0,054 0,38 6 3,42 3,63 34,23

TOTAL 68,46

PANELES

TR.INIC.(ES) 3,1 0,059 0,32 9 3,42 2,36 29,32

TR. FIN.(ES) 3,1 0,059 0,32 9 3,42 2,36 29,32

T.INIC.(ES1) 10,6 0,059 1,08 27 3,42 23,01 699,93

TR.FIN.(ES1) 10,6 0,059 1,08 27 3,42 23,01 699,93

T.INIC.(ES2) 2,7 0,059 0,27 25,5 1,71 1,83 49,73

TR.FIN.(ES2) 2,7 0,059 0,27 25,5 1,71 1,83 49,73

TOTAL 1.557,97


CLIMATIZADAS.


3.9.5.2.- ESQUEMA DE CALEFACCIN.

TRAMOS CAUDAL V LON. L. EQV. P. CARGA P. CARGA

m3/h m m/s m m mmca/m mmca

CALDERA-ACS (B2)

TR. INICIAL 8 0,05 1,13 9 3,42 30,60 380,03

TR. FINAL 8 0,05 1,13 9 3,42 30,60 380,03

TOTAL 760,05

CALDERA-DESHUMIDIFICAD.(B1)

TR. INICIAL 15 0,07 1,26 30 3,42 27,31 912,60

TR. FINAL 15 0,07 1,26 30 3,42 27,31 912,60

TOTAL 1.825,19

CALDERA-INTERCAMB.(B3)

T. INIC.(P1) 10,6 0,05 1,50 27 3,42 51,53 1.567,45

T. FIN (P1) 10,6 0,05 1,50 27 3,42 51,53 1.567,45

T. INIC.(P2) 2,7 0,05 0,38 25,5 1,71 4,09 111,37

T. FIN (P2) 2,7 0,05 0,38 25,5 1,71 4,09 111,37

TOTAL 3.357,65


CLIMATIZADAS.


3.10.- DIMENSIONAMIENTO Y SELECCIN DE UNA BOMBA.

Para hallar una bomba necesitamos dos parmetros:

1.- Caudal: debe ser el de la instalacin, segn las necesidades trmicas.

2.- Presin disponible: hallar la presin que deber vencer en el tramo ms

desfavorable. Normalmente se aplica un coeficiente de seguridad (10%-20%)

Los fabricantes proporcionan las curvas de funcionamiento de sus bombas,

en base al caudal y presin disponible para un mismo rodete.

Si observamos la grfica podemos realizar los siguientes comentarios:

El punto ms estable de trabajo, donde el rendimiento es el ms alto, se

corresponde a la zona central.

Nunca se debe elegir la bomba de la curva ms alejada, que se

corresponde con el ltimo rodete, ya que si por algn motivo se tiene

que aumentar las prestaciones, no se tenga que cambiar la bomba.

Los purgadores de vapor se acostumbran a colocar en las partes altas

de la instalacin. Para permitir que salga el aire que pueda hacer en la

tubera.

Normalmente se colocan dos bombas 1 en funcionamiento.


CLIMATIZADAS.


Los manmetros sirven por el hecho de medir la presin, como instrumentos

para saber si una instalacin tiene fugas (antes de aislarla se deben efectuar las

pruebas). El punto ms desfavorable (con menos presin) ser el de retorno que

posee ms altura, y por tanto servir para el llenado de agua de la instalacin.

Una vez dimensionados las canalizaciones que constituyen los circuitos

primarios y secundarios, y evaluadas las prdidas de carga de los distintos elementos

previstos en los mismos, se procede al dimensionamiento y seleccin de las bombas

de circulacin de los distintos circuitos.


CLIMATIZADAS.


3.10.1.- ESQUEMA DE ENERGA SOLAR.

3.10.1.1.- CIRCUITO PRIMARIO DE PANELES (B13)

La bomba B13 debe de seleccionarse para el caudal correspondiente a 17

m3/h y la prdida de carga de los elementos que constituyen este circuito (redes de

canalizaciones, vlvulas de regulacin, colectores solares, intercambiadores, etc.). En

la tabla que se detalla a continuacin, se resumen los principales datos utilizados en el

dimensionamiento de las bombas del circuito primario, resultando una prdida de

carga mnima de 8,2 mca.

TIPO

UNID. CAUDAL V

K PRDIDA PRD.TOT.

m m3/h m/s mmca mmca

CIRCUITO PANELES B13

Circuito tubera 0,054 1 1.558 1.558 Vlv. regulacin 0,054 4 17,00 2,06 2 434,3 1.737,05

Vlv. regulacin 0,054 2 10,60 1,29 2 168,84 337,67 Vlv. regulacin 0,054 2 2,70 0,33 2 10,95 21,91

Intercamb. ES 1 3,10 1.641,18 1.641,18 Intercamb. ES 2 1 2,26 2.089,71 2.089,71

TOTAL 7.385,52

TOTAL(+10%) 8.214,07

NOTA: El valor de la constante K es a dimensional y est recogido en el apartado 3.9

donde est especificado para cada uno de los valores correspondientes a las distintas

vlvulas en funcin del dimetro de las tuberas donde estn colocadas.


CLIMATIZADAS.



CLIMATIZADAS.


3.10.1.2.- CIRCUITO SECUNDARIO DE CALDERA ACS (B12)

La bomba B12 debe de seleccionarse para el caudal correspondiente a 7,9


canalizaciones, vlvulas de regulacin, intercambiador ACS, etc.). En la tabla que se

detalla a continuacin, se resumen los principales datos utilizados en el



TIPO

UNID CAUDAL V

K PRDIDA PRD.TOT.


CIRCUITO PANELES B12 (ACS)

Circuito tubera 0,059 1 160,2 160,2 Vlv. regulacin 0,059 2 7,9 0,80 2 65,8 131,62 Vlv. regulacin 0,059 2 7,9 0,80 2 65,8 131,62 Interc. CALDERA 1 3,1 5.056,1 5.056,07

TOTAL 5.479,50

TOTAL(+10) 6.027,44


CLIMATIZADAS.



CLIMATIZADAS.


3.10.1.3.- CIRCUITO PRIMARIO DE PANELES (B11)



canalizaciones, vlvulas de regulacin, intercambiador ES, etc.). En la tabla que se



carga mnima de 2 mca .

TIPO

UNID. CAUDAL V

K PRDIDA PRD.TOT.



Circuito tubera 0,054 1 68,5 68,5

Vlv. regulacin 0,054 3 3,1 0,38 2 14,44 43,32

Vlv. regulacin 0,054 2 1,55 0,19 2 3,61 7,22

Intercambiador ES 1 3,1 1.641,18 1.641,18

TOTAL 1.760,22

TOTAL(+10%) 1.936,25


CLIMATIZADAS.



CLIMATIZADAS.


3.10.1.4.- BOMBA QUE INTRODUCE AGUA EN LOS DEPSITOS. (B10)



canalizaciones, vlvulas de regulacin, etc.). En la tabla que se detalla a continuacin,

se resumen los principales datos utilizados en el dimensionamiento de las bombas del

circuito primario, resultando una prdida de carga mnima de 3,8 mca.

TIPO

UNID. CAUDAL V

K PRDIDA PRD.TOT.



Circuito tubera 0,03 1 540 540

Vlv. regulacin 0,03 2 5 1,97 3,6 709,83 1.419,67

Vlv. regulacin 0,03 2 5 1,97 3,6 709,83 1.419,67

TOTAL 3.379,34

TOTAL(+10%) 3.717,27


CLIMATIZADAS.



CLIMATIZADAS.


3.10.2.- ESQUEMA DE CLIMATIZACIN.

3.10.2.1.- CIRCUITO CALDERA-INTERCAMBIADORES VASOS PISCINA

(B3)






carga mnima de 10,9 mca

TIPO

UNID. CAUDAL V

K PRDIDA PRD.TOT.


CIRCUITO CALDERA B3

Circuito tubera 0,04 1 3.358 3.358

Vlv. regulacin 0,05 4 13,3 1,88 2,1 379,31 1.517,26

Vlv. antiretorno 0,05 1 13,3 1,88 2,3 415,44 415,44

Vlv. regulacin 0,08 2 2,7 0,15 1,3 1,48 2,95

Intercamb. P2 0,05 1 2,3 4.617,74 4.617,74

TOTAL 9.911,39

TOTAL(+10%) 10.902,53


CLIMATIZADAS.



CLIMATIZADAS.


3.10.2.2.- CIRCUITO CALDERA ACS (B2)

La bomba B2 debe de seleccionarse para el caudal correspondiente a 8 m3/h

y la prdida de carga de los elementos que constituyen este circuito (redes de





TIPO

UNID. CAUDAL V

K PRDIDA PRD.TOT.


CIRCUITO CALDERA B2

Circuito tubera 0,05 1 761 761

Vlv. regulacin 0,05 5 8 1,13 2,1 137,24 686,19

Intercamb. (ACS) 0,05 1 8 4.699,29 4.699,29

TOTAL 6.146,48

TOTAL(+10%) 6.761,13


CLIMATIZADAS.



CLIMATIZADAS.


3.10.2.3.- CIRCUITO CALDERA-DESHUMECTADORA (B1)



canalizaciones, vlvulas de regulacin, deshumectadora, etc.). En la tabla que se




TIPO

UNID. CAUDAL V

K PRDIDA PRD.TOT.


CIRCUITO DESHUMECTADORA B1

Circuito tubera 0,04 1 1.825,20 1.825,2

Vlv. regulacin 0,04 2 7,2 1,59 2,9 374,78 749,57

Vlv. regulacin 0,065 3 15 1,26 1,6 128,71 386,12

Deshumectadora

2 7,2 900 1.800

TOTAL 4.760,89

TOTAL(+10%) 5.236,98


CLIMATIZADAS.



CLIMATIZADAS.


3.11.- VASOS DE EXPANSIN.

3.11.1.- INTRODUCCIN.

En las redes de tuberas, al aumentar la temperatura, aumenta tambin el

volumen del agua y este aumento va acompaado de un incremento del volumen

disponible, debido a la dilatacin simultnea de los componentes del circuito.

Este hecho provoca un aumento de la presin en el circuito. Los sistemas de

expansin son los encargados de compensar este aumento de volumen del agua para

que la presin del circuito no sobrepase la presin nominal de sus componentes.

Existen varios sistemas de expansin:

1.- Vasos de expansin cerrados. Consiste en un recipiente o depsito de

agua conectado a la tubera que alberga en su interior una membrana elastmera

formando una cmara de aire, al aumentar la presin el agua comprime este aire y

aumenta el volumen de agua en el vaso aliviando as el exceso de volumen en el

circuito.

2.- Vasos de expansin abiertos. Consiste en un recipiente que est

abierto por la parte superior y permite el trasiego de fluido fuera del sistema. En el

caso de expansin el agua se elimina a travs de un desage y en caso de

contraccin se llena el circuito con una acometida conectada a una vlvula con boya

que abre cuando baja el nivel del vaso.

3.-Sistemas de expansin con transferencia de masa. Con estos sistemas

se recurre a un trasiego de fluido desde el circuito hasta un depsito de

almacenamiento exterior y viceversa.

Para este tipo de aplicacin, los vasos de expansin ms adecuados son los

vasos de expansin cerrados que son lo que vamos a calcular.


CLIMATIZADAS.


3.11.2.- CLCULO DE LOS VASOS DE EXPANSIN CERRADOS.

En nuestro proyecto hemos colocado dos vasos de expansin. El primer vaso

de expansin est colocado en el circuito primario, que es aquel circuito cerrado que

relaciona los paneles solares, los intercambiadores ESI 1 y ESI 2 y adems dos

depsitos de acumulacin de agua.

Por otra parte, el segundo vaso de expansin est colocado en el circuito

secundario, que es aquel circuito cerrado que comprende las calderas, las bateras de

calor de los equipos de deshumectacin, los intercambiadores P1 y P2, y los dos

depsitos de acumulacin de agua.

Condiciones de diseo de los vasos de expansin:

Temperatura mxima de trabajo ser de 100 C (esta temperatura es lo

que corresponde al tarado de diseo del sistema de disipacin previsto a

la salida del sistema de captacin)

Temperatura mnima de trabajo ser de 4C (temperatura correspondiente

a la mxima densidad del agua).

Presin mxima de trabajo al caso ms desfavorable (4.0 kg/cm 2)

Presin mxima de trabajo corresponde al 90% de la mxima de trabajo

segn UNE 100.155.87 resultando en este caso 3,6 kg/cm 2 (esta es la

presin a la cual debe tararse la vlvula del circuito)

Presin mnima de trabajo 0,5 kg/cm 2

Para calcular el volumen del vaso de expansin Vt en litros debemos de

utilizar la siguiente frmula:

VE e pV V C C=

Vve: Volumen til del vaso de expansin (l).

V: Volumen total del circuito (l).


CLIMATIZADAS.


Ce: Coeficiente de dilatacin del fluido, el cual se calcula utilizando la frmula

para temperaturas comprendidas entre 70 C y 140 C:

Ce= (-33,48 + 0,738xT) x10-3 T: temperatura mxima=100C

Cp: Coeficiente de presin del gas el cual se obtiene a partir de la expresin:

p

PMC

PM Pm=

PM: Presin mxima de diseo del vaso. (3,6 kg/cm 2)

Pm: Presin mnima de trabajo (0,5 kg/cm 2)

En las siguientes tablas se recogen el volumen de tuberas que necesitamos

para el clculo de los vasos de expansin.

CIRCUITO PRIMARIO.

DIMETRO VOLUMEN

(L/M) LONGITUD

(M) VOLUMEN

(L)

0,059 2,73 12 32,76

0,03 0,7 7 4,9

0,054 2,29 12 27,48

0,059 2,73 24,84 67,8132

0,059 2,73 60,84 166,0932

0,059 2,73 54,42 148,5666

TOTAL 447,613


CLIMATIZADAS.


CIRCUITO SECUNDARIO.

Por tanto, los clculos necesarios para determinar los vasos de expansin

que hemos instalado se recogen en la siguiente tabla.

Presin de precarga del vaso de Expansin (kg/cm ) 2

Presin de tarado de la vlvula de seguridad (kg/cm ) 4

Presin Mnima de trabajo (kg/m ) 0,5

Presin Mxima de trabajo (kg/m ) 3,6

Coeficiente de presin Cp (Adimensional) 1,16

Temperatura mxima de trabajo del circuito (C) 100

Coeficiente de temperatura Ce (Adimensional) 0,04032

Volumen de tuberas primario/secundario (l) 448/497

Volumen de bateras y equipos (l) 220

Volumen de depsito 0

Volumen total del circuito primario (l) 668

Volumen total del circuito secundario (l) 717

Volumen seleccionado del vaso de expansin del primario (l) 31,28

Volumen seleccionado del vaso de expansin del secundario (l) 33,57

DIAMETRO VOLUMEN

(L/M) LONGITUD VOLUMEN

0,05 1,96 24,84 48,6864

0,065 3,32 66,84 221,9088

0,05 1,96 60,84 119,2464

0,05 1,96 54,42 106,6632

TOTAL 496,5048

Anexos de Calculo Piscina

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