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El medidor de caudal por efecto Vortex es un instrumento utilizado para medir el flujo de fluidos en tuberías. Se emplea con frecuencia en la medición del agua potable y del calor suministrado. Anteriormente, la precisión de estos medidores no era alta, pero los avances tecnológicos han permitido mejorar su fabricación e investigación y desarrollo. Con la aceleración del proceso de modernización de las ciudades, las empresas que utilizaban vapor para fines industriales o químicos fueron trasladadas fuera de las ciudades. En las ciudades del norte, solo quedan usuarios finales para fines residenciales, comerciales y de calefacción. Ellos utilizan el gas únicamente para calentarse en invierno; por lo tanto, las redes de calefacción por vapor pueden ser reemplazadas por sistemas de calefacción por agua caliente. 1. Ventajas y desventajas del medio de calefacción: En las redes de calefacción por vapor, existe una gran diferencia de temperatura entre el interior y el exterior de las tuberías. La transmisión de calor a largas distancias conlleva grandes pérdidas de presión. Se requiere un buen aislamiento térmico. Además, después de su uso, el agua caliente obtenida tiene un bajo grado de eficiencia. Los usuarios que necesitan calefacción deben utilizar unidades de intercambio de calor para convertir el vapor en agua caliente y distribuirla a cada usuario. Esto supone una pérdida de eficiencia energética. También hay costos relacionados con los equipos de intercambio de calor. Por supuesto, la energía generada por las centrales eléctricas se utiliza tanto para generar electricidad como para abastecer a las empresas que necesitan vapor. Esto es algo que el agua caliente no puede reemplazar. Las redes de suministro de agua caliente requieren dos tuberías, lo que aumenta los costos. Sin embargo, el agua caliente obtenida puede ser reutilizada. Por lo general, se utilizan calderas de agua caliente y grandes estaciones de intercambio de calor para suministrar este tipo de agua. La temperatura del agua caliente es baja, lo que reduce las pérdidas de calor. Puede suministrarse directamente a las viviendas, o bien mediante intercambio de agua. 2. Medición de la energía térmica del agua caliente: En las redes de tuberías de agua caliente, generalmente se utiliza la medición basada en la energía térmica; en algunos casos, también se emplea la medición basada en la masa. Cuando se utiliza la medición basada en la energía térmica, se aplica la fórmula: Q = M(C_entrada – C_salida). En la ecuación, Q representa la cantidad de calor; M, la masa del agua caliente. CEntrada es la temperatura del agua en la entrada, mientras que CSalida es la temperatura del agua en la salida. De la ecuación se puede deducir que la cantidad de calor suministrado depende de la masa del agua caliente y de las diferencias de temperatura en las entradas y salidas. Cuanto mayor sea la diferencia de temperatura entre las entradas y salidas, mayor será la cantidad de calor necesario para el proceso. 3. Sistema de medición de caloría (1) Medición con un solo medidor: se utiliza un medidor de caudal, dos resistencias de platino y un acumulador de caloría. Casos de uso: Los usuarios que consumen poca agua caliente no generan desperdicios de este tipo; la calidad del agua caliente suministrada es la misma tanto en la salida como en la entrada. Fórmula de cálculo: Q = M(CEntrada – CSalida). (2) Medición con dos medidores: se utilizan dos medidores de caudal, dos resistencias de platino y un acumulador de calor. Casos de uso: usuarios que consumen agua caliente, con calidad variable en la entrada y salida del agua para calefacción. Fórmula de cálculo: Q = MEntrada (CEntrada – CSalida). Donde M_in es el valor de masa medido por el medidor de caudal en la entrada de agua. Se calcula la cantidad de agua perdida mediante un medidor de acumulación de calor (M entrada – M salida). Para detectar las pérdidas de agua caliente y la compensación económica. 4. Aplicación de los medidores de caudal por efecto vórtice en la medición del agua caliente (1) Rango de medición: En comparación con el vapor, la densidad del agua caliente es mayor, lo que genera una fuerza mayor sobre el sensor. Esto provoca una amplitud de señal más alta. El rango de procesamiento de la señal es amplio; un buen sensor puede tener un rango de medición de 50 a 60:1. De este modo, se amplía el rango de medición y selección, lo que permite adaptarse a más usuarios que utilizan agua caliente. (2) El medio monofásico permanece invariable: en el caso del medio a base de vapor, debido a las diferentes temperaturas y distancias de transmisión, su estado puede ser vapor sobrecalentado, vapor saturado, vapor húmedo saturado, mezcla de vapor y agua, o simplemente agua. Los medidores de caudal son muy imprecisos en los tres últimos estados, mientras que para medir medios monofásicos a alta temperatura, el medidor de caudal por vórtices garantiza una mayor precisión. (3) Calibración y uso más cercanos: Para calibrar los medidores de caudal por efecto vórtice en vapor, generalmente se utiliza aire. Debido a que el medio utilizado para la calibración es diferente al utilizado en la medición real, existe una diferencia en las mediciones. Sin embargo, cuando se utiliza agua caliente o agua corriente como medio de calibración, el error entre la calibración y la medición real es menor. (4) Precisión en la medición del límite de caudal: En el caso de la medición del vapor, debido a las propiedades del propio medio y a las características de los equipos de intercambio térmico, la velocidad del vapor puede superar los 90 metros por segundo. Esto hace que el medidor de flujo por método de vórtices pierda los pulsos necesarios para una medición precisa. Al medir agua caliente, debido a las propiedades del medio y a las limitaciones del dispositivo, es difícil que la velocidad supere los 9 metros por segundo; esto también resuelve el problema de que el medidor de flujo por método de vórtices pierda pulsos cuando se alcanza ese límite. (5) Instalación del medidor de caudal por vórtices: A diferencia de la medición de vapor, al medir agua caliente, la instalación del medidor de caudal por vórtices debe garantizar que el tubo esté completamente lleno, sin aire. Cuando se instala en posición horizontal, debe hacerse en una zona más baja; en cambio, cuando se instala en posición vertical, es necesario asegurarse de que el agua caliente fluya de abajo hacia arriba. Si el tubo no está completamente lleno en la zona del medidor, la medición será imprecisa. (6) Factores que afectan la precisión del medidor de caudal por vórtices: A diferencia de la medición del vapor, dado que el coeficiente de compresibilidad del agua es muy bajo, factores como la presión, la temperatura y las propiedades del medio que influyen en la medición del vapor, tienen un efecto mínimo en la medición del agua caliente. No obstante, sigue siendo necesario prestar atención al impacto de las vibraciones en el medidor de caudal por vórtices. (7) Pérdidas: La red de suministro de agua controla principalmente la cantidad de agua que se pierde; este es un indicador importante de las pérdidas. La cantidad de agua que se reabastece permite determinar el grado de estas pérdidas. Es necesario evitar fugas en las redes propias, así como controlar el uso no relacionado con la calefacción por parte de los usuarios.