Tento článek je věnován příběhu o tom, co je trojcestný ventil s elektrickým pohonem – typ potrubních armatur, které umožňují míchání nebo oddělování dvou proudů média a regulaci parametrů tohoto míchání pomocí elektrického pohonu a automatizace.
Svět kolem nás se snaží minimalizovat zátěž lidí a dokonce i jejich přítomnost během výrobních procesů a automatické systémy řízení výroby a inženýrské systémy budov vyžadují používání moderních automatických zařízení.
Co to je a k čemu to je?
Ventil je typ uzavíracího ventilu pro potrubí, který má tři větve pro připojení k potrubí. Trojcestný ventil je regulační ventil, s jehož pomocí je možné:
- Regulujte přívod dvou médií současně.
- Ovládejte jejich spotřebu.
- Potrubí zcela uzavřete.
Elektrický pohon se používá při použití trojcestných ventilů v automatizovaných systémech vytápění a větrání, průmyslových zařízeních pro přívod chemických činidel atd. Použití elektrického pohonu je povinné při provozu ventilů na potrubích s velkým průměrem.
Při vytápění soukromého domu pomáhají termostatické ventily šetřit spotřebu tepla – při správné regulaci vytápění může úspora paliva dosáhnout až 30 %.
Po výpočtu nákladů na vybavení radiátorů trojcestnými ventily a porovnání s úsporami paliva můžeme dojít k závěru, že je výhodnější používat moderní termostaty s elektrickým pohonem.
Účel a rozsah
Trojcestné ventily se široce používají v každodenním životě a ve všech odvětvích národního hospodářství.
Dříve měl každý dům směšovač – trojcestný ventil. Nyní byla tato zařízení nahrazena pohodlnějšími směšovacími bateriemi s elektrickými pohony. Inženýrské komunikace domů se však neustále komplikují a dnes se při organizaci moderních inženýrských systémů budov nelze obejít bez regulačních ventilů. Trojcestná zařízení v soukromých domech se používají hlavně k regulaci vytápění radiátorů, vytápění obecně a podlahového vytápění.
Klimatizační a ventilační systémy bytových domů se také neobejdou bez třícestných ventilů s elektrickými pohony. V posledních letech se takové regulátory instalují na potrubí teplé vody.
V průmyslu se neobejdeme bez třícestných regulačních ventilů s elektrickým pohonem – jsou běžné v mnoha odvětvích, která vyžadují přepravu a dávkovaný přívod plynů a kapalin. Třícestné regulační ventily s elektrickým pohonem se používají:
- V chemickém průmyslu.
- Ve strojírenství.
- V metalurgii.
- V těžebních a zpracovatelských závodech.
- V zemědělství.
- V potravinářském průmyslu.
Elektricky poháněné ventily se používají také v řadě hydraulických dopravních potrubí a pracovních zařízení (ty se nacházejí téměř ve všech výrobních zařízeních).
Vlastnosti
Hlavní vlastnosti trojcestných ventilů:
- Oddělování nebo míchání.
- Průměr připojovacích trubek.
- propustnost.
Z jakých materiálů jsou vyrobeny?
Materiály pro výrobu trojcestných ventilů s elektrickým pohonem:
- Běžná uhlíková ocel. Ocelové výrobky jsou pevné, levné a poměrně odolné. Vážnou nevýhodou je, že ocel je náchylná ke korozi. K ochraně se používá niklový nebo chromový povlak.
- Nerezová ocel s vysokým obsahem chromu a niklu. Nerezová ocel je odolná, pevná, chemicky inertní (nepodléhá korozi). Významnou nevýhodou je vysoká cena.
- Mosaz je slitina mědi a zinku. Mosaz nerezaví, je pevná, odolná, ale ztrácí pevnost již při 200 °C – to omezuje její použití ve výrobě.
- Bronz je slitina mědi a cínu (někdy s hliníkem, křemíkem, beryliem, olovem). Z hlediska technologických vlastností je bronz podobný mosazi.
- Titan. Lehký a odolný materiál, ale drahý.
- Keramika. Nový materiál. Odolný, chemicky inertní, drahý a křehký. Zatím se prakticky nepoužívá pro výrobky s elektrickými pohony (a regulátory obecně).
- Litina. Archaismus, ale stále se vyskytuje.
- Silumin. Hliníková slitina s křemíkovými přísadami. Žádná kvalita ani trvanlivost, nepoužívá se ve výrobě. V každodenním životě se prodejcům někdy podaří ji „vnutit“ nepozornému nebo super šetrnému kupujícímu (takže buďte opatrní – lakomec platí dvakrát).
Pro inženýrské systémy v bydlení se obvykle používají třícestné mosazné výrobky (méně často bronzové) – spolehlivé, odolné, nerezové a poměrně cenově dostupné.
Princip činnosti a zařízení
Trojcestné ventily mají vždy tři připojovací potrubí. Princip činnosti směšovacího ventilu s elektrickým pohonem spočívá ve smíchání dvou médií do jednoho se zadanými parametry (požadovaná teplota, požadované chemické složení plynu nebo kapaliny). Princip činnosti oddělovacího ventilu spočívá v přerozdělení proudu média do dvou výstupů.
V každém případě má ventil:
- Tělo se sedlem.
- Ovládací prvek (píst na tyči pohybující se ve svislém směru).
- Těsnění.
Při spouštění a zvedání píst částečně nebo úplně uzavírá otvor ventilu a reguluje průtok média (rozděluje ho mezi dva výstupy).
V dnešní době se v každodenním životě stále častěji používají třícestné ventily i pro označení zařízení založených na kohoutku – jeho pracovní prvek má tvar koule, segmentu, kužele nebo válce, pro nastavení se pracovní prvek otáčí kolem své osy. Výsledek obou typů třícestných ventilů je stejný, proto v článku budu pro zjednodušení takové ventily s elektrickým pohonem nazývat slovem ventil (nebo ventil).
Výhody a nevýhody
Výhody a přínosy trojcestných ventilů:
- Jednoduchá a robustní konstrukce zaručuje odolnost.
- Vysoká těsnost (lze použít pro plynovody a pneumatické potrubí, tato vlastnost je obzvláště důležitá při použití v chemickém průmyslu).
- Široký rozsah provozních tlaků a teplot – od vakua do 250 MPa, od -200 do +600 °C.
- Pomalé opotřebení těsnicích prvků snižuje potřebu oprav.
- Snadná údržba a opravy.
- Relativně kompaktní rozměry (například ve srovnání s šoupátkem).
Nevýhody třícestných produktů:
- Vysoká hydraulická odolnost třícestných konstrukcí.
- Konstrukce pouzdra způsobuje výskyt stagnujících zón, které mohou sloužit jako místo pro hromadění nečistot, vodního kamene a dalších nečistot.
- Složitost regulace průtoku média pomocí ručního ovládání se však u konstrukcí s ručním ovládáním postupně stává minulostí. Ustupuje elektrickému pohonu.
druhy
Podle principu činnosti se trojcestné ventily dělí na:
- Oddělování.
- Míchání (viz foto).
Míchání – smíchání dvou médií v určitém poměru (například teplé a studené vody). Dvě trubky pro přívod média a jedna trubka pro výstup. Použití v domácnosti – k regulaci teploty média v podlahových vytápěcích systémech. Je velmi důležité, aby se zabránilo vniknutí příliš horké chladicí kapaliny do potrubí a jejímu přehřátí. Obvykle se v rozdělovací jednotce instaluje třícestná varianta, která přijímá informace z několika senzorů a pracuje automaticky z elektrického pohonu.
Oddělovací (nebo rozdělovací) – mají jeden vstup média a dva výstupy. Regulační prvek obvykle neblokuje průtok chladicí kapaliny, jako obousměrný ventil, ale zcela nebo částečně jej přerozděluje mezi dva výstupy.
V běžném životě se obvykle jedná o termostatické ventily na radiátorech a elektrické ventily v potrubí topného kotle, ve výměnících tepla ve větracích a klimatizačních systémech. V jakémkoli systému s topným zařízením se bezpodmínečně instaluje obtok a třícestný ventil (při použití plynových kotlů jsou tyto komponenty zabudovány do kotle).
Když do kotle vteče příliš horká voda, termostat se aktivuje elektrickým pohonem a část vody je přiváděna do obtoku – kolem radiátoru. Při instalaci za kotlem je část vody přiváděna do obtoku a zpětným potrubím vstupuje do kotle, termostat vypne kotel nebo sníží teplotu ohřevu, když z vratného potrubí vteče horká voda.
Podle způsobu ovládání se trojcestné ventily dělí na:
Trojcestné automatické se dále dělí na:
- Termostatické – spouštěné zvýšením tlaku při zvyšování teploty. Jedná se o nejjednodušší a nejlevnější typ termostatických ventilů, nejčastěji se používá pro radiátory.
- S tepelnou hlavou – na ventilu je teplotní senzor.
- S elektrickým pohonem (rotace se provádí pomocí elektromotoru).
Pohon může být založen na solenoidu (magnetu) nebo elektromotoru:
- S mechanickým převodem (servopohon).
- S pneumatickým nebo hydraulickým pohonem (používané ve výrobě v systémech s vysokým tlakem).
Označení ventilů
Na trojcestném ventilu vidíte čísla a písmena. Nejprve je uveden název společnosti. Poté řada a číslo modelu (v příkladu VTA 321). Dále jmenovitý průměr v mm, například DN 20. Dále teplotní rozsah, například 20-43 °C – režim od 20 do 43 °C. Dále průtok v krychlích – KVS 1,6 – 1,6 m³/hod. Například: kompletní označení ventilu s elektrickým pohonem od ESBE vypadá takto:
ESBE VTA 321 DN 20 20-43C, kvs 1,6
Velikosti provozních ventilů (s elektrickým pohonem i bez něj): ½”, ¾”, 1″, 1¼” atd.
Životnost
Životnost uzavíracích ventilů do značné míry závisí na provozním režimu (četnosti provozu) a kvalitě termostatu. V každém případě se dá počítat s pěti lety, ale pokud se používá jen zřídka, může trojcestný ventil fungovat déle. Za prvé, selže termostat nebo elektrický pohon, samotný ventil může vydržet 10 let nebo i déle.
Tipy pro výběr
Armatury pro regulaci vytápění jsou poměrně drahé, takže byste se neměli honit za levností a kupovat je na trhu nebo v internetových obchodech. Je lepší koupit vybavení pro inženýrské systémy ve stavebním hypermarketu nebo ve specializovaných prodejnách.
- Osvědčení.
- Kontrola.
- Záruky (a pečeti na záruce nebo pasu se zárukou).
Před nákupem se rozhodněte o průměrech spojovacích trubek (měly by se rovnat průměru trubek nebo otvoru v uzávěru chladiče), tvaru ventilu (tvar T nebo L). Optimální volbou materiálu je mosaz nebo nerezová ocel.
V obchodě sice nebudete moci zkontrolovat armatury, ale určitě zkontrolujte, zda nejsou poškozené, praskliny, odštěpky, nepravidelný tvar, promáčkliny, zejména v oblasti termostatu. Pokud má celá šarže zboží jiný tvar nebo vady, hledejte jiný obchod.
Regulační zařízení (včetně těch s elektrickým pohonem) se zaplatí po několika letech používání, takže byste neměli příliš šetřit – výrobky pochybné kvality rychle selžou a budete si muset koupit nové termostatické hlavice a třícestné ventily.
Oblíbení výrobci
Nejkvalitnější trojcestné ventily, včetně těch s elektrickým pohonem, jsou od švédské firmy ESBE. Důkladnost Švédů a více než stoletá historie firmy to potvrzují.
Na druhém místě je americká společnost Honeywell. Cena produktů těchto společností bohužel předčí i jejich kvalitu.
Za zmínku stojí firmy HEIMEIER, HERZ, Navien, Danfoss.
O něco dostupnější cenově, ale ne horší kvalitou jsou produkty společného italsko-ruského výrobce Valtec.
Pravidla pro instalaci a provoz
Trojcestné ventily dělicího typu s elektrickým pohonem se instalují do potrubí a radiátorů pomocí převlečných matic s těsněním.
Termoventily (ať už s elektrickým pohonem nebo bez něj) se instalují velmi jednoduše:
- Jsou namontovány do otvoru v zátce horního otvoru chladiče.
- K jednomu výstupnímu potrubí je připojen obtok a k druhému přívod chladicí kapaliny.
Připojení třícestného směšovacího ventilu s elektrickým pohonem k podlahovému vytápění se provádí v rozdělovací skříni. Přívod horké chladicí kapaliny z kotle je připojen k jednomu vstupnímu potrubí a studené vratné potrubí k druhému. Teplá voda (45 °C) pro podlahové vytápění je přiváděna k výstupnímu potrubí a poté k čerpadlu pomocí elektrického pohonu.
Schéma zapojení kotle na tuhá paliva nutně zahrnuje také třícestné ventily dělicího typu s elektrickým pohonem. Po zapnutí kotle je teplá voda z přívodního potrubí vedena obtokem do kotle – to chrání kotlovou komoru před kondenzací.
Jak se voda ohřívá na 50-60 °C, ventil postupně míchá studenou vodu ze zpětného potrubí s vodou vstupující do kotle. Po úplném ohřátí systému se ventil přepne na dodávku vody ze zpětného potrubí do kotle (s teplotou alespoň 50 °C). Když se voda ve zpětném potrubí ještě více ochladí, ventil se opět zapne pomocí elektrického pohonu a míchá horkou vodu do zpětného potrubí.
Do spalovací komory kotle se nesmí dostat studená voda! V takových schématech jsou vyžadovány ventily s pohonem.
Časté chyby a problémy při instalaci
Nejčastější chybou při instalaci je připojení trubek k nesprávným tryskám. Například:
- Připojení obtoku k přívodnímu potrubí při připojení termostatického ventilu k baterii.
- Poloha ventilu neodpovídá šipkám označujícím průtok vody.
K takovým chybám v připojení obvykle dochází, když je typ nebo tvar elektrického ventilu vybrán nesprávně.
Odborné poradenství
Nevyplatí se instalovat elektricky poháněné termostatické ventily na litinové radiátory – mají velmi vysokou tepelnou setrvačnost a seřizování takových radiátorů je prakticky zbytečné. V případě přehřátí je snazší našroubovat běžný ventil na vstup chladicí kapaliny do radiátoru.
Instalace termostatických ventilů je v jednotrubkovém topném systému a ve vícepodlažních budovách poměrně neúčinná (topíme až po zahřátí, a pokud ano, je jednodušší radiátor dočasně zakrýt dekou nebo kartonem).
Připojení trubek podlahového vytápění bez trojcestného ventilu však může vést k velmi nepříjemným následkům – přehřátí systému a podlahových konstrukcí (v některých případech – dokonce k praskání potěru).
Ještě nepříjemnějšími důsledky je absence elektrického ventilu v potrubním systému kotle na tuhá paliva. Studená voda ze zpětného potrubí vstupující do spalovací komory kotle na tuhá paliva povede ke kondenzaci na výměníku tepla a stěnách kotle a nakonec rychle vyřadí kotel z provozu.
Zdroj: vseotrube.ru
