G01. Instalaciones de Gas en Baja Presión.

7/23/2019 G01. Instalaciones de Gas en Baja Presin.

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Asignatura: Instalaciones de Energa

Cdigo: PCIN02/G01/Instalaciones de Gas en Baja Presin

Direccin de Ingeniera rea Construccin Pgina 1

Unidad de Aprendizaje N1:

Instalaciones de Gas en Media y Baja Presin.

Aprendizajes Esperados

1. Aplica tcnicas de diseo de instalaciones de gas, de acuerdo a las especificaciones del

proyecto y normativa vigente, justificando su decisin por medio de clculos.

1. OBJETIVOS.

El objetivo de esta actividad es:

- Disear instalaciones de Gas en Baja Presin de acuerdo a especificaciones de proyecto.

2. ANTECEDENTES GENERALES.

Instalacin de Gas.

Los instrumentos, maquinarias, equipos, redes, aparatos, accesorios y obras complementarias

destinadas al transporte y distribucin de gas, incluyendo las instalaciones interiores de gas.

Instalacin Interior de Gas.

Instalacin de gas construida dentro de una propiedad particular y para uso exclusivo de sus

ocupantes, ubicada tanto al interior como al exterior de los edificios o construcciones, destinada a

conducir el gas hasta los artefactos y evacuar los gases producto de la combustin. La instalacin

interior comienza a la salida del medidor, cuando ella es abastecida desde una red de distribucin;

o a la salida del regulador de presin, cuando es abastecida mediante un equipo de GLP o una

central de GLP sin medidores. Incluye la red interior de gas, los artefactos, los conductos de

evacuacin de gases producto de la combustin, elementos, accesorios y dispositivos necesarios

para ello y obras complementarias.


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Presin.- De operacin. Es la presin del gas a la cual est sometido el artefacto o equipo trmico durantelas condiciones normales de operacin.

- De Servicio. Presin de suministro a la Instalacin Interior de Gas, para su normal operacin,

cuya magnitud estar dada por la caracterstica de sta. La presin de servicio (PS) se clasifica

segn su magnitud en:

Baja presin (BPS): P 5 KPa

Media presin (MPS): 5 KPa < P 600 KPa

Alta presin (APS): P > 600 KPa.

- PresinMxima de servicio. Presin mxima admisible, segn diseo, a la cual puede operar untramo o la totalidad de la Instalacin Interior de Gas. Es la presin utilizada para determinar la

regulacin de los dispositivos de alivio o limitadores de presin instalados para proteger al sistema

de sobre presiones accidentales.

Potencia (P).Cantidad de calor transferido durante la unidad de tiempo. Se expresa en (kW) o (Mcal/hora).

- Potencia Instalada Parcial (Pip). Corresponde a la suma de las potencias nominales de losartefactos de una o varias instalaciones interiores.

- Potencia Instalada Total (Pit). Suma de las potencias nominales de los artefactos de unainstalacin de gas.


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- Potencia nominal (Pn). Valor de la potencia expresada en kilowatt (kW), declarada por elfabricante de un artefacto a gas, en la placa de identificacin del artefacto, segn las disposiciones

indicadas en las normas particulares.

Cantidad de calor producida por el artefacto a gas por unidad de tiempo, aprovechada para el usodestinado de dicho artefacto.

Poder Calorfico de un Gas.Cantidad de calor liberado por la combustin completa de un gas con aire, obtenida a partir de las

condiciones de ensayo, donde se considera que los productos de la combustin son enfriados a la

misma temperatura inicial del ensayo. El valor que se obtiene a partir de las condiciones de ensayo

se refiere, para efectos de comparacin, a las condiciones normales o a las condiciones de

referencia, segn sea necesario.

- Poder calorfico superior (PCS). Aquel en que se considera que toda el agua formada durante lacombustin se condensa.

- Poder calorfico inferior (PCI). Aquel en que se considera que toda el agua formada durante lacombustin permanece en la fase gaseosa.

Instalaciones de Gas Natural en Baja Presin.

Los sistemas de tuberas de gas debern estar instalados y ser de dimensiones que permitan

proveer un abastecimiento de gas suficiente para alcanzar la mxima demanda, sin exceder las

prdidas mximas de presin establecidas entre el punto de abastecimiento y los artefactos que

utilizan gas.

Previo a la conexin de equipo adicional al Sistema de Tuberas de Gas existente, se deber

verificar que dicho sistema tiene la adecuada capacidad para ello. Si sta es inadecuada, se deberaumentar la capacidad del sistema de acuerdo a los nuevos requerimientos o ser ampliado con

la(s) tubera(s) de gas adicional(es).

Mxima Demanda de Gas.- El volumen de gas a ser abastecido, en metros cbicos estndar por hora (m/h), se deber

determinar directamente a partir del consumo trmico nominal indicado por los fabricantes de los

artefactos y equipos de gas a ser servidos.

Cuando no se indique la potencia de stos y para estimar el volumen de gas requerido, se deber

contactar al proveedor de gas, al fabricante del equipo o a un laboratorio calificado, por la

Autoridad Competente.

Una determinacin aproximada se podr obtener desde la Tabla V. Potencia Aproximada de los

Artefactos Domsticos para Gas, de Uso Comn.


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Tabla V. Potencia Aproximada de los Artefactos Domsticos para Gas, de Uso Comn.

Para tal efecto, los metros cbicos estndar de gas (m) requeridos se obtienen dividiendo el

consumo expresado en (Mcal/h) por el valor del poder calorfico en (Mcal/m) del gas abastecido.

El poder calorfico del gas se encuentra en la Tabla VI. Propiedades Fsicas de los Gases yCondiciones de Referencia.


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Tabla VI. Propiedades Fsicas de los Gases y Condiciones de Referencia.

- Como base, para dimensionar la tubera de una instalacin interior de gas, se deber considerar

que todos los artefactos o equipos estn operando a su mxima capacidad en forma simultnea,

es decir, factor de simultaneidad = 1,0.

- En las instalaciones industriales y comerciales, y previo estudio justificado ante la

Superintendencia, se podrn adoptar valores del factor de simultaneidad inferior a uno (1).

- Para las matrices interiores que abastecen ms de una vivienda, se podrn emplear los factores

de simultaneidad indicados en la Tabla VII. Factores de Simultaneidad de acuerdo con la Cantidad

de Instalaciones Interiores y Artefactos Conectados.


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Tabla VII. Factores de Simultaneidad. De acuerdo con la Cantidad de Instalaciones Interiores yArtefactos Conectados.

Dnde:Co = Cocina.

Ca = Calefn.

E = Estufa.

Dimensiones.

Para dimensionar la tubera de una instalacin interior de gas, se debern considerar los siguientes

factores:

- La cada de presin permisible desde el punto de abastecimiento hasta el equipo o al reguladorde segunda etapa, se establece en la Tabla VIII. Prdida Mxima de Presin Segn el Tipo de Gas.

- Longitud de la tubera y cantidad de accesorios.

- Propiedades fsicas del gas.

- Factor de simultaneidad


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Cada de Presin Permitida.

- La prdida de presin de diseo en cualquier sistema de tuberas, bajo las condiciones de

mximo flujo probable, desde el punto de abastecimiento hasta la conexin de entrada delartefacto que utiliza gas, deber ser tal que la presin de alimentacin al artefacto sea mayor que

la mnima presin requerida para su adecuada operacin. En todo caso, la cada de presin no

deber exceder los lmites indicados en la Tabla VIII.

Para las tuberas de gas que operen a presiones superiores a la de abastecimiento directo a los

artefactos o equipos, cualquiera sea el tipo de gas, la velocidad de flujo deber ser inferior a 40

(m/s).

Tabla VIII. Prdida Mxima de Presin Segn el Tipo de Gas.

Clculo de las Capacidades de los Tubos.

- Las capacidades de los tubos se pueden calcular utilizando las siguientes frmulas.

Para presiones inferiores a 10 (kPa):

Q = 9,65 * 10-7,5

* K [ D5

* p/( d * L ) ]0,5

P = 2,68 * 10-7,5

* K [ D5

* p/(d * L) ]0,5

* PCS

Dnde:

Q = Caudal, en (m3).

P = Potencia de clculo, en (kW).

K = Factor de friccin, segn Tabla IX. Factor de Friccin K.

D = Dimetro interior del tubo, en (mm).

p = Prdida de presin, en (Pa).

d = Densidad relativa del gas, segn Tabla VI., ya citada.


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L = Longitud de la tubera, en (m).

PCS = Poder Calorfico Superior del gas, en (MJ/m3), segn Tabla VI.

Tabla. Factor de Friccin K.

- Cuando los artefactos a gas estn ubicados a una altura superior a diez (10) metros respecto delpunto de abastecimiento, se deber considerar la variacin de la presin con la altura en la

tubera.

Para este efecto se aceptar la aplicacin de la siguiente frmula:

ph = 12 * ( 1 d ) * h ;

Donde:

ph = Variacin de la presin del gas con la altura, en (Pa).

d = Densidad relativa del gas, aire =1.

h = Altura, en (m).

Para el GLP se puede desestimar la prdida de presin por altura (ph), cuando sta se compense

aumentando la presin del regulador de gas; hasta un valor mximo de hasta 3,24 (kPa).

Procedimiento de Clculo de Instalaciones de Gas en Baja Presin.

A los proyectos que consulten instalaciones interiores de gas en baja presin se le acompaar

una memoria de clculo, donde se indicar el procedimiento empleado para dimensionar la

caera.

Para el dimensionamiento de la caera, SEC aceptar indistintamente las dos siguientes

situaciones:

a)

El empleo de la frmula siguiente:


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Donde:

P = Potencia de clculo, en kW

K = Factor de friccin

D =Dimetro interior de la caera, en cm

P = Prdida de presin en Pa

d = Densidad relativa del gas

PCS = Poder calorfico superior en MJ/m3

L = Longitud de la caera en m

b)

Que el proyectista utilice otro mtodo para dimensionar la caera, siempre que en la

memoria del clculo respectivo, se justifique que el sistema utilizado corresponde a

procedimientos de general aceptacin en Ingeniera.

VARIACION DE LA PRESION CON LA ALTURA

Para ambas alternativas, cuando los edificios tengan una altura superior a los 10 m se debe

considerar la variacin de la presin con la altura.

Para estos efectos, se acepta aplicar la frmula siguiente:

Donde,

ph = Variacin de la presin con la altura, en Pad = Densidad relativa del gas

h = Altura en m

Para el GL se podr desestimar la prdida de presin por altura, cuando ella se compense

aumentando la presin de salida del regulador hasta un mximo de 3,24 kPa (330 mm. H2O).

Si eventualmente existieran discrepancias entre los resultados obtenidos a travs del uso de la

frmula o utilizando otro mtodo aceptado, estas situaciones se resolvern verificando el


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dimensionamiento de la instalacin interior de gas, mediante la aplicacin de la frmula racional y

las correspondiente tablas de longitudes equivalentes de las piezas de caera de COBRE y

accesorios.

Ejemplo de Diseo de Instalacin de Gas en Baja Presin.

Disear la siguiente instalacin de gas natural en baja presin.

Datos:- Cocina 8 Mcal/h

- Calefn 20 Mcal/h


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PROCEDIMIENTO PARA CALCULAR EL DIAMETRO DE LAS CAERIAS.

Para el diseo de las instalaciones, es necesario desarrollar una Tabla, para el procesamiento de

los datos de diseo de la instalacin de GAS LICUADO EN BAJA PRESION COBRE TIPO L.

Para el diseo se comienza por el artefacto cuya caera tenga una mayor potencia nominal (Pn)

y/o mayor longitud. En este caso es el calefn.

Clculo para el Calefn

- Como las prdidas mximas admisibles son 120 Pa para el total de las cadas parciales de losdistintos tramos, se proceder a calcular, como en una primera tentativa, los proporcionales de los

tramos de acuerdo con la ecuacin:

=


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Una vez identificados los tramos y determinada la longitud de cada tramo y la longitud total, se

vacan los datos en la tabla.

Tramos L (m) P

Proporcional

P real

(Mcal/h)

Dimetro

( cm )

P

Proporcional Tabla

Una vez determinadas las prdidas proporcionales por tramo, determinamos los dimetros de las

tuberas.

= 5 ( )2

En dependencia del dimtero calculado asumimos el dimtero real de las caeras.


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TramosLargo(m)

ApPropor.

PotInstal. Dimetro.

DimReal.

ApParcial. Ap Total.

1 a 2 0.88 7 28 1.85 1.995 4.75 4.75

2 a 3 6.1 48 28 1.85 1.995 32.89 37.643 a 4 2.7 21 28 1.85 1.995 14.56 52.20

4 a 5 5.1 40 20 1.62 1.995 14.03 66.23

5 a 6 1.55 12 20 1.62 1.995 4.26 70.50

6 a 7 0.45 4 20 1.62 1.995 1.24 71.73


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3. DESARROLLO

De acuerdo al plano de instalacin de gas en baja presin adjunto, disear la instalacin de

acuerdo a las especificaciones del DS 66.

4. INSUMOS

5. EQUIPAMIENTO

6. BIBLIOGRAFA.

- Instalaciones de Gas en Baja presin.www.procobre.cl,PROCOBRE

- Instalaciones de gas natural www.procobre.cl,PROCOBRE

- El ABC De Las Instalaciones De Gas, Hidrulicas Y Sanitarias Harper, Gilberto Enrquez

2010 Limusa S.a. De C.v.

- Alcantarillado, Gas y Electricidad. Matt Ruff. 2003 Salamanca

- Instalaciones de Gas. Quadri 1998 Alsina

- www.sec.cl,Decreto Supremo 66.

Materiales. Unidad. Cantidad. # Alumnos.

Set de planos U 20 20

Escalmetro. U 20 20

Lpiz grafito. U 20 20

Goma borrar U 20 20

Papel bond

doble cartaresma 1 20

Equipos. CANTIDADN MAX

ALUMNOS

Data Show. 1 20

Computador 1 20Sala de computacin. 1 20
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