Trabajo Práctico Nº 3
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- Ramón Vidal Venegas
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1 Facultad de Ingeniería Departamento de Ingeniería Mecánica MÁQUINAS TÉRMICAS (67.51) Trabajo Práctico Nº 3 Selección, instalación y mantenimiento de calderas Juan Pablo CLAVELLI Martín Tomás POGGI Mariano Gastón ROMAR Padrón: Padrón: Padrón: Entrega: 20 de noviembre de 2008
2 Trabajo Práctico Nº 3 Selección, instalación y mantenimiento de calderas Provisión de agua caliente para el sistema de losa radiante de un edificio Introducción Uno de los sistemas de calefacción central más utilizados es el de loza radiante. Este consiste, básicamente, en la distribución del calor originado en una única fuente (caldera) por todo el edificio. El fluido caliente generado por dicha fuente, circula por cañerías ubicadas bajo el piso de cada departamento, calentando el aire de los ambientes. Se calcula que se necesitan aportar Kcal/h por cada 75 m 2 a calefaccionar Cantidad de pisos a calefaccionar: 8 Cantidad de departamentos por piso: 3 Cantidad de m 2 de cada departamento: 40 m 2 Selección de la caldera de acuerdo a las necesidades Para la selección de la caldera primero es necesario obtener la presión de trabajo y potencia requerida. Para lo primero supondremos una altura de cada piso igual a 3 m y para la potencia consideraremos un valor constante de Kcal/h por cada 75 m 2 a calefaccionar. 40 m 2 3 departamentos 8 pisos = 960 m 2 75 m Kcal/h 960 m Kcal/h Por lo que potencia mínima requerida es de kcal/h. Volviendo a la presión de trabajo, ésta será de: P = γ.h = 3 m 8 pisos 1000 kg f /m 3 = kg f /m 2 = 2,4 kg f /cm 2 Es decir, 2,35 bar. Podemos suponer que el tiempo de funcionamiento de la caldera será de 4 meses al año. Considerando meses de 30 días promedio: 120 días x año = horas x año Y consideramos al gas natural a 0, $/m 3 (a noviembre de 2008) con un PCI definido de 9300 Kcal/m 3
3 Estudio de costos y performances comparativos entre dos calderas posibles Marca Modelo Potencia efectiva Potencia en el quemador Consumo de gas Peso Kcal/h Kcal/h m 3 /hora Kg TermoCrom CA , ESIMET EFRAM - M Fuente: y Ambas calderas son de 5 bar. Con la información obtenida se puede calcular el rendimiento de ambas calderas: Rendimiento Termocrom = 84,99% Rendimiento ESIMET = 83,33% Y su consumo: Termocrom: Q = c PCI c = Q PCI = Kcal/h = 18,98 m 3 /h Kcal/m 3 El cual coincide con el informado por el fabricante. Por su parte, el consumo de la caldera ESIMET será: Q = c PCI c = Q PCI = Kcal/h = 18,06 m 3 /h Kcal/m 3 Con el consumo obtenido podemos conocer el costo anual para cada caldera: Termocrom: 18,98 m 3 /h h x año 0, $/m 3 = $ 7.851,7 por año ESIMET: 18,06 m 3 /h h x año 0, $/m 3 = $ 7.473,6 por año Ante la consulta acerca del precio de las máquinas, ambas empresas aproximaron el costo de las mismas con armado en obra en $
4 Caldera elegida A partir de la información obtenida en el apartado interior hemos decidido seleccionado la caldera del fabricante ESIMET. Consideramos que si bien la caldera Termocrom tiene un mayor rendimiento, el consumo de la ESIMET es aproximadamente un 5% menor lo que se traduce en un 5% de ahorro en el gasto anual. Por otra parte consideramos que la mayor potencia efectiva entregada por la Termocrom no provee ventajas significativas en esta situación particular ya que ambas calderas cumplían con creces con la demanda dimensionada. Por último cabe recalcar que las condiciones de la adquisición de ambas máquinas (características, precio, garantía, etc) eran semejantes. Descripción de características técnicas La caldera EFRAM es humotubular, de tres pasos efectivos, de transferencia térmica. Primer Paso: Por hogar y cámara de retorno de gases de combustión. Segundo Paso: Por el primer haz de luz de tubos. Tercer Paso: Por el segundo haz de tubos. Es apta para combustibles: Fuel-oil, Gas-oil o Gas. El hogar y la cámara de retorno de gases de combustión de alta temperatura se encuentran sumergidos totalmente, lo que hace innecesaria la utilización de materiales refractarios o aislantes en contacto con fuego, obteniéndose así, un alto rendimiento térmico y larga vida útil, sin mantenimiento. Con tapas adelante y atrás desmontables, que permiten una fácil inspección de tubos. Diagramas y folletos anexados Instalación de la caldera La instalación de la caldera debe seguir las especificaciones provistas por el fabricante y cumplir con las normas de calidad vigentes. El ambiente donde se instale la caldera debe cumplir con determinadas características como ser: tener una adecuada ventilación, un tablero de corriente eléctrica, descarga de agua, matafuegos, debe tener dimensiones necesarias como para que haya espacio para eventuales reparaciones y contar con un buen acceso a las tuberías de gas y agua para una cómoda instalación y mantenimiento.
5 Esquemas de la instalación Tablero Alimentación Extinguidor Tubería de gas Caldera Tubería de agua Ventilación Drenaje ESQUEMA PLANTA
6 Departamento de Ingeniería Mecánica Máquinas Térmicas (67.51) J. Clavelli (85.062), M. Poggi (78.461), M. Romar (87.066) 5 Tanque de agua Tanque intermedio Alimentación agua caliente Retorno Caldera Bomba recirculadora PB Válvula de vaciado ESQUEMA EDIFICIO
7 Mantenimiento Parámetros y variables a controlar a) Quemadores y pilotos: deben mantenerse limpios y en apropiadas condiciones de operación. Las partes refractarias de los quemadores deben examinarse a intervalos frecuentes y regulares, para estar seguros de que se encuentran en buenas condiciones b) Equipo de control de llama y accesorios (por ej. Válvulas de cierre, contactos de tiro, etc): Deben operarse regularmente para constatar que los componentes del equipo operan en forma conveniente. c) Válvulas de retención: En el caso de su instalación en cañerías de mezcla gas-aire, deberá medirse a intervalos regulares la pérdida de presión. En caso de encontrar perdida se procederá a quitar y luego limpiar la válvula. d) Depósitos auxiliares: Se deben mantener en un buen estado de limpieza e) Reguladores y cañerías: Ya sean de impulso o de control, deben mantenerse limpias f) Cañería: Se debe inspeccionar a intervalos regulares y realizar pruebas con el objeto de encontrar posibles pérdidas. Se debe verificar las aislaciones de todas las tuberías para un correcto funcionamiento. Programa de mantenimiento preventivo Operación Periodicidad Responsable a, b mensual operador c anual personal especializado d, e, f semanal operador revisión total de la instalación anual personal especializado control de consumo con factura de servicio operador / administrador prueba hidráulica cada dos años personal especializado Listado de tareas para el operador Diarias: Verificación de los datos de operación de la caldera (temperatura de trabajo, agua circulante) para que se trabaje con parámetros cercanos a los especificados Verificación de las características de combustión (color de llama, tiraje de salida de gases) Semanales: Control de limpieza de válvulas de control, de cierre, de filtro de aire y válvula mezcladora. Verificación del funcionamiento de válvulas, mediante su accionamiento.
8 Mensuales: Control de limpieza del quemador y estado de las paredes. Apagado y puesta en marcha del equipo. Acciones ante fallas Dar aviso de inmediato al personal especializado ante cualquier eventual falla del sistema. Ante un exceso de presión y/o temperatura, apagado del sistema y no puesta en marcha hasta que lo autorice el personal especializado.
9 Anexo - Características caldera TermoCrom
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