Zawory 3-drogowe w instalacjach hydraulicznych – charakterystyka, rodzaje i zastosowanie

Zawór przełączający (rozdzielający) służy do kierowania strumienia medium grzewczego lub chłodniczego w jeden z dwóch alternatywnych kierunków. Konstrukcja tego typu zaworu opiera się na kuli z wydrążeniem w kształcie litery T lub L. Obrót kuli realizowany jest najczęściej za pomocą siłownika elektrycznego, choć w niektórych przypadkach możliwa jest również regulacja ręczna.
W zaworach o typie T kula obraca się o 90°, zmieniając kierunek przepływu z drogi wspólnej (AB) na drogę A lub drogę B (AB-A <-> AB-B).

Zastosowanie i funkcja przełączania c.w.u.
Zawory przełączające są kluczowym elementem nowoczesnych układów grzewczych i chłodniczych z pompami ciepła lub kotłami gazowymi. Ich głównym zadaniem jest przełączanie priorytetu pracy układu:

• Tryb ogrzewania/chłodzenia: Zawór kieruje medium na instalację np. ogrzewanie podłogowe lub klimakonwektory.
• Tryb przygotowania ciepłej wody użytkowej: Po otrzymaniu sygnału z automatyki źródła ciepła (która wykryła spadek temperatury w zasobniku), siłownik obraca kulę zaworu, kierując cały strumień gorącego medium na wężownicę w zasobniku c.w.u. Po podgrzaniu wody użytkowej zawór powraca do pozycji wyjściowej.
   

Zawory te doskonale sprawdzają się również w instalacjach hybrydowych, gdzie zachodzi potrzeba przełączania pomiędzy dwoma niezależnymi źródłami ciepła zasilającymi ten sam układ

3-drogowy zawór przełączający serii 6447 (typ T z siłownikiem 2-punktowym)

Doskonały wybór do większości instalacji w budownictwie jednorodzinnym. Charakteryzuje się bardzo dobrymi parametrami przepływu (dla przyłączy 1/2” i 3/4” współczynnik Kv=3,9 m3/h, natomiast dla przyłącza 1” wynosi on aż Kv=9 m3/h, ). Sprawdzi się w układach o mniejszych mocach (np. z pompą ciepła o mocy do 15 kW).

Najważniejsze cechy:

• Całkowity brak przecieku wewnętrznego
• Konstrukcja typu T (stałe połączenie hydrauliczne, brak blokowania przepływu)
• Wysoka trwałość: kula wykonana z mosiądzu, a elementy wewnętrzne odpowiadające za ruch ze stali nierdzewnej (kluczowe przy częstym przełączaniu)
• Siłownik 2-punktowy (sterowanie on/off) kompatybilny z większością sterowników na rynku
• Stopień ochrony IP 54 (pyłoszczelność oraz odporność na zachlapanie wodą)
   

3-drogowy zawór przełączający serii 638 (typ T z siłownikiem 3-punktowym)

Zawór przeznaczony do większych i bardziej wymagających instalacji. Odznacza się wyjątkowo wysoką wartością współczynnika przepływu (dla średnicy 1 1/4” wynosi on aż Kv=24,7 m3/h). Dostępny w średnicach od 3/4” do 2”.

Najważniejsze cechy:

• Wszystkie zalety serii 6447 (brak przecieku, typ T, wysoka trwałość mechaniczna)
• Wyposażony w siłownik 3-punktowy
• Stopień ochrony IP65, co pozwala na montaż zaworu siłownikiem skierowanym do dołu
• Możliwość doposażenia w izolację termiczną (adapter) między korpusem a siłownikiem (składającą się z dwóch trzpieni ze stali nierdzewnej i pierścienia izolacyjnego). Element ten zapobiega kondensacji wilgoci wewnątrz obudowy siłownika przy pracy z zimnym medium oraz ogranicza przenoszenie wysokich temperatur na elektronikę.

Zawory strefowe charakteryzują się stosunkowo niskimi współczynnikami przepływu (Kv) i są dedykowane do obsługi mniejszych stref grzewczych lub bezpośredniego sterowania pojedynczymi odbiornikami (np. klimakonwektorami).

Zawór posiada jeden wlot oraz dwa niezależne wyloty:

• Drogę główną – zasilającą odbiornik (np. klimakonwektor)
• Obejście (by-pass) – kierujące medium z powrotem na rurę powrotną instalacji

W momencie, gdy pomieszczenie lub odbiornik osiągnie zadaną temperaturę, element wykonawczy zaworu odcina dopływ do odbiornika, kierując cały strumień na obejście. Dzięki temu pompa obiegowa w instalacji pracuje przy stałym przepływie i nie tłoczy medium w zamknięty rurociąg, co mogłoby skutkować hałasem w instalacji lub uszkodzeniem samej pompy.
Elementem wykonawczym jest tu tłok (działający liniowo góra-dół), który zamyka naprzemiennie przelot główny lub by-pass.
 

Zawory mieszające służą do płynnej regulacji temperatury czynnika zasilającego instalację poprzez precyzyjne mieszanie strumienia gorącego (ze źródła ciepła) ze strumieniem chłodniejszym (z powrotu z instalacji). Ze względu na konstrukcję elementu wykonawczego dzielimy je na dwa główne typy: zawory obrotowe oraz zawory grzybkowe

Zawory obrotowe
W zaworach tych funkcję regulacyjną pełni element obrotowy o specjalnym kształcie. 

W zależności od kąta obrotu zawór realizuje trzy stany pracy:

1. Pełne otwarcie przelotu: Całe medium płynie bezpośrednio ze źródła ciepła na instalację. Powrót jest całkowicie zamknięty.
2. Pozycja pośrednia (regulacyjna): Obie drogi są częściowo otwarte. Medium gorące miesza się z chłodnym w zadanej proporcji, tworząc stabilną temperaturę zmieszania na zasilaniu instalacji.
3. Pełne otwarcie by-passu: Przelot ze źródła jest zamknięty. Medium krąży w obiegu zamkniętym instalacji odbiorczej.

Zasada działania zaworów grzybkowych opiera się na liniowym ruchu grzybka (góra-dół). Ruch ten precyzyjnie zmienia szczelinę przepływu pomiędzy gniazdami zaworu. Kiedy trzpień porusza się w dół, otwiera się droga bezpośrednia (A-AB). Gdy unosi się do góry, otwiera się droga obejścia (B-AB), przymykając jednocześnie przelot główny. 
 
Dzięki takiej geometrii zawory te charakteryzują się najwyższą precyzją regulacji i są powszechnie stosowane w wymagających instalacjach grzewczych, klimatyzacyjnych oraz w automatyce przemysłowej.

Zawór dostępny jest w dwóch wersjach konstrukcyjnych:

• Wersja gwintowana: Średnice od 1/2” do 2” (współpracuje z siłownikami 24 V lub 230 V ze sterowaniem 2-punktowym, 3-punktowym lub proporcjonalnym 0-10 V).
   
• Wersja kołnierzowa: Przeznaczona do dużych instalacji o średnicach nominalnych od DN65 do DN150 (współpracuje z siłownikami 24 V o sterowaniu 2-, 3-punktowym lub 0-10 V).

Zawór cechuje się znikomym przeciekiem wewnętrznym: mniej niż 0,05% Kvs na przelocie oraz mniej niż 1% Kvs na obejściu.