Abril: grupos de presión

Uno de los elementos fundamentales en las instalaciones de agua y climatización, así como en diversos procesos industriales, es el trasvase de agua.

Una bomba es un sistema electromecánico diseñado para permitir el traslado de un fluido desde un punto inicial a un punto final mediante una fuerza o energía, conocida como presión.

A la hora de dimensionar una bomba, es necesario tener en cuenta si el circuito es abierto o cerrado:

CIRCUITO ABIERTO:

Este tipo de sistema se utiliza normalmente para instalaciones de agua fría (tanto sumergibles como de superficie). En circuitos abiertos, donde la bomba debe transportar el líquido de un punto a otro con una presión determinada en el punto final, es necesario considerar una altura estática.

Para el dimensionamiento de una bomba en un sistema abierto, es necesario tener en cuenta los siguientes parámetros:

-         Presión:

AP es la presión total que debe generar la bomba.

Hg (m) es la diferencia de altura entre el nivel del agua bombeada y el punto más alejado del sistema.

Psort (m) es la presión mínima necesaria para el uso de la instalación. De manera aproximada, se considera unos 25 m.c.a. Por ejemplo, una presión de 2 bares corresponde a 20 metros.

Ha (m.c.a) es la presión de aspiración de la bomba.

Fs es la pérdida de carga asociada a los accesorios presentes en el circuito. Se calcula considerando el 20% de la pérdida por longitud.

Pc (m.c.a) representa las pérdidas de carga por fricción del líquido a través de las tuberías. Estas pérdidas dependen del tipo de material y de la sección de la tubería.

TABLA DE PÉRDIDA DE CARGA SEGÚN EL CAUDAL Y EL DIÁMETRO DE LA TUBERÍA

-         Caudal:

El caudal, también conocido como caudal instantáneo, se mide en m³/h, litros por minuto (l/min) o litros por segundo (l/s). Una relación rápida a tener en cuenta es que 1 m³/h equivale a 3,6 litros por segundo.

Para dimensionar la bomba, se debe tener en cuenta el caudal instantáneo y no el caudal total. El caudal instantáneo se obtiene teniendo en cuenta el caudal instalado por simultaneidad. A continuación, se muestran ejemplos de este caudal:

• Vivienda de 3 personas: 1,5 a 2 m³/h
• Vivienda de 4 a 8 personas: 2 a 3 m³/h
• Abastecimiento de casa y riego de jardín: 3 a 4 m³/h

-        Regulación bombas

1) Bomba con Presostato

El presostato es un sistema mecánico que mide la presión del agua. Una bomba con presostato trabaja entre dos presiones. Cuando el presostato detecta que la presión del agua ha disminuido por debajo de un nivel, activa la bomba para aumentar la presión. Cuando la presión alcanza el nivel establecido, el presostato desactiva la bomba. La diferencia entre el arranque y la parada debe ser aproximadamente 1,5 bar.

2) Bomba con Presscontrol y vaso de expansión

El Presscontrol es un sistema electrónico que permite regular el arranque y parada de la bomba en función del consumo. Cuando en una instalación hay consumo de agua, el Presscontrol detecta una bajada de presión y arranca la bomba. Cuando se detiene el consumo, la presión sube, el Presscontrol lo detecta y detiene la bomba.

Existen dos tipos de Presscontrol en función de su presión mínima de arranque: los de 1,5 y los de 2,2 bares. Este dato debe tenerse en cuenta a la hora de dimensionar una instalación, ya que, por ejemplo, si se instala un Presscontrol en un edificio con muchas plantas, la bomba ya está presurizada y es posible que no haya una presión inferior a las mencionadas.

Una bomba con Presscontrol opera dando el caudal y presión según su curva de funcionamiento, no según las condiciones óptimas de trabajo de la instalación. Es decir, la presión de la instalación varía en función del caudal, a menos caudal más presión y en más caudal menos presión.

Este tipo de funcionamiento puede no ser óptimo en muchos casos, ya que no permite adaptarse de manera eficiente a las condiciones específicas del sistema.

Además, los Presscontrol están pensados para bombas con una intensidad pequeña. A la hora de elegir un Presscontrol, siempre se debe tener en cuenta la intensidad máxima de arranque de la bomba, ya que esta no puede superar la intensidad máxima del Presscontrol, que normalmente es de 10A.

3) Bombas con variador de frecuencia

En situaciones donde se requiere un control preciso y un funcionamiento ajustado, es fundamental instalar bombas equipadas con variadores de frecuencia. Estos dispositivos permiten regular la velocidad de giro del motor, ajustando así el caudal y la altura necesarios para el correcto funcionamiento de la instalación. En este caso, la presión es independiente del caudal existente.

El variador de frecuencia optimiza el consumo de energía, ya que la bomba solo consume la potencia requerida para cada punto de trabajo, mejorando la eficiencia y reduciendo el consumo energético global.

CIRCUITO CERRADO:

Este tipo de instalación se utiliza en sistemas de climatización y recirculación de agua caliente sanitaria (ACS). En un sistema cerrado, no hay una altura a superar si la bomba no está en funcionamiento, ya que la función de la bomba es superar las pérdidas de carga del circuito.

-         Presión:

Para el dimensionamiento de una bomba en un circuito cerrado, solo se deben tener en cuenta las pérdidas por fricción, las cuales son causadas por el paso del fluido a través de la tubería, y las pérdidas en los elementos terminales. Estas pérdidas varían en función del material de la tubería y se pueden consultar en tablas específicas para cada tipo de material.

Para el dimensionamiento de la tubería, se calcula que el agua circule a una velocidad inferior a 1,5 m/s y que tenga como máximo unas 40-60 m.c.a de pérdida.

-         Caudal:

El caudal de un circuito cerrado depende de la potencia instalada y del salto térmico con el que se desea trabajar.

El salto térmico es la diferencia de temperatura entre el agua al inicio del proceso de intercambio y la temperatura al final del mismo. A continuación, se muestran algunos ejemplos de salto térmico más utilizados en instalaciones de climatización:

Por ejemplo, en una vivienda de 120 m² con suelo radiante y una potencia instalada de 8 kW, se tendría un caudal de 1,34 m³/h.