Válvula de tres vías en el sistema de calefacción: operación, reglas de selección, diagrama e instalación.

Cómo funciona una válvula de tres vías

Externamente, parece una T de bronce o latón con una arandela de ajuste en la parte superior, y el diseño de la válvula de tres vías depende del modelo.

Opción 1. En un cuerpo moldeado con tres boquillas, hay tres cámaras, los pasajes entre ellas están bloqueados por elementos de disco montados en el vástago. El vástago sale de la carcasa por la parte superior. El principio de funcionamiento es el siguiente: presionando suavemente la varilla se abre el paso para el flujo de refrigerante en un lado, mientras que al mismo tiempo se cierra el paso para el refrigerante en el otro lado. Como resultado, en la zona central, el refrigerante se mezcla hasta obtener la temperatura deseada e ingresa al circuito.

Opcion 2.El elemento de cambio dentro del tee es una bola, parte de la cual se selecciona en sentido figurado. El accionamiento hace girar la varilla con la bola fijada en ella, como resultado de lo cual se redistribuyen los flujos de refrigerante.

Opción 3. El principio de funcionamiento es el mismo que el del diseño con una bola, pero en lugar de una bola, se fija un sector en la varilla; su parte de trabajo puede bloquear completamente un flujo de refrigerante, o parcialmente, dos flujos .

Actuadores de válvulas de termomezcla

Se requiere un accionamiento externo para controlar los flujos de portadores de calor que pasan a través de la válvula de tres vías. La funcionalidad y usabilidad del dispositivo depende de su tipo.

• Válvula mezcladora termostática de tres vías. El diseño del actuador termostático incluye un medio líquido con alta sensibilidad a los cambios de temperatura. Es ella quien, expandiéndose, presiona el tallo. Tal unidad se instala en dispositivos domésticos de pequeña sección transversal, se puede reemplazar con una unidad de otro tipo.
• Válvula mezcladora de tres vías con cabezal térmico. El cabezal térmico está equipado con un elemento que es sensible a la temperatura del aire en la habitación. Para ajustar la temperatura del refrigerante, dicho dispositivo también está equipado con un sensor de temperatura en un tubo capilar, que se coloca en la tubería. En este caso, el régimen de temperatura del circuito se regula con mayor precisión.
• Válvula mezcladora con cabezal térmico
• Válvula eléctrica de tres vías. El accionamiento eléctrico que actúa sobre la varilla está controlado por el controlador, que recibe información de los sensores sobre el cambio de temperatura del refrigerante. Esta es la opción más precisa y conveniente.
• Válvula de tres vías con servomotor.El actuador eléctrico controla directamente el vástago, sin controlador, de acuerdo con las señales de los sensores. Los servoaccionamientos suelen estar equipados con dispositivos de mezcla de sectores y bolas.

Principales características de diseño y funciones del dispositivo.

Teniendo una idea aproximada del principio de funcionamiento de una válvula de tres vías, es mejor estudiar en detalle el funcionamiento de este mecanismo. El nombre "tres vías" determina la función principal del dispositivo: el agua de varios orígenes ingresa a la válvula a través de dos entradas:

• refrigerante caliente de una tubería de suministro conectada a un calentador oa un tubo ascendente de un sistema de calefacción central;
• agua enfriada que regresa después de pasar por el circuito de agua.

Mezclados entre sí en la válvula en una determinada proporción, los caudales salen por el tercer ramal, teniendo un valor de temperatura dado. La válvula funciona constantemente, ya que el principio de operación cíclica de los pisos calientes se basa en mezclar agua caliente con el refrigerante enfriado: calentamiento - transferencia de calor - mezcla - transferencia de calor - mezcla.

El proceso de mezcla de dos flujos de refrigerante de diferentes temperaturas debe monitorearse constantemente, preferiblemente en modo automático. De lo contrario, la intensidad del intercambio de calor entre el piso cálido y el aire de la habitación no estará vinculada a los cambios de temperatura en la habitación, y deberá cambiar manualmente la temperatura de calentamiento del refrigerante según sea necesario.

Para realizar la mezcla de refrigerante caliente en modo automático, un cabezal termosensible controla el caudal de la válvula en función de las temperaturas de los líquidos mezclados para obtener un valor preestablecido en la salida.

Dependiendo del propósito y las condiciones de operación, se utilizan varios tipos de válvulas de tres vías.

1. Sistemas de calefacción

Para un sistema de calefacción con radiadores alimentados por una caldera autónoma, se utiliza el tipo de dispositivo más simple. económicos y tienen un diseño relativamente simple, lo que le permite instalarlos usted mismo. El ajuste del volumen de mezcla en este caso se realiza manualmente.

2. Sistemas de agua caliente

En los sistemas de ACS, se utilizan válvulas de tres vías para mantener temperaturas seguras del agua en el sistema de comunicaciones, eliminando la posibilidad de quemaduras. El diseño de tales dispositivos también es bastante simple y comprensible. Dichos dispositivos difieren de las válvulas para sistemas de calefacción por la presencia de un bloque protector especial que cierra el paso del agua caliente en ausencia de agua fría en el suministro de agua.

3. Suelos de agua caliente

Los dispositivos de este tipo son los más complejos, ya que están diseñados para mantener la temperatura deseada del refrigerante en los circuitos de calefacción en relación con la temperatura del aire en la habitación. El uso de tales dispositivos en la unidad de mezcla le permite ajustar la intensidad de la calefacción de la vivienda en modo automático,

El diseño de la unidad de mezcla y la ubicación de la válvula de tres vías en ella.

Modelo de válvula de tres vías con escala de ajuste

Para la calefacción por suelo radiante, el grifo está equipado con un mango de ajuste y una escala de medición, con la que se ajusta el dispositivo.

Actuador para válvula de tres vías

Un servoaccionamiento es un motor eléctrico controlado mediante retroalimentación negativa.En este caso, la retroalimentación negativa será el sensor de ángulo de rotación del eje, que detiene el movimiento del eje cuando se alcanza el ángulo deseado.

Para mayor claridad, considere el servodispositivo de acuerdo con la figura:

• Como puede ver, los siguientes componentes se encuentran dentro del servodrive:
• Motor eléctrico.
• Una caja de cambios que consta de varios engranajes.
• Un eje de salida por el cual un actuador hace girar una válvula u otro dispositivo.
• El potenciómetro es la misma retroalimentación negativa que controla el ángulo de rotación del eje.
• Electrónica de control, que se encuentra en la placa de circuito impreso.
• Cable a través del cual se suministra la tensión de alimentación (220 o 24 V) y la señal de control.

Detengámonos ahora en la señal de control en detalle. El servo está controlado por una señal de pulso de ancho de pulso variable. Para los que no saben de lo que hablo, aquí les dejo otra foto:

Es decir, el ancho de pulso (en el tiempo) determina la magnitud del ángulo de rotación del eje. La configuración de tales señales de control no es trivial y depende de la unidad específica. El número de señales de control depende de cuántas posiciones pueda ocupar el eje de salida.

El servo puede ser de dos posiciones (2 señales de control), de tres posiciones (3 señales de control), etc.

Válvula de control de tres vías con accionamiento eléctrico

Varios elementos actúan como accionamiento eléctrico para válvulas de control de tres vías con accionamiento eléctrico.

1. Hay dos variedades:
2. válvulas de tres vías para calefacción con accionamiento eléctrico en forma de imán eléctrico;
3. Válvulas de tres vías con motor eléctrico servoaccionado.

El actuador recibe un comando directamente de los sensores de temperatura o del controlador de control. Los modelos de válvulas de tres vías para calefacción con accionamiento eléctrico son los más efectivos, ya que permiten el ajuste más preciso de los flujos de calor.

Válvula de control de tres vías: diseñada para mezclar o dividir el flujo de refrigerante, por lo que también se denominan válvulas mezcladoras y divisoras. Las válvulas de control de tres vías tienen tres ramales para la conexión a la tubería.

Son los más utilizados en sistemas de suministro de calor conectados desde salas de calderas autónomas, en las que no es necesario limitar el flujo mientras se mantiene la relación de mezcla.

Se instalan para controlar la transferencia de calor de los calentadores del sistema de ventilación, los intercambiadores de calor del suministro de agua caliente y los sistemas de calefacción conectados de acuerdo con un circuito independiente, controlar el proceso de mezcla en los sistemas de calefacción con conexión dependiente en la sala de calderas.

La válvula está controlada por un accionamiento eléctrico, por una señal de un regulador electrónico o por un sistema de despacho central. El funcionamiento de una válvula de tres vías se basa en la creación de circuitos de régimen hidráulico constante y variable en el anillo de circulación, debido a la separación de un flujo o mezcla de dos flujos de refrigerante.

Independientemente de la posición del vástago en la válvula de tres vías, la circulación no se detiene, por lo que este tipo de dispositivo no es adecuado para reducir el flujo de refrigerante. Esta es la principal diferencia entre una válvula de bola de tres vías con accionamiento eléctrico y válvulas de dos vías, reguladores y otros dispositivos.

Esta válvula está diseñada para mezclar o separar, distribuir flujos. La válvula de desvío controla la cantidad de agua al permitir que parte del líquido pase a través de la derivación en lugar de la ruta directa. Dos boquillas del dispositivo sirven para la salida y una para la entrada.

El principio de funcionamiento de una válvula mezcladora de tres vías con cabeza térmica se basa en mezclar un refrigerante más frío con uno caliente o uno más caliente con uno frío. Como resultado, la característica cualitativa, es decir, la temperatura del flujo de calor, cambia, mientras que el nivel de este cambio depende de la proporción establecida de los chorros conectados.

Dos puertos para entrada y uno para salida también pueden realizar una función de separación. Tales válvulas se pueden usar en varios retiros.

A menudo es relevante usar válvulas de tres vías para calderas de combustible sólido, en cuya cámara se forma condensado al comienzo del horno. En este caso, la válvula ayuda a cortar temporalmente el agua fría y deja que parte del líquido calentado fluya a través de un cortocircuito.

Válvula termostática

En las realidades modernas, una válvula de expansión termostática es una norma preliminar para equipos modernos y confiables en un sistema de calefacción. La temperatura de la válvula se regula automáticamente. Operación de mezcla válvulas de sistema de calefacción para radiadores consiste en limitar el nivel de suministro a un radiador de calefacción independiente. El vástago de la válvula realiza movimientos para abrir y cerrar el orificio. A través de este orificio, el refrigerante ingresa al radiador. Cuando se calienta la válvula con cabezal termostático, la entrada se cierra, como resultado de lo cual se reduce el caudal de refrigerante. La válvula termostática cambia constantemente de posición.Y un factor importante es la calidad de los materiales sobre la base de los cuales se fabrica este producto. El producto puede fallar debido a que el vástago se atasca, así como a una corrosión significativa y ruptura de los materiales de sellado. Pero incluso si falla la válvula termostática, puede prolongar su vida reemplazando el elemento termostático.

Las válvulas del sistema de calefacción con cabezales térmicos difieren según la forma y el tipo de suministro al sistema de calefacción. Pueden ser angulares cuando se acercan a los radiadores desde el piso, también pueden ser rectos, que conectan las tuberías a la batería en relación con la superficie de la pared. Axial, principalmente al conectar tuberías desde la pared a la batería. Cuando las baterías se conectan lateralmente, se requiere un kit especial. Utiliza cabezas y válvulas termostáticas. Obviamente, las baterías que vienen con una conexión inferior están equipadas con revestimientos tipo válvula.

Criterios de selección de válvulas

¿Cómo elegir una válvula de tres vías? Al elegir, se recomienda considerar:

• propósito del dispositivo;
• ejecución constructiva;
• tipo de unidad;
• Opciones adicionales.

Tipos de válvulas por finalidad

Una válvula de tres vías para una caldera u otro dispositivo puede ser:

• mezclar, es decir, el objetivo principal de los accesorios es mezclar diferentes flujos de fluidos a una temperatura establecida por el usuario. Una válvula mezcladora se utiliza en los sistemas de calefacción por suelo radiante para evitar el sobrecalentamiento y la falla de las comunicaciones y en los sistemas de suministro de agua caliente;
• separando A diferencia de la vista anterior, el objetivo principal del dispositivo es distribuir el flujo de suministro del refrigerante a diferentes ramas de la red principal, por ejemplo, al instalar un radiador adicional;

La diferencia en el funcionamiento de la válvula mezcladora y divisora.

cambiar, es decir, redistribuir el flujo de fluido en el sistema.

El propósito de la válvula se indica en el cuerpo del dispositivo.

Diferencias en el diseño

La válvula de control, según el diseño, puede ser:

sillín: el movimiento de la varilla se produce verticalmente al sillín. Por regla general, las funciones de este tipo de equipos son la mezcla de corrientes con diferentes temperaturas;

Válvula con vástago de movimiento vertical

rotativo: cuando la varilla se mueve, el amortiguador gira, lo que regula la dirección y la potencia de los flujos.

Dispositivo de puerta

En el ámbito doméstico, las válvulas rotativas son las más utilizadas. Los mecanismos de silla se instalan solo en casos de exposición a altas temperaturas y alto rendimiento.

Diferentes tipos de unidades y sus características.

El vástago de la válvula de tres vías se puede accionar:

elemento sensible a la temperatura montado en el termostato. Las ventajas de este tipo de control son la sencillez, la alta precisión y la ausencia de alimentación eléctrica;

Válvula de tres vías con termostato

propulsión eléctrica Las válvulas motorizadas reciben parámetros establecidos por el usuario desde sensores de temperatura instalados en diferentes lugares, o un controlador de control común. El costo de dicho equipo es alto, pero la principal ventaja es la máxima precisión del dispositivo.

Equipo accionado eléctricamente

Además

Al comprar una válvula para un piso cálido u otro sistema de comunicación, también se recomienda considerar:

• el diámetro de las boquillas, que debe corresponder a los diámetros de las tuberías adecuadas para el dispositivo. Si no puede seleccionar un parámetro, deberá instalar un adaptador;
• indicador de capacidad de la válvula (indicado en la documentación técnica del equipo);
• cita. Válvula para agua fría o caliente, calefacción, suelo radiante, gas, etc. (indicado en la documentación);
• la capacidad de conectar equipos adicionales, por ejemplo, un cabezal térmico, un accionamiento eléctrico, etc., si el dispositivo original no está equipado con ningún método de control;
• fabricante. Las válvulas de la más alta calidad son producidas por la empresa sueca Esbe, la empresa estadounidense Honeywell y la empresa conjunta de Rusia e Italia - Valtec.

Diseño

Por estructura, una válvula de tres vías incluye dos válvulas de dos vías combinadas en una sola carcasa. Al mismo tiempo, regulan la intensidad del flujo de refrigerante para que puedas influir en la temperatura del agua caliente en radiadores y tuberías de suelo radiante.

La válvula mezcladora termostática consta de los siguientes elementos:

• Estuche de metal;
• bola o vástago de acero con arandela de seguridad;
• acoplamientos de sujeción.

Si la válvula está equipada con un vástago, se puede conectar a un actuador electromecánico. Entonces se puede automatizar el control del caudal y la temperatura del refrigerante. Las válvulas manuales suelen estar equipadas con bolas de metal. El principio de funcionamiento de tales dispositivos se asemeja al funcionamiento de un grifo de cocina.

Principio de funcionamiento

La válvula de tres vías está equipada con tres boquillas para conectar las líneas. Entre ellos se instala una válvula que regula el suministro de agua a dos de los tres ramales.Según la orientación del grifo y su conexión, realiza dos funciones:

• mezcla de dos flujos de refrigerante a una salida;
• Separación de una línea a dos fines de semana.

Una válvula de tres vías, como una de cuatro vías, no bloquea los canales conectados a ella, sino que solo redirige el líquido desde la entrada a una de las salidas. Solo se puede cerrar una de las salidas a la vez, o se pueden bloquear ambas parcialmente.

En la versión más sencilla, los radiadores se conectan directamente a la caldera, ya sea en serie o en paralelo. Es imposible ajustar cada radiador por separado en términos de potencia térmica, solo está permitido regular la temperatura del refrigerante en la caldera.

Para seguir regulando cada batería por separado, puede insertar un bypass paralelo al radiador y después de él una válvula de control tipo aguja, con la que controlar la cantidad de refrigerante que pasa a través de él.

El bypass es necesario para mantener la resistencia total de todo el sistema, para no perturbar el funcionamiento de la bomba de circulación. Sin embargo, este enfoque es muy costoso de implementar y difícil de operar.

La válvula de 3 vías combina virtualmente el punto de conexión de la válvula de derivación y de control, lo que hace que la conexión sea compacta y fácil de operar. Además, el ajuste suave facilita alcanzar la temperatura objetivo en un circuito limitado que contiene uno o dos radiadores en una habitación particular.

Si limita parte de la corriente de refrigerante de la caldera y la complementa con un flujo de retorno, el agua que regresa del radiador a la caldera, entonces la temperatura de calefacción disminuye.Al mismo tiempo, la caldera continúa funcionando en el mismo modo, manteniendo el calentamiento de agua establecido, la velocidad de circulación del agua no disminuye, pero el consumo de combustible disminuye.

Si se usa una bomba de circulación para todo el sistema de calefacción, entonces está ubicada en el costado de la caldera en relación con la activación de la válvula de tres vías. Se instala en la entrada de retorno de la caldera, por donde sale agua ya enfriada de los radiadores, actuando como separador de flujo.

En la entrada, se le suministra refrigerante caliente desde la caldera, según la configuración de la válvula, el flujo se divide en dos partes. Parte del agua va al radiador y parte se descarga inmediatamente en la dirección inversa. Cuando se necesita la máxima potencia térmica, la válvula se mueve a la posición extrema, en la que se conectan la entrada y la salida que conducen a los radiadores.

Si no se necesita calefacción, todo el volumen del refrigerante fluye a través de la derivación hacia la línea de retorno, la caldera funciona solo para mantener la temperatura en ausencia de una transferencia de calor real

La desventaja de tal conexión es el complejo equilibrio de la calefacción, de modo que la misma cantidad de refrigerante ingresa a cada rama y cada radiador, además, cuando se conecta en serie a los radiadores extremos, llega agua ya enfriada.

Para calefacción por suelo radiante

En los sistemas de circuitos múltiples, la forma más sencilla de resolver el problema de la distribución desigual del calor es utilizar un grupo colector con bombas de circulación en cada circuito individual.

Esto es especialmente importante en casas de dos o más plantas.
y una gran cantidad de radiadores o en presencia de un piso cálido

La válvula de tres vías funciona para mezclar las dos corrientes.Una entrada conecta la línea desde la caldera y la segunda desde la tubería de retorno. Mezclando, el agua ingresa a la salida conectada al intercambiador de calor.

Este esquema de conexión es especialmente relevante cuando se conecta un piso cálido.

Permite limitar la temperatura máxima del agua en el circuito, lo que es especialmente importante, dado el valor máximo permitido de 35ºС a una temperatura del portador de calor de la caldera de 60ºС y superior

La circulación de agua en las tuberías del piso cálido se mantiene constantemente, lo cual es necesario para un calentamiento uniforme sin distorsiones. De hecho, el agua caliente de la caldera viene únicamente para calentar el refrigerante refrigerante en el circuito de suelo radiante, y el exceso se descarga de nuevo a la caldera.

Por lo tanto, incluso en calefacción de alta temperatura, donde la caldera calienta el agua hasta 75-90ºС, es posible equipar la calefacción por suelo radiante con calefacción 28-31ºС.

¿Cómo funciona una válvula de tres vías en un sistema de calefacción?

El principio de funcionamiento de la válvula es mezclar flujos de agua con diferentes temperaturas. ¿Por qué debería hacerse esto? Si no entra en detalles técnicos, puede responder de esta manera: para alargar la vida útil de la caldera de calefacción y su funcionamiento más económico.

La válvula de tres vías mezcla el agua calentada con el agua enfriada después de pasar por los dispositivos de calefacción y la envía de vuelta a la caldera para calentarla. A la pregunta de qué agua calentar más rápido y más fácilmente, fría o caliente, todos pueden responder.

Simultáneamente con la mezcla, la válvula también separa los flujos. Existe un deseo natural de automatizar el proceso de gestión en sí. Para ello, la válvula está equipada con un sensor de temperatura con termostato. En este caso, el accionamiento eléctrico funciona mejor aquí.La calidad del funcionamiento de todo el sistema de calefacción depende del dispositivo de accionamiento.

1. Dicha válvula se instala en aquellos lugares de la tubería donde es necesario dividir el flujo de circulación en dos circuitos:
2. Con modo hidráulico constante.
3. Con variables.

Normalmente flujo hidráulico constante Se utilizan consumidores para los cuales se suministra un refrigerante de alta calidad de un cierto volumen. Se regula en función de los indicadores de calidad.

Un flujo variable es consumido por aquellos objetos para los cuales los indicadores de calidad no son los principales. Les importa el factor cuantitativo. Es decir, para ellos, el suministro se ajusta de acuerdo con la cantidad requerida de refrigerante.

Hay en la categoría de válvulas y análogos de dos vías. ¿Cuál es la diferencia entre estos dos tipos? Una válvula de tres vías funciona de una manera completamente diferente. En su diseño, el vástago no puede bloquear el flujo con un régimen hidráulico constante.

Siempre está abierto y ajustado a un cierto volumen de refrigerante. Esto significa que los consumidores recibirán el volumen requerido tanto en términos cuantitativos como cualitativos.

Esencialmente, la válvula no puede cerrar el suministro a un circuito con flujo hidráulico constante. Pero es capaz de bloquear una dirección variable, lo que le permite ajustar la presión y el flujo.

Si combina dos válvulas de dos vías, obtiene un diseño de tres vías. En este caso, ambas válvulas deben funcionar de forma reversible, es decir, cuando la primera está cerrada, la segunda debe abrirse.

Tipos de válvulas de tres vías según el principio de funcionamiento.

• Según el principio de acción, este tipo se divide en dos subespecies:
• mezclando
• Divisor.

Ya por el nombre puedes entender cómo funciona cada tipo. El mezclador tiene una salida y dos entradas.Es decir, cumple la función de mezclar dos corrientes, lo cual es necesario para bajar la temperatura del refrigerante. Por cierto, para crear la temperatura deseada en los sistemas de calefacción por suelo radiante, este es un dispositivo ideal.

Ajustar la temperatura del techo saliente es bastante sencillo. Para ello, es necesario conocer la temperatura de las dos corrientes de entrada y calcular con precisión las proporciones de cada una para obtener el régimen de temperatura requerido en la salida. Por cierto, este tipo de dispositivo, si se instala y ajusta correctamente, también puede funcionar según el principio de separación de flujo.

Una válvula divisoria de tres vías divide el flujo principal en dos. Así que tiene dos opciones. y una entrada. Este dispositivo se usa comúnmente para la separación de agua caliente en sistemas de agua caliente. A menudo, los expertos lo instalan en las tuberías de los calentadores de aire.

En apariencia, ambos dispositivos no son diferentes entre sí. Pero si consideramos su dibujo en sección, entonces hay una diferencia que llama la atención de inmediato. El dispositivo mezclador tiene un vástago con una válvula de bola.

Se ubica en el centro y cubre la silla de montar del pasaje principal. Hay dos válvulas de este tipo en la válvula de separación en un vástago, y están instaladas en las tuberías de salida. El principio de su funcionamiento es el siguiente: el primero cierra un pasaje, se aferra a la silla de montar, y el segundo en este momento abre otro pasaje.

1. Una válvula de tres vías moderna se divide en dos tipos según el método de control:
2. Manual.
3. Eléctrico.

Con mayor frecuencia, debe lidiar con una versión manual, que es similar a una válvula de bola normal, solo con tres boquillas: salidas. Los sistemas automáticos eléctricos se utilizan con mayor frecuencia para la distribución de calor en la construcción de viviendas privadas.

Como cualquier dispositivo, una válvula de tres vías está determinada por el diámetro de la tubería de suministro y la presión del refrigerante. De ahí el GOST, que permite la certificación. El incumplimiento de GOST es una violación grave, especialmente cuando se trata de presión dentro de la tubería.