Instalaciones domiciliarias de agua potable Diseño y requisitos de las instalaciones de agua caliente sanitaria.

Transcripción

1 Instalaciones domiciliarias de agua potable Diseño y requisitos de las instalaciones de agua caliente sanitaria. Preámbulo El Instituto Nacional de Normalización, INN, es el organismo que tiene a su cargo el estudio y preparación de las normas técnicas a nivel nacional. Es miembro de la INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (ISO) y de la COMISION PANAMERICANA DE NORMAS TECNICAS (COPANT), representando a Chile ante esos organismos. Este proyecto de norma ha sido estudiado por el Comité Técnico CL007 Calidad del agua, para establecer los requisitos para el diseño de las instalaciones de agua caliente sanitaria (distribución) dentro de los edificios para uso doméstico. Este proyecto de norma ha tomado en consideración la norma NCh2485:2000 y antecedentes nacionales Los Anexos A y B no forman parte del proyecto de norma, se insertan sólo a título informativo. Si bien se ha tomado todo el cuidado razonable en la preparación y revisión de los documentos normativos producto de la presente comercialización, INN no garantiza que el contenido del documento es actualizado o exacto o que el documento será adecuado para los fines esperados por el Cliente. En la medida permitida por la legislación aplicable, el INN no es responsable de ningún daño directo, indirecto, punitivo, incidental, especial, consecuencial o cualquier daño que surja o esté conectado con el uso o el uso indebido de este documento. Vencimiento consulta pública: i

2 Instalaciones domiciliarias de agua potable Diseño y requisitos de las instalaciones de agua caliente sanitaria. 1 Alcance y campo de aplicación 1.1 En esta norma se establecen los requisitos para el diseño de las instalaciones de agua caliente sanitaria (distribucion) dentro de los edificios destinado a uso domestico. 1.2 Se excluye de esta norma los sistemas de produccion de agua caliente sanitaria, para los cuales se establecen sólo algunas disposiciones, por su relación con las instalaciones de distribución de agua caliente sanitaria 1.3 Esta norma no se aplica a los sistemas de calefacción en agua caliente en edificios. 2 Referencias normativas Los documentos siguientes son indispensables para la aplicación de esta norma. Para referencias con fecha, sólo se aplica la edición citada. Para referencias sin fecha se aplica la última edición del documento referenciado (incluyendo cualquier enmienda). NCh2485 Instalaciones domiciliarias de agua potable Diseño, cálculo y requisitos de las redes interiores NCh691 Agua potable - Conducción, regulación y distribución NCh409/1 Agua potable - Parte 1: Requisitos 3 Términos y definiciones Para los propósitos de esta norma, se aplican los términos y definiciones de NCh2485 y los siguientes: 3.1 accesorios de unión y piezas especiales: piezas que se utilizan para unir los tubos y completar el sistema de tuberías, tales como: válvulas, llave, adaptadores, curvas, reducciones, uniones americanas, coplas u otras, en redes domiciliarias 3.2 acumulador: depósito o estanque que almacena el agua caliente sanitaria 3.3 agua caliente sanitaria (ACS): agua potable que es calentada solo para uso doméstico. Según su temperatura, puede ser: agua temperada: es aquella que cumple con todos los requisitos establecidos en la NCh 409/1 y está a un rango de temperatura mayor que 30ºC y menor que 43ºC Vencimiento consulta pública:

3 agua caliente: es aquella que cumple con todos los requisitos establecidos en la NCh 409/1 y está a un rango de temperatura mayor o igual que 43ºC 3.4 artefactos sanitarios domésticos: elementos que quedan fijos una vez instalados, que están alimentados con agua caliente sanitaria y que son utilizados para la limpieza o el lavado. Por ejemplo; tinas, duchas, lavatorio, bidés, lavaderos, lavavajillas y lavadoras automáticas. 3.5 artefactos sanitarios industriales: artefactos sanitarios especiales utilizados en cocinas comerciales. lavanderías, laboratorios, hospitales, hoteles, otros. 3.6 calderas o calentadores; elementos que se utilizan en instalaciones de menor tamaño y actúan calentando directamente el agua potable fría 3.7 caudal instalado (Ql): suma de los caudales asignados a los artefactos sanitarios que se incluyen en el proyecto de instalación de agua potable de un inmueble, según Tabla 1, o bien los que en el futuro apruebe la Autoridad Competente. 3.8 circuito de recirculación: conjunto de tuberías y piezas especiales que transportan el agua caliente sanitaria de vuelta desde la red de suministro hasta el acumulador, manteniendo un nivel aceptable de temperatura, existiendo o no consumo de ella. 3.9 diámetro interior mínimo (d i mín ): diámetro interior más pequeño permitido, teniendo en cuenta la tolerancia máxima diámetro exterior (d a ): diámetro exterior medio de la tubería en cualquier sección transversal diámetro nominal; DN: designación numérica de la dimensión, formada por el número redondeado más aproximado al valor real del diámetro, expresado en mm edificio: toda edificación compuesta por uno a más recintos, cualquiera que sea su destino 3.13 generador de calor: elemento o grupo de elementos destinados a elevar la temperatura del agua potable fría 3.14 instalación de agua caliente sanitaria: conjunto de tuberias y accesorios que permiten distribuir agua caliente sanitaria en los edificios, incluyendo sus retornos intercambiador: elemento utilizado en instalaciones mayor tamaño para calentar el agua potable fría con el fin de mantener un nivel aceptable de temperatura llaves de salida: llaves de artefactos por las que se consume el agua caliente sanitaria 3.17 mezclador automático: elemento donde se mezcla el agua potable fría y caliente hasta obtener en forma automática la temperatura deseada 3.18 mezclador manual: elemento donde se mezcla el agua potable fría y caliente hasta obtener en forma manual la temperatura deseada 3.19 red de agua caliente: conjunto de tuberías y piezas especiales que transportan el agua caliente sanitaria. Vencimiento consulta pública:

4 Generalidades 4.1 El agua de alimentación del sistema de agua caliente sanitaria debe ser potable. 4.2 El diseño debe garantizar la calidad del agua y el suministro adecuado para todos los artefactos respecto del caudal, presión y temperatura. 4.3 En caso que una red de agua caliente sea proyectada para uso domestico y otros usos, como por ejemplo industriales, esta red debe cumplir con los requisitos y ser proyectada para uso domestico. 4.4 El diseño de las instalaciones de ACS debe prevenir la proliferacion de la bacteria Legionella 4.5 El diseño de las instalaciones de ACS debe considerar criterios de eficiencia energética, considerando por ejemplo, aislación de tuberías, retornos, entre otros. 4.6.Sistema de produccion de ACS Debido a que el agua de calderas no es apta para el consumo humano, siempre debe existir intercambiadores en cuyo interior se transfiera el calor de las calderas (primario) a las instalaciones de ACS (secundario) sin que exista mezcla entre ambos circuitos Por la forma de producción del ACS se distinguen dos tipos de instalaciones, con o sin acumulación; respecto a las distribuciones todas las instalaciones son similares Producción instantánea (individual) La característica más destacable de los sistemas de producción instantánea es que el diseño de los intercambiadores está condicionado al momento de máxima demanda de la instalación, pues en ellos el agua de calderas calienta el agua de consumo al mismo tiempo que se demanda. Como elementos auxiliares estos sistemas requieren de bombas en el circuito primario, encargadas de hacer circular el agua de los colectores de calderas a los intercambiadores Producción con acumulación Para reducir la potencia necesaria en producción y al mismo tiempo obtener funcionamientos más homogéneos de la instalación se utilizan los sistemas con acumulación en depósitos en los que se mantiene el agua caliente hasta el momento de su uso, de manera que en las puntas de demanda del edificio se utiliza el agua acumulada, solicitándose una potencia inferior a la del sistema de producción. Los sistemas de acumulación a su vez se clasifican, dependiendo del volumen de acumulación, en: - Acumulación. o - Semiacumulación Los volúmenes de acumulación se diseñan para atender a la demanda punta con el agua acumulada, mientras que los de semiacumulación solo pueden hacer frente a una parte de esa demanda, requiriendo el apoyo de la producción para cubrir la punta completa En caso de sistema de producción centralizada de agua caliente para uso en ACS y calefacción, los respectivos sistemas de distribución deben ser independientes Vencimiento consulta pública:

5 Medidores de ACS En las instalaciones de ACS con producción centralizada que sirva más un usuario, se debe considerar la instalación de medidores tanto del ACS producida como de los consumos individuales de cada vivienda o local conectado. 4.8 Seguridad contra accidentes El diseño de las instalaciones de ACS debe considerar criterios de seguridad contra accidentes, entre los cuales se indican: a. contar con dispositivos para controlar el exceso de presión de los sistemas de producción. b. dispositivos que impidan el ingreso de ACS a las tuberías de abastecimiento de agua fría. Las válvulas de retención no se deben colocar entre el equipo de producción de agua caliente y el dispositivo para controlar el exceso de presión. c. instalar dispositivos para controlar el exceso de temperatura en los sistemas de producción. 4.9 Materiales Para el diseño de las instalaciones domiciliarias de ACS, sólo se acepta el uso de los materiales que cumplan con las normas chilenas vigentes u otros aceptados por la Superintendencia de Servicios Sanitarios o quien la suceda en sus atribuciones. Estos materiales deben asegurar el buen funcionamiento y durabilidad de las instalaciones. Para tal efecto, los proveedores de los materiales deben contar con certificación extendida por laboratorios aceptados en el Sistema de Acreditación del Instituto Nacional de Normalización. 5 Producción de agua caliente 5.1 Las instalaciones de producción de ACS, sólo se mencionan para los efectos de relacionarlas con el diseño de las redes de distribución de agua caliente, con las explicaciones sobre algunos conceptos generales que las determinan. 5.2 Estos sistemas de producción deben ser analizados desde los puntos de vista de la eficiencia energética, prevención de la legionelosis ycumplimiento de los requisitos de seguridad (indicados en 4.4, 4.5 y 4.8 respectivamente.) 5.3 Los equipos de producción individual pueden ser calefones (producción instantánea), termos (producción con acumulación), mixtos (combinados con producción de agua caliente para calefacción), otros. El dimensionamiento de estos equipos se relaciona con el número posible de artefactos sanitarios en uso simultáneo y del número de personas o servicios que ocupen agua caliente sanitaria, para cubrir las necesidades en el momento más desfavorable de la demanda. 5.4 Los equipos de producción con centrales de agua caliente deben estar en espacios independientes y seguros contra accidentes a. Deben contar con dispositivos para controlar el exceso de presión de los sistemas de producción. Vencimiento consulta pública:

6 b Se debe instalar una válvula de retención en la tubería de abastecimiento de agua fría. Dicha válvula no puede ser colocada entre el equipo de producción de agua caliente y el dispositivo para controlar el exceso de presión. c. Se deben instalar dispositivos para controlar el exceso de temperatura en los sistemas de producción. (incluido en 4.8) 5.5 Las instalaciones con centrales de agua caliente sanitaria deben contar con circuitos de recirculación si la distancia entre el punto de consumo más alejado y el acumulador o calentador es mayor de 15m 6. Sistema de distribución de agua caliente sanitaria 6.1 Trazados Las tuberias de distribución de ACS deben tener el desarrollo más corto posible En las dependencias sanitarias de uso público o masivo, las tuberias de ACS no deben ser embutidas en muros o losas, pudiendo estar cubiertas y accesibles para su revisión y mantenimiento Las tuberias de ACS deben considerar aislación térmica Se debe considerar el uso de juntas de dilatación u otro dispositivo equivalente, cuando corresponda por longitud de tramo recto de tuberia, para absober las dilataciones o contracciones de la tuberia de ACS, según temperaturas Las tuberias de ACS se deben disponer a una distancia mayor a 4 cms de las tuberias de agua fría, siempre sobre estas Las tuberias de distribucion principal y medidores remarcadores de ACS deben ir en espacios comunes y de facil acceso Las tuberias de ACS se deben disponer a una distancia no menor que 30 cms de toda conducción o arco eléctrico Se debe considerar dispositivos de control de temperatura tales como valvula mezcladora térmostática o válvula reguladora térmostatica. 6.2 Consumos de ACS La cantidad necesaria de ACS depende del número de personas que la consumen, cantidad de artefactos sanitarios, del nivel socio-económico, de las variaciones estacionales y otras condiciones, por lo cual no se puede valorizar mediante fórmula matemática alguna. Sin embargo, se puede estimar que el consumo de ACS está en el rango de 25% a 30% del consumo diario total de agua fría, indicado en Anexo Nº4 del RIIDA, para los establecimientos que procedan al momento de diseñar, el proyectista debe justificar el consumo de ACS considerado en la instalación 6.3 Caudales instalados Los caudales instalados de ACS a considerar según tipo de artefacto y sistema de producción de ACS tiene en sus puntos de salida, los minimos siguientes: Vencimiento consulta pública:

7 Tabla 1 Caudales instalados de ACS Tipo de artefacto Caudal (L/min) AC Producción instantánea Producción en central Baño lluvia Baño tina Lavatorio 8 5 Bidé 6 4 Lavaplatos 12 8 Lavacopas 12 8 Lavadero Nota: Para otros artefactos, los caudales deben ser definidos por el fabricante. 6.4 Cálculo del caudal máximo probable (QMP) Caudal máximo probable en viviendas El caudal máximo probable en viviendas se debe calcular a partir de la fórmula siguiente u otro procedimiento que el proyectista justifique técnicamente y que sea aceptado por la Autoridad Competente. QMP = 1,7391 QI 0,6891 (1) 209 en que: 210 QMP QI caudal máximo probable (L/min); caudal instalado (L/min) Para el último artefacto, el caudal máximo probable se debe considerar igual al caudal instalado Para los dos últimos artefactos de un tramo de ramal, el caudal máximo probable debe ser la suma de los caudales instalados de ambos El caudal máximo probable de un tramo de ramal en que existen tres o más artefactos debe ser, como mínimo la suma de los dos artefactos de mayor consumo Caudal máximo probable en otro tipo de edificios El caudal máximo probable en edificios tales como industriales, deportivas, comerciales, hoteles, regimientos, establecimientos educacionales, servicios públicos entre otros, lo debe determinar el proyectista El proyectista debe justificar el criterio que adopte para determinar el caudal máximo probable en los edificios, según sus caracteristicas especificas de demanda de ACS considerando que por los consumos y simultaneidad de uso de artefactos, el caudal máximo probable puede llegar a ser igual al caudal instalado. Vencimiento consulta pública:

8 Velocidades del agua en las tuberías Las velocidades de ACS en las tuberías no deben exceder de 2,5 m/s en las tuberías exteriores y de distribución principal y 2,0 m/s en las tuberías de la red interior. Velocidades mayores, según materiales con nuevas tecnologías, deben ser aceptadas por la Autoridad Competente. 6.6 Diámetros mínimos Salvo justificación técnica en contrario, en las instalaciones de ACS la tubería de cobre que alimenta un solo artefacto debe tener un diámetro mínimo de 13 mm o su diámetro hidráulicamente equivalente en otros materiales autorizados. Si alimenta más de un artefacto o un artefacto calentador, el diámetro mínimo en tubería de cobre debe ser de 19 mm o su diámetro hidráulicamente equivalente en materiales autorizados. 6.7 Llave de paso Se deben considerar llaves de paso en los recintos donde la tubería de ACS alimente varios artefactos sanitarios, y también en tuberías que sirven a artefactos aislados, como por ejemplo, lavaplatos o lavaderos La llave de paso debe tener un diámetro interior igual al diametro de la tubería en que se instale Se deben incluir llaves de paso en las tuberías de ingreso de agua fría y salida de agua caliente de los equipos de producción de ACS. 6.8 Dimensionamiento de la instalación Los cálculos de diámetros y pérdidas de carga en las tuberías de ACS, deben ser justificados mediante fórmulas y tablas correspondientes a cada material, usuales para estos casos. El proyectista debe considerar para el cálculo de las pérdidas de carga el uso a que las tuberías serán sometidas, relacionado con la calidad del agua y el período de vida útil previsto para ellas Cálculo de las pérdidas de carga en las tuberías Para el cálculo de las pérdidas de carga en las tuberías se pueden usar algunas de las fórmulas siguientes u otras que se utilicen para el cálculo de pérdidas de carga en instalaciones domiciliarias, cuya procedencia debe ser indicada por el proyectista. a. Fórmula de Fair-Whipple-Hsiao: Para agua fría 1,751 4,753 J = 676,745 Q / D (2.a) Para agua caliente 1,751 4,753 J = 545,045 Q / D (2.b) en que: J Q D pérdida de carga unitaria en las tuberías (m/m); caudal máximo probable (L/min); diámetro interior real (mm). Esta fórmula se puede usar para todos los diámetros de tuberías inferiores a 100 mm. Vencimiento consulta pública:

9 255 b. Fórmula de Hazen-Williams: J = 10,67 Q / D C 1,85 4,85 1,85 (3) 256 en que: J Q pérdida de carga unitaria en las tuberías (m/m); caudal máximo probable (m 3 /s); Esta fórmula se puede usar para todos los diámetros de tuberías superiores o iguales a 100 mm Cálculo de las pérdidas de carga en piezas especiales y accesorios de unión Para el cálculo de las pérdidas de carga en las piezas especiales o accesorios de unión se pueden usar los métodos que se señalan a continuación: a. Cálculo de la pérdida de carga producida por una determinada pieza especial o accesorio, según método cinético. Para este método se usa la fórmula siguiente: J = K V 2 /2g s (4) 264 en que: J s V pérdida singular (m.c.a.); velocidad de escurrimiento (m/s); g aceleración de gravedad (9,81 m/s 2 ); K V 2 /2g coeficiente de proporcionalidad que depende de las características específicas de cada pieza especial (ver Anexo B); Altura de velocidad b. Cálculo de la pérdida de carga de un accesorio determinado, por asignación de una pérdida por fricción a una longitud equivalente de tubería del mismo diámetro. En el cálculo de la pérdida de carga de un determinado accesorio por este método, se puede usar el Anexo C, donde están tabulados los valores equivalentes en metros (m), para cada tipo de accesorio. c. Método simplificado de la longitud equivalente mediante el cual se asigna a la pérdida por accesorios en un tramo del sistema, un factor que aumenta la longitud real del tramo. Se debe considerar un coeficiente igual a 1,5 de la longitud real del tramo para la estimación de la longitud equivalente de los accesorios. Este método está limitado a proyectos con medidores hasta 19 mm de diámetro. Vencimiento consulta pública:

10 Pérdidas de carga en equipos de producción de ACS Las pérdidas de carga en los equipos de producción de ACS deben ser considerados en el dimensionamiento de la instalación. Estas pérdidas de carga deben quedar definidas de acuerdo con las características que tienen los correspondientes equipos de producción, entre la tubería de llegada de agua fría y la salida de agua caliente. Las pérdidas de carga en los equipos de producción de ACS instantáneo o con centrales de agua caliente deben ser expresamente justificados por los proveedores de tales equipos, teniendo en cuenta los requisitos de caudales y presiones que le debe entregar el proyectista de la red de distribución interior de agua caliente en el edificio Resultado de los cálculos Los resultados de los cálculos sobre dimensionamiento de tuberias y pérdidas de carga en equipos y accesorios, deben estar incluidos entre los antecedentes del diseño de las redes interiores de ACS Esta información de resultados incluyendo las presiones de agua caliente en cada punto, se debe resumir en un cuadro según tramos de tuberías. Nota: Se recomeinda la utilización de un cuadro de cálculos similar al indicado en Art.52 del RIDAA Las presiones mínimas en el punto de salida del artefacto deben ser 4mca cuando hay abastecimiento de agua desde la tuberia matriz en la calle y de 7 mca, cuando se abastece desde medios mecánicos. 6.9 Circuitos de recirculación de ACS Si la longitud de la tubería que alimenta al artefacto más lejano del sistema de producción de ACS es mayor que 15 m, entonces se debe diseñar un sistema de retorno o recirculación Todas las tuberías del sistema de retorno de ACS deben tener aislación térmica El diámetro mínimo de la tubería de retorno debe ser 19 mm La velocidad máxima del agua en la tubería de retorno debe ser 1,2 m/s Si un sistema de distribución de ACS tiene varias tuberías principales de distribución, cada ramal debe tener una válvula reguladora termostática y una válvula de retención, justo antes de ser conectada a la tubería de retorno Todo sistema de retorno debe contar con una o más bombas aceleradoras o de recirculación, de modo que el ACS esté disponible en cualquier artefacto dentro de un tiempo razonable Cuando se utilice una válvula mezcladora termostática en un sistema con bomba de recirculación, la tubería de retorno se debe conectar a la tubería de agua fría que alimenta el calentador, y a la tubería de alimentación de agua fría o a la conexión para el retorno de agua caliente de la válvula mezcladora termostática La bomba de recirculación de ACS se debe calcular de acuerdo a su caudal, considerando una caida máxima de temperatura de 3ºC entre estanque acumulador y el usuario más alejado, con Vencimiento consulta pública:

11 presión necesaria para compensar la perdida de carga en la tuberia de retorno, a partir del punto más alejado de la tuberia de distribución con respecto al estanque acumulador. Vencimiento consulta pública:

12 Anexo A (informativo) Esquema genérico instalaciones de agua caliente sanitaria (ACS) 17 Vencimiento consulta pública:

13 Anexo B (informativo) Coeficientes referenciales de pérdida de carga singular K a utilizar en procedimiento según método cinético Tipo de accesorio Coeficiente, K Ampliación gradual 0,30 Codo de 90 0,90 Codo de 45 0,40 Curva de 90 0,40 Curva de 45 0,20 Curva de ,10 Entrada normal en tubo 0,50 Entrada de borda 1,00 Válvula de ángulo, abierto 5,00 Válvula compuerta, abierto 0,20 Válvula tipo globo, abierto 10,00 T, paso directo 0,60 T, salida lateral 1,30 T, salida bilateral 1,80 Válvula de pie 1,75 Válvula de retención 2,50 Válvula de bola de paso total 0,20 Válvula de bola de paso estándar 0, Vencimiento consulta pública: