Actuador termostático QT

Transcripción

1 Control de la temperatura de retorno con válvulas AB-QM Descripción El actuador termostático automático QT está diseñado para utilizarse como termostato de control de la temperatura de retorno en sistemas monotubulares de calefacción. El actuador QT está pensado específicamente para usarse junto con la válvula de equilibrado automático y control AB-QM. La combinación de ambos da lugar a una solución completa para sistemas monotubulares: AB-QT. Datos principales: Intervalo de ajuste: de 35 a 50 C o de 45 a 60 C. Diseñado para válvulas AB-QM de dimensiones DN Sensor externo de superficie de fácil instalación. Ventajas Reduce el caudal real en la montante para adaptarlo a la demanda de calefacción. Mejora el control de la temperatura ambiente de los locales. Reduce el sobrecalentamiento del edificio. Disminuye el coste de la calefacción. Pedidos Accesorios 1) Imagen Intervalo de ajuste ( C) Válvulas AB-QM en las que Código se debe instalar DN Z0382 DN Z0383 DN Z0384 1) DN Z0385 1) Tipo Vaina para sensores sumergibles Kit adaptador para actuadores QT (dimensiones DN 10-20) Kit adaptador para actuadores QT (dimensiones DN 25-32) Kit de vaina para sensor Etiqueta de ajuste de caudal para actuadores QT Código 003Z Z Z Z Z0395 1) Disponible desde invierno de ) Aún no se encuentra disponible. Válvulas AB-QM Imagen DN Q máx (l/h) 10 LF 150 Rosca externa (ISO 228/1) Código AB-QM Rosca externa (ISO 228/1) Código 003Z Z0251 G ½ G ½ Z Z LF Z Z0252 G ¾ G ¾ Z Z G 1 003Z0213 G 1 003Z G 1 ¼ 003Z0214 G 1 ¼ 003Z G 1 ½ 003Z0215 G 1 ½ 003Z0205 DH-SMT/SI VD.C6.U1.05 Danfoss 03/2012 1

2 Aplicaciones Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3 El actuador QT está diseñado para utilizarse junto con la válvula AB-QM en sistemas de calefacción monotubulares. La acción combinada de ambos transforma los sistemas de calefacción monotubulares en sistemas de caudal variable eficientes desde el punto de vista energético, en los que los caudales de las montantes se ajustan de manera dinámica mediante el control de la temperatura del agua de retorno para adaptarlos a las condiciones de carga de dichas montantes. El caudal en las montantes es un aspecto omnipresente en los sistemas de una tubería. La válvula termostática de radiador (TRV) controla la temperatura del espacio asociado mediante el control del caudal que pasa a través del radiador. No obstante, al reducir dicho caudal el caudal de agua no disminuye sino que se desvía a un bypass, por lo que el caudal total de agua de la montante permanece constante. Por este motivo, en condiciones de carga parcial la temperatura del agua de la tubería aumenta. Debido a esto, la propia montante con la tubería de bypass sigue calentando el espacio correspondiente, lo que puede provocar el sobrecalentamiento del mismo. Tras reformar el edificio el sistema de calefacción quedará sobredimensionado, ya que las pérdidas térmicas del edificio se reducirán. Esto provocará que el sobrecalentamiento sea aún más acusado. El montaje de una válvula AB-QM en la montante proporciona una solución robusta que ofrece un equilibrio fiable del sistema de calefacción monotubular ante cualquier tipo de condiciones. Gracias a esto, cada montante recibirá el caudal de diseño (y en ningún caso un caudal superior a este). De esta forma, cada montante se convertirá en una parte independiente de la instalación. Además, el actuador QT, en su condición de termostato automático de control de la temperatura de retorno instalado en la válvula AB-QM, permite controlar el caudal en función de la temperatura del agua de retorno de la montante. De este modo, el caudal de agua de la montante se somete a un control dinámico y se adapta a las condiciones de carga reales de esta, lo que mejora el control de la temperatura del espacio asociado y reduce en gran medida el sobrecalentamiento del edificio. Esto convierte a los sistemas monotubulares en sistemas de caudal variable eficientes desde el punto de vista energético, similares a los sistemas bitubulares. Entre sus aplicaciones habituales se incluyen: - sistemas de calefacción monotubulares de columnas verticales (Fig. 1); - sistemas de calefacción monotubulares de lazos horizontales (Fig. 2); - sistemas de calefacción de columnas verticales sin válvulas termostáticas, como las columnas de escaleras y cuartos de baño (Fig. 3). 2 VD.C6.U1.05 Danfoss 03/2012 DH-SMT/SI

3 Datos técnicos Datos generales Intervalo de ajuste Tolerancia de la temperatura ±3 Banda P 1) C 5 1) /8 2) Temperatura máx. admisible en el sensor 90 Longitud del tubo capilar m 0,6 Materiales Alojamiento CuZn36Pb2As (CW 602N) Cono y soporte del diafragma MPPE (Noryl) Vástago principal (CW 614N) Zn39Pb3 Tapa del sensor Polipropileno (Borealis HF 700-SA) Sensor de temperatura Cobre, mat. n.º Adaptador DN CuZn39Pb3 (CW 614N) con recubrimiento de Cu Zn8B DN CuZn39Pb3 (CW 614N) Tuerca DN CuZn39Pb3 (CW 614N) con recubrimiento de Cu Zn8B DN CuZn39Pb3 (CW 614N) 1) Con válvulas AB-QM de dimensiones DN y un valor de ajuste del caudal del 50 %. 2) Con válvulas AB-QM de dimensiones DN y un valor de ajuste del caudal del 50 %. Ajuste "0" del actuador QT (mín.) Ajuste "6" del actuador QT (máx.) Ajuste "0" del actuador QT (mín.) Ajuste "6" del actuador QT (máx.) AB-QM Ajuste del 50 % AB-QM Ajuste del 50 % Banda P Banda P Fig. 4 Gráfica funcional del actuador QT en válvulas AB-QM de dimensiones DN Banda P Banda P Fig. 5 Gráfica funcional del actuador QT en válvulas AB-QM de dimensiones DN Montaje Cuando la válvula AB-QM se utiliza en sistemas monotubulares con montantes (Fig.1), se debe instalar después del último radiador de la columna. En los sistemas de calefacción horizontales (Fig.2) la válvula AB-QM también puede instalarse en cualquier otro lugar del circuito, siempre que el sensor de temperatura se monte después del último radiador de dicho circuito. El actuador QT puede montarse manualmente en la válvula AB-QM. El par de apriete máximo admisible es de 5 N m. Se recomienda aislar el sensor en aquellos casos en los que el termostato esté instalado en un lugar muy frío (< 5 C). Instalación del sensor Para que entre la tubería de agua de calefacción y el sensor del termostato exista una transferencia de calor correcta es muy importante aplicar masilla térmica (incluida en la caja) sobre las superficies que vayan a estar en contacto. El propio sensor puede montarse orientado en cualquier dirección. Para que el actuador QT funcione de manera óptima se recomienda instalar el sensor orientado hacia arriba (Fig. 8). El actuador puede montarse tanto por encima como por debajo de la cabeza del sensor. Mejor desempeño Soporte del sensor Sujeción Masilla térmica Alimentación de agua caliente Fig. 6 Fig. 7 DH-SMT/SI VD.C6.U1.05 Danfoss 03/2012 3

4 Ajustes El ajuste de temperatura del actuador QT depende del ajuste de caudal de la válvula AB-QM. Se debe configurar la válvula AB-QM en función del ajuste necesario antes de montar el termostato. Se recomienda ajustar la válvula AB-QM utilizando un caudal comprendido entre el 30 y el 70 % del valor máximo. AB-QM DN (45-60 C) Ajuste de temperatura Válvula AB-QM (ajuste de caudal) Ajuste del sensor del actuador QT (n.º de vueltas) % 48,0 50,5 53,0 55,5 58,0 60,5 63,0 30 % 47,0 49,5 52,0 54,5 57,0 59,5 62,0 40 % 46,0 48,5 51,0 53,5 56,0 58,5 61,0 50 % 45,0 47,5 50,0 52,5 55,0 57,5 60,0 60 % 44,0 46,5 49,0 51,5 54,0 56,5 59,0 70 % 43,0 45,5 48,0 50,5 53,0 55,5 58,0 80 % 42,0 44,5 47,0 49,5 52,0 54,5 57,0 90 % 41,0 43,5 46,0 48,5 51,0 53,5 56,0 100 % 40,0 42,5 45,0 47,5 50,0 52,5 55,0 Como ajuste de fábrica para el termostato se utilizan 4 vueltas. El valor de ajuste deseado del termostato QT se seleccionará a mano. Cuando se tenga que utilizar el ajuste mínimo o máximo, el mando de ajuste del actuador QT se deberá mover ligeramente en la dirección contraria para garantizar un funcionamiento óptimo del termostato. AB-QM DN (45-60 C) Ajuste de temperatura Válvula AB-QM (ajuste de caudal) Ajuste del sensor del actuador QT (n.º de vueltas) % 49,5 52,0 54,5 57,0 59,5 62,0 64,5 30 % 48,0 50,5 53,0 55,5 58,0 60,5 63,0 40 % 46,5 49,0 51,5 54,0 56,5 59,0 61,5 50 % 45,0 47,5 50,0 52,5 55,0 57,5 60,0 60 % 43,5 46,0 48,5 51,0 53,5 56,0 58,5 70 % 42,0 44,5 47,0 49,5 52,0 54,5 57,0 80 % 40,5 43,0 45,5 48,0 50,5 53,0 55,5 90 % 39,0 41,5 44,0 46,5 49,0 51,5 54,0 100 % 37,5 40,0 42,5 45,0 47,5 50,0 52,5 Puesta en servicio Es necesario ajustar el caudal de la válvula AB-QM y la temperatura del actuador QT para optimizar las prestaciones y el rendimiento de los sistemas de calefacción monotuburales. Se recomienda aplicar el procedimiento de 3 pasos que se indica a continuación: 1. Ajuste de la válvula AB-QM. 2. Ajuste del actuador QT. 3. Seguimiento. Existen dos factores principales que afectan al rendimiento de los sistemas monotubulares de calefacción y, por tanto, al ajuste de la válvula AB-QM y del actuador QT: 1. el estado de reforma del edificio. Las reformas son una de las principales causas que provocan el sobredimensionamiento de los sistemas de calefacción; generalmente, tras una reforma del aislamiento de muros y paredes o tras la instalación de nuevas ventanas, los sistemas de calefacción existentes pasarán a presentar un sobredimensionamiento importante; 2. el carácter dinámico de la demanda de calefacción, que varía de forma impredecible debido a la existencia de condiciones de carga parcial, ganancias internas y a la influencia de las condiciones meteorológicas. Nota: Tras una reforma, una de las posibles medidas para aumentar el rendimiento de los sistemas de calefacción monotubulares puede ser la optimización (reducción) de la temperatura del agua de alimentación. Esto, junto con el uso de AB-QT, se consigue mejoras de rendimiento adicionales que afectan principalmente a los radiadores más alejados de la montante o del circuito (lazo). En dicho caso, el ajuste del actuador QT sería prácticamente idéntico. 1. Ajuste de la válvula AB-QM El caudal necesario tras la reforma habitualmente será mucho menor que el caudal de diseño calculado cuando se realizó el proyecto del edificio. El caudal debe calcularse en función de las pérdidas térmicas reales existentes tras la reforma. Para calcular el caudal necesario se recomienda tomar como referencia el valor de ΔT original. Con el fin de optimizar el funcionamiento del sistema, se recomienda ajustar la válvula AB-QM utilizando un caudal comprendido entre el 30 y el 70 % del valor máximo. 2. Ajuste del actuador QT: método del factor dinámico (D f ) El factor dinámico (D f ) influye sobre el ajuste de temperatura del actuador QT. El último radiador de la columna será el que normalmente presente una mayor influencia sobre el factor dinámico (D f ). El factor dinámico (D f ) se debe seleccionar usando la tabla A. Una vez se haya seleccionado el factor dinámico se podrá obtener el valor de corrección de la temperatura de retorno utilizando la Fig. 8. En total, existen 4 factores que influyen sobre el factor dinámico (D f ): 1. La eficacia de la reforma (ф r ), expresada en porcentaje. 2. El número de alturas (L f ), es decir, de radiadores en la columna (n). 3. El factor de tipo de carga del edificio (B l ): baja o alta. 4. El factor de ganancia interna (I g ), expresado en porcentaje. El factor dinámico (D f ) puede seleccionarse para un edificio en su conjunto. Sin embargo, pueden existir distintas columnas en un mismo edificio que presenten valores distintos de фr, B l o I g (por ejemplo, si comparamos una cocina con un dormitorio, o la columna situada en mitad del edificio con la ubicada en una de las esquinas del mismo). Por tanto, para optimizar la eficacia el factor dinámico (D f ) también puede ser diferente en las distintas columnas existentes en un mismo edificio. 4 VD.C6.U1.05 Danfoss 03/2012 DH-SMT/SI

5 Puesta en servicio (continuación) El primer factor (la eficacia de la reforma (ф r )) indica la proporción en la que se han reducido las pérdidas térmicas reales tras realizar la reforma del edificio en comparación con el valor de diseño original. Dicho factor (ф r ) puede obtenerse a partir de la siguiente expresión: Qr r % Q n Q n - pérdidas térmicas de diseño (nominales). Q r - pérdidas térmicas reales (tras la reforma). En la tabla A se recogen 4 ejemplos básicos que cubren una amplia gama de tipos de montantes y edificios. Cada uno de dichos ejemplos se ve afectado por la influencia de los otros 3 factores (para obtener más información al respecto, consulte la descripción de dichos ejemplos a continuación). Tabla A ф r = eficacia de la reforma (%) Factor dinámico (D f ) Tipo de columna n.º Tipo de columna n.º Tipo de columna n.º Tipo de columna n.º Descripción del tipo de columna: Tipo de columna n.º 1 N.º de alturas: 9 Carga: alta (950/550/1.000 W antes de la reforma) I g : 5 % Tipo de columna n.º 2 N.º de alturas: 25 Carga: alta (950/550/1.000 W antes de la reforma) I g : 5 % Tipo de columna n.º 3 N.º de alturas: 9 Carga: baja (550/350/600 W antes de la reforma) I g : 20 % Tipo de columna n.º 4 N.º de alturas: 25 Carga: baja (550/350/600 W antes de la reforma) I g : 20 % Nota: El método del factor dinámico está optimizado para sistemas de calefacción verticales de una tubería. Una vez se haya seleccionado el factor dinámico para un determinado edificio o una determinada columna, se podrá obtener el valor de corrección de la temperatura de retorno utilizando la Fig. 8. Corrección de la temperatura de retorno ( C) Ejemplo 1 Mayor ahorro Ejemplo 2 Más conservador Factor dinámico (%) Fig. 8 - Corrección de la temperatura de retorno El ajuste del actuador QT se calcula de forma que el valor de corrección de la temperatura de retorno se combine con la temperatura de retorno de diseño (es decir, se sume a esta; consulte los ejemplos). 3. Seguimiento La eficiencia energética que se puede obtener con la solución AB-QT depende del ajuste del actuador QT. Con el fin de optimizar los resultados es altamente recomendable efectuar un seguimiento de la instalación durante su primer año de funcionamiento. Si desea obtener más información, póngase en contacto con un representante de Danfoss o visite DH-SMT/SI VD.C6.U1.05 Danfoss 03/2012 5

6 Puesta en servicio (continuación) A - área potencial ahorro energético A - área potencial ahorro energético Temperatura del agua Ajuste del actuador QT Temperatura del agua Ajuste del actuador QT. Temperatura exterior Temperatura de alimentación Temperatura de retorno de diseño Temperatura de retorno real sin el actuador QT Temperatura de retorno real con el actuador QT Temperatura exterior Temperatura de alimentación Temperatura de retorno de diseño Temperatura de retorno real sin el actuador QT Temperatura de retorno real con el actuador QT Fig. 9a - Potencial de ahorro energético del actuador QT (ajuste superior) Fig. 9b - Potencial de ahorro energético del actuador QT (ajuste inferior) Dimensionamiento - Ejemplos de selección de ajustes de actuadores QT 1. Ejemplo Fig Típica montante con una válvula AB-QM y un actuador QT instalados El edificio ha sido adecuadamente reformado. Datos dados Edificio de 9 alturas/plantas Temperaturas de diseño del sistema 90/70 C Datos de la columna: Pérdidas térmicas de diseño (Q n ) W (1 a planta: 550 W; plantas intermedias: 350 W; última planta: 600 W) Pérdidas térmicas tras la reforma (Q r ) W Factor de ganancia interna (I g ) 20 % de Q r Dato buscado Ajuste de temperatura para el actuador QT Solución La eficacia de la reforma puede calcularse de la siguiente manera: r 100 Q Q r Qn n % Los datos se corresponderían con el tipo de columna n.º 3 de la tabla A: las condiciones de carga del edificio serían bajas (consulte la descripción del tipo de columna correspondiente de la tabla A); se trata de un edificio de 9 alturas; y, presenta un factor I g = 20 %. Fig. 10 A partir de la tabla se obtiene un factor dinámico (D f ) del 76 %, utilizando un valor de фr del 50 %. A partir de este valor de D f = 76 %, en la Fig. 8 se obtiene una corrección de la temperatura de retorno de 23 C. El ajuste necesario para el actuador QT será: 47 C (70 C + ( 23 C)) = 47 C 6 VD.C6.U1.05 Danfoss 03/2012 DH-SMT/SI

7 Dimensionamiento - Ejemplos de selección de ajustes de actuadores QT 2. Ejemplo Un edificio parcialmente reformado (por ejemplo, uno en el que se hayan modificado únicamente las ventanas). Datos dados: Edificio de 25 alturas/plantas Temperaturas de diseño del sistema 90/70 C Datos de la columna Pérdidas térmicas de diseño (Q n ) para la columna W (1 a planta: 950 W; plantas intermedias: 550 W; última planta: W) Pérdidas térmicas tras la reforma (Q r ) W Ganancia interna (Q i ) 560 W (8 x 70 W; en cada 3ª columna hay presente una persona, y cada persona supone 70 W) Datos buscados: 1. Ajuste y dimensiones de la válvula AB-QM. 2. Ajuste de la temperatura del actuador QT. 3. Ajuste del sensor del actuador QT (n.º de vueltas) Solución 1. El ajuste de la válvula AB-QM se calcula en función de las pérdidas térmicas reales tras la reforma y el valor de ΔT de diseño. Qr q m s Cp t q m s 482l h Se selecciona la válvula AB-QM DN 20, y será necesario un valor de ajuste del caudal del 53 % para obtener los 482 l/h requeridos. 2. Ajuste de temperatura del actuador QT La eficacia de la reforma puede calcularse de la siguiente forma: Q Q 1 r n r Q n % El factor de ganancia interna (I g ) puede calcularse tal como se indica a continuación: Q 560 I i g W ~ 5% Qr Los datos se corresponderían con el tipo de columna n.º 2 de la tabla A: las condiciones de carga del edificio serían altas (consulte la descripción del tipo de columna correspondiente de la tabla A); se trata de un edificio de 25 alturas; y, presenta un factor I g = 5 %. A partir de la tabla se obtiene un factor dinámico (D f ) del 42 %, utilizando un valor de ф r del 25 % (entre el 20 y el 30 %). A partir de este valor de D f = 42 %, en la Fig. 8 se obtiene una corrección de la temperatura de retorno de 14 C. El ajuste necesario para el actuador QT será: 56 C (70 C + ( 14 C) = 56 C) 3. Ajuste del sensor del actuador QT Dato buscado Ajuste de la temperatura del actuador QT. Tamaño de la válvula AB-QM DN 20 Ajuste de la válvula AB-QM 53 % Solución Se deberá utilizar la tabla de ajustes izquierda de la página 4, válida para las válvulas AB-QM de dimensiones DN En la fila de ajustes correspondientes a un valor del 50 % del caudal máximo, el ajuste de temperatura de 56 C necesario para el sensor del actuador QT queda comprendido entre las columnas correspondientes a 4 y 5 vueltas. Por este motivo, se seleccionan 4,5 vueltas como valor de ajuste del sensor QT. AB-QM DN (45-60 C) Ajuste de temperatura Válvula AB-QM (ajuste de caudal) Ajuste del sensor del actuador QT (n.º de vueltas) % 48,0 50,5 53,0 55,5 58,0 60,5 63,0 30 % 47,0 49,5 52,0 54,5 57,0 59,5 62,0 40 % 46,0 48,5 51,0 53,5 56,0 58,5 61,0 50 % 45,0 47,5 50,0 52,5 55,0 57,5 60,0 60 % 44,0 46,5 49,0 51,5 54,0 56,5 59,0 70 % 43,0 45,5 48,0 50,5 53,0 55,5 58,0 80 % 42,0 44,5 47,0 49,5 52,0 54,5 57,0 90 % 41,0 43,5 46,0 48,5 51,0 53,5 56,0 100 % 40,0 42,5 45,0 47,5 50,0 52,5 55,0 DH-SMT/SI VD.C6.U1.05 Danfoss 03/2012 7

8 Diseño 1. Mando de ajuste 2. Adaptador 3. Válvula AB-QM 4. Tubería de agua caliente 5. Sensor de temperatura 6. Junta de caucho para el sensor 7. Soporte del sensor Dimensiones H DN L L 1 min H mm L L 1 min Puede obtener más información en 8 VD.C6.U1.05 Produced by Danfoss A/S 03/2012