universidad del bÍo-bÍo facultad de ingenierÍa escuela de

José Villagra Erices 17.869.596-7 Estudiante Ingeniería Civil Mecánica Habilitación Profesional (440129) 2016-2

UNIVERSIDAD DEL BÍO-BÍO

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE ING. MECÁNICA

HABILITACIÓN PROFESIONAL COD: 440129

TÍTULO:

ESTUDIO TÉCNICO Y ECONÓMICO PARA LA INSTALACIÓN DE UNA PISCINA SEMI-OLÍMPICA TEMPERADA PÚBLICA DE USO DEPORTIVO EN LA COMUNA DE NACIMIENTO, REGIÓN DEL BIO-BÍO, CHILE.

NOMBRE DEL ALUMNO: JOSÉ VILLAGRA ERICES 17.869.506-7 PROFESOR GUÍA: REINALDO SÁNCHEZ ARRIAGADA

COMISIÓN EVALUATIVA: REINALDO SANCHEZ ARRIAGADA - JORGE GATICA SANCHEZ- GASTÓN HERNANDEZ CAMPOS

CONCEPCIÓN, PERÍODO 2016-2

Universidad del Bío-Bío. Sistema de Biliotecas - Chile


Agradecimientos a mi querida familia,

profesores, funcionarios, amigos y a todos

aquellos quienes entregaron apoyo, vocación,

comprensión y entendimiento, son quienes

hicieron posible el alcanzar esta etapa en el

mundo del conocimiento.

Dedicatoria de esta memoria a la comunidad de

Nacimiento, esperando sea una guía de aporte

para encontrar una solución concreta y definitiva

para el funcionamiento del recinto y así fomentar

el deporte y vida sana en las nuevas

generaciones de la comuna.



RESUMEN:

En este trabajo se busca estudiar técnica y económicamente la instalación de una piscina

semi-olímpica con fines deportivos para la comuna de Nacimiento. El enfoque de este

estudio está dirigido a los equipos de funcionamiento, tanto para movimiento de agua de

la pileta, como para los involucrados en mantener las condiciones térmicas de aire y agua

adecuados para su operación. En la primera parte se estudia la normativa de piscinas

públicas vigente en Chile, ya que los requerimientos establecidos en ella, son la base de la

fiscalización y revisión de documentos para la aprobación de funcionamiento, en este caso

a cargo del Ministerio de Salud. Posteriormente se continúa con el dimensionamiento

general del recinto y dimensionamiento del sistema hidráulico del vaso de la pileta, para así

definir los equipos correspondientes tanto para el circuito de sanitización del agua y

calefacción de agua de la pileta, equipos de calefacción de aire tanto para la zona de la pileta

como de otras dependencias, y posteriormente calefacción del sistema de Agua Caliente

Sanitaria. La selección de equipos se efectúa a criterio personal en base a los estudios de

cursos realizados durante el período de formación académica. Finalmente se procede a un

estudio económico enfocado en la inversión de los equipos seleccionados y costos de

operación para el funcionamiento del recinto, señalando que, los fondos de inversión

vienen desde el Instituto Nacional del Deporte, y los costos de operación están a cargo de

fondos desde la Municipalidad de Nacimiento, siendo este establecimiento deportivo de

uso directo gratuito para la comunidad.



INDICE RESUMEN: ........................................................................................................................................... 3

INTRODUCCIÓN: .................................................................................................................................. 8

UBICACIÓN GEOGRÁFICA Y ORIGEN DE RECURSOS: ........................................................................... 9

NORMATIVAS A CONSIDERAR: .......................................................................................................... 10

DIMENSIONAMIENTO GENERAL DEL RECINTO ................................................................................. 12

REQUERIMIENTOS TÉCNICOS GENERALES: ................................................................................... 13

I. CONDICIONES GENERALES DE LA PILETA .......................................................................... 13

II. REQUERIMIENTOS TÉCNICOS Y DE EQUIPOS PARA EL FUNCIONAMIENTO DE LA PILETA 14

III. REQUERIMIENTOS PARA EL SISTEMA DE AIRE: ............................................................. 17

DESCRIPCIÓN DE SECTOR OTRAS DEPENDENCIAS ........................................................................ 19

DIMENSIONAMIENTO HIDRÁULICO DE LA PISCINA .......................................................................... 20

CIRCUITO DE RECIRCULACIÓN....................................................................................................... 21

CIRCUITO DE ASPIRACIÓN ......................................................................................................... 22

CIRCUITO DE FILTRADO ............................................................................................................. 26

CIRCUITO DE IMPULSIÓN .......................................................................................................... 29

SELECCIÓN BOMBAS SISTEMA DE RECIRCULACIÓN AGUA VASO PILETA. .................................... 31

SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA PILETA: .................................................................... 33

SISTEMA DE DESAGÜE ............................................................................................................... 33

Selección Bomba desagüe principal: ......................................................................................... 33

Tanque de almacenamiento agua de desagüe: ........................................................................ 34

REQUERIMIENTOS TÉRMICOS AGUA SECTOR PILETA ....................................................................... 36

CÁLCULO PÉRDIDAS DE CALOR PILETA: ........................................................................................ 37

CONSUMO ENERGÉTICO MENSUAL Y ANUAL: .............................................................................. 42

SELECCIÓN EQUIPO DE CALEFACCIÓN AGUA PILETA: ............................................................... 43

CALENTAMIENTO DEL AGUA DEL VASO DE LA PILETA DESDE LA TEMPERATURA DE LA RED: ..... 44

REQUERIMIENTOS TÉRMICOS DEL AIRE RECINTO ............................................................................ 45

TRANSMITANCIA TÉRMICA MATERIALES INVOLUCRADOS ........................................................... 46

RECIRCULACIÓN Y RENOVACIÓN DE AIRE SECTOR PILETA ........................................................... 50

CAUDAL DE AIRE DE RECIRCULACION ....................................................................................... 50

Ciclo de calefacción de invierno Sector Pileta ........................................................................... 51

Ciclo de calefacción de invierno: CON RECUPERADOR DE CALOR AIRE .................................... 52

Ciclo de recirculación de aire de verano Sector Pileta .............................................................. 54



Recirculación y renovación de aire sector OTRAS DEPENDENCIAS............................................... 55

CAUDAL DE AIRE DE RECIRCULACION ....................................................................................... 55

SELECCIÓN DE CALDERA A GAS LICUADO ..................................................................................... 65

SELECCIÓN DE EQUIPO DE REFRIGERACIÓN ................................................................................. 66

SELECCIÓN EQUIPOS DE RECUPERACIÓN DE CALOR SALIDA DEL AIRE......................................... 67

REQUERIMIENTOS TÉRMICOS AGUA CALIENTE SANITARIA .............................................................. 68

SELECCIÓN CALDERA A GAS LICUADO SISTEMA ACS .................................................................... 71

SELECCIÓN SISTEMA DE COLECTORES SOLARES ........................................................................... 72

ALGORITMO DE CÁLCULO COBERTURA SOLAR ......................................................................... 74

APORTE DE ENERGÍA CAPTADORES SOLARES AL SISTEMA DE ACS: ALGORITMO f(F-Chart) Y

RENDIMIENTO DE COLECTORES. ................................................................................................... 78

RESULTADOS PARA SISTEMA ACS ................................................................................................. 80

ESTUDIO ECONÓMICO ...................................................................................................................... 81

CONCLUSIONES ................................................................................................................................. 83

BIBLIOGRAFÍA Y LINKOGRAFÍA .......................................................................................................... 84

ANEXOS ............................................................................................................................................. 85



ÍNDICE DE TABLAS Y FIGURAS

Tabla 1 . Especificaciones Globales del proyecto. Ubicación y Superficie de Emplazamiento. .......... 9

Tabla 2. Condiciones Generales de la Pileta Semi-Olímpica. ............................................................ 13

Tabla 3. Volumen de aire Sector Pileta. ............................................................................................ 16

Tabla 4. Resumen condiciones de temperaturas requeridas. Elaboración Propia. .......................... 17

Tabla 5. Instalaciones sanitarias según requerimiento de normativa. ............................................. 19

Tabla 6. Caudal, diámetros y longitud tramos tuberías rebosadero Perimetral. .............................. 23

Tabla 7. Longitudes, diámetros, elementos y pérdidas de carga Circuito de Aspiración. ................ 24

Tabla 8. Longitudes y diámetro tuberías circuito Boquillas de Aspiración. ...................................... 25

Tabla 9. Filtros ASTRAL POOL ............................................................................................................ 26

Tabla 10. Dimensiones filtro Astral Pool Europe. .............................................................................. 27

Tabla 11. Longitudes, diámetros, elementos y pérdidas de carga Circuito de Impulsión. ............... 30

Tabla 12. Resumen pérdidas de carga Circuito de Recirculación Pileta............................................ 31

Tabla 13.- Datos de Funcionamiento Altura-Caudal y Dimensiones Bombas vaso pileta. ............... 32

Tabla 14. Dimensionamiento tramo Sistema de Desagüe Principal. ................................................ 33

Tabla 15. Resumen dimensionamiento de cañerías circuito recirculación. ...................................... 35

Tabla 16. Pérdidas energéticas por renovación de agua diaria pileta: ............................................. 40

Tabla 17. Pérdidas térmicas del agua en la Pileta: ............................................................................ 40

Tabla 18. Cálculo de consumo mensual y anual de energía agua del vaso piscina. ......................... 42

Tabla 19. PÉRDIDAS TÉRMICAS AIRE SECTOR PILETA........................................................................ 47

Tabla 20. PÉRDIDAS TÉRMICAS AIRE SECTOR CAMARINES, SERVICIOS HIGIÉNICOS Y OTRAS

DEPENDENCIAS: ................................................................................................................................ 48

Tabla 21. Pérdidas térmicas Sector Pileta y Otras Dependencias condición de verano. .................. 49

Tabla 22. Variables ciclo de renovación de aire Condición de Invierno. ........................................... 51

Tabla 23. Variables ciclo de renovación de aire Condición de Invierno, con Recuperador de Calor

Aire-Aire. ........................................................................................................................................... 52

Tabla 24. Variables ciclo de renovación de aire Condición de Verano. ............................................ 54

Tabla 25. Vapor corporal de agua emitido para una persona según actividad. ............................... 55

Tabla 26. Ciclo de calefacción Otras Dependencias: ......................................................................... 56

Tabla 27. Resumen Pérdidas Térmicas del Recinto: ......................................................................... 58

Tabla 28. CÁLCULO CONSUMO ENERGÍA DE CALEFACCIÓN SECTOR PILETA: ................................... 59

Tabla 29. CÁLCULO CONSUMO ENERGÍA DE CALEFACCIÓN OTRAS DEPENDENCIAS ....................... 60

Tabla 30. CÁLCULO CONSUMO ENERGÍA REFRIGERACIÓN SECTOR PILETA: .................................... 62

Tabla 31. CÁLCULO CONSUMO ENERGÍA REFRIGERACIÓN SECTOR OTRAS DEPENDENCIAS: .......... 63

Tabla 32. Consumos promedio ACS según tipo de uso. (Ministerio de Energía) .............................. 68

Tabla 33. Temperatura promedio mensual agua de la red Nacimiento, Chile. ................................ 69

Tabla 34. Cálculo requerimiento ACS y Costos Gas Licuado. ............................................................ 70

Tabla 35. Tabla comparativa de cualidades captadores tubo de vacío y captadores planos ........... 73

Tabla 36 y Tabla 37: Latitud Media y Zona Climática; Contribución solar mínima. ........................... 74

Tabla 38. Radiación Solar Zona de Nacimiento, Región del Bio-Bío, Chile ....................................... 77

Tabla 39. Algoritmo Excel Rendimiento mensual de Captadores, Carta F-Chart y Aporte Mensual y

Anual de energía Captadores Solares y ahorro mensual de Gas. ..................................................... 79

Tabla 40. COSTOS DE INVERSIÓN ...................................................................................................... 81

Tabla 41. COSTOS DE OPERACIÓN. Consumo de energía anual equipos térmicos. .......................... 82



FIGURAS

Figura 1 Ubicación Geográfica del terreno de emplazamiento del proyecto. ................................... 9

Figura 2. DIMENSIONAMIENTO GENERAL DEL RECINTO. .......................................................... 12

Figura 3. Ajuste de Temperatura Agua Pileta ................................................................................... 17

Figura 4.- Distribución de circuito de cañerías en la pileta. Elaboración propia. .............................. 20

Figura 5 Elementos necesarios para el tratamiento de desinfección y calefacción del agua de la

pileta. Se procede al dimensionamiento, selección de equipos y componentes. ............................ 21

Figura 6.- Válvulas en sistema de filtrado y tabla descriptiva de funciones, imagen del filtro

extraída del catálogo ASTRAL POOL y modificada. ........................................................................... 28

Figura 7. Diagrama de Curvas Características de Funcionamiento Electrobombas HF. ................... 31

Figura 8.- H-Q Curva característica bombas de desagüe. ................................................................. 34

Figura 9.- Pérdidas de calor vaso de la piscina. ................................................................................. 36

Figura 10.- Porcentajes pérdidas térmicas pileta. ............................................................................. 41

Figura 11 y Figura 12.- Propiedades térmicas características de Hormigón Normal para

construcción. ..................................................................................................................................... 46

Figura 13.- Propiedades Térmicas Materiales Aislantes comunes utilizados en construcción. ........ 46

Figura 14.- Carta psicrométrica para el ciclo de invierno con renovación de aire exterior. ............. 53

Figura 15 Carta Psicométrica Recirculación de Aire Verano ............................................................. 54

Figura 16.- Valores Admisibles para las pérdidas globales de calor del Recinto .............................. 61

Figura 17.- Características Técnicas Caldera a Gas licuado para calentamiento de aire. ................. 65

Figura 18.-Especificaciones técnicas y de rendimiento Bomba Seleccionada Catálogo Toshiba. .... 66

Figura 19.- Especificaciones técnicas y rendimiento de recuperadores seleccionados. ................... 67

Figura 20.- Especificaciones Técnicas(arriba) y esquema de instalación calefón en cascada (abajo).

........................................................................................................................................................... 71

Figura 21.- Tipo de colectores y Rangos de Temperatura................................................................. 72

Figura 22.- ESQUEMA GENERAL DE CIRCUITO DE CAPTADORES SOLARES ....................................... 80

ANEXOS

Anexo 1, Características Técnicas de los Captadores Solares seleccionados: .................................. 85

Anexo 2. Pérdidas de carga para PVC y diámetros comerciales. ...................................................... 86

Anexo 3. Cálculo del estudio de factibilidad económica del curso proyecto de ingeniería para la

selección del equipo térmico de calefacción de agua de la pileta. ................................................... 87



INTRODUCCIÓN:

El tema escogido se origina en la ya existente piscina semi-olímpica municipal de la comuna

de Nacimiento, que, por una carencia inicial de un estudio mecánico no se ha puesto en

funcionamiento en un tiempo de 7 años desde que debió abrir a la comunidad. Surge la

necesidad de un re-estudio del área, para ello, esta memoria consiste en la realización de

un estudio completo para el caso.

Este informe tiene como objetivo general el efectuar un estudio técnico y económico para

la instalación de una piscina semi-olímpica temperada municipal de uso deportivo en la

comuna de Nacimiento, Región del Bio-Bío.

En la primera parte se busca realizar el estudio de las normativas exigidas por el Reglamento

de Piscinas de uso Público (Decreto 209-02, Ministerio de Salud) para cumplir con las

exigencias establecidas por este estamento, utilizando esto como base para el estudio

técnico.

Luego se procede a Efectuar el dimensionamiento general del recinto, dimensionamiento

hidráulico y estudio del área térmica involucrada para la posterior selección de equipos

requeridos.

Finalmente se procede a realizar un estudio económico para ver la cantidad de recursos

financieros necesarios requiere la Municipalidad desde el Instituto Nacional del Deporte

que es el organismo de financiamiento. Este estudio considera los costos de inversión y

operación para el funcionamiento de la piscina semi-olímpica de uso deportivo en base al

estudio técnico realizado.

Cabe señalar que, efectuar este tipo de proyecto de forma real, implica aparte del área de

estudio mecánico, estudios complementarios de otras áreas como lo son arquitectura,

ingeniería civil, ingeniería eléctrica, para así evaluar acabadamente cada área, como lo es el

diseño, estudio de suelos, materiales de construcción, circuitos eléctricos necesarios, entre

otros.

Este estudio al tener un carácter mecánico comprendiendo áreas de hidráulica y sistemas

térmicos para el recinto en cuestión, se procederá efectuando un diseño básico de

arquitectura en base a los requerimientos de espacios necesarios. La selección de

materiales de construcción se hace con el fin de conocer las propiedades térmicas para las

pérdidas implicadas en cada caso. Respecto a la parte eléctrica, de acuerdo a los equipos

en base a electricidad se indica la cantidad de potencia requerida desde la matriz del

servicio eléctrico de la comuna.



UBICACIÓN GEOGRÁFICA Y ORIGEN DE RECURSOS:

El emplazamiento geográfico para la construcción del recinto está ubicado en un sector urbano de naturaleza fiscal. Los recursos financieros utilizados para todas las etapas del proyecto, provienen desde el Instituto Nacional del Deporte con sede Regional en Concepción, que es el organismo encargado de fiscalizar la administración de recursos destinados a proyectos públicos de esta naturaleza. Los recursos financieros son administrados por la Dirección de Obras y Planificación de la Ilustre Municipalidad de Nacimiento, departamento que se encarga de distribuir correctamente los recursos proporcionados por el IND para la planificación, construcción y posterior funcionamiento de la Piscina Semi-Olímpica de uso Público.

Figura 1 Ubicación Geográfica del terreno de emplazamiento del proyecto.

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS GENERALES

PROYECTO FACTIBILIDAD TÉCNICA Y ECONÓMICA PARA LA INSTALACIÓN DE UNA PISCINA SEMI-OLÍMPICA TEMPERADA DE USO PÚBLICO EN LA COMUNA DE NACIMIENTO, REGIÓN DEL BIO-BÍO

UBICACIÓN Calle: LOMPI esquina Gleissner S/N° Sector Coinac, referencia: Cancha de fútbol Coinac

COMUNA NACIMIENTO – Región del Biobío

SUPERFICIE TERRENO 45x40 = 1800m2

SUPERFICIE SECTOR PILETA 30x20 = 600 m2

SUPERFICIE OTRAS DEPENDENCIAS 12x30 = 360 m2

SUPERFICIE EDIFICACIÓN 960 m2

PROPIETARIO I.MUNICIPALIDAD DE NACIMIENTO. Tabla 1 . Especificaciones Globales del proyecto. Ubicación y Superficie de Emplazamiento.

La propiedad se encuentra inscrita en el conservador de Bienes Raíces de Nacimiento, con inscripción de dominio vigente a nombre de la I. Municipalidad de Nacimiento.

Ubicación Específica: latitud 37° 28” S longitud 72° 42” O



NORMATIVAS A CONSIDERAR: El estudio de las Normativas Vigentes del “Reglamento de Piscinas de Uso Público, Decreto N°209-02, Ministerio de Salud, Departamento de Asesoría Jurídica, Chile” es el cual se utilizará para definir los parámetros de diseño para el proyecto. Para definir parámetros no presentes en el reglamento anteriormente mencionado y necesarios para el diseño según el caso, se recurrirá a Normativas existentes acordes al caso, que se citarán pertinentemente en los puntos de desarrollo del estudio técnico. Se prosigue con el resumen de los puntos destacables acordes al caso “piscina de uso público general”. TÍTULO I: DISPOSICIONES GENERALES (Decreto 209-2002) Definiciones: -Piscina de uso público General: Destinada al uso colectivo, sea gratuito o pagado directa o indirectamente a través de cuotas a instituciones. -Pileta de recirculación: Se mantiene la calidad sanitaria del agua haciéndola circular mediante bombas a través de un sistema de purificación, después de lo cual, se vuelve a la pileta. -Tasa de recirculación T: Corresponde a la cantidad de veces que la totalidad del agua de la pileta pasa por los sistemas de filtros en un período de 24 Horas. -Carga Diaria Máxima de Bañistas: Número máximo de bañistas que puede ingresar diariamente en una piscina de uso público. Su cálculo se efectúa en función de la tasa de recirculación y del volumen de agua fresca o limpia introducido a la pileta en 24 horas de acuerdo a la fórmula: Nmax bañistas=V/Ct , donde V representa el volumen de agua limpia en 24 horas, y Ct es un coeficiente que depende de la tasa de recirculación T durante el mismo período. -Capacidad de bañistas: número máximo de personas en tenida de baño que pueden permanecer simultáneamente en la piscina de uso público. Este número se determina en función de la superficie de agua de la pileta, y se obtiene de sumar al número de metros cuadrados (m2) de superficie de agua con profundidad menor de 1,4 metros, la mitad del número de metros cuadrados de superficie de agua con profundidad mayor a 1,4 metros. -Área de Esparcimiento: Artículo 35.- Las piscinas deberán contar con un área de esparcimiento de superficie mínima igual a la superficie total de agua. TITULO III .- DE LA AUTORIZACIÓN Artículo 4°.-

En la autorización de funcionamiento, se señalará su calificación como piscina de uso público general o restringido y la carga máxima de bañistas. Para el control efectivo, se deberá contar con un sistema confiable de control de ingreso que permita comprobar el número efectivo de personas que entran a la piscina, cuyo total diario debe inscribirse en un libro de registro.

Dicha autorización tendrá una duración de 3 años.



Artículo 5°.- Para obtener la aprobación de proyecto se deberán acompañar de los siguientes antecedentes: 1) Solicitud de aprobación de proyecto con identificación del propietario, proyectista y

ubicación de la piscina. 2) Memoria explicativa en la que se identificarán los siguientes datos:

-Tipo de pileta. -Dimensiones y tamaño de la pileta. -Área de circulación de bañistas. -Área de esparcimiento. -Origen del Agua. -Sistema de eliminación de las aguas. -Gasto y régimen de renovación del Agua: Para el caso de pileta de recirculación, se deberá incluir planos, diámetros y cotas de todas las cañerías de este sistema. Se deberá especificar además el tipo y la capacidad de las bombas, altura manométrica a la que pueda entregar esta capacidad; tamaño, tipo y número de filtros. -Métodos de desinfección. -Contenido normal de cloruros de la fuente de agua. -Carga diaria máxima de bañistas y capacidad de bañistas determinadas en conformidad al presente reglamento.

3) Plano general de la piscina y sus dependencias. 5) Proyecto de arquitectura con plantas generales y especificaciones técnicas.

-Pileta y área de esparcimiento -Instalaciones anexas -Casas de máquinas -Camarines y servicios higiénicos.

6) Planos de circuito hidráulico de ingreso y recirculación. 7) Plano de sistema eléctrico e iluminación. 8) Plano de detalles de lavapies. 9) Memoria de cálculo de los sistemas hidráulicos 10) Catálogo de equipos y accesorios. 11) Proyecto de los equipos de calefacción. 13) Planos y características de los sistemas de ventilación o recirculación de aire para piletas temperadas bajo techo.

Los ítems 4) y 12) no tienen relación con el proyecto en cuestión, por tanto, no se mencionan.

A continuación, se procede a efectuar el dimensionamiento general del recinto señalando

distribución de espacios y requerimientos generales para el funcionamiento del recinto.



DIMENSIONAMIENTO GENERAL DEL RECINTO Figura 2. Elaboración propia.

SECTOR ÁREA[m2] TIPO ÁREA

SECTOR PILETA 600

ÁREA ESPARCIMIENTO PILETA 275 ESPARCIMIENTO

HALL PRINCIPAL 48 ESPARCIMIENTO

SECTOR CAMARINES 117 CAMARINES, SERVICIOS HIGIÉNICOS

SALA DE MAQUINAS 72 EQUIPOS TÉRMICOS, FILTRACIÓN, CALDERA

BODEGA 21

OFICINA Y CONTROL 21

SALA PRIMEROS AUXILIOS 12 ELEMENTOS DE PRIMEROS AUXILIOS

ESPACIO INTERIOR SUJETO A DISTRIBUCIÓN

16 A MODIFICAR PARA CUBRIR REQUERIMIENTOS 2X8m2

PASILLO HALL PRINCIPAL A SALA DE MÁQUINAS

14 CONEXIÓN INTERIOR ADMINISTRACIÓN

ÁREA EXTERIOR LIBRE 840 DISPONIBLE A USO SEGÚN REQUERIMIENTOS



REQUERIMIENTOS TÉCNICOS GENERALES: I. CONDICIONES GENERALES DE LA PILETA

Pileta de naturaleza de entrenamiento deportivo. El dimensionamiento de una piscina Semi-Olímpica es exactamente la mitad del de una piscina Olímpica. Tabla 2. Condiciones Generales de la Pileta Semi-Olímpica.

DIMENSIONAMIENTO PISCINA SEMI-OLIMPICA

Observaciones

Longitud 25 [m] Piscina olímpica: 50[m]

Ancho 13[m] La mitad del ancho de una piscina olímpica son 12,5[m] pero por efectos de conservar el dimensionamiento del caso del origen del tema, se utiliza 13[m].

Profundidad 2 [m] Se define profundidad lineal.

Temperatura del Agua 19 –25 [°C] Recomendado por IND: 25°C T°=26[°C] para efectos de cálculo

Área Superficie Agua 325 [m2]

Volumen Total Agua 650 [m3] Vpileta=25m*13m*2m = 650 m3

Ancho Carril 2,5[m]

Tasa de recirculación T 3 La tasa de recirculación recomendable es de 4 veces al día. Ya que es para uso deportivo, debido a la estructura de las clases de natación, el número de bañistas por día es bastante inferior carga máxima de bañistas que soporta la piscina por día, por tanto, se selecciona Tmínima=3, que es la Tasa de recirculación mínima exigida para piscina de uso público general.

Volumen de agua limpia por día

1950 [m3] Vtotal_agua_limpia_día=T*Vpileta=3*650 =1950[m3]

Carga diaria máxima de bañistas por día

1300 Para T=3 Ct=1,50

Nmax bañistas= 𝑉

𝐶𝑡=

3∗650

1,50= 1300 [bañistas/día]

Capacidad simultánea de bañistas en la piscina

162 Nsimultáneo bañistas=

𝑚𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒_𝑎𝑔𝑢𝑎2

2=162,5=> 162

OBS: No necesariamente dentro de la pileta

Área de esparcimiento 325 m2 Aesparcimiento_mínima=Asuperficie_piscina

Temporada de funcionamiento

Anual Enero a Diciembre

Horario de Funcionamiento 15 h/día Lunes a Sábado de 7:00 a 22:00 hrs.



II. REQUERIMIENTOS TÉCNICOS Y DE EQUIPOS PARA EL FUNCIONAMIENTO DE LA PILETA

a) Abastecimiento de Agua: *Origen: Agua Potable, abasto Público. Se debe indicar diámetro de conexión que la empresa de obras sanitarias haya otorgado. *En piletas de Recirculación, el agua debe vaciarse al menos una vez al año. (Art.13 Dto. 209-02). *En piletas de Recirculación, debe efectuarse un aporte diario de agua fresca no-recirculada, de al menos 1/30 el volumen de agua total de la pileta.

650𝑚3

30= 21,67 == 22[𝑚𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑓𝑟𝑒𝑠𝑐𝑎

3 /𝑑í𝑎]

b) Desagüe:

*Los dispositivos de desagüe deben permitir el vaciamiento total de la pileta en un máximo de 4 Horas. Tmáx_desagüe= 4 [h]. *Si el agua se vacía en Alcantarilla, se debe consultar dispositivos que impidan que las aguas servidas puedan retroceder y penetrar en la pileta, aun cuando la alcantarilla entre en presión. *La pileta debe contener 1 o más desagües en la parte más profunda del fondo

c) Sistema de recirculación: *En el sistema de filtración, el Volumen total del agua de la pileta debe pasar en 8[horas], y si la Tasa de recirculación es 3, dando un Vagua_limpia=1950 [m3/día], entonces: 650 m3 --> 8Horas 1950 m3 --> 24Horas X m3 --> 1Hora Caudal de Filtrado Qfiltrado= 81,25 [m3/h]

c.1) Tasa Máxima de Filtración: 1150[m3/m2/día] , para filtros de alta velocidad. A partir de esto se debe definir el Circuito de recirculación, diámetro de tuberías, Selección de bombas, sistema de succión desde la piscina ya sea Rebosaderos o Skimmers más sumideros de fondo, Selección de filtros, Sistemas de control, válvulas y conexión al sistema de calentamiento de agua. Tuberías: La distancia de las tuberías de la pileta depende de la distancia de la ubicación de la Sala de Máquinas para el circuito de recirculación. El diámetro de las cañerías está determinado por el Caudal de Filtrado Requerido por día. Sistema de aspiración: Se tienen 2 opciones para el diseño de aspiración, donde la primera es por ‘skimmers’ y la segunda es con ‘rebosadero perimetral’. 1° Opción. Espumaderas Automáticas (Skimmers): El número mínimo de skimmers está dado por:

𝐴𝑟𝑒𝑎𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎

37𝑚2(𝑒𝑠𝑡𝑎𝑏𝑙𝑒𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑝𝑜𝑟 𝑛𝑜𝑟𝑚𝑎)=

325𝑚2

37𝑚2 = 8,78 == 9 𝑆𝑘𝑖𝑚𝑚𝑒𝑟𝑠, 𝑐𝑜𝑚𝑜 𝑚í𝑛𝑖𝑚𝑜



Para definir la cantidad total de Skimmers, hay que ver la capacidad de succión de los presentes en el mercado, de tal modo que la cantidad de succión sea la suficiente para cubrir el caudal requerido. De igual modo, la pileta debe tener un rebosadero en todo su contorno, para eliminar toda la posibilidad de que el agua ingresada a su interior pueda volver a la Pileta. Esta agua puede ser direccionada al sistema de recirculación, o eliminada al desagüe. 2° Opción. Rebosadero perimetral: Por movimiento del caudal desde la inserción del agua a la pileta desde el circuito de impulsión desde el fondo del vaso, el agua desborda el contorno superior pasando al rebosadero perimetral que, al darle una leve inclinación hacia una o dos esquinas del vaso, pasa al vaso de compensación donde posteriormente el caudal es succionado hacia los equipos de filtrado. Criterio de selección de opción: Para una superficie de lámina de agua para vasos mayores a 200[m2], es recomendable el uso de Rebosadero Perimetral, ya que garantiza un mejor movimiento de la capa superficial del agua para ser filtrada que a través de skimmers. La superficie de la pileta es de 325[m2], un 61,5% más grande del límite de superficie de agua por sobre la superficie máxima recomendada para skimmers, se selecciona la 2° Opción para filtrado. Se adjunta extracto de información de empresa Kripsol del archivo “DOSSIER DEPURACIÓN Y LIMPIEZA” disponible para descarga .pdf en su página web:”En las piscinas de nueva construcción, el sistema de paso del agua del vaso de la piscina a la depuradora se hará mediante rebosadero perimetral continuo en los vasos mayores de 200 m² de lámina de agua. Para superficies menores o iguales a 200 m² de lámina de agua se podrán utilizar skimmers en número no inferior a uno cada 25 m² de lámina de agua, distribuidos adecuadamente en función del diseño del vaso. En el caso de que 6 DOSSIER DEPURACIÓN Y LIMPIEZA los circuitos de recirculación incorporen un sistema de aspiración por fondo, esta se realizará al menos a través de 2 puntos”. Fuente: http://www.kripsol.com/marketing/calculo.pdf De esta información anterior se extrae además que el sistema de aspiración por ‘sumidero de fondo’ debe ser de al menos en 2 puntos de la pileta. Esto se debe para efectos de alivianar la succión sobre los nadadores que pasan por estas zonas de aspiración. Cabe destacar que se debe seleccionar una velocidad baja para alivianar de mejor forma los efectos de succión.

d) Sistema de calentamiento del Agua Pileta: Se requiere calentar una cantidad de 650 m3 de agua a una temperatura entre 25°C a 28°C. Primero, se establece la cantidad de pérdidas de energía del vaso. Se utiliza temperatura del agua de alimentación a través de un promedio mensual para poder seleccionar los equipos correspondientes según los requerimientos térmicos. OPCIONES PARA CALEFACCIÓN DE AGUA: Dentro de las opciones para poder mantener la temperatura de trabajo de la piscina, apuntando al uso de energías limpias, se puede considerar el uso de energía de Bombas de Calor, el uso de Colectores Solares, u otros similares. Ahora, estas



opciones se estudiarán en conjunto con el uso de energías convencionales que para el caso pueden comprender la instalación de una caldera a gas o petróleo para el calentamiento del agua. Se aplicará criterio según costos de inversión y operación de los respectivos equipos.

e) Sistema de calentamiento de aire para la pileta: Se debe considerar: -Volumen de aire a calentar. - Pérdidas energéticas del recinto a través de las paredes hacia el ambiente, o viceversa según sea la condición climática. Se debe efectuar una evaluación tanto para condiciones de verano como para invierno. - Temperatura ambiente durante todos los meses de funcionamiento. - Aislación térmica de paredes, techo y ventanas del recinto. - Cantidad de aire de recambio. -Cantidad de individuos presentes en el área de esparcimiento de la pileta o dentro de esta. - VOLUMEN DE AIRE SECTOR PILETA:

Tabla 3. Volumen de aire Sector Pileta.

Volumen Altura Paredes

𝑉 = 30 ∗ 20 ∗ 3 = 1800𝑚3

Volumen Altura Techo* 𝑉 = (

(30 ∗ 20 ∗ 2

2 ) + (30 ∗ 20 ∗ 1,5

2 )

2) = 525𝑚3

TOTAL Vaire_sector_ pileta

𝑉𝑎𝑖𝑟𝑒_𝑠𝑒𝑐𝑡𝑜𝑟𝑝𝑖𝑙𝑒𝑡𝑎= 1800 + 525 = 𝟐𝟑𝟐𝟓𝒎𝟑

Nota: En la parte más alta del techo (5[m]) del sector de la pileta, se establece a criterio una inclinación vertical decadente de 1° respecto a la otra esquina más alta (paralela a la longitud más larga de la pileta) dando un resultado de 4,5[m] de altura en la otra esquina superior. Este criterio es para generar un movimiento de las masas de aire por densidad hacia una esquina donde se dispondrá de un extractor de aire hacia el circuito de recirculación. Esta condición ayuda a controlar (no erradicar) de manera positiva las condensaciones en el techo, buscando evitar estancamiento de aire húmedo en un eje horizontal de la parte más alta que es donde llega la masa de aire más caliente y húmedo por efecto de densidad, no pudiendo llegar correctamente hacia los puntos de extracción.



III. REQUERIMIENTOS PARA EL SISTEMA DE AIRE:

Extracto Decreto 209- 02 Reglamento de Piscinas:

“Artículo 59.- Las piscinas que soliciten autorización para funcionar fuera de la temporada de

primavera y verano, deberán contar con un sistema de calefacción del ambiente y de acondicionamiento del

agua que permita ajustar las temperaturas de modo que en baños, camarines y demás dependencias

destinadas al uso de los bañistas la temperatura del aire oscile entre 21°C y 24°C y en el recinto de la pileta la

temperatura ambiente no baje de 24°C ni sobrepase los 27°C. El agua de la pileta deberá tener una

temperatura entre 19°C y 25°C. La temperatura del aire en el recinto la pileta no deberá sobrepasar la

temperatura del agua en más de 5°C, manteniendo siempre los rangos de temperatura del aire antes

señalada.”

En resumen: Tabla 4. Resumen condiciones de temperaturas requeridas. Elaboración Propia.

RANGOS DE TEMPERATURA SEGÚN NORMATIVAS

PARA CONDICIÓN DE DISEÑO

Aire Sector Camarines, servicios higiénicos y uso de bañistas

21-24[°C] 22°C Condición arbitraria

AGUA DE LA PILETA 25-28°C (*) 26[°C]. Seleccionado en base a condiciones de entrenamiento de competición(*)

AIRE SECTOR PILETA 24-27[°C]

Humedad Relativa 65%

28°C Se selecciona una temperatura superior al rango para efectos de cálculo de requerimientos, para acomodarse a la condición del a temperatura del agua de la pileta establecida por el IND.

VOLUMEN DE AIRE PILETA 2325 m3

(*) Dentro de los problemas de autorización del proyecto original tomado como origen del tema,

aparece una observación importante respecto a las condiciones de diseño que limita la apertura

para funcionamiento del recinto deportivo, donde se consideró una t°=25°C, que es lo máximo

indicado en el Reglamento de Piscinas. Esto topa directamente con las Normativas Deportivas

recomendadas por la FIN (Federación Internacional de Natación) que exige un rango entre 25°C a

28°C. Para no topar por efectos de cálculo con este punto para la autorización, se selecciona una

temperatura del agua de la pileta de t°agua_pileta=26[°C], y t°aire_sector_pileta=28[°C]

Figura 3-Ajuste de Temperatura Agua Pileta

Fuente: Archivo proporcionado por la Dirección de Obras de la I. Municipalidad de Nacimiento



Ya que los requerimientos energéticos para calefacción de Aire son mucho mayores para el aire que para el agua, se apunta directamente al uso de un sistema que pueda generar un aporte de potencia fuerte. La instalación de una Caldera a Petróleo o Gas en el recinto para calefacción de aire puede considerarse como alternativa principal. Este punto requiere la revisión de normativas para la correcta instalación y distribución de espacios. No está demás mencionar que el fin de este estudio es que las máquinas garanticen el correcto aporte de energía según los requerimientos, con un dimensionamiento térmico acorde a las condiciones y a la vez apuntando a una optimización de recursos. En caso de requerir una sala de calderas, se considera el siguiente extracto de normativa vigente respecto a la construcción de esta sala: RESUMEN DE MODIFICACIONES Y RECTIFICACIONES DE LA ORDENANZA

GENERAL DE URBANISMO Y CONSTRUCCIONES, CHILE: “TITULO 5: DE LA CONSTRUCCION CAPITULO 9, (PAG.367)

4. Las salas de caldera deberán construirse de material cuya resistencia al fuego sea a lo menos del tipo c y se aislarán de cualquier otro local mediante muros cortafuego y puertas metálicas. Deberán disponer de ventilación directa al exterior y tener una salida por cada 30 m2 o fracción de superficie, debiendo ser necesariamente una de ellas oblicua y las Demás podrán ser de tipo vertical, que conecten a un recinto intermedio a su vez provisto de una puerta metálica, o bien directamente al exterior.”

f) Circuitos hidráulicos: El Reglamento para Piscinas de uso Público exige estrictamente que los circuitos de Agua de la Pileta y el Agua de uso Sanitario, estén completamente separados, lo cual se refiere a un circuito aparte para los requerimientos de Agua Caliente Sanitaria del recinto. Desde la matriz de agua debe existir 2 salidas simultáneas hacia cada circuito independiente mencionado.

g) Respecto a los circuitos para el Calentamiento de Aire, el Reglamento no hace referencia al

uso de los mismos equipos de calefacción de Aire, por tanto, se toma la opción de Calentar tanto el volumen de aire de la pileta, como el del área de camarines, servicios higiénicos, hall y otros con los mismos equipos de calefacción.



DESCRIPCIÓN DE SECTOR OTRAS DEPENDENCIAS

Camarines: Orden de distribución: Guardarropa Serv. Higiénicos Duchas Piletas. + Se Requiere efectuar el cálculo de ACS de uso para el recinto. +Se requiere efectuar circuito de renovación de aire y cálculos de distribución específica, tanto como para camarines de damas como de varones, con sus respectivos servicios. +Cálculo de volumen de aire para poder efectuar circuito de renovación y calefacción de aire. +La cantidad de elementos sanitarios se define de acuerdo a la capacidad máxima de bañistas de la piscina, para el caso 165 Bañistas. Tabla 5. Instalaciones sanitarias según requerimiento de normativa (artículo 40 del reglamento de piscinas 209-02).

ARTEFACTOS N° DE ELEMENTOS DE ACUERDO AL MÍNIMO EXIGIDO

Hombres Mujeres Instalación Discapacitados

Excusados 2 3 1

Urinarios 2 - -

Lavabos 2 2 1

Duchas 4 4 1

Bebederos 2 ubicados en el área de esparcimiento

Hall Principal Este sector conecta todos los espacios del recinto, desde la entrada, oficina de control, camarines, sala de primeros auxilios y el paso hacia la pileta. Además, cuenta con un pasillo hacia la sala de máquinas para que el(los) operario(s) puedan tener fácil acceso a esta zona. El hall principal se considera como área de esparcimiento, por lo cual en este sector es posible la instalación de los 2 bebederos que exige la normativa. Sala primeros Auxilios: Por normativa se exige la instalación de una sala de primeros auxilios. Esta se ubicará en un punto cercano a la entrada desde el hall principal hacia la pileta. Sala de máquinas: En este sector se ubican los Sistemas de control, ubicación Bombas, válvulas, Filtros, Sist de Calefacción de Agua, Panel eléctrico, Elementos de control, Sistema de calentamiento de aire. Su dimensionamiento fue establecido, pero se debe rectificar si es suficiente por el tamaño de los equipos a seleccionar en la próxima entrega de avance.

A continuación, se presenta un esquema del dimensionamiento hidráulico del vaso de la

piscina para proceder al cálculo de los circuitos hidráulicos y selección de equipos

involucrados.



DIMENSIONAMIENTO HIDRÁULICO DE LA PISCINA

Figura 4.- Distribución de circuito de cañerías en la pileta. Elaboración propia.



CIRCUITO DE RECIRCULACIÓN

A través del siguiente esquema se define el tipo de circuito hidráulico de sanitización de

agua de la pileta y sus componentes. Para efectuar el dimensionamiento necesario, se

considera el circuito completo dividido en 3 subsistemas: Filtración, Impulsión y Aspiración.

Figura 5 Elementos necesarios para el tratamiento de desinfección y calefacción del agua de la pileta. Se procede al dimensionamiento, selección de equipos y componentes.

1 Rebosadero 7 Sondas de pH y cloro

2 Vaso de Compensación 8 Regulador 3 Sumidero de Fondo 9 Dosificación Hipoclorito sódico 4 Bombas 10 Dosificación de ácido clorhídrico 5 Filtro 11 Contador 6 Intercambiador de Calor 12 Toma de muestras

OBS: El criterio de velocidad más utilizado es alrededor de 2[m/s] como máximo dentro de

las tuberías. Las velocidades a seleccionar para establecer el diámetro de tuberías serán

inferiores a este valor acorde a cada caso, optando por un rango entre 1 a 1,5 metros por

segundo para no generar efectos de succión significativos sobre los bañistas.



CIRCUITO DE ASPIRACIÓN

Se utilizan tuberías de PVC de 6[atm]

POR REBOSADERO: La pileta debe contar con un sistema de rebosadero

perimetral, donde el agua “por desborde” pasa desde la pileta al rebosadero, luego a un

Vaso de Compensación para luego pasar al sistema de filtrado. En esta sección de aspiración

se establece un 70% del caudal total de agua a filtrar (el 30% restante es a través de los

sumideros de fondo).

*Se establece que el Rebosadero Perimetral recorre el perímetro completo del vaso de la

piscina. Sus dimensiones están dadas por moldes pre-fabricados para su construcción. Para

este circuito se dispone de 4 puntos de bajada del agua en cada esquina del perímetro del

rebosadero, por consiguiente, se debe instalar 2 tuberías en la dirección longitudinal de la

pileta con una leve inclinación hacia el vaso de compensación, cada una con la capacidad

de la mitad del caudal total del rebosadero.

Para esta sección se definen los caudales y diámetros con una velocidad de 1[m/s]:

𝑸𝒓𝒆𝒃𝒐𝒔𝒂𝒅𝒆𝒓𝒐 = 70% ∗ 𝑄𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑎𝑑𝑜 = 0,7 ∗ 81,25 = 𝟓𝟔, 𝟖𝟖 [𝒎𝟑

𝒉]

𝒅𝒕𝒖𝒃𝒓𝒆𝒃𝒐𝒔𝒂𝒅𝒆𝒓𝒐→𝒗𝒂𝒔𝒐.𝒄𝒐𝒎𝒑= √𝟒∗

𝑸

𝒗

𝝅 =

√4∗56,88[

𝑚3

ℎ]

3600[𝑚ℎ

]

𝜋 = 0,141[𝑚] = 141,8[𝑚𝑚] == 150[𝑚𝑚] = 𝟔′′

𝑄𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟𝑖𝑎𝑠𝑟𝑒𝑏𝑜𝑠𝑎𝑑𝑒𝑟𝑜=

𝑄𝑟𝑒𝑏𝑜𝑠𝑎𝑑𝑒𝑟𝑜

2=

56,88

2= 28,44 [

𝑚3

ℎ]

𝒅𝒕𝒖𝒃𝒆𝒓í𝒂𝒔𝒓𝒆𝒃𝒐𝒔𝒂𝒅𝒆𝒓𝒐= √𝟒∗

𝑸

𝒗

𝝅 =

√4∗28,44[

𝑚3

ℎ]

3600[𝑚ℎ

]

𝜋 = 100,29[𝑚𝑚] == 115[𝑚𝑚] = 𝟒′′ 𝟏

𝟒

𝑄4𝑝𝑢𝑛𝑡𝑜𝑠𝑟𝑒𝑏𝑜𝑠𝑎𝑑𝑒𝑟𝑜=

𝑄𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟𝑖𝑎𝑠𝑟𝑒𝑏𝑜𝑠𝑎𝑑𝑒𝑟𝑜

2=

28,44

2= 14,22 [

𝑚3

ℎ]

𝒅𝟒𝒑𝒖𝒏𝒕𝒐𝒔𝒓𝒆𝒃𝒐𝒔𝒂𝒅𝒆𝒓𝒐= √𝟒∗

𝑸

𝒗

𝝅 =

√4∗14,22[

𝑚3

ℎ]

3600[𝑚ℎ

]

𝜋 = 70,91[𝑚𝑚] == 80[𝑚𝑚] = 𝟑′′

Las longitudes y elementos se detallan en la tabla “circuito de aspiración” a

continuación de los cálculos de aspiración por sumidero de fondo.



OBS: La velocidad real de paso por este tramo de tubería no influye sobre las pérdidas de

carga del circuito de recirculación, ya que el agua llega hasta el vaso de compensación por

diferencia de niveles de altura, no por succión.

En la siguiente tabla se presenta las correcciones de diámetro de acuerdo a diámetros

comerciales para PVC en [mm].

Tabla 6. Caudal, diámetros y longitud tramos tuberías rebosadero Perimetral.

TRAMO Q[m3/h] Ø[in] Long[m] ELEMENTOS

Circuito de Aspiración: Rebosadero Perimetral Tramo 1 28,44 4’’ 1/4

110mm 25 1 Codo

Tramo 2 28,44 4’’ ¼

110mm 38 2 Codo

Punto de bajada vasoTramo 14,22 3’’ 110mm

0,2 * 6puntos =1,2[ m]

6 Unión T 1 Reducción 2/3

RebosaderoVasoComp 56,88 6’’ 150mm

0,5 1 Unión T 1 Válv. Compuerta

POR SUMIDERO DE FONDO: 21/2 [in]

𝑸𝒔𝒖𝒎𝒊𝒅𝒆𝒓𝒐𝒅𝒆𝒇𝒐𝒏𝒅𝒐= 30% ∗ 𝑄𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑎𝑑𝑜 = 0,3 ∗ 81,25 = 𝟐𝟒, 𝟑𝟕𝟓 [

𝒎𝟑

𝒉]

*Se establece un criterio de velocidad de 1[m/s] y 2 sumideros de fondo en vez de 1 para

evitar que los bañistas sientan un efecto de succión al pasar por sobre estos.

*Diámetro tubería sumidero de fondo: como son dos sumideros, el cálculo del diámetro

de tubería se hace con el 50% del 30% del Qfiltrado.

𝒅 = √𝟒 ∗𝑸𝒗

𝝅 =

√4 ∗0,5 ∗ 24,38 [

𝑚3

ℎ ]

3600 [𝑚ℎ ]

𝜋 = 0,0656[𝑚] = 65,6[𝑚𝑚] == 70,6[𝑚𝑚]

Por lo tanto, se requieren 2 salidas de tuberías de diámetro exterior 75mm desde el

fondo de la pileta.

En la tabla siguiente se detalla las características hidráulicas de cada tramo, considerando

ajuste de diámetros comerciales, caudal, velocidad real, sus longitudes, accesorios y

pérdidas de carga involucradas de la sección de aspiración.



Tabla 7. Longitudes, diámetros, elementos y pérdidas de carga Circuito de Aspiración.

Correcciones de diámetros y velocidades. Elaboración Propia. TRAMO Q[m3/h] Øext Øint v real

[m/s] Long [m]

Elementos

Circuito de ASPIRACIÓN: Sumideros de fondo. Cant Tipo

FG 12,1875 75 70,6 0,746 19 1 1

Contracción ½ sumidero Codo 90°

Pérdidas de Carga FG: Leq= 19+1,5+1,5= 22[m]; k=0,8; Leq*k/100=0,176 m.c.a Altura + Pérdidas de carga =0,176 m.c.a

HG 12,1875 75 70,6 0,746 6,5 1 1

Contracción ½ sumidero Unión T

Pérdidas de Carga HG: Leq= 6,5+1,5+4,6= 12,6[m]; k=0,8; Leq*k/100=0,101m.c.a Altura + Pérdidas de carga = 0,101 m.c.a

GI 24,375 75 70,6 1,73 7+2,5 1 3 1

T sin reducción Codos Válvula Compuerta

Pérdidas de Carga GI: Leq=9,5+1,5+3*1,35+0,9=15,95[m]; k=2,9; Leq*k/100=0,46255 m.c.a Altura + Pérdidas de carga = 2,5+0,4626 = 2,96 m.c.a

Vaso CompT

56,88 125 117,6 1,455 1,5+2,5 1 1 1

Salida vaso 2,95 Codo Válvula Compuerta 1,8

Pérdidas de Carga VasoCompT: Leq=4+2,95+2,5+1,8=11,25[m]; k=1,2; Leq*k/100=0,135 m.c.a Altura + Pérdidas de carga = 2,5 + 0,135= 2,635 m.c.a

TBomba1 40,625 125 117,6 1,04 1,5 1 1 1

Codo 2,5 Unión Bomba 2,1 T cambio dirección 6,4

Pérdidas de Carga Tbomba1: Leq=1,5+2,5+2,1+6,4=12,5 [m]; k=0,6; Leq*k/100=0,075 m.c.a Altura + Pérdidas de carga =0,075 m.c.a

TBomba2 40,625 125 117,6 1,04 1,5 1 1 1

Codo 2,5 Unión Bomba 2,1 T cambio dirección 6,4

Pérdidas de Carga Tbomba2: Leq=1,5+2,5+2,1+6,4=12,5 [m]; k=0,6; Leq*k/100=0,075 m.c.a Altura + Pérdidas de carga =0,075 m.c.a (bombas en paralelo)

Total Pérdidas de Carga Aspiración= 5,947 m.c.a



BOQUILLAS DE ASPIRACIÓN: Se utilizan para la limpieza de las paredes y fondo de la

piscina. Para su utilización, se deben cerrar las llaves de paso tanto del vaso de

compensación, como del sumidero de fondo.

*Se dispondrá de 4 Boquillas de Aspiración de ɸ=50 [mm] de diámetro cada una en

conexión a tubería, se ubican 2 boquillas por lado longitudinal de la pileta.

Al trabajar las bombas a la misma capacidad de caudal, la velocidad de este circuito

naturalmente aumenta al ser las tuberías de menor diámetro. Esto es lo que se busca ya

que los implementos de limpieza a conectar necesitan una alta capacidad de succión.

Cálculo de velocidad boquilla de aspiración:

𝑣𝑏𝑜𝑞𝑢𝑖𝑙𝑙𝑎𝑎𝑠𝑝𝑖𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛=

𝑄𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑎𝑑𝑜

𝐴𝑟𝑒𝑎𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟í𝑎 ∗ 𝑛°𝑏𝑜𝑞𝑢𝑖𝑙𝑙𝑎𝑠=

81,253600

𝛱 ∗ (0,0232)2 ∗ 4= 3,34 [

𝑚

𝑠]

Ahora, el caudal de las bombas se puede ajustar para los artefactos de aspiración a conectar

o si se requiere una velocidad menor. Por ejemplo, si se requiere una velocidad de 2,5[m/s],

entonces el caudal de recirculación total debe ser de 60,87[m3/h].

En la zona de unión del circuito de aspiración antes de la bomba, se debe disponer de 3

llaves de paso (válvulas) para el control del flujo según función de operación del circuito de

recirculación, esto comprende: la tubería del vaso de compensación, de aspiración, y de

sumidero de fondo.

Tabla 8. Longitudes y diámetro tuberías circuito Boquillas de Aspiración.

Con v=2,5[m/s].

TRAMO Q[m3/h]

v Øext mm

Øint mm

Long[m]

Elementos

Boquillas de Aspiración

b2*1 15,22 2,5 50 46,4 11 1 codo 1 unión T 1 Boquilla Asp.

b1*1 15,22 2,5 50 46,4 2 1 Boquilla Asp

b4*2 15,22 2,5 50 46,4 10 1 codo 1 Boquilla Asp 1 unión T

b3*2 15,22 2,5 50 46,4 1 1 Boquilla Asp

*1bomba1 30,44 2,16 75 70,6 9+2 3 codo 1 reducción 2/3 1 válvula esférica

*2bomba2 30,44 2,16 75 70,6 30+2 3 codo 1 reducción 2/3 1 válvula esférica



CIRCUITO DE FILTRADO

LA SELECCIÓN DE FILTRO DEBE CUMPLIR LAS SIGUIENTES CONDICIONES:

Q=81,25 [m3/h]

Tasa de Recirculación= 3

Tasa máxima de Filtración= 1150 [m3/m2/día]

Velocidad de filtración= 30 [m3/h/m2] (máx. veloc. permitida)

Superficie de filtración necesaria = Q/Velocidad de filtración = (81,25/30) =2,7 [m2]

Del CATÁLOGO de Filtros “ASTRAL POOL EUROPE”:

Tabla 9. Filtros ASTRAL POOL



Selección de Filtros:

MODELO: EUROPE 4KG -1M COD: 34277; Filtro de Arena.

CAPACIDAD CAUDAL= 46 [m3/h] cada filtro

CANTIDAD= 2 UNIDADES.

CAPACIDAD DE CAUDAL 2 FILTROS= 92[m3/h]; Satisface la capacidad de 81,25 m3/h.

Tabla 10. Dimensiones filtro Astral Pool Europe.

Nota: Se debe disponer en la zona de filtrado un lapso de tubería para la instalación de los

elementos de desinfección tales como para el aporte de hipoclorito de sodio, ácido

clorhídrico, medidores de PH, aporte de Ozono, etc. Según sea el caso de desinfección.



Figura 6.- Válvulas en sistema de filtrado y tabla descriptiva de funciones, imagen del filtro extraída del catálogo ASTRAL POOL y modificada.

V1=de

Filtración

V2= de

Desagüe

V3=de

Lavado

V4 =de

Enjuague

V5= de

salida a la

Piscina

TIPO DE OPERACIÓN

POSICIÓN VÁLVULAS DESCRIPCIÓN

V1 V2 V3 V4 V5

Filtrado A C C C A El agua entra por la parte superior del filtro, y sale por la parte inferior en dirección al sistema de aporte de calor, en dirección de las cañerías de impulsión a la pileta.

Lavado de Filtro

C A C A C El agua entra por la parte inferior del filtro, sale por la superior, eliminando las impurezas atrapadas en este, saliendo por la cañería de desagüe. Después de la limpieza de fondos es recomendable hacer un lavado de filtros.

Enjuague A A A A C Es para eliminar las partículas suspendidas en cañerías del circuito de filtrado luego del lavado de filtro.

Limpia fondos

(boquillas de aspiración)

A C C C A Se debe cerrar la llave del vaso de compensación y del sumidero de fondo, se debe abrir la llave de la tubería de las boquillas de aspiración y se conectan las mangueras en las boquillas para la limpieza de las paredes de la piscina.

Desagüe A A C C C Cuando se requiere vaciar la pileta rápidamente, se considera este sistema en donde el agua pasa directamente desde el circuito de aspiración, al desagüe. Tiempo de vaciado por esta vía= 8[horas].

Fuente: Elaboración Propia Esquema y Tabla.

Pérdidas de carga Filtrado: 7,0 m.c.a. cada filtro (como requerimiento máximo)



CIRCUITO DE IMPULSIÓN

-Tipo de Tubería: PVC Clase 6atm.

-Boquillas de impulsión ubicadas en el fondo de la piscina.

-Diámetro de Tuberías: Desde la salida del sistema de calefacción del agua, se requiere

instalar una tubería única en dirección a la piscina con todo el caudal ya filtrado y con aporte

de temperatura. Luego se debe establecer una bifurcación múltiple según la cantidad de

boquillas de impulsión requeridas.

-La cantidad de boquillas de impulsión está determinada por el caudal máximo que permite

el paso de cada boquilla. Se procede al cálculo de la cantidad de boquillas necesarias para

posterior distribución equitativa en el fondo de la pileta.

Boquilla impulsión Multiflow encolar PN 6. Se adjunta información de la página Astralpool:

CARACTERÍSTICAS: MULTIFLOW SYSTEM

Este sistema consiste en que la bola de la

boquilla se suministra premarcada con una

serie de diámetros (14-20 y 25). Con la ayuda

de un punzón (también suministrado junto a

la boquilla) se puede seleccionar uno de los

diámetros en el momento de la instalación.

Caudal máx. recomendado para una

velocidad de paso máx de 4 m/seg., según

norma UNE 13451-1:

Ø 14= 2,2 m3/h

Ø20 = 4,5 m3/h

Ø25 = 7 m3/h.

Para encolar exterior Ø 63 mm, PN 6 e

interior encolar Ø 50 mm.

SE SELECCIONA BOQUILLA DE Ø25 = 7 m3/h.

N° Boquillas= (Qtotal_impulsado/Q1_boquilla) = 81,25/7 = 11,6 == 12 BOQUILLAS

La velocidad de impulsión está determinada por la bola de la boquilla de impulsión y no por

la del diámetro de tubería a utilizar. A continuación, se presenta la tabla resumen de las

dimensiones longitudinales, de diámetros, pérdidas de carga y elementos del circuito de

impulsión.



Tabla 11. Longitudes, diámetros, elementos y pérdidas de carga Circuito de Impulsión. Elaboración Propia.

TRAMO Q[m3/h]

v [m/s]

Øext mm

Øint mm

v real [m/s]

Long [m]

Elementos

Circuito de Impulsión Cant Tipo AB 81,25 1,5

160mm 150,6 1,27 10+2 1

1 2

salida válvula compuerta codos 6”

Pérdidas de Carga AB: Leq= 12+4,5+2+2*2,5=23,5 [m]; k=0,8 ; Leq*k/100=0,188 m.c.a Altura + Pérdidas de carga = -2+0,188= -1,812 m.c.a

BC 60,94 1,5 125mm

117,6 1,56 6,5 1 reducción 6”5”

Pérdidas de Carga BC: Leq= 6,5+ 1,5=8 [m]; k=1,2 ; Leq*k/100=0,096 m.c.a Altura + Pérdidas de carga = 0,096 m.c.a

CD 40,63 1,5 110mm

103,6 1,34 6 1 reducción 5”4”

Pérdidas de Carga CD: Leq= 6 + 1,2=7,2 [m]; k=1,7 ; Leq*k/100=0,1224 m.c.a Altura + Pérdidas de carga = 0,1224 m.c.a

DE 20,31 2,87 50mm

46,4 3,33 6,5 1 codo

Pérdidas de Carga DE: Leq= 6,5 + 1,2= 7,7 [m]; k= 13,3; Leq*k/100=1,0241 m.c.a Altura + Pérdidas de carga = 1,0241 m.c.a

Bb 20,31 2,87 50mm

46,4 3,33 9 1 3

reducción T 1/3 boquillas impulsión

Pérdidas de Carga Bb: Leq= 9 + 2,4 + 1,2 = 12,6 [m]; k= 13,3; Leq*k/100=1,6625 m.c.a Altura + Pérdidas de carga = 1,6625 m.c.a

Cc 20,31 2,87 50mm

46,4 3,33 9 1 3

reducción T boquillas impulsión

Pérdidas de Carga Cc: Leq= 9 + 2,4 + 1,1 = 12,5 [m]; k= 13,3; Leq*k/100=1,6758 m.c.a Altura + Pérdidas de carga = 1,6758 m.c.a

Dd 20,31 2,87 50mm

46,4 3,33 9 1 3

reducción T ½ boquillas impulsión

Pérdidas de Carga Dd: Leq= 9 + 2,4 + 1,1 = 12,5 [m]; k= 13,3; Leq*k/100=1,6758 m.c.a Altura + Pérdidas de carga = 1,6758 m.c.a

Ee 20,31 2,87 50mm 46,4 3,33 9 3 boquillas impulsión Pérdidas de Carga Ee: Leq= 9 [m]; k= 13,3; Leq*k/100=1,197 m.c.a Altura + Pérdidas de carga = 1,197 m.c.a

Total Pérdidas de Carga Impulsión= 5,642 m.c.a



SELECCIÓN BOMBAS SISTEMA DE RECIRCULACIÓN AGUA VASO PILETA.

Tabla 12. Resumen pérdidas de carga Circuito de Recirculación Pileta

SUB-CIRCUITO PÉRDIDAS DE CARGA m.c.a

ASPIRACIÓN 5,947

IMPULSIÓN 5,642

FILTRADO (Filtros en Paralelo) 7

TOTAL 18,589== 19 m.c.a.

Considerando la utilización de 2 bombas en paralelo:

Caudal cada Bomba= 40,625[m3/h] 677,08 [l/min]

Altura requerida para cada Bomba= 19 [m.c.a.]

Cantidad: 2 Unidades

Del catálogo “Electrobombas Centrífugas HF”

se selecciona: Modelo= HF8A

Marca= Pedrollo.

Figura 7. Diagrama de Curvas Características de Funcionamiento Electrobombas HF.

Se indica sobre el diagrama la Altura y Caudal acorde a la selección del equipo.



Tabla 13.- Datos de Funcionamiento Altura-Caudal y Dimensiones Bombas vaso pileta.

OBSERVACIONES:

Respecto a la influencia de pérdidas de carga

por altura sobre el nivel del mar, como la

localidad se encuentra a una altura de

54[msnm] no es mayormente influyente,

siendo esta pérdida de 0,0625 metros sobre

las bombas, que con la aproximación a 26

m.c.a. total ya se considera. La temperatura al

ser de 26°C, tiene una influencia de pérdida de carga aproximada de 0,320 m.c.a. la cual de

igual modo no es mayormente influyente. El caudal considerado de 677 [l/min] para cada

bomba en operación, tiene una tolerancia de 20,8 m.c.a en operación, por tanto, cada una

entrega la capacidad suficiente para el funcionamiento correcto.

La entrada y salida de esta bomba tiene un diámetro nominal de 4”, por lo cual se debe

aplicar una reducción de las tuberías de PVC de diámetro 125mm de exterior a la requerida.



SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA PILETA:

Abastecimiento de agua: Se requieren dos salidas desde la matriz de abastecimiento de

la empresa de agua potable, una para el circuito de la pileta, y otra para el uso de Servicios

Higiénicos y Agua Caliente Sanitaria. Se establece una conexión con un diámetro exterior

de 50mm para cada tubería. La longitud está determinada por la distancia a la matriz de

agua potable. Debe contar con una válvula de paso.

SISTEMA DE DESAGÜE: Qdesagüe=162,5[m3/h] en 4 horas.

La normativa exige dos salidas de desagüe desde el vaso de la pileta. Por efectos de

modificación de las funciones del circuito de filtrado, este tiene una función de sistema de

desagüe que se efectúa a través de los sumideros de fondo (Caudal=24,375 m3/h),

cubriendo un 15% de la capacidad de evacuado para 4 horas. Cerrando el vaso de

compensación es posible aumentar esta capacidad en caso de ser necesario. Aumentando

la capacidad de los sumideros de fondo al doble (Qdesagüe_sumideros_fondo=48,75 m3/h), dando

una vmáx=3,46m/s en el tramo más crítico, se tiene un aporte del 30% del Qdesagüe. Por tanto,

el sistema de desagüe principal desde el fondo de la pileta debe cubrir 117,5[m3/h]

Tabla 14. Dimensionamiento tramo Sistema de Desagüe Principal.

Cañería Desagüe Fondo Pileta

PVC 6

Q m3/h D ext D int v[m/s] L[m] Elementos

117,5 140mm 131,8mm 2,39 4,5+2+1 2 Codos 1 salida 1 válvula de paso l/min

1958,3 Pérdidas de Carga desagüe: Leq=7,5+2,5*2+6,1+1,8=20,4 [m]; k=4,5; Leq*k/100=0,918 m.c.a Altura + Pérdidas de carga = 2+0,918= 2,918m.c.a (considerando 20% margen=3,5mca)

Selección Bomba desagüe principal:

Utilización de 3 bombas:

Caudal cada Bomba= 39,2[m3/h] 652,77 [l/min]

Altura requerida para cada Bomba= 3,5 [m.c.a.]

Del catálogo “Electrobombas Centrífugas HF”

Se selecciona: Modelo= HF 4 Marca= Pedrollo.

Datos de funcionamiento:



Figura 8.- H-Q Curva característica bombas de desagüe.

Señalización del punto de funcionamiento Altura/Caudal requerido.

Tanque de almacenamiento agua de desagüe:

Para la salida de desagüe, se incorpora la construcción de un tanque exterior subterráneo

con el fin de no causar mayores problemas en la red de alcantarillado al vaciar directamente

el agua de la pileta a esta. Se opta la construcción de este tanque para vaciar gradualmente

el agua a la red de alcantarillado, o para aprovechar el recurso hídrico en otros usos

municipales como regadío de áreas verdes. Se dispone de 650[m3] 2 veces al año por

vaciado, más una renovación diaria de 22[m3] por efectos de renovación de agua limpia

desde la red a la pileta diariamente exigido por la normativa.

22m3 x 25dias = 550 m3 x 10,5meses = 5775 m3 al año 650m3 x 2 veces al año = 1300 m3 al año Total = 7075 m3 al año.

Dimensionamiento del estanque desagüe:

Capacidad del tanque desagüe: 400[m3]

Largo: 30m; Ancho: 4 m; Profundidad: 3,34m

Este estanque debe ir ubicado en la zona exterior al costado izquierdo de la pileta. La

superficie debe ser cubierta para evitar acumulación de residuos externos y debe tener una

conexión hacia la red de alcantarillado con una tubería de 150mm más una válvula de paso.

Tubería desagüe desde sala de máquinas: La tubería que lleva el 30% del caudal de desagüe

desde la lasa de máquinas por efecto de los sumideros de fondo, la distancia desde la zona

de filtrado al estanque de desagüe tiene una longitud de 31[m] y se establece un diámetro

de 140[mm], de material PVC 6.



Tabla 15. Resumen dimensionamiento de cañerías circuito recirculación: Longitud, diámetro, caudal, velocidad.

TRAMO Q[m3/h] v[m/s] Ø[mm] Long[m]

Circuito de Impulsión

AB 81,25 1,5 160 10+2

BC 60,94 1,5 125 6,5

CD 40,63 1,5 110 6

DE 20,31 2,87 50 6,5

Bb 20,31 2,87 50 9

Cc 20,31 2,87 50 9

Dd 20,31 2,87 50 9

Ee 20,31 2,87 50 9

Circuito de Aspiración

FG 12,1875 0,746 75 19

HG 12,1875 0,746 75 6,5

GI 24,375 1,73 75 7+2,5

VasoCompT 56,88 1,455 125 1,5+2,5 TBomba1 40,625 1,04 125 1,5 TBomba2 40,625 1,04 125 1,5

Boquillas de Aspiración

b2*1 15,22 2,5 50 11

b1*1 15,22 2,5 50 2

b4*2 15,22 2,5 50 10

b3*2 15,22 2,5 50 1

*1bomba1 30,44 2,16 75 9+2

*2bomba2 30,44 2,16 75 30+2

Sistema FiltradoBombas de calor

81,25 1,5 160 4

Cañería Desagüe Fondo Pileta

(Vaciado 4hrs) 117,5 2,39 140 4,5+2+1

Cañería Abastecimiento Pileta Dado según distancia matriz abastecimiento 50

Fuente: Elaboración Propia.

Entre el circuito de Filtrado y el de Impulsión debe ir el sistema de calefacción térmico para

el agua del vaso de la pileta. A continuación, se procede con los cálculos de requerimientos

térmicos involucrados para mantener la temperatura de funcionamiento óptima del vaso

de la pileta para su funcionamiento.



REQUERIMIENTOS TÉRMICOS AGUA SECTOR PILETA

PÉRDIDAS DE CALOR PILETA: En este ítem se evalúan todas las pérdidas de calor producidas en la pileta de acuerdo a las condiciones de operación. Se identifican 4 factores principales que influyen sobre las pérdidas energéticas producidas en el vaso: 1)Temperatura de agua del vaso: 26[°C].

2)Temperatura y humedad del aire al interior del recinto: 28[°C] y 65% HR.

3)Dimensiones del vaso: 25[m] Largo, 13[m] Ancho y 2[m] Profundidad.

4) Número de ocupantes en la pileta: 60 [personas]. Se considera como número máximo de

ocupantes como condición límite a considerar para el cálculo de pérdidas energéticas

respecto a la cantidad de personas que componen una clase de natación.

Se presenta un esquema con las pérdidas térmicas asociadas al agua de la pileta.

Figura 9.- Pérdidas de calor vaso de la piscina.

Fuente: Elaboración Propia

QE Pérdidas por Evaporación

QR Pérdidas por Radiación

QC Pérdidas por Convección

QT Pérdidas por transmisión

QRENOV Pérdidas por Renovación



CÁLCULO PÉRDIDAS DE CALOR PILETA: 1) Pérdidas por Evaporación (QE):

Q𝐸[W] = 𝑀𝐸 [kg 𝑎𝑔𝑢𝑎

h ] ∗ 𝐶𝑉 [

𝑘𝐽

𝑘𝑔]

Donde: Me= masa de agua evaporada. 𝑀𝐸 = 20,77 [kgagua

h]= 5,77E-3[kgagua/s].

CV= Calor latente de vaporización. CV= 2257 [kJ/kg].

Cálculo Masa de agua evaporada [Kg/h]: Se utiliza la fórmula de Bernier:

donde:

Me= masa de Agua evaporada [Kg/h]

S= área superficie pileta [m2]

We=humedad absoluta del aire saturado a la temperatura del agua [kgh2o/kgaire].

[Tabla: 0.01381219 kgh2o/kgaire]

Was=humedad absoluta del aire saturado a la temperatura del aire interior

[Tabla: 0.01557641 kgh2o/kgaire]

(Condiciones atmosféricas altura= 54 [m.s.n.m] promedio ciudad Nacimiento)

Ga=Grado de Saturación= 65%

n= n° de nadadores por m2 de superficie de agua = 60nadadores

N= n° total de espectadores = 15

𝑀𝑒 = [(325 ∗ 16 + 133 ∗ 0,1846) ∗ (0,013812 − .65 ∗ 0,015576)] + 0,1 ∗ 15

𝑴𝒆 = 𝟐𝟎, 𝟕𝟕 [kgagua

h]= 5,77E-3[kgagua/s]

Considerando N=0 𝑴𝒆 = 𝟏𝟗, 𝟐𝟕 [kgagua

h]= 5,35E-3[kgagua/s]

Otro procedimiento cálculo masa de agua evaporada: Por fórmula de Carreras,

que considera además de las variables anteriores, la velocidad del aire:

Velocidad del Aire= ((t°interior_Aire/100) - 0,07) = 28/100 = 0,21 [m/s]

= 20,35 [𝑘𝑔𝑎𝑔𝑢𝑎

ℎ]

Ambos algoritmos entregan un resultado similar, se selecciona el de mayor cantidad de

agua evaporada Me=20,77[kg/h].



Por tanto, Pérdidas por Evaporación:

Q𝐸[W] = 5,77 ∗ 10−3 [kg 𝑎𝑔𝑢𝑎

s ] ∗ 2257 [

𝑘𝐽

𝑘𝑔]

𝐐𝑬[𝐖] = 13022,89 [W]

Se puede expresar el requerimiento energético en relación a la cantidad de metros

cuadrados de superficie de la pileta, quedando:

Q𝐸 [𝐖

𝐦𝟐] =𝑸𝑬

𝑨𝒔𝒖𝒑𝒑𝒊𝒍𝒆𝒕𝒂

=13022,89

325= 𝟒𝟎, 𝟎𝟕 [

𝑾

𝒎𝟐]

OBS: La piscina tiene una operación de 15 horas al día, las 9 horas restantes esta se

encuentra con 0 bañistas y 0 público. Si se considera la pileta bajo esta condición, da como

resultado una masa de agua evaporada igual a Me=19,1755[kgagua/h], por consiguiente, se

obtiene la cantidad de pérdidas por evaporación igual a QE = 12022[W]. Para efectos de

cálculo de gasto energético mensual y anual se debe considerar la condición de Pérdidas

por evaporación promedio entre ambas condiciones:

Tabla__: Cálculo Pérdidas por Evaporación promedio.

n° bañistas Horas QE W ∆ QE= 1000 W

𝑸𝑬𝒑𝒓𝒐𝒎𝒆𝒅𝒊𝒐=

𝟏𝟑𝟎𝟐𝟐 ∗ 𝟏𝟓 + 𝟏𝟐𝟎𝟐𝟐 ∗ 𝟗

𝟐𝟒= 𝟏𝟐𝟔𝟒𝟕 𝑾

60 15 13022

0 9 12022

2) Pérdidas por Radiación (QR):

Q𝑅 [W

m2] = D [W

m2∗K4 ] ∗ E ∗ (𝑇𝑎𝑔𝑢𝑎4 − 𝑇𝑐𝑒𝑟𝑟𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠

4 ) [𝐾4]

Donde: D = Constante de Stefan-Boltzmann. D= 5,67*10-8 [W

m2∗K4 ]

E = Emisividad de Superficie del agua. E= 0,95 (adimensional)

Tagua=26[°C]= (26 + 273,15) = 299,15 [K]

Tcerramientos= 25[°C] = (25 + 273,15) = 298,15 [K].

Por tanto: Q𝐸 [W

m2] = 5,67 ∗ 10−8 [W

m2∗K4 ] ∗ 0,95 ∗ (299,154 − 298,154 ) [𝐾4]

Q𝐸 = 𝟓, 𝟕𝟒 [𝐖

𝐦𝟐] => Q𝐸 ∗ 𝑨𝒔𝒖𝒑𝒑𝒊𝒍𝒆𝒕𝒂

= 5,74 ∗ 325 = 𝟏𝟖𝟔𝟓[𝑾]



OBS: En piscinas cubiertas la temperatura de los cerramientos se encuentra a pocos grados

por debajo de la temperatura del agua de la pileta con un ΔT cercano a 1[°C], por tanto, se

considera una temperatura de cerramientos de 25[°C]. Que este ΔT sea pequeño, implica

que la cantidad de calor perdido por efectos de radiación en piscinas sea mínima y para el

mayor de los casos de cálculos de pérdidas térmicas este valor sea despreciable.

3) Pérdidas por Convección (QC):

Q𝐶 [W

m2] = 0,6246 ∗ (𝑇𝑎𝑔𝑢𝑎 − 𝑇𝑎𝑖𝑟𝑒)

4

3

Q𝐶 [W

m2] = 0,6246 ∗ (26 − 28)4

3 = −1,57389 [𝑊

𝑚2] → 𝑸𝒄 = − 𝟓𝟏𝟏, 𝟓𝟏 [𝑾]

OBS: Este valor suele ser despreciable en piscinas cubiertas, debido a que, por diferencia de

temperaturas, no influye mayormente la convección producida entre el agua y el aire. Se

considera como régimen de transmisión favorable al agua de la pileta, ya que, al ser la

temperatura del aire del recinto mayor a la temperatura del agua, se produce una ganancia

de energía en el agua de la pileta.

4) Pérdidas por transmisión (QT):

Q𝑇[W] = CT [W

m2∗°𝐶 ] ∗ Supcerramientovaso

[𝑚2] ∗ (𝑇𝑎𝑔𝑢𝑎 − 𝑇𝑒𝑥𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟𝑐𝑒𝑟𝑟𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜)[°𝐶]

Donde: CT= Coeficiente de transmisión muros y solería. CT= 1,5[W

m2∗°𝐶 ]

Supcerramientovaso= Superficie perimetral pileta + Tapa inferior pileta

= (13*2*2 + 25*2*2) + (13*25) =152 + 325 = 477 [m2]

Tagua=26[°C]; 𝑇𝑒𝑥𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟𝑐𝑒𝑟𝑟𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜= 15[°C] (Temperatura zona sótanos).

Se tiene: 𝐐𝑻[𝐖] = 1,5 [W

m2∗°𝐶 ] ∗ 477 [𝑚2] ∗ (26 − 15) [°𝐶] = 𝟕𝟖𝟕𝟎, 𝟓 [𝑾]

𝐐𝑻 [𝐖

𝐦𝟐] =

7870,5

325= 𝟐𝟒, 𝟐𝟏 [

𝑾

𝒎𝟐]

5) Pérdidas por Renovación (QRENOV):

Los 22[m3] de agua fresca de renovación que exige el reglamento de piscinas (1/30 el

volumen total de agua de la pileta), se establece un lapso de 10 [horas] para esta labor. Se

incorpora un promedio anual de pérdidas energéticas respecto a la temperatura promedio

mensual de la red de agua potable para la zona de Nacimiento a partir de la ecuación:

QRENOV[𝑘𝑊] = �� [𝑚3

𝑠]

∗ 𝜌 [

𝑘𝑔

𝑚3] ∗ 𝑐𝑝 [

𝑘𝐽

𝑘𝑔 𝐾] ∗ ∆𝑡[𝐾]



Donde:

V=Caudal de renovación= 22/10/3600= 6,11*10-4[m3/s]

𝜌= Densidad del agua = 1000[kg/m3]

cp= Calor específico del agua=4,1868[kJ/kgK]

∆t= Diferencia de temperatura de agua de operación y de la red=(26-t°agua_red_mes)

Tabla 16. Pérdidas energéticas por renovación de agua diaria pileta:

Por tanto: QRENOV𝑝𝑟𝑜𝑚[𝑘𝑊]= 39,97 [kW]

Se prosigue a efectuar una tabla con las pérdidas energéticas involucradas para conocer la

cantidad de pérdidas energéticas del agua en la pileta. Se establecen 3 criterios:

Tabla 17. Pérdidas térmicas del agua en la Pileta:

Criterio pérdidas térmicas promedio al día

Despreciando QR y QC:

t°red menor

(mes Julio)

%

EVAPORACIÓN QE 13022,89 W 13022,89 W 13022,89 W 19,13

RADIACIÓN QR 1865 W 0 W 1865 W 2,75

CONVECCIÓN QC -511,51 W 0 W -511,51 W -

TRANSMISIÓN QT 7870,5 W 7870,5 W 7870,5 W 11,57

RENOVACIÓN QRENOV

39970 W 39970 W 45287,2 W 66,55

Total 62216,88 W 60863,39 W 67533,88 W

Pérdidas Térmicas 62,22 kW 60,86 kW 67,53 kW

Mes Días T° agua

red T° pileta Energía

kW (kW*n°días

del mes)

ene 31 12,7 26 34,03 1054,9

feb 28 11,7 26 36,59 1024,5

mar 31 11,7 26 36,59 1134,2

abr 30 10,3 26 40,17 1205,1

may 31 9,3 26 42,73 1324,6

jun 30 8,7 26 44,26 1327,9

jul 31 8,3 26 45,29 1403,9

ago 31 8,8 26 44,01 1364,2

sept 30 9,3 26 42,73 1281,9

oct 31 10,3 26 40,17 1245,3

nov 30 11,2 26 37,87 1136,0

dic 31 12,3 26 35,05 1086,6

Promedio al día: 39,97 kW/día



Del Método de factibilidad pérdidas térmicas para piscina temperada cubierta se tiene:

Ecuación de pérdidas térmicas para piscinas temperadas de recinto techado:

𝑷[𝒌𝑾] = (𝟏𝟑𝟎 − 𝟑 ∗ 𝑻𝒂𝒈𝒖𝒂 + 𝟎, 𝟐 ∗ 𝑻𝒂𝒈𝒖𝒂𝟐 ) ∗ (

𝑺𝒖𝒑𝒆𝒓𝒇𝒊𝒄𝒊𝒆_𝑷𝒊𝒍𝒆𝒕𝒂

𝟏𝟎𝟎𝟎)

, donde: Tagua=26[°C] ; Superficie_Pileta=325[m2]

𝑷[𝒌𝑾] = (𝟏𝟑𝟎 − 𝟑 ∗ 𝟐𝟔 + 𝟎, 𝟐 ∗ 𝟐𝟔𝟐) ∗ (𝟑𝟐𝟓

𝟏𝟎𝟎𝟎) = 𝟔𝟎, 𝟖𝟒 𝒌𝑾

Al comparar la cantidad de energía obtenida a través de este algoritmo, se obtiene un

resultado bastante similar al procedimiento anterior sobre todo a la cantidad de calor

donde se desprecian las pérdidas por radiación y convección Pérd= 60,86 kW.

Cabe destacar que la mayor cantidad de pérdidas térmicas en este punto es producto de la

renovación de agua limpia de reposición diaria, donde la cantidad de potencia requerida

varía inversamente proporcional con la cantidad de horas en las cuales se busca estabilizar

los 22m3 desde la temperatura del agua de la red, a la temperatura de operación de la pileta.

Si se selecciona un tiempo menor a las 10 horas seleccionadas para calentar esta misma

cantidad de agua, la energía requerida es la misma, pero se requerirá un equipo con mayor

potencia para cubrir esta demanda. Ahora, para el caso, con una cantidad de 10 horas para

equiparar las temperaturas más el criterio de promedio diario de consumo de energía de

temperatura de agua de la red y despreciando Qr y Qc hacen que el resultado del cálculo

completo fuese casi idéntico al de la fórmula para estudio de factibilidad. Esto no quiere

decir que para todos los casos se dé de igual manera, siendo importante la variable de

cantidad de horas en que se llevará a cabo este proceso.

Figura 10.- Porcentajes pérdidas térmicas pileta.

Se selecciona el criterio de

temperatura mínima de agua de la red

(mes Julio): se utiliza este para

seleccionar la potencia térmica

requerida para calefacción de agua de la

pileta en base a un requerimiento

energético de potencia máxima.

Por tanto, el total de pérdidas térmicas

del vaso de la pileta a utilizar es:

𝐐𝐏é𝐫𝐝𝐢𝐝𝐚𝐬 𝒕é𝒓𝒎𝒊𝒄𝒂𝒔 = 𝟔𝟕, 𝟓𝟑 [𝒌𝑾]

Fuente: Elaboración Propia.

EVAPORACIÓN19%

RADIACIÓN3%

TRANSMISIÓN12%

RENOVACIÓN66%

CONVECCIÓN -%

EVAPORACIÓN RADIACIÓN TRANSMISIÓN

RENOVACIÓN CONVECCIÓN



CONSUMO ENERGÉTICO MENSUAL Y ANUAL: se procede a realizar un cálculo mensual

considerando la variable de temperatura de agua de la red, ya que las pérdidas por

renovación de agua representan el porcentaje más alto (66%) dentro de las pérdidas

térmicas en esta sección. Se considera la opción de uso de Gas Licuado como combustible,

utilizando esta información para efectos comparativos con la opción de Bombas de Calor.

Tabla 18. Cálculo de consumo mensual y anual de energía agua del vaso piscina.

Valor dólar 660 $/US$

Combustible a utilizar Gas licuado

Poder Calorífico 12,8 kW-h/kg

Costo por kg 900 $/kg

Rendimiento caldera 85%

Rendimiento instalación 90%

Costo energía 29,59 US$/GJ

Costo energía 0,11 US$/kW-h

Considerando 45 días sin operar al año: Factor de operación= (365-45)/365=0,8767

Consumo real energía al año= (0,8767)*(601921)= 527.711,56 [kW-h/año]

Consumo real opción Gas Licuado=(0,8767)*64125,11= 56218,50 [US$/año]

Consumo real opción BB. Calor= (0,8767)*42560,09 = 37312,43 [US$/año]

Condiciones de cálculo:

t°agua vaso 26 °C

Cp agua 4,1868 kJ/kgK

densidad 1000 kg/m^3

Horas día operación 24 h

Rendimiento instalación

90%

Tiempo renov 10 horas

Vol Agua 22 m^3

V3 0,000611 m^3 /s

Potencia Térmica 67,53 kW

COP Bombas Calor 3

mes

días

t°

agua

red

QRenov

Qevap

promedio

Qtrans

Qrad

Qcon

Q

Total

Consumo energía piscina

Costo consumo Gas

Consumo Bombas Calor

°C W W W W W kW kWh/mes US$/mes US$/mes

ene 31 12,7 34029 12647 7871 1865 -512 55,9 46211 4923,05 3267,44

feb 28 11,7 36588 12647 7871 1865 -512 58,5 43649 4650,11 3086,32

mar 31 11,7 36588 12647 7871 1865 -512 58,5 48326 5148,37 3417,00

abr 30 10,3 40170 12647 7871 1865 -512 62,0 49633 5287,61 3509,39

may 31 9,3 42729 12647 7871 1865 -512 64,6 53402 5689,13 3775,92

jun 30 8,7 44264 12647 7871 1865 -512 66,1 52908 5636,51 3740,96

jul 31 8,3 45287 12647 7871 1865 -512 67,2 55517 5914,45 3925,48

ago 31 8,8 44008 12647 7871 1865 -512 65,9 54460 5801,85 3850,70

sept 30 9,3 42729 12647 7871 1865 -512 64,6 51680 5505,68 3654,12

oct 31 10,3 40170 12647 7871 1865 -512 62,0 51287 5463,81 3626,37

nov 30 11,2 37867 12647 7871 1865 -512 59,7 47791 5091,37 3379,13

dic 31 12,3 35053 12647 7871 1865 -512 56,9 47057 5013,17 3327,26 601921 64125,11 42560,09



SELECCIÓN EQUIPO DE CALEFACCIÓN AGUA PILETA:

OPCIÓN: Bombas de Calor

Potencia térmica calentamiento agua pileta= 67,53 [kW]

Equipo Térmico= BOMBA DE CALOR VERTICAL PARA PISCINA AIRE-AGUA

Modelo: VERTICAL 36KW-380V

CÓDIGO: AQUAPOOL.36V

PRECIO UN: USD$ 8.985,00 + IVA

CANTIDAD: 2 UNIDADES COBERTURA 72KW

Fuente: http://www.anwo.cl/bc-piscina-vertical-aire-agua-36kw-

380v/ficha.html?p=29140&c=2034&u=8

Una de las ventajas en selección de Bombas de Calor para este uso térmico frente a equipos

convencionales, es el Coeficiente de Operación, con valores entre 2,5 a 3,5 respecto a la

cantidad de energía eléctrica que consume. Esto ocurre debido a que el fluido de trabajo

interno del equipo, al expandirse y contraerse en el proceso, libera y transmite de 2,5 a 3,5

veces más calor respecto a la cantidad de energía que consume la bomba de trabajo del

equipo sobre el fluido refrigerante. En el consumo de corriente eléctrica [kW-h] se ve

reflejada la ventaja de este tipo de equipos representando un importante ahorro en los

costos de operación. En el análisis de costos se establece una comparación del uso de estos

equipos con una alternativa convencional de una caldera a gas licuado. Un estudio de pre-

factibilidad realizado para este proyecto (Curso Proyecto de Ingeniería cod:440128),

utilizando la normativa ASTM E917 para comparar estas dos alternativas, arrojó una ventaja

de ahorro considerable al seleccionar bombas de calor frente a la opción de Caldera a Gas

Licuado para un período de vida útil de 20 años.


http://www.anwo.cl/bc-piscina-vertical-aire-agua-36kw-%20%20%20%20%20%20%20380v/ficha.html?p=29140&c=2034&u=8

http://www.anwo.cl/bc-piscina-vertical-aire-agua-36kw-%20%20%20%20%20%20%20380v/ficha.html?p=29140&c=2034&u=8


CALENTAMIENTO DEL AGUA DEL VASO DE LA PILETA DESDE LA TEMPERATURA DE

LA RED: Inicialmente el agua de la pileta debe alcanzar una temperatura de 26°C desde la

temperatura del agua proporcionada por la red, lo cual, según el sistema de calefacción a

utilizar, se puede indicar la cantidad de días en que realizaría este aporte de calor. Este

proceso de calentar el agua a la temperatura requerida, se realiza un par de veces al año

por temas de mantención del recinto. Por otra parte, como la piscina se utiliza durante todo

el año, y el agua recirculada puede ser la misma con el tratamiento sanitario adecuado,

conviene mantener el sistema de aporte de calor funcionando días de no uso como fines de

semana o períodos cortos de no-uso antes que volver a calentar el agua desde la

temperatura ambiente o de la red, ya que si se deja enfriar la masa de agua, el volver a

calentarla significa un requerimiento energético más alto que si se deja funcionando de

forma permanente.

Suponiendo que la piscina se debe calentar 2 veces al año desde la temperatura de la red, por situaciones de detención del recinto deportivo como mantención, reparaciones o ajustes de los sistemas, si se analiza la condición de temperatura de agua de la red y calentamiento inmediato, frente al llenado de la pileta y esperar un período de tiempo a que la temperatura del agua se estabilice con la temperatura interior del recinto, por diferencia de temperatura, la segunda opción requiere menor cantidad de energía, por tanto, el esperar que la temperatura del agua de la pileta se estabilice desde la temperatura del agua de la red hasta unos 14°C, se obtiene:

Cantidad de Calor Q requerido: t°agua_requerida - t°agua_promedio_red = (26-14) = 12[°C]

Q[kJ]=m[kg]*cp[kJ/(kg*K)]* (t°requerida – t°agua_prom_red) [K]

Energía_inicial= 650000[kg]*4,187[kJ/(kg*K)]* 12[K]= 32.658.600[kJ]

=7.800,4 [kcal]

Si se requiere calentar 2 veces en el año desde la t° del agua de la red, entonces el

consumo energético anual es: (2*Energía_inicial) = 65.317,2 [MJ/año]

Qinicial_año = 18.143,67 [kW-h/año]

PARA 2 BOMBAS DE CALOR DE 36KW CADA UNA:

Aporte de energía diaria: 2 ∗ 36 [𝑘𝐽

𝑠] ∗ 3600 [

𝑠

ℎ] ∗ 24 [

ℎ

𝑑𝑖𝑎] = 6.220.800

𝑘𝐽

𝑑𝑖𝑎

𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑐𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 =𝐸𝑎𝑟𝑒𝑞𝑢𝑒𝑟𝑖𝑑𝑎

𝐸𝑎𝑎𝑝𝑜𝑟𝑡𝑒 𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎𝑠 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟_𝑑í𝑎

=𝟑𝟐. 𝟔𝟓𝟖. 𝟔𝟎𝟎[𝒌𝑱]

6.220.800𝑘𝐽

𝑑𝑖𝑎

= 𝟓, 𝟐𝟓 𝒅í𝒂𝒔

Se requiere de 5días con 6 horas para calentar el agua de la pileta desde la

temperatura estabilizada 14°C a la temperatura requerida.

El calentar el agua desde la temperatura del agua de la red (10,4°C prome7dio

anual), se requiere un período de 1 semana.



REQUERIMIENTOS TÉRMICOS DEL AIRE RECINTO PARÁMETROS SECTOR PILETA:

Volumen de Aire: 2325 m3

-Condiciones interiores:

Temperatura aire requerida Sector Pileta: T°req= 28[°C]

Humedad Relativa = 65%

Temperatura aire requerida Otras Dependencias T°req =22[°C]

Humedad Relativa= 50%

-Condiciones exteriores de invierno: T°invierno= 3[°C] HR=90% (mes julio)

-Condiciones exteriores de verano: T°verano= 33[°C] HR=20% (mes enero)

Text_prom_anual= 10,4 [°C]

Para efectos de cálculos se considera el calor transmitido a través de las paredes y techo,

trabajando directamente con el coeficiente de conductividad de los materiales y con la

Transmitancia térmica para aquellos materiales con espesores ya establecidos. Las pérdidas

térmicas producidas por el suelo del recinto se considerarán despreciables. El estudio de

transferencia de calor es en base a la conductividad de las paredes del recinto, considerando

la temperatura ambiente como la temperatura exterior de la pared, y la temperatura

interior del recinto como la temperatura interior de las paredes. No se considera el proceso

convectivo de Transferencia de Calor. La Transmitancia térmica del aire tanto del exterior

como interior no se utilizan en este cálculo de pérdidas de calor. Se procede a señalar las

propiedades térmicas de los materiales de construcción involucrados para el posterior

cálculo de las pérdidas térmicas a través de las paredes. Posteriormente se procede a la

evaluación de las pérdidas térmicas en relación al sistema de recirculación y renovación de

aire.



TRANSMITANCIA TÉRMICA MATERIALES INVOLUCRADOS

-Hormigón Normal con agregados pétreos: Transmitancia térmica: 5 [W/m2 K]

Conductividad térmica: 1,09 [W/m K]

Figura 11 Figura 12.- Propiedades térmicas características de Hormigón Normal para construcción.

-Ventana Termopanel: Transmitancia Térmica: 2,8 [W/m2K]. Doble vidriado hermético,

compuesto por un vidrio reflectante obtenido por proceso pirolítico de 4 mm de espesor

sobre base gris, cara reflectante hacia el interior de la cámara de aire de 6 mm de espesor,

y vidrio incoloro común de 3 mm hacia el interior.

-Materiales aislantes: Conductividad térmica y densidad.

Figura 13.- Propiedades Térmicas Materiales Aislantes comunes utilizados en construcción.

Se selecciona poliuretano proyectado (Spray), como aislante para el techo. Conductividad Térmica= 0,022[W/(m*K)]; Se define Espesor=10[mm].



Se procede a efectuar los cálculos de pérdidas térmicas a través de las paredes.

Tabla 19. PÉRDIDAS TÉRMICAS AIRE SECTOR PILETA

Condición de Invierno: Criterio temperatura exterior mínima tmin= 3°C.

Pérdidas de calor sector pileta Descripción Potencia específica W/m2

PARED EXTERIOR

Área_Total=280,5m2 -Hormigón Normal Área=195,5 [m2] %Área=69,7% K1=5 [W/m2 K]

-Ventana termopanel: Área=85 [m2] %Área=30,3% K2=2,8 [W/m2K]

𝒒 = 𝑲 ∗ (𝒕°𝒊𝒏𝒕 − 𝒕°𝒂𝒎𝒃) 𝑞 = (.697 −∗ 5 + .303 ∗ 2,8) ∗ (28

− 3) 𝑞 = 4,3334 ∗ (25)

𝑞 = 𝟏𝟎𝟖, 𝟑𝟑𝟓 [𝑊/𝑚2] 𝑸 = 𝒒 ∗ 𝑨𝒕𝒄 𝑄 = 108,5 ∗ 280,5 = 30387,96 [𝑊]

PARED INTERIOR

-Hormigón Normal Altura= 3m Largo=24m Área=72 m2 K=5 [W/m2 K] Se utiliza el criterio de t° de pared interior de 15[°C]

𝒒 = 𝑲 ∗ (𝒕°𝒊𝒏𝒕 − 𝒕°𝒑𝒂𝒓𝒆𝒅_𝒊𝒏𝒕𝒆𝒓𝒊𝒐𝒓)

𝑞 = (5) ∗ (28 − 15)

𝑞 = 𝟔𝟓 [𝑊/𝑚2] 𝑸 = 𝒒 ∗ 𝑨𝒕𝒄

𝑄 = 65 ∗ 72 = 4680[𝑊]

TECHO

Plancha Zinc-Alum y Aislante Poliuretano (espuma rígida) Largo=32m Ancho=20,1m Área=643,32m2

λaisl=0,022[W/mK] eaisl=10[mm] ezincalum=0,5[mm] λzincalum=175[W/mK]

Transmitancia Térmica Aislante= 1/Rt

𝐾𝑡𝑒𝑐ℎ𝑜 =1

(𝑒𝑎𝑖𝑠𝑙

λ𝑎𝑖𝑠𝑙) + (

𝑒𝑧_𝑎

λ𝑧_𝑎)


(0,01

0,022) + (0,0005

175)

𝐾𝑡𝑒𝑐ℎ𝑜 = 2,19986[𝑊/𝑚2𝐾] 𝑞 = 2,2 ∗ (28 − 3)

𝒒 = 𝟓𝟓[𝑾/𝒎𝟐] 𝑸 = 𝒒 ∗ 𝑨𝒕𝒄 𝑄 = 55 ∗ 643,32 = 35382,6 [𝑊]



Tabla 20 PÉRDIDAS TÉRMICAS AIRE SECTOR CAMARINES, SERVICIOS HIGIÉNICOS Y OTRAS DEPENDENCIAS:

t°interior=22°[C] ; t°exterior=3°[C] Área calefacción= 30*12 -6*12(sala_maquinas) – 3,5*6(bodega)

= 267[m2] Altura= 2,5 [m] Volumen a Calefaccionar= 667,5[m3]

Descripción Potencia específica W/m2

PARED EXTERIOR:

Áparedes_ext=48*2,5= 120 [m2] -Hormigón Normal Altura=2,5m Largo= 48 m Área=96 m2 (80%) K1=5 [W/m2 K]

-Ventana termopanel: Área= 24 m2 (20%)

K2=2,8 [W/m2K]

𝒒 = 𝑲 ∗ (𝒕°𝒊𝒏𝒕 − 𝒕°𝒂𝒎𝒃) 𝑞 = (.8 ∗ 5 + .2 ∗ 2,8) ∗ (22 − 3) 𝑞 = 4,56 ∗ (19)

𝑞 = 86,64 [𝑊/𝑚2] 𝑸 = 𝒒 ∗ 𝑨𝒕𝒄 𝑄 = 86,64 ∗ 120 = 10396,8 [𝑊]

PARED INTERIOR:

Áparedes_int=24*2,5= 60 [m2] -Hormigón Normal Altura=2,5 m Largo= 24 m Área=54 m2 (90%) K1=5 [W/m2 K]

-Ventana termopanel: Área= 6[m2] (10%)

K2=2,8 [W/m2K]

𝒒 = 𝑲 ∗ (𝒕°𝒊𝒏𝒕 − 𝒕°𝒂𝒎𝒃_𝒊𝒏𝒕) 𝑞 = (.9 ∗ 5 + .1 ∗ 2,8) ∗ (22 − 28) 𝑞 = 4,78 ∗ (−6)

𝑞 = −28,68[𝑊/𝑚2] 𝑸 = 𝒒 ∗ 𝑨𝒕𝒄 𝑄 = −28,68 ∗ 60 = −1720,8 [𝑊]

TECHO (zona interior)

Área= 267[m2] Aislante Poliestireno Expandido λaisl=0,035[W/mK] eaisl=50[mm]

Transmitancia Térmica Aislante= 1/Rt

𝐾𝑡𝑒𝑐ℎ𝑜_𝑖𝑛𝑡 =1

(𝑒𝑎𝑖𝑠𝑙

λ𝑎𝑖𝑠𝑙)

𝐾𝑡𝑒𝑐ℎ𝑜_𝑖𝑛𝑡 =1

(0,05

0,035)

𝐾𝑡𝑒𝑐ℎ𝑜_𝑖𝑛𝑡 = 0,7[𝑊/𝑚2𝐾] 𝑞 = 0,7 ∗ (22 − 5)

𝒒 = 𝟏𝟏, 𝟗[𝑾/𝒎𝟐] 𝑸 = 𝒒 ∗ 𝑨𝒕𝒄

𝑄 = 11,9 ∗ 267 = 3177,3[𝑊]



Tabla 21. Pérdidas térmicas Sector Pileta y Otras Dependencias condición de verano.

Condición de Verano: Criterio temperatura exterior máxima tmax= 33°C.

SECTOR PILETA

Potencia total [W] y específica [W/m2]

PARED EXTERIOR

𝒒 = 𝑲 ∗ (𝒕°𝒊𝒏𝒕 − 𝒕°𝒂𝒎𝒃) 𝑞 = (.697 ∗ 5 + .303 ∗ 2,8) ∗ (28 − 33) 𝑞 = 4,3334 ∗ (−5) = −𝟐𝟏, 𝟔𝟔𝟕 [𝑊/𝑚2] 𝑸 = 𝒒 ∗ 𝑨𝒕𝒄 = −21,667 ∗ 280,5 = −6077,6 [𝑊]

PARED INTERIOR

𝒒 = 𝑲 ∗ (𝒕°𝒊𝒏𝒕 − 𝒕°𝒑𝒂𝒓𝒆𝒅_𝒊𝒏𝒕𝒆𝒓𝒊𝒐𝒓); con 𝒕°𝒑𝒂𝒓𝒆𝒅_𝒊𝒏𝒕𝒆𝒓𝒊𝒐𝒓= 22°C

𝑞 = (5) ∗ (28 − 22) = 𝟑𝟎 [𝑊/𝑚2] 𝑸 = 𝒒 ∗ 𝑨𝒕𝒄 = 30 ∗ 72 = 2160[𝑊]

TECHO


(0,01

0,022) + (0,0005

175)

= 2,19986[𝑊/𝑚2𝐾

𝑞 = 2,2 ∗ (28 − 33) = −𝟏𝟏[𝑾/𝒎𝟐] 𝑸 = 𝒒 ∗ 𝑨𝒕𝒄 = −11 ∗ 643,32 = −7076,52 [𝑊]

SECTOR CAMARINES, SERVICIOS HIGIÉNICOS Y OTRAS DEPENDENCIAS:

VERANO Potencia total [W] y específica [W/m2]

PARED EXTERIOR:

𝒒 = 𝑲 ∗ (𝒕°𝒊𝒏𝒕 − 𝒕°𝒂𝒎𝒃) 𝑞 = (.8 ∗ 5 + .2 ∗ 2,8) ∗ (22 − 33) 𝑞 = 4,56 ∗ (−11) = −𝟓𝟎, 𝟏𝟔[𝑊/𝑚2] 𝑸 = 𝒒 ∗ 𝑨𝒕𝒄 = −50,16 ∗ 120 = −6019,2 [𝑊]

PARED INTERIOR:

𝒒 = 𝑲 ∗ (𝒕°𝒊𝒏𝒕 − 𝒕°𝒂𝒎𝒃_𝒊𝒏𝒕) 𝑞 = (.9 ∗ 5 + .1 ∗ 2,8) ∗ (22 − 28) 𝑞 = 4,78 ∗ (−6) = −𝟐𝟖, 𝟔𝟖[𝑊/𝑚2] 𝑸 = 𝒒 ∗ 𝑨𝒕𝒄 𝑄 = −28,68 ∗ 60 = −1720,8 [𝑊]

TECHO (zona interior)

𝐾𝑡𝑒𝑐ℎ𝑜_𝑖𝑛𝑡 = 0,7[𝑊/𝑚2𝐾] 𝑞 = 0,7 ∗ (22 − 31) 𝒒 = −𝟔, 𝟑[𝑾/𝒎𝟐] 𝑸 = 𝒒 ∗ 𝑨𝒕𝒄 = −6,3 ∗ 267 = −1682,1[𝑊]



RECIRCULACIÓN Y RENOVACIÓN DE AIRE SECTOR PILETA

En esta sección se busca conocer la cantidad de energía requerida

Velocidad del Aire= ((t°interior_Aire/100) - 0,07) = 28/100 = 0,21 [m/s]

T°del aire interior =28°C

T° vaso pileta = 26°C


Altura= 54 [m.s.n.m] (promedio ciudad Nacimiento)

Volumen de vapor a extraer [Kg/h]: Corresponde a la cantidad de masa de agua

evaporada calculada anteriormente en la sección de pérdidas energéticas de la pileta:

𝑴𝒆 = 𝟐𝟎, 𝟕𝟕 [kgagua

h] = 5,77 ∗ 10−3[

𝑘𝑔𝑎𝑔𝑢𝑎

𝑠]

t° exterior invierno=3 °C

humedad relativa invierno=90%

t°exterior verano=33°C

humedad relativa verano=20%

volumen aire sector pileta V= 2400 [m3]

Tasa de renovación del aire R= 5 [renovaciones/hora]

CAUDAL DE AIRE DE RECIRCULACION

R*V1= 5*2325 = 11625 [m3/h]=3,229 [m3/s]

Caudal de aire a renovar por persona= 20,77 [m3/hora] por persona

=> Para 60 personas 1246[m3/hora]= 20,77[m3aire/min]

Caudal de aire a renovar =0,346 [m3aire/seg]

Por tanto, Caudal de renovación Mínimo= 10,72 % del caudal de recirculación.

Es posible acomodar el caudal de renovación de manera que la mezcla de aire se acomode

al mismo nivel de humedad relativa que la condición interior del recinto para efectos de

aplicar únicamente calentamiento sensible para cerrar el ciclo psicométrico. Esto es posible

si el caudal seleccionado es mayor al Caudal de renovación mínimo establecido para las

condiciones de confort de los ocupantes.

Se utiliza el procedimiento psicométrico para evaluar las condiciones de la RENOVACIÓN Y

RECIRCULACIÓN DE AIRE en el sector de la pileta. Para el caso de invierno se procede a

evaluar la condición de entrada de aire de renovación a la temperatura exterior, y luego con

un equipo de recuperación de calor del aire de salida.



Ciclo de calefacción de invierno Sector Pileta:

Presión atm= 1,006288(bar)

𝑚1 =𝑉1

𝑣1=

3,229

0,879= 3,6741 [

𝑘𝑔

𝑠]

Proceso 1 2: Humectación

(Sat. Adiabática)

Aire Seco => m1=m2=m

Vap Agua => mH2O=m2*W2 – m1*W1

𝑊2 =𝑚1∗𝑊1+𝑚𝐻2𝑂

𝑚2=

3,6741∗0,01557+0,00577

3,6741= 0,017147 [

𝑘𝑔𝐻2𝑂

𝑘𝑔𝑎𝑖𝑟𝑒𝑠𝑒𝑐𝑜

]

𝑡2 =ℎ2−𝑊2∗2501,7

1,005+1,82∗𝑊2=

67,8938−0,017147∗2501,7

1,005+1,82∗0,017147= 24,12 [°𝐶]

Proceso 2 + 3 4: Mezcla

=> m2”*W2+m3*W3=m4*W4

𝑊4 =𝑚2" ∗ 𝑊2 + 𝑚3 ∗ 𝑊3

𝑚4

=3,226595 ∗ 0,017147 + 0,447505 ∗ 0,004245

3,6741= 0,015575 [

𝑘𝑔𝐻2𝑂

𝑘𝑔𝑎𝑖𝑟𝑒𝑠𝑒𝑐𝑜

]

ℎ4 =𝑚2" ∗ ℎ2 + 𝑚3 ∗ ℎ3

𝑚4

=3,226595 ∗ 67,89 + 0,447505 ∗ 13,685

3,6741= 61,2878 [

𝑘𝐽

𝑘𝑔]

𝑡4 =ℎ4 − 𝑊4 ∗ 2501,7

1,005 + 1,82 ∗ 𝑊4=

61,29 − 0,01557 ∗ 2501,7

1,005 + 1,82 ∗ 0,01557= 21,6[°𝐶]

Se acomoda el caudal W4==W1, dando una la proporción de 12,18% de caudal renovado

por aire exterior en invierno, por tanto, no requiere proceso de deshumidificación, y sólo

se requiere ejercer calentamiento sensible para cerrar el ciclo.

Proceso 41: Calentamiento Sensible

𝑄4→1 = 𝑚 [𝑘𝑔

𝑠] ∗ (ℎ1 − ℎ4) [

𝑘𝐽

𝑘𝑔] = 3,6741 ∗ (67,89 − 61,29) = 𝟐𝟒, 𝟐𝟔 [𝒌𝑾]

Tabla de variables obtenidas en los puntos para el ciclo de renovación de aire: Condición 3i invierno

Tramos: 1 2 2” 3i 4i

Tbs [°C] 28 24,12 24,12 3 21,6

HR [%] 65% 89,66% 89,66% 90% 95,27%

W [kgh2o/kgas] 0,015576 0,017147 0,017147 0,004245 0,015575

h [kJ/kg] 67,89 h2=h1 67,89 13,685 61,29

m [kg/s] 3,6741 m2=m1 3,226595 0,447505 3,6741

v [m3/kg] 0,8789 0,87046 0,87046 0,7923 0,8585 Tabla 22. Variables ciclo de renovación de aire Condición de Invierno.



Ciclo de calefacción de invierno: CON RECUPERADOR DE CALOR AIRE

Este procedimiento se utiliza para evitar la pérdida excesiva del calor del aire por efectos de renovación. Se dispone de un equipo de renovación de aire tomando como referencia la normativa “Eficiencia Energética en el RITE Recuperación de Energía IT 1.2.4.5”, que define la eficiencia del recuperador mínima en función de las horas de funcionamiento al año y el caudal de aire exterior renovado: Horas de funcionamiento al año= (Factor de Operación)*(Días del año)*(24 horas) = (87,67%)*(365)*(24)=7680 [horas al año] Caudal de aire= 3,23 [m3/s]

Se obtiene como resultado una eficiencia para el recuperador de un 60%. La definición del porcentaje es sólo referencial para el cálculo, no influyendo mayormente en la condición del procedimiento.

Se acomoda la eficiencia del recuperador a 68,51% de forma arbitraria, por acomodo de

condición de t° de entrada para efectos de cálculo. Nueva t° de entrada aire al sistema:

ɳ𝑟𝑒𝑐𝑢𝑝𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜𝑟 =𝑡𝑒𝑥𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟 − 𝑡𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎𝑟𝑒𝑐𝑢𝑝𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜𝑟

𝑡𝑒𝑥𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟 − 𝑡𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎𝑖𝑛𝑡𝑙𝑜𝑐𝑎𝑙

→ 0,6851 =3 − 𝑡𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎𝑟𝑒𝑐𝑢𝑝𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜𝑟

3 − 24,12

𝑡𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎𝑟𝑒𝑐𝑢𝑝𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜𝑟= 17,47 [°𝐶]

Utilizando el mismo procedimiento psicométrico anterior, y acomodando el caudal de

renovación a un 12,18%, se obtiene un requerimiento térmico de:

Proceso 41: 𝑄4→1 = 𝑚 ∗ (ℎ1 − ℎ4) = 3,6741 ∗ (67,89 − 63,08) = 𝟏𝟕, 𝟔𝟕 [𝒌𝑾]

Volumen renovación de Aire: 𝑉3 = 𝑚3 ∗ 𝑣3 = 0,4473 ∗ 0,833 = 0,373 [𝑚3

𝑠] = 𝟏𝟑𝟒𝟐, 𝟔𝟓 [

𝑚3

ℎ]

Tabla de variables obtenidas en los puntos para el ciclo de renovación de aire: Condición 3i invierno con Recuperador de Calor Aire


Tbs [°C] 28 24,12 24,12 17,47 23,33

HR [%] 65% 89,66% 89,66% 34,17% 85,76%

W [kgh2o/kgas] 0,015576 0,017147 0,017147 0,004245 0,015576

h [kJ/kg] 67,8938 h2=h1 67,8938 28,329 63,08

m [kg/s] 3,6741 m2=m1 3,226779 0,447322 3,6741

sv [m3/kg] 0,8789 0,87046 0,87046 0,83376 0,866 Tabla 23. Variables ciclo de renovación de aire Condición de Invierno, con Recuperador de Calor Aire-Aire.



Figura 14.- Carta psicrométrica para el ciclo de invierno con renovación de aire exterior.

El punto 3 azul representa la condición de aire exterior para mezcla. El punto 3 rojo

representa la condición de aire exterior para mezcla con recuperador de calor.



Ciclo de recirculación de aire de verano Sector Pileta: text=33[°C]; HR=20%

Se acomoda el porcentaje de renovación de aire de un 10,72% (que es el mínimo caudal de

aire a renovar) a un 14,46% del flujo de renovación total por hora. Esta decisión arbitraria

es para hacer coincidir la humedad absoluta del punto 4 con el punto 1 y se pueda cerrar el

ciclo con un calentamiento sensible, manteniendo la condición interior del recinto a 28°C y

humedad relativa de 65%.

W1=W4=0,01557 kgh2o/kgas

Tabla de variables obtenidas en los puntos para el ciclo de renovación de aire: Condición 3 verano

Tramos: 1 2 2” 3v 4v

Tbs [°C] 28 24,12 24,12 33 25,38

HR [%] 65% 89,66% 89,66% 20% 75,84%

W [kgh2o/kgas] 0,0155764 0,017147 0,017147 0,006286 0,0155762

h [kJ/kg] 67,89 h2=h1 67,89 49,272 65,20

m [kg/s] 3,6741002 m2=m1 3,14282531 0,53127489 3,6741002

v [m3/kg] 0,8789 0,87046 0,87046 0,88099 0,8719 Tabla 24. Variables ciclo de renovación de aire Condición de Verano. Proceso 41: Calentamiento Sensible(verano)

𝑄4→1 = 𝑚 ∗ (ℎ1 − ℎ4) = 3,6741 ∗ (67,89 − 65,2) = 𝟗, 𝟖𝟗[𝒌𝑾]

Volumen de renovación de Aire:

𝑉3 = 𝑚3 ∗ 𝑣3 = 0,5513 ∗ 0,881 = 0,468 [𝑚3

𝑠] = 𝟏𝟔𝟖𝟒, 𝟖𝟒 [

𝒎𝟑

𝒉]

Figura 15 Carta Psicométrica Recirculación de Aire Verano



Recirculación y renovación de aire sector OTRAS DEPENDENCIAS

Volumen de Aire= 267 de área*2,5 de altura= 667,5 [m3]

T°del aire interior =22°C


Altura= 54 [m.s.n.m] (promedio ciudad Nacimiento)

Volumen de vapor a extraer [Kg/h]: Corresponde a la cantidad de masa de agua

aportada por las personas dentro del sector. Se considera el vapor de agua emitido por

persona:

Tabla 25. Vapor corporal de agua emitido para una persona según actividad.

𝑀𝑒𝑜𝑡𝑟𝑎𝑠𝑑𝑒𝑝𝑒𝑛𝑑𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎𝑠

=𝑁°𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎𝑠∗𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟𝑎𝑔𝑢𝑎𝑒𝑚𝑖𝑡𝑖𝑑𝑜=30∗0,15= 4,5[

𝑘𝑔ℎ

]=0,00125[𝑘𝑔𝑠

]

t° exterior invierno=3 °C

humedad relativa invierno=90%

t°exterior verano=33°C

humedad relativa verano=20% (mes enero)

volumen aire sector pileta V= 667,5 [m3]

Tasa de renovación del aire R= 5 [renovaciones/hora]

CAUDAL DE AIRE DE RECIRCULACION

R*V1= 5*667,5 = 3337,5 [m3/h]=0,92708 [m3/s]

Caudal de aire a renovar por persona= 20,77 [m3/hora] por persona

=> Para 30 personas 623,1[m3/hora]

Caudal de aire a renovar =0,1731 [m3aire/seg]

Por tanto, Caudal de renovación Mínimo= 18,67 % del caudal de recirculación.



Tabla 26. Ciclo de calefacción Otras Dependencias:

Tabla de variables obtenidas en los puntos para el ciclo de renovación de aire: Condición 3i invierno


Tbs [°C] 22 19,15 19,15 3 15,60

HR [%] 50% 67,76% 67,76% 90% 74,60%

W [kgh2o/kgas] 0,008283 0,0094316 0,0094316 0,004245 0,008283

h [kJ/kg] 43,16848 h2=h1 43,16848 13,685 36,638

m [kg/s] 1,08789 m2=m1 0,8469192 0,2410 1,0879

v [m3/kg] 0,852188 0,845537 0,845537 0,7923 0,83377

Proceso 41: Calentamiento Sensible(invierno) 𝑄4→1 = 𝑚 ∗ (ℎ1 − ℎ4) = 1,08789 ∗ (43,17 − 36,64) = 𝟕, 𝟏𝟎𝟒𝟓[𝒌𝑾]

Volumen de aire Exterior: 𝑉3 = 𝑚3 ∗ 𝑣3 = 0,241 ∗ 0,7923 = 𝟔𝟖𝟕, 𝟑 [𝒎𝟑

𝒉]

Con Recuperador de Calor:

Tabla de variables obtenidas en los puntos para el ciclo de renovación de aire: Condición 3i invierno con Recuperador


Tbs [°C] 22 19,15 19,15 14,06 18,03

HR [%] 50% 67,76% 67,76% 42,50% 63,93%

W [kgh2o/kgas] 0,008283 0,009432 0,009432 0,004245 0,008283

h [kJ/kg] 43,16848 h2=h1 43,16848 24,8767 39,117

m [kg/s] 1,08789 m2=m1 0,8469192 0,24096673 1,08788593

v [m3/kg] 0,852188 0,87046 0,87046 0,82401 0,8407

Proceso 41: Calentamiento Sensible(invierno) 𝑄4→1 = 𝑚 ∗ (ℎ1 − ℎ4) = 1,08789 ∗ (43,17 − 39,117) = 𝟒, 𝟒𝟎𝟕𝟕[𝒌𝑾]

Volumen de aire Exterior : 𝑉3 = 𝑚3 ∗ 𝑣3 = 0,241 ∗ 0,824 = 𝟕𝟏𝟒, 𝟖𝟏 [𝒎𝟑

𝒉]

Ciclo de Verano:

Tabla de variables obtenidas en los puntos para el ciclo de renovación de aire: Condición de Verano

Tramos: 1 2 2” 3v 4v

Tbs [°C] 22 19,15 19,15 33 24,19

HR [%] 50% 67,76% 67,76% 20% 43,8%

W [kgh2o/kgas] 0,0082826 0,0094316 0,0094316 0,006286 0,0082828

h [kJ/kg] 43,16848 h2=h1 43,16848 49,272 45,40

m [kg/s] 1,08789 m2=m1 0,69059 0,3973 1,08789

v [m3/kg] 0,852188 0,845537 0,845537 0,88099 0,8584

Proceso 41: Calentamiento Sensible Refrigeración 𝑄4→1 = 𝑚 ∗ (ℎ1 − ℎ4) = 1,08789 ∗ (43,17 − 45,4) = −𝟐, 𝟒𝟐𝟒𝟗[𝒌𝑾]

Volumen de aire Exterior: 𝑉3 = 𝑚3 ∗ 𝑣3 = 1260 [𝒎𝟑

𝒉]



Se procede a efectuar un resumen de Pérdidas Térmicas a través de los cerramientos del

Recinto y Ventilación tanto para condición de invierno como de verano. La potencia

requerida se puede expresar en relación a la cantidad de metros cuadrados de cada sector

en cuestión.

𝑷𝑶𝑻𝑬𝑵𝑪𝑰𝑨 𝑬𝑺𝑷𝑬𝑪Í𝑭𝑰𝑪𝑨 =𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙𝑃𝑒𝑟𝑑𝐶𝑎𝑙𝑜𝑟

Á𝑟𝑒𝑎𝐶𝑎𝑙𝑒𝑓𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛

PARA EL CÁLCULO DE LA POTENCIA INSTALADA: se utiliza como algoritmo de cálculo la

fórmula de pérdidas de paredes del recinto:

Fuente: Apunte “Evaluación Demanda Energética”, Curso: Proyecto de Equipos e

Instalaciones Térmicas. Prof: R.Sanchez. Arriagada.



Tabla 27. Resumen Pérdidas Térmicas del Recinto:

SECTOR PILETA 600m2

Invierno Verano

Pared Exterior 30387,96 [𝑊] −6077,60 [𝑊]

Pared Interior 4680,00 [𝑊] 2160,00[𝑊]

Techo 35382,60 [𝑊] −7076,52 [𝑊]

Ventilación 17670,00 [W] 9890 [W]

TOTAL 88120,56 [W] -1104,12 [W] POTENCIA ESPECÍFICA

146,87 [𝑊

𝑚2] −1,8402 [

𝑊

𝑚2]

SECTOR OTRAS DEPENDENCIAS 267m2

Invierno

Verano

Pared Exterior 10396,8 [𝑊] −6019,2 [𝑊]

Pared Interior −1720,8 [𝑊] −1720,8 [𝑊]

Techo 3177,3[𝑊] −1682,1[𝑊]

Ventilación 4407,7[W] -2424,9[W]

TOTAL 16261,0 [W] -11847,0 [W] POTENCIA ESPECÍFICA

60,9 [𝑊

𝑚2] −44,37 [

𝑊

𝑚2]

Pérdidas Calefacción Recinto Completo:

RECINTO COMPLETO 600+267= 867m2

Invierno

Verano

REQUERIMIENTO TÉRMICO TOTAL RECINTO

104381,56 [W]

-12951,12 [W]

POTENCIA ESPECÍFICA TOTAL

𝟏𝟐𝟎, 𝟒 [𝑾

𝒎𝟐]

−𝟏𝟒, 𝟗𝟒 [𝑾

𝒎𝟐]

De acuerdo a los cálculos de pérdidas de energía por las paredes del recinto y ventilación,

se procede a utilizar el algoritmo Excel para pérdidas de energía del curso de Proyecto e

Instalación de Equipos Térmicos, donde se establece la capacidad necesaria de aporte de

calor del equipo a seleccionar de acuerdo a un criterio de la temperatura mínima ambiente,

y el consumo mensual de energía necesarios para mantener la temperatura adecuada del

recinto.



Tabla 28. CÁLCULO CONSUMO ENERGÍA DE CALEFACCIÓN SECTOR PILETA:

PÉRDIDAS DEL RECINTO

Potencia específica 146,87 W/m2

Temperatura Interior cálculo 28 °C

Temperatura exterior cálculo 3 °C

Potencia instalada 88,122 kW

Potencia Caldera 122,4 kW

Lugar NACIMIENTO Valor dólar 660 $/US$

Superficie recinto 600 m2 Combustible gas licuado

Altura Promedio 3,875 m Poder Calorífico 12,8 kW-h/kg

Días Operación/Semana 7

Horas operación/día 24

Rendimiento Caldera 85%

Grados-día anual 1598,1

°C Día/año Rendimiento Instalación 90%

Volumen 2325

m3 Costo Combustible 950

$/kg

Valor de G 1,52 W/m3 °C Costo Energía 31,24 US$/GJ

Horas del día 24 Costo Energía 0,1125 US$/kW-h

Mes Utiliza Calefacc

GRADOS-DIA/MES BASE 16°C

días/ mes

Días de semana en op

Hrs día en op

Factor op

Consumo energía mes kW-h/mes

Consumo combustible kg/mes

Costo energía mes US$/mes

Enero on 18,4 31 7 24 1,00 2030,15 158,61 228,30

Febr on 23,6 28 7 24 1,00 2612,10 204,07 293,74

Marz on 56,7 31 7 24 1,00 6265,07 489,46 704,52

Abril on 124,4 30 7 24 1,00 13752,10 1074,38 1546,46

Mayo on 195,1 31 7 24 1,00 21573,65 1685,44 2426,01

Junio on 249,4 30 7 24 1,00 27579,77 2154,67 3101,42

Julio on 264,8 31 7 24 1,00 29280,92 2287,57 3292,72

Agost on 238,2 31 7 24 1,00 26346,29 2058,30 2962,71

Sept on 193,8 30 7 24 1,00 21431,27 1674,32 2410,00

Oct on 131,4 31 7 24 1,00 14535,41 1135,58 1634,55

Nov on 69,2 30 7 24 1,00 7653,83 597,96 860,69

DIC on 33,1 31 7 24 1,00 3659,42 285,89 411,51

TOTAL AÑO

1598,1 176719,97 13806,25 19872,63

Consumo específico Anual 294,53 kW-h/m2 año

PÉRDIDAS ENERGÉTICAS = 176719,97 [kW-h/año]

Con un Factor de Operación= 87,67% CONSUMO ANUAL= 154930,4 [kW-h/año]



Tabla 29. CÁLCULO CONSUMO ENERGÍA DE CALEFACCIÓN OTRAS DEPENDENCIAS

PÉRDIDAS DEL RECINTO





Potencia Caldera 21,3 kW

Lugar NACIMIENTO Valor dólar 660 $/US$

Superficie recinto 267 m2 Combustible gas licuado

Altura Promedio 2,5 m Poder Calorífico 12,8 kW-h/kg



Rendimiento Caldera 85%

Grados-día anual 1598,1

°C Día/año

Rendimiento Instalación 90%

Volumen 667,5

m3 Costo Combustible 950

$/kg

Valor de G 1,28 W/m3 °C Costo Energía 31,24 US$/GJ

Horas del día 24 Costo Energía 0,1125 US$/kW-h

Mes Utiliza Calefacc


días/ mes

Días de semana en op

Hrs día en op

Factor op


Consumo combustible kg/mes


Enero on 18,4 31 6 15 0,54 264,05 20,63 29,69

Febr on 23,6 28 6 15 0,54 339,75 26,54 38,21

Marz on 56,7 31 6 15 0,54 814,87 63,66 91,63

Abril on 124,4 30 6 15 0,54 1788,68 139,74 201,14

Mayo on 195,1 31 6 15 0,54 2806,00 219,22 315,54

Junio on 249,4 30 6 15 0,54 3587,19 280,25 403,39

Julio on 264,8 31 6 15 0,54 3808,45 297,54 428,27

Agost on 238,2 31 6 15 0,54 3426,76 267,72 385,35

Sept on 193,8 30 6 15 0,54 2787,48 217,77 313,46

Oct on 131,4 31 6 15 0,54 1890,56 147,70 212,60

Nov on 69,2 30 6 15 0,54 995,50 77,77 111,95

DIC on 33,1 31 6 15 0,54 475,97 37,18 53,52

TOTAL AÑO

1598,1 22985,26 1795,72 2584,75

Consumo específico Anual 86,09 kW-h/m2 año

PÉRDIDAS ENERGÉTICAS = 22985,26 [kW-h/año]

Con un Factor de Operación= 87,67% CONSUMO ANUAL= 20151,18 [kW-h/año]



OBS: Respecto a los valores de Grados-Día utilizados, por la condición de relieve de

depresión intermedia más próxima encontrados son los valores de Chillan (GD=1598,1

grados día al año). El promedio de grados día para para la Depresión Intermedia de la VIII

Región del Bio-Bío está entre 1600-1700 Grados-Día al año en base 16°C.

Extracto: “”Valle central (San Carlos- Nacimiento) Por ubicarse en el Valle central presenta una gran amplitud térmica con veranos cálidos e inviernos moderadamente fríos. El régimen térmico se caracteriza por temperaturas que varían en promedio entre una máxima de enero de 28,9 a 30°C y una mínima de julio de 4,3 a 5,3°C. El periodo libre de heladas es de 230 a 276 con un promedio de 4 a 11 heladas por año. Registra anualmente 1.600 a 1.700 días grados y 800 a 1.200 horas de frío. El régimen hídrico observa una precipitación media anual de 760 a 917 mm, un déficit hídrico de 819 a 837 mm y un periodo seco de 6 a 7 meses.””

Fuente:http://agroclimatico.minagri.gob.cl/wp-content/uploads/sites/26/2013/11/04-Guia-uso-inf-agroclimatica-vp.pdf

Figura 16.- Valores Admisibles para las pérdidas globales de calor del Recinto

Los valores de G obtenidos se encuentran dentro de los márgenes para la utilización de este método de cálculo para calefacción, siendo el G de la pileta obtenido bastante crítico al margen de admisibilidad.


http://agroclimatico.minagri.gob.cl/wp-content/uploads/sites/26/2013/11/04-Guia-uso-inf-agroclimatica-vp.pdf


Tabla 30. CÁLCULO CONSUMO ENERGÍA REFRIGERACIÓN SECTOR PILETA:

Pérdidas del recinto





Potencia Equipo 1,22 kW

COP 3,95 Por selección de equipo a continuación.


Lugar NACIMIENTO

Superficie recinto 600 m2

Altura Promedio 3,875 m



Grados-día anual 1598,1 °C Día/año

Volumen 2325 m3

Valor de G -0,09 W/m3 °C

Horas del día 24

Mes

Utiliza Calefacción


GRADOS-DIAS meses op

días/mes

Dias semana en op

Horas del día op

Factor op



Enero on 18,4 18,4 31 7 24 1 -27,37 5,81

Febrero on 23,6 23,6 28 7 24 1 -35,21 7,47

Marzo on 56,7 56,7 31 7 24 1 -84,46 17,92

Abril on 124,4 124,4 30 7 24 1 -185,39 39,33

Mayo on 195,1 195,1 31 7 24 1 -290,84 61,69

Junio on 249,4 249,4 30 7 24 1 -371,80 78,87

Julio on 264,8 264,8 31 7 24 1 -394,74 83,73

Agosto on 238,2 238,2 31 7 24 1 -355,18 75,34

Sept on 193,8 193,8 30 7 24 1 -288,92 61,29

Oct on 131,4 131,4 31 7 24 1 -195,95 41,57

Nov on 69,2 69,2 30 7 24 1 -103,18 21,89

Dic on 33,1 33,1 31 7 24 1 -49,33 10,46

Total anual 1598,1 1598,1 -2382,37 505,35

PÉRDIDAS ENERGÉTICAS = -2382,37 [kW-h/año]

Con un Factor de Operación= 87,67% CONSUMO ANUAL= -2088,62 [kW-h/año]

Costo energía al año= .8767*505,35=443,04 [US$/año]



Tabla 31. CÁLCULO CONSUMO ENERGÍA REFRIGERACIÓN SECTOR OTRAS DEPENDENCIAS:

Pérdidas del recinto





Potencia Equipo 13,17 kW

COP 3,95 Por selección de equipo a continuación.


Lugar NACIMIENTO

Superficie recinto 267 m2

Altura Promedio 2,5 m



Grados-día anual 1598,1 °C Día/año

Volumen 667,5 m3

Valor de G -1,61 W/m3 °C

Horas del día 24

Mes

Utiliza Calefacción


GRADOS-DIAS meses op

días/mes

Dias semana en op

Horas del día op

Factor op



Enero on 18,4 18,4 31 6 15 0,54 -71,51 15,17

Febrero on 23,6 23,6 28 6 15 0,54 -92,00 19,52

Marzo on 56,7 56,7 31 6 15 0,54 -220,67 46,81

Abril on 124,4 124,4 30 6 15 0,54 -484,38 102,75

Mayo on 195,1 195,1 31 6 15 0,54 -759,88 161,19

Junio on 249,4 249,4 30 6 15 0,54 -971,43 206,06

Julio on 264,8 264,8 31 6 15 0,54 -1031,34 218,77

Agosto on 238,2 238,2 31 6 15 0,54 -927,98 196,84

Sept on 193,8 193,8 30 6 15 0,54 -754,86 160,12

Oct on 131,4 131,4 31 6 15 0,54 -511,97 108,60

Nov on 69,2 69,2 30 6 15 0,54 -269,59 57,18

Dic on 33,1 33,1 31 6 15 0,54 -128,89 27,34

Total anual 1598,1 1598,1 -6224,50 1320,35

PÉRDIDAS ENERGÉTICAS = -6224,5 [kW-h/año]

Con un Factor de Operación= 87,67% CONSUMO ANUAL= -5457 [kW-h/año]

Costo energía al año= .8767*1320,35=1157,55 [US$/año]



De acuerdo a los cálculos efectuados se procede a efectuar una tabla resumen de la

potencia necesaria tanto de la caldera para invierno, como del equipo de refrigeración para

verano para el recinto completo:

POTENCIA [kW]

Calefacción Sector Pileta 122,4

Calefacción Otras Dependencias 21,3

Potencia requerida Caldera 143,7 [kW]

Refrigeración Pileta 1,22

Refrigeración Otras Dependencias 13,17

Potencia Equipo Refrigeración 14,39 [kW]

Potencia de caldera requerida= 144[kW]

Potencia equipo de refrigeración= 15[kW]



Se procede a la selección de equipos:

SELECCIÓN DE CALDERA A GAS LICUADO:

Potencia térmica calentamiento aire= 143,7[kW] 123.536,02 [Kcal/hora]

Equipo térmico: CALD. FERROLI. PEGASUS N 153 Iono MTN 131.600 Kc/h

CÓDIGO: CAGDF309B8

PRECIO UN: USD$ 6669,00 + IVA

CANTIDAD: 1 UNIDAD

POT. ÚTIL= 153 kW

Figura 17.- Características Técnicas Caldera a Gas licuado para calentamiento de aire.

Fuente: http://www.recal.cl/ficha_producto.php?idProducto=26474&mn=calefaccion&categoria=1623


http://www.recal.cl/ficha_producto.php?idProducto=26474&mn=calefaccion&categoria=1623


SELECCIÓN DE EQUIPO DE REFRIGERACIÓN Sistema a Utilizar= Bomba de Calor Aire-Aire Potencia requerida equipo de refrigeración aire= 15 [kW] Caudal requerido= Qotras_dep+ Qpileta = 3337,53+11625= 14962,52==15000 [m3/h] Equipo Térmico: SUPER MODULAR MULTI SYSTEM, Modelo: MAP0601HT8-E TOSHIBA PRECIO= 7254US$ por unidad. CANTIDAD= 2 UNIDADES 14508US$ COP= 3,95 Figura 18.-Especificaciones técnicas y de rendimiento Bomba Seleccionada Catálogo Toshiba.

Rendimientos:

Estas bombas de calor tienen capacidad de flujo invertido, por tanto, si se requiere se puede utilizar para aporte de calefacción con una potencia de 18kW de cobertura, lo que significa un aporte de 12,5% respecto a la capacidad de la Caldera (para condición exterior extrema de 3[°C]).



SELECCIÓN EQUIPOS DE RECUPERACIÓN DE CALOR SALIDA DEL AIRE

Recuperador de calor aire sector pileta: Caudal de renovación de aire máximo: 1342,65[m3/h], para un rendimiento mínimo de 60%. Modelo: VN-M1500HE Recuperador de calor aire otras dependencias: Caudal de renovación de aire máximo: 714,81[m3/h], para un rendimiento mínimo de 60%. Modelo: VN-M800HE

Figura 19.- Especificaciones técnicas y rendimiento de recuperadores seleccionados.

Fuente: Catálogo General Toshiba Calefacción y Aire Acondicionado. 2014.

Estos dos recuperadores seleccionados cumplen con la condición para ambas secciones de

recuperación de aire. El que tengan un mayor rendimiento al de referencia utilizado para

los cálculos de recirculación de aire, implica que se tiene un punto de calefacción a favor

del flujo de aire, requiriendo un pequeño porcentaje menor por parte de la caldera, o

simplemente se puede regular en los recuperadores para adaptar las condiciones.



REQUERIMIENTOS TÉRMICOS AGUA CALIENTE SANITARIA En esta sección se evalúan los requerimientos energéticos asociados al consumo de agua

caliente sanitaria del recinto, referido principalmente al uso de agua caliente en duchas.

Se propone un sistema de calentamiento del agua a través del uso de una caldera de

combustible a gas licuado con una cobertura parcial de colectores solares. Para conocer la

cantidad de energía al mes requerida se utiliza la ecuación termodinámica de calor:

𝑸𝑨𝑪𝑺𝒎𝒆𝒔= 𝒎𝒂𝒈𝒖𝒂𝒅í𝒂

∗ 𝒄𝒑𝑯𝟐𝑶∗ (𝒕𝒔𝒂𝒍𝒊𝒅𝒂 − 𝒕𝒂𝒈𝒖𝒂𝒓𝒆𝒅

) ∗ 𝑵°𝒅í𝒂𝒔𝒎𝒆𝒔

Donde:

𝑸𝑨𝑪𝑺= Consumo de energía ACS [kW-h/mes]

𝒎𝒂𝒈𝒖𝒂𝒅í𝒂[lt/día]= La masa de agua es el producto de la cantidad de usuarios

que asisten al día por la cantidad de consumo de ACS por persona al día. Se considera una

densidad del agua de 1000 kg/m3.

[Usuarios/día]= Se estima una cantidad arbitraria de 200 usuarios al día. Se

considera este criterio en base a la cantidad de personas que componen las clases de

natación y no la capacidad máxima de bañistas por día. Si se selecciona una cantidad de

1300 usuarios al día (carga máxima de bañistas), los equipos se sobredimensionarían

excesivamente para la cobertura necesaria señalando que el recinto es únicamente de uso

deportivo.

[lt/día]= consumo de ACS por persona al día = 35 lt/día. La fuente de información se encuentra presente en la siguiente tabla, donde según el tipo de uso del edificio, corresponde a la categoría de gimnasios: Tabla 32. Consumos promedio ACS según tipo de uso. (Ministerio de Energía)



cp= Calor específico del agua= 1,163E-3 [kW-h/(kgK)]

tsalida= 45[°C]. La temperatura mínima de preparación es de 45[°C]. Una

temperatura de hasta 38°C, medio grado o uno superior a la del cuerpo humano es más que suficiente tanto para la higiene como para la sensación de comodidad.

tagua_red [°C]

Tabla 33. Temperatura promedio mensual agua de la red Nacimiento, Chile.

Mes

Temperatura Agua de la

Red [°C]

Enero 12,7

Febrero 11,7

Marzo 11,7

Abril 10,3

Mayo 9,3

Junio 8,7

Julio 8,3

Agosto 8,8

Septiembre 9,3

Octubre 10,3

Noviembre 11,2

Diciembre 12,3

Fuente: Manual de diseño para el calentamiento de agua. Corporación de Desarrollo Tecnológico Cámara Chilena de la Construcción.

𝑵°𝒅í𝒂𝒔𝒎𝒆𝒔

= Cantidad de días de cada mes. Se descuentan en promedio 4,333 días

en promedio a cada mes debido a que en el año hay 52 domingos donde no asistirán usuarios, por el horario de lunes a sábado, no se deben considerar estos días en el consumo de ACS. Se procede a efectuar los cálculos de requerimiento de ACS en base a esta fórmula

utilizando el algoritmo Excel. Se considera el consumo de 100% de Gas licuado para efectos

de costos comparativos con el posterior sistema considerando un reemplazo parcial de

consumo a través del uso de colectores solares.

Para el cálculo de consumo de gas se aplica:

𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜𝑔𝑎𝑠𝑚𝑒𝑠[𝑈𝑆$

𝑚𝑒𝑠] = 𝑄𝐴𝐶𝑆𝑚𝑒𝑠

[𝑘𝑊ℎ

𝑚𝑒𝑠] ∗ 𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 [

𝑈𝑆$

𝑘𝑊ℎ ]

Se considera un rendimiento de instalación ɳinstalación= 90%

Se considera un rendimiento de caldera ɳcaldera= 85%



Tabla 34. Cálculo requerimiento ACS y Costos Gas Licuado.

Ciudad NACIMIENTO

Temperatura agua salida

45 °C Valor dólar 660 $/US$

Número de personas

200 Combustible a utilizar

Gas licuado

Consumo agua persona

35 lt/pers día Poder Calorífico 12,80 kW-h/kg

Consumo diario de agua

8000 Lt/día Costo por kg 1.100,00 $/kg

Calor específico agua

1,16E-03 kW-h/kg K Costo energía 36,17 US$/GJ

Rendimiento Caldera

85% Costo energía 0,130 US$/kW-h

Rendimiento instalación

90%

Temperatura Agua red

Consumo Energía

A.C.S

Costo Consumo

Gas

Mes días/mes °C kW-h/mes US$/mes

Enero 26,7 12,7 9166,2 1193,512

Febrero 23,7 11,7 8386,8 1092,036

Marzo 26,7 11,7 9450,0 1230,463

Abril 25,7 10,3 9478,0 1234,112

Mayo 26,7 9,3 10131,0 1319,145

Junio 25,7 8,7 9915,0 1291,016

Julio 26,7 8,3 10414,8 1356,096

Agosto 26,7 8,8 10272,9 1337,621

Septiembre 25,7 9,3 9751,1 1269,677

Octubre 26,7 10,3 9847,3 1282,194

Noviembre 25,7 11,2 9232,2 1202,103

Diciembre 26,7 12,3 9279,7 1208,293

TOTAL 10,4 115325 15016,3


Con Factor de Operación de 87,67%, Consumo real = 101.105,43 [kW-h/año]

GASTO ANUAL ACS Gas Licuado real = 13143,71 [US$/año]



SELECCIÓN CALDERA A GAS LICUADO SISTEMA ACS

Considerando un caudal de agua de la red en la salida de una ducha de 0,5[l/s]15[l/min]

con un total de 8 duchas en la instalación en uso simultáneo, se tiene un caudal de

120[l/min] de ACS a 45[°C].

Equipo térmico:

CALEFÓN RINNAI 24lts/min

Modelo: RW-24BF

CÓDIGO: 9A0005900

PRECIO UN: USD$ 858,00 + IVA

CANTIDAD: 5 UNIDADES

Figura 20.- Especificaciones Técnicas(arriba) y esquema de instalación calefón en cascada (abajo).

A continuación, se procede al cálculo para los equipos de colectores solares de reemplazo

parcial del consumo de gas para ACS, definiendo el aporte de este sistema, el tipo y la

cantidad de colectores a emplear y los respectivos requerimientos del circuito de instalación

para su funcionamiento.



SELECCIÓN SISTEMA DE COLECTORES SOLARES

Un captador solar, también llamado colector solar o panel solar térmico, es cualquier

dispositivo diseñado para recoger la energía radiada por el sol y convertirla en energía

térmica. Los colectores se dividen en dos grandes grupos: los captadores de baja

temperatura, utilizados fundamentalmente en sistemas domésticos de calefacción y agua

caliente sanitaria, y los colectores de alta temperatura, conformados mediante espejos, y

utilizados generalmente para producir vapor que mueve una turbina que generará energía

eléctrica.

Figura 21.- Tipo de colectores y Rangos de Temperatura.

Para el caso, se necesita alcanzar una temperatura de 45°C, por tanto, se requiere

colectores de tipo Captador Solar Plano. Se clasifican dentro del grupo de Captadores de

Baja Temperatura.

Los captadores solares planos pueden clasificarse en tres grandes grupos: • Captadores planos protegidos. • Captadores planos no protegidos. • Tubos de vacío.



Selección del Captador Solar. Ya que se conoce el grupo de colector a utilizar, se procede

a efectuar un cuadro comparativo de características de captadores solares planos y de

tubo de vacío para identificar el tipo a seleccionar.

Tabla 35. Tabla comparativa de cualidades captadores tubo de vacío y captadores planos

CAPTADORES PLANOS CAPTADORES TUBO DE VACÍO • Este tipo de colector es más proclive a presentar condensaciones, especialmente cuando se deteriora la junta entre el cristal y la caja, lo que da lugar a corrosiones, afectando el rendimiento y la durabilidad. • Están construidos dentro de una sólida estructura de metal debidamente aislada y protegida por un cristal. Sin embargo, al contener aire en su interior, presentan pérdidas de calor por convección y conducción, especialmente los días de rio o viento. Tienen peor rendimiento. • El agua circula por los tubos siendo más proclives a la corrosión interna e incrustaciones, afectando el rendimiento y durabilidad. • Deben ser elevados al tejado e instalados como una sola unidad con los problemas de grandes pesos y dimensiones, con los problemas que conlleva. En caso de rotura, el colector entero debe ser reemplazado. • La inclinación del sol afecta negativamente al rendimiento. Por su diseño plano, acumulan más nieve, polvo y suciedad. Más costes de mantenimiento. Hay que poner más anclajes de seguridad, en previsión de vendavales, especialmente si se montan en azoteas planas.

• El vacío protege el colector de la corrosión y no presenta condensaciones, esto les hace duraderos y fiables, con mantenimientos mínimos. • Están herméticamente cerrados entre dos cristales altamente resistentes de boro silicato con una cámara de vacío entre ellos. El vacío elimina las pérdidas por conducción y convección, aísla del medio ambiente sin que el frio o el viento le afecten apenas el rendimiento. • En los modelos "Heat Pipe", el agua no circula por el colector eliminando las corrosiones y las incrustaciones de las aguas. • Por su ligero peso y estructura modula, son mucho más sencillos de instalar, especialmente en tejados inclinados. Se monta la ligera estructura y después los tubos reemplazando un solo tubo en caso de rotura. • Debido a la forma circular, de los tubos, los rayos de sol son atrapados más eficazmente, especialmente al amanecer y al atardecer. • Debido a la forma redonda de los tubos y a la separación entre ellos, elviento puede circular libremente entre ellos haciendo estos colectores más resistentes a los vendavales, especialmente cuando se montan en azoteas planas. además, la nieve no se acumula tanto como en los colectores planos. Son más limpios ya que acumulan menos polvo y suciedad.

Fuente: http://www.sogaltecsolar.com/colectores_planos_o_tubos_de_vacio.htm

Se Selecciona Captadores Solares del tipo Tubos de Vacío Heat-Pipe.



ALGORITMO DE CÁLCULO COBERTURA SOLAR

Se procede a hacer el cálculo del Sistema de Colectores Solares en base a la normativa

“Norma Técnica que determina algoritmo para la verificación de la contribución solar

mínima de los Sistemas Solares Térmicos acogidos a la franquicia tributaria de la Ley Nº

20.365”. (anexo)

Esta Normativa establece la contribución solar mínima que debe tener la instalación de un

Sistema Solar Térmico respecto a la necesidad energética del caso. Cabe señalar que este

porcentaje de aporte Solar exigido por la normativa, está hecho en base a la Ley 20.365,

que establece una franquicia tributaria respecto de sistemas solares térmicos. Esta

franquicia tributaria sólo se aplica para bienes inmuebles destinados a la habitación, por

tanto, no se aplica para el caso. De igual modo, se utiliza esta Normativa para establecer el

porcentaje de aporte del Sistema Solar Térmico a la red de ACS del recinto, ya que el

algoritmo presente dentro de esta, incorpora el “Método de curvas f(F-Chart)”,

seleccionando este como el método de cálculo para establecer el número de colectores

solares necesarios para el porcentaje de cobertura parcial a definir frente al consumo de

gas licuado ya calculado.

Tabla 36 y Tabla 37: Latitud Media y Zona Climática; Contribución solar mínima.

De la tabla del anexo se obtiene que la ciudad se encuentra a una latitud media de 37° Sur.

La información de Latitud es relevante para la inclinación respecto al eje horizontal de los

colectores. Se obtiene además que corresponde a una zona climática de clasificación C:

El rango de Radiación Solar Global Media Anual es de 14541701 [kWh/m2 al año] para la zona C. La contribución solar mínima es de 57%, no se aplica al caso, pero se utiliza como parámetro mínimo del aporte parcial al sistema de ACS del recinto.



Método de Cálculo f(F-Chart)

El procedimiento consiste en la utilización de datos mensuales medios meteorológicos,

válido para determinar el factor de cobertura solar en instalaciones de calentamiento

mediante captadores solares planos.

Aplicación Sistemática: Identificar variables Adimensionales del sistema de calentamiento

solar y utilizar simulación de funcionamiento mediante ordenador para dimensionar

correlaciones entre estas variables y el rendimiento medio del sistema para un período de

tiempo idealmente mayor a un año, no sirviendo para estimaciones semanales o diarias.

Ecuación:

𝒇 = 𝟏, 𝟎𝟐𝟗𝑫𝟏 − 𝟎, 𝟎𝟔𝟓𝑫𝟐 − 𝟎, 𝟐𝟒𝟓𝑫𝟏 𝟐 + 𝟎, 𝟎𝟎𝟏𝟖𝑫𝟐

𝟐 + 𝟎, 𝟎𝟐𝟏𝟓𝑫𝟏 𝟑

Secuencia de Cálculo:

1.- Valoración de cargas caloríficas ACS o Calefacción.

2.- Valoración radiación solar incidente en superficie inclinada del colector o colectores.

3.- Cálculo parámetro D1: Factor Adimensional que relaciona la energía absorbida por la

placa del captador plano y la demanda de energía total de un mes.

4.- Cálculo parámetro D2: Factor Adimensional que relaciona las pérdidas de energía del

captador y la demanda de energía total durante un mes.

5.- Determinación gráfica de “f”.

6.- Valoración cobertura solar mensual.

7.- Valoración cobertura solar anual y formación de tablas.

Para D1= 𝐷1 =𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑖𝑑𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑒𝑙 𝑐𝑎𝑝𝑡𝑎𝑑𝑜𝑟

𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟í𝑓𝑖𝑐𝑎 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙=

𝐸𝑎

𝑄𝐴𝐶𝑆𝑚𝑒𝑠

𝐸𝑎 = 𝑆𝑐 ∗ 𝐹𝑟′(𝜏 ∗ 𝛼) ∗ 𝑅1 ∗ 𝑁°𝑑í𝑎𝑠𝑚𝑒𝑠

Donde:

Sc= Superficie del Captador.

R1= Radiación diaria media mensual incidente sobre la superficie de captación

por unidad de área [kJ/m2].

N°dias_mes= Número de días del mes.



𝐹𝑟′(𝜏𝛼) = 𝐹𝑟

′(𝜏𝛼) = 𝐹𝑟(𝜏𝛼)𝑛 ∗ [(𝜏𝛼)

(𝜏𝛼)𝑛] ∗ (

𝐹𝑟′

𝐹𝑟)

Donde:

𝐹𝑟(𝜏𝛼)𝑛= Factor de eficiencia óptica del captador, es decir, ordenada en el

origen de la curva del captador.

(𝜏𝛼)

(𝜏𝛼)𝑛= Modificador del ángulo de incidencia. En general se puede tomar

como constante: 0,96 Superficie transparente sencilla.

0,94 Superficie transparente doble.

𝐹𝑟

′

𝐹𝑟 = Factor de corrección del conjunto captador-intercambiador. Se

recomienda tomar un valor 𝐹𝑟

′

𝐹𝑟= 0,95.

Para D2= 𝐷2 =𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑒𝑙 𝑐𝑎𝑝𝑡𝑎𝑑𝑜𝑟

𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟í𝑓𝑖𝑐𝑎 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙=

𝐸𝑝

𝑄𝐴𝐶𝑆𝑚𝑒𝑠

𝐸𝑝 = 𝑆𝑐 ∗ 𝐹𝑟′𝑈𝐿 ∗ (100 − 𝑡𝑎) ∗ ∆𝑡 ∗ 𝐾1 ∗ 𝐾2

Donde:

𝑆𝑐= Superficie del Captador.

𝑡𝑎= Temperatura media mensual del ambiente.

∆𝑡= Período de tiempo en segundos.

𝐹𝑟′𝑈𝐿 = 𝐹𝑟𝑈𝐿 ∗ (

𝐹𝑟′

𝐹𝑟) Donde: 𝐹𝑟𝑈𝐿= Pendiente de la curva característica del

captador (Coeficiente global de pérdidas del Captador).

𝐾1= Factor de corrección por almacenamiento:

𝐾1 = [𝑘𝑔𝑎𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛

75 ∗ 𝑆𝑢𝑝𝑐𝑎𝑝𝑡𝑎𝑑𝑜𝑟

]

−0,25

Valor límite: 37,5 < (kgacumulación/m2captador) < 300

𝐾2= Factor de corrección ACS, relaciona la temperatura mínima de ACS, la

del agua de la red y la media mensual ambiente. Factor dado por la siguiente

expresión:

𝐾2 =11,6 + 1,8𝑡𝑎𝑐 + 3,86𝑡𝑟 − 2,32𝑡𝑎

100 − 𝑡𝑎

Donde: 𝑡𝑎𝑐=t° ACS; 𝑡𝑟 =t° de la red ; 𝑡𝑎=t° ambiente.



Ecuaciones D1 y D2 válidas para los siguientes valores límites:

0 < 𝐷1 < 3 ; 0 < 𝐷2 < 18

Una vez calculados D1 y D2, la energía útil captada cada mes QUtil, tiene el valor:

𝑄𝑈𝑡𝑖𝑙 = 𝑓 ∗ 𝑄𝐴𝐶𝑆𝑚𝑒𝑠

Se procede a efectuar los cálculos de cobertura parcial para incluir captadores solares

en el sistema de calefacción para ACS: (Software: Microsoft Excel)

Tabla 38. Radiación Solar Zona de Nacimiento, Región del Bio-Bío, Chile

Tabla de Radiación Global sobre Superficie Horizontal e Inclinada para la zona de

Nacimiento, obtenida a partir de la tabla “ANEXO III - Radiación Solar Global Sobre Superficie

Horizontal [kWh/m2] - Media Mensual y Media Anual”.

Dias del mes

dias_mes

Radiación horaria

sup. Inclinada I_ns_hora

Radiación sup. horizontal

media dia, para el

mes R_sh_dia

Radiación sup. horizontal

media dia, para el mes

R_sh_mes

Factor K

Radiación sup. inclinada

media dia, para el

mes R_si_dia

Radiación sup. inclinada media

total mes R_si_mes

[kW/m2] [kWh/m2·día] [kWh/m2·mes] [kWh/m2·día] [kWh/m2·mes]

ENE 31 0,94 7,21 223,58 0,92 6,60 204,6

FEB 28 0,92 6,34 177,38 1,02 6,46 180,9

MAR 31 0,84 4,90 151,87 1,20 5,85 181,5

ABR 30 0,69 3,25 97,38 1,43 4,63 138,8

MAY 31 0,52 1,95 60,36 1,67 3,24 100,5

JUN 30 0,43 1,52 45,59 1,79 2,72 81,6

JUL 31 0,50 1,66 51,47 1,73 2,86 88,8

AGO 31 0,61 2,46 76,41 1,50 3,70 114,6

SEP 30 0,74 3,75 112,39 1,26 4,70 141,0

OCT 31 0,82 5,26 163,04 1,06 5,57 172,8

NOV 30 0,90 6,39 191,63 0,94 5,97 179,2

DIC 31 0,90 6,95 215,56 0,88 6,12 189,7

0,73 1566,66 1774,0



APORTE DE ENERGÍA CAPTADORES SOLARES AL SISTEMA DE ACS: ALGORITMO f(F-Chart) Y RENDIMIENTO DE COLECTORES.

Rendimiento colector Norma Europea

84,40 [%]

2,08 [W/m2°C]

0,013 [W/m2°C2]

Temperatura entrada agua al colector °C 50

Temperatura salida agua al colector °C 60

Superficie del colector m2 2,37

Numero de colectores 29

Superficie colectora solar m2 68,73

Capacidad estanque acumulación lt/m2 86,4

Volumen estanque m3 5,94

Colector marca Wolss Sunrain

modelo WS-HP20

Norma Europea

Mes

Coeficientes fórmula Carta F

Corrección por volumen

Acumulación y temperatura

D2 D1 K1 K2

Enero 0,596 0,823 0,97 0,927

Febrero 0,584 0,782 0,97 0,914

Marzo 0,584 0,708 0,97 0,914

Abril 0,570 0,537 0,97 0,900

Mayo 0,559 0,366 0,97 0,889

Junio 0,551 0,302 0,97 0,881

Julio 0,549 0,314 0,97 0,878

Agosto 0,554 0,411 0,97 0,883

Septiembre 0,559 0,531 0,97 0,889

Octubre 0,570 0,647 0,97 0,900

Noviembre 0,578 0,712 0,97 0,909

Diciembre 0,591 0,754 0,97 0,922

𝜼𝟎=

𝜂 = 𝜂0 − 𝑎1 ∗(𝑡𝑓 − 𝑡𝑎)

𝐼𝑛𝑠− 𝑎2 ∗

(𝑡𝑓 − 𝑡𝑎)2

𝐼𝑛𝑠

𝒂𝟏=

𝒂𝟐=



Tabla 39. Algoritmo Excel Rendimiento mensual de Captadores, Carta F-Chart y Aporte Mensual y Anual de energía Captadores Solares y ahorro mensual de Gas.

Temp Temp Temp Radiación

total Radiación

Acumulada (Tf-

Ta)/(I_ns) (Tf-

Ta)^2/(I_ns) Rendimiento

Mes Días mes

Entrada agua

Salida agua

Exterior día/mes I_ns_hora Mensual Colector

°C °C °C [Kw-h/m2

día] [W/m2]

[Kw-h/m2 mes]

[°C m2/W] [°C m2/W] [%]

Enero 26,7 45 60 15,1 6,60 940 175,98 0,05 2,14 71,7

Febrero 23,7 45 60 13,1 6,46 915 152,93 0,05 2,40 70,6

Marzo 26,7 45 60 13,1 5,85 835 156,12 0,06 2,63 69,3

Abril 25,7 45 60 10,2 4,63 690 118,72 0,07 3,59 64,7

Mayo 26,7 45 60 8,2 3,24 515 86,45 0,10 5,21 56,7

Junio 25,7 45 60 7,1 2,72 430 69,82 0,12 6,51 50,4

Julio 26,7 45 60 6,2 2,86 495 76,37 0,11 5,85 54,2

Agosto 26,7 45 60 7,2 3,70 605 98,59 0,09 4,61 60,3

Septiembre 25,7 45 60 8,2 4,70 735 120,68 0,07 3,65 65,0

Octubre 26,7 45 60 10,2 5,57 815 148,66 0,06 3,04 67,7

Noviembre 25,7 45 60 12,1 5,97 895 153,29 0,05 2,56 69,9

Diciembre 26,7 45 60 14,3 6,12 900 163,18 0,05 2,32 70,8

10,4 4,87 1520,79

Continuación Tabla__:

Con FOP 87,67%, Aporte anual=67.216,35[kW-h/año] Ahorro= 8752,1[US$/año]

Radiación

Consumo total

energía

Costo total

Energía

Aporte Solar

Aporte combustible

Costo Consumo

Ahorro

Mes Util Mensual Calef.

A.C.S. y piscina

calef. A.C.S. y piscina

Carta F

Mensual mensual gas

mensual

[kW-h/m2 mes] [kW-

h/mes] [US$/Mes]

f [kW-h/mes]

[kW-h/mes] [US$/mes] [US$/mes]

Enero 126,14 9166 1193,5 93,5 8573,30 593 77,2 1116

Febrero 107,99 8387 1092,0 89,7 7519,09 868 113,0 979

Marzo 108,18 9450 1230,5 82,4 7784,06 1666 216,9 1014

Abril 76,83 9478 1234,1 64,3 6097,32 3381 440,2 794

Mayo 49,02 10131 1319,1 44,5 4511,53 5620 731,7 587

Junio 35,15 9915 1291,0 36,7 3638,22 6277 817,3 474

Julio 41,39 10415 1356,1 38,3 3986,40 6428 837,0 519

Agosto 59,41 10273 1337,6 50,0 5141,06 5132 668,2 669

Septiembre 78,43 9751 1269,7 63,7 6210,90 3540 461,0 809

Octubre 100,70 9847 1282,2 76,2 7504,06 2343 305,1 977

Noviembre 107,21 9232 1202,1 82,8 7642,30 1590 207,0 995

Diciembre 115,56 9280 1208,3 86,9 8061,49 1218 158,6 1050

1006,01 115325 15016 67,42 76669,73 9983



RESULTADOS PARA SISTEMA ACS

Para una cobertura de un 67,42% del consumo de ACS, son necesarios 29 Captadores

Solares Wolss Sunrain WS-HP20.

En términos de Consumo de Gas Licuado, se produce un ahorro anual de 8752,1 [US$] Con la

instalación Solar, quedando 4391,61 [US$/año] de gasto por gas licuado.

En términos de costos de inversión del sistema de captadores, el período de recuperación de la

inversión se calcula en base al ahorro anual, en cuanto el ahorro acumulado alcanza el valor de la

inversión, comienza a correr el ahorro producido por los captadores solares.

Figura 22.- ESQUEMA GENERAL DE CIRCUITO DE CAPTADORES SOLARES

La inclinación de los paneles debe ser de 37°, y como son fijos, deben observar en dirección Norte

(azimut 0°). La ubicación de estos idealmente debe ser sobre una sección del techo, teniendo que

tener una distancia adecuada entre estos para que no existan bajas de rendimiento por sombras

de las filas de colectores. La conexión presentada entre los colectores es en paralelo.

Elementos generales del circuito: Colectores solares; Cañerías del fluido de trabajo de los colectores;

válvulas de control; válvula de retención; Estanque de expansión de gases; Bomba(s) de movimiento

del fluido; Intercambiador de calor (dependiendo del caso, este puede ya venir incorporado en los

acumuladores, realizando la transferencia de calor desde el fluido de trabajo al circuito de ACS

directamente dentro de los estanques de acumulación); Elementos de medición de temperatura y

presión. Las Características y dimensionamiento de estos elementos como cañerías, control e

impulsión están sujetos a la ubicación real de la instalación que se debe seleccionar ya con el diseño

real.

Selección Acumulador: 2 acumuladores Marca: Logalux de 3000LT,

Modelo: LTN3000/1 para cubrir la capacidad. Para el caso, el intercambiador

de calor o serpentín está ubicado al interior de los Acumuladores

Horizontales. Imagen Referencial de la

orientación del intercambiador según capacidad y

Tabla de información técnica. Fuente: Catálogo

Buderus Calefacción.



ESTUDIO ECONÓMICO Esta sección, se enfoca principalmente en lo que es inversión y costos de operación de los

equipos principales seleccionados para el funcionamiento del recinto. Cabe destacar que la

utilización de este recinto con fines deportivos, es una actividad gratuita que no implica un

costo directo para los usuarios, por tanto, no se involucran variables como períodos de

recuperación de la inversión, ni enfoques que impliquen un modelo de negocio. Los costos

de inversión están a cargo del IND, siendo este el organismo que entrega los fondos a la

municipalidad de Nacimiento estando ya el presupuesto real presentado.

Tabla 40. COSTOS DE INVERSIÓN

EQUIPOS TÉRMICOS CANT. VALOR UNIT.

TOTAL US$

+Bombas de Calor calefacción agua pileta Aire-Agua.

2 8985 17970

+Caldera a Gas Calefacción de aire recinto completo.

1 6669 6669

+Bomba de calor refrigeración aire recinto completo. Aire-Aire

1 7238,64 7238,64

+Calefón Agua Caliente Sanitaria

5 858 4290

+Colectores Solares Agua Caliente Sanitaria

29 795,45 23068,2

+Equipo de recuperación calor Aire-Aire

1 3287,9

1 5621,2

+Estanques de acumulación ACS 2x3000LT

2 14477 28954,55

+Bombas de desagüe

3 164,9 494,78

+Bombas de impulsión Circuito Hidráulico pileta

2 488,41 976,82

+Filtros sistema de sanitización pileta

2 3081,1 6162,12

SUBTOTAL COSTOS 104733

+10% Otros Costos de Inversión +10% 115207

I.V.A 19% 21889

TOTAL COSTO INVERSIÓN EQUIPOS US$ 137.096.-

$ 90.483.209.-



Tabla 41. COSTOS DE OPERACIÓN. Consumo de energía anual equipos térmicos.

Alternativa Energía [kW-h/año]

GASTO ANUAL US$

A.C.S Gas Licuado (incluido ahorro colectores Solares)

101105,43 4391,61

Calefacción Agua Pileta

Bombas de Calor COP=3 175903,85 37312,94

Bombas de impulsión 8kW 61439,2 13032,56

Bombas de desagüe 2,25kW 1620 343,64

Otros equipos 1% 3400,7 721,36

Consumo de Agua Potable

650*2+22*300+ 0,0005*180*30*12 8372,3 [m3/año]

10689,65

Calefacción Aire Recinto

Completo

Gas Licuado Pileta 154930,4

17422,33

Otras Dep. 20151,2 2266,10

Recuperador de Calor 2227,17 472,43

4377,03 928,46

Refrigeración Aire Recinto

Bomba de Calor Aire-Aire COP=3,95

Pileta 2382,37 505,35

Otras Dep. 6224,50 1320,35

Iluminación 15[W/m2] 33177,17 7037,58

SUBTOTAL GASTOS OPERACIONALES 96444 10% Otros Gastos 9644,4

TOTAL ANUAL GASTOS OPERACIONALES 106089 Valor del dólar 1US$=660$ Horas operación al año= 7679,9 [Horas al Año]. El promedio mensual de costos operacionales considerando 12 meses es de 5.834.895 [$/mes]. El gasto anual de costos operacionales es de $70.018.740.- al año.

DATOS UTILIZADOS:

COSTO KW-h 140 $/KW-h

COSTO m3 AGUA 842,68 $/m3

Considera costo Servicio alcantarillado



CONCLUSIONES Debido a la naturaleza de alto aporte de vapor de agua al aire del recinto producto del

tamaño de superficie de agua de la pileta, se produce un aumento considerable de la

humedad relativa en el aire del volumen de la pileta, lo cual hace que los niveles de vapor

de agua en el aire aumenten hasta un punto cercano al 100% que es cuando se produce

condensación, por tanto es necesario mantener los niveles de temperatura establecidos de

manera adecuada y constante para evitar condensaciones en las paredes del recinto.

Respecto al algoritmo de cálculo de estudio de factibilidad y el estudio real de las pérdidas

energéticas de la pileta, se obtienen resultados bastante similares, con lo cual se puede

comprobar que ambos métodos convergen a lo menos para el caso visto. Ahora, la cantidad

de horas necesarias para la calefacción de el volumen de renovación de agua fresca diaria

influye directamente en la cantidad de potencia final, siendo menor la cantidad de horas

para este proceso, potencia requerida de los equipos aumenta.

Se tiene como conocimiento de antemano, que la mayor cantidad de pérdidas de calor

del agua de la piscina es a través del vapor superficial que se genera por la diferencia de

temperatura del ambiente, por tanto, se requiere una cantidad de energía mucho mayor

para calentar el aire del recinto, que para calentar el agua. Para el caso, se da que la cantidad

de energía requerida para mantener el volumen de aire de la pileta a la temperatura

adecuada, es menor que la cantidad de energía para mantener la temperatura del aire. Esto

se debe a que se seleccionó un volumen de recinto mínimo para disminuir el requerimiento

de calentar un volumen de aire adecuado. La cantidad de aire de renovación se hizo en base

a la cantidad de personas que participan en una clase de natación. El aporte generado por

los recuperadores de calor aire-aire también es otro factor que influye a favor del gasto

energético tanto para el sector de la pileta como de las otras dependencias.

Respecto a los costos de inversión, el precio de los acumuladores (6[m3]en total) es

bastante elevado debido al tamaño de acumulación necesario para el ACS. Si el sistema de

duchas no se utiliza a nivel recurrente, se puede considerar la posibilidad de reducir esta

necesidad de cobertura, evaluando si es que se puede reducir a la mitad 3[m3]

disminuyendo notoriamente los costos de inversión respecto a lo que es equipos para el

funcionamiento del recinto.



BIBLIOGRAFÍA Y LINKOGRAFÍA

Reglamento de piscinas de uso público, Decreto N°209, de 2002, Gobierno de Chile, Ministerio

de Salud.

Apunte de Sicrometría para curso Termodinámica Aplicada (440138), Reinaldo Sánchez

A, año 2006.

Apunte curso Proyecto de Equipos e Instalaciones Térmicas, “Evaluación demanda

energética para calefacción, agua caliente sanitaria y piscinas temperadas”, R. Sánchez

Arriagada, 2014.

Explorador Solar Radiación en Chile:

http://walker.dgf.uchile.cl/Explorador/Solar3/doc/Manual_Explorador_Solar.pdf

Manual Técnico Energía Solar Térmica, 4° Edición Salvador Escoda S.A:

http://www.salvadorescoda.com/tecnico/solar/Manual_Energia_Solar_4a_ed_Salvador_E

scoda.pdf

Sistemas Solares Térmicos II: Guía Diseño e Instalación para Sistemas de Agua Caliente

Sanitaria , MINENERGIA/ GEF / PNUD / CDT, 2010:

http://www.programasolar.cl/images/pdfs/MANUAL/gua%20de%20diseo%20y%20monta

je%20de%20sst%20para%20acs.pdf

Norma Técnica Solar que determina algoritmo para la verificación de la contribución

solar mínima de los Sistemas Solares térmicos acogidos a la franquicia tributaria de la Ley

N°20.365:

http://www.programasolar.cl/images/pdfs/rex%20502%20norma%20tcnica%20actualizad

a.pdf

Costos asociados a colectores solares: https://gassolar.wordpress.com/category/wolss-

sunrain/

Catalogo Filtros Europe: http://www.gardematic.hu/uploads/c2/8198/cat12-filtros-

europe-ap-142-01-02.pdf

Costos asociados a filtros: https://www.pepepool.com/filtros-de-piscina/filtros-

astralpool/europe/21498-astralpool-depuradora-filtro-arena-piscina

Costos asociados al acumulador de energía:

ftp://ftp.cype.net/documentaciontecnica/buderus/buderus_acumulad.pdf


http://walker.dgf.uchile.cl/Explorador/Solar3/doc/Manual_Explorador_Solar.pdf

http://www.salvadorescoda.com/tecnico/solar/Manual_Energia_Solar_4a_ed_Salvador_Escoda.pdf

http://www.salvadorescoda.com/tecnico/solar/Manual_Energia_Solar_4a_ed_Salvador_Escoda.pdf

http://www.programasolar.cl/images/pdfs/MANUAL/gua%20de%20diseo%20y%20montaje%20de%20sst%20para%20acs.pdf

http://www.programasolar.cl/images/pdfs/MANUAL/gua%20de%20diseo%20y%20montaje%20de%20sst%20para%20acs.pdf

http://www.programasolar.cl/images/pdfs/rex%20502%20norma%20tcnica%20actualizada.pdf

http://www.programasolar.cl/images/pdfs/rex%20502%20norma%20tcnica%20actualizada.pdf

https://gassolar.wordpress.com/category/wolss-sunrain/

https://gassolar.wordpress.com/category/wolss-sunrain/

http://www.gardematic.hu/uploads/c2/8198/cat12-filtros-europe-ap-142-01-02.pdf

http://www.gardematic.hu/uploads/c2/8198/cat12-filtros-europe-ap-142-01-02.pdf

https://www.pepepool.com/filtros-de-piscina/filtros-astralpool/europe/21498-astralpool-depuradora-filtro-arena-piscina

https://www.pepepool.com/filtros-de-piscina/filtros-astralpool/europe/21498-astralpool-depuradora-filtro-arena-piscina

ftp://ftp.cype.net/documentaciontecnica/buderus/buderus_acumulad.pdf


ANEXOS Anexo 1, Características Técnicas de los Captadores Solares seleccionados:



Anexo 2. Pérdidas de carga para PVC y diámetros comerciales.



Anexo 3. Cálculo del estudio de factibilidad económica del curso proyecto de ingeniería para la selección del equipo térmico de calefacción de agua de la pileta.

ALT1= BOMBAS DE CALOR

ALT2=CALDERA A GAS LICUADO

ANALISIS CICLICO DE VIDA DE LAS INSTALACION CALEFACCIÓN DE AGUA DE LA PILETA SEGÚN NORMA ASTM E917

ALTERNATIVA1: BOMBAS DE CALOR

Alternativa N°1 BOMBAS DE CALOR

Horizonte evaluación 20 años

Tasa descuento 10%

Tasa escalamiento comb. 4%

Inversión 13.368.960,0 $

Costo energía 17416941 $

Costo reemplazo 1 350000 $ 5 Años




Depreciación lineal 25 años

Valor residual 2673792 $

Costo O&M 668448 5% inversión

Valor Actual

1) Inversión 13368960,0 $

2) Costo O&M 5690874,6 $

3) Costo de reemplazo 1 217322,5 $




7) Costo energía 203567945,1 $

8) Valor residual 397442,1 $

Resultado final 223.812.673,2 $

ALTERNATIVA2: GAS LICUADO KIT CALDERA BAXI POWER HT 1.1200 (120KW)

CALEFACCION. INVERSIÓN USD$ 8.738,00 + IVA 5.767.080 6.862.825 IVA INC.



Alternativa N°2 Gas Licuado

Horizonte evaluación 20 años

Tasa descuento 10%

Tasa escalamiento comb. 4%

Inversión 6.862.825,0 $

Costo energía 30.615.717 $





Depreciación lineal 25 años

Valor residual 1372565 $

Costo O&M 343141,25 5% inversión

Valor Actual

1) Inversión 6862825,0 $

2) Costo O&M 2921354,9 $





7) Costo energía 357834279,0 $

8) Valor residual -204023,0 $

Resultado final 368.201.887,24 $

COSTO ANUAL EQUIVALENTE

CAE

[$]

ALT1: BOMBAS DE CALOR 223.812.673,2

ALT2: GAS LICUADO 368.201.887,2

En términos de inversión, la utilización de BOMBAS DE CALOR de mayor costo, pero al

evaluar un período de 20 años bajo la norma ASTM E917, se puede determinar que en ese

período de tiempo, la utilización de Bombas de calor es la más factible en relación a todos

los costos involucrados. Por tanto, se selecciona alternativa de bombas de calor para el

calentamiento del agua de la piscina.



universidad del bÍo-bÍo facultad de ingenierÍa escuela de

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