Si vous êtes arrivé à cet article grâce à une recherche, vous avez probablement déjà entendu parler des raccords de tuyaux de mélange utilisés dans les systèmes de chauffage des maisons et des appartements privés. Donc, sans longue préface, nous suggérons de discuter de 3 questions: comment fonctionne la vanne thermostatique à trois voies, où elle doit être installée et comment choisir la bonne afin de ne pas gaspiller d'argent supplémentaire.
Le principe de fonctionnement et les types de vannes
La tâche de toute vanne à 3 voies est de fournir de l'eau à la température requise à la ligne en mélangeant ou en séparant 2 flux. En conséquence, l'élément est équipé de trois sorties, dont l'une est toujours ouverte, et les deux autres se chevauchent complètement ou partiellement pendant le fonctionnement. D'où le nom de la grue - à trois voies (parfois ils disent aussi "à trois voies", ce qui n'est pas correct).
Remarque. La pompe de circulation de chauffage est toujours installée précisément du côté de la sortie ouverte, sinon le circuit ne fonctionnera pas correctement, comme nous l'avons écrit plus tôt dans une autre instruction.
Selon la méthode de préparation du liquide de refroidissement à la température souhaitée, les vannes thermostatiques sont divisées en 2 groupes, comme indiqué sur la photo:
- Mélange. Ils sont fournis avec 2 jets d'eau - chauds et réfrigérés (les entrées sont marquées des lettres "A" et "B"), et à partir du troisième tuyau (marquant "AB") il y a un mélange de la température réglée. Sur le boîtier en laiton, il y a une marque en forme de flèche convergeant dans deux directions.
- Séparation ou distribution. Le liquide de refroidissement entrant est divisé en 2 flux de taille réglable. Marquage sur le corps - 2 flèches divergentes ou les lettres «A», «B» sur les tuyaux de sortie et «AB» sur l'entrée.
Pour référence. Il existe un troisième type de vannes thermiques à 3 voies - les tongs. Ils sont placés dans des chaudières murales à gaz avec un circuit d'eau et, à l'aide d'un entraînement électrique, commutent le mouvement de flux entre l'échangeur de chaleur de chauffage principal et l'échangeur secondaire fournissant de l'eau chaude sanitaire. En dehors des générateurs de chaleur, de tels éléments sont très rarement utilisés.
Selon le principe de fonctionnement, les grues à trois voies sont également divisées en deux types - selle et boule. Le dispositif du premier est similaire aux vannes à eau ordinaires, mais au lieu d'une tige filetée, une poussée est utilisée. Une plaque y est fixée, se déplaçant entre deux selles et se chevauchant 2 passes à tour de rôle. Le pressage de la tige s'effectue de trois manières:
- thermocouple intégré
- tête thermique avec capteur de température à distance
- servocommande.
Comment cela se produit est illustré dans le diagramme et décrit en détail dans notre autre publication.
Les vannes mélangeuses à bille fonctionnent sur le principe des mêmes vannes, avec seulement trois sorties. Ils sont commandés manuellement ou par un entraînement électrique faisant tourner la tige à la commande de l'automatisation. Les éléments sont à passage intégral et ont un débit élevé, et donc une moindre résistance hydraulique. L'inconvénient est la dépendance à la tension du secteur et la nécessité d'installer une alimentation sans coupure (UPS).
Où placer la vanne à 3 voies et quand elle n'est pas nécessaire
Avant de choisir une vanne à trois voies, il est conseillé de s'assurer qu'elle est vraiment nécessaire. En effet, sur Internet et dans la vie réelle, il y a suffisamment de conseillers qui comprennent mal l'essence du problème. Donc, nous listons les situations où cette valve est vraiment nécessaire:
- Pour protéger la chaudière à combustible solide de l'approvisionnement en réfrigérant froid et de la condensation sur les parois intérieures du four.
- Pour réguler la température de l'eau dans les circuits de chauffage.
- Limiter l'échauffement du liquide de refroidissement dans les circuits de chauffage par le sol.
On a beaucoup parlé du condensat qui provoque la formation de croissances collantes sur les parois de la chambre de la chaudière TT, y compris sur notre ressource. Il apparaît pendant le processus de chauffage, lorsque la température dans le four est déjà élevée et que l'eau du système de chauffage est froide. Pour éviter cela, les conduites d'alimentation et de retour sont connectées en bypass, où une vanne 3 voies est installée. Il fait couler le liquide de refroidissement du réservoir de la chaudière dans un petit cercle, et seulement lorsqu'il est chauffé à 50-60 ° C commence à mélanger l'eau du système.
Avis important. La vanne sert d'élément de sécurité pour un échangeur de chaleur en fonte, s'il est installé dans votre générateur de chaleur. Imaginez que la maison ait coupé l'électricité pendant 1-2 heures, pendant lesquelles le réseau de radiateurs parvient à refroidir. Sans mélangeur, l'eau froide ira brusquement dans une chaudière préchauffée lorsque le courant sera rétabli. À partir d'une telle différence, la fonte subira un choc thermique et peut se fissurer.
Le contrôle de la température dans les circuits de chauffage utilisant une unité de mélange est nécessaire dans de tels cas:
- dans les systèmes de chauffage complexes, lorsque plusieurs lignes avec des conditions de température différentes doivent être connectées à un peigne commun, par exemple, un réseau de radiateurs, un chauffage par le sol et une chaudière à chauffage indirect;
- lors de la connexion des mêmes consommateurs au ballon tampon - à la batterie thermique;
- lors de la fourniture d'eau chauffée à un échangeur de chaleur d'une unité de traitement d'air de ventilation utilisée pour le chauffage de l'air d'un chalet.
Étant donné que le caloporteur dont la température ne dépasse pas 50 ° C est dirigé vers les circuits de chauffage des planchers chauds et que 85 ° C peut également provenir de la chaudière, il doit être limité. Habituellement (mais pas toujours!) Le problème est résolu en installant une unité de mélange avec une vanne à 3 voies sur le collecteur de distribution. Ce dernier mélange l'eau glacée des circuits du plancher avec un liquide de refroidissement «externe» provenant de la chaudière.
Désormais, nous allons désigner les situations où l'achat et l'installation du mélangeur (ou du séparateur) ne sont pas nécessaires:
- Si la longueur de chaque boucle du plancher d'eau chaude ne dépasse pas 50 à 60 m, ce qui est tout à fait possible à réaliser, la régulation se fait sans unité de mélange. Au lieu de cela, les têtes RTL sont placées sur le collecteur de retour, limitant le débit par la quantité de liquide de refroidissement.
- Lorsque 2-3 unités de chauffage fonctionnent alternativement pour chauffer une maison privée, en maintenant une température de réseau constante d'au moins 40 ° C, vous n'avez pas besoin d'installer une vanne à trois voies pour une chaudière à combustible solide.
- Dans les systèmes de chauffage à circulation d'eau naturelle. La raison en est la chute de pression à travers la vanne, qui empêche le liquide de refroidissement de bouger. Il en va de même pour les accumulateurs de chaleur impliqués par écoulement gravitaire.
Remarque. Dans les systèmes gravitaires, des tuyaux de diamètre accru DN40 - DN50 sont utilisés. Cela signifie qu'ils devront acheter non pas un mélangeur à couplage conventionnel, mais une vanne encombrante de type bride à un prix décent. Une telle décision n'est pas raisonnable.
Si vous souhaitez savoir pourquoi il est préférable de choisir les têtes RTL et comment elles contrôlent les circuits de chauffage par le sol, regardez la vidéo d'un maître expérimenté et de notre expert Vladimir Sukhorukov:
Calcul de la bande passante
Il suffit de prendre une vanne à trois voies en fonction du diamètre du tuyau de l'unité de chauffage ou le tuyau d'alimentation ne fonctionnera pas. Le fait est que dans le processus de contrôle automatique, l'élément crée une résistance hydraulique variable, que la pompe de circulation doit surmonter pour fournir le débit de liquide de refroidissement requis. Par calcul, la valve est sélectionnée de manière à laisser passer le volume d'eau souhaité à différentes positions de la tige.
La principale caractéristique structurelle de toute vanne à 3 voies est le débit conditionnel, indiqué par la lettre Kvs et exprimé en m³ / h. Cette valeur, indiquée dans le passeport du produit, reflète la quantité de liquide de refroidissement froid passant à travers une vanne complètement ouverte en 1 heure. Dans ce cas, la chute de pression dans la zone avant et après le régulateur est de 1 bar.
Exemple.Si à travers une vanne à trois voies avec Kvs = 1,6 m³ / h, un tel volume d'eau est passé pendant une heure, alors la chute de pression (résistance hydraulique) sera de 1 bar ou 10 m de colonne d'eau. C'est trop pour le système de chauffage d'une maison privée, par conséquent, dans les calculs, une chute de pression réelle est prise - 0,15–0,2 bar (colonne d'eau de 1,5–2 m).
Pour sélectionner une vanne de régulation en fonction de sa capacité, vous devez d'abord déterminer le débit du liquide de refroidissement passant le long de la ligne régulée. La formule suivante est utilisée:
Ici:
- G est le débit d'eau requis, m³ / h;
- Q - charge thermique sur la branche de chauffage, kW;
- ∆t est la différence de température entre l'eau d'alimentation et l'eau de retour, généralement prise égale à 20 ° С, et dans les sols chauds - 10 ° С.
Exemple. La maison d'une superficie de 100 m² devrait être chauffée avec des contours au sol, ce qui devrait fournir un transfert de chaleur de 10 kW. Ensuite, G = 0,86 x 10/10 = 0,86 m³ / h de liquide de refroidissement doit être fourni au collecteur de distribution.
L'étape suivante consiste à calculer le coefficient réel K du débit de la vanne mélangeuse, en tenant compte de la pression différentielle sur celle-ci 0,2 bar selon la formule:
Pour le même exemple, la valeur de K sera égale à 0,86 / √0,2 = 0,86 / 0,45 = 1,9 m³ / h. Ensuite, ouvrez le catalogue du fabricant de vannes sélectionné et sélectionnez dans la ligne une vanne à trois voies dont le Kvs est égal ou supérieur à la valeur obtenue. Prenez la célèbre marque Danfoss (Danfoss) et choisissez une vanne avec buses DN15 et Kvs = 2,5 m³ / h de la série de produits VRB3. Le nominal précédent dans la rangée est de 1,6 m³ / h, ce qui n'est clairement pas suffisant dans notre cas.
Conseils de sélection
Un propriétaire ignorant qui décide de consulter un catalogue de toute entreprise bien connue à la recherche d'une vanne à trois voies peut être dérouté par la quantité et la variété des produits offerts. Pour vous aider à choisir la bonne valve dans une large gamme, nous vous donnerons quelques recommandations et commencerons par une liste de marques dont les catalogues valent généralement la peine d'être ouverts. Voici une liste d'entreprises bien connues dont les produits sont fiables:
- Danfoss (Danemark);
- Herz Armaturen (Autriche);
- Honeywell (États-Unis);
- Icma (Italie);
- Esbe (Suède);
- Caleffi (Italie).
Pour référence. Les sociétés cotées vendent une grande variété de raccords pour les systèmes de chauffage, y compris des vannes à deux voies, de sécurité et à quatre voies, des portes électromagnétiques et des thermostats. Des fabricants de pays de l'ancienne Union soviétique, nous pouvons recommander des produits de la marque Valtec (Valtek).
Maintenant, le bloc principal de recommandations:
- Pour protéger la chaudière à combustible solide de la condensation, vous pouvez choisir 2 types de vannes à trois voies - avec un réglage fixe et une tête thermique avec un capteur externe. La deuxième option coûtera 20 à 30% de plus et n'est pas toujours justifiée, car un changement de température de retour n'est pas nécessaire ici. Achetez un régulateur avec un thermostat interne réglé à une température de 50 ou 55 ° C.
- Pour contrôler le chauffage des branches individuelles et des circuits de chauffage par le sol, une vanne à 3 voies avec un capteur externe et une tête thermostatique est absolument nécessaire. Le ballon du capteur est installé sur le collecteur ou la canalisation dont la température doit être contrôlée.
- Les régulateurs à bille (ils sont également rotatifs) sont couplés à un entraînement électrique ou réglés manuellement. Si vous ne voulez pas compliquer le circuit et dépendre de l'électricité, choisissez un produit adapté aux caractéristiques des vannes à siège qui fonctionnent à partir de têtes thermiques.
- Le matériau du boîtier le plus «courant» est le laiton ou le bronze. Les éléments résistant à la corrosion sont plus chers et la fonte a peur des chocs thermiques et a une masse décente.
- Dans les projets ayant le même succès, des grues à trois voies mélangeuses et diviseuses sont utilisées. Mais si vous n'êtes pas un spécialiste du chauffage et montez le système vous-même, il vaut mieux prendre un mitigeur. Il est plus facile de le comprendre et de le corriger, comme l'expert vous le dira en détail dans sa vidéo:
Deux recommandations finales
Puisque nous avons présenté une méthode simplifiée pour calculer et sélectionner une vanne à 3 voies pour la capacité, nous vous conseillons fortement de consulter des personnes compétentes à ce sujet. Si ce n'est pas possible, achetez une valve avec une marge, quel que soit le prix. Il existe une autre option: convenir avec le vendeur d'un éventuel remplacement du produit au cas où il ne rentrerait pas.
Si vous avez besoin d'installer du chauffage à eau dans un grand chalet chauffé par un réseau de radiateurs et un chauffage au sol, et qu'il est prévu de fournir de l'eau chaude à partir d'une chaudière à chauffage indirect, alors sans l'aide de spécialistes expérimentés, vous ne pouvez pas le faire. Vous devrez créer 4 à 10 branches réglables, pour chacune desquelles vous devrez calculer et sélectionner une vanne à trois voies, puis équilibrer leur travail dans le complexe.