Вентиль для отопления с сервоприводом

Как работают сервоприводы и трехходовые клапаны

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.

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.

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

Такой вариант служит для перенаправления потоков 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.

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.

Вентиль для отопления с сервоприводом

Трехходовой клапан с сервоприводом для ГВС

Для многих начинающих сантехников трехходовой клапан таит много таинств и загадок. В этой статье я постараюсь объяснить, как будет работать трехходовой клапан с сервоприводом трех разных моделей. Мы рассмотрим логику работы и электрическую схему подключения сервоприводов.

Вариант 1: Цена от 6300 до 9200 рублей. Могут быть варианты артикулов.

Вариант 2: Цена около 2500-5000 рублей, если попытаться найти его на китайском сайте и заказать с Китая.

Вариант 3. Дорогой вариант, но зато вариантов очень много. Цена может быть около 15-20 тыс. руб.

Схема подключения трехходового клапана с сервоприводом для ГВС

Клапан может быть установлен как на подающую линию (подачу), так и на обратную линию трубопровода (обратку).

Многие зададут вопрос: — А куда лучше? На подачу или на обратку?

По функционалу ГВС это не принципиально. Но есть некоторые нюансы, почему надо поставить на подачу или на обратку.

Нюансы между подачей и обраткой:

1. Трехходовой клапан ставят на подачу, чтобы обратную линию трубопроводов разгрузить от всяких клапанов, которые могут перекрывать проход теплоносителя. Проще говоря, чтобы слить воду из системы отопления. Также помогает при пуске системы отопления. Заполнение системы водой и высвобождение воздуха происходит лучше. Трехходовой клапан на обратке будет мешать наливать и сливать воду из системы отопления.

2. Также трехходовой клапан ГВС ставят на подачу для того, чтобы получить правильное распределение гидравлического сопротивления относительно насоса на линии насоса. Выразился, конечно, сложно. Но если Вы начнете изучать, как распределяется давление в каждой точке системы отопления, Вы поймете разницу того, как влияют различные клапана на распределение давления. Это влияние будет сильнее, чем больше потеря возникает на клапана. Проще говоря, в системе в какой-то точке может появиться низкое критическое давления. А низкое давление может вызвать кавитацию в насосах и не только в насосах.

3. При очень высоких температурах (90-110) трехходовой клапан может быть установлен на обратку. В основном это нужно делать там, где имеются твердотопливные котлы. Где нет защит от высокой температуры. Высокая температура приводит к нарушению герметичности клапанов.

Кто-нибудь из Вас знает, почему нужно ставить гидроаккумулятор на обратную линию насоса? Или полагает, что его можно поставить куда угодно? А Вы знаете, почему насос ставится на подачу или на обратку? Ответ: Все потому, что от того где находятся данные элементы меняется распределение давления в разных точках трубопровода. А в некоторых случаях опять причиной становится удобство заливать и сливать теплоноситель в системе отопления. Также помогает избежать завоздушивания и многое другое.

А почему в инструкции котлового оборудования рекомендуют держать давление не менее 1,5 Bar? Потому что в теплообменнике котла нельзя снижать давление! Снижение давление приводит к кавитации теплоносителя в теплообменнике. Также приводит к раннему закипанию теплоносителя. А это все приводит не только к понижению мощности котла, но и отложению накипи в теплообменниках, что приводит к отложению накипи и зарастанию теплообменников. Что в свою очередь приведет к малому сроку службы котлового оборудования.

А Вы думаете, если манометр показывает 1,5 Bar, это означает, что давление меньше 1,5 Bar не может присутствовать в системе на той же высоте где манометр? Ответ: Такое может быть и чаще это происходит у хозяев, которые самостоятельно придумывают, где будет стоять насос и гидроаккумулятор. И не понимают, как после этого будет распределяться давление.

Подробнее о распределении гидравлического сопротивления Вы узнаете тут: http://infobos.ru/str/601.html

Также как влияет гидроаккумулятор на распределение давления: http://santeh-baza.ru/viewtopic.php?f=2&t=93

Зачем нужен трехходовой клапан для ГВС?

Основная задача трехходового клапана для ГВС это перенаправить движение теплоносителя от системы отопления в сторону Бойлера косвенного нагрева (другого теплообменника) и обратно в автоматическом режиме.

Как только пришла команда нагревать бойлер косвенного нагрева, то нужно перенаправить теплоноситель в сторону змеевика БКН. Сигнал о нагреве генерируется специальным реле, который находится у БКН(Бойлера Косвенного Нагрева). То есть БКН имеет встроенное электрическое термо-реле, которое дает контакт переключения.

Как выглядит трехходовой клапан для ГВС?

Сам по себе клапан может иметь разнообразную форму. Клапан может иметь двигающийся шток. Также может быть клапан с вращающимся механизмом.

Вариант 1 и вариант 2 – это клапаны с передвижением штока.

Вариант 1. Подойдет для частного дома до 8 человек и 4 санузлов. Это определенный строгий стандарт клапанов и не подлежит различным вариантам по пропускной способности. Просто потому, что такой клапан чаще стоит внутри настенного котла. И он часто имеет свой определенный диаметр и пропускную способность. К сожалению, я не смог найти его пропускную способность.

Вариант 2. Вариантов может быть много, в плане пропускной способности и выбора диаметров.

Вариант 3. Клапан с вращающимся механизмом называют ротационным смесительным клапаном. Ротационный смесительный клапан может использоваться не только для смешивания, но и для того, чтобы просто перенаправить поток теплоносителя в другой трубопровод.

Вариант 3 предназначен по большей части для клапанов с большой пропускной способностью. Обладает возможностью использовать клапана с большим диаметром (пропускной способностью). То есть можно использовать различное множество клапанов с любыми возможными диаметрами:

Ротационные смесительные клапаны.

К таким клапанам монтируется сервопривод(электропривод).

Вариант 1. Как работает такой клапан? Скорость переключения примерно 8 секунд.

Такой клапан предназначен для внедрения его вовнутрь котла. Но Вы его можете купить отдельно. И использовать где-нибудь снаружи для своих личных функций. Такую модель трехходового клапана могут устанавливать на различные котлы разного производителя. Поэтому чтобы купить или заказать такой клапан нужно обращаться в магазин, где торгуют настенными котлами. И попросить продавца заказать именно эту деталь (Трехходовой клапан 3/4 для котлов Thermona THERM). Предложить указать артикул: 21053. Также можно его заказать в интернете введя в поиск: Трехходовой клапан 3/4 для котлов Thermona THERM артикул 21053.

У этого клапана есть один недостаток: Из личного опыта, имеет дефекты в работе. То есть при переключении направления, моторчик не может остановиться. И это вызывает звук трещания фиксаторов. Данная проблема возникает тогда, когда сервопривод находится в горячей среде. То есть на холодную работает хорошо. Если котел будет работать на 75 градусов и более такая проблема может появиться. Я лично сталкивался с этой проблемой и механически знаю, из-за чего это происходит. Не хватает длины паза, в которую попадает фиксатор. Моторчик вовремя не останавливается и функция фиксатора не выполняет отключения контактов питания моторчика. Как решается эта проблема описано на форуме: http://santeh-baza.ru/viewtopic.php?f=22&t=266

Электрическая схема работы клапана для ГВС котла Thermona?

Электрическая схема с котлом и бойлером

У сервопривода есть три контакта один общий. Если дать напряжение 220 Вольт на два контакта (направление 1 + общий) Будет одно положение. На другое положение нужно дать напряжение 220 Вольт на другой контакт (Направление 2 + общий). Фаза и ноль сети 220 Вольт не принципиально.

Сам сервопривод не обладает электронной платой. Там моторчик работает на 220 Вольт. У этого моторчика есть 2 контакта, замыкая 220 Вольт, моторчик крутится только в одну сторону.

Но помимо самого моторчика имеется механическая логика его работы. Эта логика отключает питание моторчика, если достигнуто определенное положение клапана.

Если замыкать 220 Вольт на определенные контакты Вы получаете нужное действие сервопривода.

Положение клапана 1: Общая клемма + клемма 1

Положение клапана 2: Общая клемма + клемма 2

Напряжение снимать не нужно, моторчик сам отключится, когда достигнет нужного поворота. Сервопривод имеет механическую структуру переключения. И сам выключится по достижению угла поворота.

Скорость переключения примерно 8 секунд. Написано в руководстве котла.

Вариант 2. Клапан с сервоприводом Honeywell VC4013. Скорость переключения 7 секунд.

Вариант 2 работает также как и вариант 1.

В моделях можно найти двухходовые и трехходовые клапаны от 1/2 дюйма до 1” дюйма. Пропускная способность до 7,7 Kvs

Вариант 3. Самый сложный вариант, который требует более детального изучения. Имеет разнообразный функционал работы.

Если у Вас имеется более производительная система отопления + ГВС с большими расходами. То использовать клапаны варианта 1 и 2 не имеет возможности, так как они имеют малую пропускную способность!

Данное устройство состоит из двух деталей:

1. Ротационный смесительный клапан (диаметр на выбор)

2. Сервопривод (Электропривод)

Вместе с сервоприводом продается комплект подключения к трехходовому клапану.

Принцип работы варианта 3 такой же, как и у вариантов 1 и 2. Дать напряжение на два проводника для какого-то определенного положения.

Чтобы сервопривод подошел к клапану следует выбирать трехходовой клапан ESBE. И сервопривод производителя ESBE. Ниже будет каталог клапанов и сервоприводов для знакомства.

Трехходовой клапан ESBE

Модели клапана, которые вам пригодятся:

На 25: ESBE VRG 1313MG25 Kvs = 10 м3/час. артикул: 11601000

На 32: ESBE VRG 1313MG32 Kvs = 16 м3/час. артикул: 11601100

На 40: ESBE VRG 1313MG40 Kvs = 25 м3/час. артикул: 11301200

На 50: ESBE VRG 1313MG50 Kvs = 40 м3/час. артикул: 11401200

Этим клапанам для поворота нужна сила крутящего момента не ниже 5 Нм. Сервопривод дает 6 Нм. Но не ошибайтесь, потому что есть сервопривода с крутящим моментом 3 Hм.

Модель сервопривода: ESBE ARA641 на 220 Вольт. 30 секунд. Номер артикула 12101100

1. Поворот 90 градусов. Есть настройка корректировки градуса. Можно сделать чуть больше или чуть сдвинуть в сторону.

2. 3х точечное управление. То есть 3 контакта 220 Вольт для управление: Клемма 1, клемма 2 и общая клемма.

3. Время, за которое привод повернется на 90 градусов зависит от модели. Модель ARA641 30 сек.

4. Кабель провода 1,5 метра.

5. Крутящая сила: 6 Нм.

Электрическая схема сервопривода: ESBE ARA641

У данного устройства есть три проводника: Синий, коричневый и черный.

Синий – общий проводник, обычно на него замыкают Ноль

Коричневый и черный это проводники положения 1 и 2.

Когда идет напряжение 220 Вольт на синий и черный привод поворачивается в одну сторону на 90 градусов.

Когда идет напряжение 220 Вольт на синий и коричневый привод поворачивается в другую сторону на 90 градусов.

У таких сервоприводов есть кнопочка для отключения направления движения клапана. То есть принудительно можно направить клапан в нужное положение во время ремонта или теста.

Обратите внимание, чем больше клапан тем, больше может потребоваться крутящая сила.

В каталоге ESBE Вы можете подобрать другие клапаны и сервоприводы!

1. Выбрать не трехточечное (трехконтактное) управление, а двухточечное управление. То есть на один контакт идет постоянное напряжение, а на второй контакт вы просто даете или отбираете напряжение.

2. Угол поворота может быть более 90 градусов. Например, 180 градусов.

3. Время закрытия не 30 секунд, а намного больше. Например, может понадобиться плавный переход до 1200 секунд.

4. Взять привод с другой силой крутящего момента.

5. Привод на 24 или 220 вольт.

6. Можно подобрать сервопривод не только для переключения, но и для получения нужной температуры смешиванием.

Скачать каталог ESBE для подбора клапана и сервопривода: esbekatal.pdf

Если у кого-то есть двухточечный сигнал от бойлера косвенного нагрева или от какого-нибудь термостата имеющий только двухточечный контакт, то можно использовать электромагнитное переключающее реле.

Эту модель нужно искать в специализированных магазинах электрики и электроники.

Модель: ABB CR-P230AC2. На контакт 1 и 2 подается 220 вольт. Нагрузка переключающих контактов на 8 ампер не превышать. 8 А х 220 Вольт = 1700 Вт. Выдержит оборудование до 1700 Вт. К насосам и лампам накаливания не относится так как первый пуск требует больших токов.

Для того, чтобы ее подключить к проводам используется специальный разъем:

Цоколь ABB CR-PLSх (логический) для реле CR-P