Abril: grups de pressió

Un dels elements fonamentals en les instal·lacions d’aigua i climatització, així com en diversos processos industrials, és el traspàs d’aigua.

Una bomba és un sistema electromecànic dissenyat per permetre el trasllat d’un fluid des d’un punt inicial a un punt final mitjançant una força o energia, coneguda com a pressió.

A l’hora de dimensionar una bomba, és necessari tenir en compte si el circuit és obert o tancat:

CIRCUIT OBERT:

Aquest tipus de sistema s’utilitza normalment per instal·lacions d’aigua freda (tant submergibles com de superfície). En circuits oberts, on la bomba ha de transportar el líquid d’un punt a un altre amb una pressió determinada al punt final, és necessari considerar una alçada estàtica.

Pel dimensionament d’una bomba en un sistema obert, cal tenir en compte els següents paràmetres:

-         Pressió:

AP és la pressió total que ha de generar la bomba.

Hg (m) és la diferència d’alçada entre el nivell de l’aigua bombejada i el punt més allunyat del sistema.

Psort (m) és la pressió mínima necessària per a l’ús de la instal·lació. De manera aproximada es considera uns 25 m.c.a.  Per exemple, una pressió de 2 bars correspon a 20 metres.

Ha (m.c.a) és la pressió d’aspiració de la bomba.

Fs és la pèrdua de carga associada als accessoris presents en el circuit. Es calcula considerant el 20% de la pèrdua de per longitud.

Pc (m.c.a) representa les pèrdues de càrrega per fricció del líquid a través de les canonades. Aquestes pèrdues depenen del tipus de material i de la secció de la canonada.

TAULA PÈRDUA DE CARGA SEGONS EL CAUDAL I EL DIÀMETRE CANONADA

-         Caudal:

El caudal, també conegut com a caudal instantani, es mesura en m³/h, litres per minut (l/min) o litres per segon (l/s). Una relació ràpida a tenir en compte és que 1 m³/h equival a 3,6 litres per segon.

Per dimensionar la bomba s’ha de tenir en compte el caudal instantani i no el caudal total. El caudal instantani s’aconsegueix tenint en compte el caudal instal·lat per una simultaneïtat. A continuació es mostra exemples d’aquest caudal:

o  Habitatge de 3 persones: 1,5 a 2m³/h

o  Habitatge de 4 a 8 persones: 2 a 3m³/h

o  Proveïment de casa i reg jardí: 3 a 4 m³/h

-        Regulació bombes

1) Bomba amb Pressòstat

El pressòstat és un sistema mecànic que mesura la pressió de l’aigua. Una bomba amb pressòstat treballa entre dos pressions. Quan el pressòstat detecta que la pressió de l’aigua ha disminuït per sota un nivell activa la bomba per augmentar la pressió. Quan la pressió aconsegueix el nivell establert, el pressòstat desactiva la bomba. La diferència entre l’arrancada i parada ha de ser aproximadament 1,5bar. 

2) Bomba amb Presscontrol i vas d’expansió

El Presscontrol és un sistema electrònic que et permet regular l’arrancada i parada de la bomba en funció del consum. Quan en una instal·lació hi ha consum d’aigua, el presscontrol detecta una baixada de pressió i arrenca la bomba. Quan s’acaba el consum puja la pressió, el presscontrol ho detecta i para la bomba.

Existeixen dos tipus de presscontrol en funció de la seva pressió mínima d’arrancada: els de 1,5 i els de 2,2 bars. Aquesta dada s’ha de tenir en compte a l’hora de dimensionar una instal·lació, ja que per exemple si s’instal·la un presscontrol a un edifici amb moltes plantes, la bomba ja està pressuritzada i segurament no tindrem una pressió inferior a les comentades.

Una bomba amb presscontrol opera donant el caudal i pressió segons la seva corba de funcionament, no segons les condicions òptimes de treball de la instal·lació. És a dir, la pressió de la instal·lació varia en funció del caudal: A menys caudal més pressió i en més caudal menys pressió.

Aquest tipus de funcionament pot no ser òptim en molts casos, ja que no permet adaptar-se de manera eficient a les condicions específiques del sistema.

A més, els presscontrol estan pensat per a bombes amb una intensitat petita. A l’hora d’escollir un presccontrol sempre s’ha de tenir en compte la intensitat màxima d’arrancada de la bomba, ja que aquesta no pot superar la intensitat màxima del presscontrol, que normalment és de 10A.

3) Bombes amb variador de freqüència

En situacions on es requereix un control precís i un funcionament ajustat, és fonamental instal·lar bombes equipades amb variadors de freqüència. Aquests dispositius permeten regular la velocitat de gir del motor, ajustant així el caudal i l’altura necessaris per al correcte funcionament de la instal·lació. En aquest cas, la pressió és independent del caudal que hi hagi.

El variador de freqüència optimitza el consum d’energia, ja que la bomba només consumeix la potència requerida per a cada punt de treball, millorant l’eficiència i reduint el consum energètic global.

CIRCUIT TANCAT:

Aquest tipus d’instal·lació s’utilitza en sistemes de climatització i recirculació d’aigua calenta sanitària (ACS). En un sistema tancat, no hi ha una alçada a superar si la bomba no està en funcionament, ja que la funció de la bomba és superar les pèrdues de càrrega del circuit.

-         Pressió:

Pel dimensionament d’una bomba en un circuit tancat, només cal tenir en compte les pèrdues per fricció, les quals són causades pel pas del fluid a través de la canonada, i les pèrdues en els elements terminals. Aquestes pèrdues varien en funció del material de la canonada i es poden consultar en taules específiques per a cada tipus de material.

Pel dimensionament de la canonada es calcula que l’aigua vagi a una velocitat inferior a 1,5m/s i que tingui com a màxim uns 40-60 m.c.a de pèrdua.

-         Caudal:

El caudal d’un circuit tancat depèn de la potència instal·lada i el salt tèrmic el qual es vol treballar. 

El salt tèrmic és la diferencia de temperatura entre l’ aigua a l’inici del procés d’intercanvi i la temperatura al final del mateix. A continuació es mostra uns exemples de salt tèrmic més utilitzats en instal·lacions de climatització:

Per exemple en un habitatge d’uns 120m² amb terra radiant i una potència instal·lada de 8kW tindríem un caudal de 1,34m³/h