Comparación de válvulas solenoide con otros tipos de válvulas: Ventajas y desventajas
Figura 1: Una válvula solenoide de latón de 2 vías
Las válvulas solenoide son muy apreciadas por su rápida respuesta, rendimiento confiable y fácil integración en sistemas automatizados. Sin embargo, son solo una opción entre una variedad de válvulas de control y pueden no ser adecuadas para todas las aplicaciones. Este artículo proporciona un análisis comparativo de las válvulas solenoide junto con otros cinco tipos de válvulas de cierre, destacando las ventajas únicas y las posibles desventajas de cada una.
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Tabla de ventajas y desventajas
La Tabla 1 ofrece una comparación muy breve de las válvulas solenoide con otros tipos de válvulas de control. Las otras válvulas discutidas en este artículo son válvulas de compuerta, válvulas mariposa, válvulas de bola, válvulas de aguja y válvulas de asiento inclinado. Cada información en la Tabla 1 es en comparación con las válvulas solenoide. Por ejemplo, la tabla describe el tiempo de respuesta de las válvulas de compuerta como más lento. Esto significa que las válvulas de compuerta tienen un tiempo de respuesta más lento que las válvulas solenoide.
| Tipo de válvula | Tiempo de respuesta | Control de flujo | Capacidad de flujo | Clasificación de presión | Clasificación de temperatura | Costo |
| Válvula de compuerta | Más lento | on/off | Mayor | Mayor | Mayor | Menor |
| Válvula de aguja | Más lento | on/off y proporcional | Menor | Mayor | Mayor | Similar |
| Válvula mariposa | Más lento | on/off y proporcional | Mayor | Similar | Mayor | Similar |
| Válvula de bola | Más lento | on/off | Mayor | Mayor | Mayor | Menor |
| Válvula de asiento inclinado | Más lento | on/off | Mayor | Mayor | Mayor | Menor |
Tabla 1: Breve resumen de varios tipos de válvulas comparados con las válvulas solenoide. El tiempo de respuesta "más lento" para las válvulas de compuerta significa que una válvula de compuerta tiene un tiempo de respuesta más lento que una válvula solenoide.
Válvulas solenoide vs otras válvulas de control
En comparación con otras válvulas de control, las válvulas solenoide tienen varias ventajas y desventajas. Esta sección examina más de cerca estos factores proporcionando más información sobre el breve resumen de la Tabla 1.
Figura 2: Una válvula de bola de latón
Tiempo de respuesta
Una de las ventajas más significativas de las válvulas solenoide sobre otros tipos de válvulas es su tiempo de respuesta, que es casi instantáneo en el orden de milisegundos. Este tiempo de respuesta es necesario para aplicaciones como la inyección de combustible en sistemas automotrices, la regulación de presión en un sistema hidráulico y el control del flujo de aire en un sistema HVAC.
Figura 3: Una válvula de aguja de acero inoxidable
Control de flujo
Todas las válvulas que se discuten en este artículo son, en su forma básica, válvulas de control on/off. Las válvulas solenoide, sobre todas las demás, son valoradas por su conmutación casi instantánea entre los estados completamente abierto y completamente cerrado. Más allá del control on/off, las válvulas solenoide proporcionales pueden modular el flujo.
Las válvulas de aguja y las válvulas mariposa también permiten un control preciso del flujo entre los estados on/off. Una válvula de bola estándar no permite esto, pero una válvula de bola con puerto en V sí lo hace. Las válvulas de asiento inclinado y las válvulas de compuerta no ofrecen un control preciso del flujo.
Capacidad de flujo
Además de las válvulas de aguja, todos los tipos de válvulas en este artículo tienen caudales más altos que las válvulas solenoide. Aunque las válvulas solenoide indirectas pueden manejar capacidades de flujo más altas que las válvulas solenoide semidirectas y de acción directa, aún tienen capacidades de flujo mucho más bajas que los tipos de válvulas de control. Por ejemplo, una válvula solenoide indirecta de 2.5 pulgadas puede tener un valor Kv de 40 metros cúbicos por hora. En contraste, una válvula de bola de 2.5 pulgadas tiene un valor Kv de 320 metros cúbicos por hora. Para aprender más sobre cómo medir el caudal, lea nuestro artículo sobre la calculadora Kv. Para unidades imperiales, lea nuestro artículo sobre la calculadora Cv.
Fuente de energía
Las válvulas solenoide siempre son controladas eléctricamente y, por lo tanto, requieren electricidad para funcionar. Las otras válvulas discutidas en este artículo, sin embargo, son controladas manualmente. Dicho esto, cada válvula puede ser controlada por actuadores eléctricos, neumáticos o hidráulicos para superar las limitaciones del control manual.
Pureza del medio
No debe haber contaminantes o partículas en el medio que fluye a través de una válvula solenoide. Estos pueden obstruir fácilmente la válvula, haciendo que permanezca en la posición abierta, y dañar los componentes internos. Las válvulas de aguja y las válvulas de asiento inclinado también funcionan mejor con medios limpios. Las válvulas mariposa, de bola y de compuerta, sin embargo, pueden operar mejor con medios contaminados, haciéndolas ideales para situaciones como aplicaciones de aguas residuales. En última instancia, sin embargo, las válvulas funcionan mejor con medios que no contienen contaminantes o partículas.
Figura 4: Una válvula mariposa de hierro fundido
Clasificación de presión
Una desventaja significativa de las válvulas solenoide es que no pueden manejar presiones tan altas como otras válvulas de control. Entre las válvulas discutidas en este artículo, solo las válvulas mariposa tienen una limitación de presión máxima de operación similar a las válvulas solenoide. Las válvulas de asiento inclinado son ligeramente más altas, y las válvulas de aguja, las válvulas de bola y las válvulas de compuerta tienen presiones máximas de operación significativamente más altas. Por lo tanto, estas últimas tres válvulas se emplean a menudo en procesos industriales de alta presión.
Clasificación de temperatura
Las válvulas solenoide también tienen una temperatura máxima de operación relativamente baja. Esto se debe a los componentes eléctricos en la válvula que pueden dañarse fácilmente a temperaturas superiores a 120 °C (250 °F). Las otras válvulas discutidas en este artículo no tienen componentes eléctricos en sus diseños estándar, pero pueden ser accionadas por actuadores eléctricos. El uso de un actuador eléctrico puede reducir la idoneidad de una válvula para aplicaciones de alta temperatura.
Figura 5: Una válvula de asiento inclinado
Aplicaciones
Usar la válvula adecuada para una aplicación particular es esencial, maximizando la eficiencia de la aplicación y la vida útil de la válvula. No es simple elegir la válvula adecuada para cada aplicación, ya que algunas aplicaciones pueden usar múltiples tipos. Siempre estudie los parámetros de la aplicación (por ejemplo, presión máxima de operación, temperatura y entorno) para determinar si una válvula particular satisface las necesidades.
Esta sección ofrece algunas aplicaciones típicas para las válvulas discutidas en este artículo. Esta lista es incompleta, pero puede dar una idea de los usos típicos.
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Válvulas solenoide
- Sistemas de riego para jardines, parques, etc.
- Control de flujo de fluidos en industrias de petróleo y gas
- Sistemas de aire comprimido y HVAC
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Válvulas de bola
- Aislamiento del flujo de fluidos en sistemas de plomería
- Aplicaciones de alta presión como tuberías de gas natural
- Control de flujo de fluidos en plantas químicas
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Válvulas de compuerta
- Sistemas de suministro de agua o tratamiento de aguas residuales
- Procesos industriales a gran escala, como plantas de energía y refinerías
- Aislamiento de flujo en tuberías y tanques de almacenamiento
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Válvulas mariposa
- Control de flujo en sistemas de enfriamiento y plantas de procesamiento de alimentos y bebidas
- Control de flujo de aire en sistemas HVAC
- Cierre de emergencia en sistemas de protección contra incendios
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Válvulas de aguja
- Control preciso de fluidos o gases en equipos de laboratorio
- Ajuste fino del flujo en sistemas de inyección de combustible
- Regulación de flujo de fluidos de alta presión en sistemas hidráulicos
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Válvulas de asiento inclinado
- Sistemas de vapor y fluidos térmicos
- Control de flujo de fluidos en aplicaciones de alta viscosidad
- Regulación de presión en sistemas de aire comprimido
Figura 6: Una válvula de compuerta
Preguntas frecuentes
¿Cuándo debo elegir una válvula solenoide sobre otros tipos de válvulas para mi aplicación?
Elija una válvula solenoide para aplicaciones de baja presión que requieran actuación remota, respuesta rápida y apertura y cierre rápidos de la válvula.
