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Diseño de edificios, HVAC y plomería

Badger Meter mejora la fiabilidad de funcionamiento en aplicaciones de calefacción y refrigeración hidrónicas

Proveedor de sistemas de HVAC y plomería

Necesitaba una solución para la detección de fugas hidrónicas que fuera simple y rentable para instalaciones de todos los tamaños

La serie de medidores de disco Recordall® detecta fugas de agua de flujo bajo como parte de un sistema cerrado hidrónico

Los sistemas hidrónicos de calefacción y refrigeración no solo aseguran la eficiencia energética de un edificio sino que también reducen los costos y aumentan la sostenibilidad. Los recientes avances están cambiando el mundo de la hidrónica, permitiendo que las instalaciones de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) comerciales cumplan con los estrictos requisitos de eficiencia energética y se integren automáticamente con otros sistemas del edificio.

Puede que los usuarios de equipos hidrónicos piensen que no tienen que preocuparse por las pérdidas de agua o refrigerante en los sistemas de circuito cerrado. Sin embargo, incluso las pérdidas más pequeñas pueden tener ramificaciones significativas si no se abordan, por lo que es importante localizar la fuente de cualquier fuga.

Los operadores de sistemas hidrónicos pueden descubrir sus fugas de sistemas cerrados mediante el uso de la tecnología de medidores de agua de disco nutante. La detección de fugas se puede lograr con la instalación de estos robustos dispositivos dentro de los montajes de agua fría y glicol.

Desafíos para los propietarios de edificios

Los propietarios/operadores de edificios intentan desplegar tecnología avanzada para obtener un alto rendimiento de sus sistemas de HVAC. Estos activos desempeñan un papel clave en el funcionamiento eficiente de las grandes instalaciones comerciales e industriales.

Todos los sistemas de calefacción y refrigeración hidrónicos de circuito cerrado se llenan de agua o de una mezcla de agua y anticongelante. El único aire intencional del sistema está contenido en el tanque de expansión.

El montaje automático de agua fría o glicol en un sistema hidrónico es fundamental para evitar la introducción de aire no deseado y mantener la presión adecuada en los sistemas cerrados. Se utiliza una válvula reductora de presión (PRV) para reponer el agua perdida en el sistema, pero con esta agua viene el oxígeno que puede plantear desafíos que van desde la acumulación de óxido o partículas hasta daños causados por la interacción de los minerales con los metales y elastómeros, y otros problemas.

En los sistemas cerrados, la mayor parte del agua se forma debido a eventos aislados, como el servicio de un producto o la eliminación del aire. Ocasionalmente, el agua se introduce debido a una pequeña fuga en algún lugar del sistema. Esta fuga puede ser tan pequeña que el problema pasa desapercibido por el propietario o el contratista del edificio.

Necesidad de detección de fugas

La experiencia ha demostrado que las fugas lentas y ocultas de agua de las tuberías subterráneas, las bobinas de las unidades de tratamiento de aire (AHU) y los equipos en espacios no ocupados pueden costar mucho dinero a lo largo del tiempo en los sistemas hidrónicos. Si están generando agua adicional, es importante determinar la fuente de la fuga antes de que los costos de funcionamiento aumenten y se produzca un fallo inesperado del sistema.

En un sistema cerrado de agua con una capacidad de 1,800 galones que experimenta una fuga no detectada de 1/16 de galón por minuto (GPM), solo tomaría 21 días para que el agua de aporte reemplace a toda el agua original del sistema. Con una fuga de ¼ GPM, el tiempo para la reposición completa del agua de aporte se reduce a cinco días. Esto es un desperdicio de recursos valiosos y explica el costo adicional de los químicos de reemplazo.

En un sistema cerrado de glicol que experimenta una fuga, con protección contra la congelación a partir de -10° Fahrenheit y aporte de agua, las protecciones de los activos del sistema desaparecen en cuestión de días.

Importancia de la medición del flujo

La tecnología de medición de flujo es una herramienta valiosa para la optimización y la solución de problemas de los sistemas hidrónicos cerrados. Los medidores de flujo miden la velocidad de flujo de un fluido que pasa por un punto determinado dentro de un sistema específico, como el agua que se mueve a través de una tubería.

Para las aplicaciones relacionadas con el HVAC, el dispositivo de medición de flujo debe ser de calidad industrial y capaz de leer flujos muy bajos, así como de detectar con precisión el flujo total del diseño del sistema. Los usuarios pueden instalar un medidor de flujo en la línea de agua de aporte a un sistema hidrónico de circuito cerrado para determinar si hay un aumento de la necesidad de agua de aporte sin realizar comprobaciones de residuos químicos.

Cuando se trata de aplicaciones de medición de flujo del sistema hidrónico, se suele adoptar uno de varios enfoques. El primer método utiliza el desplazamiento, mientras que la segunda opción más común se centra en la velocidad. Otros métodos que se pueden utilizar incluyen el electromagnético y el ultrasónico.

El medidor de agua de desplazamiento es una de las variantes más utilizadas en las aplicaciones de sistemas hidrónicos cerrados. Estos medidores, también llamados medidores de desplazamiento positivo, pueden dividirse en dos subcategorías: medidores de pistón oscilante y medidores de disco nutante. Independientemente del diseño específico, cada medidor de agua de desplazamiento mide la tasa de flujo basado en el movimiento de un elemento específico dentro de la construcción del medidor. La cantidad de movimiento registrada se correlaciona con la cantidad de agua que ha entrado a través de esa porción del sistema. El contador de agua tiene menos en cuenta la tasa de flujo que el volumen que pasa a través de este.

Elegir la solución adecuada

Para los operadores de edificios comerciales e industriales que eligen productos de medición de flujo y energía para sus sistemas hidrónicos, los criterios de selección típicos incluyen:

  • Requisitos de precisión
  • Entorno de la instalación
  • Requisitos de salida
  • Necesidades de interconexión
  • Consideraciones de mantenimiento y facilidad de servicio
  • Limitaciones de presupuesto

 R. L. Deppmann, representante de un fabricante líder en el suministro de sistemas de HVAC y plomería a clientes en Michigan y el norte de Ohio, encontró una solución para la detección de fugas hidrónicas que es simple y rentable para instalaciones de todos los tamaños. La empresa ha implementado con éxito los medidores de la serie de medidores de disco Recordall®  de Badger Meter para medir las condiciones de bajo flujo que se encuentran comúnmente en las aplicaciones de sistemas cerrados. Estos medidores emplean una técnica de medición patentada que combina la precisión de un diseño de desplazamiento positivo con la confiabilidad y la economía de la tecnología de disco nutante.

Como parte del principio de medición del disco nutante, el agua fluye por el filtro del medidor y hacia la cámara de medición donde hace que el disco realice una nutación. El disco, que se mueve libremente, lleva a cabo un movimiento nutante sobre su propia bola, guiado por un rodillo impulsor. Un imán de accionamiento transmite el movimiento del disco a un imán seguidor ubicado dentro del registro permanentemente sellado. El imán seguidor está conectado al tren de engranajes del registro. El tren de engranajes reduce las nutaciones del disco en unidades de totalización de volumen, que pueden visualizarse en galones para una lectura local o en una salida de 4-20 mA o de impulsos para el control remoto.

Ventajas para los usuarios finales

La forma más fácil de comprobar si hay fugas en los sistemas cerrados de calefacción y refrigeración hidrónica es leer y registrar el uso de agua que aparece en un contador de agua totalizador en la línea de agua de reposición.

Aunque la precisión de los medidores de agua de disco nutante desciende a caudales inferiores a entre ¼ y ½ GPM en esta aplicación, pueden detectar caudales mucho más pequeños y pueden utilizarse para detectar fugas minúsculas en entornos de circuito cerrado. También pueden producir pulsos de salida cuando el agua fluye en sentido contrario a la dirección habitual en los sistemas. Este flujo inverso indicaría el uso del dispositivo de seguridad antirretorno.

En el caso de la serie de medidores de disco Recordall, la tecnología patentada proporciona una precisión de flujo del 1.5 por ciento desde 1/2...20 GPM. Por debajo de este rango, el medidor es capaz de medir fugas de agua hasta una tasa de 1/32 GPM. En comparación, a 1/16 de GPM, muchas otras tecnologías de medidores pierden un grado significativo de precisión o no pueden medir ningún flujo en absoluto. Esta es una ventaja clave para las aplicaciones de sistemas hidráulicos cerrados, que se caracterizan por tasas de fuga de agua excepcionalmente bajas. La baja pérdida de presión del dispositivo también permite una solución ideal de medición a largo plazo.

Además, la tasa reducida de nutación del disco de la serie de medidores de disco Recordall disminuye el desgaste de la cámara y amplía la precisión a largo plazo. Para simplificar el mantenimiento, el registro, la cámara de medición y el filtro se pueden sustituir sin necesidad de retirar la cubierta del medidor de la instalación.

La serie de medidores de disco Recordall cuenta con una válvula de bronce de bajo contenido en plomo que cumple con las disposiciones de la Ley de Agua Potable Segura y está certificada según las normas 61 y 372 de la NSF/ANSI. También excede los estándares AWWA C700 y C710 para el uso de medidores de desplazamiento de agua fría con carcasas principales de bronce.

Lo más importante es que esta solución ofrece un seguro sencillo y asequible a los propietarios/operadores de edificios que se preocupan por proteger la salud de los activos de su sistema hidrónico. Las salidas de los medidores de agua pueden suministrarse a un sistema de gestión de edificios (BMS), de modo que se alerta al personal sobre las fugas que causan la pérdida de recursos valiosos, altos costos de sustitución de productos químicos y graves daños al equipo. La opción del BMS para alertar sobre el uso inesperado de agua elimina la necesidad de leer manualmente el contador con valiosas horas de trabajo para el mantenimiento.

Conclusión

La identificación de fugas en los sistemas hidrónicos cerrados es fundamental para reducir el costo general de la operación de los edificios comerciales/industriales a la vez que se mantiene el rendimiento superior deseado.

Los propietarios de instalaciones con aplicaciones de detección de fugas en sistemas hidrónicos pueden obtener numerosas ventajas al implementar medidores de agua de aporte en sistemas cerrados basados en la tecnología avanzada de los discos nutantes. Estos dispositivos han demostrado ser una herramienta precisa, fiable y rentable para el control a largo plazo de flujos de fugas de agua muy bajos.

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