Calculadora de tamaño de bomba de piscina

Cada bomba de piscina debe satisfacer dos requisitos independientes: caudal en galones por minuto (GPM) y altura dinámica total (TDH) en pies. Los GPM están determinados por el volumen de su piscina y la tasa de rotación: la cantidad de horas en las que se debe hacer circular todo el volumen de agua una vez. Para una piscina residencial de 20 000 galones con una rotación de 8 horas, el GPM requerido es 20 000 ÷ (8 × 60) = 41,7 GPM. TDH es la resistencia hidráulica total que debe superar la bomba, medida en pies equivalentes de columna de agua. Incluye pérdidas por fricción en las tuberías de succión y retorno, pérdidas menores a través de codos y válvulas, y resistencia a través del filtro, calentador y clorador salino. Estos dos números (GPM y TDH) definen el punto de funcionamiento del sistema en una curva de rendimiento de la bomba. Una bomba debe entregar los GPM requeridos en o por encima del TDH requerido; Si no se cumple cualquiera de los límites, la piscina no girará correctamente independientemente de lo que diga la placa de identificación de la bomba.

La fricción de la tubería es el componente individual más grande de la TDH en la mayoría de las instalaciones de piscina residenciales, y escala bruscamente con el diámetro de la tubería y la tasa de flujo. La ecuación de Hazen-Williams muestra que la carga por fricción es proporcional al flujo elevado a la potencia 1.852 e inversamente proporcional al diámetro de la tubería elevado a la potencia 4.87. En términos prácticos, pasar de tubería de PVC de 1.5 pulgadas a 2 pulgadas con la misma longitud de recorrido y tasa de flujo reduce la carga por fricción en aproximadamente un 55%, lo que a menudo significa bajar de una bomba de 1.5 HP a una de 1 HP. Por el contrario, una piscina con plomería subdimensionada no se puede arreglar simplemente instalando una bomba más grande — una bomba más grande fuerza más flujo a través de la misma tubería, aumentando la velocidad y la carga por fricción de forma no lineal, lo que puede sacar el punto de operación de la curva de la bomba por completo. Si la TDH de tu sistema es excesivamente alta, la solución correcta suele ser actualizar la tubería antes que la bomba. Muchos problemas de bombas de piscina se rastrean a instalaciones originales que usaron plomería de 1.5 pulgadas para ahorrar en costos de material.

Las bombas de piscina de velocidad variable usan las leyes de afinidad de la bomba para brindar ahorros sustanciales de energía. Las leyes de afinidad establecen que la potencia de la bomba escala con el cubo de la velocidad del eje: operar al 75% de la velocidad máxima usa solo cerca del 42% de la potencia, y operar al 50% de la velocidad usa solo cerca del 12.5%. Por eso una bomba de velocidad variable programada para funcionar a baja velocidad durante la mayoría de sus horas de operación puede ahorrar $600–1,200 por año comparada con una bomba de una sola velocidad funcionando a toda potencia. Desde 2021, el Departamento de Energía de EE. UU. ha exigido que todos los motores de bomba de piscina con clasificación superior a 0.711 HP para piscinas enterradas cumplan con los estándares de eficiencia de velocidad variable, eliminando efectivamente las bombas de una sola velocidad para nuevas instalaciones en ese rango de tamaño. Más allá del ahorro de energía, las bombas de velocidad variable funcionan más silenciosamente a bajas velocidades, prolongan la vida del motor al reducir el ciclado térmico, y permiten una programación precisa del flujo para distintas características de la piscina como cascadas y chorros de spa que requieren diferentes tasas de flujo.

Muchos propietarios de piscinas se centran exclusivamente en el tamaño de las tuberías al calcular el TDH, pero las pérdidas de carga del equipo provenientes del filtro, el calentador y el clorador salino pueden representar entre el 20 y el 40 % de la carga total del sistema en una instalación totalmente equipada. Los filtros de arena generalmente agregan de 8 a 12 pies de altura cuando están limpios, y aumentan a 15 a 20 pies cuando el filtro está sucio y necesita retrolavado. Los filtros de tierra de diatomeas (DE) tienen rangos de pérdida de carga similares. Los filtros de cartucho tienen la pérdida de carga más baja cuando están limpios, pero pueden obstruirse rápidamente en piscinas con altas cargas de desechos. Los calentadores de bomba de calor y de gas añaden entre 4 y 8 pies de altura. Las celdas del clorador salino agregan de 2 a 5 pies dependiendo del caudal. Cuando todos estos se combinan en serie, una piscina con un filtro de arena, un calentador de gas y una celda de sal puede tener entre 20 y 35 pies de altura del equipo por sí sola antes de agregar fricción a la tubería. Esta es la razón por la que la selección del equipo es importante al dimensionar la bomba y por la que reemplazar o actualizar elementos individuales del equipo a veces puede reducir el TDH lo suficiente como para permitir una bomba más pequeña y más eficiente.

El lado de succión de la bomba — la línea desde el desagüe principal y los desnatadores hasta la entrada de la bomba — es la sección más crítica para dimensionar correctamente, y sin embargo a menudo se subdimensiona. La tubería de succión debe llevar todos los GPM requeridos a la entrada de la bomba a una velocidad lo suficientemente baja para evitar la cavitación. La mejor práctica de la industria de piscinas limita la velocidad de succión a 6 pies por segundo como máximo, con 4–5 ft/s preferidos para recorridos largos. Exceder esta velocidad crea condiciones de vacío en el impulsor de la bomba, formando burbujas de vapor que colapsan violentamente y erosionan la superficie del impulsor — esto es cavitación, y puede destruir una bomba en una o dos temporadas de operación. La cavitación suena como grava en la bomba y produce una operación ruidosa y errática. Para prevenirla, la línea de succión debe ser como mínimo del mismo diámetro que el puerto de succión de la bomba, y debe ser tan corta y recta como sea práctico, con codos de radio grande en lugar de conexiones agudas de 90 grados. Si experimentas ruido en la bomba o flujo deficiente a pesar de una bomba correctamente dimensionada, una línea de succión restringida o subdimensionada es la causa más probable.