Sensores de flujo ultrasónicos para la industria de la calefacción – Allengra
July 1, 2017, 8 minute read
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El principio ultrasónico en sensores de flujo se ha utilizado durante décadas en la industria de la calefacción. Debido al alto precio unitario de estos sensores, esta tecnología no fue rentable durante mucho tiempo para los productos de consumo masivo en el sector de la calefacción. Ahora, una start‑up altamente especializada ha cambiado eso.
Allengra GmbH es una empresa innovadora en el campo de los instrumentos de alta precisión. Desde su fundación en 2005 por el ingeniero Dipl.-Ing. Raul Junker, la empresa es líder en tecnología de medidores de flujo ultrasónicos. Con sede en Ravenstein, cerca del centro económico de Heilbronn, Allengra GmbH se ha especializado en la producción de sensores de flujo ultrasónicos confiables y de alta calidad.
Estos sensores son esenciales en muchas industrias, desde la farmacéutica hasta la petroquímica, asegurando que la experiencia de Allengra contribuya significativamente a la eficiencia operativa y al éxito de su diversa clientela.
En el año 2000, cuando Raul Junker contactó a un fabricante de chips sensores en Karlsruhe-Stutensee en nombre de un conocido fabricante alemán de contadores de agua, quedó claro que el mercado debía cambiar. Aunque los contadores mecánicos todavía se usan mucho, la medición de flujo ultrasónica ofrece cada vez más ventajas. Al no ser invasiva, esta tecnología es ideal para medir volúmenes consumidos o para optimizar procesos mediante la automatización, especialmente en calefacción e industria.
Los sensores ultrasónicos no tienen partes móviles. Por lo tanto, no hay desgaste y la precisión de medición se mantiene constante durante una vida útil prolongada. Sin embargo, a principios de los 2000, el costo de producción de los contadores mecánicos era más bajo que el de los sensores ultrasónicos.
En 2005, Junker fundó Allengra con el objetivo de desarrollar una alternativa económica al contador mecánico. Ya tenía una idea clara de la hidráulica e incluso esbozó un diseño en una servilleta durante una reunión. El director general de entonces, Andreas Larsch, quedó tan convencido que puso todos los recursos de su empresa para construir un prototipo funcional en cuestión de semanas.
Al mismo tiempo, la empresa global Viessmann buscaba un sensor de flujo volumétrico para sus calderas murales premium a gas. Viessmann eligió colaborar con Allengra debido a las claras ventajas de la tecnología ultrasónica y el diseño compacto del sensor.
El chip Time‑to‑Digital de alta precisión, el corazón del sensor, era ideal para esta aplicación. Con el apoyo del fabricante de chips, Allengra completó el diseño y la electrónica en muy poco tiempo. El desarrollo comenzó en verano de 2010 y en 2011 Allengra entregó sensores de flujo en serie a Viessmann.
Impulsada por nuevas generaciones de chips y el éxito con Viessmann, Allengra pronto amplió las funciones de sus sensores. En 2013, otro cliente del sector calefacción quería combinar la medición de presión y flujo. Allengra comenzó un nuevo desarrollo OEM y, desde 2016, suministra sensores integrados en módulos hidráulicos compactos.
Además del flujo y la presión, este sensor también mide la temperatura y la diferencia de temperatura (ida/retorno) en un solo módulo.
Las ventajas son claras:
La medición ultrasónica también es ideal para el equilibrado hidráulico, una aplicación importante en calefacción. Allengra ha estado usando con éxito estos sensores durante años en los sistemas de radiadores “Vitoflow” de Viessmann.
El sensor, ya sea en la caldera o en un kit de medición, permite determinar la resistencia del circuito de calefacción y calcular los ajustes de las válvulas termostáticas, que luego son transmitidos al instalador. La integración de sensores ultrasónicos en el distribuidor de calefacción permite medir también en sistemas de suelo radiante. Junto con una válvula de regulación, se puede lograr un equilibrio hidráulico constante.
Así se pueden coordinar todos los circuitos y responder fácilmente a cambios en la demanda térmica. Esto permite que la bomba funcione al mínimo, ahorrando energía.
Desde que el equilibrado hidráulico es obligatorio para nuevas instalaciones, ampliaciones o modificaciones, Allengra ya ha ayudado a lograr ahorros de energía de hasta un 15 %.
Las interfaces integradas y funciones ampliadas abren nuevas posibilidades. La gran ventaja de esta solución es su mayor robustez y precisión. En 2015, Allengra desarrolló una versión compacta y económica para instalaciones de calefacción, industria y sistemas de dosificación, para todos los líquidos similares al agua, con o sin aditivos.
Allengra identificó los componentes esenciales: presión de tubería, diferencial, estática, temperatura, flujo/volumen, más un actuador y una válvula de regulación. Esto dio lugar al concepto de Smart Valve.
En 2015, Allengra diseñó un sistema compacto y simple, combinando un actuador probado con una válvula cerámica. Clientes existentes participaron en el desarrollo. Tras tres años de pruebas, se presentó la Smart Valve en ISH 2017 en Fráncfort.
«La Smart Valve ofrece muchas ventajas. Tiene una sola placa electrónica con todas las interfaces necesarias, un solo cable y una carcasa que alberga cinco sensores en un espacio reducido, sin puntos de sellado adicionales para el OEM. Hace unos años, esto era impensable.» – Raul Junker, fundador y propietario de Allengra GmbH.
Para la Smart Valve, Allengra también invirtió en una línea de prototipos con tecnología cerámica que ofrece alto sellado y bajo par de torsión. Los actuadores fueron desarrollados y probados con un diseñador de engranajes experimentado. Para cumplir con los requisitos mecánicos y de fabricación, Allengra adquirió un nuevo centro de fresado con conexión CAD/CAM directa y expandió su parque de maquinaria con varias máquinas de moldeo por inyección.
La válvula ultrasónica cubre un rango de temperatura de 5–100 °C y presiones de 0–6 bar. Puede comunicarse vía UART, PWM, salida de pulsos, etc. Funciona con batería de litio de larga duración y está hecha casi completamente de plástico (latón si se requiere). Al no tener partes móviles, las partículas en suspensión, arena o suciedad no afectan su precisión.
Esto la hace ideal para la industria alimentaria, ya que no tiene espacios muertos y cumple con los requisitos higiénicos. Allengra planea desarrollar próximamente una versión para gas y aire, basada en el mismo principio.
La sinergia entre nuestros clientes innovadores, socios y nuestro equipo ha hecho posible este logro.
Con la inauguración de nuestra nueva planta de producción en 2017, podemos decir con orgullo que la Smart Valve está lista para la producción en serie.
