Impreso nº 2000240, jun 2010 - 1/10 -

Equilibrado automático de circuitos

Rafael Ros Urigüen Ingeniero Industrial

SEDICAL, S.A

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Impreso nº 2000240, jun 2010 - 2/10 -

Índice 1. Equilibrado de caudales

2. Ejemplo. Equilibrado automático de cuatro circuitos

3. Equilibrado a “caudal constante”

4. Equilibrado a “caudal variable” 5. By-pass. Protección de la bomba circuladora

Anexo I

Circuito Enfriadora Anexo II

Funcionamiento de válvula K-Flow “SM”

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1. Equilibrado de caudales

Esquema 1

Hemos considerado, para simplificar este estudio, que las pérdidas de carga de las tuberías son despreciables.

P1 - ∆PI = P2

P1 - ∆PII = P2

P1 - ∆PIII = P2

P1 - ∆PIV = P2

Los caudales de agua en circulación se distribuirán de tal forma que produzcan en cada circuito idéntica pérdida de carga.

Circulará en cada circuito un caudal de agua distinto del caudal deseado. En los circuitos de menor pérdida de carga aumentará el caudal y en los circuitos con mayor pérdida de carga, disminuirá.

Si queremos que por cada circuito circule el caudal de proyecto, es necesario equilibrar los circuitos.

Un circuito está equilibrado cuando por él circula el caudal de proyecto con la misma pérdida de carga que el resto de los circuitos en paralelo.

∆PI = ∆PII = ∆PIII = ∆PIV

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2. Ejemplo. Equilibrado automático de cuatro circuitos

En el esquema 1, supongamos que las pérdidas de carga de los cuatro circuitos (Ej. climatizadores) son diferentes:

QProyecto

m3/h

∆PIV = 16 mca 25

∆PIII = 12 mca 30

∆PII = 8 mca 20

∆PI = 4 mca 5

Es decir, el circuito IV (climatizador IV) tiene una pérdida de carga de 16 mca para un caudal de proyecto de 25 m3/h.

Seleccionamos una bomba circuladora:

Q= 80 m3/h

∆P= 20 mca = ∆P1-2

Para agua :

Utilizamos equilibrado automático con válvulas de equilibrado tipo K-Flow “K” para caudal constante y tipo K-Flow “M”(*) (motorizadas) para caudal variable.

La válvula de equilibrado automático mantiene el caudal de proyecto (constante o variable) independientemente de las variaciones de su propia presión diferencial que soporta en el circuito que equilibra.

(*) K-Flow “M”: K1…M, K2…M, KV…M, KC…M, KV…M2, SME K1…, SME K2…, SME KV…, SM (roscado), SM (embridado)

PΔ×Kv=Q

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3. Equilibrado a “caudal constante”

Seleccionamos válvulas K-Flow tipo “K” para los caudales de proyecto que son constantes. La bomba circuladora tiene un ∆P= 20 mca, elegimos un rango de trabajo “2” (2 a 22 mca). La válvula K-Flow tipo “K” mantendrá el caudal de proyecto constante siempre que su presión diferencial ∆PV esté comprendida entre 2 mca y 22 mca.

mca m3/h ∆PV K-Flow “K” (mca)

∆PI 4 5 16 ∆PII 8 20 12 ∆PIII 12 30 8 ∆PIV 16 25 4

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4. Equilibrado a “caudal variable”.

Utilizamos, en este caso, una bomba circuladora con variación de velocidad y ∆P = cte = 20 mca.

Seleccionamos K-Flow “M”

QProyecto m3/h (100%) Q m3/h

I 5 ................................. 4 (80%) II 20 ............................. 15 (75%) IIII 30 ............................. 27 (90%) IV 25 ............................. 10 (40%)

mca m3/h ∆PV K-Flow “M” (mca)

∆PI 2,6 4 17,4 ∆PII 4,5 15 15,5 ∆PIII 9,7 27 10,3 ∆PIV 2,6 10 17,4

Ejemplo: Cálculo de ∆PII para caudal 15 m3/h.

mca5,4=PΔ;PΔK

8K=

15

20II

II

Caudal seleccionado mediante señal externa de control (0-100%)

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5. By-pass. Protección de la bomba circuladora

En el equilibrado a caudal variable, puede ocurrir que todos los circuitos cierren o que el caudal que circula por razones de control sea menor que el mínimo caudal requerido por la bomba circuladora.

En nuestro caso el mínimo caudal es de 10% del caudal de proyecto de 80 m3/h.

Se soluciona fácilmente añadiendo una válvula de equilibrado motorizada con funcionamiento todo/nada, NC, del tipo K-Flow “M”, seleccionada para el mismo rango de trabajo (en nuestro caso rango ”2” de 2 mca hasta 22 mca) y de caudal 8 m3/h.

Esta válvula garantiza y protege la bomba circuladora.

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Anexo I. Circuito Enfriadora

El sistema consta de enfriadora con bomba circuladora a caudal constante, bomba circuladora con variación de velocidad, válvula de by-pass “NC” tipo K-Flow “M”, válvulas de dos vías de equilibrado de caudal variable y temperatura tipo K-Flow “M”.

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Anexo II. Funcionamiento de válvula K-Flow “SM”

Válvula SM.3.1.B (9.240 – 25.700 l/h) Rango 35/400 kPa

Ejemplo 1: Q = 25 m3/h en el circuito IV ∆PI-2 = 20 mca ∆PIV = 16 mca = ∆P3-2

∆PI-3 = 20-16 = 4mca ∆PI-3 = ∆PI-2* + ∆P2*-3

∆PI-2* = permanece constante

En este caso, con 25 m3/h ∆PI-2* = 2 mca ∆P2*-3 = 4-2 = 2 mca

Ejemplo 2: Q = 10 m3/h en el circuito IV

∆PI-2 = 20 mca ∆PIV = 2,6 mca = ∆P3-2

∆PI-3 = 17,4 mca ∆PI-3 = ∆PI-2* + ∆P2* - 3 ∆PI-2* = permanece constante= 2 mca ∆P2*-3 = 15,4 mca

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Funcionamiento