Interruptores de Presión Diferencial - Cómo Funcionan

Los interruptores de presión diferencial son componentes críticos en la monitorización y control de la diferencia de presión entre dos puntos en un sistema HVAC. Estos interruptores monitorean filtros de aire, controlan velocidades de ventiladores, mantienen el flujo adecuado en los conductos y operan sistemas de volumen de aire variable (VAV). Funcionan tomando lecturas de presión tanto antes como después de dispositivos, como filtros de aire o ventiladores, y comparando estas lecturas. Esta comparación les permite monitorear efectivamente el rendimiento de estos dispositivos y notificar al operador sobre cualquier problema que podría estar afectando negativamente la presión del sistema o el flujo de aire. Este artículo discute el papel de los interruptores de presión diferencial en un sistema HVAC, su principio de funcionamiento y criterios de selección.

Tabla de contenidos

• ¿Qué son los interruptores de presión diferencial?
• Interruptores de presión diferencial para un sistema HVAC
• Principio de funcionamiento del interruptor de presión diferencial
• Criterios de selección
• Instalación y calibración
• Preguntas frecuentes

¿Qué son los interruptores de presión diferencial?

Los interruptores de presión diferencial detectan la diferencia de presión entre dos puntos. Estos dispositivos están equipados con dos puertos, cada uno conectado a una fuente de presión diferente. Monitorean la diferencia de presión entre estas dos ubicaciones.

Cuando la diferencia de presión alcanza un cierto umbral, el diafragma interno del interruptor se desvía y hace contacto, completando o interrumpiendo un circuito. Esta acción desencadena una acción (como una alarma) para notificar al usuario sobre el cambio de presión. El punto de ajuste del interruptor de presión puede ser predeterminado o ajustado en el sitio según las necesidades del usuario.

Interruptores de presión diferencial para un sistema HVAC

Los interruptores de presión diferencial juegan un papel crucial en la medición de las tasas de flujo de aire y las presiones dentro de los conductos y habitaciones en un sistema HVAC. Minimizan los costos de energía mientras aseguran que el sistema opere dentro de los parámetros requeridos. Además, los sensores de presión diferencial mejoran el confort y la seguridad de la habitación. Los interruptores de presión diferencial miden y monitorean cuatro aspectos críticos de un sistema HVAC:

• Volumen
• Presión del canal
• Presión de la habitación
• Filtros

Volumen

Los interruptores de presión diferencial regulan la cantidad de aire que fluye a través del sistema. Al medir la presión, estos sensores pueden ajustar la posición de las compuertas dentro de un circuito de control cerrado, facilitando la ventilación controlada por demanda. Esta capacidad permite un control preciso sobre el volumen de aire, mejorando significativamente la capacidad del sistema para manejar el flujo de aire de manera eficiente.

Un interruptor de presión eleva la precisión del control de volumen dentro del sistema HVAC. Al proporcionar mediciones precisas, estos interruptores aseguran que el sistema pueda ajustar el flujo de aire dinámicamente, respondiendo a las necesidades inmediatas del ambiente y sus ocupantes.

Presión del canal

Un interruptor de presión diferencial puede monitorear las variaciones de presión en los conductos de ventilación y ajustar en consecuencia la potencia del ventilador. Esto asegura un flujo de aire constante a través del espacio, a pesar de que el ventilador no opere a un nivel de potencia constante.

Presión de la habitación

En ambientes básicos con aire acondicionado, mantener una presión uniforme en diferentes partes de una habitación es esencial, y los interruptores de presión diferencial son clave para lograrlo. Por ejemplo, las salas limpias requieren una sobrepresión mantenida para bloquear la infiltración de aire contaminado. De manera similar, las habitaciones de hospitales y laboratorios a menudo necesitan una presión negativa continua para evitar la fuga de gérmenes y sustancias peligrosas hacia áreas circundantes.

Filtros

Los interruptores de presión diferencial pueden medir la caída de presión a través de un filtro de aire. Cuando la caída de presión indica que el filtro está obstruido o comprometido de otra manera, el interruptor activa una notificación para reemplazar el filtro. Esto asegura que el sistema continúe operando de manera eficiente y mantenga la calidad del aire.

Además, algunos monitores de presión diferencial avanzados van un paso más allá al poder detectar problemas específicos con el filtro, como desgarros. Esta capacidad no solo promueve el mantenimiento oportuno sino que también ayuda en el diagnóstico del problema exacto con el filtro, asegurando que el sistema HVAC permanezca en condiciones óptimas de trabajo y continúe proporcionando aire limpio y filtrado al ambiente.

Principio de funcionamiento del interruptor de presión diferencial

El principio de funcionamiento de un interruptor de presión diferencial se basa en la detección y respuesta a la diferencia de presión entre dos puntos. Este dispositivo emplea una combinación de componentes mecánicos y eléctricos para monitorear y controlar los niveles de presión en sistemas industriales de fluidos y gases.

1. Elemento sensor: El elemento sensor puede ser un diafragma, cápsula, tubo Bourdon o fuelle. Este elemento reacciona a las diferencias de presión entre dos puntos conectados al interruptor. Por ejemplo, cuando se aplica presión, un diafragma se desviará, una cápsula se comprimirá, un tubo Bourdon cambiará de forma y el fuelle se expandirá. Este movimiento físico es el primer paso en la operación del interruptor.
2. Mecanismo de resorte: El movimiento causado por el elemento sensor es contrarrestado por un resorte, conocido como el resorte de rango o estable. Este resorte está calibrado para ofrecer una resistencia específica al movimiento del elemento sensor. La tensión o compresión del resorte se puede ajustar para establecer el rango de presión diferencial al que responderá el interruptor. Esencialmente, el resorte determina en qué diferencia de presión se activará el interruptor.
3. Activación del microinterruptor: El movimiento del elemento sensor, opuesto por el resorte, se transfiere a través de una varilla de conexión a un microinterruptor. El microinterruptor convierte el movimiento mecánico en una acción eléctrica. Cuando la diferencia de presión alcanza un nivel predeterminado, el movimiento es suficiente para activar el microinterruptor. Esta acción puede abrir o cerrar contactos eléctricos dentro del interruptor, llevando a la activación o desactivación de un circuito.

Criterios de selección

Al seleccionar interruptores y sensores de presión, considere lo siguiente:

1. Rango de medición, sensibilidad y tolerancia a la presión: Elija un interruptor con un rango de medición adecuado para las presiones esperadas del sistema, asegurándose de que incluya tanto los límites inferiores como superiores. Además, la calificación máxima de presión del interruptor debe exceder la presión más alta anticipada en el sistema para garantizar durabilidad y seguridad.
2. Compatibilidad eléctrica y condiciones operativas:
   1. Requisitos eléctricos: Asegúrese de que el interruptor soporte el voltaje máximo de contacto y la carga que el sistema requiere, previniendo sobrecarga eléctrica o fallo.
   2. Resistencia a la temperatura y al ambiente: El interruptor debe operar de manera confiable dentro de la temperatura más alta esperada en la aplicación. También debe tener un grado adecuado de protección (clasificación IP) para su entorno operativo, protegiéndose contra polvo, agua y otros factores ambientales.
3. Conexión y dimensiones físicas:
   1. Tipo de conexión: El tipo de conexión (por ejemplo, pilar de manguera) debe ser compatible con el sistema para una instalación sin problemas.
   2. Ajuste físico: Considere la altura, ancho y diámetro del interruptor para asegurarse de que encaje en el espacio asignado en el sistema.
4. Características adicionales:
   1. Visualización y legibilidad: Determine si es necesaria una pantalla para la aplicación para la lectura directa de la presión o el monitoreo del sistema. Incluso si el interruptor carece de una pantalla, evalúe otros medios de legibilidad o monitoreo que podrían ser requeridos.
   2. Pasos del interruptor y diseño a prueba de explosiones: El número de pasos del interruptor debe alinearse con las necesidades de control, ofreciendo el equilibrio correcto entre simplicidad y complejidad de control. Para aplicaciones en entornos peligrosos, asegúrese de que el interruptor esté clasificado como a prueba de explosiones si es necesario.
5. Criterios de rendimiento integrales: Si la aplicación opera en unidades distintas al estándar (por ejemplo, Pa en lugar de bar), verifique las especificaciones del interruptor en estas unidades. Además, considere el rango diferencial o la histéresis del interruptor para prevenir conmutaciones frecuentes, lo que podría llevar al desgaste o inestabilidad del sistema.

Instalación y calibración

• Instalación: El proceso de instalación de un interruptor de presión diferencial generalmente implica montar el interruptor en una ubicación donde pueda detectar con precisión la diferencia de presión entre dos puntos, como a través de un filtro, ventilador o bomba. La orientación de instalación preferida para estos interruptores es vertical, con conexiones de presión orientadas hacia abajo. Montar el interruptor de presión en una posición invertida está estrictamente prohibido, ya que esto puede llevar a lecturas inexactas y posibles fallos del sistema. Siempre consulte el diagrama de cableado y las instrucciones de instalación del fabricante para asegurar una configuración correcta.
• Calibración: La calibración asegura que el interruptor de presión diferencial opere con precisión en el punto de ajuste deseado. Para calibrar un interruptor de presión diferencial, aplique presiones conocidas a los puertos de alta y baja presión y ajuste el botón hasta que el interruptor actúe en la diferencia de presión correcta.

Lea nuestro artículo sobre instrumentos HVAC para obtener más información sobre los diversos instrumentos utilizados para el control y monitoreo de un sistema HVAC.

Preguntas frecuentes

¿Dónde se utilizan los interruptores de presión diferencial a prueba de explosiones?

Los interruptores de presión diferencial a prueba de explosiones se utilizan en áreas peligrosas como refinerías de petróleo, plantas químicas y estaciones de gas.

¿Cuál es el papel de un interruptor de presión diferencial en un horno, enfriador y caldera?

En hornos, los interruptores de presión diferencial monitorean el flujo de aire; en enfriadores, verifican el flujo de refrigerante; y en calderas, mantienen los niveles de agua y la presión del vapor.

¿Qué es un interruptor de presión diferencial ajustable?

Un interruptor de presión diferencial ajustable permite al usuario establecer la diferencia de presión en la que se activa o desactiva.