PROTOCOLO DE EQUILIBRADOHIDRAULICO

INDICE

1.0. Introducción

2.0. Objetivo del Equilibrado

3.0. Tolerancias

4.0. Preparación

5.0. Documentación

6.0. Análisis de resultados

7.0. Recomendaciones de mantenimiento

Anexo 1

1.0 Introducción

El equilibrado hidráulico de una planta de HVAC debe hacer posible que, paratodas las condiciones de carga térmica de la instalación, aquellas unidadesterminales que lo demanden reciban el caudal de agua especificado en elproyecto. Este requerimiento debe satisfacerse incluso si la instalación ha sidoconcebida atendiendo a un factor de no simultaneidad de uso.Tanto si el sistema de distribución de agua se realiza a caudal constante ovariable, como si el tipo de control sobre las unidades terminales esproporcional o todo/nada, el equilibrado hidráulico proporcionará a las válvulasde control, sondas de presión y dispositivos auxiliares, los caudales ypresiones diferenciales requeridos para permitirles realizar su funciónadecuadamente.

El equilibrado hidráulico así entendido debe estar presente en la fase dediseño de la instalación y, en su ejecución, siendo crítico en su puesta enmarcha:• Diseño, evitando interactividades hidráulicas, incompatibilidades entre

caudales y dotando a las válvulas de control de la mejor autoridad posibleen cada caso.

• Ejecución de la planta según los planos del proyecto, colocando lasválvulas, sensores, etc, en lugares adecuados: de cómodo acceso y en lospuntos donde se les proporcionen las condiciones adecuadas defuncionamiento.

• Puesta en marcha, ajustando los caudales de agua a los valoresespecificados en el proyecto, tarando las sondas de presión diferencial yregulando y optimizando las velocidades de giro de las bombas, en sucaso. Es precisamente en este último apartado, donde se ponen demanifiesto, tanto los ahorros energéticos como los aciertos o deficienciashabidas en las fases anteriores.

En este procedimiento se enumeran y describen las distintas técnicas deequilibrado hidráulico, así como las fases de preparación y análisis deresultados, fundamentales para la detección y corrección de posiblesanomalías de funcionamiento de la instalación.

2.0 Objetivo del Equilibrado

El objetivo del equilibrado es el ajuste de los caudales de agua en unainstalación con el fin de satisfacer, dentro de las tolerancias admitidas, losrequerimientos específicos establecidos en proyecto.

Este procedimiento debe proporcionar al instalador una metodología que lepermita obtener con garantía y eficacia, los caudales de proyecto.

3.0 Tolerancias

Forma parte de la responsabilidad de la Dirección Facultativa definir lastolerancias particulares en el ajuste de caudales para los distintos subsistemaso circuitos de la instalación, estableciendo un compromiso entre la precisiónexigida y el coste de conseguirla.

El técnico-responsable del equilibrado deberá prevenir a la Dirección siempreque los niveles de tolerancias impuestos en los caudales, no puedan seralcanzados en la práctica.Cuando las tolerancias no estén establecidas en los parámetros de diseño delproyecto, el técnico responsable del equilibrado deberá solicitarlaspreviamente a iniciar las operaciones de ajuste de caudales.

En HVAC, se estima aceptable un ajuste de caudales con un error de ± 10%sobre los valores de diseño. Desviaciones por encima de dicho nivel no debenser admitidas por su negativo impacto sobre el confort y el consumoenergético.

4.0 Preparación

El equilibrado hidráulico es una de las últimas operaciones previas a la puestaen servicio de una instalación. Por ello, tanto su planificación, como suejecución deben realizarse con esmero.

Para garantizar unos buenos resultados y un procedimiento económico yeficaz, se recomienda seguir la siguiente secuencia de acciones previas a laoperación de equilibrado:

• Análisis de los planos “as-built” de la red hidráulica de la instalación.• Comprobación de las condiciones requeridas para la realización del

equilibrado.• Inspección previa de la instalación.• Elección del método de equilibrado.

4.1 Análisis de los planos “as-built” de la instalación.

Como etapa previa debe procederse a estudiar cuidadosamentelos planos reales para comprender el funcionamiento de lainstalación, identificando los circuitos, bucles de control yválvulas de equilibrado. Con el fin de evitar dificultades deinterpretación de los planos, es aconsejable dibujar un esquemade principio eliminando todo lo que no esté directamenterelacionado con el equilibrado, manteniendo las redes principalesy ramificaciones hidráulicas, las unidades terminales, las bombasy las válvulas de equilibrado. En el caso de una instalación acuatro tubos conviene preparar dos esquemas distintos(frío/calor).Estos esquemas deben representar la instalación tal y como estáconstruida para que su análisis permita detectar y evitar futurosproblemas, tales como: interactividades hidráulicas,incompatibilidades de caudal, válvulas de equilibradoinnecesarias, olvidadas o en lugares inapropiados, etc…

Conviene verificar, que todos los caudales de agua a ajustar encada válvula de equilibrado están correctamente indicados enestos esquemas y que los totales por ramificación correspondena la suma de los unitarios.Si la instalación se ha diseñado con un factor de nosimultaneidad será necesario aplicar un método especial descritomás adelante.

4.2 Comprobación de las condiciones necesarias para larealización del equilibrado

Previamente a la realización del equilibrado, es aconsejablesometer a la instalación a las siguientes operaciones:

1. Limpieza a alta presión de la red hidráulica.

2. Limpieza de filtros.

3. Llenado y purgado correctos de la instalación.

4. Presurización suficiente.

5. Verificación del funcionamiento correcto de las bombas(alimentación eléctrica, giro, velocidad y purgado).

6. Establecimiento de las condiciones de máxima demanda(plena carga) en los elementos de control.

4.3 Inspección previa de la instalación

Una inspección previa de la instalación permitirá siempre ahorrartiempo en la operación de equilibrado y deberá llevarse a cabocon el siguiente alcance:

1. Identificar las válvulas de equilibrado: localización, diámetro,modelo, accesibilidad y disponibilidad de etiquetaidentificativa.

2. Verificar que las válvulas de corte están en su posiciónnormal de funcionamiento (completamente abiertas ocerradas).

3. Asegurarse que se disponen de métodos remotos o manualespara excitar las válvulas de control a su máxima apertura.

4. Comprobar que los reguladores de presión, si se hanmontado, están en su posición correcta de funcionamiento.

4.4 Elección del método de equilibrado

Metodología

Una vez ajustadas hidráulicamente las unidades de producción,el procedimiento de equilibrado debe aplicarse, en primer lugar, alas unidades terminales, posteriormente a los ramales, acontinuación a las verticales y luego a las redes secundariasgenerales de distribución . Por último, el caudal total y la alturamanométrica mantenidos por la bomba deben ajustarse,procediendo si fuera necesario al cambio de rodete o al ajuste desu velocidad.

Tolerancia en válvulas e instrumentos de equilibrado

Las válvulas de equilibrado y el instrumento de medida debensiempre presentar una precisión muy superior a las toleranciasde caudal especificados en proyecto. Esto incluye no sólo laprecisión mecánica, sino también la reproductividad de cualquierposición de volante.Las tolerancias de caudal establecidas por la DirecciónFacultativa podrán ser obtenidas siempre y cuando se aplique demanera global un método de equilibrado adecuado.

Métodos de equilibrado

La selección del método de equilibrado depende de laspreferencias y experiencia del proyectista, pero debe estarsiempre basada en razones de tipo práctico.

- El Método del Preajuste. Consiste en calcular la posición delvolante de la válvula de equilibrado en la fase de diseño. Lavalidez de estos cálculos depende de su veracidad frente almontaje práctico de la instalación. Este método sólo esaconsejable para pequeñas instalaciones.

- El Método de la simulación matemática de la instalaciónreal. Es el que permite obtener los caudales con una mayorprecisión.El principio consiste en realizar unas medidas de caudal ypérdida de carga en las válvulas de equilibrado. En base aellas, el ordenador del instrumento proporciona la posiciónfinal del volante de todas las válvulas. Su ventaja adicional esque sólo necesita un operario y un instrumento para ajustartoda la instalación. Además este método, permite ahorros entiempo y mano de obra, superiores al 25% respecto a otros.

Nota: También se aconseja optar por una combinación eficazde los dos métodos descritos

Descomposición de la instalación en módulos hidráulicos

En la fase de diseño de la instalación, el proyectista debe tenerpresente la operación de equilibrado de la red hidráulica, que serealizará durante la puesta en marcha.

Todos los métodos de equilibrado están basados en el conceptodel módulo hidráulico. Este consiste en un conjunto de circuitos ounidades terminales que comparten un retorno directo y unaválvula de equilibrado común denominada válvula decompensación.

Fig-1. Concepto de módulo hidráulico

La instalación debe diseñarse de forma que sea siempre posibledescomponerla en módulos y submódulos hidráulicos. Este sistema dedescomposición se muestra en la siguiente figura:

Fig-2. Diseño de la instalación para su descomposición en módulos hidráulicos

Factor de no-simultaneidad.En el caso que la instalación esté diseñada con un factor de no-simultaneidad,las válvulas de equilibrado deben utilizarse para simular dicho factor hidráulicoen los ramales o verticales, en el curso del procedimiento de equilibrado. Lainstalación, por tanto, se ajusta hidráulicamente a las condiciones operativasreales.

5.0 Documentación

La documentación debe consistir en un informe del equilibrado de lainstalación y debe contener la siguiente información:

Datos Generales:

Instalación:Método de equilibrado aplicado:Instrumento de equilibrado utilizado:Nº de Serie: Fecha última calibración:Nombre del técnico responsable del equilibrado:Empresa responsable:

Datos específicos por cada válvula de equilibrado:

- Identificación de la válvula:- Caudal de diseño requerido:- Caudal medido:- Pérdida de carga medida:- Posición de la válvula:

Este documento será utilizado para verificar los ajustes hidráulicosrealizados en la instalación y como base para futuros análisissistemáticos a los que se someterá la misma a lo largo de su vida útil.

En el Anexo nº1 se adjunta un formato tipo del Informe de Equilibrado.

6.0 Análisis de resultados

Como se ha mencionado en el punto anterior, el Informe de Equilibradopuede utilizarse como base para la detección de posibles anomalías dela instalación. La experiencia del técnico de equilibrado debepredominar en el proceso de análisis. No obstante se recomienda llevara cabo las siguientes verificaciones del proceso de ajuste hidráulico:

1. Una de las válvulas de equilibrado de cada módulo hidráulico debecrear una pérdida de carga de 3 kPa. Normalmente lacorrespondiente al circuito menos favorecido (circuito index). En elcaso de circuitos idénticos (por ejemplo un ramal de fan-coils), elindex debe ser el último. Si no, esto puede interpretarse como unsíntoma de circuitos o filtros colmatados o válvulas de control que noabren suficientemente.

2. Si las válvulas de equilibrado fueron correctamente dimensionadas,deben estar abiertas más del 50% de su carrera. Si para obtener loscaudales correspondientes, en un módulo hidráulico todas lasválvulas están excesivamente cerradas, excepto una cuya posiciónes la de apertura normal, es un síntoma inequívoco de una pérdidade carga excesiva en este último circuito. Debe subsanarse laanomalía y reequilibrarse de nuevo el módulo correspondiente.

3. Si en un módulo hidráulico no pueden obtenerse los caudalesrequeridos, esto es normalmente debido a que la altura manométricaes insuficiente. Varias pueden ser las razones, por ejemplo unbypass en algún otro circuito, una válvula que debe estar cerrada yestá abierta, etc. Si esto ocurriese en el circuito principal dedistribución, debe verificarse su bomba de acuerdo con las curvascaracterísticas del fabricante.

7.0 Recomendaciones de mantenimiento

Las válvulas de equilibrado pueden utilizarse como herramientasmultiuso de mantenimiento.

BombasLa curva de la bomba puede verificarse por medio de una válvula deequilibrado instalada en la impulsión. Tomás de presión instaladas en laaspiración e impulsión permiten medir la altura manométrica y la válvulade equilibrado en la impulsión, el caudal. Pueden igualmentereproducirse algunos puntos de la curva y garantizar que la bombafunciona correctamente.

BateríasLas válvulas de equilibrado montadas en el retorno, permiten medir encualquier momento el caudal y, en consecuencia, conocer si la bateríaestá colmatada o si sus válvulas de control funcionan correctamente.

Detección de obstruccionesLa disposición de válvulas de equilibrado permite comprobar loscaudales en los ramales y en las verticales de la instalación. Si existenobstrucciones o colmataciones en tuberías o válvulas, éstas quedaránpuestas de manifiesto.

DiagnósticoLas condiciones operativas normales pueden verificarse utilizando lasválvulas de equilibrado para registrar caudales, presiones otemperaturas en cualquier punto de la instalación.

Anexo 1

Informe de Equilibrado Hidráulico

Instalación:

Dirección / Localidad:

Empresa:

Técnico Responsable del Equilibrado:

Instrumento de Equilibrado / Nº Serie / Fecha Calibración:

Método de Equilibrado utilizado:

Informe de Equilibrado Hidráulico

Ref. No Tipo. DN/Posición. Presión. Caudal medido. Caudal deseado.