Construção e instalação de uma válvula de equilíbrio para um sistema de aquecimento

Em qualquer sistema de aquecimento constituído por várias baterias de radiador, a temperatura de aquecimento depende da distância à caldeira de aquecimento - quanto mais perto dela, maior é o grau. Portanto, para seu funcionamento eficiente e para garantir os diversos requisitos de aquecimento das instalações, uma válvula de equilíbrio para o sistema de aquecimento é embutida na linha.

Existe uma grande variedade dessas válvulas de controle no mercado de construção, que possuem o mesmo princípio de operação e algumas diferenças de design. É útil para qualquer mestre ou proprietário que conduza aquecimento em sua casa de forma independente, saber para que é necessária uma válvula de balanceamento, as regras de instalação e ajuste para garantir a eficiência, economia e funcionalidade da rede de aquecimento.

FIG. 1 Imagem térmica de um edifício residencial com aquecimento desequilibrado

O que é uma válvula de equilíbrio

Para manter a mesma temperatura nas baterias, elas são ajustadas alterando o fluxo de água - quanto menos refrigerante passa pelo radiador, menor é a temperatura. Você pode desligar o fluxo com qualquer válvula de esfera, mas neste caso não será possível definir e ajustar a mesma temperatura nos aparelhos se o número de aparelhos de aquecimento for maior que um. Terá que ser medido com sensores de temperatura na superfície das baterias e girando a válvula por um método experimental para definir sua posição desejada.

As válvulas de balanceamento comumente usadas para aparar resolvem efetivamente o problema de manter o equilíbrio automaticamente ou por cálculos simples da taxa de fluxo necessária e as configurações correspondentes nos dispositivos. Estruturalmente, o dispositivo bloqueia parcialmente o fluxo do transportador de calor, reduzindo a seção transversal dos tubos de forma semelhante a qualquer válvula de corte, com a diferença de que o volume necessário de abastecimento é definido com precisão de acordo com as escalas de ajuste usando a alça rotativa do mecanismo ou automaticamente.

Princípio da Operação

Primeiro, vamos descobrir as principais nuances de balanceamento de dispositivos de aquecimento. No caso de um ramal sem saída da tubulação ser conectado a vários radiadores de aquecimento, cada um dos dispositivos de aquecimento deve ser abastecido com uma quantidade suficiente de água pré-aquecida. O volume necessário de líquido é obtido a partir de um cálculo preliminar.

Válvula de equilíbrio seccional

Se as baterias não estiverem equipadas com válvula termostática, o consumo de água para cada consumidor individual será constante. Para regular o fornecimento de fluido no sistema, pode-se usar um balanceador manual, que é instalado na linha de retorno na junção do tubo com a linha comum.

No futuro, a válvula deve ser ajustada para o número necessário de revoluções - para aumentar ou diminuir o diâmetro do furo. Nesse caso, é possível atingir a vazão normal do refrigerante no ramal. Mas e se a taxa de fluxo de fluido no sistema estiver mudando constantemente?

Nesta situação, uma válvula de balanceamento virá em socorro do usuário, que controla o aquecimento da sala criando um obstáculo ao escoamento do líquido. Durante a operação de tal dispositivo, o volume do suprimento de refrigerante diminui.

Observação! Ao usar um balanceador manual, a operação eficaz de 4-5 aquecedores é possível.

Se houver mais usuários do que o número especificado, cada uma das baterias receberá uma quantidade desigual de calor. Após bloquear o fluxo de água no primeiro radiador, a quantidade de líquido aumentará no segundo, mas neste caso a válvula não fechará e o excesso de água quente irá para mais longe.Como resultado desse trabalho, algumas baterias superaquecerão, enquanto outras receberão menos líquido refrigerante. Válvulas de balanceamento são necessárias para regular o sistema.

Diagrama de funcionamento

O princípio de funcionamento do nosso dispositivo é o seguinte: quando a válvula é instalada na vazão máxima do refrigerante, o termostato instalado em qualquer um dos radiadores reduzirá o consumo do líquido aquecido. O resultado desse processo será o aumento gradual da pressão.

Depois de um tempo, o tubo capilar indicará ao dispositivo um aumento da pressão, o que levará a um ajuste da vazão do refrigerante. O resto dos termostatos em outros dispositivos de aquecimento não terão tempo para desligar completamente o líquido, e isso levará ao equilíbrio da pressão e do consumo do refrigerante no sistema.

Por que usar

A instalação de torneiras de balanceamento no sistema de aquecimento, além de manter a mesma temperatura das baterias, em uma casa individual tem o seguinte efeito:

• A regulação precisa da temperatura do refrigerante permite definir o seu valor consoante a finalidade das instalações - nas salas pode ser superior, nas salas de serviço, despensas, oficinas, ginásios, áreas de armazenamento de alimentos, utilizando balanceadores, pode definir para um valor inferior. Esse fator aumenta o conforto de morar na casa.
• A alteração da vazão do refrigerante por meio de um regulador de válvula de equilíbrio, dependendo da finalidade das instalações, traz um efeito econômico significativo, permitindo economia de combustível.
• No inverno, na ausência de proprietários, é necessário o aquecimento constante da casa - usando válvulas de equilíbrio, você pode conseguir um ajuste do sistema de aquecimento com consumo mínimo de combustível e mantendo uma temperatura constante em todos os quartos. Essa vantagem também economiza recursos financeiros dos proprietários.

FIG. 3 Válvulas de equilíbrio manual para sistemas de aquecimento e água quente (AQS) em casa

Projeto e princípio de operação

O princípio de funcionamento da válvula de balanceamento consiste em interromper o fluxo do fluido com uma válvula deslizante ou haste, o que provoca uma diminuição da seção transversal do canal de fluxo. Os dispositivos possuem um design e tecnologia de conexão diferentes; no sistema de aquecimento, eles podem, adicionalmente:

1. Mantenha a pressão diferencial no mesmo nível.
2. Limite a taxa de fluxo do refrigerante.
3. Desligue o oleoduto.
4. Sirva como dreno para o fluido de trabalho.

Estruturalmente, as válvulas de balanceamento se assemelham às válvulas convencionais, seus principais elementos são:

1. Corpo de latão com duas portas roscadas internas ou externas para conexão com diâmetros de tubo padrão. A conexão na tubulação na ausência de uma conexão roscada com uma porca roscada móvel (americana) é feita através de seus análogos - acoplamentos de transição adicionais com porcas de união diferentes.
2. Um mecanismo de bloqueio, cujo movimento regula o grau de sobreposição do canal para a passagem do portador de calor.

FIG. 4 Dispositivo de válvula de balanceamento manual Danfoss LENO MSV-B

1. Botão de ajuste com escala e indicadores de configuração para regular o fluxo dentro do instrumento.
2. Os modelos modernos são equipados com elementos adicionais em forma de dois bicos de medição, com o auxílio dos quais os volumes de fluxo (vazão) são medidos na entrada e na saída do aparelho.
3. Alguns modelos são equipados com mecanismo de válvula de bloqueio para interromper completamente o fluxo ou têm a função de drenar o líquido do abastecimento de água.
4. Tipos modernos de alta tecnologia podem ser controlados de forma automática, para isso, ao invés de uma cabeça rotativa, é instalado um servoconversor que, quando alimentado com energia elétrica, empurra o mecanismo de travamento, enquanto o grau de fechamento do canal depende da magnitude do Voltagem.

FIG. 5 balanceadores automáticos Danphos AB-QM - projeto

Recurso de design

Uma peça de qualidade inclui componentes confiáveis:

• Corpo de latão robusto com conexões de tubo roscadas. No interior do produto existe uma sela em forma de canal vertical especial.
• Fuso de ajuste. A parte funcional é representada por um cone aparafusado na sela. Como resultado da ativação do fuso, o fluxo do meio de aquecimento é bloqueado.
• Anéis de vedação de borracha.
• A tampa é geralmente feita de plástico. Existem também opções de metal.

Uma característica distintiva do dispositivo é a presença de dois acessórios especiais.

Eles são responsáveis ​​pelas seguintes funções:

1. Determinado pela pressão dentro do sistema, antes e depois da válvula.
2. Conecte um tubo capilar.

Cada um dos bicos mede a pressão e, caso seja detectada uma diferença de valores no mecanismo de regulagem, calcula-se a vazão de água.

Tipos de válvulas de balanceamento

O balanceamento em sistemas de aquecimento é realizado usando dois tipos de válvulas de controle:

• Manual... O desenho é um corpo em metais não ferrosos (bronze, latão), no qual é colocado um elemento de equilíbrio, cujo grau de extensão é definido girando uma manivela mecânica.
• Automático... Dispositivos automáticos são instalados na tubulação de retorno junto com válvulas parceiras que podem limitar o fluxo do meio predefinindo o rendimento. Quando conectados, eles são conectados a parceiros por meio de um tubo de impulso que se conecta ao bico de teste integrado. Se a válvula for instalada para fornecer água em linha reta, sua alça é vermelha, quando instalada na linha de retorno é azul (modelos Danfoss). Os tipos automáticos são modelos controlados por um servoacionamento, que é alimentado com tensão constante.

Válvulas BALLOREX

A empresa polonesa BROEN BALLOREX em sua série Venturi produz uma válvula de balanceamento manual com alta precisão de controle. Essa válvula é uma válvula que tem duas funções:

• válvulas ajustáveis ​​manualmente;
• válvula de esfera de corte.

Permite o balanceamento e a regulagem hidráulica, limitando a vazão, abrindo e fechando a vazão do meio de trabalho no sistema, além de medir a temperatura do meio de trabalho e a vazão por meio de um fluxômetro padrão. Pode ser adquirido em vários modelos. A linha dessas válvulas é produzida com diâmetros nominais de DN 15 a DN 200 e pressão nominal PN 16 Var e PN 25 Var. As válvulas com diâmetros nominais de DN 15 a DN 50 e pressão 16 var são flangeadas e as válvulas com pressão PN 25 var são rosqueadas.

Válvula BROEN BALLOREX

Todas as válvulas de balanceamento e seus elementos (corpo da válvula, placa de orifício, esfera de fechamento, haste de controle) com diâmetros nominais de DN 15 a DN 50 são feitos de latão cromado. As válvulas de balanceamento com diâmetros nominais de DN 65 a DN 200 são feitas de aço com flange ou conexões roscadas.

As válvulas da série Venturi com o mesmo tamanho nominal são produzidas com diferentes capacidades de vazão dependendo do tipo de execução: alta (H), padrão (S) e baixa (L). Além disso, a série Venturi é produzida em dois tipos - Venturi FODRV e Venturi DRV, essas válvulas possuem niples de medição de controle de fluxo. Todas as válvulas desta empresa podem ser instaladas em qualquer posição em qualquer seção do duto antes ou imediatamente após um ramal, antes ou depois de um estreitamento do duto.

Além disso, esta empresa polonesa oferece válvulas de balanceamento automático em várias modificações.As válvulas Ballorex DP são instaladas na linha de retorno, fornecendo a queda de pressão necessária no anel de circulação sob todas as cargas. Isso torna possível o comissionamento estágio a estágio da instalação devido à possibilidade de balanceamento de zona. O uso de Ballorex DP permite eliminar os fenômenos de ruído que são causados ​​pela sobrepressão criada em outras partes do sistema de aquecimento.

Válvulas de um fabricante dinamarquês

Outro fabricante é a empresa dinamarquesa Danfos, que fornece válvulas de todos os tipos, caracterizadas por um acabamento de alta qualidade. As válvulas manuais MSV-BD LENO ™ são uma nova geração de válvulas. Eles permitem resolver problemas de balanceamento hidráulico de sistemas de aquecimento. Ao fazer isso, eles combinam as funções de uma válvula manual padrão e uma válvula de esfera, garantindo assim um corte rápido e completo do fluxo. A maioria dos modelos permite que você leve dados na saída e na entrada, no entanto, em alguns modelos, o bocal é fornecido apenas em um lado.

Válvula automática ASV-M

O ASV-M automático, cujo preço nos permite falar sobre a relação ótima entre preço e qualidade, pode ser usado como válvula de corte e, se necessário, conectar um tubo de impulso do ASV-P (V). ASV-I. Ele permite que você limite a taxa de fluxo máxima do refrigerante transportado. A válvula está equipada com bujões especiais para mamilos de medição. Ao instalar nipples, você pode medir a taxa de fluxo do refrigerante que flui por uma seção específica do sistema.

As válvulas da série ASV são de alta qualidade. Eles permitem manter uma diferença de pressão constante entre os dutos de alimentação e retorno. A linha de retorno ASV-P tem um ajuste fixo de 10 kPa. Considerando que ASV-PV tem uma configuração mensurável de 5-25 kPa e ASV-PV Plus tem 20-40 kPa.

Válvula de equilíbrio para sistema de aquecimento

Os sistemas de fornecimento de calor existentes são convencionalmente divididos em dois tipos:

• Dinâmico. Eles têm características hidráulicas condicionalmente constantes ou variáveis, incluindo linhas de aquecimento com válvulas de controle bidirecionais. Esses sistemas são equipados com reguladores automáticos de balanceamento diferencial.
• Estático. Possuem parâmetros hidráulicos constantes, incluem linhas com ou sem válvulas de controle de três vias, o sistema é equipado com uma válvula de balanceamento manual estático.

FIG. 7 Válvula de balanceamento em linha - diagrama de instalação de acessórios automáticos

Em uma casa particular

Uma válvula de equilíbrio em uma casa particular é instalada em cada radiador, os tubos de saída de cada um deles devem ter porcas de união ou outro tipo de conexão roscada. O uso de sistemas automáticos não requer ajustes - ao usar um projeto de duas válvulas, o fornecimento de refrigerante para radiadores instalados a uma grande distância da caldeira é automaticamente aumentado.

Isso ocorre devido à transferência de água para os atuadores através do tubo de impulso sob uma pressão mais baixa do que as primeiras baterias da caldeira. A utilização de outro tipo de válvula combinada também dispensa o cálculo da transferência de calor por meio de tabelas e medidas especiais, os dispositivos possuem elementos reguladores incorporados, cujo movimento é realizado por acionamento elétrico.

Se um balanceador manual for usado, ele deve ser ajustado usando um equipamento de medição.

FIG. 8 Válvula de balanceamento automático no sistema de aquecimento - diagrama de conexão

Para determinar o volume de abastecimento de água de cada radiador e, consequentemente, seu balanceamento, é utilizado um termômetro eletrônico de contato, com o qual é medida a temperatura de todos os radiadores de aquecimento. O volume médio de entrega de cada aquecedor é determinado dividindo o total pelo número de elementos de aquecimento.O maior fluxo de água quente deve ir para o radiador mais distante, uma quantidade menor - para o elemento mais próximo da caldeira. Ao realizar o trabalho de ajuste com um dispositivo mecânico manual, proceda da seguinte forma:

• Todas as válvulas de controle são totalmente abertas e a água é conectada, a temperatura máxima da superfície dos radiadores é de 70 a 80 graus.
• Um termômetro de contato é usado para medir a temperatura de todas as baterias e registrar as leituras.
• Uma vez que os elementos mais distantes devem ser fornecidos com a quantidade máxima de meio de aquecimento, eles não estão sujeitos a outras regulamentações. Cada válvula tem um número diferente de revoluções e suas próprias configurações individuais, por isso é mais fácil calcular o número necessário de revoluções usando as regras da escola mais simples com base na dependência linear da temperatura do radiador no volume do transportador de calor que passa.

FIG. 9 válvulas de balanceamento - exemplos de instalação

• Por exemplo, se a temperatura de operação do primeiro radiador da caldeira é +80 C., e o último +70 C. com os mesmos volumes de abastecimento de 0,5 metros cúbicos / h, no primeiro aquecedor este indicador é reduzido em uma proporção de 80 a 70, o consumo diminuirá, e o volume resultante será de 0,435 metros cúbicos / h. Se todas as válvulas forem configuradas não para a vazão máxima, mas para definir um indicador médio, então os aquecedores localizados no meio da linha podem ser tomados como ponto de referência e da mesma forma reduzem a vazão mais perto da caldeira e aumentam nos pontos mais distantes.

Em um prédio ou prédio de vários andares

A instalação das válvulas em prédio de vários pavimentos é realizada na linha de retorno de cada riser, com grande afastamento da bomba elétrica, a pressão em cada uma delas deve ser aproximadamente a mesma - neste caso, a vazão para cada riser é considerado igual.

Para instalação em um prédio de apartamentos com grande número de risers, utiliza dados sobre o volume de água fornecido por uma bomba elétrica, que é dividido pelo número de risers. O valor obtido em metros cúbicos por hora (para válvula Danfoss LENO MSV-B) é definido na escala digital do dispositivo girando a manivela.

Princípio de operação

As válvulas de balanceamento são projetadas para maximizar a eficiência de todos os elementos de aquecimento do sistema, bem como ajustá-los a qualquer momento.

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O princípio de funcionamento do dispositivo é que a válvula altera a área de fluxo por meio do trabalho das peças.

Quando um botão projetado para ajuste é girado para qualquer um dos lados, o torque é transmitido para a porca e o fuso. Desaparafusar faz com que o último elemento suba de baixo para cima. Por estar no fundo, bloqueia fortemente o fluxo, não permitindo que o refrigerante passe pelos tubos.

Assim, quando a válvula é desparafusada, a válvula passa uma certa quantidade de portador de energia, aumentando a passagem, quando torcida a passagem estreita, o que reduz ou bloqueia completamente o fluxo. Girar o fuso altera o rendimento do dispositivo.

Qualquer ajuste da área de fluxo acarreta uma mudança na resistência da válvula ao fluxo de água ou qualquer outro refrigerante.

A água, como qualquer outro portador de energia, sempre segue o caminho de menor resistência. Como resultado, os circuitos de aquecimento distantes não aquecem o suficiente. A válvula de equilíbrio cria resistência artificial no caminho da água, acelerando seu fluxo para os circuitos distantes. Assim, o dispositivo fornece a queda de pressão calculada.

Nesse trabalho, a principal tarefa de toda a estrutura é garantir a máxima estanqueidade. Para isso, os fabricantes usam várias opções para anéis de vedação:

• de fluoroplástico;
• feito de borracha densa;
• feito de metal.

Para o ajuste fino, você precisa estudar as especificações técnicas, que descrevem a operação do sistema em certas posições do obturador.

Instalação de válvula

Ao instalar a válvula, posicione-a no sentido da seta no corpo, que indica a direção do movimento do fluido, para combater turbulências que afetam a precisão das configurações. Escolha seções retas da tubulação com um comprimento de 5 diâmetros do dispositivo e seu ponto de localização e dois diâmetros após a válvula. O equipamento é instalado no ramal reverso do sistema; basta uma chave de encanamento para a execução do trabalho, a instalação é realizada na seguinte seqüência:

• Antes da instalação, certifique-se de enxaguar e limpar o sistema de tubulação para se livrar de possíveis aparas de metal e outros objetos estranhos.
• Muitos dispositivos têm cabeça removível; para facilitar a instalação em tubos, ela deve ser removida de acordo com as instruções.
• Para a instalação, pode-se usar fibra de linho com um lubrificante apropriado, que é enrolado na ponta do cano e na saída da bateria.
• A válvula reguladora é aparafusada no tubo com uma extremidade, a segunda é conectada ao radiador com arruelas especiais (acoplamento adaptador americano), que é colocada no encaixe do radiador de saída ou aparafusada na válvula, desempenhando o papel de um acoplamento.

Como ajustar o equilíbrio da rede do radiador

Cada válvula vem com um manual de instruções quando você a compra, que contém informações sobre como calcular o número de voltas da manivela.

Usando o diagrama anexo, você pode ajustar permanentemente o consumo de energia, economizando no aquecimento.

De acordo com as instruções, você precisa girar a válvula até um determinado nível.

Existem duas maneiras de ajustar a válvula.

Método 1

Técnicos experientes têm uma maneira simples e comprovada de ajustar o sistema.

Eles dividem a velocidade da válvula pelo número de radiadores localizados em todo o perímetro da sala. É este método que permite determinar com precisão a etapa de ajuste da taxa de fluxo. O princípio é fechar todas as torneiras na ordem inversa - da última para o primeiro radiador.

Para um exemplo mais ilustrativo, vamos pegar as seguintes características do sistema.

O sistema sem saída possui 5 baterias, que são equipadas com válvulas manuais. O fuso neles é ajustável em 4,5 voltas. Divida 4,5 por 5 (número de radiadores). O resultado é uma etapa de 0,9 revoluções.

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Isso significa que as seguintes válvulas devem abrir o seguinte número de revoluções:

Método 2

Existe outra maneira muito eficaz de se ajustar. É realizado mais rapidamente e inclui a capacidade de levar em consideração as características individuais de cada um dos radiadores. Mas, para realizar tal configuração, você precisará de um termômetro especial do tipo de contato.

Todo o processo prossegue na seguinte sequência:

1. Abra todas as válvulas sem exceção e deixe o sistema atingir uma temperatura operacional de 80 graus.
2. Meça a temperatura de todas as baterias com um termômetro.
3. Elimine a diferença fechando a primeira torneira e a do meio. Os últimos mecanismos não precisam ser regulamentados. Como regra, a primeira válvula é girada no máximo 1,5 voltas e as do meio em 2,5.
4. Não faça ajustes por 20 minutos. Após adaptar o sistema, meça novamente.

A principal tarefa deste método, como o anterior, é eliminar a diferença de temperatura com a qual todas as baterias da sala são aquecidas.

Configuração da válvula de equilíbrio

Para equilibrar o aquecimento em uma casa particular, dispositivos manuais do diâmetro necessário são selecionados, fazendo sua seleção e ajuste usando o diagrama apropriado anexado no passaporte. Os dados iniciais para trabalhar com o gráfico são o volume de entrega, expresso em metros cúbicos por hora ou litros por segundo, e a queda de pressão, medida em bares, atmosferas ou Pascais.

Por exemplo, ao determinar a posição do indicador de ajuste da modificação MSV-F2 com um diâmetro nominal de DN igual a 65 mm. a uma vazão de 16 metros cúbicos / h. e uma queda de pressão de 5 kPa. (Fig. 11) no gráfico, os pontos nas escalas correspondentes de fluxo e pressão são conectados e a linha é estendida até que a escala condicional cruze o coeficiente Ku.

De um ponto na escala, Ku desenha uma linha horizontal para um diâmetro D igual a 65 mm. Encontre a configuração com o número 7, que é definido na escala da alça.

Além disso, para o diâmetro selecionado do dispositivo, o seu ajuste é feito por meio da tabela (Fig. 12), de acordo com a qual é determinado o número de rotações do fuso correspondente a uma determinada vazão.

FIG. 11 Determinar a posição da escala da válvula em uma pressão conhecida e um determinado abastecimento de água

FIG. 12 Exemplo de uma tabela para ajuste manual

Como é feita a instalação

É muito importante garantir que a válvula esteja na posição correta durante a instalação. Neste caso, a seta no corpo deve coincidir com a direção do movimento do refrigerante

Esta posição fornecerá não apenas a resistência de projeto exigida da válvula, mas também a taxa de fluxo exigida. Ao mesmo tempo, deve-se destacar que alguns fabricantes permitem a possibilidade de instalação da válvula não só na direção, mas também contra o fluxo. O caule, ao mesmo tempo, para a maioria dos modelos, pode ocupar uma posição espacial diferente.

Durante o processo de instalação, vale a pena proteger os corpos de trabalho da válvula da entrada de vários contaminantes mecânicos. Para fazer isso, um coletor de lama ou um filtro especial deve ser instalado na frente da válvula. Para eliminar o movimento turbulento do fluido, é necessário fornecer seções retas de comprimento suficiente antes e depois da válvula. Este requisito é obrigatório especificado na documentação da válvula.

Um sistema de aquecimento equipado com uma válvula de equilíbrio deve ser enchido de maneira especial. Para isso, em sistemas equipados com válvulas dinâmicas, é imprescindível prever conexões de enchimento, que devem estar localizadas nas imediações da válvula na tubulação de retorno. E as válvulas montadas na tubulação de abastecimento devem ser fechadas com cautela. Um medidor de fluxo especial ou pressão diferencial e tabelas de fluxo são usados ​​para ajustar a válvula de balanceamento. No entanto, em qualquer caso, o cálculo inicial é realizado ainda na fase de cálculo do sistema de aquecimento.