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 (Hi), como es habitual, aparecerá en la fórmula el coeficiente 1,10 para transformar el Hi en poder calorífico superior (Hs).
Donde
Qn es el consumo volumétrico o caudal nominal del aparato a gas (m3/h)
PAHi es el consumo calorífico o potencia nominal, referido al Hi, del aparato a gas (kW)
Hs es el poder calorífico superior del gas (kWh/m3)
1,10 es un coeficiente corrector medio, función del Hs y del Hi 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:
Qsi el caudal simultáneo del tramo de instalación individual (m3/h)
Pi la potencia de diseño del tramo de instalación individual (kW)
Hs 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:
Pi 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
Qsc es el caudal simultáneo del tramo de instalación común (m3/h)
Pc es la potencia de diseño del tramo de instalación común (kW)
Hs 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:
Pc es la potencia de diseño del tramo de instalación común (kW)
Piv es la potencia de diseño de las instalaciones individuales de las viviendas (kW)
Pil: Potencia de diseño de las instalaciones individuales de los locales distintos de las viviendas (kW)
Sn: 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
Recursos relacionados
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Hola Bruno.
Quisiera saber como puedo calcular en una estufa a gas natural de 5000 Kcal el diametro de la salida de los gases, o chimenea. el equipo, tiene un inyector de gas 2 mm y la presión de la linea principal es de 180mm c.a.(1,76Kpa) el sistema es una camara de combustion estanca, con aporte de chimenea concentricas de entrada y salida al exterior. Desde ya, muchas gracias.
Hola Jorge,
Si buscas un método de cálculo de chimeneas, puedes consultar la norma UNE 123001.
Si lo que deseas es hacer un cálculo rápido, es posible que te sean útiles las aplicaciones que ponen a disposición de los técnicos los fabricantes de chimeneas como JEREMIAS, DINAK, CHIMETAL, etc …
Un cordial saludo.
Hola, que tal, tengo una pregunta, resulta que tengo una tuberia de gas de 3/4 de pulgada hasta un codo, donde hay una reduccion que es de 1/2 que sale de la pared, voy a instalar una caldera de calefacción, pero dicha caldera, tiene una boca de 3/4 pulgada, la consulta es… ¿Debo sacar ese codo si o si para poner uno de 3/4? o por solo ese codo le puedo poner un acople de 1/2 a 3/4? en que influye el diámetro de la cañería?? Muchas Gracias. Soy Jose de Argentina.
Hola Bruno
Tengo una caldera de condensación ferroli de 24kw , llave de entrada de gas 3/4 ,necesito conectarla a propano o butano, regulador de presion de 30mbares,con 80centimetros de goma naranja de interio 9mm.
Que diametro de tuberia de cobre y que distancia , es mas aconsejable para la instalación. tuberia de cobre alrededor de un metro , mas o menos.
un saludo
Gracias
Hola Rubén,
Siendo tan pequeña la distancia, con tubería 13/15 debería ser suficiente.
Ten en cuenta dos cosas:
– La instalación debe realizarla un instalador habilitado.
– Siendo la caldera un aparato fijo está prohibida la goma naranja. Debes instalarlo con tubo de cobre u otro medio autorizado en la parte 7 de la norma UNE 60670.
Saludos.
hola Bruno te consulto tengo que dimensionar una cañeria que me excede las tablas de calculo es para una vivienda
Hola Diego,
Quizá el método de cálculo descrito en esta entrada pueda resultarte útil:
https://www.ingenierosindustriales.com/como-calcular-tuberias-de-gas/
Un cordial saludo.
Hola, buen día ! te hago una consulta, debo hallar la capacidad instalada de la red en kw + el factor de simultaneidad, en el texto aparece que son 30 kw la capacidad minima pero quisiera saber de donde sale ese dato, muchas gracias !
Hola David,
Puedes encontrar esto en la norma UNE 60670, concretamente en su parte 4.
Un cordial saludo.
Buenas tardes , un consulta en caso quiera aplicar las misma formulación para el oxigeno medicinal, el poder calorífico seria la conversión de la presión almacenada en un tanque convertido a potencia?
Hola Janio,
Me temo que el método expuesto solo es válido para gases combustibles.
Un cordial saludo.
Hola,
¿Cómo se calcularía el caudal de agua que se puede extraer de una caldera a su temperatura máxima?
Gracias
Hola, debemos conocer los siguientes valores:
P: Potencia útil de la caldera.
Te: Temperatura de entrada del agua.
Ts: Temperatura de salida del agua.
El caudal de agua se obtendría despejando de la fórmula de cálculo de potencia útil.
P = Q · Ce · (Ts – Te)
Por tanto el caudal sería:
Q = P / (Ce · (Ts – Te))
Siendo las unidades P (W), Ce = 1,16 Wh / (litro·ºC) y las temperaturas en grados, nos daría el caudal en litros hora.
Saludos.
Hola buenas tardes, yo estoy necesitando calcular los diametros de los caños para gas de tipos epoxi, para realizar las instalaciones de gas de mi fabrica (es de un proyecto de mi escuela) por lo que la fuente de alimentación esta algo alejada de los edificios principales y cuento con muchas estufas, y una cocina a gas
Hola buenas tardes, me gustaría saber como calcular el caudal mínimo de una instalación de gas natural con varias calderas, para poder saber si el contador escogido cumple con este caudal mínimo.
Hola Alejandro,
El cálculo puedes hacerlo como se indica en el texto de la entrada, que resume lo indicado en la norma 60670 parte 4.
Para comprobar si el contador es el adecuado debes comparar el caudal de diseño con los caudales máximo y mínimo del contador. Este dato puedes encontrarlo en la ficha técnica del contador; también puedes encontrar valores generales en el Manual de instalaciones receptoras de gas natural.
Hola bruno,
me gustaría saber si podrías ayudarme en conocer, que costo tendría de calentar 1 litro de agua a 60º
Con una caldera mural A de baxi de 50kw con un acumulador de agua de 800 litros conectado por un intercambiador de placas.
Temperatura d entrada = 12º
Temperatura de salida =60º
Trabajamos con gas propano y el precio es de 0.68€/kg…
Gracias
Hola Javier,
Te falta un dato clave, que es el rendimiento estacional de la caldera, si es una caldera nueva vendrá en la documentación. Para calderas antiguas tendrás que estimarlo o medirlo. Si tienes un contador de gas la mejor solución sería medir realmente. En cualquier caso el cálculo es como sigue:
1º Obtener la energía necesaria
E útil = m · Ce · (Tf – Ti) = 1 kg · 1 kcal/(kg·ºC) · (60 – 12)ºC = 48 kcal
2º Ahora tener en cuenta el rendimiento de la caldera y del intercambiador, esto como no lo sabemos nos lo tenemos que inventar, estimo que el rendimiento conjunto es 0.60:
E consumida = E útil / n = 48 kcal / 0.60 = 80 kcal
3º Pasamos el coste a energía conociendo el PCI del propano que es de 11082 kcal/kg
Coste = 0.68 €/kg / 11082 kcal/kg = 0,0000613 €/kcal
4º Obtenemos el coste por litro
Coste = 80 kcal · 0,0000613 €/kcal = 0,00491 € por l
Un cordial saludo.
Buenos días
Cuánto gas natural consume un generador de 13000 en un días si se se va usar para una casa completa que gasta 10000 kw al año en promedio
Hola Bruno;
Cual es la ecuacion para calcular una montante, con una altura mayor a 15m. en gas antural. se que en tus videos del curso de calculoa de coina industrial ases mencion de ese tema, pero no lo puedo ayar…si eres tan amable de ilustrarme en relacion a esto, de lo agradeseria.
Hola Eduardo,
Puedes emplear la ecuación de Renouard. No te preocupes de que la tubería sea ascendente, como el gas natural es menos denso que el aire, el gas ganará presión por el hecho de subir. En la práctica se suelen despreciar los cambios de cota importantes. Te dejo varios vídeos que te pueden resultar útiles:
https://www.ingenierosindustriales.com/como-calcular-tuberias-de-gas/
https://www.ingenierosindustriales.com/videotutorial/ejemplo-de-calculo-de-tuberias-de-gas-con-la-formula-de-renouard-cuadratica/
https://www.ingenierosindustriales.com/curso/proyecto-de-instalacion-de-gas-para-una-cocina-industrial/7-calculo-de-tuberias-mop-100mbar/
https://www.ingenierosindustriales.com/curso/proyecto-de-instalacion-de-gas-para-una-cocina-industrial/3-anexo-de-calculo-teoria/
https://www.ingenierosindustriales.com/videotutorial/calculo-de-la-tuberia-de-gas-entre-dos-reguladores/
Si ninguno se adapta a lo que necesitas, mándame un croquis y resolvemos un ejemplo.
Un abrazo.