Logrando el equilibrio: PICV

Las válvulas de control y balanceo independientes a la presión o PICV son la mezcla perfecta entre una válvula actuada de control de temperatura y una válvula reguladora de flujo, empaquetada en una sola válvula.

La válvula PICV consta de dos partes: la primera es una válvula de bola / esfera caracterizada y la segunda parte es un cartucho de control de presión. La válvula caracterizada se comporta como una válvula actuada de control de temperatura y el cartucho provee a la válvula un control de flujo automático para mantener una corriente constante de agua fría o caliente, sin importar las fluctuaciones de la presión en el sistema.

Las válvulas PICV se utilizan en un sinfín de aplicaciones HVAC y de sistemas de agua de circuito cerrado. Los sistemas que tienen instaladas este tipo de válvulas no requieren ser balanceados o reajustar el balanceo durante el Commissioning (puesta en marcha y arranque), ya que regulan y mantienen el flujo constante en el serpentín a medida que la presión del agua varía, dependiendo de la demanda. Esta característica incrementa la eficiencia energética, reduce costos y tiempos de Commissioning y arranques, además de que reduce el desgaste del actuador por operación e incrementa el confort del usuario.

Las válvulas PICV le permiten al sistema mejorar su rendimiento y operación; con la cantidad correcta de flujo a cada serpentín, los sistemas de agua helada (como los chillers) y los sistemas de agua caliente (como los boilers) son más eficientes.

Ventajas de la PICV

Las válvulas PICV integran el balanceo dinámico y las funciones de control en un solo producto. Estas válvulas responden a los cambios de presión para poder mantener el flujo deseado.

La sección reguladora de presión diferencial de estas válvulas incorpora un diafragma elástico que se mueve por la presión diferencial y un resorte. El diafragma es expuesto a la presión de entrada de un lado y a la presión de salida en el otro. A medida que el diafragma se mueve, acciona una válvula que mantiene la caída de presión constante a través de la válvula de bola / esfera, sin importar las fluctuaciones de presión en el sistema.

Esta válvula modula para mantener la temperatura deseada en el sistema, de esa manera el flujo varia por la demanda del usuario y no por los cambios de presión. Asimismo, debido a que las válvulas PICV son tanto una válvula de control como una válvula de balanceo automático, la instalación es más sencilla y menos costosa, ya que no sólo evitan instalar y comprar dos válvulas independientes por serpentín, sino que ahorran tiempos y costos en el commissioning, al evitar reajustar el balanceo.

Las válvulas PICV reducen también los costos de los equipos en el sistema, dado que se requieren equipos más pequeños y de menor capacidad y tuberías de diámetros más reducidos. También eliminan la necesidad de invertir e instalar una compleja tubería de retorno inverso. Reducen de manera significativa el tiempo y la labor de pruebas, ajustes, balanceo y comisionamiento, especialmente en proyectos por etapas, en donde el sistema debe de volver a balancearse cada vez que una etapa se concluye.

La importancia de un sistema balanceado

El propósito de una válvula reguladora de flujo automática es asegurar que cada carga (serpentín) reciba la cantidad de flujo correcta en todo momento y en cualquier condición de carga (plena o parcial).

Un sistema HVAC está balanceado cuando el flujo de agua a través del serpentín se encuentra entre ± 10 % del diseño estipulado por el fabricante. Si el sistema se encuentra desbalanceado, la distribución del flujo es inequitativa; esto generará excedente de flujo en algunos serpentines y disminución de corriente en otros. Los serpentines que tienen flujo inadecuado disminuirán su capacidad de transferencia térmica, afectando el correcto acondicionamiento del aire. Los serpentines con excedentes de flujo serán ineficientes y consumirán mayor energía, debido a tres razones: el exceso de flujo será tanto, que el sistema no podrá maximizar la cantidad de transferencia térmica que se da entre el serpentín de agua y el aire que fluye a través de él; el sistema de bombeo requerirá mayor energía para llevar el excedente de agua al serpentín, y el usuario se quejará de que en la zona hay lugares donde la temperatura del aire es extremadamente caliente y en otros extremadamente fría.

Una válvula de balanceo manual (estática) se utiliza en el sistema para ajustar la cantidad de flujo de diseño que requiere cada serpentín. El ajuste se realiza a flujo pleno, es decir, con todas las válvulas de control abiertas y a su máximo flujo. Una vez que el sistema se encuentra a flujo pleno, para balancearlo es necesario ajustar manualmente cada válvula de balanceo, una a la vez. Cada vez que se ajusta una válvula de balanceo, la anteriormente ajustada se desbalancea, esto se debe a que los parámetros de flujo y presión cambian en el sistema. Es por ello que la ASHRAE recomienda que cada válvula de balanceo se ajuste al menos tres veces, para garantizar que el flujo se encuentre dentro del ±10 % del flujo de diseño y el sistema se considere balanceado.

Mantenimiento, instalación y selección

Para cumplir con los requerimientos de diversas aplicaciones, las válvulas PICV cuentan con una amplia variedad de opciones de flujo. Para seleccionar la válvula correctamente, es necesario conocer el flujo de diseño del serpentín. La válvula que se debe de seleccionar será la que mejor se aproxime a dicho flujo y la de menor tamaño posible.

Como cualquier instalación, siempre es mejor instalar válvulas de corte a la entrada y salida de la válvula PICV para facilitar el mantenimiento. Las válvulas PICV tienen pequeños canales ubicados en el cuerpo de la válvula a ambos lados del diafragma, por lo que hay que prestar atención a la calidad del agua que ingresará.

Los filtros Y o cualquier elemento filtrante instalado antes de la válvula PICV removerá las partículas y sólidos contaminantes, protegiendo a la válvula, al serpentín y a los equipos; sin embargo, no filtran partículas muy pequeñas. Por ello, es importante asegurarse de que la calidad del agua sea buena, instalando sistemas de tratamiento de agua o sistemas de filtración con bypass. Un mantenimiento y un comisionamiento adecuado también incluyen lavar regularmente el sistema. Si la velocidad del sistema de bombeo es controlada por un sensor de presión diferencial, el mejor rendimiento y ahorro de energía podrá alcanzarse colocando dicho sensor lo más cerca posible a la válvula PICV que se encuentre más alejada del sistema de bombeo, de esta manera se garantiza que el sistema de bombeo acelerará lo necesario para suministrar agua a la válvula y al serpentín más remoto en el sistema.

Las PICV simplifican la instalación y el comisionamiento, y garantizan un flujo constante, independiente de las fluctuaciones de la presión, los cambios súbitos en la demanda y las aperturas o cierres de las válvulas. Reduce la operación y el desgaste en los actuadores y mejora el control de la zona; también minimiza los costos y mejora el funcionamiento del sistema, pues, con el flujo adecuado en cada serpentín, los sistemas de bombeo y los chillers operan de manera eficiente.

Lee el artículo completo en nuestra edición de septiembre, 2016

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