Tema: Simultaneidad y caudales de diseño

Hola a todos.

Quiero salir de dudas de una vez por todas, porque, entre la literatura que he podido consultar y las opiniones que he leído en este foro, estoy hecho un lío.

Voy a poner un ejemplo sencillito, y los pasos que, supuestamente, debería hacer para llegar a dimensionar toda la instalación. Por favor, que alguien me corrija los gazapos, ya que para eso he abierto este tema.

Supongo que tengo un edificio con 3 viviendas, cuya distribución, a efectos de consumo de ACS sería:

-Vivienda A, con 2 dormitorios y baño compuesto de lavabo y bañera más fregadero, lavadora y lavavajillas
-Vivienda B, con 2 dormitorios y baño compuesto de lavabo y plato de ducha más fregadero, lavadora y lavavajillas
-Vivienda C, con 2 dormitorios, baño compuesto de lavabo y bañera, aseo compuesto de lavabo, más fregadero, lavadora y lavavajillas

Empleando consumos mínimos de ACS según CTE HS4, pasando a litros/hora, y utilizando finalmente un coeficiente de simultaneidad f = 1/raíz(n-1), siendo n el número de consumos de ACS por cada vivienda, tengo:

-V1: 0,615 l/s = 2214 l/h x 0,5 (n=5) = 1107 l/h
-V2: 0,515 l/s = 1854 l/h x 0,5 (n=5) = 927 l/h
-V3: 0,68 l/s = 2448 l/h x 0,45 (n=6) = 1101,6 l/h

Ahora aplico factor de simultaneidad para distribución a las viviendas, según k = (19+N)/10x(N+1), siendo N el número de viviendas, 3: k = 0,55.
Imaginemos que con 2 captadores normales de 2 m2 cada uno en paralelo, obtengo la aportación suficiente requerida según CTE HE4, de forma que el caudal que circula por ellos, si el caudal recomendado es de 50 l/h por m2 de captador será 200 l/h, caudal del primario.

Olvidándonos de pérdidas de carga y diámetros de tuberías, mi duda está en:

1.Si tengo interacumulador, lo más lógico, pues saldrían entre 200-300 litros de acumulador solar, el caudal del secundario será directamente el de la distribución a viviendas, ¿verdad?. Entro al interacumulador con los 200 l/h, y salgo con el resultado de multiplicar los consumos de ACS de todas las viviendas 1107+927+1101,6 l/h por el k = 0,55, ¿está bien esto? Salen 1724,58 l/h…

Quiero entender que este k = 0,55 hay que multiplicarlo por cada ramal que alimente a las viviendas, si alimentase desde el interacumulador a una, k por su caudal, si alimenta a 3 viviendas, k por la suma de caudales de las 3 viviendas, ¿no?

2.Si tuviese intercambiador de placas, podría suponer que directamente el caudal del secundario fuese 200 l/h, o, como recomiendan algunos, un 90% de ese caudal, 180 l/h, alegremente, ¿no es cierto? Y el siguiente circuito sería el de distribución, que es el caso de la pregunta 1 anterior, lógicamente.

3.Por último, para la recirculación, calculo las pérdidas térmicas a lo largo de todo el trazado de esta red de recirculación Q = L x 2 x PI x lambda x dT / ln (1+e/r), siendo L la longitud de la tubería, lambda el coeficiente de transmisión térmica del aislante de la tubería, dT el incremento de temperatura entre el fluido y el exterior, e el espesor del aislante y r el radio exterior del conducto.

Con este valor de Q entro a la fórmula Q = m x Ce x dT, siendo Q el valor obtenido anteriormente, m el caudal que busco, Ce el calor específico del agua y dT la pérdida de temperatura máxima que me permiten entre impulsión y retorno, o sea, 3 º. Despejo m, y entonces el caudal de recirculación será Q/3.

Pero el RITE exige que ese valor de m sea un 10% del caudal de distribución a viviendas, y, mínimo 250 l/h. Supongo que el RITE tendrá la última palabra, ¿verdad? Y con calcular el tramo adecuado de tubería para ese caudal de 250 l/h y una bomba también con ese mismo caudal, todos contentos, ¿no?

Espero que no se haya dormido nadie aún, perdonad por tanta cuestión, pero es que me va todo encadenado, como podéis suponer…

Me parece que te estás haciendo un lío....

¿Podrías describir qué tipología de instalación vas a utilizar?

Ya veo, según he visto en tu esquema de principio en otro post, se trata de una instalación centralizada, con contadores en cada vivienda...¿cierto?

En cuanto al coeficiente de simultaneidad, debes sacar en cada vivienda el coeficiente de simultanidad por el número de aparatos (1/(n-1)^2). En cuanto tengas el caudal simultáneo para cada vivienda debes sacar el caudal simultáneo por cada tramo en común de montante o ramal, según la expresión (19+n)/(10*(n+1)).

En cuanto al caudal de recirculación, puedes optar directamente por el 10% del caudal simultáneo (segun CTE HS4), o calcularlo partiendo de la longitud de tubería, las pérdidas y el incremento de temperatura máximo. Lo correcto sería calcularlo, pero os resultados son bastante semejantes (eso creo, no lo he comprobado, ya que o calculo).

Por cierto, la caldera que la vas a poner, ¿individual por vivienda?

Hola Xavi.

Te envío escaneada la solución que creo es la correcta, corrígeme si me equivoco. Evidentemente, a medida que avanzo en el sentido de la distribución, disminuyen los caudales, porque han de abastecer cada vez a menos viviendas. Hasta ahí bien.

Supuestamente, yo tengo ahora que calcular, para cada tramo AB, BC, etc. el diámetro de tubería para ese caudal, atendiendo a la pérdida de carga y la velocidad, como siempre, ¿no es cierto?

Tengo la duda en qué pasa desde el nudo B, por ejemplo, hasta la caldera individual (por cierto, sí, he previsto calderas invididuales modulantes de gas natural), me refiero a si ese ramal estaría ya fuera del cálculo propio de la instalación solar y sería terreno del anexo de fontanería, entiendo que sí.

Como ves, para la recirculación directamente compruebo que el 10 % del caudal máximo en distribución sea mayor de 250 l/h que marca el RITE y elijo uno u otro en función del resultado.

La pregunta del anterior post se refería también a los caudales en el primario, quería decir si entra dentro de lo normal que yo circule con 200 l/h entre captadores e interacumulador y luego extraiga agua de éste último a 1724,58 l/h (ya sé que sería una punta de consumo algo así como extraordinaria, pero posible).

Y si fuese con intercambiador de placas, exponía la duda de si me sirve directamente entrar al intercambiador con esos 200 l/h de captadores y salir al acumulador con un 10% menos de esos 200 l/h, sin meterme en más cálculos.

Espero haberme explicado bien.

Hay una cosa que no he entendido bien en tu contestación, ¿has querido decir que no haces cálculos? De cualquier forma, quería saber si, bien tú, bien alguien del foro, suele tener en cuenta las pérdidas energéticas que se producen en el circuito de distribución y en los interacumuladores individuales de viviendas (en el caso de utilizar esa configuración, se entiende), y añadirlas a la demanda energética de ACS.

Lo escribí en otro post anterior, y es que en el CTE HE4, punto 3.1.1, dice, textualmente: "5 Adicionalmente se tendrán en cuenta las pérdidas caloríficas en distribución/recirculación del agua a los puntos de consumo."

para calculos de simultaneidad, diámetros, etc, te recomiendo la UNE 149201 de Febrero de 2008 "abastecimiento de agua - dimensionado de instalaciones de agua para consumo humano dentro de los edificios", está adaptada específicamente para el CTE y probablemente acabe siendo de obligado cumplimiento (o eso quieren los de industria).

Saludos

Ya, pero no he conseguido descargarla...

Yo lo veo bien, aunque no sé porqué pones la válvula mezcladora antes de la caldera...

En lo que refiere a la acumulación, el caudal del primario solar no tiene nada que ver con las simultaneidades de consumo, ese caudal de 200 l/h sirve para calentar el acumulador, nada más. Las simultaneidades del circuito de distribución son para calcular diámetros de conducto. Para ello puedes coger las especicifaciones que te marca el HS4 para la pérdida de carga, velocidades de flujo, etc...

En lo referente al cálculo de pérdidas energéticas en la instalación, decirte que lo tienes que calcular (o estimar) e incluirlo en las necesidades energéticas a cubrir con solar (pérdidas en primario solar, acumulación, recirculación, etc).

Te he comentado que el caudal de recirculación lo puedes calcular o estimar (10% del total instalado). yo solamente he comentado que lo calculo..


saludos.

Gracias por tu respuesta, Xavi, en serio, no veas qué tranquilo me quedo, jeje.

Lo de la termostática antes de la caldera es por el hecho de que quiero protegerla de posibles temperaturas muy altas a la salida del acumulador, y, de esta forma, tener la posibilidad de mezclar con AF. El objetivo, como puedes suponer, es intentar estar en los 50-55 º a la salida de la caldera, si no llego, ella hará el resto, si me paso, mezclo con AF y paso de largo hasta el consumo.

Lo que me suponía, las pérdidas hay que tenerlas en cuenta, era lo lógico. Muchas veces aprovechas trabajos de otros para poder tener un punto de partida propio, ya sabes, y no he visto en ninguna simple memoria hacer mención siquiera a esas pérdidas, como te lo cuento. Me surge una pregunta, para el primario ¿cómo las calculas? ¿por el método de pérdida a través de una tubería como en recirculación? ¿y para el acumulador?

Última duda estúpida, en mi esquemilla, mi tramo de recirculación (¿o sería más bien retorno?) sería el DE, si no estoy equivocado...

Lo de la termostática antes de caldera, decirte que lo fácil hubiera sido poner una sola en la salida de acumulación, pero como el RITE de los coj---- te obliga a tener temperaturas de 50ºC en el punto más alejado, no te salvas...

Para calcular las pérdidas puedes utilizar la siguiente formulación:

Tuberías:

P = 2 x Pi x Lambda x longitud x Kelvin /[Ln (Re/Ri)]

-lambda en W/mK - proporciona fabricante
-Ln (Re/Ri) es el logaritmo neperiano del radio exterior partido el interior
-longitud es la longitud de tubería
-kelvin será la dif. de temperaturas entre exterior e interior (fluido - ambiente)

Acumuladores:

P = Lambda x S x Kelvin /e

-S es la superfície exterior acumulador (cilindro + dos bases)
-e es el espesor aislante.


Toda esta información la puedes sacar de cualquier libro de transferencia de calor (lo puedes encontrar en este megalink http://personales.ya.com/universal/TermoWeb/)

Para los cálculos de recirculación en ACS puedes consultar por ejemplo este link S  Servicios Técnicos

Muchísimas gracias.

Lo más gracioso del tema es que ya he estado "rapiñeando" por esos enlaces que me cuentas hace un tiempo, y descargué todo lo habido y por haber, pero sin consultarlo en profundidad, ya me vale...

Lo dicho, muchas gracias.