guardarGuardar Bomba Centrifuga. para más tarde\nBombas Centrifugas 13-03-2013\nTesis Bomba 2\nFuncionamiento de Una Bomba Centrífuga. Andrde\nTema 5 Valvulas\nPresentacion Registro de Pozos\nPrincipios fundamentales de la tecnologa de las bombas centrfugas\nPrincipios fundamentales de la tecnologa de las bombas\nHistoria de la tecnologa de las bombas Suministro de agua Eliminacin de aguas residuales Tecnologa de calefaccin Sistemas de transporte Sistema abierto de transporte de agua Sistema cerrado de calefaccin El agua - nuestro medio de transporte Capacidad calorfica especfica Aumento y disminucin del volumen Caractersticas de ebullicin del agua Expansin del agua de calefaccin y proteccin contra sobrepresin Presin Cavitacin Diseo de bombas centrfugas Bombas autoaspirantes y bombas con aspiracin normal Funcin de las bombas centrfugas Rodetes Rendimiento Potencia absorbida de las bombas Bombas de rotor hmedo Bombas de rotor seco Bombas centrfugas de alta presin Curvas caractersticas Curvas caractersticas de las bombas Curvas caractersticas de las instalaciones Punto de trabajo Adaptacin de las bombas a la demanda de calor Cambios meteorolgicos Conmutacin de la velocidad de las bombas Regulacin continua de la velocidad Tipos de regulacin\n7 7 8 9 12 12 13 15 15 16 17 18 19 19 21 21 22 22 23 24 25 27 29 31 31 32 33 35 35 36 36 37\nReservado el derecho a modificaciones WILO SE\nDimensionado aproximado de bombas de calefaccin estndar Caudal suministrado por la bomba Altura de presin de la bomba Ejemplo de aplicacin Consecuencias del dimensionado aproximado de bombas Software de planificacin de bombas La hidrulica de principio a fin Ajuste de bombas de circulacin con regulacin electrnica Agrupamiento de varias bombas Conclusiones\n41 41 41 42 43 43 45 45 46 50\nSaba que ...? Historia de la tecnologa de las bombas El agua - nuestro medio de transporte Caractersticas de construccin Curvas caractersticas Adaptacin de bombas a la demanda de calor Dimensionado aproximado de bombas Conexin de varias bombas Unidades legales de medida, extracto para bombas centrfugas\n51 51 52 53 54 55 56 57 58\nMaterial de informacin\nWilo Principios bsicos de las bombas\nBases de la tecnologa de las bombas\nLas personas necesitan bombas para poder vivir de forma ms cmoda. Las bombas transportan fluidos, fros o calientes, limpios o contaminados. Cumplen su funcin con la mxima eficiencia y de forma no contaminante.\nLas bombas tienen un papel importante en el campo de la construccin. Se emplean para diversas funciones. Las bombas ms conocidas son las circuladoras para instalaciones de calefaccin, por este motivo sern el centro de atencin en las siguientes pginas. Se emplean adems en las reas de suministro de agua y de eliminacin de aguas re-siduales: En grupos de presin, usados cuando la presin de la red de abastecimiento urbana es insuficiente para la distribucin de agua en un edificio; Bombas circuladoras de agua potable que garantizan que haya siempre disponible agua caliente y fra en cada grifo; Bombas de elevacin de aguas residuales cuando estas se encuentran debajo del nivel de salida natural; Bombas en fuentes o acuarios; Bombas para la extincin de incendios; Bombas de agua fra y de agua de refrigeracin; Instalaciones de aprovechamiento de agua de lluvia para lavabos, lavadoras, trabajos de limpieza, riego y mucho ms; Tambin debe tenerse en cuenta que diferentes medios presentan viscosidades distintas (por ejemplo mezclas de agua con glicol o mezclas con materiales fecales). En los distintos pases deben cumplirse las normas y leyes vigentes, por lo que es preciso elegir unas determinadas bombas y tecnologas (por ejemplo proteccin antideflagrante, reglamento de agua potable).\nEl contenido de este folleto debe proporcionar unos conocimientos bsicos esta tecnologa a las personas que se encuentran en procesos de formacin. Con frases explicativas sencillas, dibujos y ejemplos se pretende transmitir unos conocimientos bsicos para la prctica. La seleccin y aplicacin correcta de las bombas debe convertirse de esta manera en un tema habitual y cotidiano. El captulo titulado Sabas que...? permite al lector comprobar si ha asimilado correctamente la materia explicada mediante preguntas con posibles respuestas correctas y falsas. Como opcin adicional para profundizar en la materia, hemos incluido una seleccin de material informativo que sirve como ampliacin para los temas tratados en el presente "Abecedario" de las bombas. En dicha seleccin encontrar material para sus estudios individuales y nuestro programa de seminarios de formacin prcticos.\nVase el captulo "Material de informacin" en la pgina 59\nHistoria de la tecnologa de las bombas\nRepresentacin del mecanismo de bombeo con tubos de Jacob Leupold\nPensando en las bombas y en su historia, sucede que las personas buscaban ya en pocas remotas medios tcnicos para elevar lquidos, en particular el agua, a niveles ms altos. El agua serva tanto para el riego de los campos como para llenar los fosos de proteccin alrededor de ciudades fortificadas y castillos. La herramienta ms sencilla para elevar agua era la mano del hombre. Nuestros antepasados prehistricos tuvieron muy pronto la idea de moldear cuencos de arcilla. De esta manera dieron el primer paso hacia la invencin del cntaro. Varios de estos cntaros se colgaron de una cadena o se fijaron en una rueda. Hombres o animales aplicaron sus fuerzas para poner en movimiento estos mecanismos para elevar agua. Los hallazgos arqueolgicos demuestran la existencia de mecanismos de cangilones tanto en Egipto como en China alrededor de 1.000 aos a.C. En el siguiente dibujo se muestra una reconstruccin grfica de una rueda china de cangilones. Se trata de una rueda con cuencos de arcilla fijados en esta que vertan el agua en el punto ms alto de la rueda. En el ao 1724, Jacob Leupold (1674 - 1727) dise una ingeniosa mejora, mont unos tubos\nRepresentacin de una rueda china de cangilones\ntornillo de Arqumedes que lleva su nombre. Por el giro de una espiral se eleva el agua en un tubo. No obstante, siempre reflua cierta cantidad de agua, ya que no se conocan buenos medios de obturacin. De esta manera se observ una relacin entre la inclinacin del tornillo y el caudal de agua bombeada. Fue posible elegir en funcionamiento entre un mayor caudal y una mayor altura de presin. Cuanto ms empinada la posicin del tornillo, tanto mayor era la altura a la que se poda elevar el agua a medida que el caudal dismi-nua.De nuevo nos sorprende la similitud del funRepresentacin del tornillo de Arqumedes\nSe eleva el agua\ncurvados en una rueda. Al girar la rueda el agua se elevaba forzosamente hasta el eje de la misma. La corriente del ro serva al mismo tiempo para accionar el mecanismo de elevacin. Lo que ms llama la atencin es la forma curvada de los tubos. Tienen una similitud sorprendente con la forma de los rodetes de las bombas centrfugas actuales. Arqumedes (287 - 212 a.C.) fue quizs el matemtico y cientfico ms importante de la antigedad y describi alrededor del 250 a.C. el\ncionamiento de este mecanismo con el de las bombas centrfugas actuales. La curva caracterstica de la bomba, que, por supuesto, era un concepto desconocido en aquella poca, muestra la misma dependencia entre la altura de presin y el caudal. El estudio de fuentes histricas revel que estas bombas de tornillo se emplearon con inclinaciones entre 37 y 45. Se consiguieron alturas de elevacin entre 2 m y 6 m y caudales mximos de aproximadamente 10 m3/h.\nVase el captulo "Rodetes", pgina 22\nH I S TO R I A D E L A T EC N O L O G A D E L A S B O M B A S\nEliminacin de aguas residuales\nMientras que el suministro de agua ha sido siempre el tema ms importante para la supervivencia del hombre, la eliminacin efectiva de aguas residuales lleg ms tarde, casi demasiado tarde. En todos los lugares donde aparecan asentamientos, pueblos y ciudades, los desechos, excrementos y aguas residuales ensuciaban los prados, caminos y calles. La consecuencia eran malos olores, enfermedades y plagas. Las aguas se contaminaban y el agua fretica se volva imbebible. Los primeros conductos de aguas residuales se construyeron alrededor del 3.000 al 2.000 a.C. Debajo del palacio de Minos en Cnosos (Creta) se encontraron restos de conductos de mampostera y tubos de terracota que recogan y canalizaban el agua de lluvia y las aguas residuales. Los romanos construyeron en sus ciudades conductos de aguas residuales debajo de las calles, el conducto ms grande y ms conocido es la Cloaca Mxima de Roma en parte an bien conservada. Desde all se conducan las aguas residuales al Tber (tambin en Colonia se encuentran restos transitables de conductos subterrneos de la poca de los romanos). Debido a que durante siglos no se lograron progresos en el rea de la eliminacin de aguas residuales, estas llegaron hasta el siglo XIX de forma no purificada a riachuelos, ros, lagos y mares. Con el progreso de la industrializacin y el crecimiento de las ciudades se hizo imprescindible un tratamiento regulado de las aguas residuales. El primer sistema de canalizacin y limpieza se realiz en 1856 en Hamburgo. Hasta los aos noventa del siglo pasado, en Alemania existan an numerosos pozos negros que recogan las materias fecales de las casas. Slo en base a las disposiciones legales y reglamentos regionales se consigui una conexin obligatoria a las redes pblicas de alcantarillado. Actualmente, casi todas las casas estn conectadas a la red de canalizacin pblica. En los lugares en los que no es posible realizar una conexin directa, se emplean sistemas de elevacin y desage por presin. Las aguas residuales de la industria y de las casas se conducen por redes ampliamente bifurcadas a depsitos colectores, plantas de tratamiento y depsitos de clarificacin donde tiene lugar una purificacin qumica o biolgica. El agua tratada de esta manera se introduce despus de nuevo en el ciclo hidrolgico.\nEn estos procesos se emplean las diversas bombas y sistemas de bombas. Como por ejemplo : Instalaciones de elevacin Bombas sumergibles Bombas de pozo (con y sin mecanismos de corte) Bombas de desage Bombas de recirculacin, etc.\nTecnologa de calefaccin\nCalefaccin con hipocaustos En Alemania se encontraron restos de las llamadas calefacciones con hipocaustos de la poca de los romanos. Se trataba de una forma muy antigua de calefaccin de suelos. El humo de una hoguera se conduca a travs de huecos por debajo de los suelos calentando estos. El humo se evacuaba a travs de un conducto de calefaccin en una pared. En los siglos posteriores, particularmente en castillos y fortalezas, las chimeneas, que cubran las hogueras no se construan de forma completamente vertical. Los gases calientes se conducan alrededor de las habitaciones, lo que representaba una primera forma de sistemas de calefaccin central. Tambin se encontraron sistemas con separacin mediante cmaras de mampostera en los stanos. El fuego calentaba el aire fresco y ste era conducido directamente a las habitaciones. Calefaccin por vapor Con la propagacin de la mquina de vapor en la segunda mitad del siglo XVIII apareci la calefaccin por vapor. El vapor no totalmente condensado, procedente de la mquina de vapor, se conduca por intercambiadores de calor en oficinas y viviendas. Otra idea consisti en emplear la energa residual del vapor para poner en marcha una turbina. Calefaccin por circulacin natural La siguiente etapa de desarrollo fue la calefaccin por circulacin natural. La experiencia demostr que una temperatura del agua de aproximadamente 90 C era suficiente para conseguir una temperatura ambiente de 20 C, es decir, bastaba con un calentamiento del agua hasta un poco por debajo del punto de ebullicin. El agua caliente suba por unos tubos de grandes dimetros. Despus de haber perdido parte de su calor, retornaba a la caldera por el efecto de la gravedad.\nRepresentacin de una calefaccin con hipocaustos de la poca romana\nConducto de calefaccin en la pared Pared interior Suelo\nStano de calefaccin\nPilares Plano inclinado para evacuacin de cenizas\nCalefaccin por circulacin natural con caldera, recipiente de expansin y radiador\nEsquema de una calefaccin con circulacin natural\nAlimentacin Feed TV = 90 C corresponds Corresponde ato G = 9,46 N\nLa primera bomba de circulacin para calefacciones Slo la invencin del primer motor elctrico encapsulado por el ingeniero alemn Gottlieb Bauknecht facilit su empleo en un acele-rador de circulacin. Su amigo, el ingeniero Wilhelm Oplnder, desarroll un tipo de construccin patentado en 1929.\n9,46 N 9,58 N\nReturn TR = 70 C Retorno corresponds Corresponde ato G = 9,58 N\n-Las diferentes fuerzas gravitatorias originan los movimientos ascendentes y descendentes del agua. A principios del siglo pasado ya se estudiaban las posibilidades de montar aceleradores de circulacin en las tuberas de calefaccin para evitar el lento arranque del sistema. En aquella poca, los motores elctricos no eran apropiados para el accionamiento, ya que funcionaban inducidos con anillos colectores abiertos. En un sistema de calefaccin con agua, esto hubiera podido originar graves accidentes. En un codo se incorpor un rodete en forma de hlice. El accionamiento se llevaba a cabo a travs de un eje obturado, accionado mediante un motor elctrico. En aquella poca, este acelerador de circulacin no se consideraba como bomba. Esta palabra se introdujo slo ms tarde. Tal como se ha mencionado anteriormente, el concepto de bomba estaba asociado con la elevacin de agua. Estos aceleradores de circulacin se construyeron aproximadamente hasta 1955 y permitieron reducir cada vez ms la temperatura del agua de calefaccin. Actualmente existen numerosos sistemas de calefaccin, los ms modernos trabajan con temperaturas de agua muy bajas. Esta tcnica de calefaccin sera impensable sin el corazn de la instalacin de calefaccin, es decir, sin la bomba de recirculacin.\nPrimera bomba de recirculacin, ao de construccin 1929, HP, tipo DN 67/0,25 kW\nH I S TO R I A D E L A T EC N O L O G I A D E L A S B O M B A S\nEvolucin de los sitemas de calefaccin\nCalefaccin del suelo\nCalefaccin con tubo nico\nCalefaccin por radiacin en el techo o en la pared\nCalefaccin con circulacin de agua caliente\nCalefaccin con dos tubos\nActualmente, siglo XX\nAcelerador de circulacin de Wilhelm Oplnder, 1929 Calefaccin a vapor\nCalefaccin de agua caliente con circulacin natural Revolucin industrial, siglo XIX\nCalefaccin con estufa\nCalefaccin con chimenea\nEdad Media, hasta aprox. 1519 d.C.\nCalefaccin con aire caliente en residencias seoriales\nImperio romano, hasta aprox. 465 d.C.\nCalefaccin romana con hipocausto\nAl principio, era el fuego\nSistema abierto de transporte de agua\nVlvula flotador Float valve\nlevel tank Depsito alHigher nivel ms alto Altura de geodetic presin geodsica delivery head Tubera de impulsin Ascending line\nEn la ilustracin esquemtica a la izquierda se muestran los componentes de un sistema de bombeo que debe transportar un lquido de un recipiente de entrada a menor altura a un depsito que se encuentra a mayor altura. La bomba transporta el agua del depsito inferior a la altura requerida. Pero no es suficiente dimensionar la capacidad de la bomba slo conforme a la altura de elevacin geodsica. En el ltimo punto de conexin, por ejemplo una ducha en el piso ms alto de un hotel, debe haber an una presin suficiente. Tambin hay que tener en cuenta las prdidas de presin originadas por friccin en la tubera ascendente. Altura de presin de la bomba = altura de presin geodsica + presin a la corriente mxima + prdidas en la tubera Para la realizacin de los trabajos de mantenimiento necesarios debe ser posible cerrar las distintas secciones de la tubera mediante vlvulas. Esto es til en particular para las bombas, ya que en caso contrario deberan evacuarse grandes cantidades de agua de las tuberas para poder sustituir o reparar una bomba. Adems, tanto en el depsito de entrada inferior como en el depsito elevado deben preverse vlvulas de flotador para evitar un posible desbordamiento de estos depsitos. Tambin se puede instalar un presostato en un lugar apropiado de la tubera que desconecte la bomba cuando no haya consumo de agua y todos los puntos de conexin estn cerrados.\nEntrada Inlet Vlvula flotador Float valve Pump Bomba\nInlet de tank Depsito entrada\nInstalacin de bombas para la elevacin de agua a un nivel ms alto\nVase el captulo "Adaptacin de bombas a la demanda de calor", pgina 35\nSistema cerrado de calefaccin\nEn la ilustracin a la derecha se muestran las diferencias de funcionamiento entre un sistema de calefaccin y un sistema de bombeo de agua. Mientras que un sistema de bombeo de agua es un sistema abierto con una salida de agua libre (por ejemplo un punto de toma con un grifo), una instalacin de calefaccin es un sistema cerrado. El principio de funcionamiento se comprende ms fcilmente cuando uno se imagina que el agua de calefaccin se mantiene simplemente en movimiento en las tuberas. Un sistema de calefaccin esta formado por los siguientes componentes: Generador de calor Sistema de transporte y distribucin del calor Vaso de expansin de membrana para mantener y regular la presin Consumidores de calor Dispositivo de regulacin Vlvula de seguridad Como generadores de calor podemos citar las calderas de gas, gasleo o combustibles slidos, as como calentadores de agua por circulacin. Esto tambin incluye calefacciones elctricas con acumulacin de calor y calentamiento central del agua, estaciones de transmisin de calor a distancia y bombas de calor. El sistema de transporte y distribucin de calor est formado por todas las tuberas, estaciones distribuidoras y colectoras y, naturalmente, la bomba de recirculacin. La potencia de la bomba debe dimensionarse nicamente para vencer las prdidas de carga totales de la instalacin. No se tiene en cuenta la altura del edificio, ya que el agua suministrada por la bomba a la tubera de sa-lida vuelve a la caldera a travs de la tubera de retorno. El vaso de expansin de membrana tiene la funcin de compensar las variaciones de volumen del agua en el sistema de calefaccin, dependiendo de las temperaturas de funcionamiento, mientras mantiene una presin estable.\nSistema de calefaccin cerrado\nDispositivo Control de regulacin equipment Alimentacin Feed Heat consumer Consumidores de calor\nPurga de aire Ventilation\nVaso de expansin de membrana Diaphragm expansion tank\nLos consumidores de calor son las superficies de calefaccin en los lugares y habitaciones a calentar (radiadores, convectores, paneles radiantes, etc.). La energa trmica fluye de las zonas con una temperatura ms alta a zonas con una temperatura ms baja y el flujo de calor es tanto ms rpido cuanto mayor es la diferencia de la temperatura. Esta transmisin de calor tiene lugar mediante tres procesos fsicos distintos: Conduccin de calor Conveccin, es decir, movimiento ascendente del aire Radiacin trmica Hoy en da, ningn problema tcnico se puede resolver sin un buen sistema de control. Por lo tanto, se sobreentiende que en cada instalacin de calefaccin hay tambin dispositivos de regulacin. Los dispositivos ms sencillos de este tipo son las vlvulas termostticas para mantener constante la temperatura ambiente, por ejemplo en una habitacin. Pero tambin en calderas, mezcladoras y naturalmente en bombas hay actualmente reguladores mecnicos, elctricos y electrnicos muy sofisticados.\nSistema de circulacin tomando como ejemplo una instalacin de calefaccin\nRecuerde: No se tiene en cuenta la altura del edificio, ya que el agua suministrada por la bomba a la tubera de salida vuelve a la caldera a travs de la tubera de retorno.\nVase el captulo "Dimensionado aproximado de bombas para instalaciones de calefaccin estndar", pgina 41\nEl agua - nuestro medio de transporte\nEn los sistemas de calefaccin central con agua caliente se emplea el agua para transportar el calor desde el generador de calor al consumidor.\nLas caractersticas ms importantes del agua son: Capacidad calorfica especfica Aumento del volumen tanto durante el calentamiento como durante el enfriamiento Disminucin de la densidad durante el aumento y disminucin de volumen Caractersticas de ebullicin bajo presin externa Empuje hidrosttico Estas caractersticas fsicas se describen a continuacin..\nCapacidad calorfica especfica\nUna caracterstica importante de cada medio portador de calor es su capacidad de acumulacin trmica. Cuando esta capacidad se relaciona con la masa de la sustancia y la diferencia de temperatura, la magnitud resultante es la capacidad calorfica especfica. Esta magnitud se simboliza con c y la unidad de medida es kJ/ (kg o K). La capacidad calorfica especfica del fluido es la cantidad de calor requerida para calentar 1kg de una sustancia (por ejemplo agua) en 1C. De forma inversa, la sustancia emite durante su enfriamiento la misma cantidad de energa. El promedio de la capacidad calorfica especfica del agua entre 0C y 100C es: c = 4.19 kJ/(kg K) or c = 1.16 Wh/(kg K) La cantidad de calor Q suministrada o emitida se mide en J o kJ y es el producto de la masa m medida en kg, la capacidad calorfica especfica c y la diferencia de la temperatura medida en K. Esta diferencia es en nuestro caso la diferencia de temperatura entre la salida y el retorno de un sistema de calefaccin. La ecuacin es la siguiente: Q=mc q m= V r V = volumen de agua en m3 r = Densidad kg/m3 La masa m es el volumen V de agua en m3 multiplicado con la densidad del agua medida en kg/m3. La ecuacin puede escribirse tambin de la siguiente manera: Q = V r c (qV - qR) La densidad del agua vara con la temperatura. Para el clculo de la energa puede suponerse de manera simplificada = 1 kg/dm3 para temperaturas entre 4C y 90C. Los conceptos fsicos de energa, trabajo y cantidad de calor tienen la misma dimensin y son equivalentes.\nRecuerde: La capacidad calorfica especfica del agua es la cantidad de calor requerida para calentar 1kg de la sustancia (por ejemplo agua) en 1C. De forma inversa, la sustancia emite durante su enfriamiento la misma cantidad de energa.\nq = Theta r = Rho\nAumento y disminucin del volumen\nPara la transformacin de Joule en otras unidades fsicas se encuentra en vigor: 1J = 1 Nm = 1 Ws or 1 MJ = 0.278 kWh Todas las sustancias se dilatan durante el calentamiento y se contraen durante el enfriamiento. La nica sustancia con un comportamiento distinto es el agua. Esta caracterstica particular se llama anomala del agua.\nCambio en volumen de agua\nVolumen de agua g [1 ml] Volume of de 1 g1water\nEl agua se expande tambin al refrigerarla a una temperatura inferior a 4C. Esta anomala del agua es la causa de que los ros y lagos se hielen en invierno desde la superficie. La capa de hielo flota en el agua y slo por este motivo puede fundirse bajo el sol de primavera. Esto no sera el caso si el hielo tuviera un peso especfico mayor y descendiera al fondo. Pero este comportamiento de expansin abarca tambin peligros. Por ejemplo, los motores de coches o las tuberas de agua revientan cuando el agua se hiela. Para evitarlo se aade un anticongelante al agua. En los sistemas de calefaccin se emplean por ejemplo glicoles; las proporciones se pueden consultar en las instrucciones de los fabricantes.\n1,0016 1,0012 1,0008 1,0004 1,0000 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 T [C]\nVariacin del volumen de agua durante el calentamiento y enfriamiento Densidad ms alta a 4C: rmax = 1000 kg/m3\nEl agua tiene la mayor densidad a una temperatura de +4C: 1 dm3 = 1 l = 1 kg Cuando el agua se calienta o se enfra desde este punto, su volumen aumenta, es decir, su densidad o peso especfico disminuye. Esto puede observarse bien en un depsito con rebosadero para medir la cantidad. En el recipiente se encuentran exactamente 1.000 cm3 de agua a una temperatura de +4C. Cuando el agua se calienta, una parte de la misma sale a travs del rebosadero al recipiente graduado. Cuando el agua alcanza los 90C, en el recipiente graduado se encuentran exactamente 35,95 cm3 o 34,7 g de agua.\nUn cubo de agua de 1.000 cm3 pesa a 4C 1.000 g 4C 1000 cm3 de agua a 90C = 965.3 g 90C\n1000 cm3 = 1 l 10 cm\n1000 cm3 = 1 l\nCantidad rebosada 35.95 cm3 = 34.7 g\nDurante el calentamiento o enfriamiento del agua disminuye su densidad, es decir, su volumen aumenta\nLas caractersticas de ebullicin del agua\nCuando el agua se calienta por encima de 90C, empieza a hervir a 100C en un reci-piente abierto. Cuando la temperatura del agua se mide durante el proceso de ebullicin, la temperatura se mantiene constante a 100C hasta que el agua se evapora completamente. El suministro continuo de calor se usa por lo tanto para la evaporacin completa del agua, es decir, para cambiar su estado fsico. Esta energa se denomina tambin calor latente (oculto). Cuando el calentamiento contina, la temperatura aumenta de nuevo. El requisito para el desarrollo explicado anteriormente es una presin atmosfrica normal (NN) de 1.013 hPa sobre el nivel del agua. Cada presin atmosfrica diferente de este valor origina modificaciones en el punto de ebullicin de 100C. Una repeticin del experimento anterior a una altitud de 3.000 m, por ejemplo en la Veleta, demuestra que el agua hierve a una temperatura de 90C. La causa de este comportamiento es la disminucin de la presin atmosfrica con el aumento de la altitud. Cuanto ms baja es la presin del aire en la superficie del agua, ms baja es la temperatura de ebullicin. Mediante el aumento de la presin sobre el nivel del agua se consigue, por otro lado, un aumento de la temperatura de ebullicin. Este principio se emplea por ejemplo en las ollas rpidas. En la representacin grfica que podemos ver al lado, se puede ver cmo vara la temperatura de ebullicin del agua en funcin de la presin. Los sistemas de calefaccin estn presurizados. Por este motivo no se forman burbujas de vapor en estados de servicio crticos. De esta manera se evita tambin la entrada de aire desde el exterior al sistema de calefaccin.\nModificacin del estado fsico del agua durante un aumento de la temperatura\nTransicin de calor (calor latente)\nslido y lquido\nlquido y vapor lquido vapor Volumen heat de calor volume\nPunto de ebullicin del agua en funcin de la presin\nT [C] 150\n0 0 1,013 2 3 4 5 6 [1000 hPa] pressure Presin\nExpansin del agua de calefaccin y proteccin contra sobrepresin\nLas calefacciones de agua caliente se usan con temperaturas de salida de hasta 90C. El agua se llena normalmente con una temperatura de 15C y se expande durante el calentamiento. Este aumento del volumen no debe provocar una sobrepresin o una prdida de agua.\nRepresentacin de un sistema de calefaccin con vlvula de seguridad integrada\nEn las consideraciones anteriores no se ha tenido en cuenta que la bomba de circulacin aumenta an ms la presin. En la planificacin de una instalacin, hay que tener en cuenta cuidadosamente la interaccin de la temperatura mxima del agua de calefaccin, el tipo de bomba empleado, el tamao del vaso de expansin con membrana y el punto de activacin de la vlvula de seguridad. Una eleccin casual de los componentes de la instalacin, teniendo en cuenta eventualmente el precio de los mismos, es completamente inaceptable. El vaso de expansin se suministra de fbrica lleno de nitrgeno. La presin en este vaso de expansin debe adaptarse a las peculiaridades de la instalacin de calefaccin. El agua de expansin entra desde el sistema de calefaccin en el vaso de expansin y comprime el volumen de gas que se encuentra encima de la membrana. Es posible comprimir los gases, pero no los lquidos. Compensacin de la variacin del volumen de agua en una instalacin de calefaccin:\nDispositivo de Control regulacin equipment\nde calor Consumidores Heat consumer\nAlimentacin Feed 1000 cm3 = 1 l Bomba Pump 34.7 G\n(1) Estado de montaje del vaso de (1) DET condition at expansin de membrana\nCuando la calefaccin se desconecta en ve-rano, el agua adopta nuevamente su volumen anterior. Por este motivo es preciso prever un vaso de expansin con un volumen suficiente. En instalaciones de calefaccin ms antiguas se montaron vasos de expansin abiertos. Los vasos de expansin se encuentran siempre por encima de la seccin de tubera ms alta. Con el aumento de la temperatura de la calefaccin, es decir, durante la expansin del agua, el nivel de agua crece en este vaso de expansin. El nivel desciende de nuevo cuando el agua se enfra. En instalaciones de calefaccin modernas se emplean vasos de expansin de membrana. Con una presin ms alta en la instalacin debe estar garantizado que no se produzcan cargas de presin inadmisibles en las tuberas y en otros componentes de la instalacin. Por este motivo es obligatorio equipar el sistema de calefaccin con una vlvula de seguridad. La vlvula de seguridad debe abrirse con sobrepresin para expulsar el agua sobrante que no cabe en el vaso de expansin con membrana. No obstante, en una instalacin cuidadosamente planificada no debera producirse este estado de funcionamiento.\nNitrogen Presin previa en el 1.0/1.5 vaso de expansin de DET inlet pressure bar membrana 1,0 / 1,5 bar (2) Instalacin llena, agua fra\n(2) System filled /cold\nNitrogen Reserva de agua, presin Water reserve DET inlet previa en el vaso de expansin con membrana 0,5 bar pressure +0.5 bar\n((3) Instalacin con la temperatura\n(3) System at max. feed temperature\nRecuerde: La vlvula de seguridad debe abrirse cuando hay una sobrepresin para expulsar el agua de expansin sobrante.\nCantidad de agua reserva de agua Water quantity == water reserve + +expansin expansion\nDefinicin de la presin La presin es la presin esttica medida en relacin con la atmsfera que ejercen sustancias gaseosas y lquidas en recipientes de presin o tuberas (Pa, mbar, bar). Presin en reposo Presin esttica a caudal cero. Presin de reposo = altura de llenado encima del punto de medicin + presin previa en el vaso de expansin de membrana. Presin de flujo Presin dinmica cuando un fluido est circulando. Presin de caudal= presin dinmica cada de presin. Presin de la bomba Presin generada en servicio en el lado de impulsin de la bomba centrfuga. En funcin de las caractersticas de una instalacin, este valor puede ser distinto de la presin diferencial. Presin diferencial Presin generada por la bomba centrfuga para vencer la suma de todas las prdidas de carga en una instalacin. Se mide entre los lados de aspiracin y de impulsin de la bomba centrfuga. Debido a la cada de la presin por motivo de las prdidas en las tuberas, en las vlvulas de la caldera y en los consumidores, en cada punto de la instalacin existe una presin distinta cuando est en servicio.\nPresin en la instalacin, establecimiento de la presin\nEn instalaciones de calefaccin Erosin, ruidos, roturas Presin diferencial positiva En la atmsfera\nSobrepresin en servicio\nPresin de caudal (presin dinmica)\nPresin en reposo (presin esttica) Presin diferencial negativa Cavitacin, ruidos, marcha dificultosa\nPresin 1013 hPa (normal) (-) vaco parcial (presin de aspiracin)) Punto de cero absoluto\nVaco parcial en servicio\nPresin en servicio Presin que existe o puede formarse cuando una instalacin est en servicio de forma completa o parcial Presin en servicio admisible Valor mximo de la presin en servicio establecido por motivos de seguridad.\nSe denomina cavitacin la implosin de burbujas de vapor (huecos) formadas en la entrada al rodete como consecuencia de un vaco parcial local por debajo de la presin de evaporacin del lquido a transportar. La cavitacin origina prdidas de potencia (altura de presin), ruidos, reduccin del rendimiento y daos materiales (en el interior de la bomba). Las explosiones microscpicas originan golpes de presin por la expansin e implosin de pequeas burbujas de aire en zonas de presin ms alta (por ejemplo en la salida del rodete) que pueden tener como consecuencia daos en los equipos hidrulicos o incluso la destruccin de los mismos. Las primeras seales son ruidos o daos en la entrada al rodete. Una magnitud importante para una bomba centrfuga es el valor NPSH (Net Positive Suction Head). Este indica la mnima presin que se necesita en la entrada para que un determinado tipo de bomba pueda funcionar sin cavitaciones, lo que corresponde a la presin adicional requerida para evitar una evaporacin del lquido. En el valor NPSH influyen la forma del rodete y la velocidad de la bomba, as como la temperatura del medio, la altura de la columna de agua y la presin atmosfrica. Evitar cavitaciones Para evitar cavitaciones es preciso suministrar el lquido a la bomba con una determinada altura mnima de la columna de agua en la entrada. Esta altura mnima depende de la temperatura y de la presin del lquido. Otras posibilidades para evitar cavitaciones: Aumento de la presin esttica Disminucin de la temperatura del medio (reduccin de la presin de vapor) Eleccin de una bomba con baja altura de presin de entrada (altura mnima de la columna de agua en la entrada, NPSH)\nDiseo de bombas centrfugas\nEn el rea de la calefaccin y climatizacin se usan bombas centrfugas para muchas aplicaciones. Se diferencian segn su tipo de diseo y el modo de transformacin de la energa. Bombas autoaspirantes y bombas con aspiracin normal\nUna bomba autoaspirante tiene una capacidad limitada de purga del aire de la tubera de aspiracin. Puede ser necesario llenar la bomba varias veces durante su puesta en marcha. La altura de aspiracin mxima terica es de 10,33 m y depende de la presin atmosfrica (1.013 hPa = presin normal). Por motivos tcnicos se consigue slo una altura de aspiracin hs mxima de 7 a 8 m. Este valor incluye no slo la diferencia de altura entre el nivel de agua ms bajo hasta la boca de aspiracin de la bomba, sino tambin las prdidas por resistencias en las tuberas de conexin, en la bomba y en las vlvulas. En el dimensionado de la bomba debe tenerse en cuenta que la altura de aspiracin hs debe incorporarse con un signo negativo en la altura de presin. La tubera de aspiracin debe instalarse, por lo menos, con el dimetro nominal de la entrada de la bomba y, siempre que sea posible, con un dimetro nominal mayor. Adems, la tubera de aspiracin debe ser lo ms corta posible.\nServicio de aspiracin Altura de aspiracin hs de una bomba\nhs Nivel mnimo de agua\nInstalacin de la tubera de aspiracin\ncorrecto correct incorrecto incorrect\nEn una tubera de aspiracin larga aumentan las resistencias de friccin que influyen de manera muy desfavorable en la altura de aspiracin. El tendido de la tubera de aspiracin debe tener una subida continua hacia la bomba. Cuando se emplean mangueras flexibles como tubera de aspiracin, estas deberan ser mangueras de aspiracin con refuerzo espiral (estanqueidad y resistencia). En cualquier caso deben evitarse fallos de estanqueidad, ya que de otro modo pueden producirse daos en las bombas y fallos en el servicio. En el modo de funcionamiento de aspiracin se recomienda prever siempre una vlvula de pie para evitar un vaciado de la tubera de aspiracin y de la bomba. Una vlvula de pie con un cesto de aspiracin protege la bomba y los sistemas aguas abajo contra la entrada de cuerpos extraos de mayor tamao (hojas, madera, piedras, animales, etc.). Cuando no es posible emplear una vlvula de pie se recomienda montar una vlvula de retencin en la tubera de aspiracin delante de la bomba (boca de aspiracin). Una bomba con aspiracin normal no es capaz de evacuar el aire de la tubera de aspiracin.\nNon-return flap / Vlvula de retencin valve\nVlvula Foot valve de pie\nInstalacin con vlvula de pie o vlvula de retencin\nEn bombas con aspiracin normal, las tuberas de aspiracin y la bomba deben estar siempre completamente llenas. Cuando a causa de fugas, por ejemplo en la junta de la vlvula corredera o en la vlvula de pie de la tubera de aspiracin llega aire a la bomba, es preciso subsanar el fallo y llenar de nuevo completamente la bomba y la tubera de aspiracin.\nFuncin de las bombas centrfugas\nVista en corte de una bomba con rotor tipo hmedo\nLas bombas se necesitan para transportar lquidos y vencer las prdidas de carga en el sistema de tuberas. En instalaciones de bombas con niveles de lquido diferentes es preciso superar adems la diferencia de altura geodsica. Las bombas centrfugas son, segn su tipo de construccin y transformacin de energa, turbomquinas hidrulicas. Aunque existen numerosos tipos de construccin, todas las bombas centrfugas tienen en comn una entrada axial del lquido al rodete de la bomba. Un motor elctrico acciona el eje de la bomba en el cual est montado el rodete. El agua que entra axialmente en el rodete a travs de la boca de aspiracin y el cuello de aspiracin se desva mediante las paletas del rodete en direccin radial. Las fuerzas centrfugas, que actan en cada partcula de lquido, originan durante el paso del lquido por la zona de las paletas un aumento de la presin y de la velocidad. Despus de la salida del rodete, el lquido se acumula en la caja espiral. Debido al tipo de construccin de la caja espiral, la velocidad del flujo se reduce de nuevo ligeramente. La transformacin de la energa se refleja en un aumento de la presin. Una bomba est compuesta por los siguientes componentes principales: Carcasa de la bomba Motor Rodete\nEl medio a transportar entra axialmente en el rodete y se desva en direccin radial\nTipos de rodete\nSe diferencia entre rodetes abiertos y cerrados que, adems, se clasifican segn sus formas de construccin. Actualmente, los rodetes de la mayora de las bombas son del tipo 3D que combinan las ventajas de un rodete axial y de un rodete radial.\nRodete radial Radial impeller\nRodete 3D3D Radial radial impeller\nRodete semi-axial Semi-axial impeller\nRodete axial Axial impeller\nRendimiento de las bombas\nEl rendimiento de cada mquina es la relacin entre la potencia de salida y la potencia absorbida. Esta relacin se seala con la letra griega (eta). Debido a que no existen accionamientos libres de prdidas, el valor de es siempre inferior a 1 (100%). En una bomba circuladora de calefaccin, el rendimiento total se compone del rendimiento del motor M (elctrico y mecnico) y del rendimiento hidrulico P. De la multiplicacin de estos valores se obtiene el rendimiento total total.\ntot = M P\nel dimensionado de la bomba de calefaccin que el punto de trabajo se encuentre durante el periodo de calefaccin normalmente en el tercio central de la curva caracterstica de la bomba. De esta manera trabaja con el mejor rendimiento. El rendimiento de una bomba se determina mediante la siguiente ecuacin:\nQHr = --p 367 P2 Q [m3/h] H [m] P2 [kW] 367 r [kg/m3]\nEl rendimiento vara considerablemente en funcin de los distintos tipos de construccin y del tamao de las bombas. Para bombas de rotor hmedo se obtiene un rendimiento total entre un 5% y un 54% (bombas muy eficientes), para bombas de rotor seco se consigue un rendimiento total entre un 30% y un 80%. Adems, el rendimiento actual de una bomba vara en el campo de curvas caractersticas entre cero y un valor mximo. Cuando la bomba trabaja contra una vlvula cerrada se obtiene una presin elevada , pero el efecto de la bomba es cero, ya que no hay un caudal de agua. Lo mismo ocurre en un tubo abierto. A pesar de un elevado caudal no se\nRendimiento y curva caracterstica de una bomba\n= Rendimiento de la bomba = Caudal suministrado = Altura de presin = Potencia en el eje de la bomba = Constante de conversin = Densidad del lquido a bombear\nEl rendimiento (o la potencia) de la bomba depende de su tipo de diseo Las siguientes tablas permiten obtener una visin de conjunto del rendimiento en funcin de la potencia de motor seleccionada y del tipo de construccin de la bomba (rotor hmedo o seco).\nRendimiento de bombas estndar de rotor hmedo (valores orientativos)\nBombas con una potencia Bombas con una potencia del motor P2 del motor P2 tot hasta 100 W aprox. 5 % aprox. 25 % de 100 a 500 W aprox. 20 % aprox. 40 % de 500 a 2500 W aprox. 30 % aprox. 50 %\nde impulsin Altura Delivery head H [m]\nRendimiento de bombas de rotor seco (valores orientativos)\nBombas con una potencia del motor P2 tot hasta 1.5 kW aprox. 30 % aprox. 65 % de 1.5 a 7.5 kW aprox. 35 % aprox. 75 % de 7.5 a 45.0 kW aprox. 40 % aprox. 80 %\nFlow rate Q [m3/h] Caudal\nestablece ninguna presin y el rendimiento es nuevamente cero. El mejor rendimiento total de una bomba de circulacin en una instalacin de calefaccin se consigue en el centro del campo de curvas caractersticas. Estos puntos de trabajo ptimos estn especialmente marcados en los catlogos de los fabricantes de bombas. Una bomba nunca trabaja en un solo punto definido. Por este motivo hay que cuidar durante\nWilo Principios bsicos de las bombas 23\nPotencia absorbida de las bombas centrfugas\nUn motor elctrico acciona el eje de la bomba, en el cual est montado el rodete. El aumento de presin generado en la bomba y el caudal suministrado transportado por la bomba son el resultado hidrulico de la energa elctrica de accionamiento. La potencia requerida por el motor se denomina potencia absorbida P1 de la bomba.\nVase el captulo "Curvas caractersticas", pgina 31\nDel desarrollo de la curva de potencia se desprenden las siguientes relaciones: El motor consume la potencia ms baja cuando el caudal volumtrico es bajo. La potencia absorbida aumenta en funcin del caudal suministrado de la bomba. La potencia absorbida aumenta ms que el caudal suministrado. Influencia de la velocidad del motor Cuando se modifica la velocidad de la bomba bajo las mismas condiciones en la instalacin, la potencia absorbida P de la bomba vara aproximadamente de forma proporcional a la tercera P1 P2\nCurvas caractersticas de las bombas Las curvas caractersticas de las bombas se representan en un diagrama. En el eje vertical, la ordenada, se muestra la potencia absorbida P1 de la bomba en vatios [W]. En el eje horizontal, la abscisa, se refleja el caudal suministrado Q de la bomba en metros cbicos por hora [m3/h], igual que en la curva caracterstica de la bomba que se explica ms adelante. La divisin de los ejes en ambos diagramas es idntica. En los catlogos se muestran estas curvas caractersticas frecuentemente una debajo de la otra para poder apreciar claramente las relaciones.\npotencia de la velocidad n. Este conocimiento permite regular eficazmente la bomba y adaptar la energa de calefaccin a las necesidades. Cuando la velocidad se duplica, el caudal suministrado se duplica tambin. La altura de presin aumenta cuatro veces en comparacin con su valor inicial. La energa de accionamiento necesaria es por lo tanto ocho veces mayor. Con una reduccin de la velocidad dismi-nuyen tambin el caudal suministrado, la altura de presin en la tubera y la potencia absorbida conforme a las relaciones anteriormente mencionadas. Velocidades de giro fijas debidas al tipo de construccin Un distintivo de las bombas centrfugas es la altura de presin determinada por el motor usado y la velocidad fija especificada. Se consideran bombas de marcha rpida con velocidades de giro n > 1.500 rpm y de marcha lenta con velocidades de giro n < 1.500 rpm.\nCurva de la Wilo-TOP-S\n0 6 0 0,5 1 1 v 2 1,5 3 Rp1 2 Rp11/4 [m/s]\n1~230 V - Rp1/Rp11/4\nWilo-TOP-S 25/5 Wilo-TOP-S 30/5\nm ax . (1 )\n1 0,5 5\n3 1 Q\n5 1,5 20\n[m3/h] [l/s] [lgpm]\nRelacin entre la curva caracterstica de la bomba y la curva de rendimiento\nVase el captulo "Regulacin continua de la velocidad", pgina 36\nNo obstante, el diseo de los motores de marcha lenta es algo ms complicado, por lo que el precio de estas bombas puede ser ms elevado. El empleo de una bomba de marcha rpida en instalaciones que permiten o requieren la aplicacin de una bomba de marcha lenta provoca un consumo de energa innecesariamente alto. Los gastos de adquisicin ms altos de una bomba con una velocidad ms baja redundan en un ahorro consi-derable de energa de accionamiento. Esto permite amortizar rpidamente los gastos iniciales ms altos. La regulacin continua de la velocidad mediante el equipo electrnico de la bomba conforme a la demanda reducida de energa de calefaccin ofrece un claro potencial de ahorro de gastos.\nBombas de rotor hmedo\nMediante la incorporacin de una bomba de rotor hmedo, opcionalmente en la tubera de impulsin o de retorno, se consigue una circulacin rpida e intensiva del agua. Esto permite emplear tuberas con una seccin transversal ms pequea. De esta manera se reducen los gastos de una instalacin de calefaccin. En las tuberas del sistema de calefaccin se encuentra una cantidad de agua considerablemente ms baja. La calefaccin puede reaccionar ms rpidamente ante variaciones de la temperatura y puede regularse mejor. Caractersticas El rodete de una bomba centrfuga se caracteriza por una aceleracin radial del agua. El eje, en el cual est montado el rodete, es de acero inoxidable y los cojinetes del eje son de carbn sinterizado o de un material cermico. El rotor del motor, que se encuentra en el eje, gira inmerso en el fluido a transportar. El agua lubrica los cojinetes y enfra el motor. Una camisa rodea al estator portador de corriente elctrica. Este tubo est fabricado de acero inoxidable no imantable o de fibras de carbono y tiene un grosor de pared de 0,1 mm a 0,3 mm. En aplicaciones especiales (por ejemplo en sistemas de abastecimiento de agua) se emplean motores de bomba con una velocidad fija. Cuando la bomba de rotor hmedo se emplea por ejemplo en un circuito de calefaccin, es decir, para suministrar energa calorfica a los radiadores, esta energa debe adaptarse al consumo de calor variable de una casa. En funcin de la temperatura exterior se necesitan distintas cantidades de agua de calefaccin. Las vlvulas termostticas montadas en las entradas de los radiadores determinan el caudal suministrado.\nSistema de calefaccin con bomba\nVaso de expansin membrana Diaphragm expansion tank\nPor este motivo, los motores de bombas de rotor hmedo permiten una conmutacin de la velocidad en varias etapas. Esta conmutacin de la velocidad puede realizarse manualmente mediante conmutadores o conectores que se pueden enchufar. Unos sistemas externos adicionales de conmutacin y regulacin permiten una automatizacin en funcin del tiempo, de la presin diferencial o de la temperatura. Desde 1988 existen formas de construccin con equipos electrnicos integrados que regulan de forma continua la velocidad. Las bombas de rotor hmedo se conectan en funcin del tamao y de la potencia de la bomba a la red monofsica de 230 V o a la red trifsica de 400 V. Las bombas de rotor hmedo se caracterizan por un funcionamiento muy silencioso, adems no necesitan un sellado del eje. La generacin actual de bombas de rotor hmedo est construida segn el principio modular. Todos los componentes se ensamblan en funcin del tamao de la bomba y de la potencia requerida. Esto facilita tambin la posible reparacin necesaria de una bomba mediante la sustitucin de piezas de recambio. Una caracterstica importante de este diseo es la capacidad de purga automtica de aire durante la puesta en servicio.\nVentajas: Secciones transversales ms pequeas de las tuberas, menor cantidad de agua en el sistema, capacidad de reaccin rpida a variaciones de la temperatura, gastos de instalacin ms bajos.\nPrimera bomba de rotor hmedo y regulacin electrnica continua e integrada de la velocidad\nCarcasa de la bomba Camisa Rodete 3D Rotor Bobinado\nPosiciones de montaje Las bombas de rotor hmedo se suministran hasta un dimetro nominal de conexin de R 1 1/4 como bombas con rosca de conexin. Las bombas de mayor tamao se suministran con bridas de conexin. Estas bombas pueden montarse en la tubera sin cimientos tanto horizontal como verticalmente. Tal como se ha mencionado anteriormente, los cojinetes de la bomba de circulacin se lubrican con el fluido a bombear. Asimismo, el fluido sirve para refrigerar el motor. Por este motivo es preciso garantizar una circulacin de lquido continua por la camisa. El eje de la bomba debe estar dispuesto siempre en posicin horizontal (bombas de rotor hmedo, calefaccin). Un montaje con eje vertical o colgante provoca un comportamiento en servicio inestable y, de esta manera, un fallo de la bomba despus de poco tiempo. Para conocer las posiciones de montaje hay que consultar las instrucciones de montaje y de funcionamiento. Las bombas de rotor hmedo anteriormente descritas destacan por sus buenas caractersticas de funcionamiento. Su fabricacin es relativamente econmica.\nPosiciones de montaje de bombas de rotor hmedo (extracto)\nPosiciones de montaje no permitidas\nAdmisible sin restricciones para bombas con regulacin continua\nAdmisible sin restricciones para bombas con 1, 3 4 niveles de velocidad\n-Bombas de rotor seco\nCaractersticas Para el bombeo de caudales volumtricos elevados se emplean bombas de rotor seco. Las bombas de rotor seco son ms apropiadas tambin para el bombeo de agua de refrigeracin y de medios agresivos. A diferencia de una bomba de rotor hmedo, el fluido a bombear no entra en contacto con el motor, por este motivo se denominan bombas de rotor seco. Otra diferencia respecto a la bomba de rotor hmedo es el sellado de la carcasa de la bomba y del eje frente al ambiente. Para el sellado se emplea una empaquetadura para prensaestopas o un cierre mecnico. Los motores de las bombas estndar de rotor seco son motores trifsicos normales con una velocidad base fija. Su velocidad se modifica normalmente mediante un equipo de regulacin electrnico externo. Actualmente existen bombas de rotor seco con regulacin electrnica integrada de la velocidad. Estos dispositivos de regulacin electrnicos estn disponibles para potencias cada vez mayores, gracias al progreso tcnico. El rendimiento total de las bombas de rotor seco es mucho mejor que el de las bombas de rotor hmedo. Las bombas de rotor seco se clasifican principalmente en tres grupos segn su tipo de construccin: Bombas en lnea Son bombas en lnea cuando las bocas de aspiracin y de impulsin se encuentran en un mismo eje y tienen el mismo dimetro nominal. Las bombas en lnea tienen un motor normalizado embridado y refrigerado con aire. Este tipo de construccin se emplea en la tcnica de control de edificios cuando se necesitan potencias mayores. Estas bombas pueden montarse directamente en la tubera. La tubera se sujeta mediante soportes o la bomba se monta en un asiento propio o en una bancada. Bombas monobloque Son bombas centrfugas de una etapa y de baja presin con un tipo de construccin en bloque y con un motor refrigerado por aire. La caja espiral tiene una boca de aspiracin axial y una boca de impulsin dispuesta de forma radial. Las bombas estn equipadas en serie con pies angulares o con pies de motor. Bombas estandarizadas En este tipo de bombas centrfugas con entrada axial, la bomba, el acoplamiento y el motor estn montados en una placa base comn, por lo que slo son apropiadas para el montaje en un asiento. En funcin del fluido a bombear estn equipadas con empaquetadura de prensaestopas o con cierre mecnico deslizante. La conexin de impulsin determina el dimetro nominal de la bomba. El dimetro nominal de la conexin de aspiracin es normalmente ms grande.\nEstructura de una bomba con rotor seco\nTapa del ventilador\nCierre mecnico Rodete Tuerca ciega Carcasa de la bomba\nVase el captulo "Obturacin de ejes" en la pgina 28\nRecuerde: Los cierres mecnicos son piezas de desgaste. Una marcha en seco es inadmisible y provoca la destruccin de las superficies de sellado.\n-Obturacin de ejes Como se ha mencionado anteriormente, la obturacin de ejes respecto al ambiente puede conseguirse con un cierre mecnico o con una empaquetadura de prensaestopas (opcionalmente en particular en bombas estandarizadas). A continuacin se explican ms detalladamente las dos posibilidades de obturacin.\nCierre mecnico en una bomba de rotor seco\nCierres mecnicos En su construccin base, las obturaciones con cierre mecnico se componen de dos anillos con superficies de obturacin finamente pulidas. Se comprimen mediante un resorte y giran en servicio uno en contacto con otro. Las obturaciones con cierres mecnicos son juntas dinmicas y se emplean para obturar ejes giratorios a presiones medias y altas. La zona de obturacin del cierre mecnico son superficies planas exactamente rectificadas de poco desgaste (por ejemplo anillos de carburo de silicio o de carbn) presionados uno contra otro con fuerzas axiales ejercidas por un resorte. El anillo de obturacin (mvil) gira junto con el eje mientras que el contraanillo (fijo) est dispuesto de forma estacionaria en la carcasa. Entre las superficies de deslizamiento se forma una capa delgada de agua que sirve para la lubricacin y el enfriamiento. En servicio pueden establecerse distintos tipos de friccin entre las superficies deslizantes: friccin combinada, friccin en superficies lmite y friccin seca, provocando la friccin seca una destruccin inmediata de las superficies de obturacin. La duracin en servicio depende por ejemplo de la composicin del medio a bombear y de la temperatura. Prensaestopas Materiales apropiados para empaquetaduras de prensaestopas son por ejemplo los hilos sintticos de alta calidad de por ejemplo Kevlar oder Twaron, PTFE, hilos de grafito expandido, hilos sintticos de fibras minerales as como fibras naturales como camo, algodn o ramio. El material para las empaquetaduras puede suministrarse por metros o en forma de anillos prensados, tanto secos como impregnados con sustancias adaptadas a la aplicacin concreta. De materiales suministrados por metros se corta y moldea en primer lugar un anillo. Este se coloca a continuacin alrededor del eje de bomba y se comprime con ayuda del casquete del prensaestopas.\nContraanillo (ob- Anillo deslizante (ob- Fuelle de goma (obturacin principal) turacin principal) turacin adicional)\nPosiciones de montaje Posiciones de montajes admisibles Las bombas en lnea estn diseadas para un montaje directo horizontal o vertical en una tubera. Debe estar previsto espacio libre suficiente para el desmontaje del motor, del puente y del rodete. Cuando se monta una bomba, la tubera tiene que estar libre de tensiones y, dado el caso, la bomba debe estar apoyada sobre sus pies. Posiciones de montaje no admisibles No est permitido el montaje con el motor y la caja de bornes dirigidos hacia abajo. A partir de una determinada potencia de la bomba hay que consultar a los fabricantes acerca de la posicin horizontal de montaje de la bomba.\nPeculiaridades de bombas monobloque Las bombas monobloque deben colocarse en asientos o bancadas apropiados. No est permitido el montaje con el motor y la caja de bornes dirigidos hacia abajo. Cualquier otra posicin de montaje es posible. Las posiciones de montaje se pueden consultar en las instrucciones de montaje y de servicio.\nBombas centrfugas de alta presin\nEl diseo caracterstico de estas bombas consiste en su tipo de construccin en forma de etapas acopladas con rodetes y cajas individuales. La capacidad de una bomba depende entre otros factores del tamao de los rodetes. La altura de presin de las bombas centrfugas de alta presin se consigue mediante la disposicin en serie de varios rodetes y coronas de paletas directrices. La energa de movimiento se transforma en presin en parte en el rodete y en parte en la corona de paletas directrices. El tipo de construccin con varias etapas facilita la consecucin de niveles de presin en bombas centrfugas de alta presin que con el uso de bombas de baja presin de una sola etapa no pueden realizarse Algunas bombas muy grandes de este tipo tienen hasta 20 etapas. De esta manera se consiguen alturas de presin de hasta 250 m. Las bombas centrfugas de alta presin anteriormente descritas pertenecen casi exclusivamente a la familia de bombas de rotor de seco. No obstante, actualmente se ha conseguido tambin equiparlas con motores de rotor hmedo.\nVista en corte a travs de una bomba centrfuga de alta presin\nCurva caracterstica de una bomba centrfuga de alta presin\n120 210 110\nEjemplo de una bomba centrfuga de alta presin con motor de rotor hmedo\n80 207 70 206\n60 205 50 204 40\n0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 [m 3/h]\nCurvas caractersticas de las bombas\nEl aumento de la presin en la bomba se denomina altura de presin. Definicin de la altura de presin La altura de presin H de una bomba es el trabajo mecnico til transmitido por la bomba al lquido bombeado dividido por la fuerza originada por el peso del lquido bombeado bajo el efecto de la aceleracin de la gravedad local. E H= G E = Energa mecnica til [N o m] G = Fuerza originada por el peso [N] El aumento de presin generado en la bomba y el caudal impulsado por la bomba estn relacionados entre s. Esta dependencia se representa en un diagrama como la curva caracterstica de la bomba. En el eje vertical, la ordenada, se muestra la altura de presin H de la bomba en metros [m]. Es posible emplear otras unidades en los ejes. Se encuentra en vigor la siguiente transformacin: 10 m = 1 bar = 100,000 Pa = 100 kPa El eje horizontal, la abscisa, est dividida en unidades del caudal Q de la bomba en metros cbicos por hora [m3/h]. Tambin es posible emplear otras unidades (por ejemplo l/s). Del desarrollo de la curva de potencia se desprende que: La energa elctrica de accionamiento se transforma en la bomba en formas de energa hidrulicas que son un aumento de la presin y del flujo (teniendo en cuenta el rendimiento total). Cuando la bomba trabaja contra una vlvula cerrada, se produce la presin mxima de la bomba. Esto se denomina altura de presin a caudal cero HO de la bomba. Cuando la vlvula se abre paulatinamente, el medio a bombear empieza a fluir. Una parte de la energa de accionamiento se transforma en energa cintica. En este momento ya no es posible mantener la presin inicial. La curva caracterstica de la bomba tiene una forma descendente. Tericamente se alcanza el punto de interseccin de la curva caracterstica de la bomba con la abscisa cuando el agua slo contiene energa cintica y ya no se establece una presin. Debido a que un sistema de tuberas tiene siempre una resistencia interna, las curvas caractersticas reales de las bombas terminan antes de llegar a la abscisa. Formas de las curvas caractersticas de las bombas En la siguiente figura se muestra la inclinacin diferente de curvas caractersticas de una bomba por ejemplo en funcin de la velocidad del motor.\nimpulsin Altura de Delivery head H [m]\nAltura de presin de H caudal cero H0 Zero-delivery head 0\nCurva de la bomba Pump curve\nDesarrollo terico Theoretical run Caudal Flow rate Q [m3/h]\nmuy pronunciada (por ejemplo 2.900 rpm) steep (e.g. 2900 1/min) H0 Inclinaciones distintas, por ejemplo en funcin de la velocidad del motor con la misma carcasa de bomba y el mismo rodete.\npoco pronunciada ejemplo flat (e.g.(por 1450 1/min) 1.450 rpm) Flow rate Q [m3/h] Caudal\nEn funcin de la inclinacin y la variacin del punto de trabajo de la bomba se obtienen distintas variaciones del caudal suministrado y de la presin: Curva caracterstica poco inclinada Mayor variacin del caudal suministrado, pero poca variacin de la presin. Curva caracterstica muy inclinada Menor variacin del caudal suministrado, pero gran variacin de la presin.\nH0 p Distintas variaciones del caudal suministrado y de la presin\nC U R VA S C A R A C T E R S T I C A S\nCurva caracterstica de la instalacin\nLa resistencia interna por friccin de las tuberas origina una cada de presin del fluido transportado conforme a la longitud total de la tubera. La cada de presin depende adems de la temperatura del fluido y de su viscosidad, de la velocidad de flujo, de las vlvulas, de los equipos y de la resistencia por friccin en las tuberas en funcin del dimetro, la longitud y la rugosidad interna de los tubos. Esta cada de la presin se representa en forma de una curva caracterstica de la instalacin. Se emplea el mismo diagrama que para la curva caracterstica de la bomba. La curva caracterstica muestra las siguientes relaciones : La causa de la resistencia por friccin en las tuberas es la friccin del agua en las paredes, la friccin interna entre las gotas de agua y las desviaciones en las partes curvadas de la instalacin. Con una variacin del caudal suministrado, por ejemplo mediante apertura o cierre de las vlvulas termostticas, vara tambin la velocidad de flujo del agua y de esta manera la resistencia por friccin en los tubos. Con una seccin transversal de los tubos constante, la resistencia vara en funcin del cuadrado de la velocidad de flujo. En el dibujo se obtiene por lo tanto una parbola. Matemticamente se obtiene la siguiente ecuacin:\n80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 1 2 3 H1 Q1\nResultado Cuando el caudal suministrado en la red de tuberas se reduce a la mitad, la altura de presin desciende a un cuarto de su valor inicial. Una duplicacin del caudal suministrado tiene como consecuencia un aumento de la altura de presin al cudruple de su valor inicial.\nComo ejemplo debe servir la salida de agua de un grifo. Con una presin previa de 2 bar, lo que corresponde a una altura de presin de la bomba de aproximadamente 20 metros, sale de un grifo DN 1/2 un caudal de 2 m3/h. Para duplicar el caudal suministrado es preciso aumentar la presin previa de 2 bar a 8 bar.\nSalida de agua de un grifo con diferentes presiones previas\nInlet pressure Presin previa 2 2 bar bar Discharge 2 m3/h Caudal de salida 2 m3/h "\nPresin previa 88 bar Inlet pressure bar /h Discharge 4 m34 Caudal de salida m3/h "\nEl punto de interseccin de la curva caracterstica de la bomba y de la curva caracterstica de la instalacin es el punto de trabajo actual de la instalacin de calefaccin o de suministro de agua. Es decir, en este punto existe un equilibrio entre la potencia suministrada por la bomba y la potencia consumida por la red de tuberas. La altura de presin de la bomba est siempre determinada por la resistencia al flujo de la instalacin. De este punto de trabajo se obtiene el caudal que la bomba puede suministrar a la red. En lo anteriormente expuesto hay que tener en cuenta que el caudal suministrado no debe quedar por debajo de un determinado valor mnimo. En caso contrario se producira un sobrecalentamiento en el interior de la bomba que puede daarla. Se deben observar las informaciones del fabricante. Un punto de trabajo fuera de la zona admisible de la curva caracterstica de la bomba provoca daos en el motor. Debido a la variacin continua de los caudales en funcionamiento vara tambin el punto de trabajo. El proyectista debe encontrar un punto de trabajo que permita un dimensionado teniendo en cuenta los requisitos mximos. Las bombas circuladoras en instalaciones de calefaccin se dimensionan conforme a la demanda de calor del edificio, en los grupos de presin debe tenerse en cuenta el caudal mximo que resulta de todos los puntos de toma. Todos los otros puntos de servicio que puedan establecerse en el servicio prctico se encuentran a la izquierda de este punto de trabajo empleado para el dimensionado. Las dos figuras de la derecha muestran que la variacin del punto de trabajo se obtiene de la variacin de la resistencia al flujo. Con un desplazamiento del punto de trabajo en direccin a la izquierda del punto de dimensionado aumenta necesariamente la altura de presin de la bomba. Este aumento de la presin origina ruidos en las vlvulas. La adaptacin de la altura de presin y del caudal suministrado a la demanda se lleva a cabo mediante el montaje de bombas reguladas. Esto permite reducir al mismo tiempo los gastos de servicio.\nEl punto de trabajo resultante\nDelivery head H [m] impulsin Altura de\nCurva de la bomba Pumpcaracterstica curve\nAmbas vlvulas termostticas abiertas both thermostatic valves are open\nIntersection Punto de interpoint = = Duty point seccin punto de trabajo Curva caracterstica System curve de la instalacin Caudal\nPump curve Curva caracterstica de la bomba\nonly one thermostatic valveabierta Slo una vlvula termosttica is open\nPunto de interseccin = Nuevopoint punto Intersection = de trabajo new duty point Nueva curva del new sistema System curve (steeper)\nCaudal Flow rate Q [m3/h]\nAdaptacin de las bombas a la demanda de calor\nDebido a nuestra situacin geogrfica tenemos cuatro estaciones bien diferenciadas con unas variaciones considerables de las temperaturas exteriores. De las temperaturas de verano que oscilan entre los 20C hasta los 40C cae la temperatura en invierno a menos de 15 20C. Estas variaciones no se pueden producir en las temperaturas interiores de las viviendas. Al principio, las cuevas se calentaban con el fuego. Mucho ms tarde se desarrollaron los sistemas de calefaccin como se han descrito en la primera parte de este documento. Variaciones de las condiciones meteorolgicas\nTemperatura exterior en funcin de la estacin\nexterior [C] Temperatura Outside temperature\nEn la parte sombreada en la representacin a la derecha se puede observar que para compensar la variacin de la temperatura exterior durante las distintas estaciones se requiere una energa de calefaccin que vara considerablemente. Cuando la energa de calefaccin era barata (madera, carbn y al principio tambin gasleo), no importaba cuanta energa se derrochaba. En un caso extremo se abran las ventanas. Este mtodo es un mal ejemplo de una regulacin de dos posiciones: ventana abierta y ventana cerrada. Con la primera crisis de los precios del petrleo en el ao 1973 aprendimos la necesidad de ahorrar energa. En la actualidad, los edificios disponen naturalmente de un buen aislamiento trmico. Las prescripciones legales se han adaptado continuamente a los progresos de la tecnologa de la construccin. Naturalmente, el progreso en el desarrollo de los sistemas de calefaccin no ha quedado atrs. En primer lugar se introdujeron las vlvulas termostticas para poder adaptar la temperatura interior a las necesidades de las personas.\n25 20 15 10 5 0 -5 -10 -15 Jul Aug Sep Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Mes Month El rea sombreada debe llenarse con energa calorfica\nLa estrangulacin del caudal de agua de calefaccin aument la presin de las bombas con velocidad fija (a lo largo de la curva caracterstica de la bomba) originando ruidos en las vlvulas. Como remedio se invent y se mont la vlvula de rebose para reducir esta sobrepresin.\nVase el captulo "Punto de trabajo" en la pgina 33\nA D A P TA C I N D E L A S B O M B A S A L A D E M A N D A D E C A L O R\nConmutacin de la velocidad de la bomba\nLos fabricantes ofrecen bombas de rotor hmedo con velocidades de giro manualmente conmutables. Tal como se ha descrito en las secciones anteriores, el caudal suministrado disminuye en funcin de la velocidad de giro para adaptarlo al paso permitido del fluido portador de calor por las vlvulas termostticas y las vlvulas de regulacin. La bomba de circulacin puede reaccionar de esta manera de forma directa a la regulacin de la temperatura ambiente.\nRegulacin continua de la velocidad\nEn los aos 80 se consigui la adaptacin continua de bombas de alta potencia con rotores tipo seco a la demanda de calor. Para la regulacin se emplearon convertidores de frecuencia electrnicos. Para explicar esta tcnica nos referimos a la frecuencia conocida de la red elctrica de 50 Hz. Es decir, la corriente cambia 50 veces por segundo entre una polaridad positiva y una polaridad negativa. El rotor del motor de la bomba se mueve con la velocidad que corresponde a esta frecuencia. Con ayuda de componentes electrnicos es posible hacer la frecuencia de la corriente ms lenta o ms rpida, es decir, regular la frecuencia de forma continua por ejemplo entre 100 Hz y 0 Hz. No obstante, por motivos prcticos no se reduce la frecuencia en instalaciones de calefaccin a valores inferiores a 20 Hz, es decir, a menos de un 40% de la velocidad nominal. Debido a que la potencia de calefaccin mxima est dimensionada para los das ms fros, slo en casos particulares va a ser necesario usar los motores con la frecuencia mxima.\nCurva caracterstica Wilo-TOP-S\nv 0 12 11 10 9 8 7 H[m] 6 5 4 3 2 1 0 0 0 0 600 500 400 P1[W] 300 200 100 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 [m3/h] 2 10 4 1 6 2 20 30 8 10 3 40 Q\nm in. (3\n3 ~ 400 V - DN 40\n. (1 )\nBomba con rotor tipo hmedo Wilo-TOP-S con tres velocidades conmutables\nPara poder variar la velocidad de los motores, estos se componen en su interior de varios paquetes de bobinas. Cuando una menor cantidad de agua fluye por la tubera de calefaccin, tambin existe menos prdida de carga, por lo que la bomba puede trabajar con una menor altura de presin. Al mismo tiempo se reduce considerablemente la potencia absorbida por el motor. Actualmente existen numerosos equipos de regulacin para conmutar las velocidades en bombas circuladoras para calefaccin. La bomba circuladora puede reaccionar de esta manera de forma directa a la regulacin de la temperatura ambiente. Por lo tanto es posible prescindir de la vlvula de rebose. Los equipos de regulacin varan automticamente la velocidad en funcin : del tiempo de la temperatura del agua de la presin diferencial y de otras variables especficas de la instalacin\nMientras que hace 20 aos se necesitaron para este fin unidades de transformacin muy grandes, desde entonces se ha conseguido reducir el tamao de los convertidores de frecuencia que pueden funcionar montados en las cajas de conexin instaladas directamente en las bombas como por ejemplo en la Wilo-Stratos. Una regulacin integrada continua de la velocidad en funcin de la presin diferencial garantiza que la altura de presin seleccionada se mantenga constante, independientemente del caudal que debe suministrarse en funcin de las condiciones meteorolgicas y de servicio. Desde el ao 2001 se vienen introduciendo novedades en la tcnica de motores de rotor hmedo. La generacin ms moderna de bombas, llamadas tambin bombas de alta eficiencia, tiene la ventaja de conseguir ahorros considerables de energa elctrica y un excelente rendimiento gracias a la tecnologa ECM (motores con conmutacin electrnica, tambin llamados motores de imanes permanentes).\nCampo de curvas caractersticas de una WiloStratos\nv 0 10 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 [m/s]\n1 ~ 230 V - DN 32\nm ax .\nRegulacin continua de la velocidad de una bomba WiloStratos de alta eficiencia\n6 8 10 12 [m3/h]\nEn bombas pequeas se consigui esta adaptacin continua de la velocidad a partir de 1988, pero con otra tecnologa electrnica. El tipo de equipos electrnicos empleados, el control del ngulo de fase, es comparable a los reguladores de luminosidad en el rea de iluminacin.\nVase el captulo " Bombas con rotor tipo hmedo" en la pgina 25\nLas bombas con regulacin electrnica actualmente disponibles en el mercado permiten la configuracin de distintos modos de servicio y regulacin. Se diferencia entre tipos de regulacin realizados por la bomba misma y modos de servicio en los cuales la bomba se controla con comandos externos y se ajusta un determinado punto de trabajo. Como resumen se mencionan los modos de regulacin y de servicio ms frecuentes. Con numerosos equipos de control y regulacin adicionales se puede procesar y transmitir una gran cantidad de otros datos.\nCurvas caractersticas para los distintos tipos de regulacin\nimpulsin Delivery head H [m] Altura de\nSe puede elegir entre los siguientes tipos de regulacin: p-c Presin diferencial constante El equipo electrnico mantiene constante la presin diferencial en toda la gama de caudales admisibles hasta la curva caracterstica mxima generada por la bomba en el valor nominal HS.\nncontrol Hsetpoint p-c\nHsetpoint-min Presin diferencial constante: p-c\np-v Presin diferencial variable El equipo electrnico vara el valor nominal de la presin diferencial que debe conseguirse con la bomba por ejemplo entre HS y 1/2 HS. El valor nominal H de la presin diferencial vara en funcin del caudal suministrado Q.\nPresin diferencial variable: p-v\np-cv Presin diferencial constante/variable En este tipo de regulacin, el equipo electrnico mantiene la presin diferencial generada por la bomba constante en el valor nominal ajustado H hasta un determinado caudal suministrado (HS = 100%). Cuando el caudal suministrado desciende an ms, el equipo electrnico vara la presin diferencial a generar mediante la bomba de forma lineal por ejemplo entre HS = 100% y HS = 75%.\nde impulsin AlturaDelivery head H [m]\n100 % 75 % Presin diferencial constante/variable: p-cv\np-T Regulacin de la presin diferencial controlada por la temperatura El equipo electrnico vara en este tipo de regulacin el valor nominal de la presin diferencial en funcin de la temperatura medida del fluido. Esta funcin de regulacin permite dos tipos de ajuste: Regulacin con sentido de actuacin positivo (aumento). Con el aumento de la temperatura del fluido transportado aumenta el valor nominal de la presin diferencial de forma lineal entre Hmn y Hmx. Este tipo de ajuste se aplica por ejemplo en calderas estndar con temperatura variable en la tubera de salida. Regulacin con sentido de actuacin negativo (descenso). Con el aumento de la temperatura del medio transportado se reduce el valor nominal de la presin diferencial de forma lineal entre Hmx y Hmn. Este tipo de regulacin se aplica por ejemplo en calderas de condensacin en las que debe mantenerse una determinada temperatura mnima en la tubera de retorno para conseguir un aprovechamiento mximo del calor generado por el medio de calefaccin. Esto requiere el montaje de la bomba en la tubera de retorno de la instalacin.\nHvar. Hmin neg. direction\nQmax Caudal Flow rate Q [m3/h]\nTemperatura-dependiente control de presin diferencial: p-T, dependiendo de los cambios en el caudal\nSe puede elegir entre los siguientes modos de servicio: Modo automtico de reduccin (autopiloto) Las nuevas bombas de rotor hmedo y regulacin electrnica disponen de un modo automtico de reduccin (autopiloto). Con una reduccin de la temperatura de salida, la velocidad de la bomba desciende a una velocidad constante (modo de operacin con baja carga mediante regulacin "Fuzzy"). Este modo garantiza una reduccin del consumo de energa de la bomba al mnimo que la mayora de las veces tambin es el ajuste ptimo. El modo de reduccin con el autopiloto slo puede autorizarse despus de haber llevado a cabo un ajuste hidrulico de la instalacin. Si no se observa este punto, determinadas partes de la instalacin que reciben poco calor podran congelarse a bajas temperaturas. Ajuste manual Este modo de servicio est disponible para bombas con regulacin electrnica a partir de una determinada potencia del motor. La velocidad de la bomba se ajusta a un valor constante entre nmn y nmx en el mdulo electrnico de la bomba. En el modo de ajuste manual est desactivada la regulacin de la presin diferencial.\nCurvas caractersticas para los diferentes modos de funcionamiento\nHsetpoint-min Modo automtico de reduccin (autopiloto)\nHS nmax = const nmin = const Modo de funcionamiento manual\nDDC (control digital directo) y conexin BA (conexin al equipo de automatizacin de un edificio) En estos modos de servicio, los equipos electrnicos de las bombas reciben sus valores nominales desde la central de control del edificio. El valor nominal se recibe de la central de control del edificio despus de una comparacin entre el valor nominal y el valor real y puede transmitirse en forma de una seal analgica 0 - 10 V / 0 - 20 mA o como seal digital (interfaz PLR o LAN en la bomba).\nout 1 1,5 3 10 U [V]\nModo de servicio DDC control analgico\nDimensionado aproximado de las bombas para instalaciones de calefaccin estndar\nEl caudal que debe suministrar una bomba de calefaccin depende de la demanda de calor del edificio a calentar. La altura de presin est determinada por las prdidas de carga existentes en las tuberas. Es fcil calcular estas magnitudes con un programa de ordenador antes de realizar una nueva instalacin de calefaccin. Estos programas tienen actualmente una elevada calidad. Los clculos son ms difciles cuando se trata de la modificacin de instalaciones de calefaccin ya existentes. Para determinar la capacidad requerida de las bombas pueden emplearse diversos mtodos de clculo aproximado. Caudal suministrado por las bombas\nCuando es preciso montar una nueva bomba de circulacin en un sistema de calefaccin, su tamao se determina en base al caudal suministrado segn la siguiente ecuacin: QN QPU = 1,163 [m3/h]\nAltura de presin de la bomba\nLa bomba debe superar todas las prdidas en la red de tuberas para poder transportar el fluido a todos los puntos previstos. Debido a que es muy difcil determinar el trazado y los dimetros nominales en las tuberas instaladas, esta ecuacin es vlida para un clculo aproximado de la altura de presin: R L ZF HPU = 10.000 R =cadas de presin por friccin en un tubo recto [Pa/m]. Se puede presuponer un valor entre 50 Pa/m y 150 Pa/m en instalaciones estndar (depende del ao de construccin de la casa, en casas ms antiguas se puede contar con valores inferiores de la cada de presin de 50 Pa/m debido al mayor dimetro nominal de las tuberas instaladas). L = longitud del tramo de calefaccin ms desfavorable [m] para las tuberas de salida y de retorno o (longitud + ancho + altura de la casa) x 2 ZF = Factor de correcin para vlvulas y racores en la tubera 1.3 Vlvula termosttica 1.7 Si existen estos componentes, puede emplearse un valor de ZF =2.2. Vlvulas y racores en la tubera 1.3 Vlvulas termostticas 1.7 Mezclador, freno gravitatorio 1.2 Si existen estos componentes, puede emplearse un valor de ZF = 2.6 . 10,000 = Factor de conversin de m en Pa [m]\nQPU = Caudal suministrado por la bomba en el punto de dimensionado en [m3 /h] QN = Demanda de potencia calorfica de la superficie a calentar en [kW] 1.163 = Capacidad calorfica especfica en [Wh/kgK] = Diferencia de dimensionado entre la temperatura en la salida y en el retorno medida en [K], se puede presuponer una diferencia de 10 - 20 K para instalaciones estndar.\nDIMENSIONADO APROXIMADO DE BOMBAS\nEl generador de calor de una vivienda multifamiliar con un tipo de construccin ms antiguo tiene segn la documentacin una potencia de 50 kW. Con una temperatura diferencial de 20 K (qfeed = 90C /qreturn = 70C), se obtiene: 50 kW = 2,15 m3/h 1,163 20 K Si se desea calentar el mismo edificio con una diferencia de temperatura de por ejemplo 10 K, la bomba circuladora debe proporcionar el doble de caudal, es decir 4,3 m3/h para transportar a los consumidores de calor la energa trmica producida por el generador de calor. QPU = La cada de presin por friccin en las tuberas es en este ejemplo de 50 Pa/m, la longitud de las tuberas de salida y de retorno es de 150 m y el factor de correccin es de 2,2, ya que no se ha montado un mezclador o un freno de fuerza de gravedad. Se obtiene la siguiente ecuacin:\n50 150 2,2 HPU = 10.000 = 1,65 m\nDel captulo "Caractersticas de construccin" se conoce la curva de rendimiento en funcin de la curva caracterstica de la bomba. Teniendo en cuenta esta curva puede apreciarse que el tercio central de la curva caracterstica es la zona de dimensionado ms favorable con respecto al consumo de energa. El punto de dimensionado en instalaciones con un caudal volumtrico variable debe encontrarse en el tercio derecho, ya que el punto de trabajo se desplaza al tercio central y se encuentra en esta zona durante un 98% del tiempo de funcionamiento. La curva caracterstica de la instalacin se vuelve ms inclinada a medida que la resistencia aumenta, por ejemplo a causa del cierre de las vlvulas termostticas. Finalmente, de los datos calculados para la altura de presin H y el caudal Q se obtienen las curvas caractersticas:\nCurvas caractersticas de Wilo-EasyStar\nPunto de trabajo en el campo de curvas caractersticas de la bomba con caudal volumtrico variable\nArea I (tercio izquierdo) Seleccione una bomba ms pequea cuando el punto de trabajo se encuentra en esta zona. Area II (tercio central) La bomba funciona durante un 98% de su tiempo de servicio en la zona ptima. Area III (tercio derecho) La bomba funciona en la zona ms desfavorable slo en su punto de dimensionado (los das ms fros / calurosos del ao), es decir, durante un 2% de su tiempo de servicio total. Delivery head H [m] impulsin Altura de\nEl punto de trabajo cambia a la zona II (tercio central). III\nv 3 0,75\nRp Rp 1 Rp 1 [m/s]\n1/3 Caudal Flow rate Q [m3/h]\n1 ~ 230 V - Rp 1/2 ,Rp 1 ,Rp 11/4\nWilo-Star-E 20/1-5, 25/1-5, 30/1-5\n1 min. 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 [m3/h]\nConsecuencias del dimensionado aproximado de bombas\nCuando la demanda de calor de un edificio puede determinarse slo mediante clculos aproximados de un sistema de tuberas desconocido, uno debe plantearse la pregunta acerca de las consecuencias de este mtodo. En el grfico de la derecha se muestra una curva de rendimiento tpica de un radiador. De esta figura se desprende lo siguiente: una disminucin del caudal Q en un 10% tiene como consecuencia una disminucin de la potencia de calefaccin de los radiadores de slo un 2%. Lo mismo se encuentra en vigor respecto a un aumento del caudal Q en aproximadamente un 10%. En este caso, los radiadores emiten slo un 2% ms de calor. Incluso un caudal duplicado redunda en un aumento de la potencia de calefaccin de slo aproximadamente un 12% . La causa reside en que la velocidad del agua en los radiadores depende directamente del caudal. Una mayor velocidad de flujo significa un menor tiempo de permanencia del agua en el radiador. Con una baja velocidad de flujo, el fluido tiene ms tiempo para transmitir el calor a su entorno.\nDiagrama de funcionamiento de un radiador\ncalor [%] Heating output Salida de\n112 100 83\n200 Caudal Flow rate Q [%]\nPor este motivo es completamente errneo dimensionar una bomba con un tamao mayor del realmente necesario basndose en "complementos por si acaso". Incluso un dimensionado claramente inferior al valor terico tiene consecuencias relativamente bajas: con un caudal de un 50%, los radiadores pueden transmitir todava un 83% de energa de calefaccin al ambiente.\nEjemplo de un diagrama de servicio de un radiador 90/70C, temperatura ambiente 20C\nSoftware de planificacin de bombas\nCon un software de planificacin de bombas como por ejemplo Wilo-Select se consigue una planificacin completa y eficaz. Este software proporciona todos los datos necesarios desde el clculo hasta el dimensionamiento de las bombas y la elaboracin de la documentacin requerida. Wilo-Select-Classic es un software de planificacin para bombas, sistemas y componentes. Este software permite realizar las siguientes tareas de forma apropiada para la prctica: Clculo Dimensionado Bsqueda de catlogos y publicaciones Cambio de bombas Documentacin Clculo de los gastos de energa y de la amortizacin Costes durante el ciclo de vida Exportacin de datos a Acrobat PDF, DXF, GAEB, Datanorm, VDMA, VDI, CEF Actualizacin automtica por Internet\nRepresentacin esquemtica de una instalacin de calefaccin con posibilidad de un ajuste hidrulico\nAir tank at highest Depsito de aire enposition la posicin ms alta de of los thecircuitos lines Vlvula KFE KFE valve Vlvula termosttica (TV) Thermostat valve (TV) Bloque retorno Return de block Gate valve Vlvula de compuerta Accionador eltrico Electric actuator Bloque de retorno Return block Controlador de presin Differential pressure diferencial (DV) controller (DV) Bomba circuladora Circulating pump con regulacin with pump control Freno debrake gravedad Gravity (SB) (SB) Agitador de 3 palas 3-way mixer Filtro Socla Socla filter Vaso de expansin Diaphragm expansion tank (DET) de fitting conexin KV (DET) pieza with KV and vlvula KFE KFE valve Vlvula de seguridad Safety valve Drenaje Drainage DV 1 DV 2 Alimentacin Feed AF Planta principal Ground floor Posible exceso de suministro Possible oversupply Tercera planta 3rd floor Posible faltaundersupply de suministro Possible\np ? p? 0,2 p< 0.2bar bar\np < 0.2 bar DV 2\nEl funcionamiento eficiente de una bomba requiere un ajuste hidrulico.\nLa hidrulica de principio a fin\nEs preciso llevar a cabo un ajuste hidrulico para conseguir una distribucin de calor ptima con un mnimo de ruidos. El ajuste hidrulico, adems, evitar que los consumidores tengan tanto faltas como excesos en el suministro. El caudal nominal suministrado a los ramales se genera mediante la bomba en el sistema de tuberas.El consumidor (radiador) slo necesita una parte de la potencia en funcin del tamao del radiador y del ajuste de la vlvula de regulacin termosttica. Para suministrar a cada consumidor los valores correctos de caudal y presin es posible montar reguladores de presin diferencial para los ramales, vlvulas de regulacin termosttica con preajuste o vlvulas de retorno ajustables. En las vlvulas y reguladores los valores pueden ajustarse para los consumidores conforme a las informaciones del fabricante (presin diferencial de dimensionado entre 40 y 140 mbar). Asimismo, es preciso proteger a los consumidores de una presin excesiva. La altura de presin mxima originada por la bomba, por ejemplo en la entrada de vlvulas termostticas no debe exceder los 2 m. Si por el tipo de construccin se excede este valor, es preciso prever reguladores de la presin diferencial en los distintos ramales para observar este valor lmite.\nVase el captulo "Ejemplo de aplicacin" en la pgina 42\nAjuste de bombas circuladoras con regulacin electrnica\nLas bombas circuladoras actuales con regulacin electrnica de la velocidad ofrecen una posibilidad muy sencilla para ajustar la altura de presin necesaria en una instalacin desconocida: Un requisito es que los ramales se hayan ajustado cuidadosamente y que se haya purgado el aire del sistema. Todas las vlvulas reguladoras deben estar abiertas. Las bombas tienen botones de ajuste en el equipo electrnico para fijar la altura de presin. En funcin del fabricante, estos botones pueden estar provistos de una escala graduada o no. Se comienza con la altura de presin mnima. Al lado del radiador ms desfavorable del sistema se encuentra un compaero con un aparato de radiotelefona. Despus del primer mensaje de que no llega calor a este punto distante, mediante el botn giratorio, se aumenta lentamente la altura de presin. Hay que tener en cuenta la inercia del sistema de calefaccin. El ajuste est terminado cuando el radiador ms desfavorable recibe energa calorfica.\nConexin de varias bombas\nTodas las explicaciones anteriores se han referido a una sola bomba centrfuga. Pero en la prctica existen situaciones de servicio en las cuales una bomba individual no puede cumplir con todos los requisitos. En estos casos se instalan dos o ms bombas. Dependiendo de la aplicacin, las bombas se instalan en serie o en paralelo. Antes de profundizar en los detalles de funcionamiento debemos hacer hincapi en un error general frecuente: No es verdad que con dos bombas idnticas conectadas en serie se consigue el doble de la altura de presin y con dos bombas idnticas conectadas en paralelo el doble del caudal suministrado. Aunque sea posible tericamente, esto no puede conseguirse a causa de las caractersticas del tipo de construccin de las bombas y de las instalaciones. Conexin de bombas en serie Cuando dos bombas se conectan en serie se suman sus curvas caractersticas, es decir, se suman las presiones generadas cuando trabajan contra una vlvula cerrada. Por lo tanto, la altura de presin con caudal cero de dos bombas idnticas se duplica. Al considerar el otro extremo, es decir, el bombeo sin presin, es obvio que las dos bombas juntas no pueden transportar un caudal mayor que una sola bomba.\nCurva caracterstica de la conexin en serie de bombas\nBoiler 1 Caldera\nEjemplo de aplicacin: varios circuitos de bombas (bombas conectadas en serie) En grandes instalaciones de calefaccin se instalan por motivos de regulacin varios circuitos de calefaccin. A veces se instalan tambin varias calderas.\nEjemplo de una instalacin con varios circuitos de calefaccin\nHWG HC 1 HC 2\nLas bombas para la preparacin de agua caliente y para los circuitos de calefaccin HK 1 y HK 2 trabajan de forma independiente entre s. Las bombas circuladoras estn dimensionadas para vencer las respectivas prdidas de carga en el sistema. Cada una de estas tres bombas est conectada en serie con la bomba KP del circuito de la caldera. Esta tiene la funcin de vencer la prdida de carga en el circuito de la caldera. Las consideraciones tericas anteriores se han basado en bombas del mismo tamao. Como se muestra en el esquema representado, las potencias de cada bomba pueden ser diferentes. En este tipo de instalacin existe un gran peligro cuando las capacidades de las bombas no estn exactamente ajustadas entre s. Cuando la bomba del circuito de la caldera genera una presin demasiado alta, una o todas las bombas distribuidoras pueden recibir una presin de entrada demasiado alta en la entrada de aspiracin. En este caso no trabajan como bomba sino como turbina (modo de servicio generador). Las bombas funcionan en este caso con empuje. Esto provoca en poco tiempo fallos de funcionamiento y fallos en las bombas. (En el marco de este documento no es posible explicar la solucin del problema mediante desacoplamiento hidrulico.)\nConexin en serie de dos bombas con la misma potencia instaladas en una misma carcasa, las alturas de presin se suman en los puntos con el mismo caudal.\nH1 + H2 H1 Caudal Flow rate Q [m3/h]\nEn la prctica esto significa que se obtienen aumentos proporcionales de ambos componentes del trabajo hidrulico: En el eje vertical del diagrama de curvas caractersticas, en el cual se representa la altura de presin H, se ve que el aumento es tanto ms fuerte cuanto ms a la izquierda se encuentra la curva caracterstica de la instalacin. En el eje horizontal, se ve que el aumento es mnimo.\nConexin de bombas en paralelo Cuando se montan dos bombas en paralelo se suman sus curvas caractersticas, es decir, se suman los caudales generados cuando trabajan sin presin, por ejemplo a un tubo abierto. De esta manera. el caudal mximo de dos bombas idnticas se duplica . Se ha mencionado anteriormente que este punto de la curva caracterstica slo es un valor lmite terico. Al considerar el otro extremo, es decir el bombeo con caudal cero, es obvio que las dos bombas juntas no pueden conseguir una mayor altura de presin que una bomba sola. En la prctica esto significa que tambin en este caso se obtienen aumentos proporcionales de ambos componentes del trabajo hidrulico: En el eje horizontal del diagrama de curvas caractersticas se observa que el aumento del caudal Q es tanto ms fuerte cuanto ms a la derecha se encuentra la curva caracterstica de la instalacin. En el eje vertical se observa que el aumento de la altura de presin H es ms fuerte en la zona central de las curvas caractersticas. Ejemplo de aplicacin: Funcionamiento en paralelo Cuando la demanda de calor alcanza su valor mximo, las bombas I y II funcionan conjunta-\nCurva caracterstica de la conexin en paralelo\nI H0 II\nAmbas bombas en funcionamiento 2 Q1 Q1 Q1 + Q2 Caudal Flow rate Q [m3/h] Conexin en paralelo de dos bombas con la misma potencia\nmente en paralelo. Los equipos de regulacin necesarios para este modo de servicio se encuentran en bombas modernas, en mdulos enchufables en el mdulo electrnico, junto con los accesorios requeridos. Debido a que la velocidad de cada una de las bombas individuales montadas en la bomba doble puede conmutarse en varias etapas o regularse de forma continua se obtiene una amplia gama de posibilidades para la adaptacin de las bombas a la demanda de calor. Esto demuestra la siguiente curva caracterstica. La lnea discontinua corresponde a la curva caracterstica en el modo individual de una de las dos bombas. La lnea continua en negrita es la curva caracterstica de la bomba en el modo de servicio conjunto.\nCurva caracterstica de la Wilo-Stratos D\nv 0 10 9 8 7 H[m] 6 5 4 3 2 1 0 0 0 0 10 5 1 20 2 30 10 3 40 4 50 60 15 5 70 20 6 80 25 7 90 [m3/h] [l/s] [lgpm]\n1 ~ 230 V - DN 50\nConexin en paralelo de dos bombas con la misma potencia - aumento real del caudal suministrado\nEn el caso de producirse un fallo en una de las bombas se proporciona an un 50% del caudal inicial. Esto significa segn el diagrama de servicio que el radiador puede emitir una potencia de calefaccin de ms de un 83%.\nVase el captulo "Consecuencias del dimensionado aproximado de bombas", pgina 43\nEjemplo de aplicacin: Bomba principal y bomba de reserva El objetivo de una calefaccin consiste en calentar viviendas en la estacin fra. Por este motivo es recomendable prever en cada circuito de calefaccin una bomba de reserva para una posible avera. Esto se encuentra en vigor por ejemplo para edificios de viviendas, hospitales y servicios pblicos.\nModo de funcionamiento de carga punta con varias bombas En instalaciones con un elevado caudal suministrado se instalan a veces tambin varias bombas individuales de carga parcial, por ejemplo en un hospital con 20 edificios y una nave de calderas. En el siguiente ejemplo estn conectadas en paralelo grandes bombas de rotor seco y con equipos electrnicos integrados. En funcin de la demanda es posible que las instalaciones de este tipo con carga punta se compongan de dos o ms bombas del mismo tamao. En combinacin con el transmisor de seales, el equipo de regulacin mantiene constante la presin total de las bombas ( -c). Carece de importancia qu caudales de suministro permiten las vlvulas termostticas en todos los radiadores y cuntas de las cuatro bombas se encuentran en servicio en un momento dado. Cuando en una instalacin de este tipo se ha llevado a cabo un ajuste hidrulico, estos circuitos se emplean tambin para garantizar el suministro a travs de una evaluacin de los puntos peor situados en la red. Como lo indica la denominacin, el transmisor de seales se instala en los puntos a los cuales llega el calor con ms dificultad. La seal de control procedente del transmisor de seales se conduce al equipo de conmutacin y se procesa en funcin de las caractersticas reales y la inercia de la instalacin. El dispositivo electrnico integrado controla las bombas de forma apropiada con las seales procedentes del equipo de control.\nPor otro lado se originan gastos de instalacin claramente ms altos a causa del montaje de la segunda bomba y de las vlvulas y accesorios requeridos. Un buen compromiso consiste en las bombas dobles ofrecidas por los fabricantes. En una carcasa estn ubicados dos rodetes junto con sus motores de accionamiento.\nEn el modo de servicio de reserva funciona la bomba I o la bomba II, o ambas bombas trabajan alternativamente (por ejemplo cada una durante 24 horas). La otra bomba est desconectada. Un reflujo del fluido impulsado se impide mediante vlvulas de conmutacin(clapetas) montadas en serie en fbrica.\nBomba I o bomba II en funcionamiento\nCuando se produce un fallo en una de las dos bombas, tal como se ha mencionado al inicio de esta seccin, se lleva a cabo una conmutacin automtica a la otra bomba lista para el servicio.\nInstalacin con varias bombas y regulacin continua La instalacin total representada en este ejemplo se regula como se indica a continuacin: La bomba principal PH o bomba de carga base con dispositivo electrnico integrado se regula de forma continua entre su velocidad mxima n = 100% y una velocidad mnima n = 40%, accionada por el transmisor de presin diferencial. De esta manera, el caudal de carga parcial vara de forma continua en el intervalo QT1< = 25 %. Cuando se necesita un caudal de suministro QT1 > 25% se conecta con su velocidad mxima la primera bomba de carga punta, equipada tambin con un dispositivo electrnico PS1. La bomba principal se regula de forma continua, por lo que el caudal total se regula conforme a la demanda en el intervalo entre un 25% y un 50%.\nMultiple-pump system with infinitely variable control\nIndicador de presin diferencial Differential pressure indicator Controlador Controller\nPH + PS1 + PS2\n40 n = 60%\nde potencia P [%] Power consumption Consumo\nEste proceso se repite con la conexin de las otras bombas de carga parcial PS2 y PS3 con su velocidad mxima. La demanda mxima de calor del hospital se cubre cuando las cuatro bombas trabajan con su potencia mxima y suministran el caudal VV. De la misma manera se desconectan las bombas de carga punta con dispositivos electrnicos PS3 a PS1 cuando la demanda de calor disminuye.\nLeyenda: PH = Bomba principal PS = 1-3 bomba 1 a 3 de carga punta V V = Caudal suministrado a plena carga V T = Caudal suministrado a carga parcial PV = Consumo de potencia a plena carga PT = Consumo de potencia a carga parcial\nV T1 25% 100\nV T2 = 50%\nV T3 = 75% V V = 100% PV\n75 PT3 50 PT2 25 PT1\n6 Caudal Flow rate V [%]\nPara conseguir un tiempo de servicio lo ms uniforme posible de todas las bombas de circulacin, la funcin de bomba principal regulada se conmuta diariamente de forma cclica. Del diagrama inferior se desprende la magnitud de los ahorros que se pueden conseguir para el consumo de potencia en funcin del respectivo tipo de bomba. En grandes instalaciones tiene mayor importancia la ventaja de gastos de servicio ms bajos a lo largo de muchos aos en comparacin con bajos gastos de inversin. Cuatro bombas con dispositivos electrnicos de control integrados pueden ser ms caras que una bomba grande sin equipo de control. Pero cuando se tiene en cuenta un periodo de servicio de 10 aos, es posible recuperar con creces los gastos de inversin para bombas con equipos de control integrados gracias al ahorro de gastos de servicio. Como efecto secundario se consigue con la instalacin un mejor abastecimiento de los consumidores y al mismo tiempo un nivel de ruidos ms bajo y una mayor rentabilidad. Todos estos factores pueden resultar en un claro ahorro de energa primaria.\nWilo Principios bsicos de las bombas 49\nEn las presentes "Bases de la tecnologa de bombas" se ha expuesto una vista general de los campos de aplicacin de las bombas, empezando por las invenciones ms antiguas y las relaciones ms sencillas hasta ejemplos muy exigentes. Se han explicado las relaciones complejas del servicio de bombas y las mejoras del comportamiento en servicio actualmente posibles gracias a las regulaciones electrnicas. Con respecto a una instalacin de calefaccin en un edificio, la bomba circuladora es uno de los componentes ms pequeos del sistema completo en lo que se refiere a su tamao y a su inversin. Sin embargo, garantiza que todos los otros componentes puedan funcionar correctamente. En comparacin con el cuerpo humano puede decirse que la bomba es el corazn de la instalacin.\nSi est interesado puede comprobar sus conocimientos de las "Bases de la tecnologa de bombas" con ayuda de las siguientes preguntas. Historia de la tecnologa de las bombas\nPreguntas acerca de los temas Suministro de agua Eliminacin de aguas residuales Tecnologa de calefaccin\nPregunta 1: Las bombas se conocan ya en la antigedad (1) Las bombas se han inventado para la calefaccin (2) Con las bombas slo es posible elevar agua (3) Pregunta 2: Arqumedes invent la rueda de cangilones (1) Los chinos inventaron la bomba centrfuga (2) La inclinacin del tornillo de Arqumedes deter mina el caudal suministrado (3) Pregunta 3: Los primeros conductos de desage se construyeron en 1856 (1) La Cloaca Mxima se construy en Roma (2) Instalaciones de elevacin deben montarse en todas las salidas de agua (3) Pregunta 4: Los germanos construyeron calefacciones centrales (1) Los romanos construyeron calefacciones del suelo (2) Mquinas a vapor calentaron las casas en el siglo XVII (3) Pregunta 5: En calefacciones con circulacin natural se montan fuertes y pesadas bombas de calefaccin (1) Las calefacciones por vapor trabajan a temperaturas entre 90C y 100C (2) Slo con bombas circuladoras es posible construir sistemas de calefaccin a bajas temperaturas (3)\nPregunta 6: Bombas se utilizan ya desde hace siglos: para la elevacin de agua (1) en calefacciones por vapor (2) en calefacciones con circulacin natural (3) Pregunta 7: El acelerador de circulacin patentado en 1929 era el perfeccionamiento de una bomba de calefaccin frecuentemente empleada (1) Era la primera bomba de montaje en tubos para calefacciones (2) Pregunta 8: Las bombas de calefaccin pueden compararse en el cuerpo humano con: los brazos (1) el corazn (2) la cabeza (3) Pregunta 9: Las ventajas de la bomba de circulacin de calefaccin son: gastos de instalacin ms reducidos (1) gastos de servicio ajustados (2) una regulacin bien adaptada (3) todos los puntos anteriores (4)\nRespuestas: Pregunta 1: No. 1 Pregunta 2: No. 3 Pregunta 3: No. 2 Pregunta 4: No. 2 Pregunta 5: No. 3 Pregunta 6: No. 1 Pregunta 7: No. 2 Pregunta 8: No. 2 Pregunta 9: No. 4 51\nPreguntas acerca de los temas: Capacidad de almacenamiento de calor Aumento y disminucin del volumen Presin\nPregunta 1: El agua se expande: durante el calentamiento por encima de 0C (1) durante el enfriamiento por debajo de 0C (2) durante el enfriamiento o calentamiento desde +4C (3) Pregunta 2: Los siguientes conceptos son iguales: trabajo, potencia y rendimiento (1) trabajo, energa y cantidad de calor (2) trabajo, ganas y alegra (3) Pregunta 3: El peso especfico del agua durante su calentamiento disminuye (1) aumenta (2) no vara (3) Pregunta 4: Al alcanzar la temperatura de ebullicin la temperatura del agua sigue aumentando (1) la temperatura del agua se mantiene en su punto de ebullicin (2) la temperatura del agua desciende de nuevo (3) Pregunta 5: La cavitacin puede evitarse mediante la eleccin de una bomba con una baja altura de presin de entrada (1) disminucin de la presin esttica (2) aumento de la presin de vapor VD (3)\nPregunta 6: La energa de calor disponible en el agua depende de la capacidad de almacenamiento del agua (1) de la masa del agua en movimiento (2) de la diferencia entre las temperaturas en la salida y el retorno (3) conjuntamente de las tres magnitudes de influencia mencionadas (4) Pregunta 7: Las calefacciones con circulacin natural funcionan mejor con resistencias ms bajas de las tuberas (1) con resistencias ms altas de las tuberas (2) Pregunta 8: La vlvula de seguridad sirve para airear y desairear la instalacin (1) protege contra cargas por presin inadmisibles (2) no se necesita cuando se montan bombas electrnicas (3)\nRespuestas: Pregunta 1: No. 3 Pregunta 2: No. 2 Pregunta 3: No. 1 Pregunta 4:No. 2 Pregunta 5: No. 1 Pregunta 6: No. 4 Pregunta 7: No. 1 Pregunta 8:No. 2\nPreguntas acerca de los temas: Bombas autoaspirantes y bombas con aspiracin normal Bombas de rotor hmedo Bombas de rotor seco\nPregunta 1: La altura de aspiracin depende de la presin atmosfrica (1) es tericamente de 10,33 m (2) tiene influencia en la altura de presin (3) las respuestas 1 a 3 son correctas (4) Pregunta 2: Para bombas autoaspirantes es correcto: son capaces de purgar el aire de la tubera de aspiracin (1) la tubera de aspiracin debera ser lo ms corta posible (2) deben llenarse antes de la puesta en marcha (3) son correctos todos los puntos anteriores (4) Pregunta 3: El agua de calefaccin en la camisa de bombas de rotor hmedo sirve para la lubricacin y el enfriamiento (1) favorece la altura de presin (2) no se necesita en principio (3) Pregunta 4: Las ventajas de una bomba de rotor hmedo son: buen rendimiento (1) altas temperaturas en el circuito de calefaccin (2) marcha silenciosa y funcionamiento sin mantenimiento (3)\nPregunta 6: Las bombas de rotor seco se emplean a caudales suministrados bajos (1) a caudales suministrados altos (2) sin lubricacin del motor (3) Pregunta 7: El rendimiento de una bomba es la relacin entre la tubuladura de impulsin y la tubuladura de aspiracin (1) entre la potencia de accionamiento y la potencia de salida (2) entre la potencia absorbida y la potencia de salida (3) Pregunta 8: El mejor rendimiento de una bomba centrfuga se encuentra en el tercio izquierdo de la curva caracterstica (1) en el tercio central de la curva caracterstica (2) en el tercio derecho de la curva caracterstica (3) Pregunta 9: Las sellados con cierre mecnico se componen de fibras sintticas o de camo (1) son rodamientos del eje (2) se emplean en bombas de rotor seco (3)\nPregunta 5: La posicin de montaje recomendada de una bomba en lnea de rotor seco es con una disposicin vertical del eje (1) es con una disposicin horizontal del eje (2) con posicin de montaje arbitraria excepto con el motor hacia abajo (3)\nPreguntas: Pregunta 1: No. 4 Pregunta 2: No. 4 Pregunta 3: No. 1 Pregunta 4: No. 3 Pregunta 5: No. 3 Pregunta 6: No. 2 Pregunta 7: No. 3 Pregunta 8: No. 2 Pregunta 9: No. 3 53\nPreguntas acerca de los temas: Curva caracterstica de la bomba Curva caracterstica de la instalacin / de la red de tuberas Punto de trabajo\nPregunta 1: La energa de accionamiento elctrica se convierte en alta presin (1) se convierte en un aumento de la presin y en movimiento (2) se genera de la energa hidrulica (3)\nPregunta 5: La altura de presin de bombas de calefaccin debe dimensionarse segn: la altura del edificio (1) la resistencia de la red de tuberas (2) ambas magnitudes de influencia mencionadas (3) Pregunta 6: El caudal suministrado de la bomba de calefaccin debe dimensionarse segn: una temperatura exterior media (1) la temperatura interior deseada (2) la demanda de calor calculada (3)\nPregunta 2: En los ejes de un diagrama de curvas caractersticas se indican en el eje vertical la altura de presin y en el eje horizontal el caudal suministrado (1) en el eje vertical el caudal suministrado y en el eje horizontal la altura de presin (2) en el eje vertical la energa y en el eje horizontal el medio (3) Pregunta 3: La curva caracterstica de la instalacin muestra el aumento de la resistencia en funcin del caudal suministrado (1) el aumento del caudal suministrado en funcin de la presin (2) la variacin del caudal suministrado en funcin de la velocidad del agua (3) Pregunta 4: La resistencia por friccin de las tuberas vara de forma lineal con el caudal suministrado (1) con el cuadrado del caudal suministrado (2) con el cubo del caudal suministrado (3)\nRespuestas Pregunta 1: No. 2 Pregunta 2: No. 1 Pregunta 3: No. 1 Pregunta 4:No. 2 Pregunta 5: No. 2 Pregunta 6: No. 3 Reservado el derecho a modificaciones WILO SE\nPreguntas acerca de los temas: Variaciones de las condiciones meteorolgicas Regulacin de la velocidad de bombas Regulacin continua de la velocidad Tipos de regulacin\nPregunta 1: La demanda de calor de un edificio es siempre constante (1) vara en funcin de las estaciones (2) aumenta cada ao (3) Pregunta 2: Con la variacin de la demanda de calor regulan las vlvulas termostticas (1) regulan las ventanas = abrir / cerrar (2) se regula la presin en la instalacin (3) Pregunta 3: La variacin de la velocidad de las bombas sirve para adaptar el caudal suministrado requerido (1) descargar la vlvula de rebose (2) corregir un dimensionado errneo de la bomba (3) Pregunta 4: La variacin de la velocidad de una bomba se lleva a cabo siempre de forma manual (1) siempre de forma automtica (2) de forma manual o automtica en funcin del equipamiento de la instalacin (3) Pregunta 5: La regulacin continua de la velocidad es mejor que la conmutacin escalonada (1) es peor que la conmutacin escalonada (1) consigue los mismos resultados que la conmutacin escalonada (3) Pregunta 6: En bombas circuladoras con regulacin electrnica es posible ajustar la demanda de calor (1) es posible ajustar la duracin de vida til (2) es posible ajustar la altura de presin (3)\nPregunta 7: Tipo de regulacin -c = presin diferencial constante El caudal suministrado aumenta con una velocidad constante (1) La velocidad se adapta a la demanda de caudal suministrada (2) La presin previa del vaso de expansin con membrana se mantiene siempre constante en un sistema cerrado (3) Pregunta 8: El modo automtico de reduccin (autopiloto) se controla mediante un temporizador (1) depende de la temperatura ambiente en el interior (2) slo debe permitirse en instalaciones de calefaccin hidrulicamente ajustadas (3) Pregunta 9: La tecnologa ECM ms moderna de bombas (alta eficiencia) emplea rotores de un imn permanente (1) ahorra hasta un 80% de los gastos de servicio en comparacin con bombas convencionales (2) el giro del rotor se consigue mediante conmutacin electrnica (3) con los puntos 1 a 3 se consigue actualmente la bomba de rotor hmedo ms econmica (4)\nRespuestas: Pregunta 1: No. 2 Pregunta 2: No. 1 Pregunta 3: No. 1 Pregunta 4: No. 3 Pregunta 5: No. 1 Pregunta 6: No. 3 Pregunta 7: No. 2 Pregunta 8:No. 3 Pregunta 9: No. 4 55\nPreguntas acerca de los temas: Caudal suministrado por las bombas Altura de presin generada por las bombas Dimensionado de las bombas Ajuste hidrulico\nPregunta 1: La eleccin de una bomba de circulacin de calefaccin se rige segn el dimetro nominal especificado (1) segn aspectos econmicos (2) segn los datos de la instalacin (3) Pregunta 2: Con un aumento del caudal suministrado en un 100% se reduce la potencia de calefaccin en aproximadamente un 2% (1) aumenta la potencia de calefaccin en aproximadamente un 12% (2) se mantiene constante la potencia de calefaccin (3) Pregunta 3: En el caso de dudas acerca de la eleccin de una bomba circuladora se elige la bomba ms pequea (1) se elige la bomba ms grande (2) se elige la bomba ms barata (3) Pregunta 4: En un sistema de suministro de agua es preciso dimensionar la altura de presin de una bomba segn la altura geodsica (1) segn la presin dinmica mnima (2) la resistencia de las tuberas(3) segn los puntos 1 a 3 (4) Pregunta 5: En instalaciones de calefaccin es preciso dimensionar la altura de presin segn la altura geodsica (1) segn la presin dinmica mnima (2) la resistencia de las tuberas(3) segn los puntos 1 a 3 (4)\nPregunta 6: Por qu se ajustan las instalaciones de calefaccin? Para conseguir una distribucin ptima del calor (1) La instalacin debe funcionar con pocos ruidos (2) Los consumidores deben protegerse contra excesos y faltas de suministro (3) Los tres puntos anteriores son importantes y correctos (4) Pregunta 7: Cmo se ajusta correctamente una bomba electrnica con una altura nominal de presin desconocida? Con ayuda de otra persona (1) Despus de la purga de aire y el ajuste hidrulico (2) Se empieza con el valor de ajuste mnimo de la bomba (3) De tal manera que el radiador en la posicin ms desfavorable reciba suficiente energa de calefaccin (4) El ajuste est terminado cuando se cumplen los puntos 1 a 4 (5)\nRespuestas: Pregunta 1: No. 3 Pregunta 2: No. 2 Pregunta 3: No. 1 Pregunta 4:No. 4 Pregunta 5: No. 3 Pregunta 6: No. 4 Pregunta 7: No. 5\nPreguntas acerca de los temas: Conexin de bombas en serie Conexin de bombas en paralelo Modo de servicio de carga punta con varias bombas\nPregunta 1: Cuando dos bombas se conectan en serie se duplica la altura de presin (1) se duplica el caudal suministrado (2) las variaciones dependen de la posicin de las curvas caractersticas de la instalacin (3) Pregunta 2: En el caso de una conexin en serie de bombas existe el peligro de un servicio generatriz, es decir, la bomba es "empujada" (1) las potencias de las bombas se cancelan mutuamente (2) se produce un suministro insuficiente en el sistema (3) Pregunta 3: Cuando dos bombas se conectan en paralelo se duplica la altura de presin (1) se duplica el caudal suministrado (2) las variaciones dependen de las curvas caractersticas de la instalacin (3) Pregunta 4: Bombas dobles pueden emplearse: preferentemente en el modo de servicio de reserva (1) preferentemente en el modo de servicio de adicin (2) opcionalmente en ambos modos de servicio (3) Pregunta 5: La distribucin de la potencia requerida entre varias bombas en grandes instalaciones reduce los gastos de servicio (1) alarga la duracin de vida til de las bombas (2) las respuestas 1 y 2 son correctas (3)\nPregunta 6: Cmo se denomina el modo de regulacin en el cual el transmisor de seales est montado a gran distancia del equipo de conmutacin? Regulacin baricntrica (1) Regulacin difcil (2) Regulacin segn el punto peor situado (3) Pregunta 7: Qu debe observarse en la conexin en paralelo de bombas en un equipo de conmutacin? Las bombas deben tener el mismo tamao (1) Deben ser bombas de baja velocidad (2) Deben ser bombas de alta velocidad (3)\nRespuestas: Pregunta 1: No. 3 Pregunta 2: No. 1 Pregunta 3: No. 3 Pregunta 4:No. 3 Pregunta 5: No. 3 Pregunta 6: No. 3 Pregunta 7: No. 1 57\nUnidades legales, extracto para bombas centrfugas\nMagnitud fsica Smbolo Unidades legales Unidades SI Otras unidades legales Unidades ya no admisibles Unidades Observaciones recomendadas\nLongitud Volumen C suministrado C volumtrico Tiempo Velocidad Masa\nl V Q V t n m\nm m3 m3/s s rps kg\nkm, dm, cm, mm, mm dm3, cm3, mm3, cbm, cdm, Litre (1 l = 1 dm3) m3/h, l/s\nm m3 l/s y m3/s s rpm kg\ns, ms, ms, ns, min, h, d rpm Kilogramo g, mg, mg, Tonelada (1 t = 1,000 kg) kg/dm3\nlibra, quintal metlico\nkg/dm3 y kg/m3\nNewton kN, mN, mN, (= kg m/s2)\nBar (1 bar = 105 Pa)\nkp/cm2, at, bar m head of water, Torr, J y kJ\nEnerga, Trabajo, Cantidad de calor Altura de presin\nJulio (= Nm = Ws) Metro\nkJ, Ws, kWh, kp m, 1 kW h = 3,600 kJ kcal, cal WE M Fl. S.\nUnidad bsica la masa de mercanca comarcial se denomina peso. La denominacin peso especfico no debe emplearse, ya que no es unvoca (ver DIN 1305). 1 kp = 9.81 N. La fuerza gravitacional es el producto de la masa m y la aceleracin local de gravedad g. 1 at = 0.981 bar = 9.81 104 Pa 1 mm Hg = 1.333 mbar 1 mm WS = 0.098 mbar 1 kp m = 9.81 J 1 kcal = 4.1868 kJ\nVatio (= J/s = N m/s) Kelvin\nkp m/s, CV K, deg.\nLa altura de impulsin es el trabajo J = N m, ejercido en la unidad de masa del medio a bombear dividido por el peso N. 1 kp m/s = 9.81 W 1 CV = 736 W Unidad bsica\nPlanungssoftware fr Pumpen, Pumpensysteme und Komponenten Windows 98 / ME / NT/ 2000 / XP\nVersion 3.1.3 DE Deutschland Mrz 2005 www.wilo.de select@wilo.de\nInformaciones de planificacin\nTglich gut informiert!\nDer Wilo-Fachhandwerkerkatalog mit Kalender\nUd. puede pedir estos materiales de informacin empleando los formularios de pedido en las siguientes pginas.\nWILO SE ha elaborado cuidadosamente todos los textos de este documento. A pesar de ello no se pueden excluir posibles errores. El editor no incurre en responsabilidades, sin importar el modelo legal aplicado. Copyright 2005 by WILO SE, Dortmund Reservados los derechos de autor de toda la obra con inclusin de sus partes. Cada uso fuera de los lmites establecidos por la Ley sobre los Derechos de Autor sin el consentimiento de WILO SE est prohibido y puede ser sancionado. Esto se refiere en particular a copias, traducciones, microfilmaciones, ediciones de cualquier tipo as como a la memorizacin y al tratamiento del documento en sistemas electrnicos y se encuentra en vigor tambin en relacin con el uso de figuras individuales o de extractos del texto. 4 edicin revisada y actualizada 2005\nDocumentos similares a Bomba Centrifuga.\nMás de David Christopher Cabrera Ruiz\nRetención 5ta Categoría\nGeometalurgia 2010 Parte 3 Alumno