Equilíbrio de circuitos hidráulicos (FlowCon Portugal)

Historicamente, tem-se verificado a necessidade de equilibrar os sistemas hidráulicos de aquecimento e climatização para garantir o conforto térmico, limitando o consumo de energia. Para tal, é essencial que cada unidade da instalação funcione de acordo com os parâmetros para os quais foi concebida e selecionada. Neste âmbito, na Sedical, distribuidor oficial da FlowCon em Portugal, somos especialistas em soluções avançadas de equilíbrio hidráulico e válvulas PICV (Pressure Independent Control Valves).

Um dos parâmetros mais importantes para obter as condições de projeto nas unidades produtoras, redes de distribuição e unidades terminais é o caudal do fluido que circula através delas. As diferentes zonas dos circuitos hidráulicos apresentam perdas de carga distintas; se a instalação hidráulica não estiver equilibrada, existirão circuitos com excesso de caudal e circuitos com défice de caudal, não sendo alcançado o conforto térmico projetado. Os principais problemas causados pela falta de equilíbrio hidráulico são:

• Fornecimento de energia irregular em cada espaço
• Não se atingem as diferenças de temperatura requeridas
• Problemas de medição
• Problemas de regulação
• Problemas de ruído
• Problemas de erosão

O aumento das curvas das bombas, a instalação de bombas de maior dimensão, a alteração das temperaturas de saída das unidades produtoras ou a modificação dos parâmetros de regulação não resolvem os problemas originados pela falta de equilíbrio e, em alguns casos, agravam-nos. Além disso, quando as instalações dispõem de sistemas automáticos de regulação, como válvulas de duas, três ou quatro vias, os desequilíbrios hidráulicos serão ainda maiores e, consequentemente, a necessidade de equilibrar hidraulicamente a instalação também será superior.

Que tipos de válvulas existem nos sistemas de equilíbrio hidráulico

Para o equilíbrio dos sistemas hidráulicos é necessário compensar as diferentes perdas de carga de cada rede de distribuição, unidade de produção e unidade terminal, de forma a garantir em permanência o caudal requerido. Basicamente, existem dois sistemas de equilíbrio:

1. Equilíbrio hidráulica manual
2. Equilíbrio dinâmica FlowCon (K-Flow®)

1. Equilíbrio manual

É realizada através de válvulas manuais, que são ajustadas em obra para o caudal requerido com base na medição das suas perdas de carga ou pressão diferencial. Uma vez determinado o caudal, as posições são fixadas, funcionando sempre nesses pontos. Em cada válvula, sendo a sua posição fixa, também o é a sua secção de passagem do fluido. Assim, qualquer variação da pressão diferencial aplicada ao circuito que controla altera o caudal que atravessa esse circuito. Isto significa que, em sistemas hidráulicos com variações de pressão diferencial, a equilibragem manual não garante os caudais requeridos. Este tipo de equilíbrio manual está claramente em declínio face ao equilíbrio dinâmico.

2. Equilíbrio dinâmico com válvulas FlowCon (K-Flow®)

Consiste em obter o caudal de projeto através de um sistema automático que compensa, em permanência, as diferentes pressões diferenciais existentes nas unidades do circuito e as variações dessas pressões durante o funcionamento da instalação, permitindo igualmente conhecer o caudal que circula no circuito controlado.

É realizada através de válvulas de equilíbrio dinâmico de caudal FlowCon (K-Flow®), também conhecidas como válvulas PICV (Pressure Independent Control Valves). O seu funcionamento baseia-se na variação automática da secção de passagem do fluido de cada regulador quando a pressão diferencial no circuito controlado se altera. Esta variação da secção de passagem provoca uma variação das perdas de carga ou da pressão diferencial, garantindo que o caudal através da válvula — e, consequentemente, do circuito que controla — se mantenha constante dentro do amplo intervalo de funcionamento da válvula FlowCon (K-Flow®).

 

Descrição geral das válvulas de equilíbrio dinâmico FlowCon (K-Flow®)

As válvulas de equilíbrio dinâmico FlowCon (K-Flow®) são válvulas PICV que ajustam e mantêm constante o caudal selecionado num amplo intervalo de funcionamento, modificando automaticamente as suas perdas de carga para garantir, em permanência, as condições de projeto.

Aplicação geral das válvulas de equilíbrio dinâmico FlowCon (K-Flow®)

Estas válvulas automáticas de equilíbrio dinâmico K-Flow® da FlowCon International são utilizadas em todos os sistemas hidráulicos de aquecimento, climatização e água quente sanitária onde seja necessário manter constante o caudal de água.

Também são utilizadas em circuitos hidráulicos onde seja necessário limitar o caudal máximo a um valor específico, como redes de abastecimento de água, entre outros.

Existem múltiplas possibilidades de válvulas e servomotores:

• Válvulas de assento todo-ou-nada
• Válvulas isopercentuais
• Servomotores a 24V, 230 V / 50 Hz, 24VAC / 0-10V, 24 VAC /0-10V ou 4-20 mA

Vantagens gerais das válvulas de equilíbrio dinâmico FlowCon (K-Flow®)

Ajuste automático dos caudais de projeto em cada unidade ou circuito controlado, independentemente:

• Ajuste automático do número de unidades ou circuitos em funcionamento
• Ajuste automático do caudal nominal por unidade ou circuito
• Ajuste automático da perda de carga real da unidade ou circuito
• Ajuste automático da perda de carga real dos ramais, colunas e redes
• Ajuste automático da pressão diferencial real disponível
• O ajuste dos caudais é automático. Não são necessárias medições nem ajustes em obra.
• Menor custo, tempo e trabalho. Elimina-se a instalação de válvulas de compensação e o ajuste de todas as válvulas de equilíbrio manual.
• Menor consumo de energia elétrica. A eliminação das válvulas manuais de equilíbrio (de compensação) nos ramais, colunas e redes principais reduz as resistências totais do sistema e, consequentemente, a potência necessária da bomba.
• As válvulas automáticas FlowCon (K-Flow®) com válvula motorizada de duas vias integrada combinam o controlo de temperatura e a equilíbrio hidráulica numa única unidade, eliminando a necessidade de uma válvula de equilíbrio separada e reduzindo significativamente o número de ligações entre válvulas e tubagens, com a consequente poupança de material e tempo de montagem.
• Eliminam-se as esperas associadas ao equilíbrio manual (esperas por técnicos e ajustes). A disponibilidade imediata da instalação na colocação em serviço implica uma redução dos custos de espera.

Não influenciam ao equilíbrio:

• Possível presença inicial de ar no circuito hidráulico
• Possíveis circuitos ou unidades não instalados ou fora de serviço
• Possíveis erros dos equipamentos de medição
• Possíveis distâncias a cotovelos, tês, etc., inferiores às mínimas exigidas na equilíbrio manual

Válvulas de equilíbrio dinâmico FlowCon (K-Flow®) vs. Válvulas de equilíbrio estático

1. Sistema dinâmico, requer menos válvulas

• Redução das perdas de carga (menos restrições / menor resistência).
• Bomba de menor dimensão.
• Poupança de energia.

2. Sistema dinâmico, menor custo de instalação

• Redução dos custos de montagem.
• Praticamente sem custo de colocação em serviço.
• Não é necessário trabalho de equilíbrio nem medição de caudal, exceto a verificação do ∆p na válvula de referência.

3. Sistema dinâmico, sem custo adicional em caso de renovação da instalação

• Com equilíbrio manual, é necessário refazer todo o trabalho de ajuste, pois a alteração ou substituição de uma única válvula modifica a pressão diferencial das restantes.
• Com equilíbrio automática, as válvulas — novas e existentes — ajustam-se automaticamente aos seus caudais.

Características gerais das válvulas de equilíbrio dinâmico FlowCon (K-Flow®)

Face aos sistemas tradicionais de equilíbrio estático, as válvulas PICV FlowCon (K-Flow®) oferecem uma solução dinâmica que reduz o número de válvulas necessárias, otimiza o consumo energético e simplifica a colocação em serviço.

Cartuchos

Existem vários modelos de cartuchos para posterior montagem nos diferentes corpos:

1. Cartuchos de caudal predefinido (aço inoxidável)
2. Cartuchos de caudal ajustável internamente (Composite)
3. Cartuchos de caudal ajustável externamente (E-Just)
4. Cartuchos de caudal máximo ajustável externamente com servomotor (Green)

Fiabilidade

Estes sistemas de controlo de caudal são utilizados há mais de 40 anos no mercado dos EUA e há mais de 30 anos no nosso mercado, demonstrando ao longo deste período a sua fiabilidade real em condições muito diversas.

Custos

Além disso, ao avaliar o seu custo, é importante considerar as vantagens deste sistema automático face aos sistemas manuais. Por um lado, destaca-se a sua simplicidade de montagem. Por outro, os custos associados a ajustes e medições são praticamente inexistentes, tanto na colocação em serviço como nas verificações posteriores.

Perdas de carga

Partindo do princípio de que os sistemas hidráulicos devem ser equilibrados, é necessário considerar a criação de perdas de carga adicionais para efetuar essa equilíbrio.
A perda de carga das válvulas de equilíbrio dinâmico FlowCon (K-Flow®) é variável em função da posição do cartucho durante o funcionamento. A perda de carga mínima do cartucho corresponde ao valor mínimo do intervalo.

Conclusão

Ao equilíbrio hidráulico é um fator crítico para garantir o conforto térmico, a eficiência energética e o correto funcionamento de qualquer instalação de aquecimento, climatização ou AQS. Como demonstrado ao longo do artigo, os sistemas de equilíbrio manual apresentam limitações significativas face às variações de pressão, típicas das instalações modernas com regulação automática.

Neste contexto, a equilíbrio dinâmica através de válvulas FlowCon (K-Flow®) afirma-se como uma solução técnica mais avançada, fiável e rentável, capaz de manter o caudal de projeto em permanência, reduzir consumos energéticos, simplificar a colocação em serviço e minimizar os custos de instalação e manutenção. A sua versatilidade, precisão e fiabilidade comprovada fazem das válvulas FlowCon a opção ideal tanto para novos projetos como para reabilitações.

Se pretende garantir o máximo desempenho da sua instalação hidráulica e otimizar o consumo energético desde o primeiro dia, confie na Sedical como distribuidor oficial da FlowCon em Portugal. A nossa equipa técnica pode aconselhá-lo na seleção da válvula de equilíbrio dinâmica mais adequada para o seu projeto. Contacte-nos e dê o passo rumo a uma equilíbrio hidráulica eficiente, fiável e preparada para o futuro.