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• Manuel Ordoño

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INSTALACIONES EN EDIFICACIONES

SISTEMA DE INSTALACIONES SANITARIAS Y ELECTRICAS

INSTALACIONES SANITARIAS

Las instalaciones hidráulico-sanitarias de los edificios deben satisfacer las normas códigos y reglamentos en vigencia para las instalaciones domiciliarias de agua fría son conocidas cuatros sistemas:

-

Sistema de distribución directa Sistema de distribución indirecta Sistema de distribución mixta Sistema hidroneumático

Para el caso del siguiente trabajo, efectuaremos el diseño con el sistema de distribución indirecto, que esta conformado por un sistema de cisterna y tanque elevado.

PARTES COMPONENTES DE UNA INSTALACIÓN SISTEMA INDIRECTO

En las instalaciones de distribución indirecta pueden ser consideradas las siguientes partes principales            

Red publica. AB ramal domiciliario. medidores. BC línea de alimentación, comprendida entre el medidor y la entrega en la cisterna. C válvula o flotador. cisterna (abastece las 24 horas). tubería de succión. línea de impulsión o tubería de impulsión, que bombea agua de la cisterna al tanque elevado. tanque elevado, depósito en la parte alta del edificio que almacena agua. salida del tanque elevado hasta el piso de la azotea. alimentadores. ramales de distribución.

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CÁLCULO DE LOS VOLÚMENES DE LA CISTERNA Y TANQUE ELEVADO El RNC. Especifica que el volumen mínimo que se puede almacenar en la cisterna debe ser los 3/4 del volumen del consumo diario y 1/3 debe estar en el tanque elevado, con un mínimo de 1m para ambos.

CONSUMO DIARIO.- El RNC. Especifica que para residencias unifamiliares con un área de 200 m (el lote del proyecto es de 19.70 m ) la dotación es de 1500 lt/día, pero se emplea la siguiente tabla: Tipo de habitación Residencial Popular

lt/hab/dia 300 200

Ya que en la edificación existen 6 dormitorios y considerando 2 personas por dormitorio obtenemos lo siguiente: 

2 personas x 6 dormitorios = 12 personas

Luego: 

12 personas x 300 lt/hab/dia = 3600 lt/dia.

Una vez obtenido el valor del consumo diario, se calcula lo siguiente:

Vol. Cisterna (Vc) : 3/4 x 3600 = 2700 lts = 2.7 m Vol. Tanque elevado (Vte): 1/3 x 3600 = 1200 lts = 1.2 m

El RNC especifica que el volumen mínimo debe ser 1 m, lo cual en ambos casos se cumple.

*reglamento nacional de construcción

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CÁLCULO DE LA TUBERÍA DE ALIMENTACIÓN

Los elementos a tener son los siguientes:      

Presión mínima en la red pública (20 lb/pulg. ). Longitud de las tuberías (3.65 m) y singularidades existentes, inclusive medidor o limitador de consumo. Consumo máximo diario para el edificio (caudal previsto en 24 horas ) Tiempo de llenado de la cisterna ( asumir 4 horas ) Velocidad máxima admitida en las tuberías Volumen de la cisterna ( 2700 lt = 2.7 m ) Presión de salida en la cisterna ( asumir 2 m )

Formula General: Ph = Ht + Hf + Ps

CALCULO EL GASTO DE ENTRADA.-

Q = Vc/T = 2700/4 = 0.1875 lt/seg. 3600

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CALCULO DE LA CARGA DISPONIBLE DE LA FORMULA GENERAL Hfm = 0.5 x 15.71 Hfm = 7.86 lb/pulg.

Utilizando el ábaco de perdida de presión de un medidor tipo disco, con un gasto total y un  de 3/4”, encontramos una perdida d carga de 3.80 lb/pulg. Es menos a la máxima que acepta el medidor que es de 7.86 lb/pulg. La nueva carga que debe agotarse en toda la longitud de tubería será : Hf = 15.71 – 3.80 = 11.92 lb/pulg. Hf = 8.33 m.

SELECCION DE LA TUBERIA DE ENTRADA A LA CISTERNA Asumir  3/4

S = 0.015

Longitud equivalente (Le) = 1 válvula compuerta + 1 válvula de paso + 1 codo de 90º Le = 0.20 m + 0.20 m + 0.70 m = 1.10 m. Long. total ( Lt ) = Long. Tub. + Long. Equivalente Lt = 3.65 + 1.10 Lt = 4.75 m.

La perdida de carga en la tubería será:

Hf = 4.75 x 0.015 Hf = 0.07 < 8.33 ::  de alimentador = 3/4 "

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DISEÑO DE LA CISTERNA

UBICACIÓN.- Esta ubicado en el car-port de la vivienda, procurando que este en el mismo plano que el tanque elevado.

DIMENSIONES.- Se tuvo en cuenta que tenga una relación de 1: 2 evitando que sea cuadrado, y que la altura de succión no sea mayor de 200 mts.

Volumen de la cisterna (Vc) = a x b x h 2.73 m = 1.15 x 2.30 x h h = 1.02 m. Luego : A “h” se le agrega 0.45 mts. de altura libre (colchón de aire); quedando la cisterna con las siguientes dimensiones: A = 1.15 mts. B = 2.30 mts. H = 1.50 mts.

Nota : Los detalles de la conexión de la cisterna se especifican en el plano de instalaciones adjunta. CALCULO DEL EQUIPO DE BOMBEO CALCULO DEL Hp: Hp = Q x Hdt 75 n donde : Q = caudal de bombeo 0.67 lt/seg. Hdt = altura dinámica total N = eficiencia de la bomba (asumir 0.6 )

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CALCULO DEL Hdt: Hdt = Hs + Ht + Hf Donde : Hs = altura de succión (1.80 mts.) Ht = altura total (7.80 mts.) Hf = Hfs + Hfi CALCULO DEL Hfs (perdida de carga de la tubería de succión):

Qb = 0.67 lt/seg

=1¼

S = 0.049

Hfs = 1.98 x 0.049 Hfs = 0.097 mts. CALCULO DE LA TUBERIA DE IMPULSIÓN

Q = Vte T

Q = 1200 30 x 60

Q = 0.67 lt/seg.

Vte = volumen del tanque elevado = 1.2 m T = 30 minutos (asumidos); según RNC, 2 horas máximo

Valor para el cual la tabla de los gastos de bombeo nos da una tubería de impulsión de  1”, ya, que esta soporta un gasto hasta de 100 lt/seg. Tubería de impulsión = 1” de 

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CALCULO DE LA TUBERIA DE REBOSE

Según la tabla de capacidad del estanque, proporciona la tubería de rebose de  2”, ya que, la cisterna nos supera los 5000 lts. Tubería de rebose  de 2” El valor de 1.98 es igual a la longitud de tubería de succión más un porcentaje del 10% por longitud equivalente de tubo recto en metros por válvula y accesorios.

CALCULO DEL Hfi (pérdida de carga de la tubería de impulsión)  = 1” S = 0.135

Qb = 0.67 lt/seg.

Hfi = 9.75 x 0.135 Hfi = 1.32 mts. El valor de 9.75 es igual a la longitud de tubería de impulsión mas un porcentaje del 25% por longitud equivalente de tubo recto en metros por válvula y accesorios.

Hdt = 1.80 + (0.097 + 1.32)+7.80 Hdt = 11.02 mts.

Por lo tanto el Hp será: Hp = 0.67 x 11.02 75 x 0.60 Hp = 0.16 Hp.

Pero al Hp se le multiplica el factor de seguridad: Hp = 0.16 x 1.1 Hp = 0.18 Hp

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En el mercado existen de 0.5 y 0.25 Hp por tanto se opta por la de 0.25 Hp. 0.25 Hp x 0.746 Kw/Hp = 0.19 Kw = 0.20 Kw

DISEÑO DEL TANQUE ELEVADO

UBICACIÓN.-Debe ubicarse en la parte mas alta del edifico y debe armonizar con todo el conjunto arquitectónico. De preferencia debe de estar en le mismo plano de la cisterna para que sea mas económico. DISEÑO.- Debido a que en el mercado existen tanques prefabricados, se opto por uno de capacidad de 1.5 m, siendo la tubería de rebose de 2” . Nota: Los detalles de conexión del tanque elevado se encuentran especificados en el plano adjunto. CÁLCULO DE LOS ALIMENTADORES DE AGUA EN UN SISTENA INDIRECTO Se reduce a calcular la presión de salidas mínimas en el punto de consumo mas desfavorable. Por RNC en el diseño de los diámetros de la tubería, hay que hacerlo en función de la velocidad, teniendo que estar en el rango de 0.6 m/seg. Mínimo y los máximos los encontramos en la siguiente tabla: Diámetro

Limite de velocidad m/seg

½”

1.90

¾”

2.20

1”

2.48

1 ¼”

2.85

1 ½” y mayores

3.05

Con la ayuda del isométrico del trazo de las tuberías, el cual se adjuntan a continuación, se procede a diseñar.

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Tramo AB (52 UH): Q = 1.16 m/seg Hf = (5.0 x 1.2) x 0.32 Hf = 1.92 mts. Tramo BC (8 UH): Q = 0.29 m/seg Hf = 0.30 x 1.2 x 0.08 Hf = 0.05 mts Tramo CD (6 UH): Q = 0.25 m/seg Hf = 6.00 x 1.2 x 0.08 Hf = 0.58 mts Tramo EB (15 UH) Q = 0.44 m/seg Hf = 2.50 x 1.2 x 0.23 Hf = 0.69 mts Tramo HE (9 UH) Q=0.32 m/seg Hf = 2.55 x 1.20 x 0.135 Hf = 0.41 mts

 = 1”

S = 0.32 Pa = 4.00-1.92 Pa = 2.08 mts.

 = 3/4”

 = 3/4”

 = 3/4”

 = 3/4”

S = 0.13 Pb = 2.08-0.05 Pb = 2.03

S = 0.23 Pc = 2.08-0.65 Pc = 1.39 mts S = 0.23 Pe = 2.08-0.65 Pe = 1.39 mts

S = 0.135 Ph = 1.39-0.40 Ph = 0.98 mts.

Tramo IE (6 UH) Q = 0.25 m/seg Hf = 1.04 mts

 = 3/4” S = 0.08 Pi = 0.35 mts

Tramo JB (29 UH) Q = 0.71 m/seg Hf = 1.83 mts.

=3/4”

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S = 0.61 Pj = 2.75 mts

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AGUA CALIENTE

El consumo de agua caliente lo obtenemos con la dotación que nos da la siguiente tabla:

Residencia (# dormitorios) 1

Dotación diaria (LT) 120

2

250

3 4

390 420

5

450

Más de 5 dormitorios a razón de 80 lts/dia, por dormitorio adicional. Nuestra edificación consta de 6 dormitorios así que la dotación diaria será:

5 dormitorios entonces la dotación según la tabla será de 450 lts. 1 dormitorio adicional ------- 80 6 dormitorios ----------------- 530 lts/dia

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CALCULO DE LA CAPACIDAD DEL EQUIPO DE PRODUCCIÓN DE AGUA CALIENTE Y CAPACIDAD DEL TANQUE DE ALMACENAMIENTO Se tomara de la siguiente tabla en función a la dotación diaria:

Tipo de edificación

. .

Capacidad del tanque de almacenamiento

Residencia unifamiliares y multifamiliares

1/5

Hoteles y pensiones

1/7

restaurantes

1/5 . .

CAPACIDAD DEL TANQUE DE ALMACENAMIENTO: 530 X 1/5 = 106 lts/dia

CAPACIDAD HORARIA DEL EQUIPO DE PRODUCCIÓN:    

530 X 1/7 = 75.71 lts/dia therma a necesitar será de una capacidad de 130 lts. El  de la tubería de agua caliente será de  ¾” El material de estas tuberías no eran de PVC, sino de un material especial para agua caliente. Los accesorios y tuberías serán de CPCB.

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DESAGUE

CALCULO DE LOS RAMALES DE DESAGUE, MONTANTES COLECTORES El cálculo de los ramales de desagüe, montantes y colectores se utiliza la sgte tabla:

Tipos de aparatos tina Lavadero de ropa bidet

 mínimo trampa 1 ½” – 2” 1 ½” 1 ½” .

Unid. De desagüe 2-3 2 3 .

Los aparatos existentes en el edificio son los siguientes:

1er piso:

Tipos de aparatos

Unid. De descarga

 asumido

4x3

4”

2x3

2”

Urinario de pared 2” (2) Ducha (1) 2”

4x2

2”

2

2”

Lavadero de cocina 2” (1) Lavadero de ropa 1 ½” (2)

2

2”

2x2

2”

Inodoro tanque (3) Lavatorio (3)

 min. De trampa

con 3” 1 ½”

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2do piso: Tipos de aparatos Inodoro tanque (3)

 min. De trampa

con 3”

Unid. De descarga

 asumido

4x3

4”

Lavatorio (4)

1 ½”

2x4

2”

Bidet (1)

1 ½”

3

2”

Urinario de pared 1 ½” (1)

4

2”

Ducha (2)

1 ½”

2x2

2”

Tina (1)

2”

3

2”

Unidades de descarga total = 34 + 34 = 68 U.D. Luego se utiliza la siguiente tabla: Numero máximo de descarga que puede ser conectada a los conductos horizontales ya las montantes  del tubo

Cualquier horizontal de Montantes de 3 pisos de desagüe altura

2”

6

10

4”

160

240

Luego decimos que:  la montante que llega a primer piso y que recibe las unidades de descarga del segundo piso que son 34 en total es de un  de 4” que admite 240 unidades de descarga.  La tubería horizontal que recibe todas las unidades de descarga y que son en total 68 es de 4” de  ya que admite hasta 160 unidades de descarga.  Por lo tanto así como estos casos se han utilizado tramos por tramo, los diámetros están especificados en cada tramo en el plano adjunto.  Por ultimo se utiliza la sgte tabla: Numero máximo de unidades de descarga que puede ser conectado a los colectores del edificio UNIVERSIDAD NACIONAL “SAN LUIS GONZAGA DE ICA”

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Pendiente 1%

 4”

180 U.D.

68 U.D. < 180 U.D. Por lo tanto  4” OK. 

los registros, cajas de registros, sus diámetros, profundidades están especificadas en el plano.

dimensiones

y

VENTILACIÓN

En el diseño de la ventilación sanitaria se tomaran las recomendaciones indicadas por RNC. Siendo las más importantes utilizando las siguientes tablas:  del conducto de desagüe del aparato sanitario 1 ½” 2” 3” 4” Tipo de aparato sanitario

Distancia máxima entre el sello de agua y el tubo de ventilación 1.10 m 1.50 m 1.80 m 3.00  min. Para la ventilación individual

Lavatorio inodoro lavatorio de ropa Tina bidet sumidero de piso inodoro

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1 ½” 2”

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de diseño l = 40.17 amp x 1.25 l = 50.21 INSTALACIONES ELECTRICAS EN INTERIORES 

 

las instalaciones eléctricas de una edificación cualquiera, viene a ser el conjunto de tuberías, accesorios, conductores eléctricos, tableros eléctricos y sistema de protección de las mismas instalaciones eléctricas, que nos permite dotar de energía eléctrica a todas y cada una de los equipos, que así lo requieren dentro de la edificación. esta instalación se refiere a llevar la energía desde el medidor hasta el tablero general y su posterior distribución dentro de la edificación. Otra edificación que se le da al proyecto de instalaciones eléctricas, es que consiste en desarrollar los planos eléctricos para dotar de energía a una determinada edificación.

INSTALACIONES ELECTRICAS

Descripción.Se tiene un terreno de 21.30 m de largo por 9.00 de ancho, las características de esta vivienda son: Primera planta: - sala - comedor - cocina - ½ baño 2 - baño (ducha, lavadero, inodoro) - patio - hall de distribución - terraza - dormitorio UNIVERSIDAD NACIONAL “SAN LUIS GONZAGA DE ICA”

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-

lavandería estudio deposito tienda car-port jardín interior

Segunda planta: - dormitorio 5 - baño (ducha, lavadero, inodoro) - baño completo (2) - star - hall de distribución - balcon - walking closet - escaleras DISTRIBUCION DE LAS AREAS Es de la siguiente manera: Area total 191.70 m Área techada total 1er piso 152.49 m 2do piso 149.24 m Total 301.73 m Área libre 47.51 m

FACTORES DE DEMANDA PARA ALIMENTADORES DE CARGA DE ALUMBRADO Para viviendas: De los primeros 2000 W (o menos)

100%

Los siguientes hasta 118 W

35%

Exceso sobre 120 W

25%

CALCULO DE LA CARGA INSTALADA

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Cl1 = área techada x carga unitaria Cl1 = 301.73 m x 25 w/m Cl1 = 7,543.23 w Cl2 = 1500w (factor de seguridad que representa las cargas pequeñas que se instalaran en la cocina) Cl3 = área libre x carga unitaria Cl3 = 47.51 m x 5w/m Cl3 = 237.55w Cl4 = 8000w (cocina eléctrica) Cl5 = 1500w (therma de 130 litros de capacidad) Cl6 = 0.2 kw = 200w (bomba de la cisterna) Cltotal = Cl1 + Cl2 + Cl3 + Cl4 + Cl5 + Cl6 Cltotal = 18,980.8 w

CALCLULO DE LA DEMANDA MÁXIMA

MD1 = Cl1 x factor de demanda MD1 = (2000w x 1.00) + (5543.25w x 0.35) MD1 = 3940.14w MD2 = Cl2 x factor de demanda MD2 = 1500w x 1.00 MD2 = 1500w MD3 = Cl1 x factor de demanda MD3 = 237.55w x 1.00 MD3 = 237.55w MD4 = Cl4 x factor de demanda UNIVERSIDAD NACIONAL “SAN LUIS GONZAGA DE ICA”

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MD4 = 8000 x 0.80 MD4 = 6400w MD5 = Cl5 x factor de demanda MD5 = 1500w x 1.00 MD5 = 1500w MD6 = Cl6 x factor de demanda MD6 = 200w x 1.00 MD6 = 200w MDtotal = MD1 + MD2 + MD3 + MD4 + MD5 + MD6 MDtotal = 13,777.69w

INTENSIDAD DE CORRIENTE:

L=

Mdtotal

K x V x cos

Donde: L = intensidad de amperios K = monofásico 1.00 Trifásico = 3 V = tensión en voltios Cos  = factor de potencia

Reemplazando valores tenemos lo siguiente:

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L=

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13777.69w

3 x 220 x 0.9 l = 40. 17 amperios Luego le incrementamos el 25% por seguridad para tener la intensidad CALCULO DE LOS CONDUCTORES (EN CONDUCTOS ) El valor anterior (50.21 amp) lo llevamos a la tabla de intensidad de corrientes permisibles de intensidad de corrientes permisibles en amperios de los conductores y vemos que el conductor Nº 6 ( 13.3 mm ) AGW-MCM admite una intensidad de hasta 55 amp. Por lo cual podemos decir que el conductor es correcto. S = 13.30 mm CAIDA DE TENSIÓN Av = K x l x Pxl S

Donde: Av = caída d tensión en voltios K = monofásico = 1.00 Trifásico = 3 L = intensidad de corrientes en amperios P = resistencia en el conductor en ohm - mm/m de cobre S = sección del conductor L = longitud desde el medidor al tablero general

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Reemplazando valores: Av = 3 x 50.21 amp x 0.0175 ohm - mm/m cobre x 15.50 13.30 mm Av = 1.77 voltios Este valor hallado tiene que ser menor de 25% de 220v 220 x 0.25 = 5.5v 1.77v < 5.5v = OK

CALCULO DE LA SECCION DE LOS CONDUCTORES PARA LOS CIRCUITOS ESPECIALES

COCINA ELECTRICA Potencia = 8000w Sistema = trifásico Tensión = 220v Cos  = 1.00 ( por ser resistivo puro ) Calculando tenemos:

l=

W 3 x v x cos 

l=

8000w 3 x 220v x 1.00

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l = 20.99 amp. l = 20.99 amp x 1.25 (incremento de reserva) l = 26.24 amp Por la tabla de los conductores tenemos que le corresponden un conductor Nº 10 (5.26 mm) AWG-MCM

Av = k x l x Pxl S Av = 3 x 26.24 amp x 0.0175 ohm-mm/m cobre x 7.10m 5.26 mm

Av = 1.07v

Este valor hallado de la caída de tensión tiene que ser menor que el 1.50% de 220v 220 x 0.015 = 3.3v 1.07 < 3.3v

= OK

Therma (130 lts) Potencia = 1500w Sistema = monofásico UNIVERSIDAD NACIONAL “SAN LUIS GONZAGA DE ICA”

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Tensión = 220v Cos  = 1.00 (por ser resistivo puro) Calculando tenemos:

l=

W 3 x v x cos 

l=

1500w 3 x 220v x 1.00

l = 6.82 amp. l = 6.82 amp x 1.12 (incremento del 12% como reserva ) l = 7.64 amp Av = K x l x Pxl S Llevando este valor a la tabla de corriente permisible y sucede permisible que le corresponde un numero inferior al Nº 14, pero el código nacional de electricidad lo prohíbe, así que así mismo el Nº 14 (2.08 mm) AWG-MCM. Av = K x l x Pxl S Av = 2 x 7.64 amp x 0.0175 ohm-mm/m cobre x 7.10m 2.08 mm

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Av = 0.91v Este valor es menor que el 1.5% de 220v 0.91 < 3.30v = OK CACULO DE CONDUCTORES EN:

CIRCUITO DE ALUMBRADO: Partimos de que, por cada circuito no pasamos de las 16 salidas y suponemos que lo vamos a emplear al máximo, entonces tenemos: Cl1 = 16 salidas x 1.00w/salidas Cl1 = 1600w C=

1600w 1 x 220 x 0.80

l = 9.10 amp l = 9.10 amp x a.25 (factor de seguridad ) l = 11.40 amp Como en el caso anterior tomaremos el conductor Nº 14 (2.08mm) AWG-MCM ya que, es el mínimo que podemos coger.

Av = 2 x 11.40 amp x 0.015 ohm-mm/m cobre x 10m 2.08 mm Av = 1.92v

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Donde: L = si consideramos que el punto mas alejado a 50m. Caso hipotético y teniendo como cargas de alumbrado 10m. En promedio asumidos: L = 10m. Este valor es menor que el 15% de 220v 1.92v < 3.30 = OK CIRCUITOS DE TOMACORRIENTES: De igual manera para este caso de circuito de tomacorrientes, emplearemos criterios similares antes mencionados para los circuitos de alumbrado, asi : -

se ha diseñado 2 circuitos de tomacorrientes las razones están dadas por el código nacional de electricidad consideramos como en el caso de alumbrado, una distancia de 10, tendremos así;asumiendo que la potencia por cada tomacorrientes es de 180v, y que su valor en watts es 144w, y que en amperios es igual a 0.81 amp.

Tenemos: L = 0.81 x 18 amp L = 14.60 amp L = 14.60 amp x 1.25 (factor de seguridad) L = 18.25 amp. El conductor para estos circuitos será el Nº 14 (2.08 mm) AWG-MCM Av = 2 x 18.25 amp x 0.0175 ohm-mm/m cobre x 10m 2.08 mm Av = 3.07v Este valor es menor del 15% de 220v UNIVERSIDAD NACIONAL “SAN LUIS GONZAGA DE ICA”

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3.07 < 3.3v = OK!!!

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