Como selecionar uma válvula de controlo independente da pressão PICV

Como inventores do conceito PICV, FlowCon conta com uma sólida experiência em válvulas de controlo independente da pressão (PICV). A Sedical oferece esta solução flexível, comprovada e fiável, na qual a FlowCon se destaca de forma única no mercado.

Qual é a diferença entre uma válvula de controlo dependente da pressão e uma válvula independente da pressão?

É importante saber se as funções de controlo e equilíbrio selecionadas são dependentes ou independentes da pressão.

Válvulas dependentes da pressão

• A válvula de controlo convencional de 2 vias é uma válvula dependente da pressão.
• As válvulas de equilíbrio estático (manuais ou DRV) também o são.
• Nestas válvulas, o caudal altera-se quando a pressão do sistema muda.

Válvulas independentes da pressão

• Uma válvula de equilíbrio dinâmico é independente da pressão e mantém o caudal constante, mesmo que a pressão do sistema varie.
• Mas combinar controlo + equilíbrio em duas válvulas separadas cria um conflito de autoridade e elevadas perdas de pressão.

Por isso, a recomendação é uma solução PICV (K-Flow®), que combina ambas as funções numa única unidade e evita conflitos.

Todas as PICV da FlowCon (K-Flow®) foram testadas por terceiros de acordo com a norma BSRIA BTS 01, que inclui:

• Independência da pressão
• Precisão
• Repetibilidade
• Características de controlo
• Fugas no obturador

As válvulas PICV (Pressure Independent Control Valves) consolidaram-se como a solução mais eficiente e fiável para o controlo e a equilíbrio de sistemas HVAC modernos. Ao longo do artigo, vemos como uma verdadeira PICV permite manter o caudal de projeto independentemente das variações de pressão, simplifica a seleção, reduz componentes desnecessários, evita conflitos de autoridade e contribui diretamente para a eficiência energética, o conforto e a estabilidade do sistema.

Neste contexto, as soluções K-Flow® da FlowCon que a Sedical fornece em Portugal destacam-se pelo seu design funcional, pelo amplo intervalo de caudais e pressões, pela independência total entre ajuste e curso do atuador e por integrarem num único dispositivo o controlo e o equilíbrio dinâmico, eliminando a necessidade de válvulas adicionais. Tudo isto com uma precisão comprovada e validada de acordo com normas internacionais.

Seleção de válvulas PICV em sistemas HVAC

As válvulas de controlo independente da pressão (PICV) gozam hoje de ampla aceitação na indústria HVAC como o melhor método de controlo de terminais em sistemas de caudal variável, graças ao seu potencial de poupança energética. A FlowCon International fornece PICV há várias décadas; de facto, a FlowCon inventou a tecnologia PICV no final dos anos 80 e apresentou a primeira PICV do mundo em 1994.

Como escolho a válvula PICV adequada?

Existem quatro requisitos-chave da aplicação que são importantes ao escolher uma válvula PICV:

1. Dimensão da tubagem.
2. Caudal de projeto.
3. Perda de carga.
4. Tipo de controlo (atuador)

O conceito de design da FlowCon (K-Flow®) significa que o tamanho do corpo da válvula é selecionado independentemente do caudal de projeto, porque cada cartucho da válvula PICV se adapta a mais do que um tamanho de válvula. Por isso, recomendamos priorizar o caudal requerido, que é o objetivo principal de qualquer PICV.

Algumas outras marcas de PICV no mercado associam o tamanho da tubagem ao caudal.

Por exemplo, com um caudal de projeto de 0,008 l/s, a única opção seria uma válvula DN10; ou com um caudal de 0,7 l/s, um corpo DN25 seria a única alternativa.

A solução baseada em corpo + cartucho da FlowCon (K-Flow®) oferece a máxima flexibilidade, permitindo selecionar caudais desde 0,005 até 0,736 l/s em corpos DN15, DN20 ou DN25, uniformizando assim os tamanhos de tubagem em obra.

Critérios de seleção de uma válvula PICV

1. Qual é o caudal de projeto?
   0,00482–76,8 l/s (0,0174 a 277 m3/h)
2. Qual é o tamanho da tubagem?
   DN15–DN250 (1/2”–10”)
3. Qual é a ΔP na unidade índice?
   16–800 kPaD (2,3–116 psid)
4. Que tipo de controlo é necessário?
   Atuador elétrico ou térmico
   Controlo modulante, flutuante de 3 pontos ou de 2 posições
   Sinal analógico ou comunicação BUS
   Atuador standard ou com função failsafe

Com a eficiência cada vez maior no design dos edifícios, é igualmente importante dispor de caudais muito baixos para sistemas de aquecimento, bem como de caudais elevados.

A gama completa de válvulas PICV da FlowCon (K-Flow®) cobre desde caudais muito baixos até muito elevados, 0,00482–76,8 l/s (0,0174 a 277 m3/h). Além disso, para instalação, seleção e logística, é extremamente conveniente que uma mesma válvula cubra um intervalo de caudal mais amplo.

Uma vez satisfeito o caudal, a tarefa seguinte é escolher um tamanho de válvula que se adapte ao design do sistema. A gama completa de tamanhos PICV cobre DN15–DN250 (1/2”–10”).

Qual é o intervalo de pressão de uma PICV?

Originalmente, existiam intervalos separados de baixa e alta pressão para as válvulas PICV. No entanto, atualmente a FlowCon oferece um único intervalo amplo de pressão, o que simplifica a seleção para o profissional HVAC.

Os tamanhos pequenos (roscados DN15–32, ½”–1¼”) trabalham num intervalo de ΔP de 16–800 kPaD (2,3–116 psid).

Os tamanhos médios (roscados DN40–50, 1½”–2”) têm 16–600 kPaD (2,3–87 psid).

E as versões maiores (flangeadas DN50–250, 2”–10”) cobrem 30–800 kPaD (4,5–116 psid).

Nas válvulas PICV, o mais importante é assegurar que a pressão diferencial mínima (ΔP mínima) é cumprida, pois isso permite que o mecanismo interno funcione e que a válvula mantenha um controlo independente da pressão.

Durante a colocação em serviço, ajusta-se a bomba para que apenas seja fornecida esta ΔP mínima ao circuito de referência quando está a 100% de carga. Isto garante um funcionamento correto e com o menor consumo energético.

A ΔP máxima apenas deve ser verificada para confirmar que se mantém dentro do intervalo permitido, para que a válvula funcione corretamente também em condições de carga parcial.

Como selecionar o atuador correto para uma válvula PICV?

Um funcionamento correto de uma válvula PICV deve permitir controlo modulante em curso total em todas as definições de caudal, sem restrições de curso; isto proporciona maior precisão do atuador e melhor controlo do caudal em carga parcial.

Alguns designs de válvulas PICV utilizam parte do curso da haste do atuador para ajustar o caudal, o que reduz o curso disponível e, por isso, a capacidade de controlo.

Isto é especialmente problemático em caudais baixos e pode fazer com que a válvula PICV funcione, na prática, como uma válvula ON/OFF, mesmo com um atuador modulante. Por isso, é fundamental selecionar uma PICV cujo curso total seja independente do caudal selecionado.

No caso de trabalhar com um atuador de múltiplas voltas, a redução do grau de rotação selecionado afeta muito menos, considerando que o atuador tem um curso total de 2160° ou mais.

O controlo elétrico modulante oferece a regulação ideal em qualquer condição de carga e é a opção preferida. A FlowCon (K-Flow®), como fabricante de válvulas PICV, disponibiliza atuadores modulantes standard, bem como versões failsafe e com comunicação BUS.

Como ajustar uma válvula PICV

No que respeita ao ajuste das válvulas PICV, este procedimento manual influencia a precisão da válvula. Por isso, é preferível dispor de um ajuste contínuo (stepless). Isto permite ajustar com maior precisão e aproximar-se do caudal de projeto, reduzindo a tolerância.

Tolerâncias de caudal mais apertadas têm um impacto positivo no consumo energético do edifício. De facto, ao longo do tempo, um aumento de 1% na precisão da PICV pode reduzir aproximadamente 0,5% do consumo energético hidráulico global do edifício.

As válvulas PICV roscadas da FlowCon (K-Flow®) ajustam-se com uma chave de regulação. O ajuste é contínuo e pode ser modificado com o sistema em funcionamento, se necessário. A combinação do design baseado em cartuchos e do amplo intervalo de ajuste localizado na parte superior da unidade oferece grande flexibilidade.

Uma vez ajustado, o valor da escala fica oculto quando o atuador é instalado, funcionando como uma solução anti-manipulação.

Nas válvulas PICV flangeadas da FlowCon, o ajuste do caudal é efetuado diretamente no atuador de controlo. Os valores estão pré-programados e, por isso, não são contínuos. No entanto, o ajuste eletrónico garante um resultado idêntico em cada ajuste, eliminando qualquer tolerância de configuração.

O caudal máximo também pode ser alterado com o sistema em funcionamento, e a proteção por palavra-passe evita manipulações.

Precisas de uma válvula de equilíbrio PICV?

É um facto que toda a gama de PICV da FlowCon (K-Flow®) são válvulas de equilíbrio e controlo independente da pressão, também conhecidas como PIBCV. Isto significa que incorporam um mecanismo de equilíbrio dinâmico integrado.
Por isso, não são necessárias válvulas de equilíbrio adicionais quando se trabalha com as nossas PICV.

Algumas outras marcas do mercado não dispõem de função de equilíbrio dinâmico integrada e, consequentemente:

• apenas conseguem equilibrar o sistema de forma elétrica,
• o que aumenta o desgaste do atuador,
• ou exigem uma válvula de equilíbrio adicional.

Mas adicionar outra válvula provoca um conflito de autoridade, uma vez que duas válvulas tentam controlar simultaneamente o mesmo caudal.

Com uma verdadeira PICV — como a da FlowCon (K-Flow®) — obtém-se equilíbrio e controlo ideais, independentemente da carga requerida, e, por ser um único dispositivo, não existe qualquer conflito de autoridade.

Quando é necessária uma válvula de controlo diferencial de pressão DPCV?

Uma válvula de controlo diferencial de pressão (DPCV) pode ser necessária por várias razões, consoante a aplicação ou o design do sistema:

• Proteção do sistema
• Minimização de ruídos
• Estabilidade de pressão
• Controlo por zonas

No entanto, em muitos sistemas HVAC modernos — especialmente aqueles com estratégias de caudal variável e foco na eficiência energética — as PICV são preferidas pela sua capacidade de controlar o caudal de forma independente da pressão e com uma menor altura manométrica da bomba.

Por isso, quando se utilizam PICV, normalmente as DPCV NÃO são necessárias.

A decisão de usar DPCV em conjunto com PICV deve basear-se em:

• uma análise completa do sistema,
• e nas necessidades específicas da aplicação.

Adicionar componentes desnecessários apenas aumentará:

• o custo de instalação,
• o custo operacional,
• e a complexidade do sistema.

APLICAÇÃO DPCV→

• A gama DPCV mantém uma pressão diferencial constante através do circuito, controlando o caudal de projeto.
• P1 é variável à medida que a bomba é modulada para se adaptar aos requisitos do sistema.
• Quando a DPCV deteta uma alteração na pressão variável do sistema, reage para manter constante a pressão P2 do circuito.
• Esta pressão constante fornece aos radiadores um caudal controlado que ajuda a atingir uma temperatura controlada. Melhora o conforto do utilizador.
• Proteção contra ruído graças à eliminação das flutuações de alta pressão em cargas parciais.