Nadie los Puede Igualar… Cómo SubDrive y MonoDrive Miden la Presión de Agua

Datos de Aplicación/Instalación (Franklin AID), para el Instalador-Perforador Profesional…
Vol. 24, No. 2, Marzo/Abril 2007

Los controladores de presión constante SubDrive y MonoDrive de Franklin Electric, cubren el rango de los motores entre ½ y 5 caballos de fuerza, pero todos ellos usan el mismo componente para medir la presión de agua. Nosotros lo llamamos el sensor de presión SubDrive / Mono Drive. En este volumen de Franklin AID, le explicaremos cómo trabaja este robusto dispositivo.

Fam Drives

Para empezar, el sensor de presión SubDrive / Mono Drive es de hecho un switch. Esto es, está abierto o cerrado, como un switch de presión estándar en un sistema de agua convencional. Incluso, tal como un switch de presión estándar, este usa una conexión estándar NPT de ¼ de pulgada. Sin embargo, aquí terminan las similitudes, ya que el sensor de presión SubDrive / Mono Drive es distinto en los siguientes aspectos:

  • Bajo Voltaje / Bajo Amperaje – Un switch de presión convencional opera con voltaje de línea generalmente a 120V ó 240V. El sensor de presión SubDrive / Mono Drive opera a menos de 5V y con sólo un poco de miliamperes (un miliampere es igual a una milésima de Ampere). Esto significa que conforme abre y cierra, no habrá suficiente voltaje o corriente para crear arcos voltaicos. Lo que quiere decir que nunca habrá corrosión o daño en los contactores.
  • Sensibilidad – Un switch de presión convencional generalmente opera con cambios de 20 psi. Esto es, 30 a 50 psi, 40 a 60 psi, etc. El sensor usado en SubDrive / Mono Drive es mucho más sensible ya que abre y cierra con fluctuaciones de presión menores de ½ psi.
  • Ciclo de Trabajo – El sensor de presión SubDrive / Mono Drive está diseñado para literalmente millones y millones de ciclos. De hecho, nunca hemos sido capaces de desgastar uno durante las pruebas de ciclo de vida en nuestro laboratorio.
  • Desempeño comprobado – El sensor de presión SubDrive / Mono Drive no es exclusivo para Franklin Electric ni incluso para sistemas de agua. Este mismo tipo de sensor es utilizado en una amplia variedad de aplicaciones comerciales, automotrices e industriales.

Es importante recordar que el sensor de presión SubDrive / Mono Drive no es un transductor de presión. Los transductores de presión trabajan completamente diferente, y son bastante complejos. Estos convierten la presión en una señal eléctrica. Uno de los tipos más comunes de transductores de presión convierten la presión a una corriente eléctrica entre 4 y 20 miliamperes. A mayor presión, mayor cantidad de corriente es entregada por el transductor al controlador. El controlador puede entonces interpretar este valor y ajustar la velocidad del variador de frecuencia (VFD) para mantener una presión constante.

¿Qué es Presión Constante?

Una de las recientes historias exitosas sobre productos en la industria de los sistemas de agua ha sido la aparición de variadores de velocidad, productos para presión constante. Además de eliminar los ciclos de presión inestables asociados con los sistemas convencionales, estos productos ofrecen un amplio rango de beneficios como:

  • Diseño de rociado consistente para aspersores
  • Ciclos de trabajo de electrodomésticos más cortos (lavadora, lavavajillas, etc.)
  • Tratamientos de agua más eficientes
  • Protección en sitio para su sistema de bombeo

Los variadores de velocidad de Franklin Electric; productos para presión constante, son llamados SubDrive / MonoDrive. Ambos trabajan de la misma manera. Esto es, usan un dispositivo variador de frecuencia (VFD) para ajustar continuamente la velocidad de la bomba y motor manteniendo la presión constante y estable. Incluso ambos utilizan fuente de energía monofásica. La diferencia entre SubDrive y MonoDrive es que SubDrive es para motores trifásicos y MonoDrive para monofásicos de tres hilos. Esto hace al MonoDrive perfecto para modernizar instalaciones de motores monofásicos de 3-hilos, permitiendo a los profesionales en sistemas de agua, actualizar los componentes externos del sistema de bombeo (sistema de presión constante) en una instalación existente sin tener que sacar la bomba.

¿Entonces, como funciona?

El sensor de presión SubDrive / MonoDrive trabaja justo como un switch de presión en un sistema de agua estándar en un aspecto más: está equipado con un resorte para la posición de normalmente cerrado, y se abre por la presión del agua, abriendo el circuito.

Sensor de Presion

El secreto está en el software del controlador SubDrive / MonoDrive. Varias veces por segundo, el controlador “observa” si el switch está abierto o cerrado. Si el switch está cerrado, el controlador interpreta que se requiere mayor presión. Entonces se intensifica un poco la velocidad del motor y la bomba, para luego “observar” otra vez. Si el switch aún está cerrado, el controlador incrementa la velocidad del motor un poco más. En algún punto, el incremento de las RPM del motor incrementará la presión del agua suficientemente para abrir el switch. Cuando esto suceda, el proceso se revierte a sí mismo. El controlador continuará ajustando la velocidad del motor en forma decreciente hasta que el switch se cierre. El resultado es que el sistema estará haciendo pequeños ajustes constantemente en base a si el sensor de presión se encuentra abierto o cerrado. Es importante notar que este proceso es transparente para el usuario. Esto ya que el controlador está monitoreando el sensor constantemente, pero haciendo sólo pequeños ajustes en las RPM del motor y la bomba. En otras palabras, SubDrive / MonoDrive está ajustando la velocidad ligeramente de forma constante, incluso bajo una condición de flujo estable. Sin embargo, estos cambios en la velocidad no generan un cambio de presión suficiente para ser percibido por el usuario final. Recuerde que el switch tiene una sensibilidad de ½ psi o mayor.

En resumen, el controlador “observa” si el sensor de presión está abierto o cerrado para tomar la decisión de incrementar o disminuir la velocidad del motor. Así de simple.

Ajustando la Presión

Todos los sistemas SubDrive / MonoDrive vienen calibrados de fábrica a 50 psi. Cada sistema viene con una llave hexagonal (Allen) para hacer ajustes a la presión preestablecida. Primero, remueva la protección de caucho del sensor e inserte la llave en la cabeza hexagonal interior. (Por cierto, esto mantiene el ajuste de presión fuera del alcance del usuario). Cada ¼ de giro en el sensor resultará en un cambio de presión de 3 psi. Gire la cabeza hexagonal en el sentido de las manecillas del reloj para incrementar la presión, y en contra de las manecillas del reloj para disminuirla.

Sensor de pres

Una observación más: El SubDrive300 posee 2 sensores de presión. El primero no es diferente a los sensores en los demás productos variadores de velocidad de Franklin Electric. Sin embargo, ya que el SubDrive300 es un sistema de 5Hp, un segundo sensor de presión debe ser instalado para afrontar situaciones potenciales de muy alta presión. Este sensor está calibrado de fábrica a 100 psi y no puede ser ajustado, si la presión del sistema sobrepasa lo anterior, este switch se abre apagando el SubDrive300.

Solución de Problemas

Debido a que el sistema de monitoreo y ajuste de presión SubDrive / MonoDrive es muy simple, la solución de fallas se facilita. Como se mencionó anteriormente, el sensor de presión es normalmente cerrado. De esta manera, una forma rápida para determinar si el problema está en el drive o en el sensor de presión es uniendo las terminales del sensor momentáneamente. El Controlador SubDrive / MonoDrive deberá interpretar esto como una necesidad de operar y desarrollar presión. Si el drive trabaja, el problema estará probablemente en el sensor. Para verificar la condición del sensor, desconéctelo, y coloque un ohmmímetro en las conexiones. Este deberá leer un circuito cerrado o 0 ohms. Si este lee “abierto”, esto indicará una falla en el switch y deberá ser reemplazado.

En síntesis, todos los productos SubDrive y MonoDrive de Franklin Electric usan el mismo sensor de presión. Este es un switch bastante sensible, robusto, que trabaja a bajo voltaje y resiste millones de ciclos; se abre y cierra en respuesta a pequeños cambios en la presión del agua, y el controlador ajusta la velocidad correspondientemente.

Como en la mayoría de los casos, la forma más simple de hacer las cosas es la mejor. En el caso de controladores de presión constante, SubDrive y MonoDrive demuestran esta afirmación una vez más.