三方弁のしくみ
外見上は、上部に調整ワッシャーが付いたブロンズまたは真ちゅう製のティーのように見えます。三方弁の装置はモデルによって異なります。
オプション1.3つのノズルを備えた成形体には、3つのチャンバーがあり、それらの間の通路は、ステムに取り付けられたディスク要素によってブロックされています。ステムは上部のハウジングから出ています。動作原理は次のとおりです。ロッドを押すと、片側のクーラントフローの通路がスムーズに開き、同時に反対側のクーラントの通路が閉じます。その結果、中央ゾーンでは、目的の温度が得られて回路に入るまでクーラントが混合されます。
オプション2。ティー内のスイッチングエレメントはボールであり、その一部は比喩的に選択されています。ドライブはボールを固定した状態でロッドを回転させ、その結果、クーラントの流れが再分配されます。
オプション3.動作原理はボールを使用した設計と同じですが、ボールの代わりにセクターがロッドに固定されています。その作動部分は、1つの冷却剤の流れまたは部分的に2つの流れを完全に遮断できます。 。
熱混合バルブアクチュエータ
三方弁を通過する熱媒体の流れを制御するには、外部ドライブが必要です。デバイスの機能と使いやすさは、そのタイプによって異なります。
- 三方サーモスタット混合バルブ。サーモスタットアクチュエータの設計には、温度変化に高い感度を持つ液体媒体が含まれています。拡大して茎を押すのは彼女です。このようなドライブは、断面積の小さい家庭用デバイスに取り付けられており、別のタイプのドライブと交換できます。
- サーマルヘッド付き三方混合バルブ。サーマルヘッドには、室内の気温に敏感な要素が装備されています。冷却剤の温度を調整するために、このようなデバイスには、パイプラインに配置された毛細管に温度センサーが追加で装備されています。この場合、回路の温度レジームはより正確に調整されます。
- サーマルヘッド付きミキシングバルブ
- 電気三方弁。ロッドに作用する電気駆動装置は、冷却液の温度変化に関する情報をセンサーから受け取るコントローラーによって制御されます。これは最も正確で便利なオプションです。
- サーボモーター付き三方弁。電動アクチュエータは、センサーからの信号に応じて、コントローラーなしでステムを直接制御します。サーボドライブには通常、セクターおよびボールミキシングデバイスが装備されています。
デバイスの主な設計上の特徴と機能
三方弁の動作原理について大まかな考えを持っているので、このメカニズムの動作を詳細に研究することをお勧めします。 「スリーウェイ」という名前は、デバイスの主な機能を決定します。さまざまな起源の水が2つの入口からバルブに入ります。
- 暖房装置またはセントラルヒーティングシステムのライザーに接続された供給パイプからの高温の冷却剤。
- 水回路を通過した後、冷却水が戻ります。
一定の割合でバルブ内で互いに混合し、フローは、指定された温度値を持つ3番目の分岐パイプを通って出ます。床暖房の周期的動作の原理は、冷却されたクーラントに温水を混合することに基づいているため、バルブは常に機能します：加熱-熱伝達-混合-熱伝達-混合。
異なる温度の2つのクーラントフローを混合するプロセスは、常に監視する必要があります。できれば自動モードで監視する必要があります。そうしないと、暖かい床と室内の空気との間の熱交換の強度が室内の温度の変化に結び付けられず、必要に応じて熱媒体の加熱温度を手動で変更する必要があります。
自動モードで高温の冷却剤の混合を実行するために、温度に敏感なヘッドは、出口でプリセット値を取得するために、混合された液体の温度に応じてバルブのスループットを制御します。
目的や使用条件に応じて、さまざまなタイプの三方弁が使用されます。
1.暖房システム
自律型ボイラーを動力源とするラジエーターを備えた暖房システムでは、最も単純なタイプの装置が使用されます。安価で比較的シンプルなデザインなので、自分で設置できます。この場合の混合量の調整は手動で行います。
2.給湯システム
DHWシステムでは、通信システム内の安全な水温を維持するために三方弁が使用され、火傷の可能性を排除します。このようなデバイスの設計も非常にシンプルで理解しやすいものです。このような装置は、給水に冷水がない場合に温水を遮断する特別な保護ブロックが存在するという点で、暖房システムのバルブとは異なります。
3.温水床
このタイプのデバイスは、室内の気温を基準にして加熱回路内の冷却剤の望ましい温度を維持するように設計されているため、最も複雑です。ミキシングユニットでこのようなデバイスを使用すると、自動モードでハウジングの加熱強度を調整できます。
ミキシングユニットのレイアウトとその中の三方弁の位置
調整スケール付き三方弁モデル
床暖房用に、タップには調整ハンドルと測定スケールが装備されており、これを使用してデバイスを調整します。
三方弁用アクチュエータ
サーボドライブは、負のフィードバックによって制御される電気モーターです。この場合、負のフィードバックはシャフト回転角センサーになり、目的の角度に達するとシャフトの動きを停止します。
わかりやすくするために、次の図に従ってサーボデバイスを検討してください。
- ご覧のとおり、サーボドライブ内には次のコンポーネントがあります。
- 電気モーター。
- 複数のギアで構成されるギアボックス。
- アクチュエータがバルブまたは他のデバイスを回転させる出力シャフト。
- ポテンショメータは、シャフトの回転角を制御するのと同じ負帰還です。
- プリント回路基板上にある制御電子機器。
- 供給電圧（220または24 V）と制御信号が供給されるワイヤ。
ここで、制御信号について詳しく見ていきましょう。サーボは可変パルス幅パルス信号で制御されます。私が何について話しているのかわからない人のために、ここに別の写真があります：
つまり、パルス幅（時間）がシャフトの回転角の大きさを決定します。このような制御信号の設定は簡単ではなく、特定のドライブによって異なります。制御信号の数は、出力シャフトが占めることができる位置の数によって異なります。
サーボは、2ポジション（2つの制御信号）、3ポジション（3つの制御信号）などになります。
電気駆動の三方制御弁
さまざまな要素が、電気駆動装置を備えた三方制御弁の電気駆動装置として機能します。
- 2つの種類があります：
- 電磁石の形の電気駆動装置で加熱するための三方弁。
- サーボ駆動の電気モーターを備えた三方弁。
アクチュエータは、温度センサーまたは制御コントローラから直接コマンドを受け取ります。電気駆動で加熱するための三方弁のモデルは、熱の流れを最も正確に調整できるため、最も効果的です。
三方制御弁-冷却液の流れを混合または分割するために設計されているため、混合および分割弁とも呼ばれます。三方制御弁には、パイプラインに接続するための3本の分岐パイプがあります。
それらは、混合比を維持しながら流れを制限する必要がない自律型ボイラーハウスから接続された熱供給システムで最も広く使用されています。
これらは、独立した回路に従って接続された換気システムヒーター、給湯器の熱交換器、および暖房システムの熱伝達を制御し、ボイラー室に依存接続された暖房システムの混合プロセスを制御するために設置されます。
バルブは、電気駆動装置、電子レギュレーターからの信号、または中央ディスパッチングシステムからの信号によって制御されます。三方弁の操作は、1つの流れの分離または2つの冷却剤の流れの混合により、循環リング内に一定および可変の油圧レジームを備えた回路の作成に基づいています。
三方弁のステムの位置に関係なく、循環が停止しないため、このタイプの装置は冷却液の流れを減らすのには適していません。これが、電気駆動の3方向ボールバルブと2方向バルブ、レギュレーター、その他のデバイスの主な違いです。
このバルブは、流れの混合または分離、分配用に設計されています。ダイバータバルブは、液体の一部が直接ルートではなくバイパスを通過できるようにすることで、水の量を制御します。デバイスの2つのノズルは出口に使用され、1つは入口に使用されます。
サーマルヘッドを備えた三方混合バルブの動作原理は、低温のクーラントと高温のクーラント、または高温のクーラントと低温のクーラントを混合することに基づいています。その結果、定性的な特性、つまり熱流の温度が変化しますが、この変化のレベルは、接続されたジェットの確立された比率に依存します。
入力用の2つのポートと出力用の1つのポートも分離機能を実行できます。このようなバルブは、さまざまな取り外しに使用できます。
固形燃料ボイラーには三方弁を使用することがしばしば適切であり、そのチャンバー内では、炉の最初に凝縮液が形成されます。この場合、バルブは一時的に冷水を遮断し、加熱された液体の一部を短絡させます。
サーモスタットバルブ
現代の現実では、サーモスタット膨張弁は、暖房システムの最新で信頼性の高い機器の予備的な基準です。バルブの温度は自動的に調整されます。混合操作 ラジエーター用暖房システムバルブ 供給レベルを別の暖房用ラジエーターに制限することで構成されます。バルブステムは、穴を開閉する動きをします。この穴を通って、冷却液がラジエーターに入ります。サーモスタットヘッド付きのバルブが加熱されると、入口が閉じられ、その結果、クーラントの流量が減少します。サーモスタットバルブは常にその位置を変えます。そして重要な要素は、この製品の基礎となる材料の品質です。ステムの固着、重大な腐食、シール材の破過により、製品が故障する場合があります。ただし、サーモスタットバルブが故障した場合でも、サーモスタットエレメントを交換することで寿命を延ばすことができます。
サーマルヘッド付きの暖房システムバルブは、暖房システムへの供給の形状とタイプによって異なります。それらは床からラジエーターに近づくときに角度を付けることができます、またそれらは壁の表面に対してパイプをバッテリーに接続するまっすぐにすることもできます。軸方向、主に壁からバッテリーにパイプを接続する場合。電池を横向きに接続する場合は、専用キットが必要です。サーモスタットヘッドとバルブを使用しています。明らかに、下部接続が付属しているバッテリーには、バルブタイプのライナーが装備されています。
バルブ選択基準
三方弁の選び方は？選択するときは、次のことを考慮することをお勧めします。
- デバイスの目的;
- 建設的な実行;
- ドライブのタイプ。
- 追加オプション。
目的別のバルブの種類
ボイラーまたはその他の装置用の三方弁は、次のようになります。
- 混合、つまり、バルブの主な目的は、ユーザーが指定した温度までさまざまな流体の流れを混合することです。床暖房システムでは、通信の過熱や故障を防ぐためにミキシングバルブが使用され、給湯システムでも使用されます。
- 分離する。前の図とは異なり、このデバイスの主な目的は、たとえば追加のラジエーターを設置するときに、冷却液の供給フローをメインのさまざまなブランチに分配することです。
ミキシングバルブとディバイディングバルブの動作の違い
切り替え、つまり、システム内の流体の流れを再分配します。
バルブの目的は、デバイスの本体に示されています。
デザインの違い
コントロールバルブは、設計に応じて、次のようになります。
サドル-ロッドの動きはサドルに対して垂直に発生します。原則として、このタイプの機器の機能は、異なる温度のストリームの混合です。
垂直に動くステムを備えたバルブ
回転-ロッドが動くと、ダンパーが回転し、流れの方向と力を調整します。
ゲート装置
家庭の分野では、ロータリーバルブが最も広く使用されています。サドルメカニズムは、高温および高スループットにさらされる場合にのみ取り付けられます。
さまざまなタイプのドライブとその機能
三方バルブステムは作動可能です：
サーモスタットに取り付けられた感温素子。このタイプの制御の利点は、単純さ、高精度、および電源の必要がないことです。
サーモスタット付き三方弁
電気駆動。電動バルブは、さまざまな場所に設置された温度センサーまたは共通の制御コントローラーからユーザーが設定したパラメーターを受け取ります。このような機器のコストは高くなりますが、主な利点はデバイスの最大精度です。
電動機器
さらに
暖かい床または他の通信システム用のバルブを購入するときは、次のことも考慮することをお勧めします。
- ノズルの直径。これは、デバイスに適したパイプの直径に対応している必要があります。パラメータを選択できない場合は、アダプタをインストールする必要があります。
- バルブ容量インジケーター（機器の技術文書に示されています）;
- 予定。冷水または温水、暖房、床暖房、ガスなどのバルブ（ドキュメントに示されています）。
- 元のデバイスに制御方法が装備されていない場合、追加の機器、たとえば、サーマルヘッド、電気ドライブなどを接続する機能。
- メーカー。最高品質のバルブは、スウェーデンの会社Esbe、アメリカの会社Honeywell、およびロシアとイタリアの合弁会社であるValtecによって製造されています。
デザイン
構造上、三方弁には、単一のハウジングに組み合わされた2つの二方弁が含まれます。同時に、ラジエーターや床暖房パイプの温水の温度に影響を与えることができるように、冷却液の流れの強さを調整します。
サーモスタット混合バルブは、次の要素で構成されています。
- 金属ケース;
- ロックワッシャー付きの鋼球またはステム。
- カップリングの固定。
バルブにステムが装備されている場合は、電気機械式アクチュエータに接続できます。次に、クーラントの流れと温度の制御を自動化できます。手動バルブには通常、金属製のボールが装備されています。このような装置の動作原理は、キッチンの蛇口の動作に似ています。
動作原理
三方弁には、ラインを接続するための3つのノズルが装備されています。それらの間に、3つのブランチのうちの2つへの給水を調整するバルブが設置されています。タップの向きとその接続に応じて、2つの機能を実行します。
- 1つの出口への2つの冷却剤の流れの混合。
- 1つのラインから2つの週末への分離。
三方弁は、四方弁のように、それに接続されたチャネルをブロックせず、液体を入口から出口の1つに向け直すだけです。一度に閉じることができるのは1つの出口のみ、または両方を部分的にブロックすることができます。
最も単純なバージョンでは、ラジエーターは直列または並列のいずれかでボイラーに直接接続されます。火力の観点から各ラジエーターを個別に調整することは不可能であり、ボイラー内の冷却液の温度を調整することのみが許可されています。
それでも各バッテリーを個別に調整するために、ラジエーターと平行にバイパスを挿入し、その後にニードルタイプのコントロールバルブを挿入して、バッテリーを通過する冷却液の量を制御することができます。
システム全体の総抵抗を維持するには、バイパスが必要です。 循環ポンプの動作を妨げないように。 ただし、このアプローチは実装に非常に費用がかかり、操作が困難です。
三方弁は、バイパス弁と制御弁の接続点を実質的に組み合わせているため、接続がコンパクトで操作が簡単です。さらに、スムーズな調整により、特定の部屋に1つまたは2つのラジエーターを含む限られた回路で目標温度を簡単に達成できます。
ボイラーからの冷却水電流の一部を制限し、それを逆流、つまりラジエーターからボイラーに戻る水で補うと、加熱温度が低下します。同時に、ボイラーは設定された給湯器を維持しながら同じモードで動作し続け、その中の水循環率は低下しませんが、燃料消費量は減少します。
暖房システム全体に1つの循環ポンプを使用する場合、三方弁の作動に関連してボイラーの側面に配置されます。ボイラーの戻り入口に設置され、すでに冷却された水がラジエーターから流れ、フローセパレーターとして機能します。
入口では、ボイラーから高温の冷却剤が供給されます。バルブの設定に応じて、流れは2つの部分に分けられます。水の一部はラジエーターに行き、一部はすぐに逆方向に排出されます。最大火力が必要な場合、バルブはラジエーターにつながる入口と出口が接続されている極限位置に移動します。
加熱が必要ない場合は、冷却剤の全量がバイパスを通って戻りラインに流れます。ボイラーは、実際の熱伝達がない場合にのみ温度を維持するように機能します。
このような接続の欠点は、加熱の複雑なバランスであり、同じ量の冷却剤が各分岐と各ラジエーターに入り、さらに、極端なラジエーターに直列に接続すると、すでに冷却された水が到達します。
床暖房用
マルチサーキットシステムでは、不均一な熱分布の問題を解決する最も簡単な方法は、個々のサーキットに循環ポンプを備えたコレクターグループを使用することです。
これは、2階以上の家では特に重要です。
多数のラジエーターまたは暖かい床の存在下
三方弁は、2つの流れを混合するように機能します。 1つの入力はボイラーからのラインを接続し、もう1つはリターンパイプからのラインを接続します。混合すると、水は熱交換器に接続された出口に入ります。
この接続スキームは、暖かい床を接続する場合に特に関係があります。
60ºС以上のボイラーからの熱媒体の温度で35ºСの最大許容値を考えると、回路内の水の最高温度を制限することが可能になります。これは特に重要です。
暖かい床のパイプ内の水の循環は常に維持されます。これは、歪みのない均一な加熱に必要です。実際、ボイラーからの温水は床下暖房回路の冷却水を加熱するためだけに来て、余分なものはボイラーに排出されます。
したがって、ボイラーが75-90ºСまで水を加熱する高温暖房でも、床下暖房に28-31ºСの暖房を装備することが可能です。
暖房システムで三方弁はどのように機能しますか
バルブの動作原理は、異なる温度の水流を混合することです。なぜこれを行う必要がありますか？技術的な詳細に立ち入らない場合は、次のように答えることができます。暖房ボイラーの寿命を延ばし、より経済的な操作を行うことです。
三方弁は、加熱装置を通過した後、加熱された水と冷却された水を混合し、加熱のためにボイラーに送り返します。どちらの水をより速く、より簡単に加熱するか（冷たいか熱いか）という質問に対して、誰もが答えることができます。
混合と同時に、バルブは流れを分離します。管理プロセス自体を自動化したいという自然な欲求があります。これを行うために、バルブにはサーモスタット付きの温度センサーが装備されています。この場合、電気駆動装置がここで最適に機能します。暖房システム全体の機能の質は、駆動装置によって異なります。
- このようなバルブは、循環流を2つの回路に分割する必要があるパイプラインの場所に設置されます。
- 一定の油圧モードで。
- 変数付き。
いつもの 一定の油圧フロー 一定量の高品質クーラントが供給される消費者が使用されます。品質指標に応じて規制されています。
可変フローは、品質インジケーターが主要なものではないオブジェクトによって消費されます。彼らは量的要因を気にします。つまり、それらの場合、必要なクーラントの量に応じて供給が調整されます。
バルブと双方向の対応物のカテゴリにあります。これら2つのタイプの違いは何ですか？三方弁は完全に異なる方法で機能します。その設計では、ステムは一定の水力レジームで流れを遮断することはできません。
常に開いており、一定量のクーラントに設定されています。これは、消費者が量的および質的の両方で必要な量を受け取ることを意味します。
基本的に、バルブは一定の油圧流量の回路への供給を遮断することはできません。ただし、可変方向をブロックできるため、圧力と流量を調整できます。
2つの2方向バルブを組み合わせると、3方向の設計になります。この場合、両方のバルブが可逆的に機能する必要があります。つまり、最初のバルブが閉じているときに、2番目のバルブが開く必要があります。
動作原理による三方弁の種類
- 行動原理によれば、このタイプは2つの亜種に分けられます。
- 混合。
- 分割。
すでに名前で、各タイプがどのように機能するかを理解できます。ミキサーには1つの出口と2つの入口があります。つまり、クーラントの温度を下げるために必要な2つのストリームを混合する機能を実行します。ちなみに、床暖房システムで希望の温度を作り出すには、これが理想的な装置です。
出て行く天井の温度を調整することは非常に簡単です。これを行うには、2つの流入ストリームの温度を把握し、それぞれの比率を正確に計算して、出口で必要な温度レジームを取得する必要があります。ちなみに、このタイプのデバイスは、適切に設置および調整されていれば、流れの分離の原理でも機能します。
3方向分割バルブは、メインフローを2つに分割します。 したがって、彼には2つの選択肢があります。 と1つの入り口。この装置は、温水システムの温水分離に一般的に使用されます。多くの場合、専門家はそれをエアヒーターの配管に取り付けます。
外観上、両方のデバイスは互いに違いはありません。しかし、それらの図を断面で考えると、すぐに目を引く違いが1つあります。混合装置には、1つのボールバルブを備えたステムがあります。
中央に位置し、メイン通路のサドルを覆っています。1本のステムの分離バルブにはこのようなバルブが2つあり、それらは出口パイプに取り付けられています。それらの動作の原理は次のとおりです。最初の通路はサドルにしがみついて1つの通路を閉じ、2番目の通路はこの時点で別の通路を開きます。
- 最新の三方弁は、制御方法によって2つのタイプに分けられます。
- マニュアル。
- 電気の。
多くの場合、手動バージョンを処理する必要があります。これは、通常のボールバルブに似ていますが、3つのノズル（出口）のみがあります。電気自動システムは、民間住宅建設の熱分布に最もよく使用されます。
他の装置と同様に、三方弁は供給パイプの直径と冷却剤の圧力によって決定されます。したがって、認証を可能にするGOST。 GOSTに準拠しないことは、特にパイプライン内の圧力に関しては重大な違反です。
