Válvula de três vias no sistema de aquecimento: funcionamento, regras de seleção, esquema e instalação

Para manter constantemente um balanço térmico confortável na casa, inclui-se no circuito de aquecimento um elemento como a válvula de três vias no sistema de aquecimento, que distribui uniformemente o calor por todos os cômodos.

Apesar da importância desta unidade, ela não se distingue por uma construção complexa. Vamos entender as características construtivas e os princípios de funcionamento da válvula de três vias. Quais regras devem ser seguidas ao escolher o dispositivo e quais nuances estão presentes na sua instalação.

Características da válvula de três vias

A água que chega ao radiador tem uma temperatura definida, sobre a qual muitas vezes não é possível influenciar. A válvula de três vias realiza a regulação alterando não a temperatura, mas a quantidade de líquido.

Isso possibilita, sem alterar a área do radiador, fornecer a quantidade necessária de calor aos cômodos, mas apenas dentro dos limites da potência do sistema.

Dispositivos separadores e misturadores

Visualmente, a válvula de três vias se assemelha a um T, mas desempenha funções completamente diferentes. Esse componente, equipado com um termostato, pertence às válvulas de bloqueio e é um dos seus principais elementos.

Existem dois tipos desses dispositivos: separadores e misturadores.

Os primeiros são usados quando o fluido térmico precisa ser fornecido simultaneamente em várias direções. Na verdade, o componente é um misturador que forma um fluxo estável com temperatura definida. É instalado na rede que fornece ar aquecido e em sistemas de abastecimento de água.

A válvula de três vias é usada tanto como misturador quanto como distribuidor de ar ou água quente

Os produtos do segundo tipo servem para unir fluxos e sua termorregulação. Para os fluxos de entrada, que têm temperaturas diferentes, são previstos dois orifícios, e para a saída, um. São usados na instalação de pisos aquecidos para evitar o superaquecimento da superfície.

A válvula de três vias e o regulador de temperatura são vendidos separadamente. Para sistemas de aquecimento autônomos, no entanto, a solução mais racional e eficiente é adquirir uma construção com termostato.

Execução construtiva das torneiras de três vias

Em termos de construção, as válvulas são divididas em tipo sede e tipo rotativo. O princípio de funcionamento das primeiras baseia-se no movimento rítmico da haste na vertical — esquema de ajuste 'haste-sede'. Este tipo pertence às válvulas do tipo misturador. Frequentemente, o controle é feito por acionamento eletromecânico.

O elemento-chave da construção rotativa é um setor giratório. Durante o movimento, a haste atua na comporta esférica, que corta parcial ou totalmente o fornecimento do fluido térmico. Esse esquema de ajuste é chamado de 'esfera-assento'.

Esses dispositivos possuem alta resistência ao desgaste. São adaptados para grandes variações de temperatura e classificados como válvulas de bloqueio. Em residências particulares, onde o consumo de água é relativamente baixo, podem funcionar também como misturadores.

A característica da válvula misturadora é a presença de uma saída e duas entradas. Ela é projetada para controlar a temperatura do fluido de trabalho combinando fluxos de alta e baixa temperatura. Com a instalação adequada, o produto também pode separar os fluxos.

Aqui está representado esquematicamente o funcionamento de uma válvula de três vias do tipo sede, misturadora e separadora.

A válvula de três vias do tipo separadora é usada quando é necessário fornecer fluido quente em várias direções.

Todos os modelos dessas válvulas diferem entre si por algumas características:

• mecanismo do obturador — pode ser de tensão ou de gaxeta;
• formato do tampão — existem formas em L, T, S;
• tipo de obturador — pode ser cilíndrico, esférico, cônico;
• conexão ao circuito — usando união, flange, soldagem, etc.;
• modo de controle — automático, semiautomático, manual.

O dispositivo misturador possui uma haste posicionada no centro, com uma única válvula esférica. Ela fecha o obturador da abertura de entrada no momento necessário.

Nos dispositivos do tipo separador, a haste é equipada com duas válvulas montadas nos tubos de saída.

Ele funciona de acordo com um esquema um pouco diferente. O funcionamento da válvula de três vias fica mais claro após uma análise detalhada de sua construção.

As partes componentes da válvula de três vias são: corpo (1), inserto da válvula (2), cone da válvula (3), haste polida da válvula (4), sede da válvula (5), câmara de alívio (6), vedação de gaxeta (7)

O corpo deste tipo de produto é fundido. É feito de latão ou bronze com revestimento galvânico de cromo-níquel. Ele desempenha funções de proteção e decorativas. Para conexão à tubulação, existem saídas roscadas — três no total. O tipo de conexão roscada depende do modelo escolhido.

Parâmetros ideais de pressão no sistema de aquecimento para operação estável da válvula — 10 kg/cm². Caso esse valor seja excedido, podem surgir problemas.

Existem também limitações nos valores de temperatura — 95º para caldeiras, 110º para painéis solares. A regulação permitida da temperatura do fluido de aquecimento em diferentes modelos está na faixa de 20-60º. A capacidade varia entre 1,6–2,5 m³/h.

Princípio de funcionamento do dispositivo

Com a instalação da válvula de três vias de mistura, consegue-se que a temperatura do líquido na saída tenha um valor dentro dos limites definidos.

O princípio de funcionamento é o mesmo tanto para o sistema de aquecimento fechado quanto para o sistema de água quente sanitária. A diferença é que, no primeiro caso, o fluido de aquecimento transfere calor uniformemente da fonte para os radiadores, e no segundo, transporta água quente para os aparelhos domésticos.

Até que o elemento termossensível atinja uma determinada temperatura, o fluido de aquecimento é fornecido pelo tubo frontal e chega livremente ao tubo direito. Quando o elemento de trabalho atinge uma temperatura acima do valor definido, ele se expande.

Isso provoca o deslocamento vertical da válvula para baixo e, consequentemente, o bloqueio da passagem do fluido de aquecimento aquecido pela parte inferior. Em seguida, o tubo esquerdo é aberto para fornecer líquido frio.

O esquema mostra a ordem de conexão da válvula de três vias em um sistema de aquecimento autônomo. Na sua ausência no circuito de retorno, pode formar-se condensação como resultado da queda de temperatura.

A mistura do líquido frio com o quente leva ao equilíbrio da temperatura. O elemento termossensível retorna à sua forma anterior, e a comporta volta à posição inicial.

Se a válvula de três vias estiver instalada no circuito de retorno, o processo deve ocorrer na sequência oposta. Quando o líquido é resfriado, o caminho para a água quente da caldeira é aberto diretamente.

Mecanismo de acionamento do dispositivo

O tipo de mecanismo de acionamento pode ser diferente entre as válvulas. O acionamento pode ser hidráulico, eletromecânico, pneumático ou manual.

O acionamento eletromecânico é dividido em tipos, sendo o mais comum o termostático simples. Ele funciona pela expansão de um líquido com um elemento termoativo em sua composição. Como resultado, é gerada pressão na haste. Trata-se de um modelo de fácil remoção, utilizado em produtos instalados em sistemas domésticos.

A próxima opção é o acionamento com cabeça termostática, equipada com um elemento sensível à temperatura. O dispositivo é complementado com um sensor de temperatura remoto, localizado diretamente na tubulação. Ele é conectado ao acionamento por um tubo capilar.

Este tipo de regulação é considerado o mais preciso. Se desejado, o acionamento termostático simples pode ser facilmente substituído por uma cabeça termostática.

Para a válvula com acionamento elétrico, os mecanismos de partida podem ser eletroímãs, servoacionamentos baseados em motores elétricos de baixa potência ou sistemas de engrenagens.

Existe uma versão da válvula de três vias com acionamento elétrico. O controle é realizado por meio de um controlador equipado com sensores de temperatura que envia comandos ao mecanismo principal. Uma versão simplificada do atuador com controlador é o servoacionamento.

Ele controla a válvula diretamente. O acionamento mais simples é o manual. Aqui, o ajuste é feito girando uma tampa de plástico com conexão roscada. Sua base entra em contato com a extremidade da haste. Ao apertar ou afrouxar, o obturador se move.

A presença de acionamento elétrico ou servoacionamento permite programar o regime de temperatura com base na hora do dia. Inicialmente, o mecanismo de acionamento não está incluído no conjunto da válvula de três vias. Ele é adquirido separadamente, de acordo com as características da rede de aquecimento específica. O produto pode ser usado em qualquer tipo de sistema de aquecimento.

Onde são usadas as válvulas de três vias?

Válvulas deste tipo são encontradas em diferentes esquemas. Elas são incluídas no esquema de instalação de piso aquecido para garantir aquecimento uniforme de todas as áreas e evitar superaquecimento de ramificações individuais.

No caso de uma caldeira de combustível sólido, geralmente há condensação em sua câmara. A instalação de uma válvula de três vias ajudará a combatê-la.

A válvula integrada ao sistema de piso aquecido é responsável por manter a temperatura no nível desejado, misturando pequenas porções de água quente ao fluido de transferência de calor.

O dispositivo de três vias funciona eficientemente em um sistema de aquecimento quando há necessidade de conectar o circuito de água quente sanitária e dividir os fluxos de calor.

A aplicação da válvula na conexão de radiadores permite dispensar o bypass. Sua instalação no retorno cria condições para um circuito curto.

Nuances na escolha do dispositivo

As recomendações gerais ao escolher uma válvula de três vias adequada são:

1. Prefira fabricantes renomados. Frequentemente, há no mercado válvulas de baixa qualidade de empresas desconhecidas.
2. Produtos de cobre ou latão têm maior resistência ao desgaste.
3. O controle manual é mais confiável, mas menos funcional.

O ponto-chave são os parâmetros técnicos do sistema no qual se pretende instalá-lo. São consideradas características como: nível de pressão, temperatura máxima do fluido de transferência de calor no ponto de instalação do dispositivo, queda de pressão permitida, volume de água que passa através da válvula.

A válvula só funcionará bem com a capacidade de vazão corretamente selecionada. Para isso, é necessário comparar o desempenho do seu sistema de encanamento com o coeficiente de vazão do dispositivo. Ele é obrigatoriamente indicado em cada modelo.

Para cômodos de área limitada, como o banheiro, não é racional escolher uma válvula cara com termomisturador.

Em grandes áreas com piso aquecido, é necessário um dispositivo com controle automático de temperatura. A conformidade do produto com a GOST 12894-2005 também deve servir como referência para a escolha.

O custo pode variar bastante, tudo depende do fabricante.

Em casas de campo com caldeira a combustível sólido instalada, o esquema de aquecimento não é muito complexo. Aqui, uma válvula de três vias de construção simplificada é perfeitamente adequada.

Ela funciona de forma autônoma e não possui termocabeça, sensor ou mesmo haste. O elemento termostático que controla seu funcionamento é ajustado para uma temperatura específica e está localizado no corpo.

Fabricantes de dispositivos de três vias

No mercado, há uma grande variedade de válvulas de três vias, tanto de fabricantes conceituados quanto de desconhecidos. O modelo pode ser escolhido após a definição dos parâmetros gerais do produto.

O primeiro lugar no ranking de vendas é ocupado pelas válvulas da empresa sueca Esbe. É uma marca bastante conhecida, portanto, os produtos de três vias são confiáveis e duráveis.

A válvula de três vias Esbe do tipo misturador é usada tanto em sistemas de aquecimento quanto de refrigeração. O ajuste pode ser manual ou automático.

Entre os consumidores, as válvulas de três vias do fabricante coreano Navien são conhecidas por sua qualidade. Elas devem ser adquiridas na presença de uma caldeira da mesma empresa.

Uma maior precisão de ajuste é alcançada através da instalação do dispositivo da empresa dinamarquesa Danfoss. Ele funciona de forma totalmente automática.

As válvulas Valtec, fabricadas em conjunto por especialistas da Itália e da Rússia, distinguem-se pela boa qualidade e preço acessível.

Os produtos da empresa norte-americana Honeywell são eficientes em operação. Essas válvulas têm construção simples e são fáceis de instalar.

Particularidades da instalação do produto

Durante a instalação de válvulas de três vias, surgem muitos detalhes. O funcionamento ininterrupto do sistema de aquecimento depende de sua consideração. O fabricante acompanha cada válvula com um manual, cuja observância evitará muitos problemas posteriormente.

Recomendações gerais para instalação

O principal é instalar inicialmente a válvula na posição correta, seguindo as dicas indicadas pelas setas no corpo. Os indicadores mostram a trajetória do fluxo de água.

O símbolo A indica o trajeto direto, B indica a direção perpendicular ou de desvio, AB indica a entrada ou saída combinada.

Com base na direção, existem dois modelos de válvulas:

• com esquema simétrico ou em T;
• com esquema assimétrico ou em L.

Na instalação do primeiro, o líquido entra na válvula pelas aberturas laterais. Sai pela central após a mistura.

Na segunda opção, o fluxo quente entra pela lateral e o frio entra por baixo. A saída após a mistura dos líquidos de diferentes temperaturas ocorre pela outra lateral.

O esquema de instalação da válvula mostrado na foto é usado em sistemas de aquecimento alimentados por um coletor de pressão

Outro ponto importante na instalação da válvula de mistura: não se deve posicionar o atuador ou a cabeça termostática para baixo. Antes de iniciar o trabalho, é necessário preparar: fechar a água antes do ponto de instalação. Em seguida, verificar se há resíduos na tubulação que possam causar danos ao selo da válvula.

O principal é escolher um local para instalação que permita acesso à válvula. Talvez no futuro seja necessário inspecioná-la ou desmontá-la. Para tudo isso, é necessário espaço livre.

Inserção da válvula misturadora

Ao inserir uma válvula de três vias do tipo misturador em um sistema de aquecimento central, pode haver várias opções. A escolha do esquema depende do tipo de conexão do sistema de aquecimento.

Quando, de acordo com as condições de operação da caldeira, é permitido um fenômeno como o superaquecimento do fluido de retorno, ocorre inevitavelmente uma pressão excessiva. Nesse caso, instala-se uma ponte para estrangular o excesso de pressão. Ela é instalada em paralelo à mistura da válvula.

Este esquema é usado quando o sistema de aquecimento está conectado a um coletor sem pressão. É importante escolher a opção de instalação correta com base nas características da sua tubulação.

O esquema na foto é garantia de um ajuste de qualidade dos parâmetros do sistema. Se a válvula de três vias estiver conectada diretamente à caldeira, como ocorre com mais frequência em sistemas de aquecimento autônomos, é necessária a inserção de uma válvula de balanceamento.

Se negligenciar a recomendação sobre a instalação do dispositivo de balanceamento, podem ocorrer mudanças significativas na vazão do fluido de trabalho na porta AB, dependendo da posição da haste.

A conexão de acordo com o esquema apresentado não garante a ausência de circulação do fluido térmico através da fonte. Para conseguir isso, é necessário conectar adicionalmente um separador hidráulico e uma bomba de circulação no seu circuito.

A válvula de mistura também é instalada com o objetivo de separar os fluxos. A necessidade disso surge quando não é permitido isolar completamente o circuito da fonte, mas o desvio do líquido para o retorno é possível. Na maioria das vezes, essa opção é usada quando há uma caldeira autônoma.

A válvula de balanceamento é montada no trecho da tubulação da válvula de três vias conectada à porta indicada pelo símbolo B. Sua resistência hidráulica deve ser idêntica à resistência da caldeira.

É necessário saber que, ao usar alguns modelos, podem ocorrer vibrações e ruídos. Isso acontece devido à incompatibilidade das direções do fluxo na tubulação e no dispositivo de mistura. Por isso, é possível que a pressão na válvula caia abaixo do permitido.

Instalação do dispositivo separador

Quando a temperatura da fonte é maior do que a necessária ao consumidor, inclui-se no esquema uma válvula que separa os fluxos. Nesse caso, com vazão constante tanto no circuito da caldeira quanto no consumidor, o líquido superaquecido não chegará a este último.

Para que o esquema funcione, é necessária a presença de uma bomba em ambos os circuitos.

Com base no exposto, podemos resumir as recomendações gerais:

1. Ao instalar qualquer válvula de três vias, manômetros são instalados antes e depois dela.
2. Para evitar a entrada de quaisquer impurezas, um filtro é montado antes do dispositivo.
3. O corpo do dispositivo não deve estar sujeito a nenhuma carga.
4. Um bom ajuste deve ser garantido pela instalação, antes da válvula, de dispositivos que reduzam o excesso de pressão.
5. Durante a instalação, a válvula não deve ficar acima do atuador.

Também é necessário manter trechos retos antes e depois do dispositivo, conforme recomendado pelo fabricante. O descumprimento desta regra implicará na alteração das características técnicas declaradas. A garantia do dispositivo não será válida.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Detalhes da instalação, cuja observação garante o funcionamento correto da válvula:

Detalhes da instalação da válvula na montagem do piso aquecido:

Um componente do sistema de aquecimento, como a válvula de três vias termostática, é necessário, mas nem em todos os casos. Sua presença garante o uso racional do fluido de aquecimento, permitindo um consumo econômico de combustível. Além disso, também atua como um dispositivo que garante a segurança operacional da caldeira de combustível sólido.

No entanto, antes de adquirir tal dispositivo, é necessário consultar previamente sobre a viabilidade de sua instalação.

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