Diagrama de Instrumentos

Instrumentation Industrial

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA
DE CHIMBORAZO
ESCUELA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL

TEMA: DIAGRAMA DE INSTRUMENTOS DE SISTEMA DE
CALENTAMIENTO DE AGUA

NOMBRE: Nelly Alomaliza

Walter Sánchez

Marcelo Mata

Vicente Yugcha

Victor Paullan

Diagrama de Instrumentos


INTRODUCCIÓN

En el mundo en que vivimos, cada día la ciencia y tecnología desarrollan
nuevos, modernos y sofisticados equipos, para el control de procesos
industriales, los cuales tienen como finalidad: obtener mejores resultados tanto
en la medición de las diversas variables, así como automatizar los equipos que
controlan los diversos procesos de medición.

Es por eso que hoy en día es necesario estar al tanto de los diversos cambios
que se producen en las industrias, y así poder tener los conocimientos
necesarios para poder afrontar y solucionar sin ninguna dificultad los problemas
diarios que se presentan en el campo industrial, con calidad y conciencia
humana.

Para la elaboración del informe sea realizado un estudio minucioso de los
diferentes componentes del diagrama, donde se detalla la descripción del
equipo, partes, características, utilidad y manejo de los mismos.

El presente diagrama tiene como finalidad orientar al estudiante al empleo de
planos y a la familiarización de los mismos, en el que se encuentran diferentes
tipos de instrumentos, los cuales facilitan el manejo, localización y aplicación,
en los diversos procesos.



OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

 Realizar y diagramar el estudio de un sistema de instrumentos que se
puede encontrar dentro de una industria

OBJETIVO ESPECIFICO

 Identificar cada una de las conexiones que conforman el sistema

 Definir las características y funciones de cada uno de los instrumentos

 Realizar el diagrama de procesos del sistema



JUSTIFICACIÓN

El sistema de calentamiento de agua es un sistema de gran interés, ya que nos
permitirá conocer de manera detallada cuáles son sus dispositivos, elementos,
y conexiones por los cuales está constituido.

La razón de porque elegimos este sistema de calentamiento fue debido a que
se trata de una instalación de pequeñas y medianas conexiones en donde se
requiere obtener grandes resultados, además porque está provisto de
conexiones, eléctricas, y, de seguridad así como también requiere de un panel
de control.

Este trabajo ha sido realizado pensando en los cambios continuos que se
viven a nivel mundial, ya que hoy en día, podemos estar al tanto de lo que
sucede en todo el planeta mediante los diversos medios de comunicación.

Entonces es nuestra obligación estar al tanto de todo adelanto tecnológico y
emplear todas las herramientas que tenemos a nuestro alcance para beneficio
propio y de los demás.



Proyecto de instrumentación



SISTEMA DE CALENTAMIENTO DE AGUA
Es un sistema para para instalaciones de pequeñas y medianas dimensiones
en donde se requiere obtener óptimas resultados.

Están provistas de conexiones roscadas para entradas y salidas de
alimentación, suministro, recirculación, accesorios de seguridad y resistencia
eléctrica. Además están provistos de un panel de control que está conformado
por termómetro, termostato y tester para el control de consumo del ánodo
desde el exterior.

ELEMENTOS DEL SISTEMA



Pp • Bomba circuito primario
Pr • Bomba recirculación
Rp • Reductor de presión
Vr • Válvula de retención
Vs • Válvula de seguridad
V • Válvula
T • Termómetro
Ve • Vaso de Expansión
Va • Válvula purga de aire

BOMBA DE RETENCIÓN (BR)

La función de la bomba de recirculación es garantizar que el agua caliente
siempre se encuentre disponible y tan cerca del punto de consumo como sea
posible, con el fin de reducir el desperdicio de agua y de aumentar el confort.

La función de la bomba de recirculación es garantizar que el agua caliente
siempre se encuentre disponible y tan cerca del punto de consumo como sea
posible, con el fin de reducir el desperdicio de agua y de aumentar el confort.

TUBERÍAS EMPLEADAS

Como ocurre en muchos otros componentes de las instalaciones, las
conducciones no constituyen novedad alguna si las comparamos con las
empleadas para otros usos, como calefacción y fontanería.

Los materiales usados son: cobre, acero galvanizado, acero inoxidable, hierro
negro y plásticos.



Línea continua: Conexión a proceso, enlace mecánico, o alimentación de
instrumentos.

RP (REDUCTOR DE PRESIÓN)

Función

En funcionamiento continuo se produce un equilibrio entre la presión del fluido
y la tensión de los resortes y tanto dicha presión como el paso del fluido se
mantienen constantes, siempre que no varíe la presión de entrada.



Ventajas

 Para reducir la presión de agua en una red (hasta 0,5 kp/cm2),
disminuyendo así los problemas del golpe de ariete y los ruidos
molestos.
 También para tuberías de aire comprimido u otros gases.
 Pueden trabajar hasta presiones de 16 kp/cm2.

Desventajas

 Se necesita una válvula y refrigeración adicional para el funcionamiento
por lo cual implica un costo más para la instalación del equipo.
 La reglamentación vigente exige colocar, después de una válvula
reductora, una o varías válvulas de seguridad taradas a la presión baja.

Características:

Las características permiten eliminar el calor que se produce en el
estrangulamiento, estas válvulas van generalmente provistas de un dispositivo
de refrigeración por inyección de agua fría.

V (VÁLVULA MANUAL)



Las válvulas se identifican por las siguientes

características funcionales

 Caudal, dependiente de la superficie libre de paso.
 Pérdida de presión a obturador abierto, dependiente de la forma del
paso del fluido.

 Hermeticidad de la válvula a obturador cerrado o presión diferencial
máxima, que depende del tipo de cierre y de los materiales empleados.

 Presión máxima de servicio, que depende del material del cuerpo de
válvula, las dimensiones y el espesor del material.

 El tipo y diámetro de las conexiones, por rosca, bridas o soldadura.

La elección de las válvulas se realizará, de acuerdo con la función que
desempeñan y las condiciones extremas de funcionamiento (presión y
temperatura):

 Aislamiento: válvulas de esfera.

 Equilibrado de circuitos: válvulas de asiento.

 Vaciado: válvulas de esfera o macho.

 Llenado: válvulas de esfera.



 Purga de aire: válvulas de esfera o de macho.

 Seguridad: válvulas de resorte.

 Retención: válvulas de disco o de placeta.

VR (VÁLVULA DE RETENCIÓN)

Función



Las válvulas de retención se usan para impedir el la inversión de flujo en una
línea. Cuando se abren y están bajo presión de flujo, el mecanismo de
retención se moverá libremente en los medios, ofreciendo poca resistencia y
caída de presión mínima.

Las válvulas de retención se instalan en las entradas de agua caliente y fría.

Ventajas

 Válvula de control unidireccional que permite flujo solamente en una
dirección en las tuberías.
 Una solución eficaz y libre de mantenimiento
 Diseño compacto
 Válvula que impide que se descargue la red de agua caliente.

Desventaja

 Se requiere sólo una contrapresión mínima para cerrar la válvula.

Características



Nuestras válvulas de retención cubren toda la gama de válvulas con estas
características de servicio que podamos requerir.

Para válvulas de retención puede fabricarlas con tapa atornillada o cierre a
presión para válvulas de servicio de alta presión, o tapa roscada para tamaños
inferiores.

Dentro de este tipo de válvulas nos podemos encontrar con los siguientes tipos
de cierre de Pistón y bola.

También se ofrece diseños de válvulas de retención actuadas mediante
cilindros neumáticos o hidráulicos para válvulas de emergencia.

VS (VÁLVULA DE SEGURIDAD)

Permiten un funcionamiento cómodo, correcto y seguro y deben ser
instalados sobre la conducción de agua fría a la entrada del acumulador.

Aliviar la presión del exceso de caudal a una determinada presión para
evitar que la presión del agua contenida en los acumuladores alcance
valores peligrosos y proteger al acumulador de agua caliente.

Ventajas



 Las válvulas de seguridad se utilizan en los generadores o
recipientes de las instalaciones de calefacción con agua caliente.
 Válvula de seguridad se fábrica a la presión requerida.
 La presión fijada para prevenir modificaciones de presiones no
autorizadas.
 Viene provisto con una tapa de protección.
 La presión fijada se indica en la tapa de protección.
 Bajo condiciones de trabajo inseguro la válvula se activa.
 Son utilizadas para la protección del sistema.

Desventaja

 No se permiten alteraciones en el valor de la presión especificada por
los fabricantes.

Características

Presión nominal de regulación de la válvula de seguridad 7 bar.

Presión de cierre de la válvula de seguridad:

En agua fría 6,3 bar- 5,25 bar · En vapor



Dimensionado de válvulas de seguridad

Se considera importante tratar de las características generales de las
válvulas de seguridad, su funcionamiento y sus características de
construcción, así como el disponer de criterios para una adecuada
instalación, montaje y mantenimiento.

Se dimensionan las válvulas de seguridad para que sean capaces de aliviar
el caudal determinado a la presión de tarado, para una cierta sobrepresión
prefijada y una contrapresión dada por la instalación.

VASO DE EXPANSIÓN

Función



Permiten la absorción del aumento del volumen que es consecuencia del
calentamiento del agua, evitando el incremento de la presión.

A medida que se va expansionando el agua, ésta penetra en el vaso,
comprimiendo el colchón de aire y aumentando su presión hasta el valor
determinado en el cálculo, de acuerdo con el volumen del vaso seleccionado,
en función de la capacidad del calentador, temperatura y presiones
determinadas.

Ventajas

 Economiza el agua.
 Alivia el grupo de seguridad (prácticamente no se producen fugas de
agua por goteo).
 Control unitario de la presión en fábrica.
 Reduce el consumo de energía eléctrica.
 Evita el golpe de ariete



Desventajas

 No debe existir ningún mecanismo de cierre entre el vaso de expansión
y el productor de agua caliente.
 El vaso debe situarse de manera que su orificio esté situado en la parte
superior a fin de facilitar la purga al descender la temperatura del
aparato.

Características

• Dos fondos en acero.

• Tapa y manguito de acero inoxidable.

• Membrana calidad alimentaria recambiable (el agua se aloja dentro de la
membrana).

• Protección de la válvula con tapón de polipropileno.

• Se entrega con precarga de 3 bar.

• Presión máxima de utilización de 10 bar.

• Temperatura máx. de funcionamiento -10°C/ +100°C.

VP (VÁLVULA DE PURGA DE AIRE)



Existe dos válvulas de purga y sus características principales son :

- Que están diseñadas para una eficiente descarga de aire en redes de
agua y sistemas de transporte, filtros, contenedores y otros dispositivos
donde el aire pueda perjudicar la operación del sistema.

- Las válvulas son apropiadas para expeler el aire a altas velocidades
durante el llenado del sistema, introducir aire cuando se drena el
sistema, manteniendo la presión atmosférica.

- Evitan el colapso de la cañería y daños por cavitación.

También existe un acuastato: que es un termostato especial para regular la
temperatura del agua en una instalación de calefacción o acumulador de agua
caliente.



Este se complementa como mínimo con un termostato de ambiente que es
programable y que puede estar situado en una habitación desde que controla a
distancia el funcionamiento de este equipo

TI (INDICADOR DE CONTROL TEMPERATURA)



El termómetro es un instrumento que se usa para medir la temperatura. Su
presentación más común es de vidrio, el cual contiene un tubo interior con
mercurio, que se expande o dilata debidos a los cambios de temperatura. Para
determinar la temperatura, el termómetro cuenta con una escala debidamente
graduada que la relaciona con el volumen que ocupa el mercurio en el tubo.
Las presentaciones más modernas son de tipo digital, aunque el mecanismo
interno suele ser el mismo.

Termómetro de control de la temperatura de acumulación

Indicación de Temperatura de 0º-120ºC

Diámetro entrada Ø 58 x 25 mm. con aletas elásticas incorporadas, bulbo
recubierto Ø 6.5 x 15.5 mm, longitud capilar 1.500 mm. con radio de curvatura
mínima 5 mm.

TR (REGULADOR DE TEMPERATURA)

El regulador de temperatura asegurará el correcto funcionamiento de las
instalaciones, procurando obtener un buen aprovechamiento de la energía
solar captada y asegurando un uso adecuado de la energía auxiliar. El sistema
de regulación comprende:

 El funcionamiento correcto del circuito



 Sistemas de protección y seguridad de las instalaciones contra
sobrecalentamientos, heladas, etc.

El sistema de regulación asegurará que en ningún caso se alcancen
temperaturas superiores a las máximas soportadas por los materiales,
componentes y tratamientos de los circuitos.

DIAGRAMA DE PROCESO

ENTRADA DE AGUA

Colector



Intercambiado
r

Acumulador

Red de
Consumo
agua fria

Retorno de
agua

El funcionamiento de este sistema es muy sencillo, la circulación se
conecta al abrir el grifo de agua, entonces:



Entra el agua al colector, para que llegue el fluido hasta el
intercambiador, debe de ser regulada por una válvula manual,
posteriormente pasa por una bomba de circuito primario, la cual permite
realizar una regulación de temperatura, el cual permite el paso hasta el
intercambiador, dicha tubería debe asegurar el retroceso del fluido
mediante una válvula de retención, de allí también debe ser manipulada
manualmente hasta llegar al acumulador.

Este a su vez después de regular la temperatura internamente distribuye
el fluido a dos redes la una red que es para el consumo y la otra a una
red de agua fría.

Para la red de consumo, el fluido debe atravesar por una válvula purga
de aire, la cual impida el paso de la misma, además debe ser regulada
su temperatura.

Para la red de agua fría, el fluido debe ser manipulado por medio de una
válvula manual, y con la ayuda de un indicador de temperatura nos
permitirá conocer la misma a la que se encuentra el fluido.

De esta red se vuelve a realimentar al acumulador, para ello el fluido
debe atravesar por un reductor de presión, por manuales por un
indicador de presión y además debe asegurase que el agua no
retroceda, y que sea seguro para eso se utiliza válvulas de retención
como de seguridad.



CONCLUSIONES



Identificamos cada una de las conexiones del sistema, el mismso que estaba
constituido por 3 válvulas reductoras, 1 de seguridad,3 de purga de aire, al
igual que contenía lo que son 2 indicadores de temperatura, y 1 reductor de
presión. Así como también contenía otros elementos como son las bombas que
correspondientes a este sistema.

Se pudo detallar de la manera más clara posible, la función de cada uno de
estos elementos así como también algún parámetro relevante.

Finalmente logramos conocer cuál es el procedimiento de funcionamiento de
este sistema el mismo que empieza desde el momento que se abre el grifo de
agua, y llega al colector, pasa al intercambiador de allí al acumulador el mismo
que procede a su distribución para luego ser realimentado.



ANEXOS

Conexión a proceso, enlace
mecánico, o alimentación de
instrumentos.

Señal indefinida

Señal Eléctrica
ó

E.U. Internacional

Señal Hidráulica



Señal Neumática

Señal electromagnética o sónica
(guiada)

Señal electromagnética o sónica (no
guiada)

Tubo capilar Señal neumática binaria

Señal eléctrica binaria

ó



LINKOGRAFÍA

http://www.terra.es/personal8/2501174/simbol/simbol2.htm

file:///F:/Instrumentacion%20caldero/ciensec_acumuladores_agua_caliente.html

http://www.google.com.ec/imgres?
imgurl=http://depa.pquim.unam.mx/IQ/iq/simbologia.gif&imgrefurl=http://depa.p
quim.unam.mx/IQ/iq/practica2n.htm&usg


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