¿Qué es la autoridad de válvulas?

La autoridad de la válvula es la relación entre el dP (diferencial / caída de presión) en la válvula de control (dPv) y el dP total en todos los componentes del sistema, incluida la válvula (dPsys).  La autoridad de válvula vendría definida por la siguiente fórmula:

dPv / dPsys

Los ingenieros que dimensionan las válvulas de control utilizan el término de autoridad de válvula para evitar seleccionar una válvula que sea demasiado grande para una aplicación. Una regla general común es que las válvulas de control tradicionales deben consumir al menos el 25% (si no el 50%) de todo el dP del sistema para tener un buen control y evitar problemas de modulación o la oscilación de la válvula de control.

Desde Equilibar sus ingenieros han descubierto que la rangeabilidad de 1000:1 de su novedosa válvula de control de caudal puede eludir la limitación de la autoridad de la válvula y proporcionar un control estable de valores de hasta 1 o 2 %. Esta capacidad admite un menor consumo de energía en lazos hidrónicos y amplia rangeabilidad de caudal en sistemas de dosificación y mezcla. . .hasta la limitación del caudalímetro.

¿Cuándo es importante considerar la autoridad de la válvula?

El uso de la autoridad de la válvula para controlar el tamaño de la válvula se afronta habitualmente en la “hidrónica” o en el control de circuitos de circulación de agua térmica. En estos sistemas, se pierde una cantidad significativa de energía al dimensionar las válvulas para consumir siempre el 25% de la energía de la bomba. Se han desarrollado válvulas especiales con el objetivo de aumentar la estabilidad de la válvula de control en estos circuitos, como válvulas de regulación doble y válvulas de control de presión diferencial.

La autoridad de la válvula también es un problema para los diseñadores de válvulas en las industrias de procesos, en aplicaciones como dosificación o mezcla. Este límite inferior del 25% limita la flexibilidad en la selección de válvulas y limita aún más la capacidad de los diseñadores de procesos para lograr amplias rangeabilidades de caudal. Tener una limitación de la rangeabilidad de caudal de 10:1 podría ser aceptable en una aplicación de producción de refinería, pero podría ser una gran limitación en el entorno de la investigación y desarrollo donde los nuevos caudalímetros Coriolis tienen la capacidad de medir el flujo con rangeabilidades de hasta 1000:1.

¿Cómo es posible que las válvulas de Equilibar eludan las limitaciones de la regla del 25% de autoridad de válvulas?

Las válvulas de globo y de aguja tradicionales tienen desafíos de banda muerta, histéresis y retardo que limitan la rapidez con la que un bucle PID puede responder a una desviación de flujo. Debido a que la fricción a lo largo del circuito es función del caudal, y el caudal depende de la posición de la válvula, tratar de dirigir un sistema de fluido con muy baja autoridad de válvula es como tratar de conducir un auto de carreras a 320 km/h con el volante con posiciones limitadas.

Las válvulas de control de flujo de Equilibar funcionan de forma totalmente diferente a las válvulas de globo, de aguja o dosificadoras. El diafragma ‘’dome-loaded’’ es la única parte móvil y responde a minúsculos cambios de presión en milisegundos. Esta respuesta mecánica ultrarrápida tiene una histéresis y banda muerta casi nulas, lo que significa que el bucle PID tiene más estabilidad y puede controlar fácilmente hasta casi cero dP de la válvula.