Zawory trójdrogowe

Zawory trójdrogowe

Do czego służą zawory trójdrogowe w instalacjach grzewczych?
Jakie wyróżniamy ich rodzaje?

 

Zawory trójdrogowe można podzielić według funkcji, jaką pełnią w instalacji ogrzewczej. Wyróżnić można następujące zadania zaworów:

- przełączanie,
- mieszanie.

Zawory przełączające odpowiadają za zmianę kierunku przepływu czynnika grzewczego w instalacji ogrzewczej. Stosując tego typu zawory, zyskuje się możliwość zasilania różnych odbiorników ciepła, np. obieg grzewczy grzejnikowy i ciepła woda użytkowa. W zależności od zapotrzebowania ciepło transportowane jest do obiegu grzewczego (ogrzewamy budynek) lub cały strumień ciepła skierowany jest na potrzeby przygotowania ciepłej wody użytkowej (np. pojemnościowy podgrzewacz c.w.u.). Stosując zawory przełączające, można różnicować również zasilanie obiegów grzewczych od źródła ciepła. Korzystając z kilku urządzeń grzewczych (np. kocioł olejowy i pompa ciepła), przy pomocy zaworów przełączających możemy zasilać obieg grzewczy ciepłem z aktualnie pracującego źródła ciepła.

Zawory trójdrogowe przełączające można również zastosować w układach z podnoszeniem temperatury powrotu. W instalacjach z kotłami na paliwo stałe czy pompami ciepła pracującymi na zbiornik buforowy, stosując zawór przełączający, można zgromadzone w ten sposób ciepło skierować na powrót kotła. Tradycyjne źródło ciepła zostanie wyłączone z pracy (najczęściej kotły olejowe i gazowe wyposażone są w czujniki monitorujące rozbiór ciepła, załączając lub wyłączając palnik, ewentualnie modulując jego mocą) i wykorzystywane jest ciepło zgromadzone w zbiorniku buforowym (wykorzystanie alternatywnego źródła ciepła = rozładowanie bufora). W takim układzie zawór przełączający daje przewagę nad bezpośrednim połączeniem instalacji z buforem, gdyż w przypadku braku ciepła w buforze (niekorzystne warunki pracy dla pompy ciepła lub jeśli nie mamy ochoty na palenie w kotle na paliwo stałe) jest on odcięty od reszty instalacji.

Zawory trójdrogowe mieszające znajdują zastosowanie jako ochrona kotłów przed niską temperaturą powrotu (czynnik grzewczy powracający z instalacji). Takiej ochrony wymagają kotły o dużej mocy grzewczej, jak i mniejsze, stosowane w ogrzewnictwie jednorodzinnym, np. kotły na paliwo stałe. Przy kotłach o dużej mocy grzewczej nadzór nad działaniem zaworu ma automatyka kotła. W zależności od logiki jej działania nadzorowana jest temperatura powrotu lub temperatura na kotle. Poprzez stopień zmieszania realizowana jest wartość żądana (temperatura kotła lub powrotu). Najprościej ujmując, jeśli temperatura na kotle nie została osiągnięta - zawór jest zamknięty (kocioł odcięty od instalacji). W przypadku, gdy temperatura na kotle została osiągnięta, automatyka wysyła sygnał do zaworu, który zaczyna się otwierać aż do całkowitego otwarcia. W instalacjach z kotłami o małej mocy grzewczej, a przede wszystkim z kotłami na paliwo stale, gdzie wymaga się utrzymania temperatury powrotu powyżej 50^oC (średnia wartość), najczęściej stosowane są termostatyczne zawory mieszające. Nie wymagają one napięcia ani nadzoru sterownika. Posiadają termoelement, który przy osiągnięciu konkretnej temperatury (np. 50^oC) otwiera zawór.

Zawory trójdrogowe mieszające nie tylko chronią urządzenia, ale również człowieka. Zastosowanie ich w układach przygotowania ciepłej wody użytkowej (c.w.u.) chroni przed poparzeniem. Najprostszym przykładem są instalacje słoneczne wykorzystywane do przygotowania c.w.u. W okresach letnich temperatury ciepłej wody mogą sięgać powyżej 70oC. W takim przypadku zastosowanie zaworu trójdrogowego mieszającego na wypływie wody ciepłej z podgrzewacza, przy wykorzystaniu prostego sterownika i czujnika przylgowego bądź zaworu termostatycznego (najczęściej stosowane rozwiązanie), daje możliwość nastawy żądanej temperatury wypływu c.w.u. dla wszystkich wylewek w budynku. W ten sposób maksymalnie wykorzystywana jest energia słoneczna, a zawory mieszające chronią przed poparzeniem.

Trójdrogowe zawory mieszające w instalacjach ogrzewczych pełnią również rolę regulacyjną - stosowane na obiegach grzewczych regulują, jak i różnicują ich parametry pracy. Regulacja obiegu grzewczego to zmiana parametrów pracy w zależności od zaistniałych warunków na instalacji, np. zamknięcie głowic termostatycznych na grzejnikach powoduje korektę temperatury zasilania obiegu grzewczego przez przymknięcie lub całkowite zamknięcie zaworu. Czynnikiem wpływającym na potrzebę zmiany parametrów pracy obiegu grzewczego może być również zmiana temperatury zewnętrznej (sterowanie według temperatury zewnętrznej) lub zmiana temperatury wewnętrznej (sterowanie według temperatury wewnętrznej). Stosując zawory trójdrogowe mieszające w instalacji ogrzewczej, można zróżnicować parametry pracy każdego istniejącego obiegu grzewczego. Najczęściej występują dwa obiegi grzewcze pracujące z wyższymi temperaturami (grzejniki) 70/55^oC oraz z niższymi temperaturami (ogrzewanie podłogowe) 40/30^oC. Każdy z wymienionych odbiorników potrzebuje innych parametrów do prawidłowej pracy. By uzyskać w jednej instalacji różne parametry, należy zastosować zawór mieszający. W przypadku kilku obiegów grzewczych, wyposażonych w zawory mieszające, istnieje możliwość zróżnicowania temperatur w pomieszczeniach oraz załączania lub wyłączania (praca z obniżonymi parametrami) tych obiegów w zależności od godziny czy dni tygodnia.

Dzieląc zawory trójdrogowe według budowy, wyróżnić można zawory obrotowe i grzybkowe. Zawory obrotowe składają się z korpusu, trzpienia i zawieradła. Mieszanie lub przełączanie odbywa się poprzez ruch obrotowy zawieradła zaworu. Zawory grzybkowe składają się z korpusu, trzpienia i grzybka. Mieszanie lub przełączanie odbywa się poprzez liniowy ruch grzybka. Zawory wykonane są najczęściej z żeliwa lub mosiądzu. Zawory trójdrogowe posiadają możliwość ręcznej nastawy, występują również zawory z termoelementem o zadanej temperaturze lub o zakresie temperatur otwarcia. Zautomatyzowaną pracę zaworu osiąga się przez zastosowanie napędów (siłowników).

Krzysztof Kamycki
Źrodło:
"ABC Magazynu Instalatora"
http://www.instalator.pl
Grudzień 2011