Princip činnosti trojcestného ventilu v topném systému, typy, konstrukce, použití

Jaký je princip činnosti třícestného ventilu v topném systému? Proč je potřeba a kde se používá? Jaké typy třícestných ventilů existují a jaké jsou rozdíly v jejich konstrukci? V této publikaci získáte odpovědi na své otázky.

V tomto článku budeme hovořit o typech třícestných ventilů a jejich rozdílech. Seznámíte se s principem činnosti jejich hnacích mechanismů a oblastmi použití. Poradíme vám také s výběrem a montáží třícestného ventilu.

Obsah článku skrýt

Typy třícestných ventilů

Třícestné ventily se na základě principu činnosti dělí na směšovací a oddělovací ventily. První smícháním dvou proudů vody nebo chladicí kapaliny o různých teplotách. Množství přiváděné studené nebo horké kapaliny je upraveno tak, aby bylo dosaženo požadované výstupní teploty.

Oddělovací ventil mění množství chladicí kapaliny proudící z jednoho potrubí. Reguluje množství tekutiny, v jednom směru ji zvyšuje a ve druhém snižuje. V podstatě oddělovací ventil funguje jako směšovací ventil, ale v opačném směru.

Tyto typy třícestných ventilů mají významné rozdíly. Ve směšovací místnosti se mění teplota chladiva a v distribuční místnosti se mění průtok.

Seřízení hnacího mechanismu

Na základě typu regulace výkonu a průtoku jsou třícestné ventily rozděleny do čtyř typů:

• Manuál;
• hydraulické;
• Termostatický;
• Elektrický.

Ručně nastavený ventil je nejjednodušší a nejspolehlivější možností. Když se změní teplota chladicí kapaliny, nepřizpůsobí se jí.

Hydraulický pohon je vybaven pístem naplněným kapalinou, který je citlivý na změny teploty. při zahřátí se roztáhne a pístnice blokuje mechanismus sedla.

Termostatické třícestné ventily jsou vybaveny klasickým termostatem. Nejsou nastavitelné a mají úzký rozsah provozních teplot. Takové ventily nejsou běžné a používají se k řešení specifických problémů.

Nejpohodlnější a nejběžnější možností jsou třícestné ventily s elektrickým pohonem (servopohon). Lze je nastavit na požadovanou teplotu. Jsou vybaveny teplotním čidlem, které dává signály elektromotoru. To zase přesměruje toky chladicí kapaliny. Moderní třícestné ventily umožňují upravit provozní režimy v závislosti na denní době.

Elektrické ventily jsou k dispozici ve dvou verzích. Ve formě monobloku, kde jsou snímač, motor a regulátor sestaveny v jednom pouzdře a odděleny. V posledně jmenovaném může být regulátor umístěn samostatně, což usnadňuje instalaci v topných systémech soukromých domů a bytů.

Internals

Existují dva typy rotačních ventilů – kulové ventily a otočné ventily. Liší se svou vnitřní strukturou a typem síly použité pro nastavení.

Třícestný rotační ventil má kulový ventil. Otáčí se, blokuje jeden směr a otevírá jiný (viz obrázek). Vnitřní struktura takového ventilu je podobná kulovému ventilu.

Sedlový třícestný ventil má vřeteno s jedním (ve směšovacím) nebo dvěma (v separačním) uzavíracím zařízení (viz obrázek). Jsou to kovové kuličky, které pevně zapadají do objímky. Když jeden z nich blokuje průtok, druhý je zcela otevřený.

Vlastnosti

Třícestné rotační ventily se vyznačují vysokou odolností proti opotřebení a životností. Jsou určeny pro systémy s vysokými průtoky a tlaky. V systému vytápění s nízkou zátěží lze otočný ventil použít jako směšovací ventil i jako ventil rozdělovací. Vše závisí na směru instalace.

Sedlové třícestné ventily jsou méně odolné vůči zatížení. Instalují se do otopných soustav s nízkými průtoky a tlakem. Nejsou univerzální; separace a míchání se liší svou vnitřní strukturou.

Princip činnosti

Třícestný regulační ventil nereguluje množství tepla. Jednoduše to rozdělí mezi dvě vlákna. Pokud zvýšíte objem a rychlost chladicí kapaliny vstupující do jednoho proudu, ve druhém se sníží.

Třícestný směšovací ventil umožňuje přesnější regulaci teploty. Vyrábí pouze jeden proud chladicí kapaliny, ve kterém se mísí dvě kapaliny – ohřívané a ochlazené. Nastavení takového ventilu umožňuje zajistit požadovanou teplotu.

přihláška

Směšovací třícestný ventil

Směšovací ventil funguje jako jakýsi obtok. Funguje následovně:

1. Chladicí kapalina je dodávána do okruhu (teplé podlahy, radiátory);
2. Při průchodu okruhem vydává teplo a ochlazuje;
3. Na výstupu z okruhu se část chladicí kapaliny dostává do třícestného ventilu, kde se mísí s ohřátou;
4. Teplota se vyrovná a chladicí kapalina opět proudí topným systémem.

Je vhodné instalovat třícestné směšovací ventily do samostatných okruhů. Například v systému vyhřívané podlahy jsou instalovány bezprostředně za kolektorem.

Třícestný distribuční ventil

Tyto třícestné ventily se používají k rozdělení průtoku do dvou okruhů. Například:

• TUV a vytápění;
• Teplé podlahy a radiátory;
• Dva topné okruhy.

Princip činnosti topného systému s rozdělovacím ventilem je následující:

1. Ohřátá chladicí kapalina je dodávána jedním proudem ze zdroje tepla;
2. Třícestný ventil jej rozděluje mezi okruhy v požadovaném poměru;
3. Po přenosu tepla se chladicí kapalina vrátí do jednoho potrubí;
4. Přes něj se vrací jedním proudem zpět ke zdroji tepla.

Tipy pro výběr a instalaci

Při výběru třícestného ventilu je nutné vzít v úvahu vlastnosti topného systému. jinak se problémům nelze vyhnout

Pokud potřebujete udržovat konstantní teplotu chladicí kapaliny, postačí hydraulický nebo termostatický ventil. Pokud plánujete změnit teplotní režim, měli byste zvolit ventil s elektrickým nebo ručním pohonem.

Ať už zvolíte ruční, hydraulický nebo termostatický ventil, myslete dopředu. Možná budete chtít nainstalovat servo s ovladačem. Vybírejte proto model s možností výměny pohonu.

Při výběru věnujte zvláštní pozornost následujícím bodům:

• Maximální provozní tlak (musí odpovídat charakteristikám topného systému);
• Maximální provozní teplota (musí být vyšší než maximální teplota chladicí kapaliny);
• Kapacita – vnitřní průměr trysek ventilů;
• Shoda závitových spojů z hlediska stoupání závitu a průměru;
• Materiál ventilu – bronz a mosaz – vydrží déle než ocel a litina.

Při instalaci věnujte pozornost následujícím bodům:

• Je vhodné instalovat tlakoměry před a za ventil pro sledování tlaku v systému a zatížení zařízení;
• Nainstalujte škrticí zařízení (kompenzátor tlaku) před ventil pro případ vodního rázu;
• Před instalací důkladně očistěte vnitřní povrchy ventilu;
• Třícestný ventil musí být umístěn s pohonem nahoře;
• Pokud existuje možnost přehřátí chladicí kapaliny v systému, je nutné dodatečně nainstalovat propojku (viz obrázek);
• Nainstalujte hrubý (mechanický) filtr chladicí kapaliny před ventil.

Hodnocení výrobců

Samozřejmě nelze definitivně odpovědět, který výrobce vyrábí nejlepší třícestné ventily. Každý produkt má své silné a slabé stránky. V tomto seznamu jsou místa rozdělena podle poměru cena/kvalita.

1. ESBE (Švédsko);
2. Danfoss (Dánsko);
3. Watts (Evropská unie);
4. Valtec (Rusko-Itálie);
5. Caleffi (Itálie);
6. Herz (Rakousko);
7. Barberi (Itálie).

V tomto článku jsme se pokusili podrobně hovořit o principu fungování třícestného ventilu v topném systému. také pokrývala mnoho dalších témat týkajících se těchto zařízení. Doufáme, že vám to bylo užitečné. Nezapomeňte příspěvek sdílet se svými přáteli!

Ventil – regulační orgán, prvek automatického řídicího systému, který mění rychlost proudění dopravovaného média. Otočný třícestný ventil je z hlediska zapojení univerzální – smíšený průtok AB může být na kterékoli ze tří větví a na směru pohybu dopravovaného média nezáleží.

Pohon ventilu – akční člen, prvek automatického řídicího systému, který působí na řídicí prvek (ventil) vlivem řídicího signálu z automatického regulátoru.

Klasifikace rotačních pohonů.

Níže je jako příklad uveden systém kódů zboží výrobce ESBE.

Motorizované pohony lze instalovat na dvoucestné, třícestné a čtyřcestné ventily. Ve všech variantách je pracovní zdvih tyče 90 stupňů.

Pohony se liší v následujících parametrech:

Doba působení (pro otočení o 90 stupňů):

3,7,15,30,60, XNUMX, XNUMX, XNUMX, XNUMX sekund se používá v systémech zásobování vodou a v procesních diagramech.

120 sec je nejoblíbenější možností pro topné systémy.

Řídící signál: 3-bodový, 2-bodový, poměrný

• Tříbodové – 3vodičové schéma zapojení (Fáze pro otevření, fáze pro uzavření, nula).
• Dvoubodové – 3vodičové schéma zapojení (fáze výkonu, nula, fáze řízení pro změnu polohy ventilu). Když se na ovládacím vodiči objeví napětí, pohon přesune ventil do polohy 2, když logická jednička zmizí, vrátí se do polohy 1.

Algoritmus dvoubodového provozu lze dosáhnout z 3bodového pohonu pomocí přepínacího kontaktu ovládacího zařízení pohonu nebo mezilehlého relé. Pro svou univerzálnost jsou oblíbenější tříbodové ovládací akční členy.

• Proporcionální – analogový signál z regulátoru. 0-10V/2-10V/0-20mA/4-20mA

Některé modely proporcionálních pohonů jsou univerzální a lze je ovládat tříbodovým nebo dvoubodovým signálem.

Napětí řídicího signálu: 24V nebo 230V AC 50Hz

24V je standardní hodnota diskrétního signálu pro většinu PLC.

Sériové regulátory pro kotelny nízkého a středního výkonu používají pohony s tříbodovým signálem 230V.

Dostupnost pomocných spínačů

Pomocný spínač umožňuje zapnout externí zařízení, když ventil dosáhne určité nastavené hodnoty (samostatně pro spodní a horní prahovou hodnotu). Například v poloze „100% otevřeno“ lze zapnout přídavný zdroj tepla. Standardně se pohony objednávají bez pomocných spínačů.

Celkem se lze setkat s následujícími typy pohonů: Řídicí signál/napětí/přítomnost pomocného spínače

3bodový, 230VAC (standardní, používaný ve většině regulátorů domácího vytápění)

3-bodový, 230VAC, pomocný spínač

3-bodový, 24VAC, pomocný spínač

2-bodový, 230VAC, pomocný spínač

2-bodový, 24VAC, pomocný spínač

Proporcionální řídicí signál

Instalace pohonu

1. Pohony většiny výrobců jsou dodávány ve střední poloze – tzn. Rukojeť je nastavena do polohy 50% a v automatickém režimu (připojení k elektromotoru přes převodovku). Bez připojení k regulátoru lze pohon přepnout do ručního režimu a nastavit na libovolnou hodnotu. Návrat do automatického režimu je možný vrácením polohy rukojeti do původního stavu.
2. Před instalací pohonu na třícestný ventil musí být také vřeteno ventilu nastaveno do polohy 50 %. Tyč se otáčí kolem své osy bez omezení a v této fázi může být obtížné určit požadovanou polohu. V pokyny výrobce musíte najít konfiguraci vašeho systému – tzn. diagram s podobným uspořádáním ventilu vůči spotřebiči, zdroji a oběhovému čerpadlu a odpovídající poloze vřetene na 50 %. Značka dříku ventilu označuje zavřenou polohu.

Před instalací pohonu do polohy 50 % je třeba ventil nastavit do polohy 50 % podle tepelného diagramu instalace.

Chyba v této fázi způsobí, že systém po spuštění nebude fungovat správně.

1. Pohon je namontován na ventil a zajištěn podle pokynů výrobce. Pokud jsou měnič a ventil od různých výrobců, datový list měniče obsahuje informace o kompatibilitě s jinými modely a různými adaptéry dodávanými s měničem. Pohon není nutné šroubovat na ventil silou, upevnění je potřeba pouze k tomu, aby pohon během provozu nespadl.
2. Připojení k regulátoru, uvedení do provozu. Na zařízeních německých výrobců, na svorkách pro připojení pohonu i v ovládacím rozhraní najdete označení auf (otevírání) a zu (zavírání). Není děsivé zaměňovat fázové svorky pro otevírání nebo zavírání během instalace – během uvádění do provozu je chyba snadno identifikována a vodiče jsou prohozeny. Obvykle neztrácejí čas a připojují se „náhodně“ – šance uhodnout směr jízdy je 50 %. Při instalaci je důležité nezaměňovat fáze řízení s nulou.

Po připojení. Automatické ovládání pohonu.

Není třeba se starat o koordinaci aktuální fyzické polohy ventilu a programové polohy ventilu v ovladači: když je ovladač zapnutý, zkalibruje ventil a přesune jej do výchozí polohy, po které začne proces regulace.

Pro správnou funkci regulátoru je nutné nastavit parametr pohonu „doba akce“ nebo „doba rotace“ – to se týká doby jízdy pohonu mezi krajními polohami. Pokud je doba potřebná k pohybu pohonu z 0% na 100% např. 120 sekund, pak regulátor chápe, že pro otevření ventilu např. o 5% je nutné přivádět fázi na odpovídající svorku po dobu 1,2 * 5 = 6 sekund. Kalibrace probíhá stejným způsobem – bez znalosti aktuální polohy pohonu regulátor jednoduše dodává fázi k uzavření (nebo otevření) po dobu 120 sekund, čímž je zaručeno, že se ventil přesune do polohy 0 % (100 %).

Někteří výrobci regulátorů mají zjednodušený řídicí algoritmus: regulátor se jednoduše snaží snížit nesoulad mezi aktuální a nastavenou teplotou na minimum vynásobením teplotního rozdílu koeficientem úměrnosti (konstantou) a opakováním tohoto algoritmu v daném intervalu. Takové ovladače neposkytují žádná nastavení pro ovládání měniče. Pokud pohon během provozu dosáhne krajní polohy, regulátor o tom nebude vědět a bude nadále periodicky dodávat fázi pro uzavření/otevření ventilu. Na jedné straně není takový řídicí algoritmus kritický – hnací elektromotor nebude pracovat v extrémních polohách, na druhé straně je výrazně snížena životnost relé zodpovědných za ovládání pohonu směšovače.

U proporcionálních pohonů je provozní algoritmus mnohem jednodušší. Stačí se ve fázi uvádění do provozu ujistit, že signály na regulátoru a na pohonu (nastavené propojkou) odpovídají např. 2-10V a ujistit se, že ventil pracuje v krajních polohách – pomocí ručního režimu regulátoru.

O dvoupolohovém provozním režimu

Pro přepínání průtoku chladící kapaliny je mnohem spolehlivější místo třícestného ventilu určeného pro třípolohový provozní režim použít specializovaný třícestný kulový ventil s elektropohonem nebo dva dvoucestné ventily s pohonem (například normálně uzavřený elektromagnet) – protože Takové ventily zřídka blokují průtok 100% a v případě použití čínských analogů – téměř nikdy. V ovladači v tomto případě nedochází k žádným změnám – k ovládání dvou ventilů je použit i třívodičový kabel se dvěma fázemi řízení a společnou nulou.

Dvoucestný elektromagnetický ventil – alternativa pro dvoupolohové ovládání

Třícestný ventil s elektrickým pohonem – alternativa pro dvoupolohové ovládání

Okruh s přepínáním průtoku chladicí kapaliny, ve kterém se nedoporučuje používat otočný třícestný ventil.