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8/19/2019 TRABAJO TANQUE HIDRONEUMATICO.docx

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURAFACULTAD DE INGENIIERÍA CIVIL

CURSO

INSTALACIONES SANITARIAS Y ELÉCTRICAS

TRABAJO ENCARGADO

TEMA: TANQUE HIDRONEUMÁTICO

Profeor: I!"# A$re%&o Me!'o() A%$*!o: M)r&o A+ Mo!,ero Torre

Fe-.): No/&e*0re 1234

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INTRODUCCION

Los Equipos Hidroneumáticos han demostrado ser una opción eficiente y versátil, con grandes ventajas

frente a otros sistemas; este sistema evita construir tanques elevados, colocando un sistema de tanques

parcialmente llenos con aire a presión. Esto hace que la red hidráulica mantenga una presión excelente,

mejorando el funcionamiento de lavadoras, filtros, regaderas, llenado rápido de depósitos en excusado,

operaciones de fluxómetros, riego por aspersión, entre otros; demostrando as la importancia de estos

sistemas en diferentes áreas de aplicación. !s mismo evita la acumulación de sarro en tu"eras por flujo

a "ajas velocidades. Este sistema no requiere tanques ni red hidráulica de distri"ución en las a#oteas de

los edificios $evitando pro"lemas de humedades por fugas en la red% que dan tan mal aspecto a las

fachadas y quedando este espacio li"re para diferentes usos.

Los &istemas Hidroneumáticos se "asan en el principio de compresi"ilidad o elasticidad del aire cuando

es sometido a presión, funcionando de la siguiente manera' El agua que es suministrada desde el

acueducto p("lico u otra fuente, es retenida en un tanque de almacenamiento; de donde, a trav)s de un

sistema de "om"as, será impulsada a un recipiente a presión $de dimensiones y caractersticas

calculadas en función de la red%, y que posee vol(menes varia"les de agua y aire. *uando el agua entra

al recipiente aumenta el nivel de agua, se comprime el aire y aumenta la presión, cuando se llega a un

nivel de agua y presión determinados $+máx.%,

1+ OBJETIVOS

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1+3 OBJETIVO GENERAL

*omprender los aspectos teóricos "ásicos so"re suministro con tanque hidroneumático

y el servicio de agua caliente.

1+1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

*onocer la teora "ásica so"re el suministro de agua con tanque hidroneumático.

*omprender las partes, cálculos, ventajas y desventajas del sistema de suministro con

tanque hidroneumático.

5+ SISTEMA DE SUMINISTRO CON TANQUE HIDRONEUM6TICO

5+3 HISTORIA DEL SISTEMA HIDRONEUMÁTICO

eneralmente, los sistemas de distri"ución de agua requieren de ciertos equipos e instalaciones

complementarias, a fin de lograr un funcionamiento satisfactorio de los mismos y, en otros casos, a fin de

cumplir con los reglamentos de construcción aplica"les. En el primer caso, podemos mencionar equipos

elevadores de presión, al"ercas, etc.; para el segundo aspecto, tenemos como ejemplo los sistemas de

protección contra incendios, fijados por los reglamentos, cuando el edificio tiene ciertas caractersticas.

En cuanto a lo que nos interesa, los &,e*) e%e/)'ore 'e 7re&8!9 vienen a cinstituir la ra#on del

uso de un sistema hidroneumático, veamos algunos datos historicos que nos llevan a esta necesidad.

La e/o%$-&8! 'e %o &,e*)e%e/)'ore 'e 7re&8!hasta el

encuentro con el sistema

hidroneumatico, se presenta a

continuación.

Hacia principios de siglo, en el a-o de /00, la elevación de la energa del agua se logra"a, mediante la

conexión de un equipo de "om"eo, de manera directa, a la red municipal de agua hacia el interior del

edificio.

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Pr&*ero &,e*) .&'ro!e$*,&-o97)r) e%e/)r %) 7re&8! 'e )%&') 'e%)"$)


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*on este e;$&7o 'e 0o*0eo se pretenda mantener una presión constante en la red en las horas de

consumo pico. 1o o"stante, cuando los consumos disminuan, la energa no utili#ada, causa"a da-os y

pro"lemas de"ido a los excesos de la presión.

! fin de -orre"&r %o )!,er&or, se agregó a la instalación un sistema de control con "ase en la presión de

operación máxima, de tal manera, que al llegar a )sta, el equipo de "om"eo se detena, y al descender

dicha presión, el equipo se encenda inmediatamente. Estos sistemas eran de tipo automático, por lo que

en horas de "ajo consumo, al perci"ir cualquier demanda, el equipo se encenda, pero, puesto que se

trata"a de una demanda aislada, era satisfecha de inmediato. Lo anterior, origina"a que el equipo de

"om"eo se encendiera y apagara continuamente, hasta que el mismo se quema"a.

Lo anterior, nos indica"a que de"era contarse con un sistema adicional de suministro de presión, a fin de

evitar paros y arranques frecuentes de los equipos de "om"eo.Hacia /20, se inició %) $,&%&()-&8! 'e

&,e*) .&'ro!e$*,&-o que consta"an de un equipo de "om"eo, un compresor de aire, tanque

metálico presuri#ado y

controles que regula"an

los arranques y paros,

de los ya mencionados

equipos de "om"eo y

compresores de aire,

seg(n se presentaran

las demandas. 1o

o"stante, se presentaron

pro"lemas en la

utili#ación de estos

sistemas, principalmente

en la elevación de presión de

instalaciones hidráulicas de

grandes dimensiones, al

requerirse tanques presuri#ados con enormes vol(menes. Era pro"lemática la u"icación de los tanques,

as como el reempla#o de los mismos, en casos de averas, de"ido a pro"lemas de erosión y3o corrosión.

4e alli en adelante hu"ieron diversas soluciones a los pro"lemas encontrados, hasta llegar hasta la

tecnologia de la cual go#amos.

Lo ,re &,e*) e%e/)'ore 'e 7re&8! * $,&%&()'o son '

. &istemas de tanque elevado.2. &istemas de tanque hidroneumático.

5. &istemas de "om"as elevadoras de presión $"ooster%.

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S&,e*) 'e )&re -o*7r&*&'o


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4+3 DEFINICI>N

Los &istemas Hidroneumáticos se "asan en el principio de compresi"ilidad o elasticidad del aire cuando

es sometido a presión, funcionando de la siguiente manera'

El agua que es suministrada desde el acueducto p("lico u otra fuente, es retenida en un tanque de

almacenamiento; de donde, a trav)s de un sistema de "om"as, será impulsada a un recipiente a presión

$de dimensiones y caractersticas calculadas en función de la red%, y que posee vol(menes varia"les de

agua y aire. *uando el agua entra al recipiente aumenta el nivel de agua, se comprime el aire y aumenta

la presión, cuando se llega a un nivel de agua y presión determinados $+máx.%, se produce la se-al de

parada de "om"a y el tanque queda en la capacidad de a"astecer la red; cuando los niveles de presión

"ajan, a los mnimos preesta"lecidos $+mn.% se acciona el mando de encendido de la "om"a

nuevamente.

*omo se o"serva la presión vara entre +máx y +mn, y las "om"as prenden y apagan continuamente.

El dise-o del sistema de"e considerar un tiempo mnimo entre los encendidos de las "om"as conforme a

sus especificaciones, un nivel de presión $+mn% conforme al requerimiento de presión de instalación y un

+máx, que sea tolera"le por la instalación y proporcione una "uen calidad de servicio.

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:n tanque presuri#ado es un depósito cilndrico cerrado herm)ticamente

que almacena el agua que ha de usarse en el edificio al que suministra

agua, en tanto el equipo de "om"eo se encuentra detenido. El tanque

puede ser vertical y hori#ontal.

La presión alta de operación de la red hidráulica del edificio, nunca de"e

exceder la capacidad máxima de presión del tanque presuri#ado. Esta

capacidad la fija el fa"ricante, con "ase en el espesor de las paredes del tanque.

La capacidad del tanque hidroneumático se reali#a con "ase en los ciclos por hora en los que opera,

entendi)ndose por ciclo, la suma de los perodos de tiempo, durante los cuales el

equipo de "om"eo opera y posteriormente, descansa; esto es, podemos

ha"lar de ciclos por hora, en los casos en que, en una hora, el equipo de

"om"eo opera seis veces y descansa, tam"i)n, seis veces, durante

perodos de cinco minutos, en am"os casos. !s, son die# minutos, en

total, por ciclo.

La capacidad del tanque hidroneumático, se o"tiene con "ase en la

capacidad máxima del equipo de "om"eo, que es igual a la manda máxima

del sistema hidráulico, multiplicado por el tiempo de operación que se desea. El

resultado se divide entre el por ciento de extracción que se puede o"tener del tanque, de acuerdo con la

sugerencia del fa"ricante.

Las dimensiones del tanque a presión, se escogen tomando en cuenta como parámetros de calculo'

El caudal de "om"eo'


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?epresenta la relacion entre el volumen utili#a"le y el volumen total del tanque, y se podrá calcular a

trav)s de'

*álculo del del volumen del tanque $8t%'

En la gran mayora de los casos, las ta"las proporcionadas por los fa"ricantes, para la selección de los

equipos hidroneumáticos, simplifican los cálculos.

EQUIPOS DE BOMBEO

Estos equipos de "om"eo conducirán el agua de la fuente de

a"astecimiento hasta la red de distri"ución y3o la red seg(n sea el caso.

4e"ido a la versatilidad de las "om"as centrfugas, se recomiendan )stas

para ser utili#adas en conjunto con los sistemas hidroneumáticos.

+ara la selección de los equipos de "om"eo, de"e ser consideradas la

presión máxima de operación, as como el gasto máximo requerido por la

red hidráulica. !simismo, en caso de ser posi"le, de"e seleccionarse el

equipo de "om"eo, que opere, para diversas demandas del sistema, en rangos acepta"les de eficiencia.

+or lo general, las curvas caractersticas de operación de las "om"as que cumplen con el criterio

anterior, tienden a ser de tipo vertical, lo que permite mayor eficiencia, al operar en los gastos máximo y

mnimo.

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*uando se dimensiona un tanque se de"e considerar la frecuencia del n(mero de arranques del motor en

la "om"a, llamados *iclos de Aom"eo. &i el tanque es demasiado peque-o, la demanda de distri"ución

normal extraerá el agua (til del tanque rápidamente y los arranques de las "om"as serán demasiado

frecuentes, lo que causara una desgaste innecesario de la "om"a y un consumo excesivo de potencia.

El punto en que ocurre el n(mero máximo de arranques, es cuando el caudal de demanda de la red

alcan#a el B0@ de la capacidad de la "om"a. En este punto el tiempo que funcionan las "om"as iguala al

tiempo en que están detenidas. &i la demanda es mayor del B0@, el tiempo de funcionamiento será más

largo; cuando la "om"a se detenga, la demanda aumentada extraerá el agua (til del tanque más

rápidamente.

La potencia de la "om"a puede calcularse, de la siguiente manera'

4onde' H+' +otencia de la "om"a en ca"allos de fuer#a


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COMPRESOR DE AIRE O SUPERCARGADOR

Este elemento, llámese compresor de aire o supercargador, tiene como función suministrar aire, cuando

se hace necesario, al tanque presuri#ado.

La válvula conocida como supercargador $v)ase la figura%, está

dise-ada para mantener una relación correcta de aire y agua

en el tanque presuri#ado. Cpera de la siguiente manera'

cuando el nivel de agua del tanque está por encima del

esta"lecido, el supercargador funcionará en conjunto con el

equipo de "om"eo para ingresar aire al tanque, y lograr el

porcentaje adecuado de la relación aire6agua; al arrancar la

"om"a, en el impulsor se generan presiones negativas

$succiones% por lo que la presión en el tanque es mayor a la del

equipo de "om"eo, por lo que se o"liga al agua del tanque a

fluir por el venturi del supercargador. *omo resultado del vaco

parcial, el aire es jalado hacia la válvula de entrada de aire del

supercargador. :n desviador hace que el agua fluya "ajo las

paredes del supercargador, separando aire de agua; como el

aire se acumula dentro del mismo, el nivel del agua "aja, hasta

que la válvula del flotador se cierra, provocando que el flujo del agua se detenga entre el tanque y la

"om"a, antes que el aire se puede llevar dentro de la succión de la misma. *on la válvula de flotador

cerrada, el aire se comprime a la misma presión que está en el tanque, y as permanece hasta que la

"om"a se detiene. Entonces, la presión en la entrada de la succión llega a ser igual a la del tanque, por

lo que el flotador se eleva, y al agua pasa del tanque a la "om"a, y termina dentro del supercargador.

El aire acumulado en )ste, se o"liga a salir al exterior y dentro del tanque de presión. *on cada ciclo de

"om"eo, esta acción se repite siempre que la presión suficiente se transfiera dentro del tanque parapermitir que el nivel de agua en el tanque est) ligeramente a"ajo de la entrada del supercargador en su

presión de arranque. El supercargador automáticamente permite el ingreso de aire cuando el nivel de

agua del tanque su"e por encima de la entrada del mismo.

Este tipo de sistema de suministro de aire, es utili#ado en sistemas hidroneumáticos peque-os y

medianos.

+ara el caso de sistemas hidroneumáticos de grandes dimensiones, se recomienda la utili#ación de

compresores de aire.

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V%/$%) $ e -)r )'or


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4+5 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL SISTEMA

VENTAJAS DE LOS SISTEMAS HIDRONEUMÁTICOS

*omo ya se mencionó

anteriormente, la comparaciónse reali#a entro los tres sistemas

que se descri"en en este

tra"ajo.

Las principales ventajas de los

sistemas hidroneumáticos son

las siguientes'

El tanque presuri#adopuede amortiguar

pro"lemas de golpe de

ariete.+uede ser u"icado en

cualquier sitio del

edificio, sin afectar su operación.1o requieren estructuras especiales para su colocación.

DESVENTAJAS DE LOS SISTEMAS HIDRONEUMÁTICOS

Las desventajas de dichos sistemas son los siguientes'

• >ienen mayor costo inicial.

• El tanque tiene que operar de manera completa, a(n en perodos de poca demanda, puesto que

no puede ser seccionado o dividido.

• Los tanques tienen grandes dimensiones, de"ido a que el porcentaje de agua utili#a"le, para

suministrar a la red de

distri"ución, es reducido.

• ?equiere mayor espacio

para su instalación.

+ CONCLUSIONES

La teora so"re

suministro de agua por

tanque hidroneumático,

tiene su parte de cálculo

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al momento que se estudian las partes del sistema, puesto que en cada una de estas se de"e

hacer un análisis de las condiciones fsicas mecánicas e hidráulicas con las que tra"ajara; de

esta forma completa el estudio hecho de manera concisa so"re este tema En cuanto al mantenimiento, no se ha mencionado de manera precisa en los temas vistos; sin

em"argo es un concepto "astante importante para potenciar el funcionamiento de los equipos

tanto para sistemas hidroneumáticos, como para calentadores de agua y sus partes.

SUGERENCIAS

+or ser un sistema cada ve# más utili#ado, es que se de"e estudiar con mayores detalles y

o"tener mayores conocimientos acerca del tema.

&e recomienda este sistema porque han demostrado ser una opción eficiente y versátil, con

grandes ventajas frente a otros sistemas.

El dise-o del sistema de"e considerar un tiempo mnimo entre los encendidos de las "om"asconforme a sus especificaciones.

>omar en consideración al momento de dise-ar un tanque hidroneumático todas las

consideraciones necesarias para un correcto funcionamiento.

+ BIBLIOGRAFÍA

&istemas Hidroneumáticos, Escuela de ingeniera de !ntioquia.

http'33fluidos.eia.edu.co3hidraulica3articuloses3maquinashidraulicas3hidroneumaticos3paginas3hidr

oneumaticos.htm

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edificios de viviendas, ?icardo arca Gos), 9inisterio de industria turismo y comercio, o"ierno

de Espa-a. *álculo del consumo de agua caliente sanitaria,*LE!1E?=solar.com

?eglamento 1acional 4e Edificaciones, 1orma & 0.0

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http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/maquinashidraulicas/hidroneumaticos/paginas/hidroneumaticos.htmhttp://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/maquinashidraulicas/hidroneumaticos/paginas/hidroneumaticos.htmhttp://www.capac.org/web/Portals/0/biblioteca_virtual/doc001/CAP3/CAP3.htmhttp://www.wikipedia.org/http://www.cleanergysolar.com/http://www.cleanergysolar.com/http://www.capac.org/web/Portals/0/biblioteca_virtual/doc001/CAP3/CAP3.htmhttp://www.wikipedia.org/http://www.cleanergysolar.com/http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/maquinashidraulicas/hidroneumaticos/paginas/hidroneumaticos.htmhttp://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/maquinashidraulicas/hidroneumaticos/paginas/hidroneumaticos.htm

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