Válvula de retenção para aquecimento: funcionamento, tipos, vantagens e desvantagens + esquema de instalação

Um sistema de aquecimento padrão inclui muitos elementos. Cada um deles executa sua própria tarefa, resultando em um funcionamento ininterrupto e preciso. Um desses elementos é a válvula de retenção para aquecimento, que controla o fluxo do fluido térmico.

Apresentaremos todas as variedades de válvulas de retenção usadas atualmente na organização de circuitos de aquecimento. No artigo apresentado, descrevemos detalhadamente suas características construtivas e fornecemos especificações técnicas. Os artesãos autônomos encontrarão guias de instalação e dicas valiosas.

Para que serve uma válvula de retenção?

Durante o funcionamento interno do sistema de aquecimento, surge uma pressão hidráulica que pode ser desigual em diferentes seções. As causas desse fenômeno são as mais diversas.

Na maioria das vezes, isso se deve ao resfriamento desigual do fluido térmico, erros no projeto e montagem do sistema ou seu rompimento. O resultado é sempre o mesmo: a direção do fluxo principal do líquido muda e ele se inverte.

Isso pode acarretar consequências muito sérias, incluindo a quebra da caldeira ou até mesmo de todo o sistema, o que exigirá posteriormente gastos significativos com reparos.

Por esse motivo, os especialistas recomendam fortemente instalar uma válvula de retenção. O dispositivo é capaz de permitir a passagem do líquido apenas em uma direção. Quando surge um fluxo reverso, o mecanismo de bloqueio é acionado e a abertura se torna intransponível para o fluido térmico.

Assim, o aparelho é capaz de controlar o fluxo de líquido, permitindo sua passagem apenas em uma direção.

O princípio de funcionamento da válvula de retenção é bastante simples. Ela permite a passagem do fluido térmico líquido na direção determinada e bloqueia o caminho quando ele tenta se mover na direção oposta.

Para o funcionamento normal do sistema, é necessário que o dispositivo não crie pressão adicional e permita a passagem sem obstáculos do fluido térmico que se move em direção aos radiadores. Portanto, é extremamente importante escolher o produto adequadamente.

Variedades da válvula de retenção

Embora todos os dispositivos desse tipo realizem a mesma tarefa, eles possuem diferenças construtivas e, consequentemente, operacionais. Vamos examinar cada um desses tipos em detalhes.

Dispositivos do tipo disco

Uma característica distintiva do produto é a presença de um obturador de disco. É um elemento de plástico ou metal, cujo tamanho permite bloquear completamente o fluxo do fluido térmico se ele começar a se mover na direção oposta.

O disco é conectado a uma mola de aço. Quando o fluido se move para frente, ela fica comprimida. Quando a direção muda, ela se descomprime e desloca o disco, fechando assim o tubo.

A construção da válvula também inclui uma junta de vedação, que permite que o mecanismo de fechamento se assente o mais firmemente possível no assento. Portanto, em dispositivos funcionais, vazamentos são evitados.

Os dispositivos de disco são amplamente utilizados na instalação de sistemas de aquecimento doméstico, pois têm vantagens significativas:

1. Compactação. As dimensões dos produtos e seu peso são pequenos, o que permite instalá-los em qualquer sistema.
2. O dispositivo não requer manutenção técnica regular.
3. O custo do dispositivo é baixo.

Entre as desvantagens significativas, destaca-se a impossibilidade de reparo. Portanto, as válvulas defeituosas são imediatamente substituídas por novas.

Uma desvantagem significativa dos dispositivos de disco é a resistência hidráulica considerável. No diagrama, é possível ver claramente como ela surge. O fluido precisa superar um obstáculo na forma do disco de fechamento.

E outra desvantagem é a resistência hidráulica significativa criada pelo dispositivo. Para alguns sistemas, por exemplo, com bomba de calor geotérmica, isso pode ser crítico. Com o tempo, o obturador de disco fica coberto por uma camada de depósitos minerais, o que leva à quebra do dispositivo.

As válvulas de disco padrão criam algumas cargas de impacto ao fechar. Isso não afeta seu funcionamento ou condição técnica, mas causa um golpe de aríete no sistema, o que é indesejável para ele.

Os dispositivos de disco com um mecanismo adicional, que permite fechar a abertura de forma muito suave, não têm essa desvantagem. Seu custo é maior do que o dos modelos padrão.

Válvulas de retenção esféricas

Como obturador em dispositivos deste tipo, é usada uma esfera de metal. Ela é feita de alumínio, aço e outros metais. Para prolongar a vida útil, o elemento é revestido com uma camada de borracha.

Esse obturador funciona da seguinte forma: quando o fluido térmico se move através do corpo do dispositivo na direção correta, ele levanta a esfera, que se move para o compartimento superior da válvula.

A válvula tipo esfera oferece resistência hidráulica mínima, por isso é amplamente utilizada em diversos sistemas de aquecimento. Outra vantagem é a longa vida útil.

Assim que a direção do movimento muda ou o fluxo cessa, a esfera desce imediatamente e bloqueia o tubo. Dessa forma, o movimento do líquido na direção oposta torna-se impossível.

Entre as vantagens dessas válvulas estão:

• confiabilidade — a construção não inclui sistemas com atrito ou móveis, o que reduz significativamente a possibilidade de quebra e permite operar em qualquer posição;
• facilidade de manutenção — a parte superior do corpo da válvula é equipada com uma tampa removível, que proporciona fácil acesso à parte interna da construção;
• baixa resistência hidráulica.

Considerando as desvantagens, vale notar o diâmetro de trabalho bastante grande. Por esse motivo, é impossível usá-los em tubulações domésticas de pequenas seções.

As válvulas esfera são exigentes na instalação, devido às suas características construtivas. Na montagem horizontal, elas devem ser instaladas com a tampa para cima, caso contrário o obturador não conseguirá se levantar para permitir a passagem do fluxo de água. Pelas mesmas razões, na instalação vertical, é necessário garantir rigorosamente que o líquido se mova estritamente para cima.

As válvulas esfera também não conseguem funcionar adequadamente em tubulações com baixa pressão. Pois o valor mínimo no qual a esfera que bloqueia a passagem se levanta é geralmente de 25 bar.

Variedade de palheta do obturador

O obturador para válvula deste tipo é uma placa fina de aço. Ela é fixada em uma estrutura de articulações, que lhe proporciona a capacidade de se mover.

A válvula de retenção de palheta do tipo dupla é muito confiável, suporta alta pressão. Mas, ao mesmo tempo, oferece uma resistência hidráulica significativa, pois o eixo de rotação das palhetas está localizado diretamente no centro da passagem.

Existem duas variedades de dispositivos de palheta. Os de palheta única ou rotativos são equipados com uma placa que pode girar em torno de um eixo.

Quando o fluido de aquecimento se move na direção determinada, ele levanta a palheta, abrindo assim a passagem. Quando a direção do fluxo muda, a placa desce. Isso pode ser feito com ou sem mola.

As válvulas de palheta dupla são construídas de forma um pouco diferente. Elas têm duas placas de bloqueio, fixadas em um eixo giratório e localizadas no centro da passagem.

O fluido de aquecimento que se move pelo circuito de aquecimento abre ambas as palhetas da válvula de retenção de palheta dupla, e quando a direção do movimento muda, as molas fecham as placas.

As vantagens do uso dessas válvulas são consideradas as seguintes:

• alguns modelos de válvulas gravitacionais podem funcionar sem molas, o que permite utilizá-las em sistemas por gravidade;
• custo relativamente baixo dos dispositivos.

Entre as desvantagens, deve-se notar a resistência hidráulica bastante elevada. Isto é especialmente relevante para modelos de duas abas — o eixo de rotação está localizado diretamente no centro da abertura de passagem, o que representa um obstáculo significativo para o fluido em movimento.

Por esta razão, as válvulas de duas abas são utilizadas exclusivamente em sistemas de alta pressão.

Equipamento do tipo elevatório

As válvulas elevatórias são equipadas com um obturador que pode se mover livremente em relação a um eixo vertical. Na abertura de passagem há um assento onde o obturador se posiciona.

Quando o fluido é fornecido, a força da sua pressão levanta o obturador, e ele se move ao longo do eixo, abrindo a abertura para o movimento do fluido térmico. Assim que a pressão do fluxo diminui ou ele muda de direção, o obturador desce para o assento.

A válvula de retenção elevatória é instalada apenas verticalmente. Caso contrário, a pressão do fluido térmico não será suficiente para levantar o mecanismo de bloqueio.

As vantagens desses dispositivos são consideradas:

1. Confiabilidade. O equipamento tem uma construção bastante simples, o que permite que funcione com mínimo risco de falha.
2. Baixa sensibilidade à qualidade do fluido térmico.
3. Possibilidade de realizar reparos. Para isso, na parte superior do corpo do dispositivo há uma tampa removível.

Entre as desvantagens, é necessário observar as limitações na instalação. Devido às características da construção, eles podem ser montados apenas estritamente na posição vertical.

Regras para escolha do dispositivo de bloqueio

A escolha de uma válvula de retenção destinada a sistema de aquecimento é uma tarefa responsável. Se o conhecimento nesta área é mínimo, é melhor procurar ajuda de especialistas. Isto garante que o novo sistema de aquecimento será operacional e seguro.

É preciso saber que, independentemente do seu tipo, todas as válvulas de retenção diferem na forma de conexão ao tubo.

As válvulas de retenção roscadas são muito simples de instalar. No entanto, a conexão roscada não pode suportar alta pressão, portanto elas têm limitações de uso.

Os dispositivos roscados são equipados com uma unidade de conexão roscada, o que facilita significativamente sua conexão à tubulação. Na maioria das vezes, essa unidade equipa as válvulas de disco destinadas à instalação em sistemas de aquecimento autônomos de apartamento ou de casa particular. Sua característica distintiva é o diâmetro pequeno. Na maioria das vezes, ele não é maior que DN-50.

Os itens flangeados são uma estrutura montada a partir de uma peça com furos para fixação. Através destes, ela é conectada à tubulação principal. A conexão flangeada é muito mais resistente do que a rosqueada.

Por essa razão, as válvulas flangeadas são amplamente utilizadas na instalação de tubulações de grande diâmetro. Os dispositivos do tipo esfera são os mais demandados.

Os dispositivos entre flanges são projetados para instalação entre dois flanges de tubos. Eles se caracterizam pelo baixo peso e compacidade. Muitas vezes, ambas as variedades de válvulas tipo palheta são fabricadas na versão entre flanges.

No mercado, podem ser encontradas válvulas de retenção instaladas por soldagem. Essa opção pode ser utilizada, por exemplo, na instalação de aquecimento com tubos de polipropileno.

As válvulas de retenção do tipo flangeado são fixadas firmemente ao tubo. Essa conexão suporta alta pressão, permitindo o uso dos dispositivos em tubulações centralizadas.

Outro critério importante de seleção é o material do qual o dispositivo é fabricado. Pode ser aço inoxidável. Essa opção é considerada ideal para tubulações com diâmetro inferior a 0,04 m.

O metal praticamente não sofre processos de corrosão, suporta cargas de até 10 atm. Isso permite que a válvula opere no sistema de forma segura e por muito tempo, porém seu custo é bastante elevado. As válvulas de latão têm preço menor. Elas são suscetíveis à corrosão, mas esse processo é muito lento, o que aumenta significativamente a vida útil.

No entanto, sua resistência mecânica é muito menor do que a do aço inoxidável. Ainda assim, elas suportam com bastante facilidade as cargas que ocorrem em uma rede doméstica. As válvulas mais resistentes são feitas de ferro fundido – elas lidam com sucesso com valores críticos de pressão, possuem dimensões significativas e massa imponente.

Devido às particularidades de fabricação, apenas os corpos de peças com diâmetro superior a 40 mm podem ser feitos de ferro fundido. Por essa razão, eles são raramente utilizados na instalação de sistemas de aquecimento autônomos.

É desejável que não apenas o corpo, mas também todos os elementos internos da válvula de retenção sejam feitos de metal. O plástico geralmente tem menor resistência, o que pode levar à falha prematura da peça.

Ao escolher uma válvula de retenção, é preciso lembrar de mais uma regra – seu diâmetro deve corresponder exatamente aos parâmetros da abertura de passagem. É muito importante que a pressão de trabalho do sistema não exceda os valores máximos permitidos para operação, estabelecidos pelo fabricante do modelo selecionado.

Opções de esquemas de trabalho para conexão

Os sistemas de aquecimento são bastante diversificados e a presença de uma válvula de retenção não é obrigatória em todos eles. Vamos considerar alguns casos em que a sua instalação é necessária. Antes de tudo, a válvula de retenção deve ser instalada em cada um dos circuitos individuais num sistema de circuito fechado, desde que estes estejam equipados com bombas de circulação.

Alguns especialistas recomendam insistentemente a instalação de uma válvula de retenção de mola antes da entrada da única bomba de circulação num sistema de circuito único. Eles justificam o conselho dizendo que assim o equipamento da bomba pode ser protegido contra golpes de aríete.

Isso não corresponde à realidade de forma alguma. Primeiro, a instalação de uma válvula de retenção num sistema de circuito único dificilmente se justifica. Segundo, ela é sempre instalada após a bomba de circulação, caso contrário o uso do dispositivo perde todo o sentido.

Se o esquema de aquecimento incluir duas ou mais caldeiras, o surgimento de fluxos parasitas é inevitável. Portanto, a conexão da válvula de retenção é obrigatória

Para sistemas multicircuito, a presença de um dispositivo de bloqueio de ação reversa é vital. Por exemplo, quando são utilizadas duas caldeiras para aquecimento, uma elétrica e uma de combustível sólido, ou quaisquer outras.

Quando uma das bombas de circulação é desligada, a pressão na tubulação inevitavelmente muda e surge o chamado fluxo parasita, que se move pelo circuito pequeno, o que pode causar problemas. Aqui, é impossível prescindir da válvula de bloqueio.

Uma situação semelhante surge também quando se utiliza um esquentador de aquecimento indireto. Especialmente quando o equipamento possui uma bomba separada e não há tanque de inércia, separador hidráulico ou coletor de distribuição.

Aqui também há uma grande probabilidade de ocorrência de fluxo parasita, para cujo isolamento é necessária uma válvula de retenção, utilizada especificamente para configurar o ramal com o esquentador.

O uso de válvulas de bloqueio também é obrigatório em sistemas com bypass. Tais esquemas são geralmente utilizados ao converter um sistema de circulação por gravidade para circulação forçada.

Neste caso, a válvula é colocada no bypass em paralelo com o equipamento da bomba de circulação. Pressupõe-se que o modo de operação principal será o forçado. Mas quando a bomba é desligada devido a falta de eletricidade ou avaria, o sistema muda automaticamente para circulação natural.

Ao configurar conjuntos de bypass para esquemas de aquecimento, o uso de válvulas de retenção é considerado obrigatório. A figura mostra uma das possíveis opções de conexão do bypass

Isso acontecerá da seguinte forma: a bomba para de fornecer fluido de aquecimento, o elemento de acionamento da válvula de retenção deixa de sofrer pressão e fecha.

Em seguida, o movimento de convecção do fluido pela linha principal é retomado. Este processo continuará até que a bomba funcione. Além disso, os especialistas recomendam instalar uma válvula de retenção também na tubulação de reposição. Isso não é obrigatório, mas é altamente desejável, pois evita o esvaziamento do sistema de aquecimento por vários motivos.

Por exemplo, o proprietário abriu a torneira na tubulação de reposição para aumentar a pressão no sistema. Se por uma coincidência infeliz o abastecimento de água estiver interrompido nesse momento, o fluido de aquecimento simplesmente empurrará o restante da água fria e fluirá para a tubulação. Como resultado, o sistema de aquecimento ficará sem fluido, a pressão cairá drasticamente e a caldeira parará.

Nos esquemas descritos acima, é importante usar válvulas selecionadas corretamente. Para interromper fluxos parasitas entre circuitos adjacentes, é aconselhável instalar dispositivos de disco ou palheta. Nesse caso, a resistência hidráulica será menor na última opção, o que deve ser considerado na escolha.

Em sistemas de aquecimento com circulação natural do fluido de aquecimento, o uso de válvulas de retenção com mola não é adequado. Aqui, somente dispositivos rotativos de palheta podem ser instalados.

Para a montagem do nó de bypass, é preferível escolher uma válvula esférica. Isso se deve ao fato de que ela oferece resistência praticamente zero. Na tubulação de reposição, pode-se instalar uma válvula do tipo disco. Deve ser um modelo projetado para uma pressão de trabalho bastante alta.

Portanto, a válvula de retenção pode não ser instalada em todos os sistemas de aquecimento. Ela é obrigatoriamente utilizada na montagem de bypass de todos os tipos para caldeiras e radiadores, bem como nos pontos de ramificação das tubulações.

Nuances de uma instalação competente

Durante a instalação das válvulas de bloqueio, algumas regras devem ser rigorosamente seguidas:

1. A válvula é instalada estritamente na direção do fluxo do fluido de aquecimento. Para evitar erros, o corpo do produto deve ter uma marcação em forma de seta indicando a direção de trabalho.
2. Para vedar as conexões, podem ser usadas juntas de paronita, desde que não reduzam o diâmetro do orifício de passagem. Caso contrário, a válvula exercerá uma pressão hidráulica maior do que a planejada.
3. O dispositivo deve ser instalado de forma que outros elementos do sistema de aquecimento não exerçam pressão adicional sobre seu corpo.
4. É altamente recomendável instalar um filtro grosso antes da válvula de retenção. Isso evitará que partículas sólidas entrem no mecanismo de travamento, o que, por sua vez, pode levar à perda de vedação do dispositivo no estado fechado.

Outro ponto importante: antes da instalação, é necessário verificar novamente se a válvula foi selecionada corretamente.

Por exemplo, para sistemas com circulação forçada, qualquer tipo de dispositivo é adequado, mas para sistemas gravitacionais, apenas o tipo rotativo de palhetas sem mola. Pois o fluido térmico que se move por gravidade não consegue vencer a resistência da mola.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Vídeo #1. Onde usar válvulas de retenção:

Vídeo #2. Como escolher corretamente a válvula de bloqueio para um sistema de aquecimento gravitacional:

Vídeo #3. Como organizar a reposição do aquecimento com válvula de retenção:

A válvula de retenção é um elemento necessário em sistemas de aquecimento complexos. Para sistemas de circuito único, geralmente não é necessária, exceto para organizar a tubulação de reposição. Mas se o sistema se tornar mais complexo com a adição de uma segunda caldeira, aquecedor de água ou piso aquecido, o dispositivo é indispensável.

É importante selecionar e instalar corretamente a válvula de retenção. Isso garante uma operação longa e sem falhas de todo o sistema de aquecimento.

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