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1 RepublicofEcuador EDICTOFGOVERNMENT± Inordertopromotepubliceducationandpublicsafety,equaljusticeforal, abeterinformedcitizenry,theruleoflaw,worldtradeandworldpeace, thislegaldocumentisherebymadeavailableonanoncommercialbasis,asit istherightofalhumanstoknowandspeakthelawsthatgovernthem. NTE INEN 1912 (1992) (Spanish): Calentadores eléctricos de agua para uso doméstico. Requisitos

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3 INSTITUTO ECUATORIANO DE NORMALIZACIÓN Quito - Ecuador NORMA TÉCNICA ECUATORIANA NTE INEN 1 912:1992 CALENTADORES ELÉCTRICOS DE AGUA PARA USO DOMÉSTICO. REQUISITOS. Primera Edición WATER ELECTRIC HEATERS FOR DOMESTIC USE. SPECIFICATIONS. First Edition DESCRIPTORES: MC: CDU: CIIU:3833 ICS:

4 CDU: ICS: Norma Técnica Ecuatoriana Obligatoria Error! Marcador CALENTADORES ELÉCTRICOS DE AGUA PARA USO DOMÉSTICO. REQUISITOS CIIU:3833 MC: NTE INEN 1 912: OBJETO 1.1 Esta norma establece los requisitos que deben cumplir los calentadores eléctricos de agua para uso doméstico, 2. ALCANCE 2.1 Esta norma se aplica a los calentadores eléctricos de agua para uso doméstico, que funcionan con corriente alterna, tensión nominal en el rango de 120 a 220 voltios (V), y una potencia nominal de hasta voltios (W). 2.2 Esta norma se aplica a calentadores de agua cuya máxima presión de trabajo admisible y temperatura se limitan a 1,10 MPa y 60º, respectivamente. 2.3 Esta norma se aplica a los calentadores eléctricos que utilizan uno o dos resistores sumergidos para producir el calentamiento del agua. 3. TERMINOLOGÍA 3.1 Para los efectos de esta norma, se adopta la siguiente terminología Aceptación. El cumplimiento con los requisitos establecidos en esta norma Aislamiento eléctrico. Materiales usualmente aceptados para impedir la transmisión de corriente eléctrica fuera de los conductores Aislamiento térmico. Materiales usualmente aceptados para impedir la transmisión de energía térmica para el exterior Calentador eléctrico de agua. El equipo fabricado de acuerdo a esta norma, que debidamente instalado y en condiciones de operación suministra agua caliente Defectuoso. Un calentador eléctrico para agua que no cumple con uno o más requisitos especificados en esta norma Eficiencia de la junta. Valor numérico entre 0,7 y 1, que depende del tipo de junta soldada y de la calidad de la soldadura. Se usa en el cálculo del mínimo espesor Galvanizado. Proceso de recubrimiento superficial del acero Máximo esfuerzo admisible. Valor numérico fraccionario de la resistencia en el punto de fluencia del acero, usado en cálculo del mínimo espesor. DESCRIPTORES: Mecánica eléctrica, seguridad, almacenamiento, calentamiento, agua. -1-

5 3.1.9 Pintura epóxica. Proceso de recubrimiento superficial del acero, por aplicación de pintura y secado al horno Presión de ensayo. Máxima presión a la que se somete un tanque por un tiempo determinado, para evaluar fugas o caídas de presión Presión de diseño. Máxima presión a la que puede trabajar un tanque, sin sufrir daños en su forma, dimensiones y resistencia Presión de trabajo. Presión de funcionamiento de un tanque en condiciones normales Porcelanizado. Proceso de recubrimiento superficial del acero, por pintura y secado al horno Potencia nominal. La máxima potencia en vatios a la cual el equipo puede operar Protector térmico. Dispositivo que interrumpe el suministro de energía eléctrica, en condiciones defectuosas de funcionamiento del resistor, para evitar el sobrecalentamiento del tanque de almacenamiento Resistor. Elemento metálico que transforma la energía eléctrica en energía térmica, la cual se utiliza para calentar el agua Tanques de almacenamiento. (Recipientes a presión). Fabricados con láminas de acero al carbono, que sirven para almacenar el agua procedente de la red de suministro, Termosifón. Metálico o plástico, que sirve para conducir el agua fría de admisión al fondo del recipiente de presión Termostato. Dispositivo sensible a los cambios de temperatura, que permite mantener la misma entre ciertos límites, por conexión y desconexión automática del circuito eléctrico Válvula de seguridad. Dispositivo calibrado, que actúa a una determinada presión preestablecida Válvula check. Dispositivo que permite la circulación del agua en un solo sentido Voltaje nominal. El máximo voltaje recibido en la red eléctrica. 4. CLASIFICACIÓN 4.1 De acuerdo a su capacidad volumétrica, los calentadores eléctricos de agua para uso doméstico, se clasifican en: - Calentadores de Calentadores de Calentadores de Calentadores de Calentadores de Calentadores de

6 5. REQUISITOS 5.1 Tanques de almacenamiento y calentamiento de agua Forma Los tanques de almacenamiento estarán formados por dos casquetes con extremos toroesferoidales o semi-elipsoidales y un cuerpo central cilíndrico. El diámetro de los casquetes será igual o menor, en dos veces, el espesor del cuerpo cilíndrico El cuerpo central se conformará por barolado de la plancha de acero de las dimensiones apropiadas con soldadura longitudinal Dimensionales Espesor mínimo. El espesor mínimo de las láminas o planchas de acero, antes de conformar las cabezas y el cuerpo cilíndrico, será un 10% mayor que el mínimo espesor calculado por las fórmulas del numeral a, b y e Los tanques de almacenamiento de 60, 75 y 120 litros de capacidad volumétrica se fabricarán de un diámetro exterior o interior de 385 ± 3 mm Para los tanques de almacenamiento de 40, 150 y 180 litros de capacidad volumétrica, el diámetro exterior se establecerá por un acuerdo entre comprador y fabricante Los casquetes toroesferoidales o semi-elipsoidales se dimensionarán en función del diámetro exterior del tanque y del espesor nominal de las laminas o planchas de acero, (ver figura 1 y 2) Las deflexiones permisibles en los extremos rectos, de los casquetes serán α=4º y β =2º (figuras 3ª y 3b) Espesor de pared del tanque conformado a) Cuerpo cilíndrico. El espesor de pared requerido para los cuerpos cilíndricos de los tanques de almacenamiento se determinará de acuerdo con la siguiente fórmula: t = P x R SE 1 0,6 P -3-

7 FIGURA 1. Casquetes toroesferoides 2. Casquetes semi-elipsoidales FIGURA FIGURA 3a. Extremo ensanchado FIGURA 3b. Extremo angosto -4-

8 b) Casquetes toroesferoidales. El espesor de pared requerido para los casquetes toroesferoidales se determinará de acuerdo con la siguiente fórmula; t = 0,885 PL SE 2 0,1P c) Casquetes semi-elipsoidales. El espesor de pared requerido para los casquetes semi-elipsoidales se determinará de acuerdo con la siguiente fórmula; t = P x D 2SE 2 0,2P En donde: t = espesor de pared requerido, (en mm) p = máxima presión de trabajo admisible, (en MPa), ver presión de diseño (5.11.2). R = radio interior del cuerpo cilíndrico, (en mm). R = B 2 - t S = máximo esfuerzo admisible del material, (en MPa) ver valores de la tabla 2 E 1 = eficiencia de la junta longitudinal, usar la eficiencia especificada en que corresponda. Para cuerpos cilíndricos sin costura, usar E = 1 E 2 = la menor eficiencia de cualquier junta en los casquetes, usar la eficiencia especificada en que corresponda. Para casquetes conformados sin costura usar E = 1 L = radio esférico interior, (en mm). D = diámetro interior del extremo recto del casquete, (en mm) D= B - 2t ó D= B - 4t; dependiendo del tipo de junta utilizada para soldar los casquetes al cuerpo cilíndrico Protección anticorrosiva interior. El tanque de almacenamiento deberá ser protegido interiormente contra los efectos de la corrosión, por cualquiera de los siguientes métodos: 1) Galvanizado por inmersión en caliente, proceso que se ejecutará después de que se ha fabricado el tanque, a una temperatura uniforme, de manera que quede libre de ampollas u otros defectos. El espesor de recubrimiento no será menor de: 60 µm, medido en cualquier punto de la superficie interior del tanque. 2) Porcelanizado, proceso que se ejecutará después de que se ha fabricado el tanque. La superficie porcelanizada debe ser continua y no presentar defectos o discontinuidades. El espesor de recubrimiento no será menor de: 75 µm, medido en cualquier punto de la superficie interior del tanque. 3) Pintura epóxica, proceso que se ejecutará después de que se ha fabricado el tanque. La superficie pintada no debe presentar defectos o discontinuidades, El espesor de recubrimiento no será menor de 75 µm medido en cualquier punto de la superficie interior del tanque. -5-

9 Acoplamientos para agua. Como medios de acoplamiento a las instalaciones de admisión y descarga de agua se usarán uniones soldables de 13 ó 19 mm de diámetro. La entrada de agua fría será por medio de un termosifón que descargue el líquido en la parte interior del tanque a una altura mínima de 100 mm y máxima de 200 mm, medida desde el fondo del tanque. El tubo termosifón deberá tener una perforación cerca del casquete superior del tanque de 6 mm de diámetro. El extremo inferior terminará en un ángulo de 45º. La entrada de agua fría será a la derecha, tomando como referencia el lado del tanque donde se coloca el termostato Conexión de desfogue. Todos los calentadores deberán estar provistos de una conexión de desfogue, ubicada en la parte más baja del tanque, de acuerdo al diseño particular de cada recipiente Las formas y dimensiones de los sitios de alojamiento de los resistores y termostatos se establecerán en función del diseño del tanque, forma y dimensiones de los elementos utilizados Materiales. Los requisitos químicos, mecánicos y los valores del máximo esfuerzo admisible de los aceros usados para fabricar los tanques de almacenamiento, según esta norma, se establecen en las tablas 1 y 2. TABLA 1. Requisitos químicos de los aceros para la fabricación de los tanques de almacenamiento y calentamiento Tipo de acero Composición química nominal Especificación No. Grado C % Máximo Mn % Máximo Cold. Prod. P % Máximo Si S % % Máximo Máximo Cold. Prod. (1) (2) S.A-285-Láminas A 0,17 0,90 0,98 0,035 0, B 0,22 0,90 0,98 0,035 0, C 0,28 0,90 0,98 0,035 0, S.A-442-Láminas 55 0,22 0,8-1,10 0,74-1,20 0,035 0, ,24 0,8-1,10 0,74-1,20 0,035 0, S.A-455-Láminas I Y II 0,33 0,85-1,20 0,79-1,30 0,035 0,040 0,10 0,13 S.A-414-Láminas A 0,15 0,90 0,035 0, B 0,22 0,90 0,035 0, C 0,25 0,90 0,035 0, D 0,25 1,20 0,035 0, E 0,27 1,20 0,035 0, F 0,31 1,20 0,035 0, G 0,31 1,35 0,035 0, S.A-36-Láminas - 0,25-0,040 0,

10 TABLA 2. Requisitos mecánicos y valores del máximo esfuerzo admisible S de los aceros para la fabricación de los tanques de almacenamiento y calentamiento Tipo de acero Especificación No. Presentación Comercial Grado Resistencia a la tracción MPa Mín. Máx. Resistencia en el punto de fluencia (mínimo) MPa Alargamient o en 200 mm (mínimo) % Alargamient o en 500 mm (mínimo) % Máximo esfuerzo admisible (S) MPa S.A.-285-Láminas A B C S.S-442-Láminas S.A-455-Láminas I y II S.A-414-Láminas A B C D E F G S.A-36-Láminas El máximo esfuerzo admisible está calculado con un factor de seguridad 2, respecto a la resistencia en el Punto de fluencia Soldadura Todas las soldaduras, sean de filete o con penetración completa, se harán en base a un proceso de soldadura calificado, ejecutado por soldadores calificados Todos los elementos que van a ensamblarse, antes de soldarse serán apropiadamente colocados, alineados y sujetados en la posición correcta, Los casquetes toroesferoidales o semi-elipsoidales se conectarán al cuerpo cilíndrico por medio de soldadura a tope o de filete, como se indica en las figuras 4a, 4b y 4c Para conformar el cuerpo cilíndrico la plancha Bardada se soldarán longitudinalmente. Las juntas a tope que van a utilizarse para esta unión son las indicadas en las figuras 5a y 5b. -7-

11 FIGURA 4a. Soldadura a tope con traslapo FIGURA 4b. Filete simple interior FIGURA 4c. Filete simple exterior -8-

12 FIGURA 5a. Soldadura a tope con cordón por los dos lados FIGURA 5b. Soldadura a tope con cubre-junta Eficiencia de las juntas. Se usarán las siguientes eficiencias E, en las fórmulas de los numerales a, b y c. a) E = 85% para juntas a tope con penetración total, obtenidas por doble soldadura con la misma calidad de depósito por el lado interior y exterior de la junta. Se excluyen las soldaduras con cubre-juntas. b) E = 80% para juntas a tope con penetración total, obtenidas por soldadura simple, con cubrejuntas o platina de respaldo. c) E = 70% para soldadura de filete simple. 5.2 Elementos de calentamiento (resistores) Para los calentadores de 40, 60 y 75 litros, se usará un resistor por calentador Para los calentadores de 120, 150, y 180 litros, se usará por lo menos 2 resistores por calentador Las potencias de los resistores que van a usarse deberán estar comprendidas entre 1000 y 3500 vatios Las distancias de localización de los resistores se establecerán de acuerdo al diseño de cada tanque. -9-

13 5.2.5 Los elementos de calentamiento (resistores) serán de inmersión tipo tubular y se colocarán de tal forma que no estén sometidos a abuso metálico, ni contacto con objetos exteriores al tanque El forro metálico de los resistores tendrá un espesor mínimo de 0,41 mm El aislante del resistor tendrá un diámetro no menor de 6 mm La unidad de potencia para el resistor no debe exceder de 120 kw/m 2 de superficie calentada. 5.3 Termostatos Los calentadores deben estar provistos de termostatos y dispositivos de protección de sobre temperatura, que regulen y protejan el sistema de calentamiento Los calentadores deberán ser diseñados para facilitar el reemplazo y mantenimiento de los termostatos dispositivos de protección de sobre-temperatura La máxima regulación del termostato será a los 77ºC; en este punto estará provisto de un tope que prevenga reajustes ejecutados por el usuario a mayor temperatura Todo termostato será calibrado por el fabricante, en la posición de control correspondiente a 60ºC. 5.4 Protector térmico Los calentadores deben estar provistos de un protector térmico, que interrumpa el suministro de energía eléctrica cuando se produzcan sobrecalentamientos. 5.5 Interruptor eléctrico Los fabricantes de los calentadores deberán suministrar la información sobre la instalación obligatoria de este elemento, el cual debe: a) Funcionar independientemente del termostato b) Al ser abierto, cortar el suministro de energía eléctrica c) Ser ubicado en una posición de fácil acceso para el usuario. 5.6 Conexiones eléctricas Los alambres para conducción de la corriente eléctrica serán No. WSG 12, 10 ú 8 sólidos. 5.7 Aislamiento térmico Requisitos generales E! aislamiento térmico para elementos que están en contacto con componentes eléctricos sin recubrimiento, será de un material no conductor, no absorbentes y resistentes a la combustión El aislamiento térmico deberá ser colocado y sujetado alrededor del tanque de almacenamiento, por cualquier método conveniente que evite desprendimientos, Material -10-

14 Para identificación del aislante térmico, se especificarán la temperatura límite de utilización, la densidad nominal y el espesor nominal El espesor del aislante térmico lo establecerá cada fabricante, considerando que la cantidad de calor disipada al medio no elevará la temperatura de la envoltura exterior del tanque en más de 10ºC, en cualquier punto que se mida. 5.8 Pérdidas de calor Las pérdidas de calor en un calentador, cuando el agua se mantiene a una temperatura promedio de 45ºC por encima de la del ambiente, expresada como el promedio de los Wh consumidos durante un periodo de 48 horas, no excederá de 64,6 W/m 2 del área total exterior de la cubierta del calentador. 5.9 Cantidad de agua caliente liberada Los calentadores cuyo tanque tiene una altura total mayor de 0,91 m, serán capaces de entregar por lo menos la cantidad de litros de agua caliente equivalente al 80% de su capacidad real, y aquellos calentadores cuyo tanque tiene una altura total menor o igual a 0,91 m, serán capaces de entregar por lo menos la cantidad de litros de agua caliente equivalente al 70% de su capacidad real Envoltura metálica La forma y dimensiones de la envoltura metálica será de acuerdo al diseño del fabricante Las dimensiones para la envoltura metálica se establecerán en función de: el diámetro exterior, la altura del tanque de calentamiento y del espesor del aislante térmico usado La envoltura metálica tendrá la resistencia y rigidez necesarias para impedir su destrucción total o parcial. Su diseño permitirá la reducción de los espacios libres para impedir el aflojamiento o desplazamiento de partes y todos los defectos que pueden constituirse en factores de riesgo para las personas La envoltura metálica de las partes cilíndricas, si es de acero al carbono, deberá tener un espesor mínimo de 0,51 mm. La envoltura exterior de los tanques podrá ser de cualquier material, siempre y cuando el fabricante demuestre la aptitud para ese uso Las tapas de los extremos, si son de acero al carbono, deberán tener un espesor mínimo de 0,6 mm. Las tapas de los extremos de la envoltura metálica podrán ser de cualquier material, siempre y cuando el fabricante demuestre la aptitud para ese uso Presión Presión de ensayo. Todos los tanques se ensayarán a la presión máxima de 1,65 MPa, manteniendo esta presión por 1 minuto, se observa que no se produzcan pérdidas de presión o fugas Presión de diseño. La presión de diseño es: 1,10 MPa Presión de trabajo. La presión de trabajo m mima es de 0,83 MPa Válvulas de seguridad. Los fabricantes de los calentadores deberán suministrar la información sobre la instalación obligatoria de; -11-

15 Una válvula check en la entrada de agua fría, para impedir el vaciado del tanque cuando se interrumpe el suministro de la red Una válvula de seguridad a la salida del agua caliente, calibrada para descargara 1,03 MPa. 6. ROTULADO 6.1 Todos los calentadores llevarán estampados, en una forma clara y legible en una placa metálica, la siguiente información: 1. Nombre o marca del fabricante 2. Fecha de fabricación, modelo y número de serie 3. Capacidad volumétrica del tanque, en litros 4. La distancia nominal entre las tuberías de entrada y salida de agua, en mililitros. 5. Diámetro de las tuberías de entrada y salida de agua, en milímetros. 6. Número de resistores, potencia y voltaje nominal de cada uno. -12-

16 APÉNDICE Z Z.1 DOCUMENTOS NORMATIVOS A CONSULTAR INEN 106 INEN 108 INEN 113 INEN 114 INEN 120 Acero al carbono. Extracción y preparación de muestras. Aceros al carbono. Determinación del contenido del azufre. Planchas de acero laminadas en caliente Planchas delgadas de acero al carbono Determinación del carbono. Método gravimétrico Z.2 BASES DE ESTUDIO ANSI/UL Underwriters Laboratories INC. Household Electric Storage Tank Water Hearters. Instituto Nacional Americano de Normalización. DIN Deutsche Norm Torospherical Dished ends. DIN Deutsche Norm. Ellipsoidal Dished ends. ANSI/UL Underwriters Laboratories INC. Electric Heaters for use m Hazardous (Classified) Locations. Instituto Nacional Americano de Normalización. ASME Sec, IV Boiler and Pressure Vessels code. Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos. SABS SABS Fixed Electric Instantaneous water hearters. Instituto Sudafricano de Normalización. ANSI/UL Underwriters Laboratories INC. Sheathed Heating Elements. Instituto Nacional Americano de Normalización. DIN Deutsche Norm. Water heating installations for drinking water and service water. -13-

17 INFORMACIÓN COMPLEMENTARIA Documento: NTE INEN TITULO: CALENTADORES ELÉCTRICOS DE AGUA PARA USO DOMÉSTICO. REQUISITOS. Código: MC: ORIGINAL: REVISIÓN: Fecha de iniciación del estudio: Fecha de aprobación anterior por Consejo Directivo Oficialización con el Carácter de por Acuerdo No. de publicado en el Registro Oficial No. de Fecha de iniciación del estudio: Fechas de consulta pública: de a Subcomité Técnico: Subcomité Técnico Fecha de iniciación: Fecha de aprobación: Integrantes del Subcomité Técnico: NOMBRES: Sr. Luis Palma Zola Sr. Claudio Jácome Sr. Carlos moreno V. Ing. Patricio Alarcón Ing. Juan Almeida Ing. Mary Zambrano Ing. Magally López Ing. Rómulo Moreno C. (Secretario Técnico) INSTITUCIÓN REPRESENTADA: SIDEC SADMA OIGASA STEEL ATLAS IESS CENAPIA STAHL S.S. INEN Otros trámites: El Consejo Directivo del INEN aprobó este proyecto de norma en sesión de Oficializada como: OBLIGATORIA Por Acuerdo Ministerial No. 499 de Publicada en el Registro Oficial No. 39 de

18 Instituto E cuatoriano d e Normaliza ción, IN E N - B a querizo Moreno E8-29 y Av. 6 d e Diciembre C asilla Telfs: (593 2) al F ax: (593 2) Dire c ción G eneral: inen.gov.e c Á re a Té cnic a d e Normaliza ción: normaliza inen.gov.e c Á re a Té cnic a d e C ertific a ción: c ertific a inen.gov.e c Á re a Té cnic a d e Verific a ción: verific a inen.gov.e c Á re a Té cnic a d e Servicios Te cnológicos: inenc inen.gov.e c Re gional Guayas: inen.gov.e c Re gional A zuay: inencuenc inen.gov.e c Re gional Chimbora zo: inenriob amb inen.gov.e c URL: c