Si llegaste a este artículo a través de una búsqueda, probablemente ya hayas escuchado algo sobre los accesorios de tubería de mezcla utilizados en los sistemas de calefacción de casas y apartamentos privados. Entonces, sin un prefacio extenso, sugerimos discutir 3 preguntas: cómo funciona la válvula termostática de tres vías, dónde debe instalarse y cómo elegir la correcta para no desperdiciar dinero extra.
El principio de funcionamiento y tipos de válvulas.
La tarea de cualquier válvula de 3 vías es suministrar agua de la temperatura requerida a la línea mezclando o separando 2 corrientes. En consecuencia, el elemento está equipado con tres salidas, una de las cuales siempre está abierta, y las otras dos se solapan total o parcialmente durante la operación. De ahí el nombre de la grúa: tres vías (a veces también dicen "tres vías", lo cual no es correcto).
Nota. La bomba de circulación de calefacción siempre se instala con precisión desde el lado de la salida abierta; de lo contrario, el circuito no funcionará correctamente, como escribimos anteriormente en otra instrucción.
De acuerdo con el método de preparación del refrigerante de la temperatura deseada, las válvulas termostáticas se dividen en 2 grupos, que se muestran en la foto:
- Mezcla Se suministran con 2 corrientes de agua, caliente y fría (las entradas están marcadas con las letras "A" y "B"), y desde el tercer tubo (marcado "AB") hay una mezcla de la temperatura establecida. En la caja de latón hay una marca en forma de flecha que converge desde dos direcciones.
- Separación o distribución. El refrigerante entrante se divide en 2 flujos de tamaño ajustable. Marcas en el cuerpo: 2 flechas divergentes o las letras "A", "B" en las tuberías de salida y "AB" en la entrada.
Para referencia. Hay un tercer tipo de válvulas térmicas de 3 vías: chanclas. Se colocan en calderas de gas montadas en la pared con un circuito de agua y, con la ayuda de un motor eléctrico, cambian el movimiento del flujo entre el intercambiador de calor de calefacción principal y el secundario que proporciona ACS. Fuera de los generadores de calor, estos elementos se usan extremadamente raramente.
Según el principio de funcionamiento, las grúas de tres vías también se dividen en dos tipos: silla de montar y bola. El dispositivo de la primera es similar a las válvulas de agua ordinarias, pero en lugar de una varilla roscada, se utiliza un empuje. Se fija una placa sobre él, que se mueve entre dos monturas y se superponen 2 pases a su vez. Al presionar el vástago se realiza de tres maneras:
- termopar integrado
- cabezal térmico con sensor de temperatura remoto
- servoaccionamiento
Cómo sucede esto se muestra en el diagrama y se describe en detalle en nuestra otra publicación.
Las válvulas mezcladoras de bolas de calor funcionan según el principio de las mismas válvulas, con solo tres salidas. Se controlan manualmente o mediante un accionamiento eléctrico que gira la varilla al mando de la automatización. Los elementos son de ánima completa y tienen un alto rendimiento y, por lo tanto, menos resistencia hidráulica. La desventaja es la dependencia del voltaje en la red eléctrica y la necesidad de instalar una fuente de alimentación ininterrumpida (UPS).
Dónde colocar la válvula de 3 vías y cuándo no es necesaria
Antes de elegir una válvula de tres vías, es recomendable asegurarse de que sea realmente necesaria. De hecho, en Internet y en la vida real hay suficientes asesores que no comprenden bien la esencia del problema. Entonces, enumeramos las situaciones en las que esta válvula es realmente necesaria:
- Para proteger la caldera de combustible sólido del suministro de refrigerante frío y la condensación en las paredes internas del horno.
- Para regular la temperatura del agua en los circuitos de calefacción.
- Para limitar el calentamiento del refrigerante en los contornos del piso cálido.
Se ha dicho mucho sobre el condensado que provoca la formación de crecimientos pegajosos en las paredes de la cámara de la caldera TT, incluido nuestro recurso. Aparece durante el proceso de calentamiento, cuando la temperatura en el horno ya es alta y el agua del sistema de calefacción está fría. Para evitar esto, las líneas de suministro y retorno están conectadas por derivación, donde se instala una válvula de 3 vías. Hace que el refrigerante del tanque de la caldera fluya en un círculo pequeño, y solo cuando se calienta a 50-60 ° C comienza a mezclar el agua del sistema.
Noticia importante. La válvula sirve como elemento de seguridad para un intercambiador de calor de hierro fundido, si está instalado en su generador de calor. Imagine que la casa apagó la electricidad durante 1-2 horas, durante las cuales la red de radiadores logra enfriarse. Sin un mezclador, el agua fría entrará abruptamente en una caldera precalentada cuando se restablezca la energía. De tal diferencia, el hierro fundido experimentará un choque de temperatura y puede agrietarse.
El control de temperatura en los circuitos de calefacción utilizando una unidad de mezcla es necesario en tales casos:
- en sistemas de calefacción complejos, cuando varias líneas con diferentes condiciones de temperatura deben conectarse a un peine común, por ejemplo, una red de radiadores, calefacción por suelo radiante y una caldera de calefacción indirecta;
- cuando se conectan los mismos consumidores al tanque de compensación, a la batería térmica;
- al suministrar agua calentada a un intercambiador de calor de una unidad de tratamiento de aire de ventilación utilizada para calentar el aire de una casa de campo.
Dado que el portador de calor con una temperatura de no más de 50 ° C se dirige a los circuitos de calefacción de los pisos cálidos, y 85 ° C también puede provenir de la caldera, debe ser limitado. Por lo general (¡pero no siempre!) El problema se resuelve instalando una unidad de mezcla con una válvula de 3 vías en el distribuidor de distribución. Este último mezcla agua fría de los circuitos del piso con un refrigerante "externo" que viene de la caldera.
Ahora designaremos situaciones en las que no se requiere la compra e instalación del mezclador (o divisor):
- Si la longitud de cada circuito del piso de agua tibia no supera los 50-60 m, lo cual es bastante posible de lograr, entonces la regulación se realiza sin una unidad de mezcla. En cambio, los cabezales RTL se colocan en el colector de retorno, lo que restringe el flujo por la cantidad de refrigerante.
- Cuando 2-3 unidades de calefacción funcionan alternativamente para calentar una casa privada, manteniendo una temperatura de red constante de al menos 40 ° C, entonces no es necesario instalar una válvula de tres vías para una caldera de combustible sólido.
- En sistemas de calefacción con circulación de agua natural. La razón es la caída de presión a través de la válvula, lo que impide que se mueva el refrigerante. Lo mismo se aplica a los acumuladores de calor involucrados por el flujo de gravedad.
Nota. En los sistemas de gravedad, se utilizan tuberías de mayor diámetro DN40 - DN50. Esto significa que tendrán que comprar no una mezcladora de acoplamiento convencional, sino una válvula de tipo brida voluminosa a un precio decente. Tal decisión no es razonable.
Si le interesa saber por qué es mejor elegir cabezales RTL y cómo controlan los circuitos de calefacción de piso, vea el video de un maestro experimentado y nuestro experto Vladimir Sukhorukov:
Cálculo de ancho de banda
Simplemente tome una válvula de tres vías de acuerdo con el diámetro de la tubería de la unidad de calefacción o la tubería de suministro no funcionará. El hecho es que en el proceso de control automático, el elemento crea una resistencia hidráulica variable, que la bomba de circulación debe superar para proporcionar el caudal de refrigerante requerido. Por cálculo, la válvula se selecciona de tal manera que permita que el volumen deseado de agua pase a través de diferentes posiciones del vástago.
La principal característica estructural de cualquier válvula de 3 vías es el rendimiento condicional, denotado por la letra Kvs y expresado en m³ / h. Este valor, indicado en el pasaporte del producto, refleja la cantidad de refrigerante frío que pasa a través de una válvula completamente abierta en 1 hora. En este caso, la caída de presión en el área antes y después del regulador es de 1 bar.
Ejemplo.Si es precisamente ese volumen de agua el que puede pasar a través de una válvula de tres vías con Kvs = 1.6 m³ / h durante una hora, entonces la caída de presión (resistencia hidráulica) será de 1 bar o 10 m de columna de agua. Esto es demasiado para el sistema de calefacción de una casa privada, por lo tanto, en los cálculos, se toma una caída de presión real: 0.15–0.2 Bar (columna de agua de 1.5–2 m).
Para seleccionar una válvula de control por capacidad, primero debe determinar la velocidad de flujo del refrigerante a lo largo de la línea regulada. Se utiliza la siguiente fórmula:
Aquí:
- G es el flujo de agua requerido, m³ / h;
- Q - carga térmica en la rama de calentamiento, kW;
- Ist es la diferencia de temperatura entre el suministro y el agua de retorno, generalmente tomada igual a 20 ° С, y en pisos cálidos - 10 ° С.
Ejemplo. Se planea calentar la casa con un área de 100 m² con contornos del piso, lo que debería proporcionar una transferencia de calor de 10 kW. Entonces G = 0.86 x 10/10 = 0.86 m³ / h de refrigerante debe ser suministrado al múltiple de distribución.
El siguiente paso es calcular el coeficiente real K del rendimiento de la válvula mezcladora, teniendo en cuenta la presión diferencial sobre ella 0.2 Bar según la fórmula:
Para el mismo ejemplo, el valor de K será igual a 0.86 / √0.2 = 0.86 / 0.45 = 1.9 m³ / h. A continuación, abra el catálogo del fabricante de válvulas seleccionado y seleccione de la línea una válvula de tres vías cuyo Kvs sea igual o mayor que el valor obtenido. Tome la famosa marca Danfoss (Danfoss) y elija una válvula con boquillas DN15 y Kvs = 2.5 m³ / h de la serie de productos VRB3. El valor nominal anterior en la fila es 1.6 m³ / h, lo que claramente no es suficiente en nuestro caso.
Consejos de selección
Un propietario ignorante que decide buscar un catálogo de cualquier empresa conocida en busca de una válvula de tres vías puede confundirse por la cantidad y variedad de productos ofrecidos. Para ayudarlo a elegir la válvula correcta de una amplia gama, le daremos algunas recomendaciones y comenzaremos con una lista de marcas cuyos catálogos generalmente valen la pena abrir. Aquí hay una lista de compañías conocidas cuyos productos son confiables:
- Danfoss (Dinamarca);
- Herz Armaturen (Austria);
- Honeywell (Estados Unidos);
- Icma (Italia);
- Esbe (Suecia);
- Caleffi (Italia).
Para referencia. Las empresas que cotizan en bolsa venden una gran variedad de accesorios para sistemas de calefacción, incluidas válvulas de dos vías, de seguridad y de cuatro vías, puertas electromagnéticas y termostatos. De fabricantes de países de la antigua Unión Soviética, podemos recomendar productos de la marca Valtec (Valtek).
Ahora el bloque principal de recomendaciones:
- Para proteger la caldera de combustible sólido de la condensación, puede elegir 2 tipos de válvulas de tres vías, con una configuración fija y una cabeza térmica con un sensor externo. La segunda opción costará un 20-30% más y no siempre está justificada, ya que aquí no es necesario un cambio en la temperatura de retorno. Compre un regulador con un termostato interno ajustado a una temperatura de 50 o 55 ° C.
- Para controlar el calentamiento de ramas individuales y circuitos de calefacción por suelo radiante, definitivamente se necesita una válvula de 3 vías con un sensor externo y un cabezal termostático. El matraz del sensor se instala en el colector o en la tubería cuya temperatura debe controlarse.
- Los reguladores de bola (también rotativos) se combinan con un accionamiento eléctrico o se ajustan manualmente. Si no desea complicar el circuito y depender de la electricidad, elija un producto que sea adecuado para las características entre las válvulas de asiento que funcionan con cabezales térmicos.
- El material de la carcasa más "corriente" es latón o bronce. Los elementos a prueba de corrosión son más caros, y el hierro fundido teme el choque de temperatura y tiene una masa decente.
- En esquemas con el mismo éxito, se utilizan grúas de tres vías de mezcla y división. Pero si no es un especialista en el campo de la calefacción y ensambla el sistema usted mismo, es mejor tomar una válvula mezcladora. Es más fácil resolverlo y corregirlo, ya que el experto te lo explicará en detalle en su video:
Dos recomendaciones finales.
Dado que presentamos un método simplificado para calcular y seleccionar una válvula de 3 vías para la capacidad, le recomendamos encarecidamente que consulte con personas conocedoras sobre esto. Si esto no es posible, compre una válvula con margen, independientemente del precio. Hay otra opción: acordar con el vendedor el posible reemplazo del producto en caso de que no encaje.
Si necesita instalar calefacción de agua en una cabaña grande calentada por una red de radiadores y calefacción por suelo radiante, y se planea proporcionar agua caliente de una caldera de calefacción indirecta, entonces sin la ayuda de especialistas experimentados, no puede hacerlo. Tendrá que hacer de 4 a 10 ramas ajustables, para cada una de las cuales necesita calcular y seleccionar una válvula de tres vías, y luego equilibrar su trabajo en el complejo.