Válvula de control independiente de la presión

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Los beneficios que proporcionan las PICV, y la razón de su rápido crecimiento en el mercado, son el ahorro de energía y en el costo de instalación

Fotografía superior. Válvula de control independiente de la presión con regulador mecánico

Guillermo González / Imágenes: cortesía de Haften

Las válvulas de control independiente de la presión (PICV, por sus siglas en inglés) actúan como un sistema de balanceo continuo que ayuda a optimizar el uso de las bombas de agua y maximizar el desempeño de los enfriadores, reduciendo los efectos negativos del bajo delta T. Adicionalmente, proveen un flujo constante, sin importar las variaciones en la presión del sistema, por lo que no hay necesidad de instalar una válvula de balanceo adicional. Así, no sólo se logra el ahorro en materiales de instalación, sino en costos de balanceo y verificación.

Válvula electrónica independiente de la presión con medidor de flujo

Las PICV compensan las variaciones de presión en el sistema y realizan una función de equilibrio continuo para mantener el sistema en rendimiento a diferentes cargas, además de que el control preciso del flujo elimina el bombeo excesivo y proporciona ahorros de energía favorables. Este tipo de válvulas poseen una curva de respuesta de flujo de igual porcentaje, lo que ayuda a tener un control más estable en sistemas de enfriamiento o calefacción.

La válvula de control independiente de la presión se compone de dos partes:

  • Válvula de control de 2 vías: su diseño hace que el flujo que pasa a través de la válvula dependa directamente de su presión diferencial, es decir, a mayor diferencial de presión en la válvula, mayor flujo y viceversa. La fineza del control dependerá de la resolución, diseño del cuerpo de la válvula y tipo de actuador.
  • Cartucho regulador de flujo: funciona como una válvula reguladora de presión diferencial dinámica. Gracias a esta función, la PICV es la mezcla perfecta entre una válvula de control, una válvula de balanceo y una válvula reguladora de presión diferencial.

Una de las principales ventajas de la válvula es su capacidad de regular la presión diferencial para mantener un flujo constante de agua fría o caliente, sin importar las fluctuaciones de la presión. Lo anterior se comprueba utilizando la fórmula del coeficiente de flujo de la válvula (Cv) y despejando el flujo. Si se puede controlar la presión diferencial de la válvula y el Cv es un valor constante, entonces, es posible controlar y mantener un flujo constante a la salida de la válvula.

Esquema interno de una PICV con regulador mecánico

La válvula y su funcionamiento
El agua entra a un flujo inicial y presión inicial, dichas variables entran a la primera cámara de la PICV que corresponde a la válvula de control. Ésta tiene un actuador, que a su vez es controlado por un controlador de temperatura o termostato, el cual envía una señal para mantener a la válvula en una posición determinada para que pase la cantidad de agua necesaria. De esta forma, se logrará la temperatura deseada. No obstante, a medida que el actuador abre o cierra, varía la presión de salida; esta presión entra a la segunda cámara de la válvula que corresponde a la sección reguladora de presión diferencial, que contiene un resorte y diafragma elástico. Éste último es sometido constantemente a los cambios de la presión y actúa como un compensador; por lo tanto, el diafragma se mueve por la presión de entrada y por el resorte. Cuando el diafragma se mueve, el mecanismo interno mantiene la presión diferencial constante y, por ello, ésta puede proporcionar un flujo constante a la salida de la válvula sin importar las fluctuaciones de la presión de entrada.

En las válvulas mecánicas, la combinación resorte-diafragma reacciona a todos los cambios en la presión y posiciona el regulador de agua para restringir el flujo, lo que garantiza que cualquier modificación en la presión no incrementará el flujo. El regulador también ayuda a mantener la presión diferencial (PD) constante a través de la válvula.

Las válvulas electrónicas miden el flujo de forma directa a través de un algoritmo de control que reside en el actuador inteligente y se reposicionan para mantener el flujo deseado en todo momento.

Componentes de una PICV con regulador mecánico

Ventajas de uso

  • Tamaño y selección de válvula simplificados
  • No se requieren cálculos de Cv
  • Mantenimiento mínimo
  • Las válvulas mecánicas utilizan un regulador de presión con resorte y diafragma
  • Las válvulas electrónicas utilizan un medidor de flujo en conjunto con un actuador inteligente
  • La retroalimentación de lectura de flujo real o retroalimentación para la posición de la válvula puede ser en 0-10 o 2-10 Vcc

El mantenimiento que se les debe dar es mínimo, ya que cuentan con autolimpieza para las partes internas. Lo anterior logra que los equipos tengan mayor durabilidad y garanticen una mejor operación.

Si presentan desgaste o daño se recomienda cambiarlas en su totalidad. Debido a la innovación tecnológica de estas válvulas su tiempo de vida útil es largo y la probabilidad de tener fallas es casi nula. Este tipo de válvulas también están diseñadas para sistemas de agua helada con hasta un 60 por ciento de glicol.

Como sucede con cualquier nueva tecnología, es necesario profundizar sobre su funcionamiento, operación, ventajas y beneficios, a fin de que los diseñadores, técnicos, contratistas y usuarios finales vean el valor real de las PICV en comparación con las válvulas tradicionales dependientes de la presión.
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Guillermo González
Ingeniero en control y automatización por la ESIME Zacatenco del Instituto Politécnico Nacional. Actualmente, se desempeña como ingeniero de aplicación de producto en HAFTEN en la División HVAC-BAS.