U.D. 02 PRINCIPIOS DE EQUILIBRADO HIDRÁULICO

1. U.D. 02 PRINCIPIOS DE EQUILIBRADO HIDRÁULICO

2. 1. INTRODUCCIÓN.

3. ESQUEMA DE INSTALACIÓN DE CLIMATIZACIÓN

4. Circuito 1 b-1-e-f-a

5. Circuito 2 b-2-e-f-a

6. Circuito 3 b-3-e-f- a

7. Circuito 4 b-g-4-j-f-a

8. Circuito 5 b-g-5-j-f-a

9. Circuito 6 b-g-6-j-f-a

10. ESQUEMA SIMPLE

11. SÍMIL ELÉCTRICO

12. p p p

13. Los emisores se dimensionan en función de la potencia calorífica que tienen que suministrar Potencia calorífica = f (Caudal, Salto térmico)

14. Si no se calculó bien, pueden ser distintos los caudales reales de los caudales que hacen falta.

15. Cuando funcione la bomba, el caudal que les llegue a los elementos emisores debe ser el previsto en el estudio del dimensionado de la red.

16. Si el caudal no es el de diseño Desequilibrio térmico de la instalación.

17. Si el caudal no es el de diseño Defecto de caudal Exceso de caudal

18. Si el caudal no es el de diseño aumento del caudal de entrada Derroche de energía

19. PUESTA A PUNTO DEL EQUILIBRADO HIDRÁULICO Al finalizar su montaje, actuando sobre: • las válvulas de asiento que debe haber al pie de las columnas de retorno • los detentores de doble reglaje de los radiadores.

20. Válvulas para reglaje Asiento / Aguja compuerta bola mariposa

21. 1.1. DISTRIBUCIÓN DE CAUDALES, PRESIONES Y TEMPERATURAS SIN EQUILIBRADO. PROBLEMÁTICA

22. Instalación de calefacción con numerosos emisores y ramificaciones. La distribución del caudal no es uniforme dado que las presiones que actúan en cada ramal son distintas.

23. Seleccionamos uno de los ramales con 5 emisores en paralelo.

24. En cada emisor: • Los caudales son iguales • Las presiones diferenciales nominales, para obtener las potencias seleccionadas, son iguales = = = = P5 P1 P2 P3 P4 P1 = P2 = P3 = P4 = P5

25. Al alejarnos de bomba aumenta la resistencia hidráulica La bomba impulsa el agua con una presión constante Los emisores más alejados tienen más dificultad para que les llegue el caudal necesario

26. En la figura se representa el diagrama de distribución de presiones en la instalación.

27. Circuito crítico Aquel que ofrece la mayor resistencia a la circulación del fluido. circuito crítico

28. La caída de presión en las cinco unidades terminales ha de ser la misma, ya que partimos del supuesto de que el caudal tenía que ser idéntico en todas ellas, por tanto: p1=p2=p3=p4=p5.

29. La figura muestra la distribución de presiones entre los puntos extremos de la unidad terminal 2.

33. Pérdida en la tubería Caída de presión en la Unidad Terminal correspondiente al caudal de proyecto Presión residual

34. La distribución de presiones en los tramos de las unidades 1, 3 y 4 es similar. Presión residual

35. Las presiones residuales son la causa de que el caudal a través de las cinco unidades terminales varíe A mayor Presión Residual, más Caudal En este caso la instalación no estará equilibrada.

36. Una instalación está equilibrada desde el punto de vista hidráulico cuando el caudal en cualquier parte de la instalación se corresponde con los caudales definidos en el proyecto.

37. Consideremos la misma instalación, pero con cinco válvulas de equilibrado.

38. En este caso, el diagrama de presiones será el de la figura.

39. El caudal entre dos puntos se determina en función de • la presión diferencial existente entre esos puntos R • y la pérdida de carga producida en la tubería, las válvulas y las unidades terminales. p

40. R p El cálculo del caudal se realiza mediante la siguiente ecuación: qv = caudal p = caída de presión R = Pérdidas a lo largo del circuito (tuberías, unidades terminales, válvulas,…) n = Exponente = densidad del fluido El valor R se obtiene de las tablas correspondientes en los catálogos de los productos en cuestión. El exponente n toma valores diferentes en función del tamaño de la tubería.

41. Se denomina circuito crítico a aquel que ofrece la mayor resistencia a la circulación del fluido. Normalmente se corresponde con el circuito más alejado de la bomba.

42. Esta caída de presión se calcula mediante la siguiente ecuación: p5 = R5 (qv)n en la que R5 y qv son valores conocidos ya que representan respectivamente la pérdida de carga a lo largo del circuito crítico y el caudal de proyecto.

43. La caída de presión en las cinco unidades terminales ha de ser la misma, ya que partimos del supuesto de que el caudal tenía que ser idéntico en todas ellas, por tanto: p1=p2=p3=p4=p5

44. La figura muestra la distribución de presiones en el tramo de la unidad terminal 2 Pérdida en la tubería Caída de presión en la Unidad Terminal correspondiente al caudal de proyecto La válvula de equilibrado absorbe la presión residual y compensa el exceso de presión. Presión residual

45. En las unidades terminales 1, 3 y 4 sucede algo similar Pérdida en la tubería Caída de presión en la Unidad Terminal correspondiente al caudal de proyecto Presión residual

46. Se observa como, para que las presiones diferenciales sean iguales, es necesario conectar en serie con las unidades terminales otro elemento resistente al paso del fluido que absorba la caída residual de presión entre los tramos de las unidades terminales El elemento resistente es una válvula de equilibrado.

47. 1 bar En muchas ocasiones el valor de la resistencia de paso de las válvulas no aparece en los catálogos de estos productos, y en su lugar se ofrecen los valores correspondientes al coeficiente kv o cv (en el caso de fabricantes norteamericanos). El coeficiente kv se define como el caudal de agua (densidad 1 kg/l) que pasa a través de la válvula, cuando la presión diferencial en la misma es de 1 bar. Este valor está medido en m3/h. Caudal

48. La equivalencia entre el caudal de paso y la presión diferencial en la válvula viene dada por: qv en m3/h cuando p se expresa en bar En las válvulas de equilibrado, el coeficiente kv se corresponde a la situación de apertura total de la válvula.

49. RESUMEN En la red, el fluido preferirá ir por el camino más favorable, es decir aquél que tenga menor p. Para solucionar este problema, lo que tenemos que hacer es “confundir” al fluido para que no sepa cuál es el camino más fácil.

50. Calculamos el terminal que tiene mayor p, que es el más alejado de la bomba. Supongamos que valga 10 kPa. Los otros son p.ej.: 8, 6 y 4 kPa.