Las temperaturas inestables en las estancias reducen el confort y aumentan el desperdicio de energía. Un control deficiente de las zonas puede elevar los costes de funcionamiento. Los actuadores térmicos constituyen una forma eficaz de regular el caudal de agua en los sistemas de climatización.
Los actuadores térmicos controlan la temperatura ambiente abriendo o cerrando las válvulas del sistema de climatización según las señales del termostato. Cuando la temperatura se desvía del punto de consigna, el actuador ajusta el caudal de agua de calefacción o refrigeración. Esto permite el control automático por zonas, ayuda a mantener temperaturas interiores estables y puede reducir el consumo innecesario de energía en los sistemas de climatización hidrónicos.
Para utilizar los actuadores térmicos de forma eficaz, es importante comprender cómo funcionan, en qué aplicaciones se emplean y cómo seleccionarlos.
¿Qué es un actuador térmico?
A actuador térmico, también conocido como un actuador electrotérmico, es un dispositivo de accionamiento eléctrico que se utiliza para controlar las válvulas en los sistemas de calefacción y refrigeración.
Se suele instalar en:
- Válvulas de radiador
- Colectores de calefacción por suelo radiante
- Válvulas para fan coils
- Válvulas de zona hidrónicas
- Circuitos de distribución de calefacción y refrigeración
En el interior del actuador, un elemento calefactor eléctrico calienta un material de expansión. A medida que el material se calienta, se expande y genera un movimiento mecánico.
Este movimiento empuja o libera el vástago de la válvula, modificando el caudal de agua que circula por el circuito de climatización.
Cuando se corta el suministro eléctrico, el actuador se enfría y vuelve gradualmente a su posición original.
Dado que los actuadores térmicos funcionan mediante una expansión térmica gradual, en lugar de mediante un motor de alta velocidad, resultan especialmente adecuados para aplicaciones en las que los cambios de temperatura se producen de forma relativamente lenta.
¿Cómo controlan los actuadores térmicos la temperatura ambiente?
Un actuador térmico no suele medir directamente la temperatura ambiente.
En cambio, funciona junto con un termostato de ambiente, sensor de temperatura, controlador de zona o sistema de gestión de edificios.
Una secuencia de control típica consta de cuatro pasos:
- El termostato mide la temperatura ambiente.
- El regulador compara la temperatura con el valor de consigna.
- El termostato envía una señal al actuador térmico.
- El actuador abre o cierra la válvula para regular el caudal de agua.
Por ejemplo, si la temperatura de una habitación desciende por debajo de la temperatura requerida, el termostato puede activar el circuito de calefacción.
A continuación, el actuador abre la válvula correspondiente, lo que permite que el agua caliente circule por el radiador, el circuito de calefacción por suelo radiante o el fan coil.
Cuando la temperatura de la habitación se acerca a la temperatura deseada, el regulador modifica la señal y reduce o detiene el caudal de agua.
Este proceso permite que cada habitación o zona reciba calefacción o refrigeración en función de la demanda real.
¿Por qué utilizar actuadores térmicos para el control de la temperatura ambiente?
Los actuadores térmicos se utilizan ampliamente porque permiten control individual por zonas.
Las distintas zonas de un edificio comercial o industrial pueden tener necesidades de calefacción y refrigeración muy diferentes.
La demanda de temperatura puede variar debido a:
- Número de ocupantes
- Aporte de calor solar
- Funcionamiento de los equipos
- Orientación del edificio
- Tamaño de la habitación
- Horarios de trabajo
- Condiciones de aislamiento
Sin control por zonas, un único ajuste del sistema de climatización puede hacer que algunas habitaciones se calienten demasiado, mientras que otras sigan estando demasiado frías.
Los actuadores térmicos permiten que las distintas zonas respondan de forma independiente a sus propias necesidades de temperatura.
Una temperatura interior más estable
Al regular el caudal de agua en función de la demanda del termostato, los actuadores térmicos ayudan a mantener las temperaturas más cercanas al punto de consigna requerido.
Mayor eficiencia energética
Cuando una estancia alcanza la temperatura deseada, el actuador puede limitar el caudal de agua de calefacción o refrigeración que no sea necesario.
Esto puede reducir el desperdicio de energía y mejorar la eficiencia operativa general del sistema de climatización.
Control independiente por zonas
Cada oficina, sala de reuniones, zona de producción o área del edificio puede funcionar según su propia configuración de temperatura.
Funcionamiento automático
Una vez integrados con termostatos o controladores, los actuadores térmicos pueden funcionar automáticamente sin necesidad de un ajuste manual continuo.
Actuadores térmicos «normalmente cerrados» frente a «normalmente abiertos»
Los actuadores térmicos suelen estar disponibles en normalmente cerrado (NC) y normalmente abierto (NO) versiones.
| Tipo | Posición predeterminada | Comportamiento típico |
|---|---|---|
| Normalmente cerrado (NC) | La válvula permanece cerrada al no haber suministro eléctrico | La alimentación eléctrica activa el actuador para abrir o regular la válvula |
| Normalmente abierto (NO) | La válvula permanece abierta aunque no haya corriente eléctrica | La alimentación eléctrica activa el actuador para cerrar o regular la válvula |
La opción correcta depende de la estrategia de control del sistema de climatización.
Los ingenieros deberían tener en cuenta lo siguiente:
- Posición requerida de la válvula en caso de corte de corriente
- Diseño de sistemas de calefacción o refrigeración
- Requisitos de seguridad
- Estrategia de gestión energética
- Compatibilidad con mandos
- Condiciones de funcionamiento del edificio
Ninguna de las dos configuraciones es automáticamente mejor para todas las aplicaciones.
¿Qué hay que tener en cuenta a la hora de elegir un actuador térmico?
Para seleccionar el actuador adecuado no basta con elegir la tensión de funcionamiento.
Hay que comprobar varios factores técnicos.
1. Compatibilidad de las válvulas
El actuador debe ser compatible con la conexión de la válvula y con sus características de funcionamiento.
Entre los parámetros importantes se incluyen:
- Tamaño de la conexión
- Dimensiones del vástago de la válvula
- Carrera necesaria
- Fuerza de cierre
- Método de montaje
2. Tensión de funcionamiento
Los actuadores térmicos habituales pueden funcionar con tensiones como, por ejemplo:
- 24 V
- 230 V
La tensión del actuador debe ser compatible con el termostato, el controlador y el diseño eléctrico.
3. Normalmente abierto o normalmente cerrado
El modo de funcionamiento seleccionado debe corresponder al comportamiento requerido del sistema tanto durante el funcionamiento normal como en caso de corte de suministro eléctrico.
4. Tiempo de respuesta
Los actuadores térmicos no suelen abrirse ni cerrarse al instante.
El material de expansión interna necesita tiempo para calentarse y enfriarse, por lo que hay que tener en cuenta el tiempo de respuesta a la hora de diseñar la secuencia de control.
5. Integración de sistemas de control
El actuador debe ser compatible con el sistema de control previsto, incluyendo:
- Termostatos de ambiente
- Controladores de zona
- Sistemas de gestión de edificios
- Controladores centrales de climatización
- Sistemas de monitorización remota
¿Pueden funcionar los actuadores térmicos con un BMS?
Sí.
Los actuadores térmicos pueden integrarse en un sistema más amplio Sistema de gestión de edificios (BMS) mediante termostatos, reguladores y módulos de control compatibles.
Un sistema de gestión de edificios (BMS) puede coordinar varias zonas y supervisar factores como:
- Temperatura ambiente
- Demanda de calefacción
- Demanda de refrigeración
- Estado de la válvula
- Horarios de funcionamiento
- Consumo energético
Esto resulta especialmente útil en edificios comerciales e industriales con numerosos espacios controlados de forma independiente.
Jinyi HVAC ofrece soluciones de climatización para el sector industrial y comercial que pueden incluir diseños de sistemas a medida, gestión por zonas, integración con sistemas de gestión de edificios (BMS), controles inteligentes y supervisión remota, según los requisitos de cada proyecto.
¿En qué aplicaciones se suelen utilizar los actuadores térmicos?
Los actuadores térmicos son adecuados para numerosas aplicaciones de calefacción y refrigeración hidrónicas, entre las que se incluyen:
- Edificios de oficinas
- Complejos comerciales
- Hoteles
- Instalaciones industriales
- Almacenes
- Edificios residenciales
- Calefacción por suelo radiante
- Sistemas de fan coil
- Redes de calefacción por zonas
Su idoneidad depende del diseño de la válvula, los requisitos de respuesta, la estrategia de control y la configuración general del sistema de climatización.
¿Son los actuadores térmicos adecuados para todas las aplicaciones de climatización?
No necesariamente.
Los actuadores térmicos resultan muy prácticos para el control de la temperatura de las estancias y de las zonas, pero algunas aplicaciones pueden requerir un posicionamiento de la válvula más rápido o más preciso.
Las tecnologías alternativas de accionamiento pueden resultar más adecuadas cuando un sistema requiere:
- Movimiento muy rápido de la válvula
- Posicionamiento proporcional continuo
- Elevada fuerza de accionamiento
- Modulación compleja
- Control industrial especializado
Por lo tanto, la selección del actuador debe basarse en el sistema completo de climatización y no únicamente en la válvula.
Las características de las válvulas, la lógica de control, los requisitos de caudal de agua, las especificaciones eléctricas, la precisión del control de temperatura y las condiciones de funcionamiento del sistema deben evaluarse en su conjunto.
Conclusión
Los actuadores térmicos garantizan un control fiable de la temperatura por zonas mediante la regulación del caudal de agua del sistema de climatización, lo que contribuye a mejorar el confort interior, la eficiencia del sistema y el funcionamiento automatizado.
