Válvulas de control de presión diferencial (DPCV) en instalaciones HVAC

La regulación continua del caudal para responder a las distintas cargas térmicas, provoca oscilaciones de la presión diferencial en las unidades terminales. Para evitar problemas de funcionamiento y un desgaste rápido del sistema, se han de utilizar dispositivos que controlen y regulen la presión diferencial en los distintos puntos del circuito de distribución.

La válvula de control de presión diferencial (Δp) se utiliza en sistemas HVAC para asegurar una presión diferencial constante, en un valor de ajuste. La válvula proporciona las condiciones necesarias para lograr la distribución de caudal deseada en un sistema. La válvula DPCV elimina las molestias acústicas causadas por la alta diferencia de presión entre válvulas termostáticas de radiadores, válvulas de control bidireccionales u otros componentes de un sistema.

Índice de contenidos

• Beneficios técnicos de las DPCV
• Equilibrado estático y válvula DPCV en el circuito
• Principio de funcionamiento
• Válvula asociada
• Montaje
• Principales aplicaciones

Beneficios técnicos de las DPCV

• Garantiza una presión diferencial constante independientemente de las fluctuaciones de presión en el sistema.
• Mejora la precisión de la modulación.
• Se puede reducir la presión necesaria de la bomba, contribuyendo a un menor consumo de energía.
• Elimina problemas de ruido.
• No se requiere tubería recta antes ni después de la válvula.
• Su diseño compacto garantiza una instalación flexible.
• Ajuste preciso y sencillo del caudal de diseño, en combinación con válvulas de equilibrado estático.
• Los cierres parciales pueden realizarse fácilmente sin influir en otras partes del sistema.
• Sin consumo energético innecesario, se mejora el confort térmico.

Equilibrado estático y válvula DPCV en el circuito

En una instalación típica, el circuito se regula mediante la acción combinada de dos dispositivos: una válvula de equilibrado estático y la válvula de control de presión diferencial (Δp). La válvula de equilibrado estático se instala en el circuito de suministro, ajustada al caudal de diseño y conectada a la válvula de control de presión diferencial, que se instala en el circuito de retorno. A través de un tubo capilar de cobre que las conecta, controlan el caudal y la presión diferencial en el valor establecido dentro de la sección del sistema a equilibrar.

En un circuito donde cada terminal es equilibrado de forma autónoma, el cierre gradual de los dispositivos de control de la temperatura ambiente (por ejemplo, válvulas termostáticas) provoca un aumento del diferencial de presión entre la ida y el retorno de esa zona del circuito. El regulador recibe la señal de la presión de ida a través de un tubo capilar y cierra el paso del fluido para absorber el aumento de presión diferencial que se ha creado, restableciendo así el valor de consigna.

Principio de funcionamiento de una válvula de presión diferencial

La presión de la línea de suministro se canaliza través de un tubo capilar de cobre, a la parte superior de un diafragma en el interior de la válvula. La presión de retorno actúa sobre la superficie inferior de la membrana. La fuerza ejercida por la presión diferencial sobre la membrana empuja al eje del obturador hacia abajo, cerrando así la válvula de forma gradual el paso del fluido hacia el retorno de la zona del circuito controlado por la válvula, hasta que el empuje de la membrana y la fuerza de empuje del resorte se equilibran en el valor de Δp prefijado.

El diferencial de presión se mantiene constante entre la ida y el retorno de la zona del circuito, también cuando, en el proceso inverso, las válvulas termostáticas se abren para aumentar el caudal hacia los radiadores.

La válvula de equilibrado asociada a una DPCV

La válvula DPCV se utiliza habitualmente en combinación con una válvula de equilibrado estático, como válvula asociada. El tubo capilar está conectado a esta válvula instalada en la línea de suministro. El preajuste de la presión diferencial se establece en la válvula DPCV y el caudal de diseño se ajusta entonces en la válvula de equilibrado estático.

Cuando el tubo capilar se conecta a la válvula asociada, la válvula de equilibrado estático está dentro del circuito controlado por la válvula de control de presión diferencial. En este caso, la pérdida de presión a través de la válvula de equilibrado estático debe añadirse a la pérdida de presión en el circuito controlado y debe tenerse en cuenta al ajustar la válvula DPCV.

Este principio de equilibrado hidráulico resulta también determinante en instalaciones como los circuitos de suelo radiante, donde diferentes longitudes y condiciones de funcionamiento pueden dar lugar a caudales distintos.

¿Cómo se instala una válvula DPCV?

La válvula de control de presión diferencial debe instalarse siempre en la línea de retorno. No se requiere tubería recta antes ni después de la válvula.

La limpieza del sistema debe realizarse antes de montar el tubo capilar. El tubo capilar se conecta a la válvula asociada, instalada en el lado de suministro. Hay que asegurarse de que no quede aire en su interior. El tubo capilar se monta a continuación a la válvula DPCV y así el controlador diferencial de presión queda activado.

Si usamos un caudalímetro, se puede determinar la presión diferencial a través de la columna o zona. Después de conectar el caudalímetro a la toma de presión de la válvula asociada y a la válvula DPCV, el manómetro mostrará la caída de presión entre el montante y la válvula asociada.

Principales aplicaciones

Las válvulas DPCV se instalan principalmente en:

• Sistemas de calefacción central o por zonas en edificios residenciales o comerciales equipados con radiadores provistos de válvulas termostáticas o cabezales electrónicos que se abren y cierran de forma independiente.
• Instalaciones de climatización que utilizan fan-coils, unidades UTA o climatizadores.
• Sistemas de suelo radiante y circuitos de baja temperatura.
• Sistemas con bombas de velocidad variable.

Existen varias aplicaciones para controlar dinámicamente la presión diferencial, pero pueden resumirse de la siguiente manera:

• Control diferencial de presión en circuitos con actuadores proporcionales (normalmente válvulas de radiador con cabezal termostático); Es una configuración para proteger cada circuito de sobrepresiones que surgen de circuitos adyacentes.
• Control diferencial de presión en circuitos con actuadores "on-off" (típico en sistemas de suelo radiante o de distribución con fancoils); Donde el caudal individual en cada circuito se controla indirectamente. Una vez realizada la instalación y la válvula de presión diferencial configurada con todos los circuitos abiertos, la válvula de control diferencial mantendrá una presión diferencial constante en el colector cuando algunos circuitos se cierren. Dado que la presión diferencial y la resistencia hidráulica para circuitos que permanecen abiertos no cambian, su caudal permanecerá sin cambios.