Se você chegou a este artigo através de uma pesquisa, provavelmente já ouviu falar sobre os acessórios para tubos de mistura usados em sistemas de aquecimento de casas e apartamentos particulares. Portanto, sem um longo prefácio, sugerimos discutir três perguntas: como a válvula termostática de três vias funciona, onde precisa ser instalada e como escolher a correta para não desperdiçar dinheiro extra.
O princípio de operação e tipos de válvulas
A tarefa de qualquer válvula de 3 vias é fornecer água da temperatura necessária para a linha, misturando ou separando 2 correntes. Consequentemente, o elemento é equipado com três saídas, uma das quais está sempre aberta e as outras duas se sobrepõem total ou parcialmente durante a operação. Daí o nome do guindaste - de três vias (às vezes eles também dizem "de três vias", o que não está certo).
Nota. A bomba de circulação de aquecimento é sempre instalada precisamente do lado da saída aberta, caso contrário, o circuito não funcionará corretamente, como escrevemos anteriormente em outra instrução.
De acordo com o método de preparação do líquido de refrigeração na temperatura desejada, as válvulas termostáticas são divididas em 2 grupos, mostrados na foto:
- Misturando. São fornecidos com 2 correntes de água - quentes e refrigeradas (as entradas são marcadas com as letras "A" e "B"), e do terceiro tubo (marca "AB") há uma mistura da temperatura definida. Na caixa de latão, há uma marca na forma de uma flecha convergindo de duas direções.
- Separação ou distribuição. O líquido de arrefecimento recebido é dividido em 2 fluxos de tamanho ajustável. Marcação no corpo - 2 setas divergentes ou as letras "A", "B" nos tubos de saída e "AB" na entrada.
Para referência. Existe um terceiro tipo de válvulas térmicas de 3 vias - flip-flops. Eles são colocados em caldeiras a gás de parede com um circuito de água e, com a ajuda de um acionamento elétrico, alternam o movimento de fluxo entre o trocador de calor de aquecimento principal e o secundário que fornece água quente. Fora dos geradores de calor, esses elementos são usados extremamente raramente.
De acordo com o princípio de operação, os guindastes de três vias também são divididos em dois tipos - sela e bola. O dispositivo do primeiro é semelhante às válvulas de água comuns, mas, em vez de uma haste rosqueada, é usado um empurrão. Uma placa é fixada nela, movendo-se entre duas selas e 2 passagens sobrepostas. Pressionar a haste é realizado de três maneiras:
- termopar integrado
- cabeça térmica com sensor de temperatura remoto
- servo drive.
Como isso acontece é mostrado no diagrama e descrito em detalhes em nossa outra publicação.
As válvulas de mistura de calor de esferas operam com o princípio das mesmas válvulas, com apenas três saídas. Eles são controlados manualmente ou por um acionamento elétrico que gira a haste sob o comando da automação. Os elementos são de diâmetro total e têm um alto rendimento e, portanto, menos resistência hidráulica. A desvantagem é a dependência da tensão na rede elétrica e a necessidade de instalar uma fonte de alimentação ininterrupta (UPS).
Onde colocar a válvula de 3 vias e quando ela não é necessária
Antes de escolher uma válvula de três vias, é aconselhável certificar-se de que é realmente necessário. De fato, na Internet e na vida real, há conselheiros suficientes que entendem mal a essência do problema. Então, listamos as situações em que essa válvula é realmente necessária:
- Proteger a caldeira de combustível sólido do suprimento de refrigerante frio e condensação nas paredes internas do forno.
- Regular a temperatura da água nos circuitos de aquecimento.
- Para limitar o aquecimento do líquido de arrefecimento nos contornos do piso quente.
Muito foi dito sobre o condensado que provoca a formação de crescimentos pegajosos nas paredes da câmara da caldeira TT, inclusive em nossos recursos. Aparece durante o processo de aquecimento, quando a temperatura no forno já está alta e a água do sistema de aquecimento está fria. Para evitar isso, a linha de suprimento e retorno é conectada à derivação, onde uma válvula de 3 vias está instalada. Isso faz com que o líquido de arrefecimento do tanque da caldeira flua em um pequeno círculo e somente quando aquecido a 50-60 ° C começa a misturar água do sistema.
Notícia importante. A válvula serve como um elemento de segurança para o trocador de calor de ferro fundido, se instalado no seu gerador de calor. Imagine que a casa desligou a eletricidade por 1-2 horas, durante as quais a rede do radiador consegue esfriar. Sem um misturador, a água fria entra abruptamente em uma caldeira pré-aquecida quando a energia é restaurada. Com essa diferença, o ferro fundido sofrerá um choque de temperatura e poderá rachar.
O controle de temperatura em circuitos de aquecimento usando uma unidade de mistura é necessário nos seguintes casos:
- em sistemas de aquecimento complexos, quando várias linhas com diferentes condições de temperatura devem ser conectadas a um pente comum, por exemplo, uma rede de radiadores, piso radiante e uma caldeira de aquecimento indireto;
- ao conectar os mesmos consumidores ao tanque de buffer - à bateria térmica;
- ao fornecer água aquecida a um trocador de calor de uma unidade de tratamento de ar de ventilação usada para aquecimento do ar de uma casa de campo.
Como o transportador de calor com uma temperatura não superior a 50 ° C é direcionado para os circuitos de aquecimento dos pisos quentes, e 85 ° C também podem vir da caldeira, ele deve ser limitado. Normalmente (mas nem sempre!) O problema é resolvido com a instalação de uma unidade de mistura com uma válvula de três vias no coletor de distribuição. Este último mistura água gelada dos circuitos do piso com um líquido de arrefecimento "externo" proveniente da caldeira.
Agora, designaremos situações em que a compra e instalação de um misturador (ou separador) não seja necessária:
- Se o comprimento de cada volta do piso de água quente não exceder 50-60 m, o que é bem possível de alcançar, a regulação será feita sem uma unidade de mistura. Em vez disso, as cabeças RTL são colocadas no coletor de retorno, restringindo o fluxo pela quantidade de refrigerante.
- Quando 2-3 unidades de aquecimento operam alternadamente para aquecer uma casa particular, mantendo uma temperatura constante da rede de pelo menos 40 ° C, não é necessário instalar uma válvula de três vias para uma caldeira a combustível sólido.
- Em sistemas de aquecimento com circulação natural de água. O motivo é a queda de pressão na válvula, que impede o movimento do líquido de refrigeração. O mesmo se aplica aos acumuladores de calor envolvidos pelo fluxo de gravidade.
Nota. Nos sistemas de gravidade, são utilizados tubos de diâmetro aumentado DN40 - DN50. Isso significa que eles terão que comprar não um misturador de acoplamento convencional, mas uma válvula do tipo flange volumosa a um preço razoável. Essa decisão não é razoável.
Se você está interessado em saber por que é melhor escolher as cabeças RTL e como elas controlam os circuitos de aquecimento de piso, assista ao vídeo de um mestre experiente e de nosso especialista Vladimir Sukhorukov:
Cálculo da largura de banda
Basta pegar uma válvula de três vias de acordo com o diâmetro do tubo da unidade de aquecimento ou o tubo de suprimento não funcionará. O fato é que, no processo de controle automático, o elemento cria uma resistência hidráulica variável, que a bomba de circulação deve superar para fornecer a vazão necessária do fluido de arrefecimento. Por cálculo, a válvula é selecionada de forma a permitir a passagem do volume desejado de água em diferentes posições da haste.
A principal característica estrutural de qualquer válvula de três vias é a taxa de transferência condicional, indicada pela letra Kvs e expressa em m³ / h. Este valor, indicado no passaporte do produto, reflete a quantidade de líquido refrigerante que passa através de uma válvula totalmente aberta em 1 hora. Nesse caso, a queda de pressão na área antes e depois do regulador é de 1 bar.
Exemplo.Se for exatamente esse volume de água que pode ser passado por uma válvula de três vias com Kvs = 1,6 m³ / h por uma hora, a queda de pressão (resistência hidráulica) será de 1 Bar ou 10 m de coluna de água. Isso é demais para o sistema de aquecimento de uma casa particular; portanto, nos cálculos, ocorre uma queda real de pressão - 0,15 a 0,2 Bar (coluna de água de 1,5 a 2 m).
Para selecionar uma válvula de controle por capacidade, primeiro é necessário determinar a taxa de fluxo do líquido de arrefecimento ao longo da linha regulada. A seguinte fórmula é usada:
Aqui:
- G é o fluxo de água necessário, m³ / h;
- Q - carga térmica no ramo de aquecimento, kW;
- É a diferença de temperatura entre a água de abastecimento e a de retorno, geralmente tomada igual a 20 ° C, e em pisos quentes - 10 ° C.
Exemplo. A casa com uma área de 100 m² está prevista para ser aquecida com contornos do piso, o que deve fornecer uma transferência de calor de 10 kW. Então G = 0,86 x 10/10 = 0,86 m³ / h de líquido de refrigeração deve ser fornecido ao distribuidor de distribuição.
O próximo passo é calcular o coeficiente real K da vazão da válvula misturadora, levando em consideração a pressão diferencial nela 0,2 Bar, de acordo com a fórmula:
Para o mesmo exemplo, o valor de K será igual a 0,86 / √0,2 = 0,86 / 0,45 = 1,9 m³ / h. Em seguida, abra o catálogo do fabricante da válvula selecionado e selecione na linha uma válvula de três vias cujos Kvs sejam iguais ou superiores ao valor obtido. Pegue a famosa marca Danfoss (Danfoss) e escolha uma válvula com bicos DN15 e Kvs = 2,5 m³ / h da série de produtos VRB3. A nominal anterior na linha é de 1,6 m³ / h, o que claramente não é suficiente no nosso caso.
Dicas de seleção
Um proprietário ignorante que decide procurar um catálogo de qualquer empresa conhecida em busca de uma válvula de três vias pode ficar confuso com o número e a variedade de produtos oferecidos. Para ajudá-lo a escolher a válvula certa em uma ampla variedade, daremos algumas recomendações e começaremos com uma lista de marcas cujos catálogos geralmente valem a pena abrir. Aqui está uma lista de empresas conhecidas cujos produtos são confiáveis:
- Danfoss (Dinamarca);
- Herz Armaturen (Áustria);
- Honeywell (EUA);
- Icma (Itália);
- Esbe (Suécia);
- Caleffi (Itália).
Para referência. As empresas listadas vendem uma enorme variedade de acessórios para sistemas de aquecimento, incluindo válvulas bidirecionais, de segurança e de quatro vias, portões eletromagnéticos e termostatos. De fabricantes de países da antiga União Soviética, podemos recomendar produtos da marca Valtec (Valtek).
Agora, o principal bloco de recomendações:
- Para proteger a caldeira de combustível sólido da condensação, você pode escolher 2 tipos de válvulas de três vias - com uma configuração fixa e uma cabeça térmica com um sensor externo. A segunda opção custará 20 a 30% a mais e nem sempre se justifica, pois uma mudança na temperatura de retorno é desnecessária aqui. Compre um regulador com um termostato interno definido para uma temperatura de 50 ou 55 ° C.
- Para controlar o aquecimento de ramais individuais e circuitos de piso radiante, é definitivamente necessária uma válvula de 3 vias com um sensor externo e uma cabeça termostática. O balão do sensor é instalado no coletor ou tubulação cuja temperatura deve ser controlada.
- Os reguladores de bola (também rotativos) são emparelhados com uma unidade elétrica ou ajustados manualmente. Se você não deseja complicar o circuito e depender de eletricidade, escolha um produto adequado às características das válvulas de assento que funcionam com cabeçotes térmicos.
- O material da caixa mais "em execução" é o latão ou o bronze. Os elementos à prova de corrosão são mais caros e o ferro fundido tem medo de choques de temperatura e possui uma massa decente.
- Em esquemas com o mesmo sucesso, tanto a mistura quanto a divisão de guindastes de três vias são usadas. Mas se você não é especialista na área de aquecimento e monta você mesmo o sistema, é melhor usar um misturador de válvulas. É mais fácil descobrir e corrigir, como o especialista informará em detalhes em seu vídeo:
Duas recomendações finais
Como apresentamos um método simplificado para calcular e selecionar uma válvula de três vias para capacidade, recomendamos enfaticamente que você consulte pessoas com conhecimento sobre isso. Se isso não for possível, compre uma válvula com margem, independentemente do preço. Existe outra opção: concordar com o vendedor sobre a possível substituição do produto, caso ele não se encaixe.
Se você precisar instalar o aquecimento de água em uma casa grande, aquecida por uma rede de radiadores e piso radiante, e se planeja fornecer água quente de uma caldeira de aquecimento indireto, sem a ajuda de especialistas experientes, você não pode fazê-lo. Você terá que fazer de 4 a 10 ramos ajustáveis, para cada um dos quais você precisa calcular e selecionar uma válvula de três vias e depois equilibrar o trabalho no complexo.