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Recirculación de caudal mínimo en redes de bombeo: la válvula controlada
La recirculación de caudal mínimo mantiene la bomba centrífuga por encima de su caudal mínimo cuando los consumidores cierran: Q_bomba = Q_A + Q_B + Q_R, y el controlador abre la válvula de recirculación solo si Q_bomba fuera a caer por debajo de Q_min. Con los ramales consumiendo bastante, la válvula queda cerrada y no desperdicia energía.
Cierra las válvulas de los ramales A y B. Cuando el caudal en la bomba caería por debajo del mínimo, el controlador abre la válvula de recirculación lo justo para sostener la bomba en el caudal mínimo.
Prueba rápida
Tres preguntas sobre esta lección. ¿Fallaste? La explicación aparece al instante.
1. El controlador de caudal mínimo abre la recirculación cuando…
2. La recirculación debe volver, de preferencia, a…
3. Ventaja de la recirculación controlada sobre la placa fija:
Por qué sucede
Las flechas comparan con la misma posición de A y B sin recirculación.
Continuidad en el nodo
La bomba ve tres caminos: los dos ramales de consumo y la recirculación. El caudal en la bomba es la suma de los tres.
Regla del controlador
El FIC-01 mide el caudal en la bomba y abre la válvula de recirculación solo cuando caería por debajo del mínimo. Así la bomba queda protegida sin desperdiciar energía cuando los ramales consumen bastante, a diferencia de la placa fija de la lección de caudal mínimo.
Energía en el nodo
La recirculación sube hasta una cresta de 4 m y baja al tanque de origen. La carga del nodo que sobra después del desnivel y la fricción se consume en la válvula de recirculación: así "ajusta la curva" que ve la bomba.
Rangeabilidad
Una válvula isoporcentual con R = 50 no controla por debajo de cerca del 2 % de su Kv máximo. Cuando falta poco caudal para el mínimo, abre en su mínimo estable y la bomba queda un poco por encima del setpoint.
Bomba didáctica con curva ilustrativa.
Fórmulas en texto
- Continuidad en el nodo
Q_bomba = Q_A + Q_B + Q_R- Q_bomba = caudal en la bomba (m3/h) · Q_A, Q_B = caudal en los ramales de consumo (m3/h) · Q_R = caudal de recirculación de vuelta al tanque (m3/h)
- Regla del controlador
x_R = 0 si Q_bomba >= Q_min ; si no Q_bomba = Q_min- x_R = apertura de la válvula de recirculación (%) · Q_min = setpoint de caudal mínimo de la bomba (m3/h)
- Energía en el nodo
H_nodo = z_alto,R + hf,R + h_valv,R- H_nodo = carga en el nodo (m) · z_alto,R = cota de la cresta de la línea de recirculación (m) · hf,R = pérdida por fricción en la recirculación (m) · h_valv,R = carga consumida en la válvula de recirculación (m)
- Rangeabilidad de la válvula
Kv_min = Kv_100 / R- Kv_min = menor Kv controlable (m3/h a 1 bar) · Kv_100 = Kv totalmente abierta (m3/h a 1 bar) · R = rangeabilidad (-)
Preguntas frecuentes
¿Por qué una bomba centrífuga necesita recirculación de caudal mínimo?
Con caudal muy bajo la bomba calienta el líquido que bate en su interior y sufre recirculación interna, vibración y desgaste del sello. La línea de recirculación devuelve parte del caudal al tanque de succión para que la bomba nunca opere por debajo del caudal mínimo del fabricante.
¿Válvula de recirculación controlada o placa de orificio fija?
La placa fija recircula todo el tiempo y desperdicia energía incluso con demanda máxima. La válvula controlada, por lazo de caudal o válvula de recirculación automática, abre solo cuando el caudal de la bomba caería por debajo del mínimo.
¿Por qué la bomba queda un poco por encima del setpoint con aperturas pequeñas?
Una válvula de control no regula por debajo de su Kv mínimo controlable, cerca de Kv_100/R. En una válvula isoporcentual con R = 50 eso es alrededor del 2 % del Kv máximo; cuando falta poco caudal, abre en ese punto y se pasa un poco del setpoint.