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ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI)
GRADO EN INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA
Especialidad Mecánica
DISEÑO DE UNA ESTACIÓN DE BOMBEO
PARA UNA VIVIENDA UNIFAMILIAR
Autor: Íñigo Leal de Oriol
Director: Íñigo Sánz Fernández
Madrid
Julio 2016
DISEÑO DE UNA ESTACIÓN DE BOMBEO PARA UNA VIVIENDA
UNIFAMILIAR
Autor: Leal de Oriol, Iñigo
Directores: Sanz Fernández, Iñigo
Entidad Colaboradora: ICAI - Universidad Pontificia Comillas
Introducción
Lo primero que debemos entender del proyecto es la situación geográfica de la vivienda,
situada encima de un pequeño cerro en El Monte del Pilar, en el Plantío, Madrid.
En la vivienda se han sucedido diferentes inundaciones a lo largo del año en el cuarto de
bombeo, situado en una terraza inferior. Con estas inundaciones, aparte de los daños
materiales que se pudiesen ocasionar, se rompía la bomba que abastecía en el momento
tanto a la vivienda como el regadío del jardín de la casa.
Tras un par de años de reparar y cambiar la bomba, decidí hacer este proyecto para
modernizar la bomba y hacerla sumergible, así como adaptar la piscina a la instalación
actual para conseguir un mayor rendimiento de la bomba y para alcanzar un ahorro
energético que actualmente no tenemos, ya que la bomba que recircula de la piscina es
antigua también.
Entonces diferenciaremos entre la elección de la bomba sumergible y la adaptación a la
instalación actual de la piscina, quitando dos tercios de carga a la bomba de la misma.
Para ello haremos un presupuesto de las bombas que adquiriremos, ya que instalaremos
2 en vez de la una que hay actualmente funcionando, para que, en caso de avería,
tengamos otra funcionando en paralelo, de sus válvulas y de los metros de tubería
necesarios para la recirculación de la piscina, así como de la mano de obra necesario
para todos estos cambios mencionados.
Diseño de la instalación
Lo primero que necesitaremos para el diseño de la instalación de bombeo será los
caudales nuevos y alturas de los distintos depósitos que habrá en nuestra instalación.
Como nuestra instalación abastecerá a la vivienda, jardín y piscina tendremos que tener
claro los métodos del cálculo del caudal y de la altura de los mismos. Por ello hicimos
un estudio ayudándonos de internet para saber aproximadamente los cálculos en cada
área.
En la vivienda lo primero que teníamos que tener claro es que había unos consumos de
agua fijos, como puede ser el número de veces por semana que se ponía de media en la
vivienda el lavaplatos o la lavadora, y los variables que serían aquellos que dependen
más del número de veces que se hagan en un día como pueden ser las duchas, el usar el
grifo, etc. Todo este estudio se hizo contando con 4 inquilinos.
En el jardín teníamos que saber que depende de la superficie que hubiese de cierto tipo
de planta, el regado que necesitaría sería distinto, ya que no es lo mismo la cantidad de
agua que necesita un árbol como el que necesita un arbusto o una flor. Por ello
distribuimos aproximadamente el número de metros cuadrados que habría de cada tipo
de planta y le asignamos un consumo por regadío, con ello legamos al caudal que
necesitaría nuestro jardín.
Por ultimo debíamos incluir el caudal de la piscina, que sería el nuevo en la instalación,
y correspondía al caudal de recirculación que necesitaba la piscina para tener el cloro
mínimo posible para que fuese potable y así poder juntarlo con el resto del agua de la
vivienda. Hicimos una tabla en la que según el número de recirculaciones que
queríamos, que en nuestro caso eran 4, tendríamos un caudal u otro que recircular.
Con todas estas consideraciones llegamos al resultado de 1,81 m3/h.
Las alturas de cada deposito las conocíamos y eran de 10 metros para el de la vivienda,
5 metros para el del jardín y la piscina, que están a la misma altura.
Para la elección de la bomba usamos el programa ABSEL, que con introducir los datos
de caudal y altura nos daba las mejores opciones para nuestra bomba. Previamente
tuvimos que decir que bomba queríamos, y como el objetivo de nuestro proyecto era
hacerla sumergible, eso hicimos.
Nos dio diversas opciones de bomba, pero tras comprobarlas todas solo nos salió una
que era viable, ya que el resto o no eran válidas o no nos ofrecía el caudal y altura que
necesitábamos.
La bomba que elegimos fue la AS 0530 2D.
Con la bomba ya elegida tuvimos que calcular las perdidas en tubería, y como ya
sabíamos los metros que había se calcularon las pérdidas a cada depósito con el mismo
programa ABSEL que nos ofrecía la opción de calculárnosla.
Lo último que nos quedaba era diseñar e pozo de bombeo, en caso de que con estas
bombas no fuese suficiente el actual cuarto de bombeo de la vivienda donde están
situadas las bombas. Tras hacer el estudio con el programa PSD llegamos a la
conclusión de que nuestro pozo (cuarto de bombeo) es más que valido y amplio para
poder soportar la carga máxima que podrían evacuar ambas bombas en caso de
inundación.
Finalmente, con todos los datos tomados debíamos calcular el presupuesto que nos iba a
costar toda la operación de mantenimiento, costes iniciales, explotación ...en un plazo
de 20 años, que es en el tiempo en el que íbamos a hacer el estudio de viabilidad de
nuestra bomba, por lo que utilizamos el estudio LCC proporcionado por Iñigo Sanz. En
él se diferenciaban los distintos costes que tendríamos con este tipo de proyecto.
Los resultados fueron los siguientes:
Por lo que el presupuesto de la instalación y mantenimiento de la nueva instalación a 20
años vista asciende a 25.085,43 € veinticinco mil ochenta y cinco euros con cuarenta y tres
céntimos.
Conclusión
Aunque a priori podemos pensar que es un precio elevado, en un plazo a 20 años vista de 2
bombas y la adaptación de la piscina es un valor esperado que entra dentro de los márgenes
esperados. Por lo que la instalación es viable.
Coste Presupuesto
Inicial 1.956 €
Instalación 1.740 €
Energéticos 14.829,83 €
Operación 3.000 €
Mantenimiento 3.282 €
Perdida producción
0 €
Medioambiental 0 €
Retirada 277,60 €
Total 25.085,43 €
DESIGN OF A PUMPING STATION FOR A SINGLE FAMILY HOUSE
Author: Leal de Oriol, Iñigo
Directors: Sanz Fernández, Iñigo
Collaborating Entity: ICAI - Universidad Pontificia Comillas
Introduction
The first thing we must understand is the geographical placement of the house, located
on the top a smal hill in El Monte del Pilar, in El Plantío, Madrid.
The pumping room has suffered from several floods in the past few years, in the inferior
yard. Discounting the several material damages that this floods have made, they’ve
made us change several times the broken pump that supplied water to the house and
garden, making us lose a lot of money and time.
After repairing and changing the bombs again and again through these past years, I’ve
decided to do this project and try to modernize the actual bomb and make it submersible
and to adapt the swimming pool to the actual installation to achieve a better energy
saving setting-up that we actually we don’t have, because the actual swimming pool
pum pis old too.
We will differentiate between the pump selection and the adaptation of the pool to the
actual installation, removing two third parts of the burden to tha pool pump. To achieve
it, we will build up a budget with the pump, valves and pipeline prices. We have to take
in count that we are going to install two pumps in parallel in case one of them fails, so
the other gets in charge ot he pumping. We will also have to consider the workforce that
will install all the set up of ouor installation.
Installation design
The first thing we will need to design the pumping installation will be the new flows
and heights of the various deposits that will be in our facility.
As our facility will supply the house, garden and pool we have to be clear about the
methods we are using to calculate the flow and height. So we did a study of internet
helping us to learn about the calculations we will be needing in each area.
In the house the first thing we have to be clear of is that there are fixed water
consumptions, such as the average number of times per week that put the dishwasher or
the washing machine, and the variables ones that would be those that depend more the
number of times to be used in a day such as showers, using the tap, etc. All this study
was made expecting 4 people.
In the garden we had to know that depends on the surface of a certain type of plant, the
watered we would need would be different, because it is not the same the amount of
water a tee needs that one a Bush or a certain flower needs. Therefore we distributed the
number of square meters that there are of each plant type and assign a consumption for
irrigation, se we finally have the amount of wáter our garden needs.
Finally, we should include the flow of the pool, which would be the new one in the
installation, and corresponded to the recirculation flow needed by the pool to have the
minimum possible chlorine for it to be clean and be able to join in with the rest of the
household water. We did a table that according to the number of recycles we wanted,
which in our case are 4, would give us a flow or other to recirculate.
With all these considerations we reached the result of 1,81 m3/h.
We know the heights of each deposit and are 10 meters for the house , 5 meters for the
garden and pool , which are at the same height .
For the election of the pump we use the program ABSEL, which by entering the flow
and height data gave us the best options for our pump. Previously we had to tell the
pump we wanted and because the goal of our project was to make it submersible , so we
did.
It gave us several pump options , but after checking them all out only one was viable ,
since the rest of them were invalid or did not offer us the needed flow and height.
The chosen pump was the AS 0530 2D.
With the pump already chosen we had to calculate the losses in piping, and as we knew
the meters we had to each deposit, we calculated the losses with the same ABSEL
program that offered us the option to do it.
The last thing left was to design the pumping room in case these pumps were not
enough big to the current pump room of the house where the bombs are located. After
doing the study with the PSD program we concluded that our well (pump room) is more
than enough and wide to withstand the maximum load that could evacuate both pumps
in case of flooding.
Finally, with all data taken we should be able to calculate the Budget that would cost us
all the maintenance, initial costs , operating ... within 20 years, which is the time we are
doing the viability study of our pump , so we use the LCC method provided by Iñigo
Sanz. In it the various costs we would have with this type of Project are going to be
differed.
The results are:
So the budget for the installation and maintenance of the new facility to 20 years from
now on will be 25.085,43 € twenty-five thousand and eighty-five euros and forty -
three cents.
Conclution
Although firstly we may think that it is a high price, within 20 years time of 2 pumps and
adaptation of the pool it is actually an expected to value within the expected value ranges. So
the installation is feasible.
Cost Budget
Initial 1.956 €
Installation 1.740 €
Energetic 14.829,83 €
Operation 3.000 €
Maintenance 3.282 €
Production loss 0 €
Environmental 0 €
Withdrawal 277,60 €
Total 25.085,43 €
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI)
GRADO EN INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA
Especialidad Mecánica
DISEÑO DE UNA ESTACIÓN DE BOMBEO
PARA UNA VIVIENDA UNIFAMILIAR
Autor: Íñigo Leal de Oriol
Director: Íñigo Sánz Fernández
Madrid
Julio 2016
Iñigo Leal de Oriol
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Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
Índice
1. Memoria .................................................................................................... 1
1.1 Introducción. ........................................................................................... 5
1.2 Estado del emplazamiento. ..................................................................... 7
1.3 Estado del arte ......................................................................................... 9
1.3.1 Definición de turbomáquina .............................................................. 9
1.3.2 Ecuaciones de una bomba ................................................................. 9
1.3.3 Ecuaciones en conductos ................................................................ 14
1.3.4 ABSEL ............................................................................................ 17
1.3.5 PSD ................................................................................................. 19
1.4 Red de la instalación ............................................................................. 21
1.5 Cálculos de la instalación ..................................................................... 22
1.5.1 Vivienda .......................................................................................... 23
1.5.2 Jardín ............................................................................................... 24
1.5.3. Piscina ............................................................................................... 25
1.5.4. Caudal final ....................................................................................... 26
1.5.5 Altura final ......................................................................................... 26
1.6 Bomba ................................................................................................... 27
1.7 Pérdidas de carga .................................................................................. 28
1.8 Equipo necesario ................................................................................... 30
1.9 Presupuesto ........................................................................................... 32
Iñigo Leal de Oriol
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Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
Índice de ilustraciones
Ilustración 1. Gráfico pluviometría y temperatura ____________________________ 8
Ilustración 2. Emplazamiento vivienda _____________________________________ 8
Ilustración 3. Rodete y álabes de una bomba ________________________________ 11
Ilustración 4. Triángulos de velocidad _____________________________________ 11
Ilustración 5. Tablas de pérdidas singulares ________________________________ 17
Ilustración 6. Formulario Sulzer _________________________________________ 18
Ilustración 7. Formulario pérdidas en tuberías ______________________________ 18
Ilustración 8. Formulario PSD ___________________________________________ 19
Ilustración 9. Red de la instalación _______________________________________ 21
Ilustración 10. Curva de rendimientos de la bomba AS 0530 D _________________ 27
Ilustración 11. Pérdidas de la vivienda ____________________________________ 28
Ilustración 12. Pérdidas del jardín _______________________________________ 28
Ilustración 13. Pérdidas de la piscina _____________________________________ 29
Ilustración 14. Válvula antirretorno ______________________________________ 30
Ilustración 15. Válvula de cierre _________________________________________ 30
Ilustración 16. Cuadro eléctrico _________________________________________ 31
Indice de ecuaciones
Ecuación 1. Ecuación de Bernoulli _______________________________________ 10
Ecuación 2. Ecuación de Euler __________________________________________ 10
Ecuación 3. Ecuación potencia de accionamiento ____________________________ 12
Ecuación 4. Potencia efectiva ___________________________________________ 12
Ecuación 5. Rendimiento total I __________________________________________ 12
Ecuación 6. Potencia en el rodete ________________________________________ 12
Ecuación 7. Rendimiento hidráulico ______________________________________ 13
Ecuación 8. Rendimiento volumétrico _____________________________________ 13
Ecuación 9. Rendimiento interno I ________________________________________ 13
Ecuación 10. Rendimiento interno II ______________________________________ 13
Iñigo Leal de Oriol
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Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
Ecuación 11. Rendimiento total II ________________________________________ 13
Ecuación 12. Ecuación de Darcy-Weisbach ________________________________ 14
Ecuación 13. Número de Reynolds ________________________________________ 15
Ecuación 14. Factor de fricción en régimen laminar _________________________ 16
Ecuación 15. Ecuación de Colebrook-White ________________________________ 16
Ecuación 16. Pérdidas secundarias en tuberías _____________________________ 16
Ecuación 17. Cálculo de la altura ________________________________________ 26
Índice de tablas
Tabla 1. Datos de la bomba instalada. _____________________________________ 22
Tabla 2. Consumos fijos de la vivienda ____________________________________ 24
Tabla 3. Consumos variables de la vivienda ________________________________ 24
Tabla 4. Consumo del jardín ____________________________________________ 25
Tabla 5. Medidas de la piscina ___________________________________________ 25
Tabla 6. Caudal según número de recirculaciones ___________________________ 26
Tabla 7. Presupuesto final. ______________________________________________ 32
Iñigo Leal de Oriol
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Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
1.1 Introducción.
La gran mayoría de las viviendas unifamiliares construidas a finales de los
años 80 en España mantiene las bombas que se instalaron en esas fechas y estas están
obsoletas. Muchas de estas bombas tienen una vida útil de unos 10 años y aunque la
mayoría sigue en funcionamiento la probabilidad de que fallen o se estropeen por el
agua es muy alto ya que al no ser tan modernas su capacidad de soportar el agua no
es tan alta como las actuales.
Esto supone un gran problema ya que muchas de ellas están instaladas en los
sótanos y las bombas de la época tenían un factor de mojado muy reducido por lo
que al mínimo contacto con el agua podrían estropearse y producir daños mayores
de los esperados.
La idea de escoger este proyecto se debe en gran parte a este problema, ya
que hemos tenido que cambiar las bombas en la casa de unos familiares y vi una
oportunidad para realizarlo.
Por ello planteamos esta propuesto de proyecto para reemplazar todas las
bombas con más de 10 años de funcionamiento por dos sumergibles trabajando en
seco. Estas dos bombas trabajaran en paralelo entre sí, una haciendo de auxiliar
mientras que la otra soporta toda la carga.
Actualmente la bomba soporta la carga de la vivienda y sus gastos, y los del
jardín, pero queremos ir más allá y unir la carga de una parte de la piscina para
intentar sacarle el mayor partido a estas nuevas bombas, para ello tendremos que
poner nuevas tuberías en el jardín.
En cuanto al agua de la piscina no hay problema en temas de potabilidad ya
que su contenido en cloro es muy bajo, porque están continuamente recirculándola y
no necesita de desinfectantes. Esta piscina se está recirculando a lo largo del año.
Tendremos que hacer obra de una tubería a la piscina y otra que salga de la
depuradora a la casa donde está situada la bomba para poder recirculada.
Iñigo Leal de Oriol
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Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
Esta piscina está continuamente abastecida por un pozo, el mismo que
abastece al depósito de la casa, por lo que si se necesita llenarla solo hay que abrir
las válvulas de esta tubería. Pero nosotros solo diseñaremos el deposito inicial.
Nos valdremos como modelo de obra necesaria e instalación de una vivienda
situada en la finca El Plantío, en la carretera del Plantío que une la urbanización La
Florida con Majadahonda, a unos 10 min de Moncloa, Madrid.
Con las nuevas bombas conseguiremos un mayor ahorro energético, ya que
la energía de las bombas anteriores está obsoleta y ha avanzado mucho la tecnología
en este aspecto. Estas bombas que obtendremos gracias a Sulzer, a través del
programa ABSEL, conseguiremos unas bombas de última tecnología con altos
rendimientos. Hablaremos del tipo de motores que utilizaremos más adelante.
Iñigo Leal de Oriol
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Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
1.2 Estado del emplazamiento.
Como se mencionó anteriormente, el emplazamiento estará a 10 min de
Madrid en la finca El Plantío, por lo que su clima no varía en nada o poco del de
Madrid.
El clima de Madrid es Mediterráneo típico, con unas temperaturas que varían
alrededor de los 15º C. Los inviernos son fríos con temperaturas medias que rondan
los 6º C, mientras que suele haber una media de 5 nevadas al año. Mientras que en
Madrid centro las nieves no se mantienen en las calles, he de decir que en la finca la
nieve suele durar varios días, ya que la finca está en un bosque y las sombras y la
humedad que hay evita que esta se derrita.
Los veranos por el contrario suelen ser muy calurosos y secos con
temperaturas que alcanzan temperaturas máximas medias de 32º C. Por ello la
necesidad de estar continuamente regando el jardín, por lo menos durante la mitad
del año. La amplitud térmica puede llegar a superar los 13º C en la periferia urbana,
zona donde está la finca de estudio por lo que es un factor a tener en cuenta a la hora
de ver las posibles lluvias e inundaciones posteriores.
Las lluvias anuales son de unos 400 mm, con mínimos en verano y máximos
en otoño y primavera. El mes en el que más precipitaciones se dan, siendo de 56 mm,
son en noviembre y diciembre. La humedad es del 57% a lo largo del año con muchas
oscilaciones entre épocas frías y calientes, siendo las primeras mucho más húmedas.
La vivienda está en el alto de una pequeña colina, pero se suele inundar el
cuarto inferior ya que tiene una terraza inferior, por ello y por qué las bombas suelen
estropearse con cierta regularidad e inundar el cuarto de bombeo, decidimos que la
mejor opción para solucionar este problema está sustituirlas por dos nuevas, ambas
sumergibles, así como mejorar la instalación actual para evitar estos problemas.
Iñigo Leal de Oriol
8
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
Una vista aérea de la zona donde se realizará el cambio de la bomba:
Ilustración 1. Gráfico pluviometría y temperatura
Ilustración 2. Emplazamiento vivienda
Iñigo Leal de Oriol
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Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
1.3 Estado del arte
En este apartado definiremos la bomba o maquinas hidráulicas, así como las
características que las definen, tipos de bombas y las ecuaciones que las definen,
propiedades, etc.
1.3.1 Definición de turbomáquina
Son aquellas que obtienen energía de un fluido a través de un elemento
mecánico denominado rodete que, o bien entrega energía al fluido como son las
bombas o ventiladores, o la absorben del fluido como las turbinas de vapor o
hidráulicas.
Usan distintos tipos de fluidos y dependiendo del fluido, siendo compresible
(aire) o incompresible (agua) se rige por distintas ecuaciones. En nuestro caso
usaremos agua por lo que solo estudiaremos estas últimas.
1.3.2 Ecuaciones de una bomba
Ecuación de Bernoulli
Las ecuaciones que más nos interesan para el funcionamiento son las de
Bernoulli que explica como la energía que lleva un fluido permanece constante a lo
largo de su recorrido, dependiendo en todo momento de la energía cinética
(velocidad que lleva nuestro fluido), de la energía potencial (debido a la altitud del
fluido) y de la presión que tenga este en ese punto, de tal manera que de un punto a
otro, la suma de esos factores debe mantenerse constante, teniendo en cuenta en todo
momento las pérdidas de carga que sufre el fluido a través del recorrido, como puede
ser el rozamiento del fluido con las paredes de la tubería.
La ecuación es la siguiente:
Iñigo Leal de Oriol
10
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
𝑣12
2𝑔+
𝑃1
𝜌𝑔+ 𝑧1 =
𝑣22
2𝑔+
𝑃2
𝜌𝑔+ 𝑧2 + 𝑃ℎ 1−2
Ecuación 1. Ecuación de Bernoulli
Se representan 2 puntos de una misma corriente de fluido y representan:
- v: velocidades en ambos puntos cada uno según su subíndice.
- P: presión del fluido en cada punto.
- z: altura geodésica de cada punto.
- g: aceleración de la gravedad.
- 𝜌: densidad del fluido.
- 𝑃ℎ: perdidas de carga que experimenta el fluido a través del recorrida de
1 a 2.
Ecuación de Euler
Otra ecuación fundamental en el comportamiento del fluido es aquella que
explica el comportamiento del fluido dentro de la turbomáquina, ya que la de
Bernoulli es útil en cierta parte de la turbomáquina y en las tuberías, ecuaciones de
Euler son exclusivas de la turbomáquina. Las turbomaquina se rigen por esta
ecuación que expresa el intercambio de energía dentro del rodete, siendo la siguiente:
𝐻𝑢∞ =𝑢2𝑐2𝑢 − 𝑢1𝑐1𝑢
𝑔
Ecuación 2. Ecuación de Euler
Los elementos de esa ecuación se pueden explicar con el triángulo de velocidades y
con los puntos que representa cada uno en un rodete.
Iñigo Leal de Oriol
11
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
Se hace posible el cálculo de estas velocidades a la entrada y salido de los
alabes gracias a los llamados triángulos de velocidades que nos facilitan mucho el
cálculo.
Explicaremos que representa cada velocidad y para que nos sirven los
ángulos:
- U: velocidad absoluta del alabe a la entra y salida.
- C1 y C2: velocidad absoluta a la entrada y salida del rodete.
- W1 y W2: velocidad relativa del fluido con el alabe a la entrada y a la
salida del mismo.
Ilustración 3. Rodete y álabes de una bomba
Ilustración 4. Triángulos de velocidad
Iñigo Leal de Oriol
12
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
- C1m y C2m: velocidad tangencial de la absoluta a la entrada y salida del
rodete.
- C1u y C2u: componente radial a la absoluta la entrada y salida del rodete.
- α: representa el ángulo entre las velocidades absolutas del rodete y los
alabes.
- β: ángulo entre la velocidad absoluta del fluido y la relativa del alabe.
Potencias y rendimientos
Para poder darle la energía suficiente a nuestro fluido para que llegue a donde
queramos necesitamos entregarle esa energía a través del eje, a esa potencia se la
denomina potencia de accionamiento (Pa) y se define como el momento (M)
entregado al eje, por las revoluciones que lleva este (ω)
𝑃𝑎 = 𝑀𝜔
Ecuación 3. Ecuación potencia de accionamiento
Mientras que la potencia efectiva es aquella potencia resultante de las
perdidas internas de la bomba, traduciéndose como la que obtiene el fluido en la
bomba e impulsa el caudal (Q) a la altura (H) deseada.
𝑃 = 𝜌𝑔𝑄𝐻
Ecuación 4. Potencia efectiva
Siendo 𝜌 la densidad del fluido y g la gravedad.
De ambas ecuaciones podemos saber el rendimiento total de nuestra bomba,
que representa cuanta cantidad de la potencia entrega a través del eje, llega al fluido.
𝜂𝑡 =𝑃
𝑃𝑎
Ecuación 5. Rendimiento total I
En cuanto a la potencia que le llega al rodete, es aquella que obtenemos tras
restarle las perdidas mecánicas de nuestra bomba a la potencia de accionamiento.
𝑃𝑖 = 𝑃𝑎 − 𝑃𝑚
Ecuación 6. Potencia en el rodete
Iñigo Leal de Oriol
13
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
El rendimiento hidráulico es aquel rendimiento que tiene en cuenta las
pérdidas de altura frente a la altura total siendo la ecuación del mismo.
𝜂ℎ =𝐻
𝐻𝑖𝑛𝑡 + 𝐻
Ecuación 7. Rendimiento hidráulico
El rendimiento volumétrico, es parecido al hidráulico solo que en vez de tener
en cuenta las alturas, se tienen en cuenta los caudales internos de la bomba y el real
que sale de ella.
𝜂𝑣 =𝑄
𝑞𝑖 + 𝑞𝑒 + 𝑄
Ecuación 8. Rendimiento volumétrico
Con ambos rendimientos podemos obtener el rendimiento interno de la
bomba, ya que tenemos en cuenta tanto las perdidas volumétricas como las
hidráulicas teniendo estas dos maneras de calcularlo, con las potencias internas y
efectiva, o por los rendimientos anteriores.
𝜂𝑖 =𝑃
𝑃𝑖= 𝜂𝑣𝜂ℎ
Ecuación 9. Rendimiento interno I
El ultimo rendimiento a tener en cuenta es el mecánico, en el cual
comparamos las perdidas internas de las bombas debidas a los rozamientos en
cojinetes y la potencia de accionamiento de la bomba.
𝜂𝑖 =𝑃𝑖
𝑃𝑎
Ecuación 10. Rendimiento interno II
Y con todas ellas llegamos a la conclusión de que el rendimiento total de una
bomba podemos expresarla como la multiplicación de todos los rendimientos de una
bomba.
𝜂𝑡 = 𝜂𝑣𝜂ℎ𝜂𝑚
Ecuación 11. Rendimiento total II
Iñigo Leal de Oriol
14
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
1.3.3 Ecuaciones en conductos
Ecuaciones de Bernoulli
El concepto es exactamente el mismo que en el apartado de bombas,
escogemos dos puntos de nuestro conducto y sabemos que entre ellos la energía debe
ser la misma, teniendo en cuenta los parámetros anteriormente explicados.
Perdidas primarias en conducto cerrado
Sabemos de las ecuaciones del apartado anterior que hay perdidas entre los
dos puntos escogidos de nuestro conducto. En este apartado explicaremos como
calcular esas pérdidas y que ecuaciones rigen esas pérdidas en conductos cerrados.
Uno de los factores que más influyen en las perdidas en tuberías es el material
de la misma, ya que dependiendo de este la rugosidad será mayor o menor y eso
influirá mucho. No es lo mismo una tubería de hierro que una de PVC, ya que la
primera tendrá una rugosidad mayor que la segundo y dará más perdidas ya que al
fluido le “costará” más fluir tras ella.
Para el cálculo de las cargas primarias nos ayudaremos de las siguientes
ecuaciones:
Ecuación de Darcy-Weisbach
La primera es usando velocidad a través de la tubería mientras que las
segunda es masa útil, usando caudales a través de una tubería circular, que será lo
que haremos nosotros.
𝐻𝑓 = 𝑓𝐿𝑣2
𝐷2𝑔= 𝑓
8𝐿𝑄2
𝜋2𝐷5𝑔
Ecuación 12. Ecuación de Darcy-Weisbach
Donde:
- L: longitud de la tubería.
- Q: caudal que circula a través de la tubería.
Iñigo Leal de Oriol
15
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
- D: diámetro de la tubería, si no fuera circular tendríamos que usar la Dh
(diámetro hidráulico), pero como en nuestro caso todas serán circulares
no explicaremos esas ecuaciones.
- f: factor de fricciona través de la tubería.
- g: aceleración de la gravedad.
- V: velocidad del fluido a través de la tubería.
Factor de fricción (f)
El factor de fricción depende del régimen del fluido a través de la tubería, no
es lo mismo que vaya en régimen laminar que en régimen turbulento.
El régimen laminar es un flujo estable y uniforme siendo la velocidad en las
paredes de la tubería cero, por lo que no tenemos en cuenta la rugosidad de la pared.
Mientras que el turbulento es desigual, por ello el factor f suele variar mucho entre
ambos, ya que en laminar no tenemos en cuenta la rugosidad de la pared mientras
que en el turbulento.
Para ello necesitaremos calcular el Número de Reynolds (Re) que se calcula
de la siguiente manera y nos indica el régimen en el que fluye nuestro fluido.
𝑅𝑒 =𝑣𝐷𝜌
µ
Ecuación 13. Número de Reynolds
Donde:
- v: velocidad a través de la tubería
- D: diámetro de la tubería.
- 𝜌: densidad del fluido
- µ: viscosidad dinámica del fluido.
Dependiendo de los valores de este número sabremos si estamos en régimen
laminar, turbulento de transición:
- 𝑅𝑒 ≤ 2100 - Régimen laminar
- 2100 ≤ 𝑅𝑒 ≤ 10000 - Régimen de transición
- 𝑅𝑒 ≥ 10000 - Régimen turbulento
Iñigo Leal de Oriol
16
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
Una vez calculado procedemos a calcular el factor de fricción f:
- Régimen laminar:
𝑓 =64
𝑅𝑒
Ecuación 14. Factor de fricción en régimen laminar
- Régimen turbulento:
A esta ecuación se la conoce como ecuación de Colebrook – White.
1
√𝑓= −2 log10 (
𝑘
3,7𝐷+
2,51
𝑅𝑒√𝑓)
Ecuación 15. Ecuación de Colebrook-White
Donde el único valor que no ha aparecido es:
- k: rugosidad de la tubería.
Perdidas secundarias en tuberías
Tenemos que tener en cuenta la geometría de estas tuberías y ver qué
elementos la componen, ya que no es lo mismo una tubería recta, que un
codo. Todo ello afecta de una manera u otra a las perdidas entre dos puntos
de un recorrido.
La ecuación que representa estas pérdidas es la siguiente:
𝐻𝑠 = 𝑘𝑣2
2𝑔
Ecuación 16. Pérdidas secundarias en tuberías
Donde:
- v: es la velocidad en la tubería.
- g: aceleración de la gravedad.
- k: coeficiente de perdida secundaria, que depende de cómo y cuál sea el
elemento.
Iñigo Leal de Oriol
17
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
Ilustración 5. Tablas de pérdidas singulares
1.3.4 ABSEL
Para nuestro proyecto usaremos el programa de cálculo y diseño de bombas
ABSEL, un programa proporcionado por Sulzer, que nos facilita enormemente los
cálculos ya que, con introducir caudales y alturas necesarias, ya nos proporciona las
bombas más apropiadas, así como las perdidas.
Lo primero a escoger en este programa es el tipo de bomba que queremos,
que en nuestro caso es sumergible, por lo que sería la AS, pero esto saldrá en la parte
de cálculos, que desarrollamos el proceso de selección de bomba.
Lo importante de este programa, es que una vez sabidos caudal y altura
necesaria, podemos calcular las perdidas, que incluyen todas las ecuaciones
Iñigo Leal de Oriol
18
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
anteriormente explicadas, de la tal manera que no tenemos que hacer los cálculos
nosotros, ahorrándonos mucho trabajo.
A continuación, mostraremos como es la selección de los elementos en las
tuberías, distancias de un ejemplo cualquiera para que se vea los elementos
necesarios que necesitaremos más adelante, para servir como guía.
Definimos el fluido a utilizar, el caudal que necesitamos, la altura, etc.
Posteriormente definimos los codos de nuestra instalación y demás para
conocer las perdidas.
Y con esos datos introducidos ya podemos calcular las perdidas.
Ilustración 6. Formulario Sulzer
Ilustración 7. Formulario pérdidas en tuberías
Iñigo Leal de Oriol
19
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
Es una herramienta muy útil que nos facilita enormemente el trabajo, siendo la principal
de las herramientas utilizadas en el proyecto, ya que con ello sabemos los costes de
explotación de nuestras bombas y cuáles serán las que debamos utilizar.
1.3.5 PSD
Este programa, proporcionado por Sulzer, nos permite diseñar nuestro pozo
según la potencia de la bomba ya seleccionada, con ello vemos las dimensiones del
mismo sabiendo a que distancia debemos situar unas de otras las bombas que
hayamos seleccionado.
Con el diseño que nos dé tenemos dos posibilidades, construir el pozo que
nos da con esas medidas en caso de no tenerlo construido, o en caso de tenerlo, ver
si con las bombas seleccionadas nuestro pozo podría aguantar la carga esperada, con
lo cual, en caso de no ser así, habría que remodelarlo.
Calcularemos el pozo en la parte de cálculos, pero daremos un primer vistazo
al programa para ver qué cosas necesitaremos para diseñarlo.
Vemos como necesitamos las bombas que estarán bajo carga, que en nuestro
caso será una, pero tendremos una en standby, y eso el programa también nos lo
ofrece.
Ilustración 8. Formulario PSD
Iñigo Leal de Oriol
20
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
Nos pregunta por el modelo de la bomba, que en todo momento dependerá
de la potencia de la misma. Esto se hará después de haber escogido nuestra bomba
con el ABSEL.
Nos pregunta caudales y por donde entrara el agua a nuestro pozo, el diámetro
de entrada al mismo y la forma del que será, al introducir estos datos nos dará el
diseño del pozo de características mínimas que soportaran nuestra bomba.
El programa es sencillo y muy intuitivo, y nos permite saber en 2 pasos el
pozo que necesitamos, por lo que nos ahorra mucho tiempo. Es esencial para nosotros
ya que, al estar cogiendo bombas sumergibles con instalación en seco, nuestro cuarto
es probable que se inunde (de hecho, el objetivo es conseguir vaciar este cuarto en
caso de inundación) por lo que necesitaremos bombas que satisfagan nuestros
caudales y alturas de la instalación, pero también un pozo que cubra con las
dimensiones necesarias para, con estas bombas, poder vaciarlo. Todo ello lo
calcularemos en el apartado de pozo, en cálculos.
Iñigo Leal de Oriol
21
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
1.4 Red de la instalación
A continuación, mostraremos la instalación en la que colocaremos las
bombas y donde construiremos e instalaremos la tubería de recirculación.
En él se observa como un pozo abastece tanto a la piscina como al depósito
del que coge agua la bomba, inmediatamente a la derecha se tiene el depósito de la
vivienda situado en la parte superior de la la misma a unos 10 metros de altura.
El depósito de jardín esta fuera de la vivienda a unos 5 metros del nivel de la
bomba, ya que como comentamos esta se encuentra en una terraza inferior de la casa.
La tubería que lleva desde el codo del jardín será lo que tengamos que
construir en nuestra obra para adaptar la piscina a nuestra instalación, una vez llegada
a el agua a la piscina, la vuelta lo hace a través de la mencionada tubería de
recirculación gracias a la gravedad, por lo que las perdidas nos darán igual e irán a
parar al depósito de la bomba. Este conducto también tendremos que construirlo.
La piscina la consideramos un depósito y está a la misma altura que el del
jardín. Las distancias de las tuberías ya están metidas en el programa ABSEL.
Ilustración 9. Red de la instalación
Iñigo Leal de Oriol
22
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
1.5 Cálculos de la instalación
Para comenzar con los cálculos lo primero que hemos hecho es ver que
bomba teníamos instalada para posteriormente ver las necesidades mínimas que
necesita nuestra instalación.
La bomba instalada tiene las siguientes características y con ella
empezaremos los cálculos:
BOMBA GUINARD, S.A. MT-80b-2 97366
C.V. 1,5
Potencia en el eje (kW) 1,1
Voltaje (V) 220/380
Intensidad (A) 4,6/2,7
Vueltas (rpm) 2835
Factor de potencia (cos φ) 0,82
Frecuencia (Hz) 50
IP 44
Tabla 1. Datos de la bomba instalada.
Tomando estos datos como datos de partida podemos empezar a calcular el
resto de la instalación.
Por ello debemos empezar con los caudales que necesitará nuestra vivienda
y los metros de tubería que hay de un depósito, ya que tendremos 3 depósitos
diferentes:
- Vivienda
- Jardín
- Piscina
Calcularemos las alturas a las que esta cada depósito, cuantos metros hay para
calcular las pérdidas de la instalación, y cuando caudal necesitan para abastecer las
necesidades de cada depósito.
Iñigo Leal de Oriol
23
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
Desde el principio diremos que no incluiremos los cálculos del pozo de
bombeo ya que en el apartado de cálculos nos sale que no es necesario adecuar el
nuestro a uno nuevo, por lo que ese punto es irrelevante.
1.5.1 Vivienda
El estudio que hemos realizado para los cálculos de caudal de la vivienda son
cuantitativos teniendo en cuenta los elementos que más agua consumen de la casa,
como puede ser un lavavajillas, una lavadora, etc. así como los consumos que podría
tener una persona de media al día.
Con todos esos datos formamos unas tablas, todo ello siguiendo patrones
recopilados de la web que nos han ayudado a ver cuánto consumo de media cada
elemento, así como los consumos personales de cada bomba.
Nosotros tendremos en cuenta en todo momento que, como mínimo,
ocuparan la casa 4 personas.
Dividiremos los consumos en:
- Consumos fijos: aquellos que realizamos al menos una vez cada cierto
tiempo como puede ser lavar la ropa 2 veces a la semana, o el número de
veces que limpiamos la vivienda. Estos datos han sido recogidos
preguntando a los inquilinos de la casa, mientras que los consumos, como
ya hemos comentado, los hemos sacado de la web.
- Consumos variables: aquellos que requieren un tiempo variable y el
número de usos que puede darle una persona a la semana, como ducharse
o bañarse (hay gran diferencia entre ambos, las veces que utilizan el
cuarto de baño para otros usos, etc. Estos datos los hemos recopilado en
parte de internet y en parte preguntando a los inquilinos asi como de la
experiencia propia.
En las tablas aparecerán en rojo los caudales en litros por semana que
posteriormente pasaremos a m3/h para mejor uso en el programa ABSEL que
utilizaremos para los cálculos.
Iñigo Leal de Oriol
24
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
Las tablas quedan de la siguiente manera:
Columna ACCION Nº USO/SEM CON. ESTIMADO [L]
TIEMPO [MIN]
TOTAL [L/SEM]
FIJOS LAVAPLAT 7 120 - 840
LAVADORA 7 20 - 140
LIMP. CASA 4 15 - 60
TOTAL [L/sem] 1040 Tabla 2. Consumos fijos de la vivienda
Columna ACCION [PER] Nº USO/SEM*PER CONSUMO [L/MIN] TIEMPO [MIN] TOTAL [L/SEM]
VARIABLE DUCHA (2) 14 18 10 5040
LAVAMAN (4) 35 5 1,5 1050
BAÑERA (2) 14 160 - 4480
INODORO (4) 49 10 - 1960
TOTAL [L/sem] 12530 Tabla 3. Consumos variables de la vivienda
Finalmente, el consumo de la vivienda será el siguiente:
FINAL [m3/h] 0,08
El caudal no es muy alto, pero a continuación veremos los dos más
importantes de la instalación que serán los del jardín y los de la piscina.
1.5.2 Jardín
Siguiendo el proceso de los cálculos anteriores, vemos que tipo de plantas
hay en el jardín y los tipos de riego y agua que necesitan al día ya que dependiendo
de si es una flor o es un árbol, las necesidades de la planta son muy diferentes.
Debemos saber la extensión aproximada del jardín plantado para ver cuanta
área de cada tipo de planta hay aproximadamente, ya que los consumos de las plantas
se miden en 𝑚2.
Iñigo Leal de Oriol
25
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
Tras consultar con los inquilinos, hay aproximadamente unos 2000 𝑚2 de
jardín regado. Es una extensión muy grande, pero son medidas muy precisas, ya que
se hizo el estudio para la instalación de la bomba actual, para saber cuánto se
necesitaba para regarla.
Tomando datos de internet y viendo cuanto consume cada tipo de planta,
diferenciándolo nosotros previamente en el jardín llegamos a la siguiente tabla,
donde se expresan los metros cuadrados de cada tipo de planta (o porcentaje para
hacerlo más sencillo) así como la cantidad de agua que necesitan diariamente:
TIPO CANTIDAD (%) CONSUMO (L/DIA)
TOTAL [L/DIA]
CESPED 60% 7 8400
ARBUSTOS 30% 4,3 2580
TAPIZANTES 5% 4,7 470
PLANTA AUCTÓCTONA 5% 1,8 180
ARBOLES 50 10 500
TOTAL [L/DIA] 12130,00
EXTENSION [M2] 2000 TOTAL FINAL [M3/H] 0,51 Tabla 4. Consumo del jardín
1.5.3. Piscina
Finalmente pasaremos a los cálculos de la piscina. Esta es la única parte que
no está incluida en la instalación actual por lo que tendremos que saber las
dimensiones de la mismas, así como el número de recirculaciones que hace al día.
Necesitamos las medidas para ver el volumen que ocupa el agua en ella, para
saber el volumen que mueve aproximadamente cada recirculación. Las dimensiones
de la piscina son las siguientes:
ANCHO [M] 4
LADO [M] 8
PROF. MEDIA [M] 1,4
VOL. PISCINA [M3] 44,8 Tabla 5. Medidas de la piscina
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26
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
Los inquilinos nos comentan que la tienen la piscina continuamente
recirculándola a lo largo del año por lo que será un consumo fijo anual.
De la siguiente tabla de recirculaciones, con unos datos de recirculado al día,
y teniendo en cuenta el efecto de las recirculaciones sobre la turbidez llegamos a la
siguiente tabla:
RECIRCULACIONES [ REC/DIA] % RECIRCULADO AL DIA
VOL.RECIRC [M3/DIA]
VOL RECIRC [M3/H]
1 58% 18,82 0,78
2 18% 36,74 1,53
3 5% 42,56 1,77
4 2% 43,90 1,83
5 1% 44,35 1,85
6 0,5% 44,58 1,86
7 0,08% 44,76 1,87
8 0,02% 44,79 1,87 Tabla 6. Caudal según número de recirculaciones
Como queremos quitarle dos tercios de la carga a la bomba de la piscina, para
que esta no quede obsoleta, y haciendo 4 recirculaciones al día llegamos a un caudal
que pasa por la recirculación hacia nuestra nueva bomba de:
Q FINAL [M3/H] 1,22
1.5.4. Caudal final
Con todos esos caudales calculados sacamos el caudal aproximado que
deberá soportar nuestra nueva bomba:
Q BOMBA [m3/h] 1,81
1.5.5 Altura final
La altura de la vivienda la calculamos también de manera aproximada siendo
esta la seguida por los siguientes cálculos:
𝑯 = 3 𝑚 ∗ 3𝑝𝑖𝑠𝑜𝑠 + 0,5𝑚 ∗ 2𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜𝑠 = 𝟏𝟎 𝒎
Ecuación 17. Cálculo de la altura
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27
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
1.6 Bomba
Con los datos de caudal y altura de la bomba nos vamos al programa ABSEL
y los introducimos saliéndonos 3 principales opciones de las cuales, como se verá en
cálculos descartaremos 3 de ellas y nos quedaremos con la bomba AS 0530 D que
tiene las siguientes curvas de funcionamiento, caudal, rendimientos y alturas.
Los datos que se muestran en la imagen son el caudal y la altura con los que
funcionará nuestra bomba. Vemos como ambos datos cumplen con las condiciones
mínimas de caudal y altura previamente calculados.
Una vez calculados estos datos necesitaremos los datos de pérdidas y los
metros de tubería necesarios para nuestra piscina y de la instalación.
Ilustración 10. Curva de rendimientos de la bomba AS 0530 D
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28
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
1.7 Pérdidas de carga
El programa ABSEL nos ofrece también la opción de calcularnos las perdidas
en función de los metros de tubería, válvulas, codos, etc.
Viendo en la imagen proporcionado en el apartado de red de la instalación
sacamos las pérdidas que llevan al depósito de la vivienda (situado encima del tejado
de la misma para que luego el agua caiga por gravedad), los del jardín y el de la
piscina
- Vivienda:
- Jardín:
Ilustración 11. Pérdidas de la vivienda
Ilustración 12. Pérdidas del jardín
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29
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
- Piscina: para la piscina necesitaremos los metros de tubería que
instalaremos hasta la misma, ya que los de vuelta de recirculación de la
misma bajaran por gravedad, ya que se encuentra por encima de nuestra
bomba. Esos metros de tubería calculados son de 15 m aproximadamente.
Ilustración 13. Pérdidas de la piscina
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30
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
1.8 Equipo necesario
Necesitaremos diferentes elementos de contención para nuestra bomba como
son las válvulas que instalaremos y el cuadro eléctrico.
Usaremos una válvula antirretorno de bola y de cierre para cada bomba, y
una de cierre para el de recirculación de la piscina en caso de que sea necesario.
Las válvulas las sacamos del catálogo de Comeval y son las siguientes:
- 3 válvulas antirretorno de bola DN50 del catálogo.
-
- 2 válvulas de cierre de mariposa DN50.
-
Ilustración 14. Válvula antirretorno
Ilustración 15. Válvula de cierre
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31
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
El cuadro que elegimos teniendo en cuenta que necesitamos que controle en
todo momento a las 2 bombas es de GCE, siendo el modelo el C609 M-4.
Ilustración 16. Cuadro eléctrico
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32
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
1.9 Presupuesto
En el presupuesto seguiremos el modelo LCC teniendo en cuenta todos los
presupuestos variables o no de aquí a 20 años que es de cuando estamos haciendo el
estudio para la viabilidad de esta nueva bomba.
En el apartado de cálculos se ven desglosados todos los cálculos, pero solo
mostraremos el presupuesto final y lo que vale cada uno de los elementos del modelo
LCC.
Coste Presupuesto
Inicial 1.956 €
Instalación 1.740 €
Energéticos 14.829,83 €
Operación 3.000 €
Mantenimiento 3.282 €
Perdida producción
0 €
Medioambiental 0 €
Retirada 277,60 €
Total 25.085 € Tabla 7. Presupuesto final.
Iñigo Leal de Oriol
3
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
Índice
2. Cálculos ..................................................................................................... 1
2.1. Caudal ........................................................................................................ 6
2.2 Altura ........................................................................................................ 11
2.3 Bombas ..................................................................................................... 12
2.3.1. AS 0530 D ........................................................................................ 16
2.3.2. AS 0630 D ........................................................................................ 20
2.3.3. AS 0631 D ........................................................................................ 21
2.3.4. AS 0831 D ........................................................................................ 22
2.3.5. Selección de la bomba ...................................................................... 22
2.4 Pérdidas en tuberías .................................................................................. 24
2.5 Valvulería ................................................................................................. 28
2.5.1 Válvulas Anti-retorno ........................................................................ 28
2.5.2 Válvula de cierre ................................................................................ 29
2.6 Cuadro eléctrico ........................................................................................ 30
2.7 Pozo de bombeo ........................................................................................ 32
Iñigo Leal de Oriol
4
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
Índice de tablas
Ilustración 1. Fluido de partida ___________________________________________ 6
Ilustración 2. Efecto de la recirculación sobre la turbiedad _____________________ 9
Ilustración 3. Bomba a sustituir __________________________________________ 12
Ilustración 4. Bombas disponibles ________________________________________ 14
Ilustración 5. Curva de rendimientos de la bomba AS 0530 D __________________ 16
Ilustración 6. Punto de funcionamiento AS 0530 D ___________________________ 17
Ilustración 7. Curvas del motor AS 0530 D _________________________________ 18
Ilustración 8. Requerimientos energéticos al año AS 0530 D ___________________ 19
Ilustración 9. Datos de explotación AS 0530 D ______________________________ 19
Ilustración 10. Punto de funcionamiento AS 0630 D __________________________ 20
Ilustración 11. Punto de funcionamiento AS 0631 D __________________________ 21
Ilustración 12. Punto de funcionamiento AS 0831 D __________________________ 22
Ilustración 13. Pérdidas de la vivienda ____________________________________ 24
Ilustración 14. Pérdidas de cada tubería de la vivienda _______________________ 25
Ilustración 15. Pérdidas del jardín _______________________________________ 25
Ilustración 16. Pérdidas de cada tubería del jardín __________________________ 26
Ilustración 17. Pérdidas de la piscina _____________________________________ 27
Ilustración 18. Pérdidas de cada tubería de la piscina ________________________ 27
Ilustración 19. Válvula anti retorno de bola ________________________________ 28
Ilustración 20. Válvula de cierre de mariposa _______________________________ 29
Ilustración 21. Catálogo de cuadros eléctricos ______________________________ 30
Ilustración 22. Cuadro eléctrico _________________________________________ 31
Ilustración 23. Formulario pozo _________________________________________ 32
Ilustración 23. Formulario pozo _________________________________________ 32
Ilustración 24. Planta del pozo __________________________________________ 33
Ilustración 24. Planta del pozo __________________________________________ 33
Ilustración 25. Perfil del pozo ___________________________________________ 33
Ilustración 25. Perfil del pozo ___________________________________________ 33
Iñigo Leal de Oriol
5
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
Índice de tablas
Tabla 1. Consumos fijos de la vivienda _____________________________________ 7
Tabla 2. Consumos variables de la vivienda _________________________________ 7
Tabla 3. Consumos del jardín ____________________________________________ 8
Tabla 4. Medidas de la piscina ____________________________________________ 9
Tabla 5. Caudal según el número de recirculaciones _________________________ 10
Tabla 6. Datos de la bomba a sustituir ____________________________________ 12
Tabla 7. Bombas candidatas ____________________________________________ 15
Tabla 8. Datos energéticos ______________________________________________ 19
Tabla 9. Datos bomba AS 0530 D ________________________________________ 23
Iñigo Leal de Oriol
6
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
Lo primero que necesitaremos para empezar a realizar los cálculos será el
fluido que utilizará, la bomba con la que moveremos ese fluido y por último la
instalación en la que se colocará. El fluido que utilizaremos será agua potable en
todos los casos y tiene las características.
2.1. Caudal
Debemos cumplir con las necesidades de caudal y altura de la vivienda a
estudiar, por ello hacemos los cálculos pertinentes para obtener esos datos y
estudiaremos los posibles gastos del conjunto de la vivienda, incluyendo jardín y
piscina para unificar esas bombas y ahorrarnos el máximo dinero posible.
Vivienda
Haremos un estudio de los posibles gastos de agua que tiene una casa, que
en nuestro caso tendrá 4 inquilinos, siendo algunos de estos gastos los gastos de agua
por higiene, lavado de platos y ropa, limpieza de la casa y coche, etc.
Para ello dividiremos los gastos en fijos y variables. Los fijos serán aquellos
que no dependan del uso del mismo, ya sea por el tiempo que estén funcionando o
del número de personas que lo utilicen, sino que solo dependerán del número de usos
que se hagan. Aunque es cierto que en el caso de la lavadora y lavaplatos depende
de a las temperaturas a las que se realice o los tiempos que se les dé, hemos supuesto
que todos los usos se harán con las mismas condiciones.
PERS 4
Ilustración 1. Fluido de partida
Iñigo Leal de Oriol
7
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
Columna ACCION Nº USO/SEM CON. ESTIMADO [L]
TIEMPO [MIN]
TOTAL [L/SEM]
FIJOS LAVAPLAT 7 120 - 840
LAVADORA 7 20 - 140
LIMP. CASA 4 15 - 60
TOTAL [L/sem] 1040 Tabla 1. Consumos fijos de la vivienda
En cuanto a los variables, dependerán del número de personas que lo utilicen
y del tiempo que duren con el agua corriendo. La bañera se supondrá que se pondrá
siempre hasta el límite siendo los valores de gasto de agua siempre el mismo, y el
inodoro consume lo mismo por cada uso, pero depende del número de personas que
lo utilicen. Supondremos que la bañera la usarán 2 personas y las otras 2 utilizarán
la ducha, para contemplar los gastos posibles.
Columna ACCION [PER] Nº USO/SEM*PER CONSUMO [L/MIN] TIEMPO [MIN] TOTAL [L/SEM]
VARIABLE DUCHA (2) 14 18 10 5040
LAVAMAN (4) 35 5 1,5 1050
BAÑERA (2) 14 160 - 4480
INODORO (4) 49 10 - 1960
TOTAL [L/sem] 12530 Tabla 2. Consumos variables de la vivienda
Finalmente, nuestro resultado final sumando los variables y fijos serán de:
FINAL [m3/h] 0,08
Es cierto que hay muchos más gastos en una vivienda, pero hemos querido
simplificarlo a los principales factores que afectan al consumo, siendo el resto
despreciables frente a estos.
Todos los datos de los consumos y los gastos medios de cada aparato se han
sacado de páginas web que entre ellas difieren bastante por lo que se ha hecho una
media entre las distintas fuentes de las que lo hemos sacado. Todos los consumos
Iñigo Leal de Oriol
8
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
dependen de la modernidad de los aparatos, ya que una lavadora nueva ahorra mucha
más agua, pero los electrodomésticos, inodoros y duchas de la casa son antiguas por
lo que los datos son aproximadamente iguales a los antiguos aparatos y sus
consumos. Toda el agua utilizada en estos aparatos es agua NO potable.
Jardín
Necesitaremos también los gastos del jardín que como ya hemos explicado,
también esta abastecido por esta misma bomba. Partiendo de que nuestro jardín tiene
una gran extensión y gran parte de él está regado, aproximándolo a 2000 𝑚2. Los
litros por área dependen del tipo de planta que se riegue y del número de árboles que
haya, no es lo mismo regar el césped que un arbusto o unas plantas autóctonas. Para
ello se hicieron los siguientes cálculos que se reflejan en la tabla.
TIPO CANTIDAD (%) CONSUMO (L/DIA)
TOTAL [L/DIA]
CESPED 60% 7 8400
ARBUSTOS 30% 4,3 2580
TAPIZANTES 5% 4,7 470
PLANTA AUCTÓCTONA 5% 1,8 180
ARBOLES 50 10 500
TOTAL [L/DIA] 12130,00
EXTENSION [M2] 2000 TOTAL FINAL [M3/H] 0,51 Tabla 3. Consumos del jardín
Piscina
Como queremos unificar los caudales de los distintos gastos de la vivienda
en su conjunto, intentaremos darle parte de la carga de recirculación de la piscina a
esta bomba para poder sacarle el mayor rendimiento posible. Intentaremos que
nuestra bomba se encargue de dos tercios del volumen recirculado en nuestra piscina,
quitándole carga a la bomba de la piscina. De esta manera conseguiremos que nuestra
bomba, más moderna que la de la piscina, gaste menos.
Escogeremos que la piscina haga 4 recirculaciones al día siguiendo el
siguiente gráfico y las Leyes de la Disolución de Gage y Bidwell, en la que se
muestra el volumen no recirculado en porcentaje según el número de recirculaciones,
pero para ello el agua tiene que estar bien distribuida y así lo supondremos.
Iñigo Leal de Oriol
9
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
Tomando como dimensiones las siguientes para nuestra piscina para calcular
el volumen obtendremos lo siguiente.
ANCHO [M] 4
LADO [M] 8
PROF. MEDIA [M] 1,4
VOL. PISCINA [M3] 44,8 Tabla 4. Medidas de la piscina
Y para los cálculos de los volúmenes recirculados hemos utilizado el grafico
anterior, sacando de ellos los siguientes volúmenes para distintos números de
recirculaciones.
Ilustración 2. Efecto de la recirculación sobre la turbiedad
Iñigo Leal de Oriol
10
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
RECIRCULACIONES [ REC/DIA] % RECIRCULADO AL DIA
VOL.RECIRC [M3/DIA]
VOL RECIRC [M3/H]
1 58% 18,82 0,78
2 18% 36,74 1,53
3 5% 42,56 1,77
4 2% 43,90 1,83
5 1% 44,35 1,85
6 0,5% 44,58 1,86
7 0,08% 44,76 1,87
8 0,02% 44,79 1,87 Tabla 5. Caudal según el número de recirculaciones
Finalmente escogemos 4 recirculaciones y nos da el caudal correspondiente
a la gráfica, pero nuestra bomba solo acarreara con dos tercios de la carga.
Q FINAL [M3/H] 1,22
Uniendo todos los caudales para tener una estimación del caudal que
queremos que circule por nuestra bomba obtenemos el caudal con el que diseñaremos
nuestra bomba.
Q BOMBA [m3/h] 1,81
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11
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
2.2 Altura
Para el cálculo de la altura que necesitaremos impulsar sabemos que nuestra
bomba está situada en la planta baja de una vivienda de tres pisos, y que no
necesitaremos sacarla de un pozo, ya que el agua ya ha sido impulsada anteriormente
por la bomba que está en el pozo y nosotros tenemos un deposito que está siempre
lleno en esta planta baja.
Calcularemos que entre plantas hay una altura aproximada de 3 m y que los
suelos de cada planta miden 0,5 m, y habrá dos suelos, 1 entre cada piso. con esos
cálculos calculamos la altura aproximada.
𝑯 = 3 𝑚 ∗ 3𝑝𝑖𝑠𝑜𝑠 + 0,5𝑚 ∗ 2𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜𝑠 = 𝟏𝟎 𝒎
Ecuación 1. Cálculo de la altura
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2.3 Bombas
En cuanto a las bombas que vayamos a seleccionar tendremos que diferenciar
entre distintos casos para poder escoger la óptima. Sabemos que la bomba que vamos
a escoger tiene que cumplir una serie de especificaciones que vendrán dadas por la
bomba anterior, ya que como mínimo tiene satisfacer esas necesidades.
La bomba previa a la instalación tenía las siguientes características:
BOMBA GUINARD, S.A. MT-80b-2 97366
C.V. 1,5
Potencia en el eje (kW) 1,1
Voltaje (V) 220/380
Intensidad (A) 4,6/2,7
Vueltas (rpm) 2835
Factor de potencia (cos φ) 0,82
Frecuencia (Hz) 50
IP 44
Tabla 6. Datos de la bomba a sustituir
Ilustración 3. Bomba a sustituir
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Como necesitamos cumplir al menos la potencia entregada por la bomba
antigua necesitaremos al menos 1,1 kW de potencia. Con ese dato y que queremos
que sea sumergible, más alto que IP 44, usaremos el programa ABSEL y elegiremos
una serie de bombas parecidas que cumplan nuestras especificaciones y luego
elegiremos la mejor o más se adapte a nuestras necesidades intentando ahorrar lo
máximo posible.
Tomaremos como criterios de selección la potencia que consume la bomba,
el rendimiento de la misma, así como el precio. Querremos una bomba que consuma
lo mínimo posible para que los gastos a largo plazo por temas de electricidad sean
los mínimos posibles para amortizar gastos de la instalación y demás cuanto antes,
así como la inversión inicial que hagamos con la bomba, ahí entra en juego el precio
inicial de la misma.
Sabremos desde el inicio como se comentó en la introducción que queremos
una bomba sumergible debido a los problemas de inundación que hemos afrontado
en los últimos años por lo que nuestra bomba será del tipo AS de Sulzer, y con ayuda
del programa ABSEL escogeremos la que mejor adecue a nuestras necesidades y
exigencias. Este es el catalogo que nos ofrece el programa de bombas sumergibles
AS:
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14
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
Para entender como seleccionar nuestra bomba se explicará brevemente lo
que implica el código de identificación de las bombas, pondremos un ejemplo:
AS 0841 S13/4D
AS: es el tipo de bomba, que en este caso implica que es sumergible.
08: El diámetro del canal de impulsión (80 cm)
41: número hidráulico
S: versión modular del motor
13: potencia del motor (1,2 kW)
4: número de polos
Ilustración 4. Bombas disponibles
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Por definición estas bombas sirven para trabajos de achique en edificios,
importante ya que es uno de los objetivos que buscamos en nuestro proyecto debido
a que nuestro cuarto de bombas suele inundarse debido a las lluvias, y aplicaciones
industriales o urbanas. Son bombas sumergibles de ABS que suelen utilizarse con
aguas residuales, aunque nosotros la utilizaremos con agua limpia.
Tras introducir los datos de caudal y alturas necesarias (𝑸 =
𝟏, 𝟖𝟏𝒎𝟑
𝒉 𝒚 𝑯 = 𝟏𝟎 𝒎 ) para cubrir los pisos del edificio y abastecer al jardín y
piscina tenemos las siguientes bombas que nos interesan:
BOMBA DIAMETRO
NOMINAL
POTENCIA
[kW] η [%]
COSTE
EXPLOTACIÓN
[€/año]
AS 0530 D DN 50 0,766 8,423 1281,01
AS 0630 D DN 65 0,627 7,054 1027,39
AS 0631 D DN 65 0,6585 10,16 1121,16
AS 0831 D DN 80 0,4964 6,075 762,13
Tabla 7. Bombas candidatas
Los valores de los costes de explotación de la tabla son con los datos
proporcionados con ABSEL que tendremos que ajustar más adelante en la selección
de las bombas a los precios y tasas actuales, así como los años de amortización.
También tenemos que tener en cuenta el diámetro de salido de la bomba, ya
que, a más pequeño, más perdidas habrá en las tuberías ya que el agua irá a más
velocidad, pero también nos ahorraremos en material.
Comenzaremos con el estudio individual de cada una de ellas para finalmente
decidir cuál es la que más os interesa.
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Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
2.3.1. AS 0530 D
Empezaremos por el estudio de los rendimientos viendo las curvas
características de esta bomba y haremos la elección hidráulica correcta según sus
diferentes modelos en cuanto a la potencia.
Escogeremos la primera curva que satisfaga nuestras condiciones que es la
S12/2D 50 Hz, que indica que nuestra bomba tendrá 1,2 kW de potencia y 2 polos como
se explicó anteriormente. Calcularemos con el programa el punto de funcionamiento en
el que trabajara nuestra bomba. Siendo estos 𝑸 = 𝟏, 𝟗𝟓𝟑𝒎𝟑
𝒉𝒚 𝑯 = 𝟏𝟏, 𝟔𝟔 𝒎,
cumpliendo con los valores calculados de altura y caudal.
Ilustración 5. Curva de rendimientos de la bomba AS 0530 D
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Ilustración 6. Punto de funcionamiento AS 0530 D
A continuación, mostraremos las prestaciones que nos da nuestro motor bajo
estas condiciones, ya que saber la potencia que este consume nos ayudará mucho a
la hora de calcular nuestro presupuesto, viendo los gastos en electricidad que tendrá
y ver cuando amortizaríamos la bomba.
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18
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
Podemos observar que en el punto de diseño nuestra bomba consume 0,766
kW, con este dato haremos posteriormente los gastos por potencia consumida en
nuestra nueva instalación, en los presupuestos.
Muy relacionado con lo anterior debemos calcular los costes de explotación
y la energía consumida al año para ver cuán caro no saldría al año la bomba, muy
relacionado con la potencia calculada en la gráfica anterior.
El programa ABSEL que estamos utilizando en este proyecto para la
selección de la bomba nos hace una estimación de los costes de explotación y de la
energía consumida, desentendiendo de la carga a la que estén trabajando como
explica la siguiente gráfica.
Ilustración 7. Curvas del motor AS 0530 D
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Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
Aunque no se aprecia bien en la imagen debido a problemas con el color de
la letra y el fondo, da los valores de potencia en kW de cada porcentaje de tiempo y
el funcionamiento a distintos niveles de carga, como se ven la leyenda de la
izquierda. El total de la potencia al año es de 6405 [kWh/año].
Analizando los datos pertinentes para el cálculo de los costes de explotación
al año y haciendo una pequeña investigación vemos como el mercado energético
sufre los siguientes parámetros:
PRECIO MEDIO [€/kWh] 0,14755
INFLACIÓN ANUAL 4,5%
INTERES O INVERSION 7%
AMORTIZACIÓN 20 años
Tabla 8. Datos energéticos
Introduciendo estos valores en nuestro programa, que calcula los costes de
explotación siguiendo las horas de funcionamiento al año calculadas anteriormente:
Tras introducir esos datos actualizados de diversas páginas energéticas no
sale un coste de explotación final de:
Ilustración 8. Requerimientos energéticos al año AS 0530 D
Ilustración 9. Datos de explotación AS 0530 D
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Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
𝑪𝒆𝒙𝒑 = 𝟖𝟕𝟓, 𝟖𝟓 €/𝒂ñ𝒐
Es una opción viable aun siendo la que más costes de explotación tiene y
más potencia consume.
2.3.2. AS 0630 D
Como en el caso de la bomba anterior, buscaremos la curva característica de
la bomba para comprobar que nos da la altura y el caudal que necesitamos para
nuestra instalación:
Se puede observar que la altura que nos da la bomba es de 9,52 m y el caudal
de 1,767 𝒎𝟑
𝒉 menores a lo que pedimos a nuestra instalación por lo que esta bomba
no es válida.
Descartamos esta bomba.
Ilustración 10. Punto de funcionamiento AS 0630 D
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2.3.3. AS 0631 D
Aunque a priori esta es una de las mejores opciones para sustituir a nuestra
bomba veremos a continuación que en nuestro punto de funcionamiento no es válida
ya que no cortan nuestras curvas de funcionamiento e instalación:
Podemos observar como nuestra curva de la instalación no corta con
ninguna de las posibles bombas.
Descartamos esta bomba.
Ilustración 11. Punto de funcionamiento AS 0631 D
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2.3.4. AS 0831 D
Sucede lo mismo que en el caso anterior, solo que esta era nuestra opción
más rentable a primera vista ya que tenía los costes de explotación más bajo, así
como ser la que menos consumo con un rendimiento aceptable. Mostramos a
continuación la curva de rendimiento que como en el caso anterior, no corta con el
de nuestra instalación por lo que no es válida.
Descartamos esta bomba.
2.3.5. Selección de la bomba
Finalmente, solo tenemos una opción que a priori no era la más deseada ya
que es la que más potencia consume y la que más costes de explotación tiene, pero
satisface las necesidades de caudal y altura que tenemos.
AS 0530 S12/2D
Ilustración 12. Punto de funcionamiento AS 0831 D
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Tras buscar la bomba en la página de Sulzer para ver el precio de la bomba,
recopilamos el resto de datos y formaremos una tabla con ellos:
PRECIO BOMBA [€/bomba] 840€ (30% desc) 588€
COSTE EXPL. [€/año] 945,11
CAUDAL [𝒎𝟑
𝒉] 1,953
ALTURA [m] 11,66
Tabla 9. Datos bomba AS 0530 D
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Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
2.4 Pérdidas en tuberías
Tras escoger nuestra bomba tenemos que saber cuáles son las perdidas en
nuestra instalación.
El programa ABSEL nos ofrece la opción de calculárnoslas sabiendo el
caudal que utilizaremos y los metros de tubería con sus características, codos, piezas
en forma de T, etc. Diferenciando en todo momento entre tubería de impulsión y de
aspiración.
Como tendremos 3 depósitos, uno para la casa situado en la parte superior de
la vivienda, otro en el jardín para el jardín, y otro que supondremos que es la piscina
para la recirculación de la misma, debemos distinguir en las perdidas a cada uno de
estos depósitos y ver que podemos llegar a todos ellos.
Perdidas Vivienda
Mostramos la instalación y las perdidas en cada parte de la red de tuberías
hasta el deposito.
Y a continuación la suma de perdidas con las pérdidas totales y la altura de
impulsión final.
Ilustración 13. Pérdidas de la vivienda
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Perdidas Jardín
Lo único que debemos cambiar es la parte de impulsión ya que la aspiración
es la misma. El gran cambio es que este depósito está a solo 5 m sobre el nivel de la
bomba por lo que la altura de impulsión será menor.
A continuación, veremos que la altura de impulsión es menor debido a la
altura de este depósito.
Ilustración 14. Pérdidas de cada tubería de la vivienda
Ilustración 15. Pérdidas del jardín
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Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
Perdidas Piscina
Finalmente veremos las perdidas en lo que consideraremos nuestro deposito
piscina.
Estas tuberías no están instaladas por lo que usaremos las mismas que hay
en el resto de la instalación, tuberías de PVC DN 50, que actualmente se consiguen
a un precio de 3,3 €/m, y necesitaremos aproximadamente 12 metros (en el plano
se ve que son 11,5 metros).
𝑃𝑝𝑣𝑐 = 3,3€
𝑚∗ 15𝑚 = 39,6 €
Tendremos que tener en cuenta también la instalación de las tuberías, pero
eso lo contaremos dentro de la parte de presupuestos de instalación.
Continuando con las perdidas nuestra instalación será la siguiente:
Ilustración 16. Pérdidas de cada tubería del jardín
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La altura a la que está la piscina es la misma que el depósito del jardín por
ello que la altura del depósito sea la misma.
Ilustración 17. Pérdidas de la piscina
Ilustración 18. Pérdidas de cada tubería de la piscina
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2.5 Valvulería
Necesitaremos 2 válvulas por bombas, yendo una en la tubería de impulsión
y otra en la aspiración. Aunque actualmente ya hay dos (ya que solo hay una bomba),
repondremos esas 2 y añadiremos otras las de la otra bomba.
Utilizaremos las válvulas antiretorno en la tubería de impulsión y una de
cierre en la zona de aspiración. Las válvulas a utilizar las sacamos de la compañía
Comeval, que, aunque no proporcionan presupuestos en la página, nos facilitan los
planos, los precios haremos una estimación aproximada viendo otras fuentes.
2.5.1 Válvulas Anti-retorno
Con estas válvulas lo que evitamos es el retroceso del fluido a través de la
tubería de impulsión. Escogeremos las del tipo Válvula de retención de bola, debido
a su simplicidad y precio económico, así como por su eficiencia ya que apenas dan
perdidas de carga.
Funcionan de tal manera que cuando el fluido fluye en la dirección correcta
la bola se empuja hacia arriba permitiendo el flujo, mientras que, en caso de
retroceder el fluido, la bola desciende y evita el paso del mismo.
La compañía nos proporciona, como anteriormente hemos mencionado, la
ficha técnica, así como planos, y observamos que tenemos una que coincide con
nuestro diámetro de tubería DN 50.
Ilustración 19. Válvula anti retorno de bola
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Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
2.5.2 Válvula de cierre
En cuanto a la válvula de cierre, usaremos las válvulas de tipo mariposa, ya
que son manuales y de fácil uso, siendo las pérdidas de carga casi nulas ya que, en
caso de no estar utilizándolas, no ofrecen resistencia al fluido.
Estas bombas las colocaremos en la tubería de impulsión de cada bomba. Y
colocaremos una en la tubería de recirculación de la piscina en caso de necesitar
mantenimiento, cerrando de esta manera el flujo de caudal a través de esa tubería.
Su funcionamiento es simple, cuando queramos para el flujo, cerramos
manualmente la manivela de la válvula y así evitaremos que llegue fluido a la bomba.
Esto es muy útil en caso de mantenimiento de bombas ya que evitamos el flujo a
través de ella y así poder manejarla correctamente. Estas también se ajustan
correctamente a la tubería de la que disponemos, de diámetro nominal DN50.
Ilustración 20. Válvula de cierre de mariposa
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2.6 Cuadro eléctrico
Para la selección de cuadro eléctrico necesitaremos que este sea capaz de
soportar nuestras 2 bombas, pudiendo mantener arranques y parados independientes
en los distintos casos de necesidad de nuestra instalación.
También necesitaremos que el cuadro sea capaz de activar la bomba 2 en caso
de que la bomba 1 falle y viceversa, siendo estas nuestras condiciones esenciales
para la selección de la bomba llegamos a la conclusión de que la mejor opción es
recurrir a la marca GCE (general de cuadros Eléctricos), siendo nuestra mejor opción
dentro del catálogo disponible el cuadro eléctrico C609 M-4 con las siguientes
características:
- Activación de bomba 1 y 2 a cierre de presostato.
- En caso de fallo de bomba 1 entrará automáticamente la bomba 2 y
viceversa. (esto lo garantiza el relé de alternancia garantiza que se
produzca el arranque de la bomba 2 en caso de fallo de la primera)
- El cuadro consta de las siguientes partes:
o 1 caja modular
o 1 magnetotérmico
o 2 contadores
o 2 interruptores de Manual o Automático.
o 2 pilotos de señalización Marcha
o 2 pilotos de salto Térmico
o 1 base BRN
o 1 relé de alternancia RRA2
o 2 Disyuntores
o 4 cámaras para disyuntar
Ilustración 21. Catálogo de cuadros eléctricos
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Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
Las características técnicas de nuestro cuadro eléctrico en cuanto a
intensidad, potencia que consume, conexión del mismo, etc. Vienen en la última
pestaña del cuadro anterior. Una imagen de nuestro cuadro eléctrico.
Ilustración 22. Cuadro eléctrico
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Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
2.7 Pozo de bombeo
Debido a que estamos diseñando nuestro cuarto de bombeo como un pozo,
ya que las bombas son sumergibles, siendo este el objetivo del proyecto, conseguir
que no se inunde nuestro cuarto, y en caso de que esto sucediese que las bombas no
se estropeasen y pudiéramos vaciarlo.
Para el diseño del cuarto, con la necesidad de tener unas dimensiones
mínimas para que las bombas pudiesen vaciarlo por completo, recurrimos al
programa PSD.
Para diseñar el pozo necesitamos la potencia de las bombas que hemos
escogido, o al menos una parecida ya que el catalogo del programa no incluye todas
las posibles opciones.
Debido a que cada una de nuestras bombas es de 1,2 kW de potencia tenemos
la opción de escoger las de 1,3 kW. Como solo tendremos una bomba en
funcionamiento, ya que la otra solo la usáramos cuando una de las dos se rompa o
cuando nos sea conveniente, introducimos este parámetro sabiendo que la otra
bomba está en standby y nos sale el siguiente pozo posible.
El parámetro
puesto como “Inflow
Pipe” seria por donde entra el agua en nuestro pozo, que en nuestro caso será la
puerta de entrada al mismo. El resultado es el siguiente.
Ilustración 23. Formulario pozo
Ilustración 24. Formulario pozo
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33
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
Como
estas son las medidas mínimas (en mm) que necesitaríamos para nuestro pozo, y
nuestro cuarto actual cumple sobradamente con las dimensiones en caso de
inundación completa, no cambiaremos ni hará falta hacer obra, así como la
construcción de un pozo nuevo.
Ilustración 25. Planta del pozo
Ilustración 26. Planta del pozo
Ilustración 27. Perfil del pozo
Ilustración 28. Perfil del pozo
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Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
Índice
3. Presupuesto ................................................................................................. 1
3.1 Gastos a tener en cuenta .......................................................................... 4
3.2 Estudio LCC ........................................................................................... 5
3.2.1 Coste inicial ....................................................................................... 5
3.2.2 Costes de instalación ......................................................................... 6
3.2.3 Costes energéticos ............................................................................. 8
3.2.4 Costes de operación .......................................................................... 9
3.2.5 Costes de mantenimiento .................................................................. 9
3.2.6 Costes por pérdida de producción ................................................... 10
3.2.7 Costes medioambientales ................................................................ 11
3.2.8 Costes de retirada ............................................................................ 12
3.3 Presupuesto final ................................................................................... 13
4. Bibliografía ............................................................................................... 14
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Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
Índice de tablas
Tabla 1. Equipos para la inversión inicial ___________________________________ 6
Tabla 2. Presupuesto final ______________________________________________ 13
Índice de ecuaciones
Ecuación 1. Ecuación LCC ______________________________________________ 5
Ecuación 2. Cálculos de instalación _______________________________________ 7
Ecuación 3. Cálculos de mantenimiento ___________________________________ 10
Ecuación 4. Cálculos de retirada _________________________________________ 12
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4
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
3.1 Gastos a tener en cuenta
A continuación, estudiaremos los distintos gastos que costara nuestro
proyecto, así como los de explotación y consumo de los mismos a lo largo de los 20
años en los que queremos amortizarlos, e incluso costes ambientales.
Los gastos de las dos bombas, con sus respectivas válvulas y el cuadro
eléctrico serán los grandes gastos de inversión que tendremos que afrontar al
principio, posteriormente nos preocuparemos más de los gastos de explotación y
consumo de la bomba, como hemos explicado anteriormente.
Deberemos hacer un estudio de la instalación de las bombas, de la obra para
la instalación de la tubería a la piscina, así como de los retoques qué tendremos que
hacer a la bomba de la misma para que su carga desciendo a un tercio de la inicial,
tal y como hemos estipulado en nuestro proyecto. Tendremos que tener en cuenta
también la instalación del cuadro eléctrico, así como el mantenimiento de todos los
equipos nuevos a lo largo de los años, también en caso de avería de alguno prever
ese gasto en este presupuesto.
El acercamiento a estos presupuestos lo haremos siguiendo el modelo de
estudio de presupuestos LCC (Life Cycle Costs) ya que es el que más se asemeja al
tipo de presupuesto que estamos buscando.
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5
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
3.2 Estudio LCC
Con el estudio de Coste de Ciclo de Vida tendremos que tener en cuenta todos
los gastos anteriormente mencionados, y esos gastos se recogen en la siguiente
formula:
𝐿𝐶𝐶 = 𝑐𝑖 + 𝑐𝑖𝑛 + 𝑐𝑒 + 𝑐𝑜 + 𝑐𝑚 + 𝑐𝑠 + 𝑐𝑎𝑚𝑏𝑑 + 𝑐𝑑
Ecuación 1. Ecuación LCC
Siendo cada uno de ellos:
- 𝑐𝑖: coste inicial. Lo que no cuestan las bombas, válvulas, etc.
- 𝑐𝑖𝑛: los costes de la instalación de los equipos y su puesta en marcha.
- 𝑐𝑒: costes energéticos o de explotación.
- 𝑐𝑜: costes de operación que son aquellos de supervisión del sistema
instalado.
- 𝑐𝑚: costes de mantenimiento. En caso de avería o necesidad de cambio
de una parte de la instalación.
- 𝑐𝑠: perdidas por producción y avería.
- 𝑐𝑎𝑚𝑏: costes ambientales como pueden ser impuesto por no cumplir con
cierta potencia o perjudicar el medio ambiente con nuestro motor.
- 𝑐𝑑: costes por retirar el equipo instalado anterior.
3.2.1 Coste inicial
En estos gastos incluiremos todos los gastos iniciales de nuestro proyecto,
que, aunque suene redundante es el objetivo. Queremos incluir los gastos de
inversión tales como las bombas, los gastos de material de las tuberías a instalar en
la piscina, las válvulas y por último el cuadro eléctrico.
A lo largo del proyecto hemos ido incluyendo los precios de cada cosa por lo
que los calculas han de ser simples.
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6
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
La siguiente tabla los recogerá todos:
Equipo Número Precio/Equipo Precio final
Bombas AS 0530
12S 2D * 2 588 €/bomba 1176 €
Válvula
Antiretorno 2 114 €/válvula 228 €
Válvula
mariposa 3 51,49 €/válvula 154,5 €
Cuadro eléctrico 1 350 €/cuadro 350 €
Tuberías * 15 m 3,3 €/m 49,5 €
Tabla 1. Equipos para la inversión inicial
* Las tuberías, aunque necesitamos menos metros ya que según los cálculos y mediciones
de distancias solo necesitamos 12 metros, pero con 15 podemos tener recambios para un
futuro en caso de necesitar más metros para mantenimiento sustitución de tuberías en caso
de avería.
* Las bombas inicialmente costaban 840 € cada una, pero encontramos una oferta en
internet en Sulzer que nos la vendían con un 30% de descuento, cosa que aprovecharemos
para la oportunidad.
Finalmente, nuestro coste inicial de inversión será de:
𝒄𝒊 = 𝟏𝟗𝟓𝟔 €
3.2.2 Costes de instalación
Los costes de instalación son los más difíciles de calcular ya que tenemos que
estimar aproximadamente el tiempo que necesitaremos en cada una de las pequeñas
instalaciones que tiene la obra en general.
Lo que nos cuesta la instalación de las tuberías y de la obra de levantar el
suelo para ponerlas y aproximadamente el tiempo que tarda uno, lo mismo pasaría
para la instalación de las bombas y del cuadro eléctrico.
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7
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
Lo primero sería la obra de instalación de la tubería a la piscina, ya que es la
más complicada y la necesitamos antes de instalar las bombas. Esta obra incluiría el
levantamiento de tierra para la tubería, la pequeña obra que tendremos que hacer para
adaptar estas tuberías a la piscina, las entradas de agua y ver donde serían, así como
la programación de la bomba de la piscina para que solo coja un tercio del caudal
que absorbe actualmente, así como la segunda parte de la instalación que sería la
vuelta de la tubería al depósito interior para la bomba.
Consultando a un experto llegamos a la conclusión que una obra de estas
características nos tomaría aproximadamente 5 días llevarla a cabo, con 2 operarios
trabajando 8 horas al día. El coste con esos 2 operarios trabajando las horas
estipuladas saldría aproximadamente a unos 200 €/día, saldrá más barato de lo
normal ya que hemos adquirido nosotros los materiales por lo que eso no iría en el
presupuesto.
En cuanto a la instalación de las bombas y de las válvulas necesitaremos
también a 2 operarios, pero al contrario que en la obra civil solo durarían un día las
instalaciones por lo que a unos aproximadamente 40 € la hora cada operario cobraría
320 € al día. Hay que tener en cuenta que en el precio no aseguran profesionales de
Sulzer, que saben en todo momento lo que hacen y que la instalación será
inmejorable.
La instalación del cuadro eléctrico vendrá incluido en la instalación de las
bombas ya que suponemos que ya lo habremos adquirido y los operarios saben cómo
instalarlo a la bomba a una altura razonable, ya que es un error común dejarlo a
alturas medias, y cuando se inunda la habitación el cuadro se estropea así que
debemos decirle que lo queremos a una altura mayor a la habitual.
Finalmente, los costes de instalación de las obras en conjunto serian:
𝒄𝒊𝒏 = 5 𝑑𝑖𝑎𝑠 ∗200€
𝑑𝑖𝑎+ 1 𝑑𝑖𝑎 ∗ 2 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑟𝑖𝑜𝑠 ∗ 320
€
𝑑𝑖𝑎 ∗ 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑟𝑖𝑜= 𝟏𝟕𝟒𝟎 €
Ecuación 2. Cálculos de instalación
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8
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
3.2.3 Costes energéticos
Con estos cálculos veremos lo que gasta en electricidad nuestras bombas en
funcionamiento. En el apartado de cálculo de la bomba vimos como el programa
ABSEL nos daba los gastos de la bomba al año, amortizándolo a 20 años con los
datos siguientes ya colgados anteriormente nos sale que los gastos de explotación o
energéticos se estiman en:
Un coste energético por año estimado de 875,85 €/año, teniendo en cuenta
la inflación como vemos en la imagen:
Esos son los gastos energéticos teniendo en cuenta la inversión inicial de las
bombas con los datos de la tabla anterior a esta, con ellos sabemos que en un plazo
de 20 años los gastos energéticos serán:
𝒄𝒆 = 𝟏𝟒𝟖𝟐𝟗, 𝟖𝟑 €
Siendo lo siguiente la evolución de los gastos energéticos en función de las
horas funcionando.
Ilustración 1. Datos explotación
Ilustración 2. Costes de explotación
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9
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
3.2.4 Costes de operación
Estos gastos incluyen la supervisión de los equipos a lo largo de los años,
pero sin embargo no incluyen, en caso de avería, los recambios necesarios que
haremos a nuestra instalación.
Solo necesitaremos estos gastos para las bombas y como mucho para el
cuadro eléctrico.
Estimamos que nos visitaría un profesional cualificado de Sulzer 1 vez al año
a supervisar las bombas por un coste aproximado de 100 € por visita, ya que no
suelen durar mucho, y en caso de encontrar avería vendría otro día a resolver el
problema. Este gasto se llevaría a cabo durante al menos 10 años y los 10 años
restantes necesitaremos 2 visitas anuales debido a la antigüedad de la bomba que
tendrá por entonces. Tendremos entonces 30 visitas en 20 años por un coste
aproximado de 100 € por visita. Entonces el coste de operación sería:
𝒄𝒐 = 𝟑𝟎𝟎𝟎 €
3.2.5 Costes de mantenimiento
Son aquellos costes derivados de los de operación, que tras la revisión se
detectan problemas, o simplemente aquellos en los cuales algún equipo de la
instalación se avería o se rompe y tenemos que llamar a la compañía para que lo
arreglen.
Ilustración 3. Curvas de los costes de explotación en 20 años
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10
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
Estos gastos podemos suponerlos como un gasto fijo por reparación y el
salario del operario que venga a hacernos el mantenimiento.
Suponiendo que el gasto fijo sea el 10% del costo de la bomba y que el sueldo
del operario sea el mismo que el estipulado en la instalación, durante
aproximadamente 4 horas, y que necesitemos al menos una reparación una vez cada
dos años y una vez cada año en los 10 últimos años tendremos unos costes
aproximados de:
𝒄𝒎 = 10% ∗ 588 € ∗ (10 + 5 𝑟𝑒𝑝𝑎𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠) + 1 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑟𝑖𝑜 ∗ 40€
ℎ ∗ 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑟𝑖𝑜
∗ 4 ℎ ∗ (10 + 5 𝑟𝑒𝑝𝑎𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠) = 𝟑𝟐𝟖𝟐 €
Ecuación 3. Cálculos de mantenimiento
Tenemos que tener en cuenta además que tenemos una bomba en paralelo en
caso de que la principal se nos averíe así que, en caso de fallo de la primera, no sería
urgente comprar o reparar esa bomba. De esta manera nos ahorramos unos gastos de
mantenimiento por fallo de la primera altos.
3.2.6 Costes por pérdida de producción
Debido a que tenemos dos bombas en paralelo los costes por tiempo de avería
o producción podremos considerarlos nulos.
Esto se debe a que, en caso de fallo de la bomba bajo carga, con el cuadro
eléctrico que hemos adquirido, la bomba secundaria se pondría en marcha
automáticamente y recibiría toda la carga de la primera, de esta manera no
perderíamos nada por tiempo de avería, ahorrándonos también el tener que alquilar
otra bomba.
De esta manera, al poner dos bombas en paralelo, no ahorramos unos costes
por perdida de producción que suelen ser inaceptablemente altos. Con ello tenemos
más costes de inversión al tener otra bomba idéntica pero como ya hemos dicho, nos
ahorramos unos de perdida de producción que en caso de tener solo una bomba y
esta fallase serian increíblemente altos.
Iñigo Leal de Oriol
11
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
Por estas razones consideramos que los costes de producción son nulos.
3.2.7 Costes medioambientales
Debido a que las obras a realizar y el funcionamiento de las bombas es de un
tamaño mínimo comparado con otras obras los costes medioambientales son
mínimos.
Esto se debe a que no hacemos vertidos de ningún tipo y el agua utilizada se
mantiene continuamente dentro de la red de tuberías, ya sea de desechos en el caso
del abastecimiento de la casa, que irán a las tuberías y desagües correspondientes ya
existentes.
De misma manera sucede en el caso del riego ya que es agua limpia y potable
que absorbe el jardín tal y como venía haciendo hasta ahora por lo que no infringimos
ninguna ley medioambiental, ya que todo está dispuesto desde el momento de la
instalación de la bomba y el riego en la construcción de la vivienda.
En el caso de la piscina, el agua que tendremos tendrá la mínima cantidad de
cloro como ya hemos explicado debido a que la piscina esta durante todo el año
recirculando, necesitando las cantidades mínimas de desinfectantes, manteniéndose
dentro de los límites de potabilidad del agua, ya que el agua de la piscina procede
del mismo pozo que el de la casa y la del jardín.
En cuanto a la obra necesaria para adaptar la piscina a la instalación, con los
conductos de recirculación, la obra exige poco tiempo y no daña para anda el
medioambiente, ya que no se producen residuos y todo el material sobrante se puede
reutilizar para un futuro en caso de avería, como pueden ser los metros sobrantes de
tubería o la tierra extraía, que se utilizara para rellenar el socavón creado.
Por esas razones llegamos a la conclusión de que los gastos
medioambientales son prácticamente nulos y no debemos tenerlos en cuenta.
La bomba que desinstalaremos se reciclara debidamente para no producir
desechos y para su posterior reciclaje en cualquier chatarrería o para en caso de fallo
Iñigo Leal de Oriol
12
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
catastrófico de nuestra instalación poder tenerla de reserva guardad para poder
abastecer las necesidades de la vivienda.
Aunque la bomba funciona con agua es posible que tengamos residuos por el
líquido refrigerante y otros derivados del funcionamiento, que si son gestionados
debidamente durante las operaciones de mantenimiento y operación podremos
ahorrárnoslos, además de ser pequeños para las dos bombas que tenemos.
3.2.8 Costes de retirada
Estos costes engloban todo aquel proceso de retirada de las bombas en caso
de estar ya obsoletas o por fallo de ambas irreparable.
Estos costes podemos dividirlos de tal manera que la retirada nos cueste un
porcentaje de la bomba a retirar, así como su posterior transporte a su zona
correspondiente para su posterior reciclaje, evitando así que haya contaminación por
los refrigerantes y demás productos tóxicos que pueda contener la bomba.
Podemos suponer que el coste por retirada de cada bomba sea un 10% del
valor de la bomba y las horas necesarias para su desinstalación, que aproximaremos
a 1 hora de retirada y otra hora de trasporte al vertedero. Los cálculos los
supondremos en caso de retirar las dos bombas a la vez. Y el precio del operario que
lo retirará y desechará será el mismo que el de los operarios de la instalación.
Necesitaremos 2 operarios ya que las bombas son pesadas y una sola persona no
podría con ellas.
Calculándolo:
𝒄𝒅 = 10% ∗ (2 𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎𝑠 ∗588€
𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎) + 2 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑟𝑖𝑜𝑠 ∗ 2 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠
∗ 40€
ℎ𝑜𝑟𝑎 ∗ 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑟𝑖𝑜= 𝟐𝟕𝟕, 𝟔 €
Ecuación 4. Cálculos de retirada
Iñigo Leal de Oriol
13
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
3.3 Presupuesto final
Finalmente sumando todos los costes de las distintas áreas obtenemos la
siguiente tabla de presupuestos que englobara los 20 años en los que pretendemos
tenerlas funcionando:
Finalmente, nuestro presupuesto de aquí a 20 años asciende a 25.085,43 €
veinticinco mil ochenta y cinco euros con cuarenta y tres céntimos.
Fdo.
Iñigo Leal de Oriol
Coste Presupuesto
Inicial 1.956 €
Instalación 1.740 €
Energéticos 14.829,83 €
Operación 3.000 €
Mantenimiento 3.282 €
Perdida producción
0 €
Medioambiental 0 €
Retirada 277,60 €
Total 25.085,43 €
Tabla 2. Presupuesto final
Iñigo Leal de Oriol
14
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
4. Bibliografía
Iñigo Leal de Oriol
15
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
[1] Definición de turbomáquina
http://es.scribd.com/doc/59744295/TURBOMAQUINAS-Conepto-
clasificacion#scribd
[2] Turbomáquinas hidráulicas
http://biblioteca.uns.edu.pe/saladocentes/archivoz/curzoz/turbo2010_3.pdf
[3] Consumos del agua en el jardín (1)
http://publicaciones.ua.es/filespubli/pdf/02134619RD34954595.pdf
[4] Consumos del agua en el jardín (2)
http://www.jardinosfera.com/2013/02/Consumo-de-Agua-en-el-Riego-de-
Jardines.html
[5] Cálculos de la piscina
http://toledopiscinas.es/calculos-piscina/calculo-volumen-piscina
[6] Recirculación de la piscina
http://www.filtragua.com/html/periodo_de_recirculacion.htm
[7] Precios, inflación, etc. de la energía en España
http://www.certificadosenergeticos.com/precio-electricidad-espana-europa
[8] Precio de las bombas
http://perfildecontratante.aretne.com/acosol/administracion/resources/anexo
s/licitaciones/19_2012/19_2012_anexo23.pdf
[10] Precios del PVC
http://www.saneamientosdimasa.es/?destino=tuber%C3%ADa%20pvc%20
presi%C3%B3n
Iñigo Leal de Oriol
16
Diseño de una estación de bombeo para una vivienda unifamiliar
[11] Planos e información sobre válvulas antirretorno y de cierre
http://www.comeval.es/productos/index.html
[12] Estudio LCC
Sanz, Íñigo, “El Coste del Ciclo de Vida de las Bombas” Anales de Mecánica
y Electricidad, Septiembre – Octubre 2003
Product description
Pos. Denominación Ref. Cant. P. Ud. [EUR] Precio [EUR]
AS 0530 D 50 HZ 1
AS 0530 D 1 Consultar Consultar
ASType: AS 0530 D
Bomba sumergible de ABS, robusta y fiable para aguas residuales, con potencias de 1 a 3,5 kW. Indicadapara trabajos de achique en edificios yobras en aplicaciones urbanas e industriales.Motores encapsulados, herméticos y completamente sumergibles en versiónstandard o anti-deflagrante. Hidráulicas con sistema cb (contra-bloqueo) oimpulsores vortex.Posiblidad de instalación transportable y fija.
Caudales hasta 80 m3/hAltura máxima 35 m
Tipo: AS 0530 DDatos técnicosCaudal : 1,953 m³/hAltura de impulsión : 11,65 mRendimiento hidráulico : 8,423 %Potencia en el eje : 0,766 kWVelocidad : Tipo de impulsor : Vortex impellerPotencia del motor : 1,2 kWTensión : 220 VFrecuencia : 50 HzSalida de descarga : DN50
Precio total Consultar
AS 0530 D 50 HZ
Spaix® 4, Versión 4.0.13 - 2012/11/28 (Build 334)Sulzer reserves the right to change any data and dimensions without prior notice
and can not be held responsible f or the use of inf ormation contained in this sof tware. Dec-2012Versión de datos
30,8%
S12/2D
50HZ
Altura de impulsión
Q / m³/h0 4 8 12 16 20 24
H / m
3
3,5
4
4,5
5
5,5
6
6,5
7
7,5
8
8,5
9
9,5
10
10,5
11
11,5
12
12,5
H / MPa
0,03
0,035
0,04
0,045
0,05
0,055
0,06
0,065
0,07
0,075
0,08
0,085
0,09
0,095
0,1
0,105
0,11
0,115
0,12
- D110
A1
1,953 m³/h
11,65 m
Normas de referencia
11/05/2016
ISO 9906 Gr 2 Annex A1/A2
Punto de diseñoCaudalRendimientoNPSH TemperaturaN° de bombas
Datos de la bombaTipoSerieN° de paletasPaso de sólidosBoca impulsión
Datos del motorTensión nominalPotencia nominal P2Nº de polosFactor de potenciaCorriente de arranquePar de arranqueClase de aislamiento
50,0 Hz2860 1/min
71,1 %
4 NmIP 68
5,98 A
ABS
110 mmVortex impeller
11,7 m0,766 kW
40 mm
AS 0530 D 50 HZAS6
DN50
1,95 m³/h
220 V1,2 kW
20,74
34,7 A17,3 Nm
F
Bomba simple
8,42 %
120 °C
WaterFluidoTipo de instalación
MarcaRodeteDiámetro de rodeteBoca aspiración
FrecuenciaRégimen nominalRendimientoCorriente nominalPar nominalGrado de protección
AlturaPotencia absorbida
50
Boca impulsión
DN50
Frecuencia
Densidad
998,2 kg/m³
Viscosidad
1 mm²/s
Normas de referencia Velocidad nominal
2920 1/min
Fecha
11/05/2016
Caudal
1,95 m³/h
Hz
30,8%
S12/2D 50H
Z
Altura de impulsión
Q / m³/h0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26
H / m
2,8
3,2
3,6
4
4,4
4,8
5,2
5,6
6
6,4
6,8
7,2
7,6
8
8,4
8,8
9,2
9,6
10
10,4
10,8
11,2
11,6
12
12,4
H / MPa
0,028
0,032
0,036
0,04
0,044
0,048
0,052
0,056
0,06
0,064
0,068
0,072
0,076
0,08
0,084
0,088
0,092
0,096
0,1
0,104
0,108
0,112
0,116
0,12
0,124
- D110
A1
1,953 m³/h
11,65 m
Diámetro de rodete
110 mm Vortex impeller
ISO 9906 Gr 2 Annex A1/A2
Potencia nominalAltura Rendimiento hidráulico NPSH
11,7 m 0,766 kW 8,42 %
N° de paletas Rodete Diámetro cuerpos sólidosRevisión
6
Sulzer reserves the right to change any data and dimensions without prior notice
and can not be held responsible f or the use of inf ormation contained in this sof tware.
40 mm
Spaix® 4, Versión 4.0.13 - 2012/11/28 (Build 334)Dec-2012Versión de datos
AS 0530 D 50 HZAS 0530 D
Curva de performance bombaNº curva
Curva de referencia
Corriente de arranque
2 11/05/2016
Tolerancia la VDE 0530 T1 12.84 potencia según
34,7 A
1
Potencia nominal
1,2 kW
Factor de servicio
Par de arranque Momento de inercia
17,3 Nm
Régimen nominal
2860 1/min
Nº de polos Tensión nominal Fecha
P2/P2n / %0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
cos φ
I/In
η
P₁
M/Mn
n
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
P₁ / kW
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2
2,1
2,2
2,3
P₂ / kW0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6
n / 1/min
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
2600
2800
3000
3200
3400
3600
- I
- cos φ
- n
- s
- I/In
- M/Mn
- η
- P₁
0,766 kW
2916 1/min
0,766 kW
2916 1/min
A1
0,766 kW
63,84 %
2916 1/min0% 25% 50% 75% 100%125%
0,766 kW
63,84 %
2916 1/min
0,766 kW
63,84 %
2916 1/min
0,766 kW
63,84 %
2916 1/min
0,766 kW
63,84 %
2916 1/min
0,766 kW
63,84 %
2916 1/min
220 V
Spaix® 4, Versión 4.0.13 - 2012/11/28 (Build 334)Sulzer reserves the right to change any data and dimensions without prior notice
and can not be held responsible f or the use of inf ormation contained in this sof tware. Dec-2012Versión de datos
Curvas motor
S12/2D 50HZ
Frecuencia
Symbol En vacío 25 % 50 % 75 % 100 % 125 %
P₁ / kW 0,3548 0,6528 0,9733 1,319 1,688 2,059
P₂ / kW 0 0,3 0,6 0,9 1,2 1,5
I / A 4,655 4,761 5,004 5,414 5,984 6,672
cos φ 0,2 0,3598 0,5104 0,6396 0,7402 0,81
n / 1/min 2983 2959 2933 2901 2865 2826
s / % 0,5676 1,362 2,243 3,291 4,505 5,799
η / % 0 45,96 61,65 68,21 71,1 72,84
Hz50
Project
Pump Sump Calculation Results
Number of Pumps: 2
Pump Model: AFP 0841 M13/6
Starts per hour: 20
Sump
dimensions (WxLxH): 780 x 1150 x 1017 mm
plan area: 0,90 m²
useful volume: 0,49 m³
total volume: 0,91 m³
Inner wall thickness 100 mm
Outer wall thickness 100 mm
baffle orifice size: 71 mm
baffle orifice max velocity: 1,07 m/s
inflow pipe diameter: 100 mm
inflow pipe max velocity: 1,39 m/s
Start and Stop Levels
PumpDesign Flow
(l/s)
Start Level
(mOD)
Stop Level
(mOD)
Pump 1 10,90 0,817 0,270
Standby Pump - - -
Alarm 0,917
Settings
Date:vi. 01 jul 2016 , 18:24
PSD v 1.2.0 / 2016-07-01
Project
780
1150
620
207
388
185
200
Top viewNotes
Do not scale
The pump shown on this drawing is figurative only.
Wall thicknesses shown are approximate only and need to be designed for the actual loading.
All dimensions in mm
PSD v 1.2.0 / 2016-07-01
Project
1017
270
115
292
125
Min H
Side viewNotes
Do not scale
The pump shown on this drawing is figurative only.
Wall thicknesses shown are approximate only and need to be designed for the actual loading.
All dimensions in mm
PSD v 1.2.0 / 2016-07-01
Copyright COMEVAL VALVE SYSTEMS © - Datos sujetos a revisión, regularmente actualizados en www.comeval.es - DS05S - Ed.15/051
Válvulas de Retención de Bola - SERIES UNICHECK 3240/3141
Las Válvulas de Retención de Bola son dispositivos para prevenir el retroceso del fl ujo en el sistema. El fl uido empuja la
bola desde la entrada de la válvula permitiendo el paso del fl ujo. Cuando no hay fl ujo la bola cae por gravedad volviendo a
su posición inicial. El recubrimiento epoxi les proporciona una protección ambiental. Se ofrecen tanto con extremos roscados
como con bridas. Con un diseño simple son una solución efectiva para plantas con aguas sucias, siendo una de las opciones
preferidas en presencia de sedimentos.
Diseño: EN 12334
Presión nominal: PN16 (DN32-150); PN10 (DN200-300)
Longitud entre caras: Fig. 3240: EN 558 S48 (DIN3202 F6) - Fig. 3141: estándar fabricante
Conexiones:
-3240: Bridas EN1092-2 tipo 21/B, PN10/16 (DN50-150) - PN10 (DN200-300)
(válvulas DN65 con 4 taladros, variante aceptada en la norma)
-3141: Rosca ISO 228-1 (DIN259-BSPP)
Marcado: EN 19. Ver fl echa en el cuerpo para sentido normal del fl ujoPruebas de presión: EN 12266-1
Tasa de fuga al cierre: Clase A (estanqueidad total)
Recubrimiento epoxi interior y exterior, azul similar a RAL5005. Espesor medio mín. 250 micras
Producto conforme a la Directiva de Equipos a Presión PED, máx. categoría I
MODELO 3240/3141
Opciones
Aprobación para agua potable y cumplimiento con EN 10704-3, otros diseños y aprobaciones. Consulte con nosotros
Parámetros de operación / Límites de utilización
Agua corriente y líquidos neutros del grupo 2, según PED Anexo II cuadro 9, máx. categoría I
PS: 16 bar (DN32-150) - PS: 10 bar (DN200-300); TS: -10/80ºC (asiento NBR) ; -10/120ºC (asiento EPDM)
Cuadro 9: PS 16 bar DN32 - DN150 (Art. 3.3)
PS 10 bar DN200 - DN300 (Art. 3.3)
Para cuestiones sobre compatibilidad de materiales consulte con nosotros
Atributos principales / Normas de referencia
Bola calibrada recubierta de
caucho
Protección con revestimiento
epoxi de cuerpo y tapa
Paso total del fl uido sin
obstrucción y autolimpiante
Tapa desmontable para
fácil mantenimiento
3240 Conexiones de
bridas
3141 Conexiones roscadas
Tornillería de acero inoxidable
Placa identifi cativa incluyendo el nº
de lote para una total trazabilidad
Copyright COMEVAL VALVE SYSTEMS © - Datos sujetos a revisión, regularmente actualizados en www.comeval.es - DS05S - Ed.15/042
Nº PARTE MATERIAL
1 CUERPO Fundición Nodular EN-JS1050 (GGG50)
2 BOLAFundición Nodular EN-JS1050 (GGG50)
Revestido: NBR (3240NBR) / EPDM (3240EPDM)
3 TAPA Fundición Nodular EN-JS1050 (GGG50)
4 TORNILLO Acero Inox. A2
5 ARANDELA Acero Inox. A2
6 TUERCA Acero Inox. A2
7 PLACA IDENTIFICATIVA Acero Inox. SS304
8 REMACHE Aleación de aluminio
9 TÓRICA NBR (3240NBR) / EPDM (3240EPDM)
Parámetros principales
TAM.DN 50 65 80 100 125 150 200 250 300
NPS 2” 2-1/2” 3” 4” 5” 6” 8” 10” 12”
ØA 165 185 200 220 250 285 340 400 455
ØB 125 145 160 180 210 240 295 355 410
C 19 19 19 19 19 19 20 22 24,5
D 3 3 3 3 3 3 3 3 4
N-ØE 4-Ø19 4-Ø19 6-Ø19 6-Ø19 8-Ø19 8-Ø23 10-Ø23 10-Ø28 10-Ø28
N-P - - 2-M16 2-M16 - - 2-M20 2-M24 2-M24
L 200 240 260 300 350 400 500 600 700
S 6,5 6,5 6,5 7 8 8 9 10 11
Peso aprox. 8 13 14 21 37 42 80 121 200
MODELO 3240
Partes y materiales
Válvulas de Retención de Bola - SERIES UNICHECK 3240/3141
Dimensiones en mm sujetas a tolerancias de fabricación / Pesos en kg
¡Observar prescripciones/limitaciones en las normas y regulaciones aplicables!Manual de Instalación y Mantenimiento disponible en www.comeval.es
El ingeniero que diseña un sistema o una planta es responsable de la correcta selección del equipo.Se debe verifi car la correcta adecuación del producto al servicio. Contacte con nosotros para más información
Copyright COMEVAL VALVE SYSTEMS © - Datos sujetos a revisión, regularmente actualizados en www.comeval.es - DS05S - Ed.15/043
Parámetros principales MODELO 3240
Valores Kvs (m3/h)
DN 50 65 80 100 125 150 200 250 300
Kvs 81 130 255 400 645 970 2000 3050 4150
Diagrama de pérdida de carga
Válvulas de Retención de Bola - SERIES UNICHECK 3240/3141
¡Observar prescripciones/limitaciones en las normas y regulaciones aplicables!Manual de Instalación y Mantenimiento disponible en www.comeval.es
El ingeniero que diseña un sistema o una planta es responsable de la correcta selección del equipo.Se debe verifi car la correcta adecuación del producto al servicio. Contacte con nosotros para más información
Caudal (m3/h)
Copyright COMEVAL VALVE SYSTEMS © - Datos sujetos a revisión, regularmente actualizados en www.comeval.es - DS05S - Ed.15/044
Nº PARTE MATERIAL
1 CUERPO Fundición Nodular EN-JS1050 (GGG50)
2 TAPA Fundición Nodular EN-JS1050 (GGG50)
3 JUNTA NBR (3141NBR) / EPDM (3141EPDM)
4 BOLA Acero Revestido con NBR (3141NBR)-EPDM (3141EPDM)
5 TORNILLO Acero Inox.
Parámetros principales
TAMAÑONPS 1-1/4'' 1-1/2'' 2'' 2-1/2'' 3''
DN 32 40 50 65 80
L 135 145 175 200 248
H 72 85 100 125 160
Peso aprox. 2 2,5 3 5 7,5
MODELO 3141
Diagrama pérdida de carga
Valores Kvs (m3/h)
DN 1-1/4'' 1-1/2'' 2'' 2-1/2'' 3''
Kvs 29 57 78 120 250
Partes y materiales
Válvulas de Retención de Bola - SERIES UNICHECK 3240/3141
Dimensiones en mm sujetas a tolerancias de fabricación / Pesos en kg
¡Observar prescripciones/limitaciones en las normas y regulaciones aplicables!Manual de Instalación y Mantenimiento disponible en www.comeval.es
El ingeniero que diseña un sistema o una planta es responsable de la correcta selección del equipo.Se debe verifi car la correcta adecuación del producto al servicio. Contacte con nosotros para más información
Caudal (m3/h)