Válvula de controle bidirecional: princípio de operação, tipos

Em sistemas de aquecimento, onde aquecedores e resfriadores são usados ​​nos nós da tubulação, há um tipo característico de conexões - uma válvula de duas vias. O dispositivo regula de forma rápida e precisa os volumes de abastecimento e retirada de água. É procurado em sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado. Hoje em dia, as válvulas bidirecionais equipadas com atuador elétrico, comandadas por sensores especiais, são muito procuradas. Esses são dispositivos confiáveis ​​e fáceis de instalar, cujas características e diferenças de design aprenderemos a seguir.

Válvula de duas vias

Objetivo e design

O equipamento clássico do aparelho é o seguinte:

• válvula termostática;
• cabeça térmica com sensor remoto;
• válvula de cabeça térmica;
• limitar o sensor levando em consideração a temperatura;
• metro;
• Bomba de circulação;
• filtro de água;
• válvula de retenção.

Dispositivos de ajuste bidirecionais são usados ​​em todos os lugares, mas depende muito do material de que são feitos. Considerando as características do projeto, iremos imediatamente fazer uma reserva de que as válvulas estão disponíveis com um ou dois assentos. Usando o segundo tipo, os fluxos do meio de trabalho são regulados e desligados, e quedas de pressão significativas são permitidas, as quais uma válvula de sede única não pode lidar. A válvula em si parece uma peça separada com um acionamento mecânico ou eletrônico. Acontece que não é fornecida uma fonte adicional de energia, portanto ela é instalada após a instalação do dispositivo.

Vantagens de uma válvula bidirecional:

• construção simples;
• fácil de instalar;
• não requer envolvimento humano para um trabalho eficaz;
• sustentável;
• de confiança;
• serve por muito tempo;
• selado;
• caracterizado pela baixa resistência hidráulica;
• acessível.

Prestando atenção ao design do elemento, parece que é semelhante a uma válvula padrão, mas os mecanismos são significativamente diferentes. Por exemplo, o obturador principal de uma válvula é uma haste ou esfera. Ou seja, a haste, que está na posição horizontal ou vertical, ou uma bola girada em torno de seu eixo em 90 graus, é responsável por limitar o fluxo de água. O dispositivo funciona de acordo com um esquema simples - um orifício especial se abre e o líquido é transportado por ele. Para que esses elementos estruturais funcionem, um atuador é conectado à válvula, o que requer eletricidade ou ar comprimido. O próprio drive é combinado com dispositivos separados que levam em consideração a pressão do sistema, temperatura e outras características.

Projeto de válvula

Como escolher e aplicar uma válvula de três vias

A válvula de três vias deve ser selecionada corretamente para sua capacidade. Ele também deve ter o diâmetro de rosca correto (1/2 ou 3/4 pol.) E alinhar corretamente com a cabeça térmica ou servo.

Existem opções de design para a válvula com um sensor de temperatura embutido, portanto, não precisa de uma cabeça térmica.

Nas listas de equipamentos das empresas você encontra uma grande quantidade de aparelhos desse tipo, a partir de tudo isso você tem que escolher o que precisa, o que nem sempre é fácil. Em muitos aspectos, especialistas bem informados da organização comercial ajudarão a fazer a escolha certa. Mas você não deve confiar apenas na opinião deles, é melhor descobrir o problema sozinho.

Misturar e separar válvulas de três vias

A válvula de três vias é uma unidade para misturar (dividir) fluxos líquidos com três conexões. As setas no corpo da válvula indicam a função que ela executa. Por exemplo, o dispositivo mistura 2 fluxos em proporções diferentes dependendo da posição da válvula poppet.

Na primeira posição extrema, apenas o primeiro fluxo entrará na saída, no outro extremo - apenas o segundo fluxo, na posição intermediária os fluxos se misturarão em proporções iguais, por exemplo.

• Se forem fornecidos líquidos com temperaturas diferentes, então usando a válvula é possível regular a temperatura do líquido na saída, obtida a partir da mistura das duas correntes.

A válvula de separação irá dividir os fluxos em 2 direções, misturando o refrigerante em uma proporção ou outra em diferentes ramos. A sua aplicação é exatamente igual à da válvula misturadora, apenas a instalação ao longo dos ramos é espelhada.

• Com base em ambas as válvulas, é possível criar unidades de controle de temperatura em redes de aquecimento. Neste caso, a temperatura de saída pode ser ajustada por um sensor de temperatura embutido ou a válvula pode ser controlada por uma cabeça térmica com um sensor de temperatura remoto.

Projetos de válvula de três vias

As válvulas globo são mais comumente usadas, nas quais a sede se move em uma haste com mola e fecha as entradas. Este é um projeto comum usado com cabeças térmicas de ação push.

Outra opção é um interruptor de esfera rotativa. A comutação entre os fluxos ocorre quando o regulador é ligado, o que geralmente é feito por um comando de acionamento do servo a partir de um sensor de temperatura. Esse sistema é mais caro e volátil.

Diagrama de aplicação de válvula de três vias

Um diagrama de conexão típico para uma válvula de três vias, para proteger o trocador de calor de uma caldeira de combustível sólido do retorno frio. O refrigerante é misturado do fornecimento ao retorno em um pequeno círculo. O objetivo é manter sempre mais de 55 graus no retorno, para que não ocorra a condensação do vapor d'água no trocador de calor e, consequentemente, para que não haja poluição significativa e corrosão ácida.

O sensor de fole da cabeça térmica é instalado na linha de retorno e dá um comando à cabeça térmica sobre o grau de pressão na haste da válvula misturadora de três vias. A pré-abertura é ajustada girando a configuração.

Onde mais as válvulas de 3 vias são usadas?

As aplicações típicas para controlar a temperatura do meio de aquecimento com válvulas de três vias são as seguintes.

• Ajuste da temperatura do agente de aquecimento fornecido do tanque tampão. Um acumulador de calor carregado pode conter líquido muito quente que não é necessário na casa. Portanto, a válvula mistura o fluxo de retorno frio no fluxo de abastecimento de acordo com as configurações dos proprietários.

• Manter a temperatura do refrigerante nos circuitos de aquecimento por piso radiante. Para operação normal de piso radiante, a temperatura de alimentação não deve exceder 55 graus. As caldeiras da rede de radiadores costumam render mais. Na maioria dos esquemas de piso radiante, são instaladas unidades de bombeamento e mistura que mantêm uma temperatura estável com quedas de pressão e taxas de fluxo de refrigerante.

• Em esquemas de aquecimento complexos, onde após o equalizador de pressão (buffers, setas hidráulicas, anéis), circuitos com diferentes requisitos de temperatura são conectados. É mais seguro fazer o ajuste não reduzindo o fluxo ao longo do circuito, mas por uma unidade de mistura baseada em uma válvula de três vias.

Em vez de uma válvula de três vias, em muitos esquemas, uma válvula de duas vias pode ser usada, que regula a quantidade de fluxo, que será então misturada no T para o fluxo principal. Mas essas unidades requerem uma pressão estável, bem como um cálculo especial, portanto, uma válvula bidirecional pode ser encontrada em unidades de bombeamento e mistura de fábrica.

Às vezes, apenas uma temperatura de saída fixa é necessária. Uma válvula com dispositivo termostático é mais barata ...

Como escolher uma válvula de três vias de acordo com a capacidade

A principal característica de uma válvula de três vias é a capacidade nominal, designada como Kvs, m³ / h. É indicada na condição de diferença de pressão nas conexões das válvulas de 1 bar.

Por exemplo, no catálogo (nas características) você pode encontrar Kvs = 2,5 em m³ / h, o que significa que a uma pressão de 1 bar, 2,5 metros cúbicos de refrigerante passarão por uma válvula totalmente aberta por hora. Mas como usar essa figura na vida real?

• Primeiro, precisamos saber quanto líquido precisamos para passar por essa válvula. Em segundo lugar, qual é a queda de pressão na válvula em nosso circuito?

A taxa de fluxo de líquido necessária Ktr, m3 / hora através da válvula para qualquer esquema não é difícil de calcular pela fórmula:

Cálculo da válvula de três vias

Ktr = 0,86 Q / ∆t, onde Q é a potência do ramal (carga de calor), para uma caldeira ou circuito de aquecimento de toda a casa, é tomada de acordo com a potência de geração de calor kW, ∆t é a diferença entre a oferta e temperaturas de retorno, geralmente 20 graus, e para um piso quente - 10 graus.

Então, para a tubulação de uma caldeira de 20 kW, os líquidos devem passar pela válvula no mínimo Ktr = 0,86 20/20 = 0,86 metros cúbicos / hora, com uma queda de pressão de 1 bar.

Mas nossa queda de pressão é muito menor - cerca de 0,2 bar. Nessa pressão, a vazão da válvula deve ser muito maior. Qual exatamente?

• A queda de pressão para qualquer circuito entre a alimentação e o retorno não excederá 0,2 bar, normalmente entre 0,1 e 0,2 bar.

Existe uma certa fórmula empírica a este respeito - a vazão da válvula em nosso circuito não deve ser inferior a

K = Ktr / √r, metros cúbicos / hora, K = 0,86 / √0,2 = 1,9 m³ / h.

Selecionamos uma válvula com uma característica mais alta: Kvs é maior que K, mas não muito, para não pagar a mais pelo volume da estrutura, Kvs = 2,5 m³ / h é adequado.

Selecionamos uma válvula misturadora de três vias com essa capacidade de um fabricante conhecido e acreditamos que ela nos fornece uma mistura normal em um circuito com uma potência de 20 kW.

Em geral, a seleção de cabeçotes térmicos, sua colocação, configuração do trabalho com a válvula de três ou duas vias selecionada não é uma tarefa fácil. Para iniciantes, é aconselhável consultar pelo menos um vendedor experiente com uma demonstração de instalação e instruções de uso, criando uma unidade de mistura e determinando se ela é adequada para um esquema específico. Além disso, se você planeja usar um acionamento elétrico. Ou resta confiar esse trabalho a um especialista.

Áreas de uso

Conforme observado acima, este tipo de válvula de controle é usado em sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado. Consideremos separadamente as características de seu uso em um circuito com "piso quente".

Se for instalada uma caldeira em casa, a sua função é aquecer a água e, via de regra, a sua temperatura é bastante elevada, adequada para radiadores (de +75 a +95 graus Celsius). Para o sistema de "piso aquecido", esse aquecimento não é necessário, pois as normas sanitárias regulam no máximo +35 graus Celsius. Essa figura é suficiente para andar confortavelmente no chão. Se a temperatura for mais alta, isso não só causará transtornos aos moradores, mas também prejudicará o acabamento do revestimento do piso. Por exemplo, piso de linóleo ou laminado é facilmente deformado.

O "piso quente" é montado sob a mesa, além disso, são usados ​​diferentes materiais de piso. Para isso, o refrigerante é aquecido a +50 graus Celsius. Quando o piso radiante está diretamente conectado a uma caldeira ou sistema de aquecimento centralizado, a temperatura resultante é muito alta. Para baixá-lo na entrada do circuito, é montada uma válvula misturadora para piso quente, com uma válvula de duas ou três vias já fornecida. Como o nome sugere, o objetivo de tais conexões é misturar a água quente e fria que circula ao longo do circuito. Ou seja, muda o processo de passagem do fluido - para o radiador, a água permanece quente, e o já misturado, com temperatura mais baixa, entra no piso quente.

Válvula instalada

Áreas de aplicação dos módulos de comunicação

O aparelho, que pode ser adquirido com lucro em nossa loja, pode ser utilizado na estrutura de controle de aquecimento para regular e otimizar o funcionamento dos sistemas de aquecimento de acordo com os dados dos sensores externos de tempo e sensores internos de temperatura.

O dispositivo é um elemento necessário ao conectar unidades de controle remoto ou monitores de ambiente para controlar um sistema de aquecimento multicircuito.

Serve para receber informações de sensores internos e externos de temperatura da água e do ar e para controlar direta ou indiretamente a temperatura no sistema de aquecimento, controlar o funcionamento de caldeiras ou bombas.

O módulo de comunicação também pode ser usado para controlar válvulas em vários setores.

De que materiais é feito?

Produtos de ferro fundido, latão e aço agora são comuns. Por exemplo, acessórios feitos de ferro fundido e aço são instalados em sistemas de dutos com grande fluxo de água ou vapor. Válvulas de latão são freqüentemente encontradas em sistemas de ventilação. Sua principal vantagem é o tamanho compacto, de modo que o elemento é montado mesmo em ambientes pequenos com consumo limitado de água.

Recomenda-se uma válvula de controle de aço ou ferro fundido. Os produtos siderúrgicos são amplamente difundidos, tão duráveis ​​quanto os de ferro fundido, mas muito mais baratos. Ao escolher um material, são levadas em consideração as características de pressão no sistema e as dimensões da própria válvula.

Válvula de aço

Vida útil de válvulas de três vias

Os fatores mais importantes que afetam a vida de um tripé:

1. O material de que é feito.
2. Conformidade com as condições de operação prescritas pelo fabricante - o regime de temperatura e a qualidade do refrigerante.
3. Intensidade de exploração.
4. Qualidade de instalação.

Em média, os fabricantes dão uma garantia para seus produtos na faixa de 5 a 7 anos, o que significa que uma válvula de três vias pode facilmente trabalhar 2 vezes mais. Mas a garantia para modelos de plástico não excede 1 ano.

Válvulas com sistema de controle manual sempre foram reconhecidas como as mais confiáveis. Os sensores eletrônicos e termostáticos falham muito mais rápido do que a própria válvula e requerem reparo ou substituição completa.

Tipos de válvulas de controle

Os acessórios diferem de várias maneiras.

Dependendo das características do projeto, 2 tipos são distinguidos:

• pass-through - neles os bicos têm localização oposta;
• angular - localizado em um ângulo de 90 graus.

Preste atenção em como a válvula é controlada.

De acordo com este parâmetro, 3 tipos são distinguidos:

• pneumático;
• hidráulico;
• equipado com um acionamento elétrico.

O dispositivo de acionamento elétrico é um motor elétrico de baixa potência ou solenóides de retração. Claro, existem produtos com controle manual, mas são mais difíceis de operar, pois não permitem a configuração dos parâmetros exatos. Os dispositivos operam em rede elétrica com corrente alternada de 220 V ou 24 V. constante

Certos nós de passagem operam de forma autônoma, sem fonte de alimentação. Essas válvulas são controladas e reguladas por meio de um diafragma e uma mola oposta a ela. Como feedback, um curso é usado, ao longo do qual o refrigerante se move - ele também direciona a membrana na direção certa.

O que a válvula bidirecional oferece:

• o consumo é regulado, os recursos (água) são distribuídos e economizados;
• consumo de calor mais econômico;
• equipamentos e redes são protegidos contra quedas de pressão;
• se usada corretamente, a válvula estenderá a vida útil do equipamento conectado e da própria rede.

Os dispositivos são fixados com flanges, roscados ou soldados.Uma das subespécies da conexão roscada é a montagem de pino, na qual a válvula é aparafusada em outro dispositivo. Quando a instalação é soldada, são usados ​​tubos ramificados especiais.

À parte, destacamos a válvula de controle remoto, que é a mais fácil de operar. Esses dispositivos são complementados por acionamentos elétricos ou consoles. São as salas de controle que recebem todas as características e parâmetros atuais do sistema. Diminui remotamente, aumenta a pressão ou sobrepõe certos ramos da rede de aquecimento.

Uma espécie de válvula bidirecional

Válvulas de controle giratório para vapor, gás com atuador elétrico

Em sortimento - válvula de controle com atuador elétrico Danfoss, representado por modelos de duas e três vias (o atuador de engrenagem é adquirido separadamente) e válvulas de fechamento e controle de um e dois lugares com um acionamento elétrico Broen. As válvulas são utilizadas em pontos de aquecimento central e individual, fornecem sistemas de ventilação para estufas, em sistemas de abastecimento de água e outras áreas da economia como dispositivo de fecho ou para automatizar a regulação de processos tecnológicos. O projeto da válvula de controle de vapor é executado de acordo com os regulamentos. As válvulas são usadas com atuadores elétricos, termostatos, atuadores pneumáticos, reguladores de pressão diferencial, que podem ser adquiridos separadamente. Aqui você encontra acessórios para a instalação e garantia do bom funcionamento das válvulas.

Diagrama de ligação

Para pisos aquecidos com água, a válvula é mais frequentemente instalada em paralelo. Para a sua implementação, devem ser utilizados 2 ou 3 circuitos de aquecimento com portador de calor circulante. O abastecimento de água e a pressão são regulados por uma ou mais válvulas instaladas em paralelo. Ao misturar o refrigerante em paralelo, as linhas de piso radiante devem ser desconectadas com antecedência.

Via de regra, as torneiras de controle são ajustadas de forma independente, manualmente, onde é definido o volume necessário da água passada.

Importante! Se um circuito paralelo for usado, é recomendado substituir o bypass por uma válvula de bypass. Isso é feito para reduzir a carga operacional e economizar energia fornecida à bomba.

O circuito tem um sinal negativo - o refrigerante que entra no circuito terá a mesma temperatura que a água que sai do circuito de retorno para a caldeira. Por isso, a água quente é distribuída de forma desigual ao longo dos circuitos.

Esquema de instalação de aquecimento por piso radiante

Recursos de instalação

O procedimento em si se resume ao fato de que a válvula está conectada aos dutos necessários. Para que as conexões funcionem por muito tempo e sem problemas, a conexão deve ser realizada corretamente, levando em consideração todas as dicas e recomendações. Se você não tem experiência, é recomendável entrar em contato com um especialista. Caso contrário, o sistema de aquecimento não será tão eficiente e econômico como deveria ser.

Antes de prosseguir com o trabalho de instalação, preste atenção à válvula bidirecional - há uma rosca externa ou interna em seu corpo, na qual é aparafusada a porca de união (ou encaixe) da tubulação. Para uma conexão confiável, os especialistas aconselham envolver a rosca com um selante, que é adequado para fita FUM.

O conjunto de conexões inclui gaxetas especiais para garantir o nível adequado de estanqueidade. Caso não estejam disponíveis, deverão ser adquiridos separadamente, com a espessura e o diâmetro adequados. A principal tarefa é garantir uma conexão firme, sem distorções na rosca, o que evitará possíveis vazamentos. Nenhuma ferramenta ou dispositivo especial é necessário.

Observação! As válvulas de duas vias não funcionam nas condições mais simples, ou seja, sob a influência de altas temperaturas. Devido a isso, as conexões roscadas podem perder seu aperto, portanto o procedimento de conexão deve ser realizado com responsabilidade.

Conselho de profissional:

1. Durante a instalação, certifique-se de que não haja forças na tubulação.
2. Antes de instalar o elemento na rede de abastecimento de água, esta deve ser cuidadosamente limpa, removendo todas as impurezas. Eles têm um efeito negativo no estado dos materiais de vedação, o que compromete a estanqueidade da válvula.
3. Com o tempo, o dispositivo pode precisar ser consertado ou desmontado, portanto, deixe espaço suficiente ao redor.
4. A instalação cuidadosa é importante. Se for usada uma conexão de flange, é recomendável apertar os parafusos correspondentes alternadamente para evitar tensões internas. Com o método de instalação com rosca, são utilizadas braçadeiras de ajuste, que permitirão a desmontagem da válvula no futuro.
5. Se for necessário purgar ou lavar todo o sistema de tubulação, a válvula é removida e um adaptador é colocado em seu lugar.

A instalação é um processo complexo e depende muito do esquema escolhido. Para evitar erros, recomendamos solicitar um serviço de instalação de válvula de especialistas.

Válvula no sistema de aquecimento

Processo de instalação

A instalação de uma válvula bidirecional para aquecimento consiste na sua correta conexão à tubulação. A conexão deve ser feita por meio de rosca interna ou externa. Para fazer isso, você precisa aparafusar uma porca de capa ou conexão nela. Previamente, a rosca da tubulação deve ser protegida com um material vedante (fita FUM ou selante natural). A instalação deve ser realizada levando em consideração que a alta temperatura afeta o aperto da união roscada das peças, enfraquecendo-a.

As válvulas bidirecionais são completadas com juntas especiaispara ser usado durante a instalação. Eles farão as conexões o mais apertadas possíveis, evitando possíveis vazamentos do refrigerante da linha. Se necessário, podem ser substituídos pelas mesmas juntas, adequadas em diâmetro e espessura.