Sistema Hidroneumatico

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INDICE:

Pág. I. AGRADECIMIENTO……………………………………………………… ….……..….……….…..2 II. OBJETIVOS…………………………………………………………….. …………………….…..……4 III. INTRODUCCION…………………………………………………………… …………..……..…...6 IV. SISTEMAS HIDRONEUMÁTICOS……………………………………………………. …..…..9 A. TEORA SOBRE SISTEMAS HIDRONEUMÁTICOS……………………………………….9 B. TIPOS DE SISTEMAS HIDRONEUMÁTICO……………………………………………..…1! C. CARACTERSTICAS……………………………………………………… …………………..…….1" D.PARTES #UE COMPONEN UN SISTEMA HIDRONEUMÁTICO……..…………...1$ E.%UNCIONAMIENTO…………………………………………………… …………………......…..16 %.VIDA &TIL DEL SISTEMA……………………………………………………………….... ……..1' INSTALACION DE INTERIORES



G.%ALLAS MECÁNICAS………………………………………………………………… ..….………1' H.VENTAJAS ANTE UN SISTEMA COM&N DE ALMACENAMIENTO………..……19 V. DISE(O……………………………………………………………………… ……………….…….….21 VI. EJEMPLO…………………………………………………………………… …………………..……2) VII. CONCLUSIONES…………………………………………………………… ……………….…….41 VIII. RECOMENDACIONES…………………………………………………… …………………….4" *I. BIBLIOGRA%IA…………………………………………………………… ……………….…….….4$ *. ANE*OS……………………………………………………………………… ………………………..4)

INSTALACION DE INTERIORES

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S O T N E M I I. C E D A R G A

I. AGRADECIMIENTOS

DIOS:

Con su gran bonda ndad nos perm ermite alcanzar las meta etas que nos proponemos, nos da la salud y nos rodea de personas que nos apoyan.


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L+ ,-/03+3 JOSE CARLOS MARIATEGUI:

En especial a la Facultad de Ingeniería, por llenarme de conocimientos y formarme académicamente como profesional.

S O V Quienes compartieron sus experiencias y conocimientos. I II. T E I-g. R0-0 %70 P+,: J B O or compartir sus conocimientos durante el transcurso de mis clases, L 350-0 30 7+ 05,07+ 30 I-g0-08+ C/7:

siendo un catedr!tico sin reser"a de conocimientos.


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II. OBJETIVOS

A. OBJETIVO GENERAL


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#ealizar un manual de dise$o y funcionamiento para proyectos domiciliarios del sistema %idroneum!tico, que entregue métodos de c!lculo, datos, tablas. Que permita dise$ar, representar y tramitar sin problemas estos proyectos.

B. OBJETIVOS ESPECI%ICOS

•

•

•

N &esarrollo de conceptos, tipos y funcionamiento para el dise$o O del I sistema %idroneum!tico. C &esarrollar el procedimiento para la determinaci'n presiones mínimas y m!ximas, dimensiones del "olumen de tanque C %idroneum!tico y selecci'n del equipo de bombeo. U III. en el &esarrollar el procedimiento para la determinaci'n del dise$o D sistema %idroneum!tico. O R T N I


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III. INTRODUCCIN

odría considerarse que la creciente demanda de "i"ienda en el país %a %ec%o necesario poner en pr!ctica otros métodos constructi"os, así como el uso de nue"os aditamentos que requieren el uso de sistemas y equipos que garanticen su buen funcionamiento, adem!s de la reducci'n de los espacios para la construcci'n. Esto %a %ec%o necesario optimizar el uso de los espacios y de los procesos.


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&e lo mencionado anteriormente, se desarrolla este traba(o, con el cual se explica el dise$o, usos e instalaci'n de los sistemas %idroneum!ticos. )stos fueron dise$ados con el prop'sito de competir con los sistemas tradicionales de distribuci'n y almacenamiento de agua potable, optimizando la presi'n de uso, así como el espacio, ya que éstos pueden instalarse en espacios reducidos y ser pr!cticamente in"isibles dentro de la estructura, manteniendo la estética en el dise$o, dando como resultado que todos los equipos, aditamentos y accesorios de la red de aguas blancas de la estructura funcionen de acuerdo a las normas establecidas, que el uso industrial sea seguro y satisfactorio, y que el uso de estos sistemas en riego "aya en aumento, dado que reduce el desperdicio y el uso de personal, colaborando de esta forma con la reducci'n de costos directos e indirectos a corto y largo plazo.

En resumen los sistemas %idroneum!ticos facilitan los procesos que necesitan de una presi'n de agua constante, ya sean %abitacionales, o industriales, minimizan costos y optimizan espacios que pueden ser utilizados para otro prop'sito.



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O C I T A M U E N O I-. R D I H A M E T S I S

IV. SISTEMAS HIDRONEUMÁTICOS

*os sistemas %idroneum!ticos sir"en para mantener la presi'n constante en las tuberías de aguas blancas dentro de una casa, o+cina o planta puri+cadora. Estos sistemas permiten que el líquido salga a la presi'n y u(o adecuado, sin importar la distancia a la que se encuentren los equipos y artefactos que demandan agua. *os sistemas %idroneum!ticos %an demostrado ser una opci'n e+ciente y "ers!til, con grandes "enta(as frente a otros sistemas. E"ita construir tanques ele"ados, colocando un sistema de tanques parcialmente llenos INSTALACION DE INTERIORES

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con aire a presi'n lo cual pro"oca que la red %idr!ulica mantenga una presi'n, me(orando el funcionamiento de la"adoras, +ltros, regaderas, llenado r!pido de dep'sitos en inodoros, operaciones de ux'metros y riego por aspersi'n, entre otros lo cual demuestra la importancia de estos sistemas en diferentes !reas de aplicaci'n. /simismo e"itar la acumulaci'n de algas y suciedad en tuberías por u(o a ba(as "elocidades. Este sistema no requiere tanques ni red %idr!ulica de distribuci'n en las azoteas de los edi+cios 0e"itando problemas de %umedades por fugas en la red1 que dan tan mal aspecto a las fac%adas y adem!s quedan espacios libres para diferentes usos.

A. TEORA SOBRE SISTEMAS HIDRONEUMÁTICOS

*os sistemas %idroneum!ticos se basan en el principio de compresibilidad o elasticidad del aire cuando es sometido a presi'n, funcionando de la siguiente manera2 el agua que es suministrada desde la acometida p3blica u otra fuente, es retenida en un tanque de almacenamiento de donde, a tra"és de un sistema de bombeo, ser! impulsada a un recipiente a presi'n 0de dimensiones y características calculadas en funci'n de la red1, y que posee "ol3menes "ariables de agua y aire. Cuando el agua entra al recipiente aumenta el ni"el de agua, se comprime el aire y aumenta la presi'n, cuando se llega a un ni"el de agua y presi'n determinados 0m!x.1, se produce la se$al de parada de bomba y el tanque queda en la capacidad de abastecer la red cuando los ni"eles de presi'n ba(an, a los mínimos preestablecidos 0mín.1 se acciona el mando de encendido de la bomba nue"amente. Como se indic', la presi'n "aría entre m!x y mín, y las bombas prenden y apagan continuamente. El dise$o del sistema debe considerar un tiempo mínimo entre el encendido de las bombas, conforme a sus especi+caciones un ni"el de presi'n 0mín1, conforme al requerimiento de presi'n de instalaci'n y una presi'n 0pm!x1, que sea tolerable por la instalaci'n %idr!ulica y proporcione una buena calidad de ser"icio.

B. TIPOS DE SISTEMAS HIDRONEUMÁTICOS

B.1 PRESURIADOR O HIDROCELL



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Consiste en un sistema de presurizaci'n completo, en forma de paquete, que proporciona agua a presi'n constante en toda la red %idr!ulica de la casa. %g,+ 1. P0,;+3 5- <=<+ P0>?5+ @12 H. P.  "4 H. P.

B.2 HIDRONEUMÁTICOS SIMPLES

Consiste en un sistema %idroneum!tico 0agua4aire1 completo, en forma de paquete, que proporciona agua a presi'n en toda la red %idr!ulica de la residencia. #equiere de suministro de electricidad y conectar la succi'n de la bomba a la cisterna, tinaco o dep'sito de agua y descarga del equipo a la tubería. Est! dise$ado para uso residencial y comercial. Fabricado con el criterio de alta calidad para lograr una excelente operaci'n durante muc%os a$os sin problemas de mantenimiento.



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%g,+ 2. B=<+ 0 0- +50 I-3+<70 T+-,0 F;-+7 @+50

%g,+ ". B=<+ 0 0- F0 g +-,0 /05+7 @<+ 30 /3  <=<+ =,70++ +-,0 /05+7 @+50

B." HIDRONEUMÁTICOS M<IPLES


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Funcionan de igual manera que los sistemas %idroneum!ticos simples con la diferencia que éstos utilizan dos o m!s bombas para generar la presi'n en el tanque, dado que se utilizan en estructuras m!s grandes que requieren de una mayor presi'n para alcanzar los ni"eles m!s altos, o por el uso de maquinaria industrial que requiere de muc%a m!s presi'n de lo normal. Est!n fabricados con el criterio de alta calidad para lograr una excelente operaci'n durante muc%os a$os sin problemas de mantenimiento.

%g,+ 4. E, F3-0,=á5 5- 3 <=<+ =,70++ 5- +-,0 /05+7 0- +50



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%g,+ $. E, F3-0,=á5 5- 0 <=<+ =,70++ 5- +-,0 /05+7

C. CARACTERSTICAS C.1 SISTEMA PRESURIADOR O HIDROCELL •

•

• •

• •

or su dise$o al tener el presurizador pegado a la descarga, el recorrido de aspiraci'n es mínimo y es posible reducir pérdidas de carga. F!cil de instalar, ya que se suministra completamente armado y probado, solo requiere de alimentaci'n eléctrica, conectar la succi'n del equipo a la fuente de alimentaci'n de agua y a la descarga de la red de la tubería. 5peraci'n autom!tica. 6o necesita tanque ni equipo de control como interruptor de presi'n y man'metro, el control de encendido y apagado se realiza debido a su tar(eta electr'nica. 7a(o consumo de energía. #ango de suministro de 8 a 9 ba$os completos 0incluyendo cocina y una la"adora1, traba(ando la instalaci'n al 8::;, con tubería de 8<=> de di!metro.


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C.2 SISTEMAS HIDRONEUMÁTICOS SIMPLES

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• •

• •

Es f!cil de instalar, ya que se suministran completamente armados y probados, s'lo se requiere de alimentaci'n eléctrica, y conectar la succi'n del equipo a la fuente de agua y a la descarga de la red de tuberías. 7omba periférica tipo (et 0%ierro gris o acero inoxidable1 o bomba multietapas. 7omba en capacidades de 8<= ?. . %asta 8.: ?. . @anque en acero con membrana 0modelos de 8A a B: lts.1 o diafragma en +bra de "idrio con membrana intercambiable. 7a(o consumo de energía #ango de suministro de 8 a  ba$os completos 0incluyendo cuarto de ser"icio y cocina1, traba(ando la instalaci'n al 8::;, con tubería de 8<=> de di!metro.

C." SISTEMAS HIDRONEUMÁTICOS M<IPLES

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F!cil de instalar, ya que se suministran completamente armados y probados, s'lo se requiere de alimentaci'n eléctrica, y conectar la succi'n del equipo a la fuente de agua y a la descarga de la red de tuberías 7anco de = a D bombas multi4etapas, "erticales u %orizontales 0"elocidad "ariable a partir de 9 bombas1. @ablero de encendido simult!neo con protecciones contra sobrecorriente, luces piloto, acti"aci'n manual o autom!tica. En caso que la demanda sea mayor al u(o de una sola bomba el sistema lo detecta y %ace funcionar el n3mero de bombas requerido para mantener una presi'n constante en toda la línea. @ubo concentrador de u(o, con uni'n remo"ible para f!cil mantenimiento. @anque precargado 0en acero o +bra de "idrio1, adecuado a la demanda. 7ase en %ierro para +(ar las bombas y el tablero de encendido simult!neo, esto facilita su instalaci'n y mantenimiento.



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D. PARTES #UE COMPONEN UN SISTEMA HIDRONEUMÁTICO

El sistema %idroneum!tico deber estar construido y dotado de los componentes que se indican a continuaci'n2 a1 n tanque de presi'n, el cual consta, entre otros, de un ori+cio de entrada y otro de salida para el agua 0en éste se debe mantener un sello de agua para e"itar la entrada de aire en la red de distribuci'n1 y uno para la inyecci'n de aire en caso de faltar el mismo. b1 n n3mero de bombas acorde con las exigencias de la red 0una o dos para "i"iendas unifamiliares y dos o m!s para edi+caciones mayores1. c1 Interruptor eléctrico para detener el funcionamiento del sistema, en caso faltara el agua, cualquiera que fuere el suministro. d1 *la"es de purga en las tuberías de drena(e. e1 -!l"ula de retenci'n en cada una de las tuberías de descarga de las bombas al tanque %idroneum!tico. f1 Conexiones exibles para absorber las "ibraciones. g1 *la"es de paso entre la bomba y el equipo %idroneum!tico y entre éste y el sistema de distribuci'n. %1 an'metro. i1 -!l"ula de seguridad. (1 &ispositi"o para control autom!tico de la relaci'n aire

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ara los sistemas instalados en "i"iendas unifamiliares y NOTA2 bifamiliares, los requerimientos se$alados en los incisos %, (, G y n podr!n suprimirse.

E. %UNCIONAMIENTO

Es un sistema constituido b!sicamente por un tanque %erméticamente cerrado, también llamado tanque presurizado, en el cual se almacena agua y aire a presi'n, por medio de una membrana que los separa, membrana que se encarga de mantener la presi'n de aire, con "alores con"enientes para su distribuci'n y utilizaci'n en una red de agua potable o de riego. El aire a presi'n act3a como elemento el!stico 0resorte1 impulsando la salida del agua contenida en el tanque conforme a los requerimientos de un consumo que se alimenta desde el mismo. Como consecuencia de la salida del agua contenida en el tanque disminuye la presi'n interior en el mismo %asta que un proceso de inyecci'n de agua repone la consumida, lle"ando la presi'n a un nue"o "alor y cerrando un ciclo. /gregando una bomba para inyectar agua en el tanque queda con+gurado el funcionamiento del sistema %idroneum!tico seg3n el siguiente esquema de pasos2 •

•

•

*a bomba inyecta agua a presi'n en el tanque comprimiendo el aire contenido en el mismo. En un ciclo inicial el tanque est! lleno solamente de aire a la presi'n atmosférica y la entrada de agua comprime el aire interior, aumentando la presi'n %asta llegar a un "alor m!ximo pre"iamente establecido, "alor que medido por un presostato 0interruptor accionado por la presi'n en el tanque1 detiene el funcionamiento de la bomba. *a salida de agua del tanque 0por utilizaci'n o consumo1 se produce a expensas de la presi'n acumulada en el mismo 0disminuci'n1. Cuando se llega a un "alor mínimo pre+(ado, medido por un presostato, se pone nue"amente en marc%a la bomba. He completa en esta forma el ciclo del sistema %idroneum!tico, entre la presi'n m!xima en que el presostato, que también es


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conocido como interruptor de presi'n, es un instrumento que abre o cierra un circuito eléctrico, dependiendo de la lectura de presi'n, detiene la bomba en la presi'n mínima en la que el presostato la "uel"e a poner en marc%a, comenzando así un nue"o ciclo.

uede decirse que toda instalaci'n para distribuci'n de agua 0uso sanitario, incendio, riego, etc.1 puede ser abastecida desde un sistema %idroneum!tico.

%IGURA 1. S05,0-5+ 30 >,-5-+=0- 307 +-,0 F3-0,=á5.



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%g,+ 2. E,0=+ 30 >,-5-+=0-

%. VIDA &TIL DEL SISTEMA

*a "ida 3til de un sistema %idroneum!tico, en este caso residencial y para edi+cios de poca altura, depender! del programa de mantenimiento que pueda darse al sistema, ya que la "ida media de un equipo de este tipo supera los diez a$os, si se le da un mantenimiento adecuado, para ello se anexa a este traba(o de graduaci'n un manual de mantenimiento para sistemas %idroneum!ticos 0anexos 1, con el cual se podr! alargar la "ida del equipo, no se toma en cuenta el aumento poblacional ya que por ser un sistema residencial el aumento de la demanda no es signi+cati"o. G. %ALLAS MECÁNICAS #UE IN%LUKEN EN EL %UNCIONAMIENTO DE UN SISTEMA HIDRONEUMÁTICO INSTALACION DE INTERIORES


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Entre los problemas mec!nicos comunes que puede presentar un sistema %idroneum!tico se pueden considerar los siguientes2 G.1 SI LA BOMBA PRENDE K APAGA CON MUCHA %RECUENCIA •

o

o

o

o o o •

o

o

•

o

•

o o

•

oco "olumen de aire En el "isor de agua que tiene el tanque se obser"a si el ni"el de agua est! m!s arriba de las =<9 partes de la altura del tanque. En caso a+rmati"o, se encender! el compresor de modo manual para incrementar la presi'n de aire y reducir el ni"el de agua, %asta que el ni"el ba(e. Compresor desconectado He "eri+ca la posici'n del selector de encendido del compresor, puede ser que esté en apagado. Colocar el selector en modo autom!tico. Hi no es este el caso, re"isar el fusible. Hi ninguna de estas medidas da resultado, consultar al técnico. Fuga de aire en el tanque He "ierte agua (abonosa sobre el tanque, fundamentalmente en las costuras de soldadura, esto sucede si también %ay ruptura en la membrana interna. Hi se producen burbu(as, %ay un ori+cio en ese punto y %abr! que soldarlo. Control de "olumen defectuoso &escartadas las causas antes descritas, es probable que se trate de este elemento, en cuyo caso se llamar! al técnico para que lo desmonte, re"ise y cambie si es necesario. Interruptor de presi'n #e"isar los contactos y la graduaci'n. *lamar al técnico para que lo a(uste, repare o cambie si es necesario. Fugas de agua en la tubería

G.2 SI LAS BOMBAS NO PRENDEN O APAGAN AUTOMÁTICAMENTE • • •

-eri+car en el tablero la posici'n del selector de encendido. -eri+car en el tablero de control el estado de los fusibles. En caso de no tratarse de ninguno de los elementos se$alados, se acudir! al técnico de mantenimiento para que re"ise el equipo.

G." SOLUCIN IDEAL A LAS %ALLAS DESCRITAS •

El sistema %idroneum!tico es un equipo delicado, por consiguiente, es con"eniente que cualquier falla en la operaci'n del mismo sea



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reportada y corregida por personal especializado, de lo contrario se corre el riesgo de causar desperfectos mayores. He debe "eri+car el ni"el de aceite del compresor, si el modelo lo requiere, al menos una "ez al mes. H. VENTAJAS ANTE UN SISTEMA COM&N DE ALMACENAMIENTO •

VENTAJAS

• •

•

•

• •

• •

•

•

•

*a presi'n de agua es regulada a "oluntad. @iene su propio dep'sito de agua, por lo que, ante cortes de energía se mantiene una reser"a presurizada disponible para utilizar. /gotada ésta, el agua uye a presi'n normal. 6o importa la distancia de ubicaci'n del sistema en planta ni en altura con respecto a la demanda. *a bomba traba(a con rendimiento adecuado durante bre"es períodos, %asta alcanzar la presi'n de corte. Esto, adem!s de darle mayor "ida 3til al equipo, genera un menor costo de operaci'n. Es totalmente autom!tico. Este sistema, cada "ez m!s utilizado en el mundo, permite alimentar simult!neamente distintos ser"icios como consumo sanitario domiciliario, riego, m!quinas de la"ado, ser"icios contra incendio, procesos industriales, etc. Hilencioso. Excelente presi'n en toda la red %idr!ulica, me(orando el funcionamiento de la"adoras, +ltros, regaderas, llenado r!pido de dep'sitos en inodoros, operaci'n de ux'metros y riego por aspersi'n, entre otros. /sí mismo e"ita la acumulaci'n de suciedad y algas en las tuberías por u(o a ba(a "elocidad.

6o requiere tanques en las terrazas que den mal aspecto a las fac%adas y sobrecarguen la estructura de la construcci'n. 6o requiere red %idr!ulica de distribuci'n en las terrazas, quedando libres para diferentes usos, e"itando %umedades por fugas en la red. @otalmente %igiénicos, ya que no %ay tanques abiertos en contacto con el pol"o, microbios, insectos y peque$os animales.



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DESVENTAJAS

En este tipo de sistemas no son numerosas las des"enta(as que pueden mencionarse ya que fueron dise$ados y fabricados con el prop'sito de competir con los sistemas ya existentes y de esa manera me(orar de gran forma el uso y distribuci'n del agua dentro de las estructuras para las que fueron dise$adas, optimizando presiones. •

•

•

na de las des"enta(as m!s notables en estos sistemas es el uso de energía eléctrica, ya que el sistema depende por completo de ella, y al no %aber corriente el ser"icio de agua se detiene por completo. 5tra de las des"enta(as es la falta de agua en las tuberías a causa del mal ser"icio, falta o corte del mismo, aunque este problema puede resol"erse de "arias formas, como son el uso de cisternas subterr!neas o tinacos a ni"el del suelo para tener una reser"a aceptable y mantener continuo el u(o de agua sin importar el ser"icio externo. @iene un consumo de energía como se detalla en el capítulo cinco, en los requerimientos eléctricos de la residencia que aunque mínimo es una des"enta(a en relaci'n a los tanques ele"ados que funcionan con solo el efecto de la gra"edad.



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V. EL DISE(O DE UN SISTEMA HIDRONEUMÁTICO GENERALIDADES


O Ñ -. E S I D


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El dise$o del sistema de presi'n %idroneum!tico, consiste en determinar los ni"eles de operaci'n del sistema 0diferencial de presi'n1, ya que este dependen las características que deben de tener principalmente el tanque y el equipo de bombeo. El dise$o y selecci'n de un sistema %idroneum!tico in"olucra los siguientes puntos2 /. &eterminaci'n del caudal de dise$o. 7. &eterminaci'n de las presiones m!xima y mínima requeridas en el tanque. C. -olumen de tanque %idroneum!tico. &. Helecci'n de la capacidad del equipo de bombeo.

A. D00=-+5- 307 5+,3+7 30 30

*a determinaci'n del gasto de dise$o es el punto de partida del dise$o y selecci'n del sistema %idroneum!tico, este gasto como ya se %abía mencionado equi"ale al gasto m!ximo instant!neo, el cual puede obtenerse usando el método de #oy %unter. M?3 30 R F,-0

Este método consiste en realizar el conteo de las unidades %unter de cada uno de los aparatos sanitarios existentes en la edi+caci'n, luego con el "alor total de las unidades %unter se podr! obtener la !xima &emanda Himult!nea ' gasto probable de agua que tendr! nuestro proyecto de la "i"ienda unifamiliar.




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B. D00=-+5- 30 7+ 0-0 =á=+  =8-=+ 0,03+ 0- 07 +-,0.

*a presi'n mínima de operaci'n 0min1 del cilindro en el sistema %idroneum!tico deber! ser tal que garantice en todo momento, la presi'n requerida 0presi'n residual1 en la toma m!s desfa"orable y podr! ser determinada por la f'rmula siguiente2 &'nde2 Pmin= H T + ∑hf + P S



H T



/ltura geométrica 0o diferencia de cotas1 entre el ni"el



del tanque subterr!neo y el ni"el de la pieza m!s desfa"orable. ∑ hf  *a sumatoria de todas las pérdidas 0tanto en tubería



recta como accesorios1 que sufre el uido desde la descarga del tanque %asta la toma m!s desfa"orable. PS  resi'n residual.

N+:

&eterminando la presi'n mínima usamos la tabla I. para determinar presiones m!ximas y mínimas para el tanque a dise$ar.

T+<7+ I.



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%,0-0: A5+5- 0,+-+ 30 >+<5+-0 30 0=+ F3-0,=á5.

C. V7,=0- 30 +-,0 F3-0,=á5 @ V TH 

El "olumen del tanque %idroneum!tico se determinara usando la tabla I. de la columna 9 0factor de multiplicaci'n1, multiplicando por el caudal de bombeo necesario para satisfacer dic%o sistema. Que satisface la siguiente formula2

V TH

=

 

Qb

Qb × F . M .

 caudal de bombeo 0lit
F.M.

 Contantes.

*as dimensiones del tanque %idroneum!tico se determinaran usando la tabla II.

T+<7+ II.



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%,0-0: A5+5- 0,+-+ 30 >+<5+-0 30 0=+ F3-0,=á5.

D. S07055- 30 7+ 5++53+3 307 0, 30 <=<0

/quí nos interesa conocer el caballa(e de la bomba a emplear.

HP =

Q b × H D 75 × n

&'nde2 Qb

 Jasto al bombearse 0*it
H D n

 /ltura din!mica 0m1.

 #endimiento de la bomba, que a los efectos del c!lculo te'rico se

estima en B:;.



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*as bombas deben seleccionarse para traba(ar contra una carga por lo menos igual a la presi'n m!xima en el tanque %idroneum!tico. Esto est! indicado en Jaceta para garantizar que las unidades de bombeo seleccionadas alcancen la presi'n m!xima requerida por el sistema %idroneum!tico pero de tenerse a mano cur"as características de las unidades de bombeo, la selecci'n podr! %acerse por medio de ellas. *a potencia del motor eléctrico que accione la bomba ser! calculada seg3n las mismas consideraciones utilizadas en el c!lculo de los sistemas de tanque a tanque.


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O L P M E J E . I V

VI EJEMPLO: E7 =?5 0 30 ,-+ //0-3+ 30 3 7+-+  +;0+. L+ +7,+ 0-0 07 -/07 307 +-,0  07 -/07 30 D+-5 7+ 0;+ =á 30>+/+<70 0 30 ).'! =. + N+: +7,+ 30 ,55- 2.!!=.


@anque4 /  m. / 4 7  B.D m. 7 4 C  =. m. C 4 &  8:.K m. & 4 I  :.B m. & 4 E  9.8 m. C 4 ?  =.B m. / 4 F  8.L m. C 4 *  9.= m. M 4 N  :.9 m. M 4 *  B m. * 4 #  B.K m.  4 6  :.9 m.  4 H  =.9 m. * 4 #  B.D m. 7 4 J  8.L m. # O 9=

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D00=-+5- 307 5+,3+7 30 30

Como primer paso procedemos al C!lculo de nidades ?unter existentes en toda la edi+caci'n y así obtener mediante su equi"alencia el caudal que necesita la edi+caci'n e iniciar así el dise$o.

APARAT O L7. R0g L+/+30  12 B+ B+

UH 2

N VECES "

TOTAL 6

"

2

6

4

2

'

6

" 

1' "' UH

Como tenemos 9L ?, es un edi+cio de ser"icio ri"ado, y adem!s usaremos aparatos de @anque. Entonces nos dirigimos a las tablas donde %allaremos nuestro caudal de &ise$o Entonces nuestro Caudal de &ise$o ser!2

D00=-+5- 30 7+ 0-0 =á=+  =8-=+ 0,03+ 007 +-,0.



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Pmin= H T + ∑hf + P S

•

•

H T



K.Lm

∑ hf

 *a sumatoria de todas las pérdidas 0tanto en tubería recta como accesorios1 que sufre el uido desde la descarga del tanque %asta la toma m!s desfa"orable.


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1 S07055- D0 L Dá=0 K P?33+ D0 C+g+ E- C+3+ T+=

TRAMO MEDIDOR A D+ INSTALACION DE INTERIORES


Tramo

ING.CIVIL

edidor /

#

:.LL lt
APARAT O UH

Q

8 PP

*l. #iego =

:.:L

L

m



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S

:.=

G+

L-g,3 0,/+70-0

-!l"ula compuerta :.=

H f med − A =1.3 m

TRAMO AC #

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APARAT O UH

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8 PP

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B

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L.A m

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Codos A:

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TRAMO LR INSTALACION DE INTERIORES

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R

8.D

H f R− X =0.02208 m

E7 5+,3+7 -+7 0á 30 :

!.1) #-+7 7


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2 P?33+ 30 5+g+ +7  7-g,3 30 ,<08+  +550.

@#/5 ?f 4/

8.9 m

/4C

=.D m

C4*

:.BB9 m

*4#

8.9A m

#4O

:.==8 m

∑ hf

B.:=L m

NOTAS •

•

El dise$o de los ramales de las tuberías, se %an realizado considerando la situaci'n de funcionamiento m!s desfa"orable que se pueda presentar en el sistema, respetando las metodologías de dise$o y los datos iniciales del problema.

/dem!s de ello se reducir! de alguna manera el desgaste de las tuberías, que se pudieran generar un mal funcionamiento o sobre exigencia de las mismas.


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•

PS



resi'n residual.

→

ara aparatos de tanque 09.m S .Bm1

→

Consideraremos

∴ Pmin


PS

 9.m.

 K.L T B.:L T 9. 



U+= 7+ +<7+ I.

%,0-0: A5+5- 0,+-+ 30 >+<5+-0 30 0=+ F3-0,=á5.

&el resultado obtenido =B.=K HI escogemos el mayor inmediato a este en la tabla I. 5bteniendo la presi'n mínima y presi'n m!xima en este caso ser!2


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V7,=0- 30 +-,0 F3-0,=á5 F3-0,=á 5 @ V TH 

V TH =Q × F . M . b





Qb

 :.LL lit
F.M.

or lo tanto2

 A.=

V TH

=

0.88 × 9.25





U+= 7+ +<7+ II. P++ 300=-+ 7+ 3=0--0 3=0--0  307 +-,0

T+<7+ II.

%,0-0: A5+5- 0,+-+ 30 >+<5+-0 30 0=+ F3-0,=á5

&el resultado obtenido 8=A.:D J escogemos el mayor mayor inmediato a este en la tabla II. 5bteniendo2

&imensiones2



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S07055- 30 7+ 5++53+3 307 0, 30 <=<0

/quí nos interesa conocer el caballa(e de la bomba a emplear. HP =

Q b × H D 75 × n

&'nde2 Qb

 :.LL *it
H D

 /ltura din!mica 0m1 

H T + H S+ H FT

 K.L T = T K.L × 8.=

× :.=T = × 8.8 × :.89

n

 #endimiento de la bomba, que a los efectos del c!lculo

te'rico se estima en B:;. HP

=

0.88 × 9.62 75 × 0.6



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S E N O I S U L C N O C . I I V



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VII. CONCLUSIONES

8. El conocimiento acerca de la implementaci'n de sistemas %idroneum!ticos en general es necesario, ya que %oy en día, constituye una opci'n m!s que (usti+cada y "iable por la cantidad de "enta(as ante los sistemas tradicionales, como lo son2 la presi'n constante, no permiten la acumulaci'n de suciedad y algas en las tuberías, entre otras. /dem!s de los bene+cios que conlle"a su instalaci'n, como su ba(o mantenimiento, el uso de poca tubería e implementos extras, el me(or funcionamiento de aparatos de uso doméstico, etc. =. Conocer el caudal de dise$o determinar! el buen o mal funcionamiento del sistema %idroneum!tico que se instale, así como la elecci'n del tanque presurizado a utilizar, ya que de él depende que la presi'n se mantenga constante por toda la tubería. 9. El espacio a utilizar es esencial para %acer "!lidas muc%as de las "enta(as de los sistemas %idroneum!ticos sobre otros métodos de distribuci'n de agua, ya que son "ers!tiles y se adaptan a cualquier lugar y espacio disponible, al utilizarse un tanque "ertical el espacio utilizado ser! mínimo. D. El mantenimiento de un sistema %idroneum!tico es ba(o, debido a que, al no permanecer encendida la bomba por periodos largos de tiempo el desgaste es mínimo.



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. *as comparaciones %ec%as entre el sistema %idroneum!tico, y los equipos regulares de distribuci'n de agua en una residencia, logran comprobar que alcanzan al menos un B:; m!s de e+ciencia sobre cualquier otro tipo de sistema tradicional. B. *a capacidad eléctrica de estos equipos se adapta a las condiciones eléctricas de una residencia. K. Es necesario que, a la %ora de efectuar la instalaci'n eléctrica para el sistema %idroneum!tico, se cuente con un interruptor independiente de corte 0ipon1, el mismo puede estar en la ca(a de ipones en la entrada domiciliar, o antes de la ca(a de control del sistema %idroneum!tico, para que sea f!cil el corte de la energía en caso de reparaci'n, mantenimiento o reemplazo del sistema.

S E N O I C A D N E M O C E R . I I I V



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VIII. RECOMENDACIONES

8. /l momento de adquirir un sistema %idroneum!tico consultar a una persona profesional, sea cual fuere el uso que se le dé al mismo, ya que de una acertada escogencia depende que el sistema funcione adecuadamente. =. Implementar un mantenimiento peri'dico y de car!cter pre"enti"o, necesario para aumentar en un porcenta(e alto la "ida media del equipo. /dem!s de reducir el consumo de energía si el equipo funciona correctamente, se contar! con un ser"icio y una presi'n constante, durante muc%o tiempo, a ba(o costo. 9. Conocer perfectamente el lugar y el espacio donde "a a colocarse el sistema %idroneum!tico, acerc!ndolo lo m!s posible al tanque cisterna y a la instalaci'n eléctrica.



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D. En el er3, debido a que en ciertas épocas del a$o escasea el agua, se recomienda contar con un sistema de respaldo de almacenamiento, como lo es una cisterna, que es la me(or opci'n, o en su defecto, un tanque pl!stico al ni"el del suelo, para que el sistema %idroneum!tico en ning3n momento se quede sin caudal y pueda presentar desperfectos, o simplemente, la residencia se quede sin ser"icio por muc%o tiempo. . /l momento de efectuar la compra del tanque presurizado, éste debe ser dimensionado de forma que sea capaz de mantener una reser"a, para calcularla ele"ar el "olumen neto del mismo desde un =; o %asta donde se considere prudente para no afectar el funcionamiento de la bomba y no sufrir un incremento signi+cati"o en el precio. B. 6o exceder de B ciclos de bombeo por %ora, ya que incidiría notablemente en el consumo de energía, así como la reducci'n de la "ida 3til del sistema %idroneum!tico sin embargo, con cuatro ciclos se mantendría al mínimo el uso de la bomba.



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*I. BIBLIOGRA%IA

•

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6I-E#HI&/& 6/CI56/* &E I6JE6IE#/H -+7+5-0 +-++, /utor2 Morge 5rtiz 7.

CE6HIC5 manual para las instalaciones sanitarias.

C!lculo y selecci'n del tanque %idroneum!tico para el abastecimiento de agua potable /utor2 oisés u$os -argas.


A I F A R G O I L B I B . I X

49 UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI •

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/sociaci'n peruana de fabricantes de tanque %idroneum!ticos 0/F@?1 manual y procedimiento para el c!lculo y selecci'n de sistema de bombeo.

Implementaci'n de sistemas %idroneum!ticos residenciales, "enta(as y des"enta(as 6I-E#HI&/ H/6 C/*5H &E J/@E/*/.

S M. U. M. de UeGGer -. C%arla dictada en la ni"ersidad Cat'lica. O X E 6I-E#HI&/& &E *5H /6&EH facultad de arquitectura y dise$o N escuela de arquitectura departamento de tecnología de la A . construcci'n. X %ttp2<
I5#@/&5#/ ?I&#/*IC/, H./. @ablas de rendimiento de Equipos de 7ombeo. Juatemala, Juatemala2 =::K. =:p.


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*. ANE*OS MANUAL DE OPERACIN K MANTENIMIENTO DE SISTEMAS DE BOMBEO E HIDRONEUMÁTICOS I-3,55D055- 30 +5/3+30 M+-0-=0- 0/0-/ M+-0-=0- 505/ R05=0-3+5-0 á55+ I-3,55-

/ continuaci'n se presenta el anual de 5peraci'n y antenimiento para sistemas de 7ombeo e ?idroneum!ticos. INSTALACION DE INTERIORES

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El presente manual incluye tanto los posibles problemas operati"os que puedan presentarse en equipos %idroneum!ticos y sistemas de bombeo en general, como las labores requeridas para un mantenimiento pre"enti"o que garantice la correcta operaci'n de los sistemas. D055- 30 +5/3+30

/ continuaci'n se presenta en primer lugar una descripci'n de las partes y accesorios de un equipo %idroneum!tico y sistema de bombeo en general a +n de que el personal a cargo conozca la terminología pertinente. En segundo lugar se presentan las labores m!s importantes dentro del mantenimiento de éstos sistemas para luego explicar en forma bre"e las labores de mantenimiento correcto en caso de fallas en los equipos. &onde la falla principal se asocia al %ec%o de que una de las bombas del equipo no en"íe agua al sistema de distribuci'n. M+-0-=0- 0/0-/

I. Inspecci'n del equipo de control 0tablero1 a. #astros de suciedad, pol"o, 'xido2 se limpiar! la suciedad y el pol"o con aspiradora, o con un cepillo de cerdas sua"es las partes met!licas oxidadas ser!n raspadas y repintadas. b. #e"isar las terminales de las conexiones2 apretando todas las uniones, empalmes y otros. 6ormalmente el sobre calentamiento es causado por empalmes y uniones o(as. Estos puntos son notorios por su color negro. 0Higno de quemadura1. c. -eri+car que todas las partes mec!nicas funcionen correctamente.

d. Hi las conexiones son instaladas en un lugar muy sucio o en un ambiente corrosi"o, %ay que efectuar esa inspecci'n m!s a menudo. e. 6o utilizar limas o papel de li(a para recti+car contactos. f. 7uscar el recalentamiento de las diferentes partes. Inspeccionar la bobina, eliminar pol"o, grasa, corrosi'n, conexiones o(as y descargas super+ciales. g. @erminales exibles2 buscar cables endurecidos o %ilos rotos< quemados.



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%. Ca(a met!lica2 "er en el interior y exterior de la ca(a si ésta tiene pol"o, oxido, corrosi'n, signos de golpes o tuercas y tornillos o(os, "eri+car si su ampera(e corresponde al del motor. i. Instrumentos de control2 X *impieza y "eri+caci'n de su funcionamiento cada mes 0-isor, presostatos, man'metros y electrodos1. X -!l"ula de seguridad, cada mes debe graduarse de  a 8: lb., por encima de la presi'n de traba(o. (. -ibraci'n en la bomba2 X &esalineaci'n2 "eri+car la alineaci'n angular, como paralela entre la bomba y la impulsi'n, alinear seg3n el fabricante. X /ncla(es de las bombas2 re"isar y "eri+car las partes 0tornillos y tuercas1 que a(ustan a la base de la bomba. II. #e"isi'n de compresor a. El compresor no debe funcionar m!s de 8: a 8 minutos seguidos 0como m!ximo1. b. He debe re"isar el ni"el de aceite cada mes y cambiar aceite cada 9 0tres1 meses. c. -eri+car el estado de las paredes del compresor para detectar posibles fugas. d. Hi el compresor presenta pérdida de presi'n y no tiene fugas el tanque, podría tratarse de un tanque con bolsa desec%able, en cuyo caso es necesario remplazarla. III. #e"isi'n de las bombas y tuberías a. Inspeccionar las tuberías de las bombas a la descarga 0uniones, codos1.

b. #e"isar las "!l"ulas de drena(e, retenci'n, de compuerta, etc., y cambiar las que no funcionen. antenimiento correcti"o. c. -eri+car el funcionamiento de los man'metros ubicados antes y después de las bombas. INSTALACION DE INTERIORES

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d. #e"isi'n del motor2 "eri+caci'n de su consumo eléctrico 0ampera(e, "olta(e, frecuencia1 y su temperatura externa. I-. antenimiento anual y pre"enti"o Cada 9,::: %oras de ser"icio o un a$o se debe realizar una reconstrucci'n completa de motor y consiste en2 a. #e"isi'n de la "!l"ula de pie y su tubería, e inspeccionar las condiciones en que se encuentra la "!l"ula para e"itar la ca"itaci'n de las bombas. b. #e"isi'n de la bomba. c. Cambiar los sellos mec!nicos. d. Cambiar el e(e de la bomba si fuera necesario. e. C%equeo del impelente y paredes de la carcasa. -. Histema eléctrico a. Cambiar componentes, cables cada 9 0tres1 a$os o A,::: %oras de traba(o. b. Cambio de bobinas cada a$o de ser"icio. -I. @anque de presi'n a. -eri+car espesor de paredes y soldadura mediante equipo de ultrasonido, cada cinco 01 cinco a$os. b. *impieza pintura interior, purga general del tanque cada 8: 0diez1 a$os 0si lo amerita1 consultar con el fabricante del mismo. M+-0-=0- 505/

I. roblemas en las bombas He apaga la bomba con problemas a tra"és de su interruptor y se "eri+can los siguientes aspectos en la misma2

a. #uido anormal de su funcionamiento2 ca"itaci'n 0caudal insu+ciente entrando a la carcasa y al alabe impulsor1, demasiada profundidad de INSTALACION DE INTERIORES


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succi'n que se "eri+car! con el "acun' metro o el indicador combinado 0"eri+car con la cur"a de e+ciencia del fabricante el 6H?1. b. /ire retenido2 se debe purgar el aire contenido dentro de la carcasa de la bomba, que puede también causar ruido y afectar el buen funcionamiento de la bomba. c. &efectos mec!nicos2 "eri+car rotura de piezas externas o internas, desgaste de co(inetes, desalineaci'n de la bomba o del impulsor. II. 6o %ay descarga de agua a. -eri+car el ni"el de agua en el tanque de almacenamiento y "eri+car el estado del otante eléctrico, "eri+car si las lla"es de entrada y salida del tanque presurizado est!n totalmente abiertas. b. 7omba con ni"el de succi'n ba(o2 esto signi+ca que el tubo de succi'n quedo "acío, por lo tanto se %ace necesario llenar por completo el tubo de aspiraci'n desde la "!l"ula de pie %asta la carcasa de la bomba. c. Hi una "ez realizado el paso YbZ, la bomba no descarga agua obser"ar si %ay fugas en las (untas y accesorios del tubo de aspiraci'n, sacar aire acumulado en la carcasa, comprobar el desgaste de empaques o tornillos de uni'n, "eri+car la perdida de agua excesi"a o u(o en los sellos mec!nicos. d. Jiro en la direcci'n Incorrecta2 esto puede ocurrir cuando %ay un cambio de fases, por lo tanto se %ace necesario "eri+car el giro del motor con la ec%a direccional en la carcasa de la bomba. e. 5bstrucci'n total o parcial del impulsor y las tuberías2 desarmar la bomba e inspeccionar el impulsor, las tuberías y "!l"ulas, limpiarlas o cambiarlas en caso de encontrar alguna obstrucci'n mec!nica. III. resi'n insu+ciente. a. arc%a demasiado lenta2 comprobar si el motor est! bien conectado a la red y recibiendo "olta(e y corriente adecuados. b. &efectos mec!nicos2 obser"ar si el rodete est! defectuoso o si %ay desgaste de anillos o de los empaques. #eemplazar si %ay secciones de alabe muy desgastadas por abrasi'n del agua o tiempo de operaci'n.

R05=0-3+5-0 á55+ INSTALACION DE INTERIORES

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I. En caso de racionamiento de agua.

Cerrar Y6IC/E6@EZ la lla"e de paso que alimenta el edi+cio. YEn ning3n caso apagar el sistemaZ. En el momento que restablezcan el suministro de agua al edi+cio, abrir YestaZ misma lla"e un poco %asta llenar las tuberías del edi+cio, totalmente. *uego girar el "olante de la lla"e %asta su tope. Hi esta operaci'n 0cerrar la lla"e1 no se efect3a, el cilindro perder! la c!mara de aire ocasionando el encendido y apagado constante de las bombas, produciendo el desgaste de las mismas y da$ando irremediablemente los componentes. II.4 Cuando el tanque de agua llegue a su ni"el m!s ba(o, el equipo se apagar! autom!ticamente, y se encender! un bombillo ro(o en el tablero de control. 0Hi el sistema contara con tablero1 En estos casos, también se recomienda cerrar la lla"e de paso que alimenta el edi+cio %asta que se apague la luz del tablero, la cual indica que el ni"el de agua en el estanque es apropiado para el buen funcionamiento del sistema. III. Cuando las bombas no encienden en modo manual ni en modo autom!tico2 Efectuar las siguientes operaciones2 a. Colocar los selectores en posici'n cero 05FF u 561. b. -eri+car que los fusibles estén a(ustados, o en buen estado. c. ulsar rea(ustar 0reset1 en los motores 0bot'n de color ro(o, azul, ' blanco1, colocado en la parte inferior derec%a. d. -eri+car que al tablero de control le esté llegando electricidad su+ciente para su funcionamiento. Hi efectuadas estas operaciones, persiste la falla comunicarse con el distribuidor o fabricante si fuese posible. I-. *a bomba no le"anta presi'n o no bombea agua. Esta falla ocurre cuando %ay entradas de aire en la tubería de succi'n, a tra"és de (untas, uniones, o por la manguera del cargador de aire. ara corregir %ay que "eri+car cuidadosamente cada una de las (untas de las tuberías y de ser posible comprobar la %ermeticidad de cada uni'n. Cuando es por la manguera del cargador se puede %acer una INSTALACION DE INTERIORES


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Comprobaci'n sencilla, al soltar la manguera de la conexi'n en la bomba, tapando con el dedo el ori+cio del conector y probando de nue"o el bombeo, si no le"anta presi'n no es problema del cargador si no de la tubería de succi'n si le"anta la presi'n, el problema es la conexi'n del cargador a la bomba, la cual %ay que a(ustar correctamente. -. *a bomba prende y apaga continuamente a. En estos casos, es muy probable que el tanque de presi'n %aya perdido la c!mara de aire que permite la compresi'n, se debe sacar el tap'n que se encuentra en la parte inferior del tanque y permitir el drena(e total del agua en el equipo, asegur!ndose de permitir a tra"és de las "!l"ulas y otros elementos la entrada de aire al tanque para facilitar la salida del agua. b. Colocar de nue"o el tap'n de drena(e, encender el equipo. c. En equipos con compresor se realizar! el mismo procedimiento antes explicado 0el de purga1, encender el compresor de aire manualmente %asta lograr la recuperaci'n de la c!mara de aire perdida. He debe tener la precauci'n de que el compresor no funcione m!s de 8 minutos seguidos para e"itar un recalentamiento del mismo. -I. na "ez que se logre parcialmente el ni"el de aire, el equipo autom!ticamente recuperar! la totalidad de dic%a c!mara "ol"iendo a funcionar en condiciones normales. 6o permitir que personal no especializado realice traba(os en bombas, tableros, o accesorios, y tratar de recabar la mayor informaci'n posible para que los técnicos puedan proceder a solucionar los problemas existentes con mayor e+cacia y rapidez. EQI5 #EHI[6 C56H@/6@E I. En caso de querer racionar el agua. He deber! apagar el equipo %asta el momento en que se decida "ol"er a suministrar agua, y se proceder! de la siguiente forma2 a. En el momento de apagar el equipo2 se pondr!n en posici'n de apagado, aquellas bombas que %asta ese momento est!n funcionando y por 3ltimo, la bomba que estaba traba(ando 0bomba de turno1. &e esta forma no se registran arranques descontrolados de bombas ni golpes de ariete en las redes 0tubería principal1. INSTALACION DE INTERIORES

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b. Encender el equipo2 se colocara la bomba 6umero 8 Y/6/*Z %asta que el man'metro registre la presi'n de traba(o, luego se ir!n colocando las restantes bombas en Y/@5\@IC5Z y por 3ltimo, la bomba n3mero 8 que estaba en manual se colocar! en autom!tico.

c. Cuando el tanque de agua llegue a su ni"el m!s ba(o, el equipo se apagar! autom!ticamente y se encender! un bombillo ro(o en el tablero de control 0si el equipo contara con uno1, para estos casos se recomienda apagar el equipo %asta que el bombillo se apague como se$al que el tanque %a recuperado su ni"el de traba(o, y proceder a efectuar el mismo procedimiento indicado en el punto b. &e esta forma se puede estar seguros de no sobrecargar la línea de corriente con que se alimenta el tablero de mando e"itando las consecuencias que podría ocasionar dic%a sobrecarga.


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Sistema Hidroneumatico

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