En muchos sistemas de calefacción y agua enfriada, el modo de control de presión proporcional es el estándar de control preferido. Y con buena razón. En los sistemas HVAC, solo se tienen en cuenta las pérdidas dinámicas de tuberías, codos y componentes son consideradas. Aquí las pérdidas estáticas o la altura pueden ignorarse.

Sin embargo, en los sistemas de presurización en edificios comerciales, la presión constante del agua se ha convertido en la norma, aunque también existen muchas pérdidas dinámicas en este tipo de edificios, y no solo pérdidas de presión estática.

En este curso, te presentaremos la presión proporcional en sistemas de presurización y cómo puede generar ahorros en edificios comerciales.

Pero antes de profundizar, recordemos dos términos clave: pérdidas de presión estática y pérdidas de presión dinámica. En pocas palabras, las pérdidas de presión estática son independientes del caudal, mientras que las pérdidas de presión dinámica dependen en gran medida del flujo.

Durante el proceso de dimensionamiento de una bomba de presurización, es fundamental calcular la altura estática para determinar las pérdidas estáticas, mientras que las pérdidas dinámicas también deben calcularse. La altura estática equivale a la elevación medida desde el equipo de presurización hasta el punto de consumo más alto del edificio. Las pérdidas dinámicas dependen del consumo de agua. Por lo tanto, cuando el consumo de agua y el caudal son altos, las pérdidas dinámicas en las tuberías y accesorios aumentan. Con caudal cero, no existen pérdidas dinámicas.

Tradicionalmente, se utiliza presión constante en sistemas de presurización en edificios comerciales altos, porque existe una gran altura estática. Como se observa aquí, la presión o altura de la bomba, mostrada con la línea roja, es constante, independientemente del caudal y de las pérdidas dinámicas. Pero una bomba de presurización puede optimizarse adaptándose a la presión proporcional – incluso en edificios altos. Veámoslo más de cerca.

Como vemos aquí, cuando la bomba opera en modo de control de presión proporcional, adapta su rendimiento a la presión requerida, que está determinada por el caudal. Por lo tanto, aunque los ahorros al operar en modo de presión proporcional puedan parecer modestos en edificios con gran altura estática, siguen valiendo la pena.

Sin embargo, muchos edificios comerciales no pertenecen a la categoría de edificios altos. Edificios como hospitales, centros comerciales y aeropuertos cubren grandes superficies, pero tienen pocos pisos. Y para edificios comerciales como estos, no hay duda de que la presión proporcional es la mejor opción.

Imaginemos un aeropuerto. Un aeropuerto típico cubre grandes áreas, pero tiene una altura bastante moderada. Y cuando se trata de presurización, esto es bastante significativo, ya que esencialmente significa que la relación entre pérdidas estáticas y dinámicas se invierte en comparación con los edificios comerciales altos. Y el potencial de ahorro es sustancial.

Otro factor importante es la presión y el caudal en el grifo. En sistemas que operan en modo de presión constante, el caudal en el grifo no es constante. De hecho, el caudal a través del grifo aumenta cuando el caudal total del sistema disminuye. Esto se debe a que los grifos están sujetos a variaciones de presión, que dependen de las pérdidas dinámicas del sistema – pérdidas que dependen del caudal. Veamos un ejemplo.

Si el caudal de agua del sistema se reduce. La presión disponible en el grifo aumentará de, por ejemplo, 100 a 200 kPa y el caudal en el grifo aumentará de 0,25 a 0,33 l/s – un incremento del 32 % en el caudal. Por lo tanto, cuando el consumo total del sistema se reduce, las pérdidas dinámicas también se reducen. Y si la altura de la bomba permanece constante, esto provoca un aumento de la presión en el grifo, lo que finalmente resulta en un consumo innecesario de agua.

Por otro lado, los sistemas que operan con presión proporcional pueden ajustar la presión según lo requerido. Así, una vez que el caudal del sistema se reduce, la presión o altura de la bomba se reduce en consecuencia. De esa manera, la presión del agua en el grifo se mantiene más o menos constante, lo que resulta en nada más que un consumo marginal adicional – destacando nuevamente las ventajas clave de la presión proporcional.

De hecho, existen dos tipos de modos de control de presión proporcional: lineal y cuadrático. El control de presión proporcional lineal se caracteriza porque la bomba adapta su rendimiento proporcionalmente según el caudal. El control de presión proporcional cuadrático, sin embargo, simula condiciones reales del sistema. En este ejemplo, el área roja destaca el ahorro potencial de energía logrado mediante presión proporcional lineal, mientras que el área azul ilustra ahorros adicionales que pueden lograrse con presión proporcional cuadrática. 

En resumen, el control de presión proporcional – tanto lineal como cuadrático – en sistemas de presurización proporciona grandes ahorros de energía y también de agua. Y aunque los ahorros son más evidentes en edificios comerciales de pocos pisos como aeropuertos y hospitales, aplicar el control de presión proporcional en sistemas de presurización en cualquier edificio comercial generará ahorros.