Una atención creciente a la reducción de los consumos energéticos ha llevado a las instalaciones de ventilación y aire acondicionado a la búsqueda de ahorros en los costos de la instalación y operación de los sistemas de aire acondicionado, esto ha llevado a todo los involucrados a buscar nuevas alternativas a los esquemas tradicionales que se usan.

En cuanto a la climatización hidrónica las innovaciones más estudiadas en los últimos años han sido las instalaciones con caudal variable. Esto debido a que el consumo energético de las bombas representa entre un 20% y un 40% del consumo total de un enfriador de agua, y en edificios puede representar hasta un 10% del consumo.

Bombeo Constante

Se trata del sistema más convencional y antiguo de los sistemas hidrónicos, en estos sistemas a caudal constante, el caudal, la pérdida de presión y por tanto la potencia de bombeo permanecen constantes. Se trata de esquemas que a cargas parciales pueden llevar consumos de energía por bombeos muy elevados.

Ventajas:

• La altura de la bomba es constante, las pérdidas de presión en las tuberías de distribución también lo son, por lo tanto, cada circuito recibe una presión diferencial constante y las condiciones de funcionamiento se mantienen en todas las cargas.
• El dimensionamiento de las válvulas de control es fácil, se componen de válvulas de tres vías.
• La temperatura del agua de impulsión es más uniforme por toda la instalación debido al caudal constante.

Desventajas:

• Los costos de bombeo no disminuyen con la carga, al cerrarse las válvulas de tres vías y hacer circular el agua por el bypass, se está bombeando un cierto caudal que no será utilizado.
• El diseño de todo el sistema de tuberías debe tener en cuenta que todas las terminales operan al máximo caudal constante. No es posible diseñar la instalación con un factor de diversidad.

Bombeo Variable

En las distribuciones a caudal variable, el caudal de la red varia al modificarse la posición de las válvulas de control, que en este caso serán de dos vías. Las distribuciones a caudal variable son más habituales en circuitos secundarios ya que en los circuitos primarios debe establecerse un caudal mínimo.

Un concepto muy importante al momento de diseñar un circuito primario y secundario es el del bypass.

Con el bypass podemos conseguir bombas de menor tamaño, ya que la única pérdida de carga de tendrán que vencer las bombas serán las pérdidas del primario, luego en el secundario, al tener únicamente que satisfacer la demanda de las unidades terminales, de esta forma al incluir el bypass conseguimos desligar el primario del secundario.

El circuito primario es responsable de mantener la temperatura de diseño de los enfriadores, normalmente las bombas del circuito primario son bombas de velocidad constante que trabajan para mantener el caudal a través de los enfriadores.

El circuito secundario se encarga de distribuir el agua fría a través del edificio. Las bombas del circuito secundario son de velocidad variable. Se encargan de incrementar el caudal en respuesta a la perdida de presión a través de la carga del edificio y de reducir el caudal en respuesta a un incremento de presión a través de la carga y garantizar de este modo haya suficiente agua fría disponible para la carga.

Ventajas:

• Los costos de bombeo dependen del producto de la altura de la bomba por el caudal de agua. Cuanto más reducen el caudal las válvulas.
• Las instalaciones se pueden diseñar con un cierto factor de diversidad. Este podría ser el motivo principal de la conversión de un sistema de caudal constante a variable, puesto que permite una expansión de la instalación mediante el uso de las mismas tuberías.
• Dado que la plena carga es infrecuente, las tuberías se pueden diseñar con pérdidas de carga superiores, lo que reduce el costo de inversión en materiales.

Desventajas:

• Son difíciles de controlar y requieres un sistema muy cuidadoso, debido a las presiones diferenciales variables.
• Es exigido un caudal mínimo para proteger la bomba, lo que hace necesarias soluciones específicas.