Válvula de três vias no sistema de aquecimento: operação, regras de seleção, diagrama e instalação

Como funciona uma válvula de três vias

Externamente, parece um tee de bronze ou latão com uma arruela de ajuste na parte superior, e o dispositivo da válvula de três vias depende do modelo.

Opção 1. Em um corpo moldado com três bicos, são três câmaras, as passagens entre elas são bloqueadas por elementos de disco montados na haste. A haste sai do alojamento na parte superior. O princípio de operação é o seguinte: pressionar a haste suavemente abre a passagem para o fluxo de refrigerante de um lado, enquanto fecha simultaneamente a passagem para o refrigerante do outro lado. Como resultado, na zona central, o refrigerante é misturado até que a temperatura desejada seja obtida e entre no circuito.

Opção 2.O elemento de comutação dentro do tee é uma bola, parte da qual é selecionada figurativamente. O acionamento gira a haste com a esfera fixada nela, como resultado, os fluxos de refrigerante são redistribuídos.

Opção 3. O princípio de operação é o mesmo do projeto com uma esfera, mas em vez de uma esfera, um setor é fixado na haste - sua parte de trabalho é capaz de bloquear completamente um fluxo de refrigerante ou parcialmente - dois fluxos .

Atuadores de válvula termomisturadora

É necessário um acionamento externo para controlar os fluxos do transportador de calor que passam pela válvula de três vias. A funcionalidade e usabilidade do dispositivo depende do seu tipo.

• Válvula misturadora termostática de três vias. O projeto do atuador termostático inclui um meio líquido com alta sensibilidade às mudanças de temperatura. É ela que, expandindo, pressiona o caule. Essa unidade é instalada em dispositivos domésticos de uma pequena seção transversal, pode ser substituída por uma unidade de um tipo diferente.
• Válvula misturadora de três vias com cabeça térmica. A cabeça térmica está equipada com um elemento sensível à temperatura do ar na divisão. Para ajustar a temperatura do refrigerante, esse dispositivo é equipado adicionalmente com um sensor de temperatura em um tubo capilar, que é colocado na tubulação. Neste caso, o regime de temperatura do circuito é regulado com mais precisão.
• Válvula misturadora com cabeça térmica
• Válvula elétrica de três vias. O acionamento elétrico que atua na haste é controlado pelo controlador, que recebe informações dos sensores sobre a variação da temperatura do líquido refrigerante. Esta é a opção mais precisa e conveniente.
• Válvula de três vias com servomotor.O atuador elétrico controla diretamente a haste, sem controlador, de acordo com os sinais dos sensores. Os servoacionamentos geralmente são equipados com dispositivos de mistura de setores e esferas.

Principais características de design e funções do dispositivo

Tendo uma idéia aproximada do princípio de operação de uma válvula de três vias, é melhor estudar detalhadamente a operação desse mecanismo. O nome "três vias" determina a função principal do dispositivo - a água de várias origens entra na válvula através de duas entradas:

• refrigerante quente de um tubo de alimentação conectado a um dispositivo de aquecimento ou a um riser de um sistema de aquecimento central;
• água resfriada retornando depois de passar pelo circuito de água.

Misturando-se na válvula em certa proporção, os fluxos saem pelo terceiro tubo de derivação, tendo um determinado valor de temperatura. A válvula funciona constantemente, pois o princípio de operação cíclica de pisos quentes é baseado na mistura de água quente ao refrigerante resfriado: aquecimento - transferência de calor - mistura - transferência de calor - mistura.

O processo de mistura de dois fluxos de refrigerante de diferentes temperaturas deve ser monitorado constantemente, de preferência no modo automático. Caso contrário, a intensidade da troca de calor entre o piso quente e o ar na sala não estará vinculada às mudanças de temperatura na sala e você terá que alterar manualmente a temperatura de aquecimento do refrigerante conforme necessário.

Para realizar a mistura de refrigerante quente em modo automático, um cabeçote sensível à temperatura controla a vazão da válvula dependendo das temperaturas dos líquidos misturados para obter um valor predefinido na saída.

Dependendo da finalidade e das condições de operação, vários tipos de válvulas de três vias são usados.

1. Sistemas de aquecimento

Para um sistema de aquecimento com radiadores alimentados por uma caldeira autônoma, é usado o tipo mais simples de dispositivo. baratos e têm um design relativamente simples, que permite que você mesmo os instale. O ajuste do volume de mistura neste caso é realizado manualmente.

2. Sistemas de água quente

Nos sistemas de DHW, são utilizadas válvulas de três vias para manter a temperatura segura da água no sistema de comunicações, eliminando a possibilidade de queimaduras. O design de tais dispositivos também é bastante simples e compreensível. Tais dispositivos diferem das válvulas para sistemas de aquecimento pela presença de um bloco de proteção especial que desliga a água quente na ausência de água fria no abastecimento de água.

3. Pisos de água quente

Dispositivos deste tipo são os mais complexos, pois são projetados para manter a temperatura desejada do refrigerante nos circuitos de aquecimento em relação à temperatura do ar na sala. O uso de tais dispositivos na unidade de mistura permite ajustar a intensidade do aquecimento da carcaça no modo automático,

O layout da unidade de mistura e a localização da válvula de três vias nela

Modelo de válvula de três vias com escala de ajuste

Para aquecimento por piso radiante, a torneira está equipada com um manípulo de ajuste e uma escala de medição, com a qual o dispositivo é ajustado.

Atuador para válvula de três vias

Um servo acionamento é um motor elétrico controlado por feedback negativo.Neste caso, o feedback negativo será o sensor do ângulo de rotação do eixo, que interrompe o movimento do eixo quando o ângulo desejado é alcançado.

Para maior clareza, considere o servodispositivo de acordo com a figura:

• Como você pode ver, os seguintes componentes estão localizados dentro do servoconversor:
• Motor elétrico.
• Uma caixa de engrenagens que consiste em várias engrenagens.
• Um eixo de saída pelo qual um atuador gira uma válvula ou outro dispositivo.
• O potenciômetro é o mesmo feedback negativo que controla o ângulo de rotação do eixo.
• Eletrônica de controle, localizada na placa de circuito impresso.
• Um fio através do qual a tensão de alimentação (220 ou 24 V) e o sinal de controle são fornecidos.

Vamos agora nos debruçar sobre o sinal de controle em detalhes. O servo é controlado por um sinal de pulso de largura de pulso variável. Para quem não sabe do que estou falando, aqui vai mais uma foto:

Ou seja, a largura do pulso (no tempo) determina a magnitude do ângulo de rotação do eixo. A configuração de tais sinais de controle não é trivial e depende do drive específico. O número de sinais de controle depende de quantas posições o eixo de saída pode ocupar.

O servo pode ser de duas posições (2 sinais de controle), três posições (3 sinais de controle) e assim por diante.

Válvula de controle de três vias com acionamento elétrico

Vários elementos atuam como acionamento elétrico para válvulas de controle de três vias com acionamento elétrico.

1. Existem duas variedades:
2. válvulas de três vias para aquecimento com acionamento elétrico na forma de um ímã elétrico;
3. válvulas de três vias com um motor elétrico servo-acionado.

O atuador recebe um comando diretamente dos sensores de temperatura ou do controlador de controle. Os modelos de válvulas de três vias para aquecimento com acionamento elétrico são os mais eficazes, pois permitem o ajuste mais preciso dos fluxos de calor.

Válvula de controle de três vias - projetada para misturar ou dividir o fluxo de refrigerante, portanto, também são chamadas de válvulas de mistura e divisão. As válvulas de controle de três vias possuem três tubos de ramificação para conexão à tubulação.

Eles são mais amplamente utilizados em sistemas de fornecimento de calor conectados a partir de caldeiras autônomas, nas quais não há necessidade de limitar o fluxo, mantendo a proporção de mistura.

Eles são instalados para controlar a transferência de calor dos aquecedores do sistema de ventilação, trocadores de calor do fornecimento de água quente e sistemas de aquecimento conectados de acordo com um circuito independente, controlam o processo de mistura em sistemas de aquecimento com conexão dependente na sala das caldeiras.

A válvula é controlada por um acionamento elétrico, por um sinal de um regulador eletrônico ou por um sistema central de despacho. O funcionamento de uma válvula de três vias baseia-se na criação de circuitos com regime hidráulico constante e variável no anel de circulação, devido à separação de um fluxo ou mistura de dois fluxos de refrigerante.

Independentemente da posição da haste na válvula de três vias, a circulação não para, portanto, este tipo de dispositivo não é adequado para reduzir o fluxo de refrigerante. Esta é a principal diferença entre uma válvula de esfera de três vias com acionamento elétrico e válvulas de duas vias, reguladores e outros dispositivos.

Esta válvula é projetada para mistura ou separação, distribuição de fluxos. A válvula desviadora controla a quantidade de água permitindo que parte do líquido passe pelo desvio em vez da rota direta. Dois bicos do dispositivo servem para a saída e um para a entrada.

O princípio de funcionamento de uma válvula misturadora de três vias com cabeçote térmico baseia-se na mistura de um refrigerante mais frio com um refrigerante quente ou um mais quente com um frio. Como resultado, a característica qualitativa, ou seja, a temperatura do fluxo de calor, muda, enquanto o nível dessa mudança depende da proporção estabelecida dos jatos conectados.

Duas portas para entrada e uma para saída também podem desempenhar uma função de separação. Tais válvulas podem ser usadas em várias remoções.

Muitas vezes é relevante usar válvulas de três vias para caldeiras de combustível sólido, em cuja câmara o condensado se forma no início do forno. Neste caso, a válvula ajuda a cortar temporariamente a água fria e permite que parte do líquido aquecido flua através de um curto-circuito.

válvula termostática

Nas realidades modernas, uma válvula de expansão termostática é uma norma preliminar para equipamentos modernos e confiáveis ​​em um sistema de aquecimento. A temperatura da válvula é regulada automaticamente. Operação de mistura válvulas do sistema de aquecimento para radiadores consiste em limitar o nível de alimentação a um radiador de aquecimento separado. A haste da válvula faz movimentos para abrir e fechar o furo. Através deste orifício, o refrigerante entra no radiador. Quando a válvula com cabeça termostática é aquecida, a entrada é fechada, resultando na redução da vazão do refrigerante. A válvula termostática muda constantemente de posição.E um fator importante é a qualidade dos materiais com base nos quais este produto é feito. O produto pode falhar devido à aderência da haste, bem como corrosão significativa e rompimento dos materiais de vedação. Mas mesmo que a válvula termostática falhe, você pode prolongar sua vida útil substituindo o elemento termostático.

As válvulas do sistema de aquecimento com cabeças térmicas diferem dependendo da forma e do tipo de alimentação do sistema de aquecimento. Eles podem ser angulares ao aproximar os radiadores do chão, também podem ser retos, que conectam os tubos à bateria em relação à superfície da parede. Axial, principalmente ao conectar tubos da parede à bateria. Quando as baterias são conectadas lateralmente, é necessário um kit especial. Utiliza cabeças e válvulas termostáticas. Obviamente, as baterias que vêm com uma conexão inferior são equipadas com revestimentos do tipo válvula.

Critérios de Seleção da Válvula

Como escolher uma válvula de três vias? Ao escolher, é recomendável considerar:

• finalidade do dispositivo;
• execução construtiva;
• tipo de acionamento;
• Opções extras.

Tipos de válvulas por finalidade

Uma válvula de três vias para uma caldeira ou outro dispositivo pode ser:

• mistura, ou seja, o objetivo principal da válvula é misturar diferentes fluxos de fluido a uma temperatura especificada pelo usuário. Uma válvula misturadora é usada em sistemas de piso radiante para evitar superaquecimento e falha de comunicação e em sistemas de abastecimento de água quente;
• separando. Ao contrário da vista anterior, o principal objetivo do dispositivo é distribuir o fluxo de alimentação do refrigerante para diferentes ramos da rede principal, por exemplo, ao instalar um radiador adicional;

A diferença na operação da válvula de mistura e divisão

comutação, ou seja, redistribuição do fluxo de fluido no sistema.

A finalidade da válvula é indicada no corpo do dispositivo.

Diferenças no design

A válvula de controle, dependendo do projeto, pode ser:

selim - o movimento da haste ocorre verticalmente ao selim. Via de regra, as funções desse tipo de equipamento são a mistura de correntes com diferentes temperaturas;

Válvula com haste vertical

rotativo - quando a haste se move, o amortecedor é girado, o que regula a direção e a potência dos fluxos.

Dispositivo de portão

Na esfera doméstica, as válvulas rotativas são mais amplamente utilizadas. Mecanismos de sela são instalados apenas em casos de exposição a altas temperaturas e alto rendimento.

Diferentes tipos de drives e suas características

A haste da válvula de três vias pode ser acionada:

elemento sensível à temperatura montado no termostato. As vantagens deste tipo de controle são simplicidade, alta precisão e dispensa de alimentação;

Válvula de três vias com termostato

acionamento elétrico. As válvulas motorizadas recebem parâmetros definidos pelo usuário a partir de sensores de temperatura instalados em diferentes locais, ou de um controlador de controle comum. O custo de tal equipamento é alto, mas a principal vantagem é a máxima precisão do dispositivo.

Equipamentos elétricos

Adicionalmente

Ao comprar uma válvula para piso quente ou outro sistema de comunicação, também é recomendável considerar:

• o diâmetro dos bicos, que deve corresponder aos diâmetros dos tubos adequados para o dispositivo. Se você não puder selecionar um parâmetro, precisará instalar um adaptador;
• indicador de capacidade da válvula (indicado na documentação técnica do equipamento);
• compromisso. Válvula para água fria ou quente, aquecimento, piso radiante, gás, etc (indicado na documentação);
• a capacidade de conectar equipamentos adicionais, por exemplo, uma cabeça térmica, um acionamento elétrico e assim por diante, se o dispositivo original não estiver equipado com nenhum método de controle;
• fabricante. As válvulas da mais alta qualidade são produzidas pela empresa sueca Esbe, a empresa americana Honeywell e a joint venture da Rússia e Itália - Valtec.

Projeto

Por estrutura, uma válvula de três vias inclui duas válvulas de duas vias combinadas em um único alojamento. Ao mesmo tempo, eles regulam a intensidade do fluxo de refrigerante para que você possa influenciar a temperatura da água quente nos radiadores e nos tubos de piso radiante.

A válvula misturadora termostática é composta pelos seguintes elementos:

• caixa metálica;
• esfera ou haste de aço com arruela de pressão;
• acoplamentos de fixação.

Se a válvula estiver equipada com uma haste, ela pode ser conectada a um atuador eletromecânico. Em seguida, o controle do fluxo e da temperatura do refrigerante pode ser automatizado. As válvulas manuais geralmente são equipadas com esferas de metal. O princípio de funcionamento de tais dispositivos se assemelha ao funcionamento de uma torneira de cozinha.

Princípio da Operação

A válvula de três vias está equipada com três bicos para conectar as linhas. Entre eles, está instalada uma válvula que regula o abastecimento de água a dois dos três ramos.Dependendo da orientação da torneira e de sua conexão, ela desempenha duas funções:

• mistura de dois fluxos de refrigerante para uma saída;
• separação de uma linha para dois fins de semana.

Uma válvula de três vias, como uma de quatro vias, não bloqueia os canais conectados a ela, mas apenas redireciona o líquido da entrada para uma das saídas. Apenas uma das saídas pode ser fechada por vez, ou ambas podem ser parcialmente bloqueadas.

Na versão mais simples, os radiadores são conectados diretamente à caldeira, em série ou em paralelo. É impossível ajustar cada radiador separadamente em termos de potência térmica, apenas é permitido regular a temperatura do líquido de refrigeração na caldeira.

Para ainda regular cada bateria separadamente, você pode inserir um bypass paralelo ao radiador e depois dele uma válvula de controle tipo agulha, com a qual controlar a quantidade de refrigerante que passa por ele.

O bypass é necessário para manter a resistência total de todo o sistema, para não perturbar o funcionamento da bomba de circulação. No entanto, esta abordagem é muito cara para implementar e difícil de operar.

A válvula de 3 vias combina virtualmente o ponto de conexão do bypass e da válvula de controle, tornando a conexão compacta e fácil de operar. Além disso, o ajuste suave torna mais fácil atingir a temperatura alvo em um circuito limitado contendo um ou dois radiadores em uma sala específica.

Se você limitar parte da corrente de refrigerante da caldeira e complementá-la com um fluxo de retorno, água retornando do radiador para a caldeira, a temperatura de aquecimento diminui.Ao mesmo tempo, a caldeira continua a operar no mesmo modo, mantendo o aquecimento de água definido, a taxa de circulação de água não diminui, mas o consumo de combustível diminui.

Se uma bomba de circulação for usada para todo o sistema de aquecimento, ela está localizada na lateral da caldeira em relação à ativação da válvula de três vias. É instalado na entrada de retorno da caldeira, por onde flui a água já resfriada dos radiadores, atuando como separador de fluxo.

Na entrada, o refrigerante quente é fornecido pela caldeira, dependendo da configuração da válvula, o fluxo é dividido em duas partes. Parte da água vai para o radiador e parte é imediatamente descarregada no sentido inverso. Quando é necessária a máxima potência térmica, a válvula é deslocada para a posição extrema, na qual se conectam a entrada e a saída que conduzem aos radiadores.

Se o aquecimento não for necessário, todo o volume do refrigerante flui através do desvio para a linha de retorno, a caldeira funciona apenas para manter a temperatura na ausência de transferência de calor real

A desvantagem de tal conexão é o balanceamento complexo do aquecimento, de modo que a mesma quantidade de refrigerante entre em cada ramal e em cada radiador, além disso, quando conectado em série aos radiadores extremos, a água já resfriada chega.

Para aquecimento de piso

Em sistemas multicircuitos, a maneira mais fácil de resolver o problema de distribuição de calor desigual é usar um grupo coletor com bombas de circulação em cada circuito individual

Isso é especialmente importante em casas com dois ou mais andares.
e um grande número de radiadores ou na presença de um piso quente

A válvula de três vias trabalha para misturar os dois fluxos.Uma entrada conecta a linha da caldeira e a segunda do tubo de retorno. Misturando, a água entra na saída conectada ao trocador de calor.

Este esquema de conexão é especialmente relevante ao conectar um piso quente.

Permite limitar a temperatura máxima da água no circuito, o que é especialmente importante, dado o valor máximo permitido de 35ºС a uma temperatura do transportador de calor da caldeira de 60ºС e superior

A circulação de água nos tubos do piso quente é mantida constantemente, o que é necessário para um aquecimento uniforme sem distorções. Na verdade, a água quente da caldeira vem apenas para aquecer o líquido de refrigeração no circuito de aquecimento do piso, e o excesso é descarregado de volta para a caldeira.

Assim, mesmo no aquecimento de alta temperatura, onde a caldeira aquece a água até 75-90ºС, é possível equipar o piso radiante com aquecimento 28-31ºС.

Como funciona uma válvula de três vias em um sistema de aquecimento

O princípio de funcionamento da válvula é misturar fluxos de água com diferentes temperaturas. Por que isso deve ser feito? Se você não entrar em detalhes técnicos, pode responder desta forma: prolongar a vida útil da caldeira de aquecimento e sua operação mais econômica.

A válvula de três vias mistura a água aquecida com a água resfriada depois de passar pelos dispositivos de aquecimento e a envia de volta à caldeira para aquecimento. À pergunta de qual água aquecer mais rápido e fácil - fria ou quente - todos são capazes de responder.

Simultaneamente à mistura, a válvula também separa os fluxos. Há um desejo natural de automatizar o próprio processo de gestão. Para fazer isso, a válvula está equipada com um sensor de temperatura com um termostato. Neste caso, o acionamento elétrico funciona melhor aqui.A qualidade do funcionamento de todo o sistema de aquecimento depende do dispositivo de acionamento.

1. Essa válvula é instalada nos locais da tubulação onde é necessário dividir o fluxo de circulação em dois circuitos:
2. Com modo hidráulico constante.
3. Com variáveis.

Usualmente fluxo hidráulico constante consumidores são usados ​​para os quais é fornecido um refrigerante de alta qualidade de um determinado volume. É regulado em função dos indicadores de qualidade.

Um fluxo variável é consumido por aqueles objetos para os quais os indicadores de qualidade não são os principais. Eles se preocupam com o fator quantitativo. Ou seja, para eles, o fornecimento é ajustado de acordo com a quantidade necessária de refrigerante.

Existem na categoria de válvulas e análogos de duas vias. Qual a diferença entre esses dois tipos? Uma válvula de três vias funciona de uma maneira completamente diferente. Em seu projeto, a haste não pode bloquear o fluxo com regime hidráulico constante.

Está sempre aberto e ajustado para um certo volume de refrigerante. Isso significa que os consumidores receberão o volume necessário tanto em termos quantitativos quanto qualitativos.

Essencialmente, a válvula não pode desligar a alimentação de um circuito com fluxo hidráulico constante. Mas é capaz de bloquear uma direção variável, permitindo assim ajustar a pressão e o fluxo.

Se você combinar duas válvulas de duas vias, obterá um design de três vias. Neste caso, ambas as válvulas devem funcionar de forma reversível, ou seja, quando a primeira estiver fechada, a segunda deverá abrir.

Tipos de válvulas de três vias de acordo com o princípio de operação

• De acordo com o princípio de ação, esse tipo é dividido em duas subespécies:
• Mistura.
• Dividindo.

Já pelo nome dá para entender como funciona cada tipo. O misturador tem uma saída e duas entradas.Ou seja, ele desempenha a função de misturar dois fluxos, o que é necessário para diminuir a temperatura do refrigerante. By the way, para criar a temperatura desejada em sistemas de piso radiante, este é um dispositivo ideal.

Ajustar a temperatura do teto de saída é bastante simples. Para isso, é necessário conhecer a temperatura das duas correntes de entrada e calcular com precisão as proporções de cada uma para obter o regime de temperatura necessário na saída. A propósito, esse tipo de dispositivo, se instalado e ajustado corretamente, também pode funcionar no princípio da separação de fluxo.

Uma válvula divisória de três vias divide o fluxo principal em dois. Então ele tem duas opções. e uma entrada. Este dispositivo é comumente usado para separação de água quente em sistemas de água quente. Muitas vezes, os especialistas o instalam na tubulação de aquecedores de ar.

Na aparência, ambos os dispositivos não são diferentes um do outro. Mas se considerarmos o desenho em corte, há uma diferença que imediatamente chama a atenção. O dispositivo de mistura tem uma haste com uma válvula de esfera.

Está localizado no centro e cobre a sela da passagem principal. Existem duas dessas válvulas na válvula de separação em uma haste e são instaladas nos tubos de saída. O princípio de sua operação é o seguinte - o primeiro fecha uma passagem, agarrando-se à sela, e o segundo neste momento abre outra passagem.

1. Uma válvula de três vias moderna é dividida em dois tipos de acordo com o método de controle:
2. Manual.
3. Elétrico.

Mais frequentemente, você precisa lidar com uma versão manual, semelhante a uma válvula de esfera comum, apenas com três bicos - saídas. Os sistemas automáticos elétricos são usados ​​com mais frequência para distribuição de calor na construção de moradias particulares.

Como qualquer dispositivo, uma válvula de três vias é determinada pelo diâmetro do tubo de alimentação e pela pressão do refrigerante. Daí o GOST, que permite a certificação. O não cumprimento do GOST é uma violação grave, especialmente quando se trata de pressão dentro da tubulação.