Zawór trójdrożny w systemie ogrzewania: działanie, zasady wyboru, schemat i montaż

Aby utrzymać stały komfortowy bilans cieplny w domu, w obwodzie grzewczym umieszcza się element taki jak zawór trójdrogowy w systemie grzewczym, który równomiernie rozprowadza ciepło po wszystkich pomieszczeniach.

Pomimo znaczenia tego urządzenia, nie wyróżnia się ono skomplikowaną konstrukcją. Przyjrzyjmy się cechom konstrukcyjnym i zasadom działania zaworu trójdrogowego. Jakich zasad należy przestrzegać przy wyborze urządzenia i jakie są niuanse związane z jego montażem.

Cechy zaworu trójdrogowego

Woda docierająca do grzejnika ma określoną temperaturę, na którą często nie ma się wpływu. Zawór trójdrogowy dokonuje regulacji poprzez zmianę nie temperatury, ale ilości cieczy.

Umożliwia to dostarczanie do pomieszczeń odpowiedniej ilości ciepła bez zmiany powierzchni grzejnika, ale tylko w granicach mocy systemu.

Urządzenia rozdzielające i mieszające

Wizualnie zawór trójdrogowy przypomina trójnik, ale pełni zupełnie inne funkcje. Taki węzeł, wyposażony w termoregulator, należy do armatury odcinającej i jest jednym z jej głównych elementów.

Istnieją dwa rodzaje tych urządzeń: rozdzielające i mieszające.

Pierwsze stosuje się, gdy czynnik grzewczy musi być dostarczany jednocześnie w kilku kierunkach. W rzeczywistości węzeł stanowi mieszacz, tworzący stabilny przepływ o zadanej temperaturze. Montuje się go w sieci, przez którą dostarczane jest ogrzane powietrze, oraz w systemach wodociągowych.

Zawór trójdrogowy stosuje się zarówno jako mieszacz, jak i rozdzielacz powietrza lub ciepłej wody

Urządzenia drugiego rodzaju służą do łączenia strumieni i ich termoregulacji. Dla strumieni wejściowych o różnej temperaturze przewidziano dwa otwory, a dla ich wyjścia — jeden. Stosuje się je przy instalacji ogrzewania podłogowego, aby zapobiec przegrzaniu powierzchni.

Zawór trójdrogowy i regulator temperatury są dostępne oddzielnie. Dla autonomicznych systemów grzewczych jednak bardziej racjonalnym i efektywnym rozwiązaniem uważa się zakup konstrukcji z termoregulatorem.

Wykonanie konstrukcyjne zaworów trójdrogowych

Ze względu na konstrukcję zawory dzielą się na gniazdowe i obrotowe. Zasada działania pierwszych opiera się na rytmicznym pionowym ruchu trzpienia – schemat regulacji «trzpień-gniazdo». Ten typ należy do zaworów mieszających. Często sterowanie odbywa się za pomocą napędu elektromechanicznego.

Kluczowym elementem konstrukcji obrotowej jest obracający się sektor. Podczas ruchu trzpień oddziałuje na kulistą przesłonę, która częściowo lub całkowicie odcina dopływ czynnika grzewczego. Taki schemat regulacji nazywany jest «kula-gniazdo».

Urządzenia te charakteryzują się podwyższoną odpornością na zużycie. Są przystosowane do dużych wahań temperatury i klasyfikowane jako armatura odcinająca. W domach jednorodzinnych, gdzie woda jest zużywana w stosunkowo niewielkich ilościach, mogą również działać jako mieszacze.

Cechą charakterystyczną zaworu mieszającego jest obecność jednego wylotu i dwóch wlotów. Przeznaczony jest do kontroli temperatury cieczy roboczej poprzez łączenie strumieni o wysokiej i niskiej temperaturze. Przy odpowiednim montażu urządzenie może również rozdzielać strumienie.

Tutaj schematycznie przedstawiono działanie zaworu trójdrogowego typu gniazdowego mieszającego i rozdzielającego

Zawór trójdrogowy typu rozdzielającego stosuje się, gdy konieczne jest dostarczenie gorącego czynnika grzewczego w kilku kierunkach.

Wszystkie modele takich zaworów różnią się między sobą pod pewnymi cechami:

• mechaniką przesłony – może być naciągowa lub dławnicowa;
• kształtem zaślepki – występują w kształtach L, T, S;
• typem przesłony – występuje cylindryczna, kulista, stożkowa;
• podłączeniem do obwodu – za pomocą złączki, kołnierza, przez spawanie itp.;
• sposobem sterowania – automatyczny, półautomatyczny, ręczny.

Urządzenie mieszające wyposażone jest w trzpień umieszczony centralnie; zawór kulisty jest w nim jeden. W odpowiednim momencie zamyka on przesłonę otworu wlotowego.

W urządzeniach typu rozdzielającego trzpień wyposażony jest w dwa zawory zamontowane w króćcach wylotowych.

Działa on według nieco innego schematu. Działanie zaworu trójdrogowego staje się jaśniejsze po szczegółowej analizie jego konstrukcji.

Częściami składowymi zaworu trójdrogowego są: korpus (1), wkładka zaworu (2), stożek zaworu (3), polerowany trzpień zaworu (4), gniazdo zaworu (5), komora odciążająca (6), uszczelnienie dławnicowe (7)

Korpus w tego typu wyrobach jest odlewany. Wykonany jest z mosiądzu lub brązu z galwaniczną powłoką chromowo-niklową. Pełni on zarówno funkcje ochronne, jak i dekoracyjne. Do połączenia z rurociągiem dostępne są trzy króćce gwintowane. Rodzaj połączenia gwintowego zależy od wybranego modelu.

Optymalne parametry ciśnienia w systemie grzewczym dla stabilnej pracy zaworu — 10 kg/cm². Po przekroczeniu tej wartości mogą wystąpić problemy.

Istnieją również ograniczenia temperaturowe — 95º dla kotłów, 110º dla kolektorów słonecznych. Dopuszczalna regulacja temperatury czynnika grzewczego w różnych modelach mieści się w zakresie 20-60º. Wydajność waha się w granicach 1,6–2,5 m³/h.

Zasada działania urządzenia

Dzięki instalacji mieszającego zaworu trójdrożnego można osiągnąć, że temperatura cieczy na wyjściu mieści się w ustalonych granicach.

Zasada działania jest taka sama zarówno dla zamkniętego systemu grzewczego, jak i dla systemu ciepłej wody użytkowej. Różnica polega tylko na tym, że w pierwszym przypadku czynnik grzewczy równomiernie przekazuje ciepło od źródła do grzejników, a w drugim – transportuje ciepłą wodę do urządzeń domowych.

Do momentu, gdy element termoczuły nie osiągnie określonej temperatury, czynnik grzewczy jest podawany z przedniej rury i bez przeszkód dociera do prawej. Po osiągnięciu przez element roboczy temperatury wyższej niż zadana, następuje jego rozszerzenie.

Powoduje to przesunięcie zaworu pionowo w dół, a w konsekwencji zamknięcie drogi dopływu ogrzanego czynnika grzewczego od dołu. Następnie otwiera się lewa rura do podawania zimnej cieczy.

Na schemacie przedstawiono kolejność podłączenia zaworu trójdrożnego w autonomicznym systemie grzewczym. W przypadku jego braku w obiegu powrotnym może tworzyć się kondensat w wyniku spadku temperatury.

Mieszanie zimnej cieczy z gorącą prowadzi do wyrównania temperatury. Element termoczuły powraca do poprzedniego kształtu, a przepustnica – do położenia początkowego.

Jeśli zawór trójdrożny jest zainstalowany w obiegu powrotnym, proces powinien przebiegać w odwrotnej kolejności. Gdy ciecz się ochładza, bezpośrednio otwiera się droga dla gorącej wody z kotła.

Mechanizm napędowy urządzenia

Zawory mogą różnić się również typem mechanizmu napędowego. Napęd może być hydrauliczny, elektromechaniczny, pneumatyczny lub ręczny.

Napęd elektromechaniczny dzieli się na rodzaje, z których najpopularniejszym jest prosty termostatyczny. Działa w wyniku rozszerzania się cieczy z elementem termoaktywnym w swoim składzie. W rezultacie powstaje nacisk na trzpień. Jest to wykonanie łatwe do demontażu, stosowane w urządzeniach zainstalowanych w systemach domowych.

Kolejna wersja – napęd z głowicą termostatyczną, wyposażoną w element wrażliwy na zmianę temperatury. Urządzenie uzupełniono zewnętrznym czujnikiem temperatury, znajdującym się bezpośrednio w rurociągu. Z napędem łączy go rurka kapilarna.

Ten rodzaj regulacji uważany jest za najdokładniejszy. W razie potrzeby prosty napęd termostatyczny można łatwo wymienić na głowicę termostatyczną.

Dla zaworu z napędem elektrycznym mechanizmem uruchamiającym mogą być elektromagnesy, serwonapędy oparte na silnikach elektrycznych małej mocy lub systemach przekładni

Istnieje wariant zaworu trójdrogowego z napędem elektrycznym. Sterowanie nim odbywa się za pomocą kontrolera wyposażonego w czujniki temperatury, który wysyła polecenia do głównego mechanizmu. Uproszczoną wersją napędu z kontrolerem jest serwonapęd.

Steruje on zaworem bezpośrednio. Najprostszym napędem jest ręczny. Regulację wykonuje się poprzez obracanie plastikowej nakrętki z połączeniem gwintowanym. Jej dno styka się z końcem trzpienia. Poprzez dokręcanie lub odkręcanie przesuwa się grzybek.

Posiadanie napędu elektrycznego lub serwonapędu umożliwia programowanie trybu temperaturowego z uwzględnieniem pory dnia. Początkowo w zestawie zaworu trójdrogowego nie znajduje się mechanizm napędowy. Nabywa się go osobno, w zależności od specyfiki danej sieci cieplnej. Produkt można stosować w systemie grzewczym dowolnego wykonania.

Gdzie stosuje się zawory trójdrogowe?

Zawory tego typu spotyka się w różnych schematach. Włącza się je do schematu montażu ogrzewania podłogowego w celu zapewnienia równomiernego ogrzewania wszystkich jego odcinków i wykluczenia przegrzania poszczególnych odgałęzień.

W przypadku posiadania kotła na paliwo stałe w jego komorze często pojawia się kondensat. Walkę z nim ułatwi montaż zaworu trójdrogowego.

Zawór wbudowany w system ogrzewania podłogowego odpowiada za utrzymanie temperatury na pożądanym poziomie, domieszując do czynnika grzewczego małe porcje gorącej wody.

Urządzenie trójdrogowe działa efektywnie w systemie grzewczym, gdy zachodzi potrzeba podłączenia obiegu CWU i rozdzielenia strumieni ciepła.

Zastosowanie zaworu w obejściu grzejników pozwala obejść się bez bypassu. Jego zamontowanie na powrocie stwarza warunki do urządzenia krótkiego obiegu.

Niuanse wyboru urządzenia

Ogólne zalecenia przy wyborze odpowiedniego zaworu trójdrogowego są następujące:

1. Preferowani są renomowani producenci. Często na rynku spotyka się niskiej jakości armaturę odcinającą od nieznanych firm.
2. Większą odpornością na zużycie cechują się wyroby miedziane lub mosiężne.
3. Sterowanie ręczne jest bardziej niezawodne, ale mniej funkcjonalne.

Kluczowym aspektem są parametry techniczne systemu, w którym planuje się go zamontować. Uwzględnia się takie jego cechy: poziom ciśnienia, maksymalną temperaturę czynnika grzewczego w punkcie montażu urządzenia, dopuszczalny spadek ciśnienia, objętość wody przepływającej przez zawór.

Dobrze będzie działać tylko zawór z odpowiednio dobraną przepustowością. W tym celu należy porównać wydajność swojej instalacji wodociągowej ze współczynnikiem przepustowości urządzenia. Jest on obowiązkowo oznaczony na każdym modelu.

W przypadku pomieszczeń o ograniczonej powierzchni, takich jak łazienka, wybór drogiego zaworu z termomieszaczem jest nieracjonalny.

Na dużych powierzchniach z ogrzewaniem podłogowym niezbędne jest urządzenie z automatyczną regulacją temperatury. Wytyczną przy wyborze powinna być również zgodność produktu z GOST 12894-2005.

Cena może być bardzo różna, wszystko zależy od producenta.

W domach podmiejskich z zainstalowanym kotłem na paliwo stałe schemat ogrzewania nie jest bardzo skomplikowany. Tutaj w zupełności wystarczy trójdrożny zawór o uproszczonej konstrukcji.

Działa on autonomicznie i nie ma termogłowicy, czujnika ani nawet trzpienia. Element termostatyczny sterujący jego pracą jest ustawiony na określoną temperaturę i znajduje się w obudowie.

Producenci urządzeń trójdrogowych

Na rynku dostępny jest duży asortyment trójdrożnych zaworów, zarówno od renomowanych, jak i mało znanych producentów. Model można wybrać po określeniu ogólnych parametrów produktu.

Pierwsze miejsce w rankingu sprzedaży zajmują zawory szwedzkiej firmy Esbe. Jest to dość znana marka, dlatego trójdrożne produkty są niezawodne i trwałe.

Zawór trójdrożny Esbe typu mieszającego stosowany jest zarówno w systemach ogrzewania, jak i chłodzenia. Regulacja może być ręczna lub automatyczna.

Wśród konsumentów znane są ze swojej jakości trójdrożne zawory koreańskiego producenta Navien. Należy je nabywać w przypadku posiadania kotła tej samej firmy.

Wysoka precyzja regulacji osiągana jest poprzez zainstalowanie urządzenia duńskiej firmy Danfoss. Działa ono w pełni automatycznie.

Dobrą jakością i przystępną ceną charakteryzują się zawory Valtec, produkowane wspólnie przez specjalistów z Włoch i Rosji.

Skuteczne w działaniu są produkty amerykańskiej firmy Honeywell. Zawory te mają prostą konstrukcję i są łatwe w montażu.

Cechy instalacji produktu

Podczas montażu zaworów trójdrożnych pojawia się wiele niuansów. Od ich uwzględnienia zależy nieprzerwane działanie systemu grzewczego. Do każdego zaworu producent dołącza instrukcję, której przestrzeganie pozwoli uniknąć później wielu problemów.

Ogólne zalecenia dotyczące montażu

Najważniejsze jest, aby początkowo zamontować zawór w prawidłowym położeniu, kierując się wskazówkami oznaczonymi strzałkami na korpusie. Wskaźniki określają tor przepływu wody.

Symbolem A oznaczony jest przepływ prosty, B — kierunek prostopadły lub obejściowy (bypass), AB — wspólne wejście lub wyjście.

W zależności od kierunku istnieją dwa modele zaworów:

• z symetrycznym lub T-kształtnym schematem;
• z asymetrycznym lub L-kształtnym.

Podczas montażu według pierwszego z nich ciecz wpływa do zaworu przez otwory czołowe. Wypływa przez centralny po zmieszaniu.

W drugim wariancie ciepły strumień wchodzi od czoła, a zimny wpływa od dołu. Wypływ po zmieszaniu cieczy o różnych temperaturach następuje przez drugie czoło.

Przedstawiony na zdjęciu schemat montażu zaworu jest stosowany w systemach grzewczych zasilanych z kolektora ciśnieniowego.

Drugą ważną kwestią podczas montażu zaworu mieszającego jest to, że nie należy umieszczać jego siłownika ani głowicy termostatycznej do dołu. Przed rozpoczęciem prac wymagane jest przygotowanie: przed punktem instalacji odcina się wodę. Następnie sprawdza się rurociąg pod kątem obecności w nim pozostałości, które mogą spowodować uszkodzenie uszczelki zaworu.

Najważniejsze jest, aby wybrać do instalacji takie miejsce, aby dostęp do zaworu był możliwy. Być może w przyszłości będzie trzeba go sprawdzić lub zdemontować. Do tego wszystkiego potrzebna jest wolna przestrzeń.

Wmontowanie zaworu mieszającego

Przy wbudowywaniu zaworu trójdrogowego typu mieszającego do systemu centralnego ogrzewania może być kilka wariantów. Wybór schematu zależy od charakteru przyłączenia systemu grzewczego.

Gdy warunki pracy kotła dopuszczają zjawisko takie jak przegrzanie czynnika grzewczego w powrocie, koniecznie powstaje nadciśnienie. W takim przypadku montuje się zworkę dławiącą nadmierne ciśnienie. Instaluje się ją równolegle względem mieszania zaworu.

Ten schemat jest używany, gdy system grzewczy jest podłączony do kolektora beznaporowego. Ważne jest, aby wybrać odpowiedni wariant montażu w zależności od charakterystyki swojego rurociągu.

Schemat na zdjęciu jest gwarancją jakościowej regulacji parametrów systemu. Jeśli zawór trójdrogowy jest podłączony bezpośrednio do kotła, co najczęściej ma miejsce w autonomicznych systemach grzewczych, konieczne jest wbudowanie zaworu równoważącego.

Jeśli zaniedba się zalecenie dotyczące instalacji urządzenia równoważącego, w porcie AB mogą wystąpić znaczące zmiany przepływu czynnika roboczego, zależne od położenia trzpienia.

Podłączenie według przedstawionego schematu nie gwarantuje braku cyrkulacji czynnika grzewczego przez źródło. Aby to osiągnąć, należy dodatkowo włączyć w jego obwód rozdzielacz hydrauliczny i pompę cyrkulacyjną.

Zawór mieszający montuje się również w celu rozdzielenia strumieni. Potrzeba taka powstaje, gdy niedopuszczalne jest całkowite odizolowanie obwodu źródła, ale możliwe jest przepuszczenie cieczy do powrotu. Najczęściej taki wariant stosuje się w przypadku autonomicznej kotłowni.

Zawór równoważący montuje się w odcinku rurociągu zaworu trójdrogowego podłączonego do portu oznaczonego symbolem B. Jego opór hydrauliczny musi być identyczny z oporem kotła

Należy wiedzieć, że przy stosowaniu niektórych modeli może wystąpić wibracja i hałas. Dzieje się tak z powodu niezgodności kierunków przepływu w rurociągu i urządzeniu mieszającym. W związku z tym możliwy jest spadek ciśnienia na zaworze poniżej dopuszczalnego.

Montaż urządzenia rozdzielającego

Gdy temperatura źródła jest wyższa niż potrzebuje odbiorca, w schemacie umieszcza się zawór rozdzielający strumienie. W tym przypadku, przy stałym przepływie zarówno w obiegu kotła, jak i u odbiorcy, do tego ostatniego nie dotrze przegrzany płyn.

Aby schemat działał, w obu obiegach konieczna jest obecność pompy.

Na podstawie powyższego można podsumować ogólne zalecenia:

1. Podczas montażu dowolnego zaworu trójdrogowego przed i za nim instaluje się manometry.
2. Aby uniknąć przedostawania się wszelkich zanieczyszczeń, przed urządzeniem montuje się filtr.
3. Obudowa urządzenia nie powinna być poddawana żadnym obciążeniom.
4. Dobrą regulację należy zapewnić poprzez wmontowanie przed zaworem urządzeń dławiących nadciśnienie.
5. Podczas instalacji zawór nie powinien znajdować się nad napędem.

Należy również zachować proste odcinki przed urządzeniem i za nim, zalecane przez producenta. Nieprzestrzeganie tej zasady spowoduje zmianę deklarowanych parametrów technicznych. Gwarancja na urządzenie nie będzie obowiązywać.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Niuanse instalacji, których uwzględnienie gwarantuje prawidłową pracę zaworu:

Szczegóły instalacji zaworu przy montażu ogrzewania podłogowego:

Taki element w systemie grzewczym, jak termostatyczny zawór trójdrogowy jest niezbędny, ale nie we wszystkich przypadkach. Jego obecność to gwarancja racjonalnego wykorzystania czynnika grzewczego, pozwalająca oszczędnie zużywać paliwo. Dodatkowo pełni on również rolę urządzenia zapewniającego bezpieczeństwo eksploatacji kotła na paliwo stałe.

Jednak przed zakupem takiego urządzenia należy wcześniej skonsultować się w sprawie celowości jego montażu.

Jeśli masz niezbędne doświadczenie lub wiedzę na temat artykułu i możesz się nimi podzielić z odwiedzającymi naszą stronę, prosimy o pozostawienie komentarzy, zadawanie pytań w bloku poniżej.