Una bomba circuladora o bomba circuladora es un tipo específico de bomba utilizada para hacer circular gases , líquidos o lodos en un circuito cerrado. Se encuentran comúnmente haciendo circular agua en un sistema hidrónico de calefacción o refrigeración. Debido a que solo hacen circular líquido dentro de un circuito cerrado, solo necesitan superar la fricción de un sistema de tuberías (a diferencia de elevar un fluido desde un punto de menor energía potencial a un punto de mayor energía potencial).
Las bombas circuladoras utilizadas en sistemas hidrónicos suelen ser bombas centrífugas accionadas eléctricamente . Tal como se usan en los hogares, suelen ser pequeños, sellados y con una potencia nominal de una fracción de caballo de fuerza , pero en aplicaciones comerciales su tamaño varía hasta muchos caballos de fuerza y el motor eléctrico generalmente está separado del cuerpo de la bomba mediante algún tipo de acoplamiento mecánico. . Las unidades selladas utilizadas en aplicaciones domésticas suelen tener el rotor del motor, el impulsor de la bomba y los cojinetes de soporte combinados y sellados dentro del circuito de agua. Esto evita uno de los principales desafíos que enfrentan las bombas más grandes de dos partes: mantener un sello hermético en el punto donde el eje impulsor de la bomba ingresa al cuerpo de la bomba.
Las bombas circuladoras de tamaño pequeño y mediano suelen estar sostenidas íntegramente por las bridas de tubería que las unen al resto de la plomería hidrónica . Las bombas grandes suelen estar montadas sobre pedestal.
Las bombas que se utilizan únicamente para sistemas hidrónicos cerrados se pueden fabricar con componentes de hierro fundido, ya que el agua del circuito se desoxigenará o se tratará con productos químicos para inhibir la corrosión . Pero las bombas que tienen un flujo constante de agua potable oxigenada que fluye a través de ellas deben estar hechas de materiales más caros, como el bronce .
Las bombas de circulación se utilizan a menudo para hacer circular agua caliente sanitaria de modo que un grifo proporcione agua caliente instantáneamente según la demanda o (para conservar más energía) poco tiempo después de que el usuario solicite agua caliente. En regiones donde los problemas de conservación del agua están ganando importancia con poblaciones en rápida expansión y urbanización, las autoridades locales del agua ofrecen reembolsos a los propietarios y constructores que instalan una bomba circuladora para ahorrar agua. En una plomería unidireccional típica sin bomba de circulación, el agua simplemente se canaliza desde el calentador de agua a través de las tuberías hasta el grifo. Una vez que se cierra el grifo, el agua que queda en las tuberías se enfría produciendo la conocida espera de agua caliente la próxima vez que se abre el grifo. Al agregar una bomba circuladora y hacer circular constantemente una pequeña cantidad de agua caliente a través de las tuberías desde el calentador hasta el accesorio más alejado y de regreso al calentador, el agua en las tuberías siempre está caliente y no se desperdicia agua durante la espera. La compensación es la energía desperdiciada al operar la bomba y la demanda adicional del calentador de agua para compensar el calor perdido por las tuberías constantemente calientes.
Si bien la mayoría de estas bombas se montan más cerca del calentador de agua y no tienen capacidades de temperatura ajustable, se puede lograr una reducción significativa de energía usando una bomba de circulación controlada termostáticamente con temperatura ajustable montada en el último accesorio del circuito. Las bombas de circulación controladas termostáticamente permiten a los propietarios elegir la temperatura deseada del agua caliente que se mantendrá dentro de las tuberías de agua caliente, ya que la mayoría de los hogares no requieren agua a 120 °F (49 °C) instantáneamente de sus grifos. Las bombas de circulación controladas termostáticamente se encienden y apagan para mantener la temperatura elegida por el usuario y consumen menos energía que una bomba que funciona continuamente. Al instalar una bomba controlada termostáticamente justo después del dispositivo más alejado del circuito, el bombeo cíclico mantiene el agua caliente lista hasta el último dispositivo del circuito en lugar de desperdiciar energía calentando las tuberías desde el último dispositivo hasta el calentador de agua. Instalar una bomba de circulación en el elemento más alejado de un circuito de circulación de agua caliente a menudo no es factible debido al espacio disponible limitado, la estética, las restricciones de ruido o la falta de energía disponible. Los avances recientes en la tecnología de circulación de agua caliente permiten beneficiarse del bombeo con temperatura controlada sin tener que instalar la bomba en el último elemento del circuito de agua caliente. Estos sistemas avanzados de circulación de agua caliente utilizan una sonda de temperatura en contacto con el agua instalada estratégicamente en el último dispositivo del circuito para minimizar el desperdicio de energía al calentar largas tuberías de retorno. El aislamiento térmico aplicado a las tuberías ayuda a mitigar esta segunda pérdida y minimizar la cantidad de agua que se debe bombear para mantener agua caliente disponible constantemente.
El sistema tradicional de recirculación de agua caliente utiliza la línea de agua fría existente como línea de retorno desde el punto de uso ubicado más alejado del tanque de agua caliente hasta el tanque de agua caliente. El primero de dos tipos de sistema tiene una bomba montada en el calentador de agua, mientras que una válvula de control termostático "normalmente abierta" se instala en el elemento más alejado del calentador de agua y se cierra una vez que el agua caliente entra en contacto con la válvula para controlar el flujo cruzado entre el agua caliente y Líneas frías. Un segundo tipo de sistema utiliza una bomba controlada termostáticamente que se instala en el elemento más alejado del calentador de agua. Estas bombas controladas termostáticamente a menudo tienen una válvula de retención "normalmente cerrada" incorporada que evita que el agua de la línea de agua fría entre en la línea de agua caliente. En comparación con una línea de retorno dedicada, utilizar la línea de agua fría como retorno tiene la desventaja de calentar la tubería de agua fría (y el agua contenida). El monitoreo preciso de la temperatura y el control activo del flujo pueden minimizar la pérdida de agua fría dentro de la línea de agua fría.
Los avances tecnológicos dentro de la industria permiten incorporar temporizadores para limitar las operaciones durante horas específicas del día para reducir el desperdicio de energía al operar solo cuando es probable que los ocupantes usen agua caliente. Los avances adicionales en tecnología incluyen bombas que se encienden y apagan para mantener la temperatura del agua caliente en comparación con una bomba que funciona continuamente y consume más energía eléctrica. Es posible reducir el desperdicio de energía y la incomodidad al prevenir casos de sifón en la línea de agua caliente en sistemas de circulación de agua caliente de circuito abierto que utilizan la línea de agua fría para devolver el agua al calentador de agua. El sifón de la línea de agua caliente ocurre cuando el agua del interior de la línea de agua caliente se extrae o se fuerza hacia la línea de agua fría debido a las diferencias en la presión del agua entre las líneas de agua fría y caliente. El uso de una válvula solenoide "normalmente cerrada" reduce significativamente el consumo de energía al evitar el desvío de agua no caliente fuera de las líneas de agua caliente durante el uso de agua fría. El uso de agua fría reduce instantáneamente la presión del agua en las líneas de agua fría, la mayor presión del agua en las líneas de agua caliente fuerza el agua a través de válvulas de cruce termostáticas "normalmente abiertas" y válvulas de retención de reflujo (que solo evitan que el agua fría fluya hacia la línea de agua caliente) , aumentando la demanda de energía en el calentador de agua.
Es importante tener en cuenta el aumento de calor en el sistema de tuberías, lo que a su vez aumenta la presión del sistema. Las tuberías que son sensibles a las condiciones del agua (es decir, cobre y agua blanda) se verán afectadas negativamente por el flujo continuo. [ cita necesaria ] Aunque se conserva agua, la pérdida de calor parásito a través de la tubería será mayor como resultado del aumento de calor que pasa a través de ella.
Durante el funcionamiento de la bomba, hay una caída del flujo de líquido en el centro del rotor, lo que provoca la entrada del líquido a través del puerto de succión. En caso de una disminución excesiva de la presión, en algunas partes del rotor, la presión puede ser inferior a la presión de saturación correspondiente a la temperatura del líquido bombeado, provocando la llamada cavitación , es decir, la evaporación del líquido. Para evitar esto, la presión en el puerto de succión (en la entrada de la bomba) debe ser mayor que la presión de saturación correspondiente a la temperatura del líquido por la altura neta de succión positiva (NPSH).
Los siguientes parámetros son característicos de las bombas de circulación: capacidad Q, presión de la bomba ∆p (altura de suministro ∆H), consumo de energía P con eficiencia de la unidad de bomba η, velocidad de rotación del impulsor n, NPSH y nivel sonoro L. En la práctica, la relación gráfica entre los valores Q, ∆ p(∆H), P y η. Éstas se denominan curvas de bomba. Están determinados por estudios, cuya metodología está estandarizada. Estas curvas se especifican cuando se bombea agua con una densidad de 1000 kg/m3 y una viscosidad cinemática de 1 mm2/s. Cuando la bomba de circulación se utiliza para líquidos de diferente densidad y viscosidad, es necesario volver a calcular las curvas de la bomba. Estas curvas se proporcionan en catálogos y manuales de operación y mantenimiento, sin embargo su carrera está sujeta a garantía del fabricante de la bomba.
A partir del 1 de enero de 2013, los circuladores deben cumplir con el reglamento europeo 641/2009. [1] [2] Este reglamento forma parte de la política de ecodiseño de la Unión Europea.
