Tema: Caudales circuito primario

Hola!
Ya sé que se han abierto muchos hilos con esta temática, pero la verdad es que no me aclaro mucho...... Os explico:
Estoy realizando mi proyecto final de carrera dimensionando una instalación de ACS para un edificio de nueva construcción, no dispongo de ningún programa de cálculo por lo que todo lo estoy haciendo "a mano" con la ayuda de un excel. El edificio de estudio es de 48 viviendas, con cuatro escaleras independientes, por lo que he proyectado 4 instalaciones diferentes muy parecidas entre sí. Cada escalera tiene 4 plantas con 3 viviendas por planta lo que nos da un total de 12 viviendas. Mediante el método de f-chart he dimensionado la instalación y me da que con una batería de 5 captadores conectados en paralelo cubro la demanda energética establecida por el CTE (cada captador tiene 2,49 m2 con lo que con 12,45m2 cubro la demanda de las 12 viviendas). He mirado las especificaciones del fabricante para el modelo de captador en cuestión, y me aconsejan un caudal de 15l/hm2 (que difiere mucho de los baremos del CTE, pero utilizo este dato). Entonces el caudal del circuito primario será de 186,75l/h.
He proyectado la instalación de manera que la captación es centralizada y la acumulación es individual, por lo que dispongo de un interacumulador en serie con una caldera a gas natural por vivienda. El fluido que circula por el circuito primario es agua con propilenglicol.
Mi pregunta es: como distribuyo el caudal? Entiendo que tengo que repartir los 186,75l/h entre las cuatro plantas (lo que me da un caudal de 46,7 l/h por planta y de15,6l/h por vivienda)?
Imponiendo las condiciones de pérdida de carga del CTE (40mmca/m) obtengo que el diámetro mínimo interior es de aproximadamente 12mm, y cuando distribuyo los caudales entre las diferentes viviendas me da unas velocidades de fluido extremadamente bajas, por lo que deduzco que no lo estoy haciendo bien.
Alguien podría decirme en qué me estoy equivocando por favor?
Mil gracias!

El calculo que utilizo yo es este espero que te sirva

Muchas gracias por responder, pero creo que no me he explicado bien. Lo que quisiera saber es si estoy distribuyendo el caudal entre los diferentes ramales de mi circuito correctamente, es decir: se reparte a partes iguales el caudal de los paneles por las 4 plantas, y del caudal por planta se distribuye homogeneamente entre los tres pisos? He estado consultando documentos y aparece un % de simultaneidad que no acabo de comprender. Se calculcular las perdidas de carga y las velocidades de las distintas tuberías, pero es que la velocidad del primario que llega al interacumulador me da inferior a 0,1m/s...... y no puedo poner una tubería de diámetro más pequeño porque no cumplo con la condición de los 40mmca/m del CTE. que estoy hecha un lío vamos! De todas maneras muchas gracias por tu ayuda.
Un saludo!

Hola Emma, el caudal de la instalación de cada escalera te lo marca el caudal nominal de captadores, esos 15 l/(h·m2), aunque si le pones más caudal, por ejemplo el doble, no sucede nada, lo único que aumentará un poco la pérdida de carga en la instalación, pero te permitirá regular un poco mejor los ramales.

Si tienes un caudal de primario de por ejemplo 300 l/h y tienes 3 viviendas, debes equilibrar la instalación para a que a cada vivienda le llegue un caudal de 300/3 = 100 l/h. Para esos 100 l/h, con un diámetro interior de 16 mm es más que suficiente.

Cada interacumulador llevará asociado una válvula automática que cerrará el paso de flujo cuando el acumulador esté caliente (temperatura de consigna). Dicha válvula se controla con el termostato del acumulador.

Cuando te cierre un interacumulador caliente, la curva de la instalación te variará si las válvulas automáticas son de dos vías, y se mantendrá casi inalterable si son de tres vías.

Yo prefiero válvulas de dos vías en cada interacumulador, así cuando me cierran algunos circuitos, aunque la presión suba, también lo hará el caudal en cada interacumulador que quede abiertao respecto a su caudal nominal, así incrementarás la potencia y se calentarán antes.

Si pones válvulas de dos vías debes poner válvula de presión diferencial para que en caso de que cierren todas las válvulas haya circulación por el by-pass.

Puedes equilibrar el circuito mediante válvulas de equilibrado estático en las unidades terminales o retorno invertido del montante si las pérdidas de carga en cada ramal son semejantes.

Muchas cosas te sonarán a chino, pero es la mejor manera para empezar.

Saludos y bienvenida.

Hola Xavi, muchísimas gracias por tu consejo. Iba un poco liada con lo de los 15l/hm2 del fabricante, pero si puedo variar ese caudal, lo intentaré con 50l/hm2 a ver si consigo distribuir estos 622,5l/h (50l/hm2x5captadoresx2,49m2) del primario entre las 12 viviendas sin que me salgan cosas raras.... Una vez tenga dimensionada la instalación ya te comentaré a ver que me sale.
Muchas gracias de nuevo, de verdad.

Un cordial saludo.

Por cierto, ya que estamos lanzo otra pregunta:

Tengo que disminuir el diámetro del bajante principal a medida que voy "pasando plantas"?. Si mantengo el diámetro de tubo y cada vez tengo menos caudal (porque tengo derivaciones hacia otras plantas), me vuelvo a encontrar con el problema que cuando llego a la planta baja al tener menos caudal y mismo diámetro, también me disminuye mucho la velocidad del fluido...

Iniciado por Emmapfc

Por cierto, ya que estamos lanzo otra pregunta:

Tengo que disminuir el diámetro del bajante principal a medida que voy "pasando plantas"?. Si mantengo el diámetro de tubo y cada vez tengo menos caudal (porque tengo derivaciones hacia otras plantas), me vuelvo a encontrar con el problema que cuando llego a la planta baja al tener menos caudal y mismo diámetro, también me disminuye mucho la velocidad del fluido...

Vale, ya me he dado cuenta que el caudal es constante porque aunque haya derivaciones hacia las plantas, también tengo el circuito de retorno que me devuelve el líquido que ha pasado por el interacumulador.... No sé dónde tengo la cabeza!

Sí deberías reducir el diámetro a medida que bajas, dado que el retorno no va por la impuslión, sino por el retorno. La impulsión diminuye caudal a medida que vas pasando pisos y el retonro aumenta el caudal a medida que va subiendo pisos.

No obstante, para caudales tan pequeños no vale ni la pena disminuir, yo no bajaría de una tubería de cobre de 20/22 en el montante y de 16/18 en los ramales.

Que líos me hago yo sola, ya me di cuenta luego de lo del retorno, es que me lío sola....... Vamos a ver, si te hago caso, sucede lo siguiente:

Suponiendo que cojo un caudal de 50l/hm2 y tengo 5 paneles conectados en paralelo (de 2,49m2 cada uno), el caudal del primario serian 622,5 l/h.

Estos 622,5l/h los reparto entre 12 viviendas, por lo que tengo un caudal de 51,875l/h por piso, o lo que es lo mismo, 155,625l/h por planta.

Si cojo un diámetro de 20/22 en los montantes pasa lo siguiente (teniendo en cuenta que la pérdida de carga la multiplico por 1,3 por ser agua con anticongelante):

Entre cubierta y P3:
Caudal de 622,5 l/h
Pérdida de catga unitaria: 25,19 mm c.a/m
Velocidad fluido: 0,55 m/s

Entre P3 y P2:
Caudal de 466,875 l/h
Pérdida de catga unitaria: 15,23 mm c.a/m
Velocidad fluido: 0,41 m/s

Entre P2 y P1:
Caudal de 311,25 l/h
Pérdida de catga unitaria: 7,49 mm c.a/m
Velocidad fluido: 0,27 m/s

Entre P1 y PB:
Caudal de 155,625 l/h
Pérdida de catga unitaria: 2,23 mm c.a/m
Velocidad fluido: 0,14 m/s (me parece un poco baja)

Hasta aquí, bien.

Pero si a cada vivienda le llega un caudal de 51,875l/h, con un diámetro de 16/18 (porque mantengo el del ramal que va a planta), la pérdida de carga es una miseria (normal) de 0,94mmc.a/m pero es que la velocidad del fluido me da 0,072m/s. Esto no es muy bajo (lo mismo me pasaba con los 15l/hm2 si mantenia diámetros)? Yo no entiendo de energía solar, pero con esta velocidad del fluido en el interacumulador, no tardará una eternidad a calentar el agua hasta la temperatura de consigna? Además, si en vez de utilizar fórmulas utilizo un ábaco de cálculo, velocidades inferiores a 0,1m/s ni aparecen!

Perdona que te insista en el tema, pero el día de la defensa del proyecto seguro que me sacan las cosquillas por aquí y, así como en la parte térmica lo tengo todo muy claro, en hidráulica cojeo un poco......

Muchas gracias de nuevo, de verdad.

Un saludo!

Este es uno de los mayores problemas en este tipo de instalaciones, donde el caudal de distribución se vé forzado por el caudal nominal de placas, o sea, miseria y media.

Lo que sucede en la realidad, es que en la alimentación de interacumuladores hay una cierta simultaneidad, no todos se cargan al mismo tiempo, de ahí a dimensionar los ramales para un caudal supuestamente superior al que le tocaría por proporcionalidad

Si pones válvulas de dos vías en cada interacum. que cierren cuando éste esté caliente, el caudal que en teoría sobra se reparte en los restantes.

Dado el caso que todos pidan, va a costar mucho calentarlos todos a la vez, si el circuito no está equilibrado, se calentarán antes los circuitos más favorables.

Para esta configuración yo utilizo válvulas de dos vías y equilibrado en cada acumulador con válvulas estáticas, y dependiendo de la configuración retorno invertido en el montante.

Muchas gracia por tu ayuda, de verdad. Creo que lo dejaré así, y plagiaré tu explicación (con tu permiso). Gracias de nuevo!