Válvula de bola caracterizada
Figura 1: Válvula de control caracterizada Belimo
Las válvulas de bola caracterizadas son válvulas de bola modificadas diseñadas específicamente para el control de fluidos. La forma del orificio de una válvula de bola caracterizada puede personalizarse en forma de 'V', 'U' o parabólica para adaptarse a los requisitos específicos de la aplicación. Se utilizan para controlar y modular el caudal, ofreciendo estabilidad y precisión. Las válvulas de bola caracterizadas son especialmente útiles en aplicaciones como los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado, donde mantener temperaturas constantes es crucial para el confort y la eficiencia energética. Sus principales características son:
- Característica de caudal de igual porcentaje: Una válvula de bola caracterizada controla el flujo de líquido o gas de forma constante al abrirse y cerrarse, manteniendo una temperatura o presión constantes.
- Excelente estabilidad de control: El disco especial del interior de la válvula ayuda a controlar el caudal de forma suave y uniforme. Esto puede aumentar la vida útil del actuador.
- Elimina la reducción de tuberías múltiples: Es posible que algunos sistemas necesiten utilizar tuberías más pequeñas para controlar el caudal, ya que las tuberías más pequeñas restringen intrínsecamente el caudal, lo que puede ayudar a lograr un cierto nivel de control. Sin embargo, el uso de tuberías más pequeñas también puede provocar mayores caídas de presión y pérdidas de energía. Una válvula de bola caracterizada puede controlar con precisión los caudales sin depender únicamente de tuberías más pequeñas.
Lea nuestro artículo sobre la válvula de bola con puerto en V para obtener más información sobre el diseño y las aplicaciones.
Vea nuestra selección de válvulas de bola en línea
Válvula de bola estándar frente a válvula de bola caracterizada
Válvulas de bola estándar
Las válvulas de bola son excelentes para aplicaciones on/off. Sin embargo, no están diseñados para modular o regular el caudal de forma constante. Permiten un gran caudal de fluido (alto Cv o Kv) en relación con su tamaño, lo que los hace inadecuados como dispositivos de control modulante. Esto dificulta que las válvulas de bola mantengan o modulen una temperatura constante, ya que no pueden controlar de forma constante la cantidad de medio caliente o frío que pasa a través de ellas. Por ejemplo, en el caso de una válvula de bola que regula el agua caliente para controlar la temperatura de un sistema, los cambios bruscos de caudal podrían provocar fluctuaciones repentinas de temperatura, dificultando el mantenimiento de una temperatura estable.
En una válvula de bola normal, el orificio que atraviesa la bola suele ser redondo; se alinea con la tubería cuando la válvula está totalmente abierta (figura 2 izquierda). Cuando la válvula está parcialmente abierta, el paso del caudal queda restringido por la forma circular del orificio, lo que significa que incluso un ligero movimiento de la válvula puede provocar un cambio significativo en el caudal.
Válvula de bola caracterizada
Las válvulas de bola caracterizadas tienen formas de orificio especializadas para unas características de flujo más controladas y predecibles (Figura 2 derecha). La válvula de bola caracterizada combina las capacidades de cierre de una válvula de bola con un disco caracterizado, garantizando una característica de caudal de igual porcentaje. Una característica de flujo de igual porcentaje implica:
- Un comportamiento de caudal en el que cada incremento de cambio de posición de la válvula proporciona un cambio porcentual constante en el caudal, proporcionando un control preciso y estable sobre amplios cambios de carga.
- Una potencia térmica constante (cuánto se calienta o enfría algo) que varía linealmente en función de cuánto se abre la válvula.
Una válvula de bola caracterizada permite un mayor control y precisión en la gestión del caudal, especialmente en condiciones de carga variables. Esto mejora la eficiencia, estabilidad y capacidad de respuesta del sistema, por lo que resulta ideal para aplicaciones con grandes cambios de carga.
Figura 2: Disco de válvula de bola normal (izquierda) y el patrón de disco especial en una válvula de bola caracterizada (derecha).
Perfiles de caudal de válvulas de bola estándar y caracterizadas
Válvula de bola estándar
Figura 3: El perfil de flujo y la emisión de calor en una válvula de bola estándar: flujo ideal (A), flujo de una válvula de bola estándar (B) y emisión de calor resultante en una válvula de bola estándar (C).
La figura 3 muestra la relación entre el caudal y la emisión de calor cuando una válvula de bola estándar se abre de forma incremental.
- A: Característica de flujo ideal. El caudal y la emisión de calor no aumentan bruscamente con los cambios en la apertura de la válvula.
- B: Características de caudal de la válvula de bola estándar
- C: Potencia calorífica resultante en una válvula de bola estándar
El calor resultante no varía linealmente (aumenta bruscamente) con el grado de apertura de la válvula (caudal). Por ejemplo, la potencia calorífica es "P" en una válvula abierta al 40%.
Válvula de bola caracterizada
Figura 4: El perfil de flujo y la emisión de calor en una válvula de bola caracterizada: perfil de flujo (A) y emisión lineal de calor (B) de una válvula de bola caracterizada.
La figura 4 muestra la relación entre el caudal y la emisión de calor cuando una válvula de bola caracterizada se abre de forma incremental.
- A: Un perfil de caudal porcentual igual de una válvula de bola caracterizada
- B: Potencia calorífica lineal
En una válvula de bola caracterizada que se abre un 40%, la disipación de calor resultante es P1, que es mucho menor que P (en el caso de una válvula de bola estándar). La potencia calorífica resultante varía linealmente con el grado de apertura (o caudal).
Válvula de bola caracterizada frente a válvula de globo
La principal ventaja de una válvula de globo frente a una válvula de bola estándar es su mayor capacidad de control del caudal. Los valores Cv de las válvulas de bola caracterizadas coinciden con los de las válvulas de globo del mismo tamaño, lo que significa que pueden controlar el caudal con la misma eficacia. Sin embargo, las válvulas de bola caracterizadas tienen las siguientes ventajas sobre las válvulas de globo:
- Mayor resistencia a la presión: Las válvulas de bola caracterizadas pueden soportar presiones más altas que las válvulas de globo de tamaño similar. Esto se debe a su diseño aerodinámico, que minimiza la caída de presión y mejora la integridad estructural.
- A prueba de fugas: A diferencia de las válvulas de globo, las válvulas de bola caracterizadas ofrecen un cierre estanco, que permite una pequeña cantidad de fugas y caídas de baja presión.
Preguntas frecuentes
¿Qué es una válvula de bola caracterizada?
Una válvula de bola caracterizada es un tipo especial con un disco o inserto conformado para lograr un control más preciso del caudal o alterar las características de flujo de la válvula.
¿Cuándo debo utilizar una válvula de bola caracterizada?
Utilice una válvula de bola caracterizada cuando necesite un control preciso del caudal o cuando desee personalizar las características de caudal de la válvula.