Válvulas de controle de três vias

As válvulas de três vias fornecem fluxo variável através da bobina, mantendo o fluxo um tanto constante no sistema.

Misturar e desviar as válvulas de três vias são mostradas emFiguras 1. Em uma válvula de mistura, dois fluxos recebidos são combinados em um fluxo de saída. Em uma válvula desviada, o oposto ocorre. A porta que sai da válvula de mistura e a porta inserida na válvula de desvio são chamadas de porta comum, normalmente rotuladas C (para comum) ou às vezes AB.

figura 1. Configurações da válvula de mistura (esquerda) e desvio (direita)

DentroFigura 2, a porta inferior da válvula de mistura é mostrada normalmente aberta à porta comum, com. (Aberto ao comum quando o caule está subindo).

Figura 2. Válvula de mistura de três vias

Esta porta é normalmente rotulada não (para a abertura normalmente), embora às vezes seja rotulada B (porta inferior). A outra porta é normalmente fechada para o comum e geralmente é rotulada NC (normalmente fechada), embora às vezes seja rotulada como A ou U (porta superior). A saída comum é geralmente rotulada com ou fora. A válvula de desvio é de maneira semelhante.

DentroFigura 3, a porta comum da válvula de desvio é mostrada no mesmo local que na válvula de mistura, no lado.

Figura 3. Válvula de desvio de três vias

Com alguns fabricantes, a válvula pode ser projetada para que a porta comum seja a porta inferior, com a água saindo da esquerda e da direita. Observe que, como válvulas de mão dupla, os plugues para válvulas de mistura e desvio são dispostos para evitar o martelo de água (ou seja, o fluxo está sob o assento da válvula). Portanto, é importante que a válvula seja encanada e marcada em relação à direção do fluxo, e uma válvula de mistura não deve ser usada para desviar o serviço ou vice -versa.

As válvulas de mistura são mais baratas que as válvulas de desvio e, portanto, são mais comuns. Na maioria dos casos, onde as válvulas de três vias são desejadas, elas são organizadas na configuração de mistura, mas ocasionalmente é necessária uma válvula desviada.

O uso mais comum das válvulas de mistura sobre as válvulas de desvio é aparentemente a razão pela qual as válvulas de mão dupla são tradicionalmente colocadas no lado de retorno das bobinas (onde uma válvula de mistura deve ir) em vez do lado da oferta (onde seria uma válvula de desvio). De uma perspectiva funcional, fazSem diferençaDe que lado da bobina a válvula de mão dupla está localizada. As válvulas de duas vias localizadas no lado de retorno da tubulação de bobinas manterão a pressão de descarga da bomba nas bobinas hidrônicas para permitir a ventilação positiva do ar do cabeçalho de retorno da bobina. Além disso, o fluido que passa pela válvula no lado do retorno é temperado pela perda de calor/ganho através da bobina.

Figura 4mostra dois esquemas típicos de válvula de mistura de três vias.

Figura 4. Arranjos típicos de válvula de mistura de três vias

Observe como as portas da válvula são rotuladas; É importante que os esquemas de controle sejam rotulados dessa maneira para garantir que a válvula seja encanada na configuração desejada, para que ela falhe na posição correta e responda corretamente à ação de controle do controlador. A porta comum é orientada para que o fluxo sempre retorne ao retorno da distribuição. No exemplo no topo deFigura 4, a válvula é normalmentefechado para fluir através da bobina. Se o arranjo normalmente aberto fosse desejado, os rótulos da porta no esquema poderiam ser simplesmente revertidos (a etiqueta não seria mostrada no retorno da válvula). No entanto, como a porta normalmente aberta em uma válvula de mistura de três vias está na parte inferior, basta relacionar o esquema, incentiva erros no campo. É melhor reorganizar o esquema, como mostrado na parte inferior deFigura 4, para que a porta NO seja mostrada na posição correta.

Observe a válvula de equilíbrio mostrada na linha de desvio da bobina deFigura 4. Embora geralmente não seja parte do sistema de controle (e, como tal, não é normalmente mostrado nos esquemas de controle), essa válvula é essencial para a operação adequada do sistema de distribuição de água, a menos que a queda de pressão da bobina seja muito baixa. A válvula deve ser equilibrada para corresponder à queda de pressão da bobina, de modo que, quando a válvula estiver na posição de desvio, a queda de pressão seja semelhante ao caminho através da bobina. Sem a válvula, ocorre um curto-circuito fluido e a pressão diferencial de suprimento para retorno no sistema cairá, possivelmente fome de outras bobinas no sistema que requerem uma pressão diferencial mais alta.

Os plugues nas válvulas de três vias estão disponíveis nos mesmos estilos que as válvulas de mão dupla, tipicamente lineares e porcentagens iguais. No entanto, nem todos os fabricantes produzem os dois estilos em todos os tamanhos, portanto o designer nem sempre tem flexibilidade na seleção dentro da linha de um fabricante. Em alguns casos raros, as válvulas são construídas com dois estilos de plugue diferentes, permitindo que a válvula se comporte de maneira linear para uma porta e uma porcentagem igual para a outra. As válvulas de desvio parecem estar disponíveis principalmente com plugues de porcentagem iguais. A seleção do estilo de plug é discutida na próxima seção.

Enquanto as válvulas de três vias são mais comumente usadas onde o fluxo de fluido constante é desejado, na realidade eles não resultarão em fluxo constante, independentemente do estilo de plugue ser selecionado. Como observado acima, a válvula de balanceamento pode ser usada para garantir que o fluxo seja o mesmo quando o fluxo passa 100% através da bobina ou do desvio. No entanto, quando a válvula estiver entre esses dois extremos, o fluxo sempre aumentará com um plugue linear e, em menor grau, com um plugue de porcentagem igual. A razão para isso se tornará aparente quando considerarmos como as válvulas são dimensionadas e selecionadas na próxima seção.

Antes de selecionar e dimensionar, há mais uma característica comportamental de modular válvulas para considerarmos. As válvulas de controle de modulação têm uma característica operacional inerente chamada "fator de capacidade de alcance". O fator de capacidade de alcance de uma válvula de controle é a razão entre o fluxo máximo para o fluxo mínimo controlável. Essa característica é medida em condições laboratoriais com um diferencial constante aplicado apenas à válvula. Um fator de capacidade de alcance de 10: 1 indica que o válvula sozinhapode controlar um fluxo mínimo de 10%.

A capacidade instalada da mesma válvula de controlar para baixos fluxos é a "taxa de redução". No sistema real, a pressão através da válvula não permanece constante. Normalmente, à medida que a válvula fecha a pressão diferencial na válvula aumenta. A proporção da queda de pressão diferencial quando a válvula está totalmente aberta para quando está quase fechada é chamada de "autoridade". Se a pressão permanecesse a mesma, a autoridade seriaP/P = 1. No entanto, se a pressão quadruplicar, a autoridade seria ¼ = 0,25. A taxa de redução da válvula é calculada multiplicando o fator de capacidade de faixa inerente vezes a raiz quadrada da autoridade da válvula. Portanto, uma válvula que possui habilidade decente de alcance (digamos 20: 1), mas a falta de autoridade (digamos 0,2) não terá boa capacidade de controlar até os fluxos baixos (capacidade de alcance 20 • √0.2 = 9: 1) e só pode ser capaz de fornecer controle "" on-off "em uma boa parte de sua faixa de fluxo.

Muitas válvulas de controle HVAC no estilo globo não têm fatores de alta capacidade de alcance; Um dos principais fabricantes lista valores de 6,5: 1 a 25: 1 para sua faixa de válvulas globais de ½ polegada a 6 polegadas. A maioria das válvulas de controle de bola caracterizadas, no entanto, possui fator de capacidade de alcance muito alto (geralmente> 150: 1).