Se utiliza un tanque de presión o presurizador en un sistema de tuberías para mantener la presión deseada . Las aplicaciones incluyen amortiguar la presión del agua en los hogares. [1]
Haciendo referencia a la figura de la izquierda, se instala una bomba de agua sumergible en un pozo . El interruptor de presión enciende la bomba de agua cuando detecta una presión menor que P lo y la apaga cuando detecta una presión mayor que P hi . Mientras la bomba está encendida, el tanque de presión se llena. Luego, el tanque de presión se agota mientras suministra agua en el rango de presión especificado para evitar "ciclos cortos", en los que la bomba intenta establecer la presión adecuada realizando ciclos rápidamente entre P lo y P hi .
Un tanque de presión simple sería simplemente un tanque que contenía agua con un espacio de aire sobre el agua que se comprimiría a medida que entrara más agua al tanque. Los sistemas modernos aíslan el agua del aire presurizado mediante un diafragma o vejiga de goma o plástico flexible, porque de lo contrario el aire se disolverá en el agua y se eliminará del tanque con el uso. Con el tiempo, habrá poco o nada de aire y el tanque se "inundará", lo que provocará ciclos cortos y será necesario drenar para restablecer el funcionamiento. El diafragma o la vejiga pueden ejercer por sí mismos una presión sobre el agua, pero normalmente es pequeña y no se tendrá en cuenta en el análisis siguiente.
Con referencia al diagrama de la derecha, un tanque de presión generalmente está presurizado cuando está vacío con una "presión de carga" P c , que generalmente es aproximadamente 2 psi por debajo de la presión de encendido P lo (Caso 1). El volumen total del tanque es Vt . Cuando esté en uso, el aire en el tanque se comprimirá a la presión P y habrá un volumen V de agua en el tanque (Caso 2). En el siguiente desarrollo, todas las presiones son presiones manométricas, que son presiones por encima de la presión atmosférica ( Pa , que depende de la altitud). La ley de los gases ideales se puede escribir para ambos casos, y la cantidad de aire en cada caso es igual:
donde N es el número de moléculas de gas (iguales en ambos casos), k es la constante de Boltzmann y T es la temperatura en Kelvin. Suponiendo que la temperatura es igual en ambos casos, las ecuaciones anteriores se pueden resolver para la relación presión/volumen del agua en el tanque:
Los tanques generalmente se especifican por su volumen total V t y la "drawdown" ( ΔV ), que es la cantidad de agua que expulsará el tanque cuando la presión del tanque pasa de P hi a P lo , que se establecen mediante el interruptor de presión: [ 2] [3]
Ahora se puede ver el motivo de la presión de carga: cuanto mayor es la presión de carga, mayor es la reducción. Sin embargo, una presión de carga superior a P lo no permitirá que la bomba se encienda cuando la presión del agua esté por debajo de P lo , por lo que se mantiene un poco por debajo de P lo . Otro parámetro importante es el factor de reducción ( f ΔV ), que es la relación entre la reducción y el volumen total del tanque:
Este factor es independiente del tamaño del tanque por lo que se puede calcular el abatimiento para cualquier tanque, teniendo en cuenta su volumen total, presión atmosférica, presión de carga y las presiones límite establecidas por el presostato.
