Una bomba de circulación o bomba de circulación es un tipo específico de bomba que se utiliza para hacer circular gases , líquidos o lodos en un circuito cerrado. Se encuentran comúnmente circulando agua en un sistema de calefacción o enfriamiento hidrónico . Debido a que solo hacen circular líquido dentro de un circuito cerrado, solo necesitan superar la fricción de un sistema de tuberías (en lugar de elevar un fluido desde un punto de energía potencial más baja a un punto de energía potencial más alta).
Las bombas de circulación que se utilizan en los sistemas hidrónicos suelen ser bombas centrífugas de accionamiento eléctrico . Como se usan en los hogares, a menudo son pequeños, sellados y tienen una potencia nominal de una fracción de un caballo de fuerza , pero en aplicaciones comerciales varían en tamaño hasta muchos caballos de fuerza y el motor eléctrico generalmente está separado del cuerpo de la bomba por algún tipo de acoplamiento mecánico. . Las unidades selladas que se utilizan en aplicaciones domésticas a menudo tienen el rotor del motor, el impulsor de la bomba y los cojinetes de soporte combinados y sellados dentro del circuito de agua. Esto evita uno de los principales desafíos que enfrentan las bombas más grandes de dos partes: mantener un sello hermético en el punto donde el eje de transmisión de la bomba ingresa al cuerpo de la bomba.
Las bombas circuladoras de tamaño pequeño a mediano suelen estar soportadas en su totalidad por las bridas de las tuberías que las unen al resto de la plomería hidrónica . Las bombas grandes suelen estar montadas en pedestal.
Las bombas que se utilizan únicamente para sistemas hidrónicos cerrados se pueden fabricar con componentes de hierro fundido , ya que el agua del circuito se desoxigena o se trata con productos químicos para inhibir la corrosión . Pero las bombas que tienen un flujo constante de agua potable oxigenada que fluye a través de ellas deben estar hechas de materiales más costosos como el bronce .
Usar con agua caliente sanitaria
Las bombas de circulación se utilizan a menudo para hacer circular el agua caliente sanitaria de modo que un grifo proporcione agua caliente instantáneamente a pedido, o (más ahorro de energía) poco tiempo después de que un usuario solicite agua caliente. En las regiones donde los problemas de conservación del agua están aumentando en importancia con poblaciones en rápida expansión y urbanización, las autoridades locales del agua ofrecen reembolsos a los propietarios y constructores que instalan una bomba circuladora para ahorrar agua. En la plomería unidireccional típica sin una bomba de circulación, el agua simplemente se canaliza desde el calentador de agua a través de las tuberías hasta el grifo. Una vez que se cierra el grifo, el agua que queda en las tuberías se enfría, lo que produce la conocida espera de agua caliente la próxima vez que se abra el grifo. Al agregar una bomba de circulación y hacer circular constantemente una pequeña cantidad de agua caliente a través de las tuberías desde el calentador hasta el accesorio más alejado y de regreso al calentador, el agua en las tuberías siempre está caliente y no se desperdicia agua durante la espera. La compensación es la energía desperdiciada en el funcionamiento de la bomba y la demanda adicional del calentador de agua para compensar la pérdida de calor de las tuberías constantemente calientes.
Si bien la mayoría de estas bombas se montan más cerca del calentador de agua y no tienen capacidad de temperatura ajustable, se puede lograr una reducción significativa de energía mediante el uso de una bomba de circulación con control termostático de temperatura ajustable montada en el último accesorio del circuito. Las bombas de circulación controladas termostáticamente permiten a los propietarios elegir la temperatura deseada del agua caliente que se mantendrá dentro de las tuberías de agua caliente, ya que la mayoría de las casas no requieren agua de 120 ° F (49 ° C) de sus grifos instantáneamente. Las bombas de circulación controladas termostáticamente se encienden y apagan para mantener la temperatura elegida por el usuario y consumen menos energía que una bomba en funcionamiento continuo. Al instalar una bomba controlada termostáticamente justo después del accesorio más alejado del circuito, el bombeo cíclico mantiene el agua caliente lista hasta el último accesorio del circuito en lugar de desperdiciar energía calentando la tubería desde el último accesorio hasta el calentador de agua. La instalación de una bomba de circulación en el accesorio más alejado de un circuito de circulación de agua caliente a menudo no es factible debido al espacio disponible limitado, los cosméticos, las restricciones de ruido o la falta de energía disponible. Los avances recientes en la tecnología de circulación de agua caliente permiten beneficiarse del bombeo de temperatura controlada sin tener que instalar la bomba en el último accesorio del circuito de agua caliente. Estos avanzados sistemas de circulación de agua caliente utilizan una sonda de temperatura que entra en contacto con el agua instalada estratégicamente en el último accesorio del circuito para minimizar el desperdicio de energía al calentar tuberías de retorno largas. El aislamiento térmico aplicado a las tuberías ayuda a mitigar esta segunda pérdida y minimiza la cantidad de agua que se debe bombear para mantener el agua caliente constantemente disponible.
El sistema tradicional de recirculación de agua caliente utiliza la línea de agua fría existente como línea de retorno desde el punto de uso ubicado más lejos del tanque de agua caliente hasta el tanque de agua caliente. El primero de los dos tipos de sistema tiene una bomba montada en el calentador de agua, mientras que una válvula de control termostático "normalmente abierta" se instala en el accesorio más alejado del calentador de agua y se cierra una vez que el agua caliente entra en contacto con la válvula para controlar el flujo cruzado entre el calentador y líneas frías. Un segundo tipo de sistema utiliza una bomba controlada termostáticamente que se instala en el accesorio más alejado del calentador de agua. Estas bombas controladas termostáticamente a menudo tienen una válvula de retención "normalmente cerrada" incorporada que evita que el agua de la línea de agua fría entre en la línea de agua caliente. En comparación con una línea de retorno dedicada, usar la línea de agua fría como retorno tiene la desventaja de calentar la tubería de agua fría (y el agua contenida). El monitoreo preciso de la temperatura y el control de flujo activo pueden minimizar la pérdida de agua fría dentro de la línea de agua fría.
Los avances tecnológicos dentro de la industria permiten incorporar temporizadores para limitar las operaciones durante horas específicas del día para reducir el desperdicio de energía al operar solo cuando es probable que los ocupantes usen agua caliente. Los avances tecnológicos adicionales incluyen bombas que se encienden y apagan para mantener la temperatura del agua caliente en comparación con una bomba de funcionamiento continuo que consume más energía eléctrica. Es posible reducir el desperdicio de energía y la incomodidad al evitar que se produzca un sifón en la línea de agua caliente en los sistemas de circulación de agua caliente de circuito abierto que utilizan la línea de agua fría para devolver el agua al calentador de agua. El sifón de la línea de agua caliente ocurre cuando el agua del interior de la línea de agua caliente se sifona o es forzada hacia la línea de agua fría debido a diferencias en la presión del agua entre las líneas de agua fría y caliente. El uso de una válvula solenoide "normalmente cerrada" reduce significativamente el consumo de energía al evitar el sifón de agua no caliente de las líneas de agua caliente durante el uso de agua fría. El uso de agua fría reduce instantáneamente la presión del agua en las líneas de agua fría, la presión de agua más alta en las líneas de agua caliente fuerza el agua a través de válvulas termostáticas cruzadas "normalmente abiertas" y válvulas de retención de reflujo (que solo evitan que el agua fría fluya hacia la línea de agua caliente) , aumentando la demanda de energía en el calentador de agua.
Efectos secundarios potenciales de la bomba circuladora
Es importante tomar nota del aumento de calor en el sistema de tuberías, lo que a su vez aumenta la presión del sistema. Las tuberías que son sensibles a las condiciones del agua (es decir, cobre y agua blanda) se verán afectadas negativamente por el flujo continuo. [ cita requerida ] Aunque el agua se conserva, la pérdida de calor parásito a través de la tubería será mayor como resultado del aumento de calor que pasa a través de ella.
Medidas cuantitativas de función
Durante el funcionamiento de la bomba, hay una caída del flujo de líquido en el centro del rotor, lo que provoca la entrada del líquido a través del puerto de succión. En caso de una disminución excesiva de la presión, en algunas partes del rotor, la presión puede ser menor que la presión de saturación correspondiente a la temperatura del líquido bombeado, provocando la denominada cavitación , es decir, la evaporación del líquido. Para evitar esto, la presión en el puerto de succión (en la entrada de la bomba) debe ser mayor que la presión de saturación correspondiente a la temperatura del líquido por la altura de succión positiva neta (NPSH).
Los siguientes parámetros son característicos de las bombas de circulación: capacidad Q, presión de la bomba ∆p (altura de descarga ∆H), consumo de energía P con eficiencia de la unidad de bomba η, velocidad de rotación del impulsor n, NPSH y nivel sonoro L. En la práctica, la relación gráfica entre los valores Q, ∆ p (∆H), P y η se utiliza. Éstas se denominan curvas de bomba. Están determinadas por estudios, cuya metodología está estandarizada. Estas curvas se especifican cuando se bombea agua con una densidad de 1000 kg / m3 y una viscosidad cinemática de 1 mm2 / s. Cuando la bomba de circulación se utiliza para líquidos de diferente densidad y viscosidad, es necesario volver a calcular las curvas de la bomba. Estas curvas se proporcionan en los catálogos y en los manuales de operación y mantenimiento, sin embargo, su carrera está sujeta a la garantía del fabricante de la bomba.
Reglamento de la UE para circuladores
A partir del 1 de enero de 2013, los circuladores deben cumplir con la normativa europea 641/2009. [1] [2] Este reglamento forma parte de la política de diseño ecológico de la Unión Europea.
Ver también
Referencias
- ^ Comisión Europea. "Reglamento 641/2009" . Comisión Europea .
- ^ "Europump se prepara para la nueva legislación sobre circuladores" . Bombas del mundo .
Bibliografía
- Rubika, M, ed. (2005). Instalacje, gazowe, ogrzewcze, wentylacyjne i wodno-kanalizacyjne w budownictwie (en polaco). Poznan: Wydawnictwo Forum Sp. zoo
- Rubik, M. Pompy obiegowe w instalacjach co i cwu (en polaco).