Las válvulas de tres vías proporcionan un flujo variable a través del serpentín mientras mantienen un flujo algo constante en el sistema.
Las válvulas mezcladoras y desviadoras de tres vías se muestran enFiguras 1. En una válvula mezcladora, dos corrientes entrantes se combinan en una corriente saliente. En una válvula desviadora ocurre lo contrario. El puerto de salida de la válvula mezcladora y el puerto de entrada de la válvula desviadora se denominan puerto común, generalmente etiquetado como C (para común) o, a veces, AB.
Figura 1. Configuraciones de válvula mezcladora (izquierda) y desviadora (derecha)
EnFigura 2, el puerto inferior de la válvula mezcladora se muestra normalmente abierto al puerto común, COM. (abierto al común cuando el tallo está arriba).
Figura 2. Válvula mezcladora de tres vías
Este puerto suele estar etiquetado como NO (normalmente abierto), aunque a veces está etiquetado como B (puerto inferior). El otro puerto normalmente está cerrado al común y normalmente está etiquetado como NC (normalmente cerrado), aunque a veces está etiquetado como A o U (puerto superior). La salida común suele estar etiquetada como COM o OUT. La válvula desviadora está etiquetada de manera similar.
Enfigura 3, el puerto común de la válvula desviadora se muestra en la misma ubicación que el de la válvula mezcladora, en el lateral.
figura 3. Válvula desviadora de tres vías
Con algunos fabricantes, la válvula puede diseñarse de manera que el puerto común sea el puerto inferior, con agua saliendo a izquierda y derecha. Observe que, al igual que las válvulas de dos vías, los tapones de las válvulas mezcladora y desviadora están dispuestos para evitar el golpe de ariete (es decir, el flujo está debajo del asiento de la válvula). Por lo tanto, es importante que la válvula esté correctamente canalizada y etiquetada con respecto a la dirección del flujo, y no se debe utilizar una válvula mezcladora para desviar el servicio, o viceversa.
Las válvulas mezcladoras son menos costosas que las válvulas desviadoras y, por lo tanto, son más comunes. En la mayoría de los casos, cuando se desean válvulas de tres vías, se disponen en la configuración de mezcla, pero ocasionalmente se requiere una válvula desviadora.
El uso más común de válvulas mezcladoras en lugar de válvulas desviadoras es aparentemente la razón por la cual las válvulas de dos vías se colocan tradicionalmente en el lado de retorno de las bobinas (donde debe ir una válvula mezcladora) en lugar de en el lado de suministro (donde estaría una válvula desviadora). . Desde una perspectiva funcional, haceninguna diferenciaen qué lado de la bobina está ubicada la válvula de dos vías. Las válvulas de dos vías ubicadas en el lado de retorno de la tubería del serpentín mantendrán la presión de descarga de la bomba en los serpentines hidrónicos para permitir la ventilación positiva del aire desde el cabezal de retorno del serpentín. Además, el fluido que pasa a través de la válvula en el lado de retorno se ve atenuado por la pérdida/ganancia de calor a través del serpentín.
Figura 4muestra dos esquemas típicos de válvula mezcladora de tres vías.
Figura 4. Disposiciones típicas de válvulas mezcladoras de tres vías
Observe cómo están etiquetados los puertos de las válvulas; Es importante que los esquemas de control estén etiquetados de esta manera para asegurarse de que la válvula esté conectada en la configuración deseada para que no llegue a la posición adecuada y responda adecuadamente a la acción de control del controlador. El puerto común está orientado de manera que el flujo regrese siempre al retorno de distribución. En el ejemplo en la parte superior deFigura 4, la válvula es normalmentecerrado para fluir a través de la bobina. Si se deseara la disposición normalmente abierta, las etiquetas de los puertos en el esquema podrían simplemente invertirse (la etiqueta NO se mostraría en el retorno de la válvula). Sin embargo, debido a que el puerto normalmente abierto en una válvula mezcladora de tres vías real está en la parte inferior, simplemente volver a etiquetar el esquema fomenta errores en el campo. Es mejor reorganizar el esquema, como se muestra en la parte inferior deFigura 4, para que el puerto NO se muestre en la posición adecuada.
Observe la válvula de equilibrio que se muestra en la línea de derivación de la bobina deFigura 4. Si bien generalmente no forma parte del sistema de control (y, como tal, normalmente no se muestra en los esquemas de control), esta válvula es esencial para el funcionamiento adecuado del sistema de distribución de agua, a menos que la caída de presión del serpentín sea muy baja. La válvula debe equilibrarse para que coincida con la caída de presión del serpentín, de modo que cuando la válvula esté en la posición de derivación, la caída de presión sea similar al recorrido a través del serpentín. Sin la válvula, se produce un cortocircuito de fluido y la presión diferencial de suministro a retorno en el sistema caerá, posiblemente privando a otras bobinas del sistema que requieren una presión diferencial más alta.
Los tapones de las válvulas de tres vías están disponibles en los mismos estilos que las válvulas de dos vías, normalmente lineales y de igual porcentaje. Sin embargo, no todos los fabricantes fabrican ambos estilos en todos los tamaños, por lo que el diseñador no siempre tiene flexibilidad para seleccionar dentro de la línea de un fabricante. En algunos casos raros, las válvulas se construyen con dos estilos de obturador diferentes, lo que permite que la válvula se comporte de forma lineal para un puerto y de igual porcentaje para el otro. Las válvulas desviadoras parecen estar disponibles principalmente con tapones de igual porcentaje. La selección del estilo de enchufe se analiza en la siguiente sección.
Si bien las válvulas de tres vías se usan más comúnmente cuando se desea un flujo de fluido constante, en realidad no darán como resultado un flujo constante sin importar qué estilo de tapón se seleccione. Como se señaló anteriormente, la válvula de equilibrio se puede utilizar para garantizar que el flujo sea el mismo cuando el flujo pasa al 100 % a través del serpentín o del bypass. Sin embargo, cuando la válvula se encuentra entre estos dos extremos, el caudal siempre aumentará con un obturador lineal y, en menor medida, con un obturador de igual porcentaje. La razón de esto será evidente cuando consideremos cómo se dimensionan y seleccionan las válvulas en la siguiente sección.
Antes de seleccionar y dimensionar hay una característica de comportamiento más de las válvulas moduladoras que debemos considerar. Las válvulas de control modulantes tienen una característica operativa inherente llamada "factor de capacidad de rango". El factor de capacidad de rango de una válvula de control es la relación entre el flujo máximo y el flujo mínimo controlable. Esta característica se mide en condiciones de laboratorio con un diferencial constante aplicado únicamente a la válvula. Un factor de capacidad de alcance de 10:1 indica que el válvula solaSe puede controlar hasta un caudal mínimo del 10%.
La capacidad instalada de la misma válvula para controlar flujos bajos es la "relación de reducción". En el sistema real, la presión a través de la válvula no permanece constante. Normalmente, cuando la válvula se cierra, la presión diferencial a través de la válvula aumenta. La relación entre la caída de presión diferencial cuando la válvula está completamente abierta y cuando está casi cerrada se denomina "autoridad". Si la presión siguiera siendo la misma, la autoridad seríaPAG/PAG = 1. Sin embargo, si la presión se cuadruplicara la autoridad sería ¼ = 0,25. La relación de reducción de la válvula se calcula multiplicando el factor de capacidad de rango inherente por la raíz cuadrada de la autoridad de la válvula. Por lo tanto, una válvula que tiene una capacidad de rango decente (digamos 20:1) pero una autoridad pobre (digamos 0,2) no tendrá buena capacidad para controlar flujos bajos (capacidad de rango 20•√0,2 = 9:1), y solo puede ser capaz de proporcionar control “on-off” sobre una buena parte de su rango de flujo.
Muchas válvulas de control de HVAC estilo globo no tienen factores de capacidad de rango alto; un importante fabricante enumera valores de 6,5:1 a 25:1 para su gama de válvulas de globo de ½ pulgada a 6 pulgadas. Sin embargo, la mayoría de las válvulas de control de bola caracterizadas tienen un factor de capacidad de rango muy alto (normalmente > 150:1).