Třícestný ventil

Třícestný ventil je kulaté tričko s mechanismem distribuce kapaliny uvnitř. Mechanismus uvnitř ventilu je zarovnán s dříkem vně ventilu. Pomocí dříku můžete ovládat mechanismus ventilu a regulovat jeho činnost.

Pohybující se podél osy tyče vnitřní část ventilu otevírá nebo uzavírá průtokovou oblast ventilu, díky čemuž se mění množství kapaliny procházející ventilem.

Vysvětlíme-li jednoduchými slovy mechanismus činnosti třícestného ventilu, bude to takto – čím více vody prošlo přímo ventilem, tím méně vody šlo do oběhu a naopak, a to je regulováno mechanismem, který je ovládán vřetenem ventilu, na kterém je nasazen pohon.

Aplikace

V mnoha oblastech, kde je potřeba rozvádět kapalinu potrubím, našel třícestný ventil uplatnění kromě zásobování ohřívačů teplem, jako je vytápění, zásobování vodou, ale i mnoha technologických inženýrských systémů a výroby. Pro systémy zásobování teplem větracích jednotek se ve většině případů používají trojcestné ventily z mosazi, oceli a litiny. Tyto materiály se ukázaly jako dostatečné pro splnění všech technických úkolů.

Ventily jsou vyrobeny z mosazi, jejichž úkolem je pracovat při nízkých a středních teplotách chladicí kapaliny nejvýše 110 stupňů a tlaku nejvýše 10-15 atmosfér. Takové ventily mají standardní velikosti od DN15 do DN50 a velikosti závitového připojení. Ventily vyrobené z mosazi mají nízkou cenu, a proto se v kombinaci se spolehlivostí velmi dobře osvědčily.

Ventily malých i velkých průměrů od DN15 do DN80 jsou vyrobeny z litiny. Ventily z litiny se vyrábějí převážně s přírubovými spoji. Provozní teplota litinových ventilů zpravidla nepřesahuje 120 stupňů. Litinové ventily jsou o něco dražší než mosazné, ale často se používají v potrubí ohřívačů vzduchu jako spolehlivá zařízení s požadovanými parametry.

Pro provoz ve vysokoteplotních topných systémech se používají ocelové třícestné ventily, které mohou neustále pracovat s vysokými teplotami nad 150 stupňů a vysokým tlakem uvnitř potrubí. Ocelové ventily mají velmi širokou škálu provedení, průměrů, připojení a dalších parametrů. V systémech zásobování teplem pro ohřívače vzduchu se ocelové třícestné ventily používají zřídka, pouze v případě potřeby, kdy máme vysokou teplotu chladicí kapaliny a vysoký tlak v síti. K použití ocelových ventilů v potrubním systému ohřívače dochází, ale ne často. Ocelové ventily jsou drahé a používají se hlavně tam, kde jiné materiály nejsou technicky vhodné.

Třícestný regulační ventil je zařízení určené ke směšování a přepínání dvou různých průtoků do jednoho společného. To je nutné, aby:

• být schopen regulovat a přesměrovat toky z různých potrubí;
• smíchat dva proudy různých teplot (studený a horký) a získat proud o průměrné teplotě;
• dynamicky přesměrovávat různé proudy, aby získal jeden proud s danou teplotou.

Jako regulační zařízení v takových ventilech se obvykle používá tyč speciální konfigurace, pohybující se ve vertikálním směru, nebo koule rotující kolem své osy. Řídicí zařízení přerozděluje toky, míchá je a ventil zcela neuzavře.

Typy třícestných ventilů

Obvykle existují dva typy takových ventilů:

• konvenční třícestné ventily;
• třícestné ventily s funkcí termostatu.

V prvním případě se míchání v řídicí jednotce a přerozdělování toků provádí ručně, obvykle otáčením speciální rukojeti. Ventily s termostatem mají složitější konstrukci a jsou schopny automaticky zajistit průtok při dané teplotě.

Jak funguje termostatický ventil?

Tento ventil obsahuje speciální zařízení, které měří výstupní teplotu průtoku. Změna intenzity jednoho nebo obou přiváděných proudů vede ke změně teploty výstupního proudu. V tomto případě se ventil snaží stabilizovat výstupní výstupní teplotu a přivést ji do souladu s nastavenou teplotou regulací vstupních toků.

Které ventily jsou lepší?

Třícestné ventily s termostatem jsou univerzální zařízení; mohou být použity jak v topných systémech, tak v systémech zásobování vodou. Klasické ventily bez termostatu se používají především ve vodovodních systémech.

Ventily s termostatem jsou dražší, ale mají také mnohem širší funkčnost. Navíc, jelikož jsou tato zařízení schopna udržovat danou teplotu výstupního proudu v automatickém režimu, jsou mimořádně vhodná pro použití v poměrně složitých systémech, jako je podlahové vytápění, stabilizace výstupní teploty do nebo z kotle.

Výběr ventilu tedy závisí na složitosti a dalších vlastnostech systému a na tom, zda je požadováno automatické neustálé udržování nastavené teploty.

V moderních topných systémech se třícestný ventil používá poměrně často, protože je to prostředek pro vysoce kvalitní regulaci chladicí kapaliny – teplotou, nikoli průtokem. Zásobování optimálně ohřátou vodou do radiátorů je totiž nejlepší způsob, jak ušetřit energii. Tepelné směšovací baterie mají i další užitečné funkce, o kterých se můžete dozvědět z tohoto článku.

Nejprve se však musíme podívat na to, jak funguje třícestný ventil, a také porozumět jeho vnitřní struktuře.

Typy a účely termostatických trojcestných ventilů

Za prvé, stojí za zmínku, že termostatické třícestné ventily jsou rozděleny do několika typů podle jejich principu činnosti:

Účel každého ze tří typů zařízení lze posoudit podle jeho názvu. První směšuje dva proudy chladicí kapaliny s různými teplotami, druhý je odděluje a třetí přepíná vodu v různých směrech. Navenek není těžké rozpoznat každou odrůdu, obvykle je princip fungování znázorněn na těle ve formě obrázku. Takto vypadá třícestný směšovací ventil pro vytápění:

Podobné označení se objevuje na oddělovacím prvku. Co se týče přepínacích kohoutků, na jejich těle nemusí být obrázek, ale jsou zde výrazné vnější rozdíly ve tvaru.

Oddělovací (levý) a spínací (pravý) ventil

Mícháním nebo oddělováním proudů se dosahuje optimální teploty chladiva, které se využívá v různých okruzích topného systému. Spínání se používá u plynových dvouokruhových kotlů, kdy ohřátá voda musí být střídavě směrována do různých výměníků tepla.

Konstrukce a princip činnosti třícestných ventilů

Abyste pochopili, z čeho se skládá termosměšovací třícestný ventil nejběžnějšího sedlového typu a jak funguje, měli byste si prostudovat níže uvedené schéma. Uvnitř mosazného tělesa se třemi tryskami jsou metodou lití uspořádány 3 komory, mezi kterými jsou průchody uzavřeny talířovými ventily. Jsou upevněny na jedné ose – tyč vycházející z těla na čtvrté straně.

Princip fungování je následující: když stisknete tyč, průchod pro jeden proud se začne otevírat a postupně uzavírat pro další, což má za následek vodu požadované teploty ve směšovací komoře ventilu. Opouští mosazné tělo prvku přes třetí trubku. Tlak na tyči se nastavuje pomocí tepelné hlavice s dálkovým teplotním čidlem instalovaným podle schématu.

Celý proces stojí za bližší vysvětlení. Představte si, že nedostatečně zahřátá chladicí kapalina přichází ze strany teplé vody. Poté jej mechanismus projde dále a třetí potrubí se uzavře. Dálkové čidlo je naplněno kapalinou citlivou na teplo a je připojeno pomocí kapiláry k nádržce (vlnovci) uvnitř tepelné hlavy.

Když se snímač zahřeje, tato kapalina expanduje, její objem v trubici a měchu se zvětší, v důsledku čehož měch začne tlačit na tyč třícestného ventilu. Okamžik stlačení je určen nastavením na stupnici termostatické hlavice, nastavené na požadovanou teplotu. Poté se do proudu ohřáté vody přimíchává studená voda z třetí trubky a teplota vody na výstupu z termoventilu zůstává nezměněna, i když se chladicí kapalina na vstupu dále ohřívá.

Pokud se přiváděná voda nadále ohřívá, pak pro udržení nastavené výstupní teploty může termostatický ventil zcela uzavřít přívod a otevřít boční průtok. V tomto případě se tyč spustí do nejnižší polohy. Jakmile čidlo zaznamená ochlazování chladicí kapaliny, hlavice mírně povolí vřeteno, sedlo ventilu na horké straně se otevře a začne přilévání ohřáté vody.

Metoda nastavení třícestné baterie pomocí termostatické hlavice se senzorem je nejoblíbenější, protože je poměrně přesná a jednoduchá a nevyžaduje elektřinu.

Použití pohonů pro třícestné ventily

Kromě termostatické hlavice lze ventil ovládat i jinými způsoby. První z nich je manuální, kdy se hloubka stlačení tyče určuje otáčením rukojeti mimo tělo. Není to nejlepší volba a je vhodná pouze tehdy, pokud je teplota vody vstupující do potrubí konstantní. Další možností je ovládání pomocí servo a elektropohonu, přijímání povelů z ovladače. Pro spolupráci s různými pohony se používá jiný typ ventilu – rotační ventily, jejichž zařízení je znázorněno na obrázku:

Je zde jistá podobnost s kulovým kohoutem, pouze pracovní rotační prvek má jiný tvar otvoru, aby chladicí kapalina mohla proudit ve dvou směrech najednou. Princip činnosti je zde jednoduchý: osa se otáčí do požadovaného úhlu, pootočená pohonem. Ten je řízen regulátorem, který přijímá impulsy z jednoho nebo více senzorů. Pohony ventilů jsou obvykle instalovány ve složitých nebo automatizovaných topných systémech s regulací počasí.

Schémata připojení třícestného ventilu k topnému systému

Jakmile pochopíte, co je třícestný ventil a jaká je jeho práce, můžete zvážit různá schémata připojení v závislosti na účelu a roli prvku při vytápění domu. Tepelný směšovací ventil se instaluje v následujících případech:

— K ochraně kotle na tuhá paliva před účinky kondenzace a teplotních šoků po náhlých výpadcích proudu.

Chladicí kapalina v okruzích podlahového vytápění by se měla ohřát maximálně na 45 °C, což zajišťuje směšovací jednotka s třícestným ventilem.

— K udržení požadované teploty chladicí kapaliny na různých místech systému.

— Aby byla topná jednotka na tuhá paliva chráněna před tvorbou kondenzátu, není možné povolit přivádění ochlazené vody z radiátorové sítě do nádrže kotle během jejího ohřevu. K tomu použijte následující schéma zapojení kotle s obtokem a třícestným směšovacím ventilem:

Schéma funguje takto. Dokud se generátor tepla nezahřeje, voda cirkuluje v malém kruhu přes obtok. Když se chladicí kapalina ve zpátečce zahřeje na 50-55 °C, ventil se začne otevírat a přimíchávat studenou chladicí kapalinu ze systému. Když ohřívač dosáhne provozního režimu, obtok se uzavře a veškerý průtok prochází radiátory.

V systému vyhřívané podlahy plní tento prvek stejné funkce. Oběhové čerpadlo cirkuluje chladicí kapalinu topnými okruhy, dokud se nezačne ochlazovat. Jakmile se tak stane, spustí se čidlo a termohlavice, načež třícestný ventil začne přidávat horkou vodu přicházející z kotle do uzavřeného okruhu. Jak správně nainstalovat rozdělovač vyhřívané podlahy, čerpadlo a ventil vlastníma rukama, je znázorněno na obrázku:

Dalším příkladem použití a zapojení tohoto důležitého dílu je spojení mezi generátorem tepla na tuhá paliva a vyrovnávací nádrží, což je akumulátor tepla. Aby se dostatečně rychle zahřál, musí být teplota přiváděné chladicí kapaliny od 70 do 85 °C, což u radiátorového topného systému není vůbec nutné. Třícestný ventil instalovaný za nádobou spolu se samostatným oběhovým čerpadlem pomáhá k jejímu spouštění.

Důležité. Při instalaci směšovacího ventilu nezapomeňte, že čerpadlo by mělo být umístěno na straně, kde je vždy otevřený třícestný ventil.

Složitý topný systém velké chaty může mít mnoho spotřebičů připojených přes hydraulický ventil a rozdělovač. Navíc musí být do každého z okruhů přiváděno chladivo s jinou teplotou. Nejvyšší je potřeba pro nepřímotopný kotel, takže na přívodním potrubí k němu nejsou žádné regulační ventily. Zbývající spotřebitelé potřebují chladnější chladicí kapalinu, a proto jsou připojeni přes třícestné ventily.

Rozpočtové prvky s pevnou teplotou vody

V jednoduchých topných systémech venkovských domů, které přijímají tepelnou energii z kotle TT, je povoleno instalovat třícestný ventil zjednodušeného typu, který funguje autonomně. K provozu nepotřebuje tepelnou hlavu s teplotním čidlem a není tam ani tyč. Ovládací termostatický prvek je instalován uvnitř pouzdra a je nastaven na určitou výstupní teplotu vody, např. 60 nebo 50 °C (uvedeno na pouzdru).

Tepelný směšovací ventil tohoto typu vždy udržuje stálou teplotu chladicí kapaliny na výstupu, toto nastavení nelze změnit. To vede k výhodám a nevýhodám použití těchto armatur:

Výhoda – nižší cena než náklady na jednotku s tepelnou hlavou. Rozdíl je značný – cca 30 %.

Nedostatek — nelze regulovat ohřev vystupujícího chladiva. Když je prvek z výroby nastaven na 55°C, bude vždy dodávat vodu o této teplotě ±2°C.

Rada. Před zakoupením ventilu zjednodušeného provedení si pečlivě přečtěte technickou dokumentaci kotle na tuhá paliva, která často uvádí minimální teplotu vratné chladicí kapaliny. Více informací o použití takového kování naleznete zde.

Závěr

Termostatický třícestný ventil – velmi užitečná věc v topném systému soukromého domu, která vám umožňuje efektivně využívat vyhřívanou chladicí kapalinu, a proto šetřit palivo. Tento jednoduchý díl navíc plní u kotlů na tuhá paliva roli bezpečnostního prvku a umožňuje jim prodloužit životnost.