Válvula termostática para radiador de aquecimento: finalidade, tipos, princípio de funcionamento + instalação

Um sistema de aquecimento padrão não pode ser chamado de flexível. Para ajustar os parâmetros de funcionamento dos radiadores, vários dispositivos foram criados.

Um desses dispositivos é a válvula termostática para radiadores de aquecimento. É usada para regular a transferência de calor do sistema de acordo com as condições climáticas. Neste artigo, analisaremos a estrutura e o princípio de funcionamento da válvula termostática, conheceremos as variedades existentes e os principais fabricantes.

Também forneceremos recomendações de instalação, acompanhando o material com fotos ilustrativas e vídeos sobre a montagem e a velocidade de resposta de dispositivos de diferentes marcas.

Para que serve a válvula termostática?

A válvula resolve duas tarefas: mantém a temperatura ambiente em um nível confortável e economiza energia.

Mas para que ela realmente desempenhe essas funções, é necessário entender em quais casos o dispositivo é adequado e como instalá-lo corretamente.

Se no meio do inverno é necessário abrir janelas para que a temperatura do ambiente diminua a um nível aceitável, o termostato é definitivamente necessário. Mas ele não vai ajudar quando os radiadores estão apenas mornos — com ele, pode ficar ainda mais frio.

No segundo caso, é melhor tentar ajustar a temperatura ambiente de outra forma: alterar o volume do fluido térmico em cada radiador, ajustar o funcionamento da caldeira (para grandes áreas), escolher a bomba de circulação ideal ou ajustar o funcionamento da existente.

O preço do termostato varia na faixa de alguns euros (2-6 €), portanto a readequação do sistema de aquecimento sairá barata. Mas também existem modelos caros.

Como medida temporária, pode-se usar uma válvula de ajuste. Já as válvulas esféricas não são recomendadas para esse fim.

Estrutura e características de funcionamento do dispositivo

Vamos examinar como é construída e qual o princípio de funcionamento da válvula termostática.

Como é construída a válvula termostática?

O dispositivo consiste em dois elementos principais de trabalho — a válvula e a cabeça termostática. A primeira é geralmente feita de latão, às vezes niquelado, sua parte inferior bloqueia o tubo, e a parte superior continua a haste de pressão e a mola.

As válvulas também podem ser de bronze (niqueladas ou cromadas), e também de aço inoxidável. Estas últimas são raras e custam caro.

O que acontece dentro da válvula? No dispositivo da cabeça, há um elemento sensível. Ele está localizado em uma cavidade com gás ou líquido (fole).

O aquecimento provoca expansão nesse meio, o elemento é empurrado para frente, pressiona a haste, a mola e, em seguida, a válvula. A força de pressão determina o grau de fechamento.

Na figura é apresentado um dispositivo com líquido no fole. Os termostatos a gás reagem mais rapidamente às mudanças de temperatura (5-10 min), mas também custam mais caro. Não há diferença significativa nisso durante o uso.

Uma parte adicional do termostato é uma tampa ou um punho com escala. Em alguns dispositivos, há reguladores eletrônicos.

Princípio de funcionamento do dispositivo

Vamos examinar detalhadamente o princípio de funcionamento das válvulas termostáticas para radiadores. A mecânica de sua ação se parece esquematicamente com isto: quando a temperatura do fluido de aquecimento ou do ambiente muda, o gás ou líquido na cabeça reage a essas variações.

O elemento sensível atua na haste de pressão, e esta sobe ou desce. Quando a haste se move para baixo, a válvula bloqueia o fluxo do fluido de aquecimento, interrompendo o aporte de calor, diminuindo a velocidade de circulação. O calor não entra no radiador, portanto a temperatura no ambiente não aumenta.

E aqui é importante distinguir a válvula termostática da válvula de regulagem. Com esta última, é possível reduzir a capacidade de passagem da válvula e assim regular a temperatura dos radiadores.

Ao girar o regulador ou inserir um valor digital no painel, o usuário define o valor inicial de pressão na cabeça termostática, ao qual ela se 'ajusta' durante o funcionamento.

A válvula de regulagem não possui cabeça termostática. Já o termostato está aberto ou fechado, é controlado pela cabeça termostática, ele não altera o volume do fluido de aquecimento, apenas liga e desliga seu fornecimento.

Vamos analisar o princípio de funcionamento da válvula termostática com um exemplo. Assim, ajustamos o dispositivo para a temperatura recomendada de 20 graus. Geralmente, isso é o três ou o maior ponto na escala do regulador.

O que acontece dentro do dispositivo? Se o ar ambiente aquece a cabeça até 21 graus, ou seja, aumenta a temperatura definida em 1 grau, ela pressiona a haste, o fornecimento de fluido de aquecimento para o radiador é completamente bloqueado pela válvula.

O radiador não está aquecendo, a temperatura no ambiente começa a diminuir. Quando a temperatura ambiente cair para 19 graus, a válvula térmica abrirá e a bateria começará a aquecer.

Entendendo as variedades de dispositivos

De acordo com o método de ajuste, as válvulas são divididas em mecânicas e automáticas. As primeiras exigem a rotação manual do mecanismo de estreitamento do fluxo nos tubos.

Ambos os dispositivos executam a mesma função — ajustam o fornecimento de fluido térmico ao radiador de acordo com os parâmetros definidos pelo usuário, mas o uso da automação é menos trabalhoso.

Os modelos automáticos não precisam de ajuste manual. Quando a temperatura ao redor do termostato diminui, eles detectam isso de forma independente e ajustam o fluxo de fluido térmico.

Os fabricantes também oferecem diferentes construções de termostatos:

• Comuns para sistemas de dois tubos — dispositivo mais simples. Se for necessário o balanceamento hidráulico dos radiadores em um mesmo ramal, recomenda-se adicionar ao esquema uma válvula de bloqueio e regulagem na alimentação (retorno).
• Com ajuste hidráulico oculto e aberto — nesses dispositivos há uma luva com haste interna, portanto é possível a regulagem hidráulica.
• Para sistemas de um tubo e gravitacionais — devido ao aumento da passagem, a capacidade de vazão desses dispositivos é elevada até 5,1 m³/hora, portanto podem ser instalados em sistemas sem pressão.
• De três vias para esquemas com bypass — são capazes de regular e distribuir o fluido térmico em conjunto com o bypass. Quando a temperatura definida atinge a válvula, o fluido térmico é enviado para o bypass; quando ela cai, o bypass é parcialmente fechado.

Em termos percentuais, há muito mais válvulas térmicas para sistemas de dois tubos do que para um tubo, e estas últimas representam cerca de 80% em nosso país.

Isso se deve ao fato de que o dispositivo foi inicialmente concebido para os primeiros, onde o fluido térmico é distribuído forçadamente sob alta pressão. A pré-regulagem pelas válvulas destina-se precisamente à distribuição uniforme da pressão pelo sistema.

Válvulas para sistemas de um tubo estão disponíveis apenas em alguns fabricantes – Heiz, Danfoss, Heimeier, Oventrop.

Em esquemas com um tubo, não se pode usar termostatos comuns «de dois tubos»: eles têm menor capacidade de vazão, só conseguem operar com grande diferença de pressão entre alimentação e retorno, portanto haverá risco de redirecionamento do fluido térmico para o bypass.

Externamente, as válvulas «de um tubo» são maiores em tamanho.

As válvulas de três vias são adequadas em esquemas com caldeira a combustível sólido, bem como para separação de fluxos, bypass de radiadores. O dispositivo também pode ser aplicado em distribuição de um tubo.

Além disso, as válvulas termostáticas diferem em formato. Podem ser retas, angulares ou fazer parte de conjuntos com by-pass para tubos. As retas são adequadas para radiadores comuns. As angulares são necessárias em esquemas com alimentação inferior de tubos, quando o sistema de aquecimento está parcialmente escondido sob o piso.

Uma variedade separada de válvulas termostáticas são as eletrônicas. Elas têm uma funcionalidade mais ampla do que as comuns. Com elas, é possível definir diferentes temperaturas no ambiente para cada dia da semana e até mesmo por hora.

As cabeças termostáticas eletrônicas são mais caras e maiores que as normais: dentro do corpo há um compartimento para duas pilhas. Existem modelos com unidades de controle removíveis e embutidas.

Os termostatos eletrônicos proporcionam uma economia significativa no consumo de fluido térmico. Se das 8h da manhã às 18h ninguém estiver no apartamento ou casa, o dispositivo manterá adequadamente a temperatura mínima. E quando os moradores chegarem, aquecerá os ambientes a um nível confortável.

Também estão disponíveis válvulas com invólucro antivandalismo. Elas são protegidas contra interferências não qualificadas e são adequadas para instalação tanto em casas com crianças pequenas quanto em creches, escolas.

Características de instalação e conexão da válvula

O dispositivo em si é simples, mas a instalação e calibração da válvula termostática nos radiadores requer atenção especial. A montagem correta garantirá a precisão do funcionamento do aparelho.

Que fatores são considerados na instalação? O tipo de válvula termostática — para sistema de um tubo ou dois tubos. Além da direção do fluxo do fluido térmico — se entra por baixo ou por cima.

Na própria válvula, a direção do fluxo do fluido térmico é indicada por uma seta. De acordo com essa marcação, a instalação dos termostatos nos radiadores deve ser feita, caso contrário, o dispositivo não funcionará corretamente.

Os tubos de alimentação de água quente para o radiador são conectados de maneiras diferentes. Isso depende do esquema de aquecimento. Os locais de colocação dos tampões e termostatos também são diferentes. A recomendação geral para a maioria dos modelos de termostatos é a colocação entre 40-60 cm do nível do piso.

O algoritmo de montagem é aproximadamente o seguinte:

1. Desconecte o radiador do sistema de aquecimento e drene a água.
2. Remova o trecho do tubo horizontal e também a torneira.
3. O termostato também pode ser montado no bujão do radiador, se uma válvula de fechamento for instalada antes dele. Ou fazer uma conexão na parte horizontal do tubo antes do radiador.
4. A estanqueidade das juntas é importante. Isso é garantido com o enrolamento padrão de fita FUM na parte rosqueada.

O esquema tradicional de conexão é: by-pass — válvula esférica — termorregulador.

Outro ponto: existem sistemas onde, em cômodos diferentes, o fluido térmico se move em direções diferentes. Isso é especialmente relevante para colunas em forma de U.

Nuances de montagem para sistemas de tubo único e dois tubos

Em um sistema monotubo, a água quente circula por um único tubo com radiadores conectados em série. O tubo com o fluido de aquecimento entra na parte superior dos radiadores. O fluido passa pelo radiador, sai pela parte inferior do mesmo lado e retorna para a tubulação principal.

O sistema monotubo é considerado ideal para construções particulares e edifícios residenciais de até 5 andares. Nos demais casos, recomenda-se instalar um sistema bitubo.

Em um sistema monotubo, o termostato é instalado em um bypass não regulável. Esse desvio conecta o tubo de alimentação e o tubo de retorno, permitindo que a água quente circule livremente após o bloqueio da pressão pela válvula.

Esse desvio pode ser soldado ao tubo por conta própria, para o que serve um segmento de tubo com diâmetro não superior a 8 cm. Além disso, é necessário preparar furos nos locais correspondentes.

Esquemas padrão e recomendados de instalação do termostato para sistemas de aquecimento monotubo e bitubo. A figura mostra como conectar a válvula com desvio (bypass) e válvula inferior.

Em um sistema bitubo, o fluido de aquecimento chega ao radiador por um tubo e é removido por outro. O bypass não é necessário; a válvula termostática deve ser instalada no tubo de alimentação de água.

Regras para ajuste do funcionamento do dispositivo

Após a instalação, você precisa ajustar o funcionamento do dispositivo. Para isso, primeiro feche as janelas e portas — isole o ambiente para evitar perdas de calor.

Em seguida, proceda da seguinte forma:

1. Ligue o aquecimento.
2. Coloque a válvula na posição de máxima transferência de calor, meça a temperatura.
3. Aguarde até que a temperatura no ambiente suba 5 graus e se torne estável.
4. Feche a válvula e aguarde até atingir a temperatura confortável.
5. Em seguida, abra o termostato aos poucos, até ouvir o ruído da água passando. O corpo do próprio dispositivo deve aquecer.
6. A última posição deve ser memorizada.

Em uma casa particular, antes do ajuste, é necessário purgar o ar dos radiadores. Ao fazer isso, é preciso ter o máximo cuidado para evitar a liberação de vapor quente.

Quando mais de três radiadores são conectados à caldeira, cada termostato deve ser aberto em um nível diferente para que o calor seja distribuído uniformemente pelos ambientes.

O ajuste começa pelo cômodo mais frio. É necessário aquecê-lo bem para passar para os outros ambientes.

Erros comuns de instalação e possíveis problemas

O primeiro erro é a colocação da cabeça termostática na vertical. O problema é a válvula metálica quente sob a cabeça: dela se propaga um fluxo de ar quente para cima.

Este ar aquece a cabeça do termostato, que acaba desligando erroneamente o radiador. Como resultado, o radiador fica quase sempre desligado e o ambiente não aquece. O dispositivo deve ser instalado horizontalmente (com a 'cabeça' voltada para o ambiente).

No manual do termostato, os diagramas mostram como e onde instalá-lo em diferentes casos, mas não há nenhum diagrama com instalação vertical. Se não for possível instalá-lo verticalmente, é necessário usar dispositivos com sensores remotos.

O segundo erro é colocar o termostato em um local onde a temperatura difere da temperatura real do ambiente. Exemplo: em um nicho com o radiador. Nessa situação, a cabeça do termostato sempre estará 'quente'.

Uma falha significativa em seu funcionamento também ocorrerá quando for colocado atrás de tecidos espessos de cortinas, sob peitoris, nas bordas dos vãos das janelas.

Se não for possível posicionar o termostato de outra forma, novamente o modelo com sensor remoto será a solução. Eles diferem dos dispositivos comuns por possuírem um tubo capilar de cerca de 2 metros com um sensor de temperatura na extremidade. Esse tipo de dispositivo pode ser fixado na parede, longe da janela e do radiador.

Os modelos com elemento remoto determinam a temperatura com mais precisão do que os dispositivos comuns, devido à sua localização distante do radiador, mas também são muito mais caros.

Também estão disponíveis no mercado cabeças termostáticas com reguladores remotos, que podem ser instaladas em qualquer lugar a uma distância de até 15 metros do radiador e da válvula. Existem também cabeças eletrônicas controladas por termocomputadores.

A válvula termostática bloqueia completamente o fluxo do fluido térmico. Se em um sistema de aquecimento radiante todos os dispositivos fizerem isso simultaneamente, haverá problemas com a caldeira. Uma possível solução são as válvulas de desvio nos circuitos.

Se houver 2-3 radiadores em um cômodo, faz sentido instalar termostatos em cada um? Não haverá conflito entre eles? Nesse caso, é necessário fazer o balanceamento com válvulas de ajuste (válvulas esféricas).

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

O que é uma cabeça termostática, para que serve e como funciona.

Análise de um sistema pronto com válvula termostática.

Experimento sobre a velocidade de resposta de cabeças termostáticas de 4 fabricantes.

O uso de válvulas termostáticas para radiadores permite tornar o sistema de aquecimento o mais flexível possível.

Com elas, é possível ajustar a temperatura de radiadores individuais para manter constantemente um microclima confortável no ambiente. No entanto, é importante considerar a adequação da instalação desses dispositivos e realizar corretamente sua montagem e configuração.

Está pensando em instalar uma válvula termostática, mas quer esclarecer alguns pontos sobre a montagem? Faça suas perguntas abaixo deste artigo – nossos especialistas e visitantes do site que utilizam esse equipamento de regulação térmica se esforçarão para respondê-lo da forma mais detalhada possível.

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