Trojcestný ventil se servopohonem pro topný kotel: zařízení, princip činnosti a schéma zapojení

Zdravím všechny čtenáře tohoto blogu! Tento článek se bude zabývat třícestnými ventily a servy.

Článek byl napsán na vzdělávací úrovni, proto prosím odborníky, aby se zde diskutovaným otázkám hlasitě nesmáli.

Začněme naši diskuzi třícestnými ventily a pak přejdeme k servům. Pojďme k věci.

Co je třícestný ventil: proč je potřeba a jak funguje?

Z názvu třícestného ventilu je zřejmé, že má tři závitové nebo přírubové připojení.

Existují dva typy takových ventilů:

• Tepelné míchání – používá se k organizaci míchání studené chladicí kapaliny z „návratu“ do horké chladicí kapaliny „přívodu“. Používá se u podlah vytápěných vodou, topných těles budov a pro ochranu výměníků tepla kotlů. Takové „třícestné ventily“ se liší průměrem závitového připojení a rozsahem nastavení teploty.
• Průtokové spínače – mění směr proudění chladicí kapaliny, respektive mění okruh, kterým proudí. Například průtokové spínače jsou široce používány pro připojení nepřímých topných kotlů k topným kotlům. V tomto schématu je třícestný ventil připojen přes servopohon k termostatu kotle a při dosažení prahové teploty se ventil sepne a zapne se plnicí čerpadlo. Poté horká chladicí kapalina začne proudit přes výměník tepla kotle a ohřívá vodu uvnitř.

V případě zájmu je o nepřímotopných kotlích a jejich schématech zapojení samostatný článek. Čtěte a rozšiřujte si obzory.

Zařízení třícestného kotlového ventilu

Nyní se podívejme na technickou strukturu třícestných ventilů.

Začněme popořadě konstrukcí tepelného směšovacího ventilu.

Abyste měli jasnou představu o jeho vnitřní struktuře, podívejte se na následující obrázek:

1. Přívod teplé vody.
2. Termocitlivý prvek.
3. Výstup smíšené vody.
4. Přívod studené vody.

Prvek pro snímání teploty se roztahuje nebo smršťuje v závislosti na teplotě.

To umožňuje udržovat určitou teplotu na výstupu směsi (4).

Kolísání teplot se obvykle pohybuje mezi dvěma a třemi stupni v závislosti na rozdílu tlaků mezi horkou a studenou vodou.

Přítomnost vodního kamene v termosměšovacím ventilu také snižuje přesnost jeho nastavení.

Teplota vody na výstupu ventilu může být pevně nastavena při výrobě ventilu nebo se může měnit v určitých mezích.

To se provádí otáčením nastavovacího kolečka.

Třícestný topný ventil: princip činnosti

Nyní přejdeme k dalšímu typu ventilu – spínače směru proudění.

Ve skutečnosti mohou takové ventily fungovat také jako směšovací ventily, ale jsou ovládány ručním nastavením nebo servopohonem.

Pro větší přehlednost se podívejte na obrázek níže:

Takovým ventilem je v podstatě kulový ventil, ve kterém otvory v kouli nejsou na stejné linii, ale jsou navzájem provedeny v pravém úhlu.

Pro úplné přepnutí průtoku je třeba kuličku otočit o 90°. Podívejme se na pohled shora na takový ventil:

Úhlová stupnice ukazuje polohu kuličky uvnitř ventilu.

Třícestný ventil: schéma připojení ke kotli

Jak jsem již řekl, nejčastěji se takové ventily používají k připojení nepřímotopného kotle ke kotli.

Schéma zapojení bude vypadat takto:

V tomto schématu bude chladicí kapalina cirkulovat buď přes výměník tepla kotle nebo přes radiátory topení.

Servomotor ventilu bude řízen kotlovým termostatem.

Nyní si promluvme o nejdůležitějších technických vlastnostech těchto ventilů:

• Průměr připojení – průměr závitu v palcích.
• Provozní teplota – teplota chladicí kapaliny, při které bude ventil pracovat po celou dobu své životnosti.
• Materiál těla a těsnění – nejčastěji jsou takové ventily vyrobeny z mosazi a jako těsnění lze použít elastomer (pryž) typu EPDM.
• Jmenovitý průtok – měří se v metrech krychlových za hodinu a určuje limit průtoku ventilu. Jmenovitý průtok je přímo úměrný průměru připojení ventilu.
• Operační prostředí – tento parametr určuje, v jakém prostředí může tento uzel fungovat. Může to být například pouze voda, nebo roztoky glykolů (nemrznoucí směs na topení).

Jdeme dál, další zastávka je servo!

Co je to servo a jak funguje?

Začněme definicí. Servo je elektrický motor řízený prostřednictvím negativní zpětné vazby.

V tomto případě bude negativní zpětnou vazbou snímač úhlu hřídele, který zastaví pohyb hřídele, když je dosaženo požadovaného úhlu.

Chcete-li si představit servopohon, podívejte se na obrázek níže:

Servopohon: zařízení a princip činnosti

Jako obvykle se pro názornost podívejme na zařízení servopohonu podle obrázku:

Jak vidíte, uvnitř servopohonu jsou umístěny následující komponenty:

• Elektrický motor.
• Převodovka skládající se z několika převodových stupňů.
• Výstupní hřídel, kterým akční člen otáčí ventilem nebo jiným zařízením.
• Potenciometr je stejná negativní zpětná vazba, která řídí úhel natočení hřídele.
• Řídicí elektronika, která je umístěna na desce plošných spojů.
• Vodič, kterým je přiváděno napájecí napětí (220 nebo 24 V) a řídicí signál.

Signál ovládání serva

Pojďme se nyní blíže podívat na řídicí signál.

Servopohon je řízen pulzním signálem s proměnnou šířkou pulzu.

Pro ty, kteří nevědí, o čem mluvíme, zde je další obrázek:

To znamená, že šířka impulsu (v čase) určuje velikost úhlu natočení hřídele.

Nastavení takových řídicích signálů není triviální a závisí na konkrétním pohonu.

Počet řídicích signálů závisí na tom, kolik pozic může výstupní hřídel obsadit.

Servopohon může být dvoupolohový (2 řídicí signály), třípolohový (3 řídicí signály) a podobně.

Článek Závěr

V tomto článku jsem se (velmi stručně) podíval na třícestné ventily a serva.

Hlavní věc, pro kterou jsou potřebné, je automatizace řízení inženýrských sítí (zásobování vodou, vytápění a tak dále).

Jsou drahé a v mnoha případech se bez nich obejdete, ale stále existují případy, kdy se bez nich neobejdete, například u výše popsaného schématu zapojení kotle.

To je vše, napište své dotazy do komentářů a klikněte na tlačítka sociálních sítí.

Líbil se vám článek? Sdílej se svými přáteli!