REGULAÇÃO DA PRESSÃO DIFERENCIALVálvula partner

FOCO TÉCNICOBalanceamento parte 7

A utilização dos reguladores de ΔP, para manter constante o diferencial nos terminais de um circuito secundário, é normalmente acompanhada pela instalação de uma válvula de balanceamento manual, chamada válvula partner, montada na tubagem de ida, em correspondência com a instalação da válvula de compensação na linha de retorno.A válvula partner é essencialmente uma válvula de balanceamento manual dotada de um obturador regulável através de um manípulo externo e duas tomadas de pressão colocadas nos terminais do obturador, utilizáveis para ligação do capilar à válvula de regulação de ΔP.

A válvula partner pode ser utilizada com duas modalidades diferentes conforme o modo como é ligado o capilar, antes ou depois do obturador.

43,5

32,5

21,5

10,5

0

LIGAÇÃO COM CAPILAR A JUSANTE DO OBTURADOR

Com o capilar ligado depois do obturador, a válvula partner fica no exterior do circuito no qual se pretende manter constante o ΔP.Esquematizando o circuito secundário tal como indicado na figura abaixo, a válvula partner não tem qualquer influência dentro do circuito controlado. Nos terminais do referido circuito, a válvula ΔP mantém um diferencial constante de ΔPCOST e, como vimos anteriormente, o caudal depende apenas do Kv da válvula de regulação.

Nesta configuração, a sua utilização é de auxílio do regulador de ΔP de modo a manter o diferencial a reduzir num valor aceitável. Na figura abaixo é esquematizado um circuito de um certo comprimento em que a altura manométrica dada pela bomba cresce, aproximando-se da própria bomba e, ao mesmo tempo, cresce o diferencial que a válvula de regulação de ΔP deve reduzir. Como é visível, passando do circuito A ao C, a altura manométrica que a válvula ΔP deve compensar subiu significativamente:

Ter um diferencial bastante alto, já na fase de projeto, significa fazer trabalhar a válvula de compensação diferencial com o obturador muito perto da sede; nesta situação, em condições de cargas parciais, a válvula já bastante solicitada pode ser obrigada a restringir ainda mais a secção de passagem, não conseguindo assim trabalhar em condições ideais.

Para um circuito secundário balanceado por uma válvula ΔP, a altura manométrica mínima a montante para fazer funcionar corretamente a válvula pode aproximar-se de uma vez e meia a altura manométrica necessária ao circuito.

No circuito em causa prevê-se a instalação de uma válvula partner para cada segmento com o capilar ligado a jusante do obturador.

A válvula partner contribui assim para reduzir o diferencial dado pela altura manométrica do circuito primário H.

10 2

6

25

65 2

6

25

H 300 l/h

ΔPVP

ΔPΔP

ΔP C

OST

25 300 l/h10

Regulação 10 kPa

Regulação 1,5

Regulação 10 kPa

Regulação 0,5

80 300 l/h10

300

l/h

10

80

Circuito C Circuito B Circuito A

Circuito C Circuito B Circuito A

ΔPMINΔPMINΔPMIN

300

l/h

10

300

l/h

10

40 25

300

l/h

10

80

300

l/h

10

300

l/h

10

1025 5

153070

565 5

40 25

ΔPΔPA = HA - ΔPCOST = 25 - 10 = 15 kPa

ΔPΔPB = HB - ΔPCOST = 40 - 10 = 30 kPa

ΔPΔPC = HC - ΔPCOST = 80 - 10 = 70 kPa

ΔPΔPA = HA - ΔPCOST = 25 - 10 = 15 kPa

ΔPΔPB = HB - ΔPCOST = 40 - 10 = 30 kPa

ΔPΔPC = HC - ΔPCOST = 80 - 10 = 70 kPa ΔPΔPA = HA - ΔPCOST = 25 - 10 = 15 kPa

ΔPΔPB = HB - ΔPCOST = 40 - 10 = 30 kPa

ΔPΔPC = HC - ΔPCOST = 80 - 10 = 70 kPa

H = 1,5 ⋅ ΔPCOST = 1,5 ⋅ 10 = 15 kPa ΔPMIN = H - ΔPCOST= 15 − 10 = 5 kPa

ΔP cost

ΔP cost

Assim, nestas condições, o ΔPMIN passível de ser despendido pela válvula de compensação é:

A regulação da válvula partner será:

Dentro de cada circuito secundário, a distribuição das pressões será:

circuito Acircuito Bcircuito C

Como se percebe, as válvulas de regulação de ΔP são configuradas para trabalharem todas nas mesmas condições de projeto.

Circuito A Circuito C

REGULAÇÃO DA VÁLVULA PARTNER

A regulação das válvulas deverá ser feita utilizando os diagramas de Kv.No caso do circuito A, para um caudal de projeto de 300 l/h, a válvula partner deverá introduzir uma perda de carga de 10 kPa. Como evidenciado no diagrama, a válvula partner deverá ser regulada na posição "1,5", com um valor de Kv de 0,92 m3/h.

10 2

6

25

65 2

6

25

H 300 l/h

ΔPVP

ΔPΔP

ΔP C

OST

25 300 l/h10

Regulação 10 kPa

Regulação 1,5

Regulação 10 kPa

Regulação 0,5

80 300 l/h10

10 2

6

25

65 2

6

25

H 300 l/h

ΔPVP

ΔPΔP

ΔP C

OST

25 300 l/h10

Regulação 10 kPa

Regulação 1,5

Regulação 10 kPa

Regulação 0,5

80 300 l/h10

300

l/h

10

80

Circuito C Circuito B Circuito A

Circuito C Circuito B Circuito A

ΔPMINΔPMINΔPMIN

300

l/h

10

300

l/h

10

40 25

300

l/h

10

80

300

l/h

10

300

l/h

10

1025 5

153070

565 5

40 25

1

100

0,6

2

5

20

50

0,5 5

100

1.000

10.000

600,1 0,3

10

1 2,5 10

200

500

2.000

5.000

40,5 2,5 3 3,51 1,5 2

0,05

G (m3/h)

∆p (kPa)∆p (mm c.a.)

0,32 0,54 0,92 1,38 1,74 2,5 2,81 2,960,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 (Kvs)

Kv (m3/h)

Posição de regulação

1

100

0,6

2

5

20

50

0,5 5

100

1.000

10.000

600,1 0,3

10

1 2,5 10

200

500

2.000

5.000

40,5 2,5 3 3,51 1,5 2

0,05

G (m3/h)

∆p (kPa)∆p (mm c.a.)

0,32 0,54 0,92 1,38 1,74 2,5 2,81 2,960,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 (Kvs)

Kv (m3/h)

Posição de regulação

ΔPVPA = HA - ΔPCOST - ΔPMIN = 25 - 10 - 5 = 10 kPa ΔPVPB = HB - ΔPCOST - ΔPMIN = 40 - 10 - 5 = 25 kPa ΔPVPC = HC - ΔPCOST - ΔPMIN = 80 - 10 - 5 = 65 kPa

H = 1,5 ⋅ ΔPCOST = 1,5 ⋅ 10 = 15 kPa ΔPMIN = H - ΔPCOST= 15 − 10 = 5 kPa

LIGAÇÃO COM CAPILAR A MONTANTE DO OBTURADOR.

Ao contrário do caso anterior, quando o capilar é ligado antes do obturador, a válvula partner torna-se parte integrante do circuito no qual o regulador diferencial mantém o ΔP constante.Ao esquematizar o circuito secundário como na figura seguinte, a válvula partner tem uma influência direta dentro do circuito controlado, em cujos terminais a válvula ΔP mantém um diferencial constante de ΔPCOST.Para exemplificar a situação, imagine-se que o circuito secundário a controlar com a válvula ΔP é composto por três circuitos idênticos ligados por uma distribuição vertical.

CIRCUITO SECUNDÁRIOO caudal nominal de 300 l/h e a perda de carga nominal de 10 kPa são os dados de projeto de cada circuito individual. A distribuição vertical provoca uma perda de carga de 1 kPa por cada segmento de ligação; os circuitos secundários B e C são assim submetidos a uma altura manométrica de HB=12 kPa e HC=14 kPa.Uma altura manométrica diferente da nominal provoca a passagem nos circuitos de um caudal maior em relação ao de projeto, calculável com o fator de balanceamento F.

CIRCUITO COM REGULADOR DE ΔPPara tornar o circuito secundário independente das variações da altura manométrica do primário equilibra-se o circuito com uma válvula de compensação diferencial.As posições de referência para a regulação do regulador ΔP podem ser de 15 kPa (desaconselhável porque está abaixo do valor nominal) ou de 20 kPa.No caso de uma válvula de compensação diferencial regulada a 20 kPa, o caudal total que passa pelo circuito secundário é:

ΔP cost

ΔP cost

300 l/h CircuitoA

CircuitoB

CircuitoC

CircuitoA

CircuitoB

CircuitoC

CircuitoA

CircuitoB

CircuitoC

CircuitoA

CircuitoB

CircuitoC

Regulação 20 kPa

Regulação 20 kPa

Regulação 20 kPa

1120 l/h990 l/h

10

12

14

H

20 2016

900 l/h

H

8

6

4

4

340 l/h12,5

375 l/h15

405 l/h

330 l/h

360 l/h 17,5

300 l/h14

300 l/h16

300 l/h18

990 l/h

H

16

20

300 l/h10

330 l/h12

360 l/h14

300 l/h CircuitoA

CircuitoB

CircuitoC

CircuitoA

CircuitoB

CircuitoC

CircuitoA

CircuitoB

CircuitoC

CircuitoA

CircuitoB

CircuitoC

Regulação 20 kPa

Regulação 20 kPa

Regulação 20 kPa

1120 l/h990 l/h

10

12

14

H

20 2016

900 l/h

H

8

6

4

4

340 l/h12,5

375 l/h15

405 l/h

330 l/h

360 l/h 17,5

300 l/h14

300 l/h16

300 l/h18

990 l/h

H

16

20

300 l/h10

330 l/h12

360 l/h14

F = G’ = F ⋅ G = 1,1 ⋅ 300 = 330 l/h

G’ = F ⋅ G = 1,2 ⋅ 300 = 360 l/h

Circuito B

=

= 1,1

H1

0,525

H

120,525

10

F =

Circuito C

=

= 1,2

H1

0,525

H

140,525

10

G’ =

⋅ G

⋅ 990

=

= 1120 l/h

H1

0,525

H

200,525

16

0852

218P

T

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DOCUMENTOS DE REFERÊNCIA: CATÁLOGO TÉCNICO 01250

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CONCLUSÃOConsoante a forma como é ligada a válvula de compensação diferencial, a válvula partner tem duas funções completamente diferentes:• Com o capilar ligado a jusante do obturador, a perda de carga que a válvula partner introduz não faz parte

do circuito secundário controlado pela válvula circuito ΔP, mas sim do circuito primário. A função, neste caso, é evitar fazer trabalhar o regulador ΔP com o obturador demasiado perto da posição de fecho.

• Com o capilar ligado a montante do obturador, a válvula partner faz parte integrante do circuito controlado pela válvula de compensação diferencial e tem a função de “afinar” a regulação da própria válvula de compensação diferencial o mais possível de acordo com o valor nominal, regulando consequentemente o caudal.

CIRCUITO COM REGULADOR DE ΔP E VÁLVULA DE BALANCEAMENTO EM CADA

CIRCUITONestas condições, uma solução recomendável seria inserir em cada circuito uma válvula de balanceamento manual, regulada de forma a colocar o caudal de projeto no valor nominal.

CIRCUITO COM REGULADOR DE ΔP E VÁLVULA PARTNER

Caso não seja possível a introdução das válvulas de balanceamento, é possível utilizar a válvula partner ligada ao capilar a montante. Neste caso, a regulação deve ser igual à diferença entre o valor de regulação da válvula de compensação diferencial (20 kPa) e a perda de carga nominal do circuito (16 kPa).Regulação válvula partner = 20 - 16 = 4 kPa

Nesta configuração, não são balanceadas as descompensações de altura manométrica, devido à distribuição interna do circuito secundário.

300 l/h CircuitoA

CircuitoB

CircuitoC

CircuitoA

CircuitoB

CircuitoC

CircuitoA

CircuitoB

CircuitoC

CircuitoA

CircuitoB

CircuitoC

Regulação 20 kPa

Regulação 20 kPa

Regulação 20 kPa

1120 l/h990 l/h

10

12

14H

20 2016

900 l/h

H

8

6

4

4

340 l/h12,5

375 l/h15

405 l/h

330 l/h

360 l/h 17,5

300 l/h14

300 l/h16

300 l/h18

990 l/h

H

16

20

300 l/h10

330 l/h12

360 l/h14

300 l/h CircuitoA

CircuitoB

CircuitoC

CircuitoA

CircuitoB

CircuitoC

CircuitoA

CircuitoB

CircuitoC

CircuitoA

CircuitoB

CircuitoC

Regulação 20 kPa

Regulação 20 kPa

Regulação 20 kPa

1120 l/h990 l/h

10

12

14

H

20 2016

900 l/h

H

8

6

4

4

340 l/h12,5

375 l/h15

405 l/h

330 l/h

360 l/h 17,5

300 l/h14

300 l/h16

300 l/h18

990 l/h

H

16

20

300 l/h10

330 l/h12

360 l/h14

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