Climatización Tema 9: en Redes de Agua...

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Tema 9:Redes de Agua

Juan F. Coronel [email protected]

Luis Pé[email protected]

Climatizaciónen

edificaciones

Grupo de TermotecniaDpto. Ingeniería Energética

Universidad de Sevilla

Grado en Ingeniería Mecánica4º curso

Eficiencia Energética en la Edificación

Tema 9: Redes de agua 2

Redes de agua

Objetivosq Fundamentos del movimiento del agua en redes de tuberías

q Conocer la tipología y materiales de las redes de agua.

q Diseñar y calcular las redes de tuberías.

q Seleccionar bombas



INDICE

1. Fundamentos2. Redes de agua3. Diseño de redes de tuberías4. Bombas



p1 +ρ v1

2

2+ρ g z1 = p2 +

ρ v22

2+ρ g z2 +Δproz

Ecuación de Bernoulli

pt1 = pt 2 +Δproz

1. Fundamentos

1

2

6

5

3 4

A

B

hs

hs

∆h



Δproz = f L

Dρ v2

2donde f es el factor de frícción

f Re, εD

⎛

⎝⎜⎜⎜

⎞

⎠⎟⎟⎟⎟

Re =ρvD

µεD

Rugosidad relativa

⎧

⎨

⎪⎪⎪⎪⎪

⎩

⎪⎪⎪⎪⎪Rugosidad absoluta (ε)

Δproz = f 8

π2 ρ L!V 2

D5

Conducto circular :

Pérdida de presión en tramos rectos de tuberías

1. Fundamentos



Pérdidas de presión en tuberías rectas

1. Fundamentos



Pérdida de presión en accesorios

Δproz = k0

ρ v2

2= f

Leq

Dρ v2

2

Diámetro Codo Curva Curva Codo.doble Curva.doble T.en.ramas T.en.rama Válvula Válvula.de Válvula.en Vávula.denominal.(") 90º 90º 45º 180º 180º alineadas derivada esférica compuerta ángulo retención

1/4 0.07 0.07 0.04 0.07 0.07 0.05 0.17 2.13 0.68 0.333/8 0.12 0.12 0.06 0.12 0.12 0.08 0.28 3.53 1.12 0.551/2 0.17 0.16 0.09 0.17 0.17 0.11 0.40 5.01 0.17 1.59 0.803/4 0.29 0.26 0.15 0.29 0.27 0.17 0.66 8.05 0.27 2.56 1.341 0.40 0.36 0.21 0.40 0.37 0.24 0.92 11.11 0.37 3.52 1.93

1'1/4 0.52 0.46 0.27 0.52 0.47 0.31 1.19 14.09 0.46 4.47 2.551'1/2 0.64 0.56 0.33 0.64 0.57 0.37 1.45 16.96 0.55 5.38 3.202 0.87 0.74 0.46 0.87 0.74 0.49 1.98 22.27 0.70 7.06 4.57

2'1/2 1.10 0.89 0.59 1.10 0.90 0.59 2.48 26.95 0.83 8.56 6.013 1.32 1.03 0.72 1.32 1.03 0.68 2.96 31.01 0.91 9.86 7.52

3'1/2 1.53 1.14 0.85 1.53 1.14 0.76 3.40 34.48 0.97 10.99 9.074 1.73 1.24 0.97 1.73 1.22 0.83 3.83 37.46 1.00 11.99 10.685 2.10 1.38 1.22 2.10 1.35 0.92 4.60 42.32 0.98 13.71 14.00

Tuberías soldadas

Longitud equivalente: Leq

1. Fundamentos



INDICE




Circuitos de agua en climatización

2. Redes de agua


Tema 9: Redes de agua 10q10

ClasificaciónØ Circuitos de agua fría, caliente, fría/caliente, condensaciónØ Circuitos de agua recirculada o perdidaØ Circuitos abiertos y cerradosØ Circuitos primarios, secundarios y terciariosØ Circuitos a caudal constante y variable

Objetivos de los circuitos hidráulicosØ Transportar los caudales necesarios (a la temperatura adecuada)

desde los generadores a los ETAØ Consumir poca energía en bombeoØ Minimizar las pérdidas térmicasØ Evitar un excesivo ruido

2. Redes de agua



Regulación del caudal en bateríasVálvula de dos vías � Circuitos de caudal variableVálvula de tres vías � Circuitos de caudal constante

2. Redes de agua



2. Redes de agua

Cir ACir B

EquilibradoBA21 ppppp DDD ==-=

2BBB

2AAA

VkpB Circuito

Vkp ACircuito!

!

=Þ

=Þ

D

D

BABA VVpp !! ¹Þ= DD

ABeqBA kkpVVEquilibrar -=Þ=Þ D!!



Tipo de retornoDirecto � Circuitos desequilibradosInverso � Circuitos equilibrados

2. Redes de agua



INDICE




Recomendaciones generalesØ Velocidad del agua inferior a 1.2 m/s para evitar ruidos.Ø Pérdidas de presión pequeñas para reducir el consumo.Ø Evitar desequilibrios hidráulicos elevados.

Datos de partidaØ Localización sobre el plano los equipos de tratamiento de aire (ETA)Ø Caudal y pérdida de carga en los ETAØ Localización de los equipos generadoresØ Caudal y pérdida de cargas en los equipos generadoresØ Tipo y serie de tuberías

3. Diseño de redes de tuberías



Procedimiento de cálculo

1. Realizar un trazado unifilar de la red de tuberías a partir de la localización de los ETA y los generadores, e intentando que los desequilibrios hidráulicos sean mínimos.

2. Localizar los accesorios necesarios (codos, válvulas, filtros, etc.). 3. Identificar los nodos (puntos en que el caudal se divide o une) y numerar los

tramos (trozos de circuito entre dos nodos)4. Para cada tramo:

4.1. Medir la longitud.4.2. Calcular el caudal de agua (arrastre de caudales).4.3. Elegir el diámetro cumpliento:

Δptub [200, 400] Pa/m y v < 1.2 m/s4.4. Calcular la longitud equivalente de accesorios.4.5. Añadir las pérdidas de presión en ETA y generadores.

5. Calcular las pérdidas de presión total en cada circuito (posibles caminos del agua hasta llegar a un ETA)

6. Calcular los desequilibrios hidráulicos entre circuitos, y añadir válvulas de equilibrado si superan el 10%.




Resultados

Ø Caudales, dimensiones y velocidades del agua en cada tramo.Ø Circuito de mayor pérdida de carga y desequilibrios

hidráulicos para el resto.Ø Caudal y altura de diseño para la selección de la bomba.Ø Planos de distribución de agua.Ø Análisis de números índices.




INDICE




Curvas de una bomba ( H-Q , W-Q , η-Q )

PB[W]=

!V[m3 /s]Δp[Pa]η

4. Bombas



4. Bombas



Proceso de selección de bombas:Datos de partida

Ø Caudal de agua de diseñoØ Pérdida de presión de diseño

Selección de la bomba1. Elegir el tipo de bomba en el catálogo del fabricante.2. Seleccionar un modelo que suministre el caudal de diseño y una

altura mayor o igual a la de diseño.3. Representar el punto de diseño y el punto de funcionamiento sobre la

curva caudal altura y calcular la presión de equilibrado necesaria.4. Para el punto de funcionamiento anotar: marca y modelo, caudal,

altura, potencia eléctrica, rendimiento y presión de equilibrado.5. Análisis de números índices.

4. Bombas

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