Válvula hvac de 3 vias: aplicações, critérios de seleção e orientação prática

Um operador de planta liga porque uma zona está soprando ar frio pela manhã, quando a caldeira está funcionando há duas horas. A bobina está limpa, a bomba está funcionando e a válvula de três vias que alimenta a bobina não se moveu desde que foi instalada. Esse componente decide se a bobina recebe água quente, água gelada ou uma mistura das duas, e quando ela emperra, é canalizada para trás ou está conectada ao sinal errado, toda a zona a segue.

Em um sistema HVAC, uma válvula de 3 vias é um dispositivo de roteamento de fluxo com três portas: uma porta comum e duas portas ramificadas. Ele faz um de dois trabalhos. Ele mistura dois fluxos em um ou desvia um fluxo em dois. O trabalho que ele executa, como as portas internas são organizadas e como o atuador é controlado são muito mais importantes do que o tamanho do tubo estampado no corpo. Acerte esses três pontos e a válvula se tornará uma parte silenciosa e confiável do circuito. Se errar, nenhuma quantidade de equilíbrio consertará a zona.

O que uma válvula de três vias faz em um circuito HVAC

A resposta curta é que uma válvula de três vias altera o caminho que a água percorre, não a quantidade de água no sistema. Em uma válvula misturadora, dois fluxos de entrada entram nas portas de ramal e saem pela porta comum como um fluxo misturado, e a posição do tampão, esfera ou disco define a relação entre as duas entradas. Em uma válvula de desvio, o fluxo entra na porta comum e sai por uma porta de ramal ou outra, com posições intermediárias dividindo o fluxo entre elas.

Essa diferença decide onde cada estilo é usado. Os corpos de mistura são adequados para o controle da bobina, onde um fluxo primário quente e um fluxo de retorno mais frio são misturados à temperatura de fornecimento que a bobina necessita. Os corpos de desvio são adequados para serviço de desvio, onde o fluxo deve ser enviado ao redor de uma bobina, e serviço de comutação, onde um resfriador e uma caldeira compartilham a mesma unidade terminal.

Misturar ou desviar: uma decisão que você não pode reverter no local

Os corpos não são intercambiáveis. Em uma válvula misturadora, a porta comum é a saída. Numa válvula de desvio, a porta comum é a entrada. Canalize um corpo de desvio como um misturador e a água pode passar diretamente de uma porta de ramal para a outra, de modo que a bobina funcione na temperatura errada, não importa o que o atuador faça. Este é um dos erros de campo mais comuns e aparece como uma bobina que nunca atinge o ponto de ajuste enquanto a válvula parece estar girando corretamente.

As válvulas de três vias estilo esfera adicionam outra camada. Uma esfera de porta L conecta a porta comum a uma ramificação por vez e pode desligar a terceira porta. A porta T ball pode conectar a porta comum a ambas as ramificações ao mesmo tempo, de modo que o fluxo total é possível através de qualquer caminho ou como uma divisão entre elas, mas a porta comum não pode ser isolada de ambas as ramificações ao mesmo tempo.

Vale a pena copiar quatro linhas da folha de dados no envio antes de qualquer pedido ser feito:

• Qual porta é a porta comum e se é a entrada ou a saída.
• Quais portas estão abertas, fechadas ou parcialmente abertas em cada extremidade do curso.
• O coeficiente de fluxo na posição de deslocamento projetada, não apenas o tamanho da porta.
• A posição de falha, ou seja, para onde a válvula vai quando a energia ou o sinal são perdidos.

Dimensionando uma válvula de três vias: o coeficiente de fluxo supera o tamanho do tubo

Dimensione a válvula de acordo com o fluxo que ela deve passar nas condições de projeto, e não pelo diâmetro do tubo em que ela fica. Uma válvula que corresponda ao tamanho da linha geralmente é superdimensionada. Quando um corpo é muito grande, o tampão realiza a maior parte de seu trabalho nos primeiros 20% do percurso, pequenas alterações de sinal produzem grandes alterações de fluxo e a zona oscila em torno do ponto de ajuste durante toda a tarde.

O número de trabalho é o coeficiente de fluxo. Nas unidades dos EUA, Cv é o fluxo em galões por minuto que passa através de uma válvula totalmente aberta a uma queda de pressão de 1 psi. Nas unidades métricas aparece a mesma ideia do Kvs, usando metros cúbicos por hora a uma queda de 1 bar. A relação é simples: Cv é igual ao fluxo de projeto em galões por minuto dividido pela raiz quadrada da queda de pressão em psi.

A prática hidrônica geralmente visa uma queda de pressão na válvula de controle de 25 a 50 por cento da queda total nesse ramal, que em muitos circuitos de bobina fica entre 3 e 5 psi. Isso dá à válvula autoridade suficiente para controlar a bobina sem desperdiçar energia da bomba. Uma cotação que lista apenas o tamanho da porta, o tipo de conexão e o material do corpo deixa o número mais importante sem verificação.

Atuadores e sinais de controle

Combine o atuador com o controlador antes que o pedido seja enviado, porque o corpo e o atuador geralmente são itens de linha separados. Três tipos de sinal cobrem a maior parte do trabalho de HVAC:

1. Duas posições, ligada ou desligada, para operação de comutação e bypass, onde a válvula só precisa ficar em uma extremidade do curso.
2. Flutuante ou de três fios, onde o controlador abre e fecha a válvula e o atuador mantém a posição quando a energia é removida.
3. Modulação, geralmente 0 a 10 V ou 4 a 20 mA, onde a válvula deve manter uma posição intermediária para misturar a temperatura de alimentação.

Dois detalhes decidem então se a válvula realmente funciona. A classificação de torque e fechamento vem em primeiro lugar: uma válvula que não consegue fechar contra a pressão diferencial da bomba vazará pela sede mesmo quando o atuador reportar uma posição fechada, o que aparece como uma zona que nunca desliga totalmente. A posição de falha vem em segundo lugar. Os atuadores de retorno por mola conduzem a válvula para uma porta conhecida em caso de perda de energia, e a escolha certa depende se uma bobina com falha deve ser deixada em aquecimento, resfriamento ou bypass. Verifique também a tensão, pois os atuadores de 24 V e de tensão de linha não são intercambiáveis ​​na régua de terminais.

Válvulas de três vias em equipamentos de ar condicionado e refrigeração

Nem todas as válvulas de três vias ficam em um circuito hidrônico. Os sistemas de ar condicionado e refrigeração split usam válvulas de serviço de três portas na unidade externa. Uma porta se conecta ao sistema, uma se conecta ao conjunto de linha e a terceira, geralmente chamada de manômetro ou porta de serviço, fornece ao técnico um local para conectar um coletor para evacuação, carregamento e verificações de pressão. Esses corpos são normalmente de latão, com conexões de cobre ou acessórios de alargamento, e a tampa da porta de serviço permanece vedada durante a operação normal. Um artigo separado explica o que uma válvula de três vias de ar condicionado faz durante a evacuação e carregamento.

Válvula de três vias de ar condicionado para controle de fluxo de refrigerante Esta válvula de latão ou aço inoxidável alterna a direção do refrigerante e organiza o fluxo para resfriamento ou aquecimento, com conexões DN6-DN20 e uma porta de serviço opcional. Ver Produto →

As válvulas de três vias de controle de fluxo desempenham um papel diferente em equipamentos embalados. Eles dividem ou redirecionam o refrigerante entre os circuitos para que a capacidade possa ser escalonada sem parar o compressor, e são selecionados na mesma lógica de coeficiente de fluxo usada para corpos hidrônicos, ajustados para propriedades do refrigerante e pressões operacionais.

Válvula de três vias de controle de fluxo de ar condicionado Esta válvula muda a direção do refrigerante e ajusta o fluxo escalonado para resfriamento ou aquecimento, com conexões DN6-DN20 e uma porta de manutenção opcional. Ver Produto →

As válvulas do tipo split ficam na fronteira entre as seções interna e externa, onde um técnico precisa de uma conexão permanente e de um ponto de acesso de serviço em um corpo compacto de latão. Tipo de conexão, padrão de rosca e tamanho da porta de carregamento são os detalhes que vale a pena confirmar no desenho antes de fazer o pedido.

Válvula de três vias para ar condicionado tipo split Esta válvula de sistema dividido alterna a direção do refrigerante para resfriamento ou aquecimento e pode incluir uma porta de serviço para teste de pressão ou reabastecimento. Ver Produto →

Verificações de instalação e comissionamento que evitam retornos de chamada

A maioria dos problemas de válvulas de três vias relatados no primeiro mês são problemas de instalação e não defeitos do produto. Uma breve rotina de comissionamento abrange quase todos eles:

• Lave a linha antes de a válvula entrar, uma vez que solda, incrustações de tubo e lascas de rosca são a principal causa de uma sede marcada.
• Remova o atuador antes de brasar ou soldar e proteja o corpo do calor para que as vedações da haste não sejam danificadas.
• Siga a seta de fluxo no corpo, que marca a orientação comum da porta e é o erro de tubulação mais comum.
• Apoie corpos maiores com um suporte para que o peso do tubo não carregue o corpo da válvula.
• Gire a válvula em toda a sua faixa com o controlador antes de equilibrar o circuito e observe o deslocamento da haste.
• Registre as temperaturas de alimentação e retorno na bobina após um ciclo de carga completo, e não cinco minutos após a partida.

Se a bobina não estiver respondendo, meça o sinal do atuador nos terminais da válvula e não no painel. Um sinal lido corretamente no controlador pode chegar ao atuador como uma tensão muito mais baixa através de um fio longo e subdimensionado, e a válvula ficará parada sem nenhuma falha mostrada em qualquer lugar.

Problemas comuns e o que os sintomas lhe dizem

O diagnóstico fica mais rápido quando você trata o sintoma como uma pista sobre qual parte falhou. Detritos e incrustações geralmente causam erros de posição e ruído, enquanto falhas no atuador geralmente não causam nenhum movimento.

Três regras cobrem a maior parte do risco com uma válvula HVAC de três vias. Confirme se o trabalho precisa ser misturado ou desviado antes que qualquer coisa seja encomendada ou canalizada. Dimensione o corpo pelo coeficiente de fluxo no fluxo de projeto e não pelo diâmetro do tubo. Combine o sinal do atuador, o torque e a posição de falha com o controlador e o circuito. Todo o resto, desde a escolha do material até os intervalos de manutenção, decorre dessas três decisões.

Em circuitos hidrônicos, a válvula é um dispositivo de controle e deve ser tratada como tal. Em trabalhos de ar condicionado e refrigeração split, ele também é um ponto de acesso de serviço, portanto, o layout da porta e as condições da tampa são importantes sempre que um sistema é evacuado ou carregado. Manter em mãos atuadores sobressalentes e um pequeno estoque dos tamanhos de corpo mais usados ​​reduz o tempo de inatividade, porque um atuador com falha geralmente é a peça mais rápida de substituir.

Se você estiver especificando válvulas de três vias para uma linha de produtos de refrigeração ou ar condicionado e precisar de corpos que correspondam a um desenho existente, nossa equipe pode trabalhar a partir de sua amostra ou especificação. Envie o layout da porta, o requisito de fluxo e o tipo de conexão e responderemos com a configuração correspondente.