Как работают сервоприводы и трехходовые клапаны
В этой статье я расскажу, как понять работу трехходовых клапанов и сервоприводов (электроприводов).
Что такое клапан?
Клапан - это механизм, который служит для того чтобы пропустить или не пропустить жидкость или газ из одного пространства в другое. Причем клапан может быть открыт или закрыт на определенный процент. То есть клапаны могут служить для регулировки прохода жидкостей или газа. Движение жидкости или газа осуществляется за счет разности давления между сторонами клапана.
В системе отопления существуют два самых распространенных вида клапанов:
Седельный (седловой) тип – имеет в себе втулку и непосредственно объемное тело, которое перекрывает проход.
Шаровый (или вращательный) тип – имеет тело, которое за счет вращения его приводит к открытию или закрытию прохода.
Шаровые клапана имеют самую высокую пропускную способность по отношению к седловому типу клапана. То есть в шаровых клапанах достигается меньшее гидравлическое сопротивление.
Клапаны бывают:
Двухходовые клапаны – имеют два соединения по разные стороны от клапана. Например, служат для пропуска жидкости или газа на одном контуре. То есть закрывают или открывают одну ветку системы водоснабжения или отопления.
Трехходовые клапаны – Имеют три соединения. Служат в основном для смешивания или разделения потоков жидкости или газа. Основная работа трехходового клапана необходима или для получения определенной температуры или для перенаправления потоков. В системах отопления контроль температуры нужен для того, чтобы регулировать климат в помещении. Перенаправление потоков служит обычно для перенаправления нагретого теплоносителя из системы отопления в бойлер косвенного нагрева. Существует также множество других задач…
Четырехходовые клапаны – Имеют четыре соединения. Выполняют такую же работу, как и трехходовые клапаны. Но могут быть и другие задачи.
Связь между сервоприводами и клапанами
В системе отопления существует несколько способов взаимосвязи между клапанами и элементами контроля клапанов (сервопривод и термомеханика):
1. Термостатический смеситель – обычно называют механизм, имеющий в себе сразу и клапан и устройство, которое меняет положение клапана в автоматическом режиме. Меняет в зависимости от температуры жидкости или газа. В этом устройстве есть механизм, который под действием температуры меняет силу упругости и из-за этого происходит движение клапана. В зависимости от сервопривода такой клапан не требует участия электричества. Температура регулируется вращением рукоятки. Обычно некоторые клапаны рассчитаны на небольшой диапазон температур. Максимум до 60 градусов. Могут быть исключения у других производителей.
2. Способы использовать отдельные элементы, не прибегая к сервоприводам. Например, термостатический вентиль с термоголовкой. Существуют термоголовки, которые имеют выносной датчик.
3. Клапаны и сервоприводы это отдельные элементы. Сервопривод прикрепляется к клапану и регулирует клапан.
Что такое сервопривод?
Сервопривод – это прибор, который осуществляет работу движения клапана. Клапан в свою очередь или пропускает или не пропускает жидкость или газ. Или пропускает его в определенном количестве в зависимости от давления, положения клапана и гидравлического сопротивления.
Какие бывают сервоприводы?
Существуют также термоприводы, которых тоже называют сервоприводами.
Подробнее: Сервопривод коллекторный. Выбор и правила подключения.
Но мы в этой статье разберем только электроприводы (сервоприводы)
Электроприводы бывают двух направлений:
Полный пакет (комплект) – это когда в устройство уже заложен полный набор функций. Например, в комплекте уже имеется контроллер температур, электрический термодатчик. Есть возможность сразу настроить его на нужную температуру. Настройка времени проверки для движения клапана. Подключается сразу к сети переменного тока 220 Вольт с частотой 50 Герц. Стандарт для России. Есть возможность настроить его в различных направлениях движения клапана шарового типа. Есть возможность настроить его на поворот 90 или 180 градусов. Можно выставить любое значение, даже 49 градусов или 125 градусов. И делается это внутри черной коробочки. Подробности ищите в инструкции.
Такой сервопривод делает ESBE 99K2 подробнее: Трехходовой клапан с сервоприводом ESBE
Это я Вам рассказал один из вариантов. Конечно, существует дюжина других вариантов… Также сервоприводы различаются по скорости закрывания и открывания клапанов. Данный пример служит для плавной регулировки клапана, чтобы смешивать потоки разной температуры, чтобы получить контрольную температуру.
Такой вариант служит для перенаправления потоков теплоносителя.
Подробнее об этом: Трехходовой клапан для перенаправления движения теплоносителя
Этот вариант используется для перенаправления потока теплоносителя из котла либо в направление радиаторного отопления либо на нагрев бойлера косвенного нагрева. Указанный сервопривод нуждается в сигнале 220 Вольт. Причем имеются три контакта. Один общий, а два других для перенаправления движения. Самый легкий вариант, когда нужно перенаправлять потоки в системе отопления по требованию от термореле бойлера косвенного нагрева.
Сервоприводы бывают по типу движению на седловой тип клапана или на шаровый (вращательный) тип клапана.
Если будите подбирать сервопривод к клапану, обязательно уточняйте вид движения сервопривода. Также не всегда седельный тип сервопривода совпадает ко всем типам седельных клапанов. С шаровыми вращательными вроде имеется универсальный стандарт, а вот с седельными клапанами все не так просто. Нету одного стандарта.
Электропривод как отдельное звено в автоматике.
Рассмотрим аналоговый сервопривод от Valtec арт. VT.M106.R.024
Такой сервопривод нуждается в постоянном питании 24 Вольт и управляющем сигнале от 0 до 10 Вольт.
То есть если напряжение 0 Вольт, то поворотный механизм находится в положении 0 градусов. Если 5 Вольт то 45 градусов. Если 10 Вольт то 90 Градусов.
Такому сервоприводу подается сигнал от специального контроллера, на котором есть функция подачи сигнала 0-10 Вольт. В зависимости от температуры и настройки контроллера по температуре, контроллер подает различное напряжение от 0 до 10 Вольт. Есть настройка вращения: Почасовой и против часовой. Конечно для того, чтобы найти более подробную информацию о сигналах и схеме подключения требуйте у производителя паспорта с подробной схемой управления сигналами.
Повторюсь… Что указанные в этой статье, описаны не все сигналы. Существует множество других сигналов…
Что же такое контроллер?
Контроллер – это устройство предназначено для управления сигналами для различной логической задачи. Контроллер это мозг автоматической системы. Он определяет в зависимости от программы, какие сигналы нужно подавать в тот или оной момент.
Существует различное множество контроллеров, которые выполняют различные задачи.
Для системы отопления обычно выполняются такие задачи:
Самая распространенная задача – это получить настроечную температуру теплоносителя.
В зависимости от температуры получать какой-либо сигнал (Например, отключить котел или насос). Контроллер может содержать контактное реле. То есть сухой контакт. Этим контактным реле можно задавать сигналы для получения любого напряжения. Например, 220 Вольт включать или отключать насос или подавать сигнал на сервопривод для перенаправления потоков.
Также можно использовать контроллер для отключения котла в случаях критических температур. Сигнал от контроллера отправляется на питание мощных контакторов, а те в свою очередь питают мощные электрические котлы.
Самый дешевый контроллер серии ТРМ
Продает ОВЕН у них много чего интересного можно подчерпнуть. owen.ru
Логика работы очень обширная… В будущем планирую еще написать и разработать полезный материал по системам автоматики систем отопления и водоснабжения. Записывайте свои E-mail чтобы получать уведомления о новых статьях.
| Если Вы желаете получать уведомленияо новых полезных статьях из раздела:Сантехника, водоснабжение, отопление,то оставте Ваше Имя и Email. | ||
infosantehnik.ru
Сегодня многие современные котельные оборудуются трехходовыми кранами, позволяющими поддерживать нужные параметры теплоносителя в контурах системе отопления.
Трёхходовой клапан с сервоприводом
Иными словами, это устройство нужно в тех случаях, когда для поступления в несколько контуров системы необходима вода с разной температурой. В этой статье мы расскажем о конструкции, системе, принципе работы и особенностях выбора клапана и какова схема его подключения.
СодержаниеТрехходовой кран для отопления зачастую с виду представляет тройник, выполненный из бронзы или латуни, на верхней части которого расположена шайба для регулировки. Под шайбой вы можете увидеть термочувствительное устройство, предназначением которого является активация рабочего штока, выходящая из корпуса.
С внутренней стороны штока установлен конусообразный элемент, который надежно и герметично установлен в так называемом седле. Ниже приведены основные компоненты, из которых состоит система клапан — терморегулятор:
Принцип работы клапана с электроприводом или для манометра заключается в следующем. Жидкость проходит через передний и правый шланги системы до того момента, пока температурный режим не увеличится до необходимого уровня.
Схема включения трехходового клапана в систему отопления
Суть функционирования заключается в том, чтобы выдержать необходимую температуру на выходе из котла в нужных пределах.
В том случае, если параметры носителя выходят за необходимые пределы, внешний элемент будет жать на шток. В этот момент, когда шток перемещается, конусообразный компонент будет выходить из седла, в результате чего будет открыто сообщение между всеми каналами. Эта процедура будет производиться до того момента, пока передний патрубок не перекроется полностью, если температура жидкости не начнет меняться.
В продаже также можно найти терморегулятор для котлов или манометра с другим типом механизма клапана, который по своему строению схож с шаровым краном. В таком устройстве, вместо седла с конусообразным элементом, расположена шаровая деталь со специальной выборкой.
В этом случае при перераспределении водных потоков привод системы терморегулятора не нажимает, а вращает шток с установленным сверху шаром.
На сегодняшний день терморегулятор с шаровым компонентом не обладают большим пропускным показателем, поэтому они используются в бытовых отопительных системах. Есть еще одна разновидность устройств: вместо шарика на штоке вмонтирован сектор. Рабочий элемент сектора может перекрывать полностью один или частично два водных потока.
к меню ↑Как вы могли догадаться, в ходе эксплуатации управление клапаном обеспечивает терморегулятор, особенно важно что управление для котельных или манометра производится благодаря внешнему приводу.
Устройство трехходового клапана (вид в разрезе)
По приводу устройства классифицируются следующим образом:
Преимущества устройства для котла или манометра приведены ниже:
Подключение устройства для манометра или отопительной системы осуществляется по схеме с первичным контуром циркуляции, приведенной ниже.
Схема установки смесительного трехходового клапана в системе отопления
По схеме жидкость перемещается по первичному контуру до того момента, пока не нагреется до необходимой температуры, которая, как правило, составляет от 40 до 50ºC. Затем начинает работать шток, открывающий холодный водный поток. Чтобы схема функционировала должным образом, насос следует вмонтировать после трехходового крана.
Схема может быть продолжена обустройством вторичного циркуляционного круга, где главным элементом является насос и непосредственно сам терморегулятор. Во вторичном контуре горячая вода добавляется в систему при необходимости, а благодаря насосу поток циркулирует по всему контуру. Контроллер осуществляет управление насосом и самим краном.
к меню ↑На что следует обратить внимание при покупке устройства:
Если вы никогда ранее не сталкивались с необходимостью покупки клапана, то рекомендуем вам обратиться за помощью к специалистам, либо же получить от них консультацию. Если в процессе монтажа вы допустите неточности, со временем это может стать причиной перепадов температурных режимов. Более того, это может спровоцировать повреждение трубопровода в целом.
Смонтированный смесительный узел с трехходовым клапаном
Монтаж устройства осуществляется таким образом, чтобы стрелки на корпусе показывали на направление водяного потока. Если производятся сварочные работы, не допустите перегрева элемента. Место для установки должно быть подобрано таким образом, чтобы при необходимости у вас всегда был доступ к крану.
Не лишним будет и установка фильтров, особенно, если теплоноситель будет низкого качества. Фильтр лучше выбирать качественный, поскольку время от времени его необходимо будет менять.
Как видите, в процессе выбора устройства в целом не должно возникнуть проблем. Единственное, к чему следует подойти ос всей серьезностью – это монтаж на терморегулятор. Если вы никогда ранее не сталкивались с такой задачей, то лучше будет заплатить деньги профессионалам, зато вы всегда будете уверены в том, что ваша система отопления будет работать долго и надежно.
к меню ↑Портал об отоплении » Водяное отопление
stroypotencial.ru
Оглавление статьи
Привет всем читателям этого блога! В данной статье будут обсуждаться трехходовые клапаны и сервоприводы. Написана статья на уровне ликбеза, поэтому специалистов попрошу громко не смеяться над обсуждаемыми здесь вопросами. Начнем обсуждение с трехходовых клапанов, а потом перейдем к сервоприводам. Переходим к делу.
Из названия трехходового клапана понятно, что он имеет три резьбовых или фланцевых соединения. Существуют два вида таких клапанов:
Если вам интересно, то есть отдельная статья о бойлерах косвенного нагрева и схемах его подключения. Читайте и расширяйте свой кругозор.
Теперь давайте рассмотрим техническое устройство трехходовых клапанов. Начнем по порядку с устройства термосмесительного клапана. Для того, чтобы иметь наглядное представление о его внутреннем строении, посмотрите на следующий рисунок:
Термочувствительный элемент расширяется или сжимается в зависимости от температуры. Это позволяет выдерживать определенную температуру на выходе подмеса (4). Колебания температуры обычно лежат в пределах двух или трех градусов в зависимости от разности давлений горячей и холодной воды. Наличие в термосмесительном клапане накипи также уменьшает точность его регулировки. Температура воды на выходе клапана может быть задана жестко при изготовлении клапана, либо может изменяться в некоторых пределах. Делается это при помощи вращения регулировочного колеса.
Теперь перейдем к рассмотрению другого вида клапанов — переключателей направления потока. Собственно, такие клапаны могут работать и как смесительные, но управляются они при помощи ручной настройки или сервопривода. Для большей наглядности смотрите рисунок ниже:
По сути своей такой клапан — шаровой кран, у которого отверстия в шаре не находятся на одной линии, а сделаны под прямым углом друг к другу. Для полного переключения потока необходим поворот шара на 90°. Давайте посмотрим вид такого клапана сверху:
Угловая шкала указывает на то в каком положении находится шар внутри клапана. Как я уже говорил, чаще всего такие клапана используют для подключения бойлера косвенного нагрева к котлу. Схема подключения будет выглядеть следующим образом:
В этой схеме теплоноситель будет циркулировать либо через теплообменник бойлера, либо через радиаторы отопления. Сервопривод клапана будет управляться термостатом бойлера. Теперь давайте поговорим о наиболее важных технических характеристиках таких клапанов:
Давайте двигаться дальше, следующая остановка — сервопривод!
Давайте начнем с определения. Сервопривод — это электродвигаетль, управляемый через отрицательную обратную связь. В данном случае отрицательной обратной связью будет датчик угла поворота вала, который прекращает движение вала при достижении нужного угла. Чтобы наглядно себе представлять сервопривод, смотрите ниже на картинку:
Как обычно, для наглядности рассмотрим устройство сервопривода по рисунку:
Как видно, внутри сервопривода расположены следующие составные части:
Давайте теперь подробно остановимся на управляющем сигнале. Сервопривод управляется импульсным сигналом с изменяемой шириной импульса. Для тех, кто не знает о чем идет речь привожу еще одну картинку:
То есть ширина импульса (по времени) определяет величину угла поворота вала. Настройка таких управляющих сигналов дело нетривиальное и зависит от конкретного привода. Количество управляющих сигналов зависит от того, сколько положений может занимать выходной вал. Сервопривод может быть двухпозиционным (2 управляющих сигнала), трехпозиционным (3 управляющих сигнала) и так далее.
В этой статье я рассмотрел (очень кратко) трехходовые клапана и сервоприводы. Главное для чего они нужны — автоматизация управления инженерными сетями (водоснабжением, отоплением и так далее). Они стоят дорого и во многих случаях без них можно обойтись, но все же есть случаи когда без них не обойтись, например при описанной выше схеме подключения бойлера. На этом все, пишите свои вопросы в комментариях и нажимайте кнопки социальных сетей.
znayteplo.ru
Трехходовой клапан типа ESBE – всего лишь один из элементов систем жизнеобеспечения жилого дома. С одной стороны, это простая конструкция. С другой, она выполняет важную задачу в инженерных сетях. Спрос рождает предложение. На рынке существует множество моделей, представленных разными производителями. Хорошими эксплуатационными показателями отличаются трехходовые клапаны, выпускаемые под брендом ESBE.
Трехходовой поворотный клапан ESBE
Трехходовой клапан является регулирующим устройством в системах трубопроводов с жидкой рабочей средой. Говоря простым языком, встроенный в конструкцию отопительной сети он будет действовать как всем хорошо знакомый – кран-смеситель, который переключает или смешивает потоки. Установка клапана позволяет решить ряд практических задач:
Сложно? Только на первый взгляд. Для того чтобы понять принцип работы устройства, рассмотрим его конструктивные особенности.
Трехходовой смесительный клапан имеет регулирующий элемент, в качестве которого выступает шток или шар. Шток передвигается вертикально, шар – вокруг своей оси. Так как движение регулирующего элемента не позволяет полностью перекрыть поток рабочей жидкости, происходит ее смешение и перераспределение. Простейшие модели – обычный кран. Основное их преимущество – дешевизна и конструктивная простота. Недостаток – невозможность стабилизации температуры на выходе. Несмотря на недостатки, кран может быть установлен в системах отопления типа «теплый пол». Теперь представим себе клапан-кран с электроприводом. Такая конструкция уже функциональнее, так как она способна регулировать температурный режим автоматически. Простой клапан является балансировочным. Его основная функция – настройка сечения для прохождения рабочего потока. Условно принцип его работы можно описать следующим образом:
Представленные на рынке модификации могут иметь разные повороты рукоятки, но принцип их работы сохраняется. Кран и его положение регулируются вручную, тем самым обеспечивается баланс между двумя потоками.
Существует несколько видов таких приборов:
Трехходовой клапан с электроприводом, например, модель ESBE, будет иметь несколько иной принцип работы. Электропривод выполняет функцию обычного термостата, что позволяет не просто смешивать потоки, а поддерживать заданную температуру. При понижении/повышении температуры привод автоматически изменяет положение запорной арматуры, увеличивая или уменьшая сечение прохождения потока горячей воды. Одновременно изменяется и сечение в месте впуска холодного потока. В результате на выходе получается вода с постоянной температурой. Никакого вмешательства со стороны человека кран ESBE не требует. Его работа регулируется автоматикой.
Принцып работы клапана
Оснащенные электроприводами и термостатами клапаны ESBE одинаково хорошо подходят для использования в системах отопления и горячего водоснабжения. В принципе, кран может быть установлен в любом трубопроводе, где необходимо смешение двух потоков жидкости с постоянным поддержанием температуры. Каким бы качественным и надежным ни был трехходовой клапан с термостатом, он будет иметь один недостаток, характерный абсолютно для всех приборов этого вида.
Таким недостатком является сильная зауженность входных точек. Зауженное сечение входной точки, в свою очередь, увеличивает гидросопротивление.
Такой кран будет хорошо работать в системах водоснабжения. Клапаны ESBE пригодны для установки в системах «теплый пол», но при этом требуется специальная схема подключения. Помимо описанных выше конструкций, на рынке представлены трехходовые термостатические клапаны. Эти приборы нередко путают между собой, но все же они являются совершенно разными. Термостатические модели имеют термостат с выносным датчиком, но отличаются они не только этим элементом, но и принципом работы. В отличие от обычных моделей, в термостатических кранах поток регулируется только в одной точке, две оставшиеся находятся открытыми, и их сечение не изменяется. При выборе такой конструкции нужно проверить, нет ли зауженности в точке 2, иначе гидравлическое сопротивление приведет к сложностям в работе устройства. Возможно, для минимизации проблемы придется установить смесительный клапан в альтернативное кольцо.
Клапан трехходовой — схема включения
Практически все представленные на рынке трехходовые клапаны подключаются по одной схеме. Рассмотрим ее на примере кранов ESBE. Начнем с систем водоснабжения, так как здесь кран-смеситель используется чаще всего. Основная цель, с которой устанавливается клапан — снижение риска образования обратного потока. Между двумя потоками – с холодной и горячей водой – неизбежно будет происходить перепад давления. Он может привести к появлению обратного потока. При установке клапанов ESBE подобные казусы встречаются редко. В системах отопления клапаны ESBE применяются только в трех направлениях:
Рассмотрим, как используется кран ESBE в системах «теплый пол». Смесительный узел создает в системе дополнительный контур. С распределительным коллектором он соединяется двумя точками, что обеспечивает постоянную циркуляцию жидкости на выходе. На входе поток обеспечивается только в том случае, если необходимо получить дополнительное тепло. К смесительному узлу подключается клапан с термостатом. Так как в точке 2 все клапаны, в том числе и ESBE, заужены, может наблюдаться недостаточный расход насоса. Для его увеличения создается вторая линия, позволяющая снизить потребление электроэнергии насосным оборудованием. Вторая линия не всегда требуется. Некоторые модели трехходовых клапанов имеют достаточный проход.
Схема теплого пола с трехходовым клапаном
В том случае, если на первой линии будет недостаточная мощность потока, термостат не сможет открыть проход на необходимую величину. Проблема легко решается двумя способами: заужением второй линии или установкой на нее балансировочного клапана. Второй способ продуктивнее. Он позволяет точно настраивать поток. Можно подключить трехходовой клапан и по другой схеме, не требующей установки балансировочного крана. Для этого насосное оборудование подключается ко второй линии. В результате температура входного и выходного потоков сравнивается. Кран с термостатом можно устанавливать в системах с одним контуром. Самый простой пример таких систем – теплые полы в небольших помещениях. Создание здесь смесительного узла, с его немалыми габаритами, далеко не всегда оправдано. Лучше подключить теплый пол с одним контуром. Трехходовой клапан с терморегулятором устанавливается на обратку, по которой течет уже остывший теплоноситель. В этом случае термостат приведет в движение запорную арматуру, увеличив сечение и открыв поток. После нагрева трубы термодатчик считает данные и уменьшит поток.
Трехходовые клапаны для котлов отопления стоит рассмотреть отдельно. Основная задача их установки — не допустить холодный поток теплоносителя на входящий трубопровод, подключенный к котлу. В противном случае на трубах начнет образовываться конденсат, а температурные перепады в системе приведут к ее деформации в местах стыков. Говорить о последствиях подобных деформаций не приходится. В лучшем случае образуется небольшая течь, в худшем – систему придется полностью менять.
Трехходовой клапан в системе отопления
Особенно важно подключение запорной арматуры к твердотопливным котлам, отличающимся существенными перепадами температур во время работы. Подключение смесительного клапана позволяет добиться того, что на вход котельного оборудования не поступит жидкость, температура которой ниже 50 градусов. В результате перепад температур уменьшается, негативное воздействие холода со всеми вытекающими последствиями снижается. Рекомендуется установка смесительных клапанов в системах с пластиковым трубопроводом. Здесь цель – не допустить попадания в трубопровод теплоносителя высокой температуры. При всех преимуществах полимеров, они плохо выдерживают частое повышение температур выше рабочих параметров. В таких условиях работы трубопровод быстро разрушается. Рекомендованные специалистами температурные показатели составляют диапазон от 75 до 85 градусов. Установка клапанов позволяет решить многие проблемы, но модель должна быть подобрана в точном соответствии с техническими характеристиками инженерной сети, и должна иметь достаточный проход.
Простейшая запорная арматура – трехходовые смесительные клапаны – важный элемент инженерных коммуникаций. Современные модели, созданные на стыке старых традиций и современных технологий, позволили добиться отличных результатов их использования с самыми разными целями.
Похожие записиКомментарии и отзывы к материалу
У вас должен быть включен JavaScript для отображения комментариев.gidotopleniya.ru
