Привод контроллер трехходового клапана

Трёхходовой смесительный клапан — управление, применение, особенности.

Трёхходовой клапан (кран) — устройство смешения или разделения потоков рабочей среды (жидкости или газа). В быту чаще всего он используется в системах вентиляции, отопления, ГВС и тёплых полов. С помощью трёхходового крана можно плавно менять расход воды через теплообменник, регулируя тем самым температуру в системе.

Проще говоря, трёхходовой кран применяют тогда, когда нужно перераспределять поток рабочей среды, а не просто открывать или закрывать, как в случае с обычным краном. Это позволяет поддерживать постоянную циркуляцию в системе, улучшить теплосъём и оптимизировать работу отопительных приборов.

Принцип работы трёхходового клапана

Трёхходовые клапаны бывают двух видов: смесительные и разделительные.

Как понятно из названия, первые смешивают два потока, а вторые, наоборот разделяют один поток на два. При этом они имеют схожий принцип работы: внутренний клапан перекрывает два отверстия в определённой пропорции. В этой же пропорции смешиваются или разделяются потоки.

Трёхходовой клапан с электроприводом

Для того чтобы управлять трёхходовым краном автоматически, на него устанавливают электропривод, который позволяет позволяет поворачивать кран на необходимый угол.

Сигналы управления формирует интеллектуальное устройство (контроллер или регулятор), примеры которых будут рассмотрены ниже.

Привод крана может управляться напряжением 220 В или 24 В.

По типу сигнала управления различают два вида приводов трёхходовых клапанов:

• привод с импульсным управлением
• привод с управлением аналоговым сигналом 0-10 В или 4-20 мА

Привод трёхходового клапана с импульсным управлением

Этот тип привода управляется с помощью электрических импульсов разной длительности. Электронная плата привода имеет два дискретных входа, один из которых отвечает за закрытие, а другой — за открытие.

При подаче напряжения на один из дискретных входов клапан начинает открываться или закрываться( в зависимости от того, на какой вход подано напряжение), и делает это до тех пор, пока управляющее напряжение не будет «снято» со входа. Подача напряжения на другой вход приведёт к началу вращения привода в противоположном направлении.

Таким образом, чем дольше подавать управляющее напряжение на вход, тем на больший угол привод успеет повернуть клапан. Подача на дискретные входы импульсов различной длительности позволяет открывать (или закрывать) клапан «по чуть-чуть». Полное время закрытия/открытия клапанов сильно различается и может составлять от нескольких секунд до нескольких минут.

Приводы с импульсным управлением чаще всего имеют датчик положения, для определения текущей степени открытия клапана. Сигнал с этого датчика может использоваться в контроллере для улучшения качества управления или визуализации положения клапана.

Привод трёхходового крана с аналоговым управлением

Электроника такого привода «принимает» на вход унифицированный аналоговый сигнал. Это либо токовый сигнал 4-20 мА, либо сигнал напряжения 0-10 В, либо может управляться любым из этих сигналов.

Принцип управления в данном случае достаточно прост: чем больше ток управляющего сигнала в диапазоне от 4 до 20 мА — тем больше открыт клапан. При сигнале тока 4 мА, он будет полностью закрыт, а при 20 мА — полностью открыт.

С управляющим сигналом по напряжению (0-10 В) всё аналогично.

В таких приводах датчик положения не так важен, поскольку по значению поданного управляющего напряжения можно однозначно определить его положение.

Контроллер управления трёхходовым клапаном

Для того чтобы управлять трёхходовым клапаном по температуре в системе, используют интеллектуальное устройство (контроллер или регулятор).

Для примера рассмотрим систему отопления. В качестве регулятора возьмём «ТРМ12» компании «ОВЕН».

Датчик температуры измеряет температуру в помещении и передаёт показания на регулятор, который управляет трёхходовым клапаном.

Если клапан будет полностью открыт, вся горячая вода от котла потечёт через теплообменник (показано красным цветом на схеме) и мощность нагрева будет максимальной. При полностью закрытом клапане вода будет циркулировать по малому кругу (показан синим цветом) через теплообменник, постепенно остужаясь. При понижении температуры в помещении регулятор будет приоткрывать трёхходовой вентиль, подмешивая горячую воду от котла в поток теплоносителя, циркулирующий через радиатор.

В результате регулятор «подберёт» такое положение вентиля, при котором количество подмешиваемой горячей воды обеспечит заданную температуру в помещении.

ТРМ12 работает по принципу ПИД-регулятора (о нём можно почитать тут ). Пользователь задаёт необходимое значение температуры в помещении с управляющей панели прибора. По текущему значению температуры, полученному от датчика, и заданию пользователя контроллер вычисляет, на сколько нужно открыть трёхходовой кран, и посылает управляющие импульсы необходимой длительности.

Для управления приводом клапана с аналоговым входным сигналом ТРМ12 не подходит. Вместо него можно выбрать, например ТРМ10. Вот его функциональная схема:

Как видите, этот регулятор имеет универсальный аналоговый выход (о-10 В или 4-20 мА).

Источник

Обзор электроприводов со встроенным датчиком и регулятором температуры.

В прошлой статье мы рассматривали тему трехходовых термостатических смесительных клапанов со встроенным термоэлементом. Несмотря на множество достоинств, у данных клапанов есть один большой недостаток – низкая пропускная способность (в силу конструктивных особенностей). Из представленных на рынке РФ клапанов данного типа лишь несколько моделей обладают максимальной пропускной способностью – 4,8-5 м3/ч. Что делать в ситуации, когда такой пропускной способности не хватает (теплый пол большой площади), нужен широкий диапазон регулирования температуры или потоки нужно разделять (перенаправлять), а не смешивать? В этом случае можно использовать стандартные поворотные клапаны без термоэлемента, но с установленным на них приводом-контроллером постоянной температуры.

Пример использования привода- контроллера. Как это выглядит?

Трехходовой поворотный муфтовый клапан.

Для начала разберемся с клапанами. Речь идет о трехходовых или четырехходовых муфтовых регулирующих клапанах поворотного (ротационного) типа. На рынке присутствует множество производителей подобных клапанов: ESBE, Danfoss, Seltron, Valtec, Siemens, Afriso, Saiter и т.д. Диаметры (DN) от 15 до 50. Пропускная способность (Kvs) от 0,4 до 40 м3/ч. Резьба внутренняя или наружная.

Примеры трехходовых поворотных муфтовых клапанов:

В зависимости от схемы монтажа, эти клапаны условно делятся на смесительные (два входа и один выход) и отводные (один вход и два выхода). Какую функцию (смесительную или отводную) будет выполнять клапан – зависит от схемы подключения. В разных случаях предпочтительнее то или иное применение.

Если клапан смесительный, то он смешивает два потока теплоносителя (горячий и холодный) в нужной пропорции и выдает на выходе смесь заданной температуры.

Если клапан отводной, то он разделяет в нужных пропорциях или перенаправляет поток теплоносителя, регулируя, таким образом, температуру в нужной точке трубопровода.

Смесительный

Отводной

За точное положение и величину угла поворота штока клапана как раз и отвечает привод-контроллер, который является электронным устройством и имеет много дополнительных функций. Тепловые схемы с его участием более разнообразны и универсальны, чем при использовании термостатического смесительного клапана.

Привод-контроллер с датчиком температуры.

У разных производителей этот прибор имеет разные названия: контроллер постоянной температуры (Seltron), электропривод со встроенным датчиком и регулятором температуры (Stout, Barberi), сервомотор с интегрированным термостатом (Meibes), интегрированный привод и контроллер (ESBE), сервопривод ротационный со встроенным контроллером (Valtec). Но все они выполняют одну и ту же функцию: получение постоянного регулирования температуры отпускаемой потребителю среды в определенных температурных пределах. Или, другими словами, управляют регулирующим клапаном с целью получения определенной температуры в заданной точке трубопровода (точка установки температурного датчика контроллера).

Примеры контроллеров постоянной температуры:

Контроллер ESBE CRA111	Контроллер Seltron ACC30	Контроллер STOUT SVM-0005-230017	Контроллер Meibes ME 66341.33

В комплект поставки контроллера, как правило, входит привод со встроенным контроллером, переходник для монтажа на клапан, накладной или погружной датчик температуры, а также кабель питания с вилкой.

Прибор монтируется непосредственно на управляемый клапан. Датчик устанавливается в точке контроля температуры. Далее, на приборе выставляется необходимое температурное значение и, таким образом, мы получаем универсальный терморегулятор, который регулирует температуру в точке установки датчика.

Такие терморегуляторы имеют широкое применение в различных системах отопления:
— Радиаторное отопление;
— Теплые полы большой площади;
— Поддержание необходимой температуры обратной линии котла;
— Управление теплообменником;
— Установка в смесительные насосные группы.

Примеры использования контроллеров постоянной температуры.

Радиаторное отопление (трехходовой клапан используется как смесительный)

Радиаторное отопление (3-ходовой клапан смесительный)		Радиаторное отопление (четырехходовой клапан)

Водяные теплые полы		Поддержание температуры обратной линии котла

Установка привода- контроллера в смесительные насосные группы различных производителей

Совместимость контроллера с клапаном.

При планировании приобретения и монтажа контроллера постоянной температуры на клапан того или другого производителя, необходимо предварительно проверить совместимость креплений клапана и контроллера. Совместимость напрямую зависит от формы штока используемого клапана. Существует классическая форма штока, как, например, у клапанов Valtec, MUT, Seltron, Barberi, STOUT, Somatherm, Afriso, Acaso, IVAR, BRV и т.д. А также оригинальная форма, разработанная индивидуально производителем клапана (ESBE, Danfoss, Siemens и т.д.). Установить контроллер на классическую форму штока не составит никаких проблем. С оригинальными формами сложнее. Для установки на такие клапаны требуются специальные монтажные комплекты (переходники) под клапан конкретного производителя и имеются они не у всех контроллеров. Самым большим ассортиментом переходников для клапанов сторонних производителей обладают контроллеры ESBE и Seltron.

Классическая, стандартная форма штока		Оригинальная форма штока

В любом случае, перед приобретением контроллера необходимо проконсультироваться с продавцом по поводу совместимости того или иного прибора с вашим клапаном.

Источник