Funkcje i przeznaczenie zaworu dwu-, trzy- i czterodrogowego

Zawory dwu, trzy i czterodrogowe mają zmienne przepustowości w zależności od położenia grzyba zaworu. Ten typ zaworów odcinających i regulacyjnych może pełnić funkcje odcinania, sterowania, separacji, dystrybucji i mieszania. Sterowanie realizowane jest za pomocą napędu, który może mieć charakter hydrauliczny, elektryczny, pneumatyczny lub elektromagnetyczny. Sterowanie dyskretne i analogowe może służyć do sterowania zaworami dwu-, trzy- i czterodrogowymi. Sygnał o zmianie położenia stożka podawany jest przez mikrokontroler, w efekcie zawór przyjmuje daną pozycję. Rzućmy okiem, po co Ci zawór trójdrożny w systemach grzewczych? A kiedy zostanie zastąpiony czterokierunkowym.

Za pomocą zaworów trój- i czterodrogowych można rozwiązywać złożone problemy automatyzacji procesu ogrzewania, pompowania wody do systemu grzewczego i innych. Są one z reguły stosowane w systemach projektowych, ale po zrozumieniu instalacji i specyfiki takie zawory znacznie poprawią funkcjonalność systemów grzewczych prywatnego domu.

Cechy konstrukcyjne zaworu dwu-, trzy- i czterodrogowego

Pomimo początkowo identycznej zasady działania, ze względu na różną konstrukcję i cechy funkcjonalne, zawory dwu-, trzy- i czterodrogowe mają różne przeznaczenie i zastosowania.

Zawór dwudrogowy

Zawór dwudrogowy działa na tej samej zasadzie co zawór kulowy. Stożek wewnętrzny zmienia zdolność komunikacyjną zaworu i odpowiednio natężenie przepływu przepływającego przez niego płynu. Ale tego typu zawory znajdują zastosowanie nie tylko w ogrzewaniu, czynnikiem roboczym może być dowolny czynnik termodynamiczny.

Zawory dwudrogowe wykazały szczególnie wysoką wydajność w systemach grzewczych i wentylacyjnych. Służą do zmiany i kontroli parametrów obwodów cieplnych, służą jako urządzenia mieszające, regulujące, odcinające, rozdzielcze zmieniające warunki środowiska pracy.

Zawór trójdrożny

Zawór trójdrogowy ma inne rozwiązanie konstrukcyjne, chociaż w rzeczywistości są to dwa zawory dwudrogowe w jednym. Służy do rozdzielania i mieszania strumieni o pożądanym stopniu penetracji mediów w siebie. Dzięki zaworom trójdrożnym woda surowa jest mieszana w instalacjach grzewczych i ciepłej wody. Przez analogię z zaworem dwudrożnym czynnikiem roboczym może być powietrze, czynnik ciekły lub gazowy. Zawór sterowany jest mikrokontrolerem i serwonapędem. Sposób regulacji jest podobny do zaworu dwudrożnego.

Najczęściej zawory trójdrożne są stosowane w systemach grzewczych jako jednostka sterująca do kontrolowanych zmian wymiany ciepła z urządzeń grzewczych, wentylacji i wymienników ciepła. Zawór trójdrogowy ma trzy odgałęzienia, dwa wloty i jeden wylot. Czynnik roboczy podawany jest do dysz wlotowych, gdzie jest mieszany w zależności od nastaw i położenia stożka. Teraz staje się jaśniejsze, do czego służy zawór trójdrożny.

W niektórych przypadkach zawory trójdrożne łączą w sobie funkcje urządzenia odcinającego wstecznego, aby zapobiec cofaniu się cieczy. Ze względu na charakter możliwości zespół zaworu może mieć funkcje mieszania, oddzielania i przełączania. Zawory trójdrożne są szeroko stosowane w systemach automatycznych. Ważną cechą charakterystyczną i wskaźnikiem jakości jest szczelność zaworu, jaką zapewniają uszczelnienia wewnętrzne.

Rodzaje zaworów trójdrożnych

W praktyce często stosowane są następujące urządzenia analogowe oparte na zaworze 3-drogowym:

• zawór mieszający do hydraulicznie poprawnego mieszania nośnika ciepła o różnych wartościach temperatur. Chroni obiegi grzewcze przed przegrzaniem;
• Zawór termostatyczny utrzymuje stały poziom temperatury w ciepłych podłogach i grzejnikach. Często jest instalowany na wlocie do kotła, aby zagwarantować stabilne wskaźniki temperatury chłodziwa. Znajduje zastosowanie w różnych jednostkach mieszających i dzielących;
• zawór ogrzewania podłogowego, służący do obniżania temperatury czynnika grzewczego i utrzymywania jej w określonym zakresie wartości. W przypadku korzystania z wersji elektronicznej możliwe staje się regulowanie parametrów w każdym pomieszczeniu. Dotyczy to tylko stabilnej temperatury chłodziwa, w tym przypadku nie bierze się pod uwagę wymiany ciepła.

Dlaczego potrzebny jest zawór trójdrożny, można to rozgryźć na przykładzie konkretnego systemu grzewczego, dobrze rozumiejąc jego funkcje i zasady doboru tego typu zaworów odcinających.

Zawór czterodrogowy

Konsumenci często mają pytanie o celowość stosowania w systemie zaworu trój- lub czterodrogowego. Najczęściej stosuje się je w przypadku automatyki i wspomagania w obiegu grzewczym i CWU o specjalnych parametrach. Zawory czterodrogowe służą np. do regulacji pracy kotły na paliwo stałe.

W niektórych przypadkach do tych celów wystarczy zwykły zawór.

Porównanie zastosowań zaworów 3- i 4-drogowych

Na przykład, do czego służy zawór trójdrożny i kiedy stosuje się zawór czterodrogowy:

• aby uzyskać stabilną temperaturę na przewodach wlotowych i wylotowych kotła. Zasada działania zaworu trójdrożnego polega na mieszaniu chłodziwa z „powrotu”. Odczyty czujników temperatury są przekazywane do sterownika, który kontroluje „przegrzanie” obiegu grzewczego i reguluje stan zaworu trójdrożnego, jego położenie i przepustowość;
• zawory trójdrożne niektórych producentów obsługują dodatkowe sygnały sterujące i są na przykład dwu- i trójpołożeniowe. W przypadku regulacji on-off zawór jest otwarty (jest mieszanina) lub zamknięty (brak mieszaniny). Wadą tych zaworów jest brak możliwości ustawienia pośredniego przy niewielkiej domieszce. Zawory te nie są stosowane w układach o stabilnych temperaturach zasilania i powrotu. Ponieważ wydajność mieszania zależy od wielu parametrów (średnica rury, natężenie przepływu, opór nośnika ciepła), wymagana jest dokładniejsza regulacja, którą zapewnia trójpołożeniowy zawór trójdrogowy lub czterodrogowy.
• zawory trójpołożeniowe trójdrogowe stosowane są w kotłach gazowych z palnikiem modulowanym lub w podobnych przypadkach, w tym w kotłach na paliwo stałe pellet (w tym kaskadowe połączenie kotłów) gdy automatyka płynnie zmniejsza moc spalania i wyłącza kocioł bezpiecznie dla urządzeń, wspomagając pracę pompy i innych powiązanych urządzeń;
• zawory trójdrogowe służą do utrzymania temperatury na wlocie do kotła na paliwo stałe. Na przykład regulator kotła na paliwo stałe FR124 (Honeywell) pozwala zautomatyzować proces, ale nie pozwala utrzymać temperatury. W tym celu stosuje się zawory trójdrożne. Należy zauważyć, że obserwowane są również spadki temperatury wytrącanie się kondensatu, co grozi korozją obiegu wymiany ciepła i zwiększa osadzanie się kamienia. Pęknięcia mogą pojawić się w żeliwnych wymiennikach ciepła, a także w połączeniach spawanych generatora kotła.

Zamieniamy trójdrożny na czterodrożny

Zamiast zaworu trójdrogowego na wlocie do kotła można w tym drugim przypadku zastosować zawór czterodrogowy. Do jego zadań należy nie tylko modulowanie parametrów klimatyzacji, ale także wewnętrznych właściwości fizycznych obiegu kotła i związanego z nim systemu grzewczego. Rysunek przedstawia typowy schemat połączeń termicznych. kocioł na paliwo stałe i zasobnik CWU, wyjście z kotła jest podłączone do bezpośredniego rurociągu kotła, gdzie dzieli się na CWU i ogrzewanie. Separacja odbywa się właśnie za pomocą zaworu czterodrogowego, który zapewnia stałą cyrkulację w kotle i obiegach grzewczych oraz regularne dostarczanie gorącego płynu chłodzącego do zbiornika CWU w celu utrzymania temperatury.

Typowe obwody termiczne

Ryż. 1. Schemat cieplny podłączenia kotła na paliwo stałe do instalacji grzewczej z wymuszonym obiegiem i zaworem czterodrogowym.

Legenda:

1 - kocioł; 2 - automatyka sterowania kotłem; 3 - czujnik temperatury płynu chłodzącego; 4 - termostat pokojowy; 5 - pompa obiegowa; 6 - konsument ciepła; 7 - zawór różnicowy; 8 - czterodrogowy zawór mieszający; 9 - zbiornik wyrównawczy; 10 - kocioł ciepłej wody; 11 - pompa kotła; 12 - zawory odcinające; 13 - filtr.

Ryż. 2. Schemat ideowy zastosowania termostatycznego zaworu trójdrogowego do kotłów na paliwo stałe w celu wyrównania temperatury

Legenda:

NW - kocioł na paliwo stałe; GK - kocioł gazowy; 1 - zawór czterodrogowy; 2 - czujnik temperatury; 3 - pompy kotłowe; 4 - konsument ciepła; 5 - pompa obiegowa; 6 - kontroler.

Przykłady, do czego potrzebny jest zawór trójdrożny oraz szczegółowy schemat działania zaworu czterodrogowego omówiono w artykule „Automatyzacja systemu grzewczego”.

Należy pamiętać, że do sterowania działaniem zaworu trójdrożnego będziesz potrzebować Mikrokontroler PLUM do kotłów na paliwo stałe z załadunkiem ręcznym.