Hay un par de preguntas de diseño de ingeniería que deben responderse para ayudar a mantener la intención del diseño del sistema. En esta guía, se le proporcionarán los 18 pasos sobre cómo dimensionar y seleccionar correctamente válvulas, actuadores y conjuntos.
1. Determine el tipo de válvula. Saber esto de antemano nos permitirá hacer ajustes en nuestro tamaño y selección.
2. Determinar el medio que se está controlando.
3. Determine flow rate of equipment to be controlled. (This should be provided, or on the coil schedule.)
4. Determine la caída de presión especificada. Para una autoridad correcta de la válvula, la caída de presión a través de la válvula debe ser igual a la caída de presión total a través de la rama controlada, incluida la válvula.
Dimensionamiento de válvulas: ecuación
 La fórmula para determinar Cv para válvulas de agua. |  Cuando se trabaja con agua, esto puede simplificarse. |
S = Gravedad específica de los medios
CV = Coeficiente de Flujo
Q = Volumetric Flow (gpm) with valve fully open
ΔP = Differential Pressure (psi) with valve fully open
Cálculo del flujo de GPM
 El requisito de GPM se puede determinar si se conocen los requisitos de BTU/h y el ΔT deseado de agua. |  Los GPM se pueden determinar con mayor precisión si se conoce el porcentaje de glicol. |
GPM = caudal en galones/minuto
q = Calor agregado o eliminado en BTU/h
ΔT = Aumento o caída de la temperatura del agua a través del serpentín
S o SG = Gravedad específica del medio
Cp = calor específico del medio
Determinación de un caudal nominal
Las temperaturas diferenciales comunes para equipos de agua enfriada son 12ºF, y 20ºF para sistemas de agua caliente. Esto se debe verificar con el ingeniero de diseño cuáles son los diferenciales de equipo previstos para los serpentines, así como los equipos principales, como las calderas y los enfriadores del sistema.
Si se utiliza glicol en el sistema, se pueden hacer algunas modificaciones a la ecuación superior para acomodar la diferencia en la gravedad específica y el calor específico de un fluido mezclado en comparación con el agua estándar.
Gravedad específica de las soluciones de glicol
Para compensar una mezcla de agua/glicol, la ecuación anterior para GPM requiere dos datos adicionales. Lo primero que necesitará es la gravedad específica de la mezcla de agua/glicol en los porcentajes de mezcla. Esto se puede obtener de la tabla de gravedad específica de las soluciones de glicol. En los sistemas hidrónicos de América del Norte, lo típico es 50/50 % de agua/glicol. La mayoría de los fabricantes han clasificado sus equipos con límites de mezcla similares.
| Gravedad específica- SG – | Ethylene Glycol Solution (% by volume) | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Temperature (ºF) | 25 | 30 | 40 | 50 | 60 | 65 | 100 |
| -40 | 1) | 1) | 1) | 1) | 1.12 | 1.13 | 1) |
| 0 | 1) | 1) | 1.08 | 1.10 | 1.11 | 1.12 | 1.16 |
| 40 | 1.048 | 1.057 | 1.07 | 1.088 | 1.1 | 1.11 | 1.145 |
| 80 | 1.04 | 1.048 | 1.06 | 1.077 | 1.09 | 1.095 | 1.13 |
| 120 | 1.03 | 1.038 | 1.05 | 1.064 | 1.077 | 1.82 | 1.115 |
| 160 | 1.018 | 1.025 | 1.038 | 1.05 | 1.062 | 1.068 | 1.049 |
| 200 | 1.005 | 1.013 | 1.026 | 1.038 | 1.049 | 1.054 | 1.084 |
| 240 | 2) | 2) | 2) | 2) | 2) | 2) | 1.067 |
| 280 | 2) | 2) | 2) | 2) | 2) | 2) | 1.05 |
- 1)Por debajo del punto de congelación
- 2)Por encima del punto de ebullición
Calor específico de las soluciones de glicol
También necesitará el calor específico de la mezcla de agua/glicol en los porcentajes de diseño para obtener el caudal nominal correcto. Esa información está disponible en el cuadro de calor específico de las soluciones de glicol a continuación.
| Specific Heat Capacity – cp – (Btu/lb.ºF) | Ethylene Glycol Solution (% by volume) | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Temperature (ºF) | 25 | 30 | 40 | 50 | 60 | 65 | 100 |
| -40 | 1) | 1) | 1) | 1) | 0,68 | 0.703 | 1) |
| 0 | 1) | 1) | 0.83 | 0.78 | 0.723 | 0.7 | 0.54 |
| 40 | 0.913 | 0.89 | 0.845 | 0.795 | 0.748 | 0.721 | 0.562 |
| 80 | 0.921 | 0.902 | 0.86 | 0.815 | 0.768 | 0.743 | 0.59 |
| 120 | 0.933 | 0.915 | 0.875 | 0.832 | 0.788 | 0.765 | 0.612 |
| 160 | 0.94 | 0.925 | 0.89 | 0.85 | 0.81 | 0.786 | 0.64 |
| 200 | 0.953 | 0.936 | 0.905 | 0.865 | 0.83 | 0.807 | 0.66 |
| 240 | 2) | 2) | 2) | 2) | 2) | 0.828 | 0.689 |
| 280 | 2) | 2) | 2) | 2) | 2) | 2) | 0.71 |
- 1)Por debajo del punto de congelación
- 2)Por encima del punto de ebullición
- 1 Btu/(lbmºF) = 4,186.8 J/(kgºK) = 1 kcal/(kgºC)
5. Calcule Cv usando la ecuación para válvulas de agua.
6. Determine number of ports (2-way or 3-way).
7. Determine required ANSI Pressure Class rating(125 or 250).
8. Determinar la característica de flujo requerida; normalmente igual porcentaje para aplicaciones de agua y lineal para aplicaciones de vapor.
9. Determinar los requisitos de ajuste:
- Bronze / Brass (usually for low ΔP water applications)
- Stainless Steel (usually for higher ΔP water applications and steam applications)
10. Determine type of packing, if applicable(Standard or High Temperature)
11. Determine type of mechanical connection to the piping system. (NPT-FxF, NPT – FxUM, Flanged, Sweat, etc.)
12. Para el actuador, determine los requisitos de posición normal y seguridad contra fallas.
- NO: normalmente abierto
- NC – Normalmente Cerrado
- SR – Retorno por resorte o a prueba de fallos
- NSR: retorno sin resorte o falla en el lugar
13. Determine type of actuator and control signal(2 position, floating, 0-10 vdc, etc.).
14. Determine si se requiere anulación manual.
15. Con base en todas estas entradas, seleccione un conjunto de válvula que se pueda pedir.
16. Check close off pressure(specified, or at least system differential pressure).
17. Calcule la caída de presión real según la válvula seleccionada usando la fórmula CV
18. Verifique el porcentaje de autoridad, donde: El porcentaje de autoridad debe estar entre 25% y 50%.
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