Cómo calcular caudales de diseño en instalaciones de gas

Para poder dimensionar una instalación receptora de gas es necesario conocer los caudales de diseño que circulan por cada tramo de tubería. A continuación os resumo las fórmulas a emplear para el cálculo de dichos caudales en función de la potencia de los aparatos de gas.

Caudal de un único aparato a gas

El caudal de un único aparato a gas se calcula como el cociente entre el consumo calorífico del aparato, también llamado potencia nominal y el poder calorífico del gas. Si el consumo calorífico del aparato está referido al poder calorífico inferior (H_i), como es habitual, aparecerá en la fórmula el coeficiente 1,10 para transformar el Hi en poder calorífico superior (H_s).

Donde

Q_n es el consumo volumétrico o caudal nominal del aparato a gas (m³/h)

P_AHi es el consumo calorífico o potencia nominal, referido al H_i, del aparato a gas (kW)

H_s es el poder calorífico superior del gas (kWh/m³)

1,10 es un coeficiente corrector medio, función del H_s y del H_i del gas suministrado (sin unidades)

En la tabla siguiente puede consultarses los poderes caloríficos de los gases combustibles más habituales:

Gas	Poder calorífico superior (Hs) (Fuente: IDAE)
Gas natural	11,24 kWh/m3(n)
Propano	25,35 kWh/m3(n)
Butano	32,91 kWh/m3(n)

Caudal de tramos de una instalación individual que alimentan a varios aparatos

En tramos de instalaciones pertenecientes a un único abonado o usuario, cuando estos alimentan a varios aparatos, el caudal se determina con la siguiente fórmula:

Siendo:

Q_si el caudal simultáneo del tramo de instalación individual (m3/h)

P_i la potencia de diseño del tramo de instalación individual (kW)

H_s el poder calorífico superior del gas (kWh/m³)

Como paso previo a la determinación del caudal, deberemos obtener la potencia de diseño de la instalación individual. Dicha potencia difiere en función de si se trata de viviendas o locales de otro uso:

Viviendas:

Debe tenerse en cuenta de que para una vivienda completa no se puede asignar una potencia de diseño inferior a la correspondiente al grado 1 de gasificación, que es de 30 kW. Por tanto, si al tramo de instalación que alimenta la vivienda completa le corresponden menos de 30 kW, asignaremos el valor de 30 kW.

Locales distintos de vivienda:

Siendo:

P_i la potencia de diseño del tramo de instalación individual (kW)

A, B, C, … los consumos caloríficos de los aparatos a gas, referidos al Hi, ordenados de mayor (A) a menor (Z).

Caudal de tramos de la instalación común

Cuando tenemos tramos de la instalación que alimentan a varios abonados, el caudal simultáneo común de cada tramo, se calcula como se indica a continuación:

donde

Q_sc es el caudal simultáneo del tramo de instalación común (m3/h)

P_c es la potencia de diseño del tramo de instalación común (kW)

H_s es el poder calorífico superior del gas (kWh/m³)

El cálculo de la potencia de diseño de la instalación común se hace con la siguiente expresión:

Donde:

P_c es la potencia de diseño del tramo de instalación común (kW)

P_iv es la potencia de diseño de las instalaciones individuales de las viviendas (kW)

P_il: Potencia de diseño de las instalaciones individuales de los locales distintos de las viviendas (kW)

S_n: Factor de simultaneidad (S₁ para conjuntos de viviendas sin calefacción individual a gas, S₂ para viviendas conjuntos de viviendas con calefacción individua de gas)

El factor de simultaneidad se determina de acuerdo con las siguientes fórmulas.

S1. Viviendas sin calderas individuales de gas

Donde N es el número de viviendas. Para más de 30 viviendas S1 = 0,15

S2. Viviendas con calderas individuales de gas

Donde N es el número de viviendas. Para más de 30 viviendas S2 = 0,35

Conclusiones

Una vez determinados los caudales, el siguiente paso es determinar el diámetro de las tuberías. Si necesitáis consultar las expresiones necesarias podéis hacerlo en la entrada titulada Como calcular tuberías de gas.