Valvola a tre vie sull'impianto di riscaldamento: funzionamento, criteri di scelta, schema e montaggio
Per mantenere costantemente un comfort termico equilibrato in casa, nell'impianto di riscaldamento viene inserito un elemento come la valvola a tre vie, che distribuisce uniformemente il calore in tutte le stanze.
Nonostante l'importanza di questo componente, non ha una struttura complessa. Analizziamo le caratteristiche costruttive e i principi di funzionamento della valvola a tre vie. Quali regole seguire nella scelta del dispositivo e quali aspetti considerare nell'installazione.
Indice dei contenuti:
Caratteristiche della valvola a tre vie
L'acqua che arriva al radiatore ha una temperatura specifica, che spesso non è possibile influenzare. La valvola a tre vie regola il flusso modificando non la temperatura, ma la quantità di liquido.
Ciò consente, senza cambiare la superficie del radiatore, di fornire alle stanze la quantità di calore necessaria, ma solo entro i limiti della potenza dell'impianto.
Dispositivi di separazione e miscelazione
Visivamente la valvola a tre vie assomiglia a un raccordo a T, ma svolge funzioni completamente diverse. Questo componente, dotato di termoregolatore, appartiene alla rubinetteria e ne è uno degli elementi principali.
Esistono due tipi di questi dispositivi: di separazione e di miscelazione.
I primi vengono utilizzati quando il fluido termovettore deve essere distribuito contemporaneamente in più direzioni. In pratica, il componente è una miscelatrice che crea un flusso costante con la temperatura impostata. Viene installato nella rete di distribuzione dell'aria calda e nei sistemi di alimentazione dell'acqua.
I dispositivi del secondo tipo servono a unire i flussi e a regolarne la temperatura. Per i flussi in ingresso con temperature diverse sono previste due aperture, mentre per l'uscita una sola. Vengono utilizzati nell'installazione di pavimenti radianti per prevenire il surriscaldamento della superficie.
La valvola a tre vie e il regolatore di temperatura sono venduti separatamente. Tuttavia, per gli impianti di riscaldamento autonomi, la soluzione più razionale ed efficace è considerata l'acquisto di una struttura con termoregolatore.
Progettazione costruttiva dei rubinetti a tre vie
In base alla progettazione, le valvole si dividono in a sede e rotative. Il principio di funzionamento delle prime si basa sul movimento ritmico dello stelo in verticale — schema di regolazione «stelo-sede». Questo tipo appartiene alle valvole di tipo miscelatore. Spesso il comando è affidato a un azionamento elettromeccanico.
L'elemento chiave della costruzione rotativa è il settore rotante. Durante il movimento, lo stelo agisce sull'otturatore sferico, che blocca parzialmente o completamente il flusso del fluido termovettore. Questo schema di regolazione è chiamato «sfera-sede».
Questi dispositivi presentano un'elevata resistenza all'usura. Sono adattati per ampie escursioni termiche e sono classificati come valvole di intercettazione. Nelle case private, dove il consumo d'acqua è relativamente basso, possono funzionare anche come miscelatori.
La caratteristica della valvola miscelatrice è la presenza di un'uscita e due ingressi. È progettata per controllare la temperatura del fluido di lavoro combinando flussi ad alta e bassa temperatura. Con un'installazione appropriata, il dispositivo può anche separare i flussi.
La valvola a tre vie di tipo deviatore viene utilizzata quando è necessario inviare il fluido termovettore caldo in più direzioni.
Tutti i modelli di queste valvole differiscono tra loro per alcune caratteristiche:
- meccanismo dell'otturatore — può essere a tensione o a premistoppa;
- forma del tappo — esistono forme a L, a T, a S;
- tipo di otturatore — si trova cilindrico, sferico, conico;
- collegamento al circuito — mediante manicotto, flangia, saldatura, ecc.;
- tipo di comando — automatico, semiautomatico, manuale.
Il dispositivo miscelatore è dotato di uno stelo centrale e di una valvola a sfera. Questa, al momento opportuno, chiude l'otturatore dell'apertura di ingresso.
Nei dispositivi di tipo deviatore, lo stelo è dotato di due valvole installate nei tubi di uscita.
Funziona secondo uno schema leggermente diverso. Il funzionamento della valvola a tre vie diventa più chiaro dopo un'analisi dettagliata della sua costruzione.
Il corpo di questo tipo di prodotto è fuso. È realizzato in ottone o bronzo con placcatura galvanica in cromo-nichel. Esso svolge funzioni sia protettive che decorative. Per il collegamento alla tubazione sono presenti raccordi filettati — in totale tre. Il tipo di collegamento filettato dipende dal modello scelto.
Parametri ottimali di pressione nell'impianto di riscaldamento per un funzionamento stabile della valvola — 10 kg/cm². Se questo valore viene superato, potrebbero sorgere problemi.
Esistono limitazioni anche per quanto riguarda i parametri di temperatura — 95º per le caldaie, 110º per i pannelli solari. La regolazione consentita della temperatura del fluido termovettore per diversi modelli è compresa nell'intervallo 20-60º. La portata oscilla tra 1,6 e 2,5 m3/h.
Principio di funzionamento del dispositivo
Installando una valvola miscelatrice a tre vie è possibile ottenere che la temperatura del fluido in uscita abbia un valore entro i limiti stabiliti.
Il principio di funzionamento è lo stesso sia per l'impianto di riscaldamento chiuso che per l'impianto di acqua calda sanitaria. La differenza sta solo nel fatto che nel primo caso il fluido termovettore trasferisce uniformemente il calore dalla sorgente ai radiatori, mentre nel secondo trasporta l'acqua calda agli apparecchi domestici.
Fino a quando l'elemento termosensibile non raggiunge una determinata temperatura, il fluido termovettore viene fornito dal raccordo frontale e arriva senza ostacoli a quello destro. Quando l'elemento operativo raggiunge una temperatura superiore a quella impostata, si espande.
Ciò comporta lo spostamento della valvola verso il basso e, di conseguenza, la chiusura del passaggio del fluido termovettore riscaldato dal basso. Successivamente si apre il raccordo sinistro per l'immissione del fluido freddo.
La miscelazione del fluido freddo con quello caldo porta all'equilibrio della temperatura. L'elemento termosensibile riacquista la forma precedente e l'otturatore torna nella posizione iniziale.
Se la valvola a tre vie è installata nel circuito di ritorno, il processo deve avvenire in ordine inverso. Quando il fluido si raffredda, si apre direttamente il passaggio per l'acqua calda dalla caldaia.
Meccanismo di azionamento del dispositivo
Il tipo di meccanismo di azionamento può essere diverso per le valvole. L'azionamento può essere idraulico, elettromeccanico, pneumatico o manuale.
L'azionamento elettromeccanico si suddivide in diversi tipi, il più comune dei quali è il semplice termostatico. Funziona grazie all'espansione di un liquido contenente un elemento termoattivo. Ciò provoca una pressione sullo stelo. Si tratta di una versione facilmente rimovibile, utilizzata nei dispositivi installati negli impianti domestici.
La variante successiva è l'azionamento con testina termostatica, dotata di un elemento sensibile alle variazioni di temperatura. Il dispositivo è completato da un sensore di temperatura remoto situato direttamente nella tubazione. È collegato all'azionamento tramite un tubo capillare.
Questo tipo di regolazione è considerato il più preciso. Se lo si desidera, il semplice azionamento termostatico può essere facilmente sostituito con una testina termostatica.
Esiste una variante della valvola a tre vie con attuatore elettrico. Il suo controllo avviene tramite un controller dotato di sensori di temperatura, che invia comandi al meccanismo principale. Una versione semplificata dell'attuatore con controller è il servocomando.
Esso controlla la valvola direttamente. L'attuatore più semplice è quello manuale. La regolazione viene eseguita ruotando un cappuccio di plastica con collegamento a vite. Il suo fondo contatta l'estremità dello stelo. Avvitando o svitando si sposta l'otturatore.
La presenza di un attuatore elettrico o servocomando consente di programmare la modalità di temperatura in base all'ora del giorno. Inizialmente, il meccanismo di azionamento non è incluso nella dotazione della valvola a tre vie. Viene acquistato separatamente in base alle caratteristiche della specifica rete di riscaldamento. Il prodotto può essere utilizzato in qualsiasi tipo di impianto di riscaldamento.
Dove si utilizzano le valvole a tre vie?
Valvole di questo tipo si trovano in diversi schemi. Vengono incluse nello schema di montaggio dei pavimenti riscaldanti per garantire un riscaldamento uniforme di tutte le sue zone ed evitare il surriscaldamento di singole diramazioni.
In caso di presenza di una caldaia a combustibile solido, nella sua camera si osserva spesso condensa. Per combatterla, l'installazione di una valvola a tre vie può essere d'aiuto.
Il dispositivo a tre vie funziona efficacemente in un impianto di riscaldamento quando è necessario collegare il circuito dell'acqua calda sanitaria e separare i flussi termici.
L'uso della valvola nel collegamento dei radiatori consente di fare a meno del bypass. La sua installazione sul ritorno crea le condizioni per realizzare un circuito corto.
Aspetti nella scelta del dispositivo
Le raccomandazioni generali per la scelta di una valvola a tre vie adatta sono le seguenti:
- Sono preferibili produttori affidabili. Spesso sul mercato si trovano valvole di qualità scadente di ditte sconosciute.
- I prodotti in rame o ottone hanno una maggiore resistenza all'usura.
- Il comando manuale è più affidabile, ma meno funzionale.
Il punto chiave sono i parametri tecnici del sistema in cui si prevede di installarlo. Si considerano le seguenti caratteristiche: livello di pressione, temperatura massima del fluido termico nel punto di installazione del dispositivo, calo di pressione ammissibile, volume d'acqua che passa attraverso la valvola.
Funzionerà bene solo una valvola con una portata correttamente selezionata. Per questo, è necessario confrontare le prestazioni del proprio sistema di approvvigionamento idrico con il coefficiente di portata del dispositivo. Questo è obbligatoriamente indicato su ogni modello.
Per stanze di superficie limitata, come il bagno, non è razionale scegliere una valvola costosa con termomiscelatore.
Nelle grandi aree con pavimenti riscaldati è necessario un dispositivo con regolazione automatica della temperatura. Un punto di riferimento per la scelta deve essere anche la conformità del prodotto al GOST 12894-2005.
Il costo può essere molto vario, tutto dipende dal produttore.
Nelle case di campagna con caldaia a combustibile solido installata, lo schema di riscaldamento non è molto complesso. Qui è adatta una valvola a tre vie di costruzione semplificata.
Funziona autonomamente e non ha testa termostatica, sensore e nemmeno stelo. L'elemento termostatico che controlla il suo funzionamento è impostato su una temperatura specifica e si trova nel corpo.
Produttori di dispositivi a tre vie
Sul mercato è presente una vasta gamma di valvole a tre vie, sia di produttori autorevoli che sconosciuti. Il modello può essere scelto dopo aver determinato i parametri generali del prodotto.
Il primo posto nella classifica delle vendite è occupato dalle valvole dell'azienda svedese Esbe. È un marchio abbastanza noto, quindi i prodotti a tre vie sono affidabili e durevoli.
Tra i consumatori sono noti per la loro qualità le valvole a tre vie del produttore coreano Navien. È consigliabile acquistarle se si dispone di una caldaia della stessa azienda.
Un'elevata precisione di regolazione si ottiene installando un dispositivo dell'azienda danese Danfoss. Funziona completamente in automatico.
Per la buona qualità e il costo accessibile si distinguono le valvole Valtec, prodotte in collaborazione da specialisti italiani e russi.
Efficaci nel lavoro sono i prodotti dell'azienda statunitense Honeywell. Queste valvole hanno una struttura semplice e sono facili da installare.
Particolarità di installazione del prodotto
Durante l'installazione delle valvole a tre vie sorgono molte sfumature. Dalla loro considerazione dipende il funzionamento ininterrotto dell'impianto di riscaldamento. A ogni valvola il produttore allega un'istruzione, la cui osservanza consentirà di evitare molti problemi in seguito.
Raccomandazioni generali per il montaggio
La cosa principale è installare inizialmente la valvola nella posizione corretta, seguendo i suggerimenti indicati dalle frecce sul corpo. Gli indicatori mostrano la traiettoria del flusso d'acqua.
Il simbolo A indica il passaggio diretto, B la direzione perpendicolare o di bypass, AB l'ingresso o l'uscita combinata.
In base alla direzione, esistono due modelli di valvole:
- con schema simmetrico o a T;
- con schema asimmetrico o a L.
Nel montaggio secondo il primo schema, il fluido entra nella valvola attraverso i fori terminali. Esce attraverso il foro centrale dopo la miscelazione.
Nella seconda variante, il flusso caldo entra da un'estremità, mentre quello freddo arriva dal basso. L'uscita dopo la miscelazione dei fluidi a diversa temperatura avviene attraverso l'altra estremità.
Il secondo aspetto importante nel montaggio della valvola miscelatrice è che non si deve posizionare l'attuatore o la testa termostatica verso il basso. Prima di iniziare i lavori è necessaria una preparazione: si chiude l'acqua prima del punto di installazione. Successivamente si verifica che la tubazione non contenga residui che potrebbero danneggiare la guarnizione della valvola.
La cosa principale è scegliere per l'installazione un luogo che permetta l'accesso alla valvola. In futuro potrebbe essere necessario controllarla o smontarla. Per tutto ciò è necessario spazio libero.
Installazione della valvola miscelatrice
Nell'inserimento di una valvola miscelatrice a tre vie in un sistema di teleriscaldamento possono esserci diverse opzioni. La scelta dello schema dipende dal tipo di collegamento dell'impianto di riscaldamento.
Quando, per le condizioni di funzionamento della caldaia, è ammissibile il surriscaldamento del fluido termovettore nel ritorno, si genera necessariamente una pressione eccessiva. In questo caso si monta un by-pass che riduce la pressione in eccesso. Viene installato in parallelo rispetto al punto di immissione della valvola.
Lo schema in foto è garanzia di una regolazione di qualità dei parametri del sistema. Se il rubinetto a tre vie è collegato direttamente alla caldaia, come accade più spesso negli impianti di riscaldamento autonomi, è necessario inserire una valvola di bilanciamento.
Se si trascura la raccomandazione riguardante l'installazione del dispositivo di bilanciamento, nella porta AB possono verificarsi variazioni significative della portata del fluido di lavoro, dipendenti dalla posizione dello stelo.
Il collegamento secondo lo schema presentato non garantisce l'assenza di circolazione del fluido termovettore attraverso la fonte. Per ottenere ciò, è necessario collegare ulteriormente nel suo circuito un separatore idraulico e una pompa di circolazione.
La valvola miscelatrice viene montata anche allo scopo di separare i flussi. La necessità di ciò si presenta quando non è possibile isolare completamente il circuito della fonte, ma è possibile un by-pass del fluido verso il ritorno. Molto spesso questa variante viene utilizzata in presenza di una centrale termica autonoma.
È necessario sapere che con l'uso di alcuni modelli possono verificarsi vibrazioni e rumori. Ciò accade a causa della mancata corrispondenza delle direzioni del flusso nella tubazione e nel dispositivo di miscelazione. Per questo motivo è possibile che la pressione sulla valvola scenda al di sotto del valore consentito.
Montaggio del dispositivo di separazione
Quando la temperatura della fonte è superiore a quella necessaria all'utenza, nello schema viene inclusa una valvola che separa i flussi. In questo caso, con portata costante sia nel circuito della caldaia che in quello dell'utente, a quest'ultimo non arriverà liquido surriscaldato.
Affinché lo schema funzioni, in entrambi i circuiti è necessaria la presenza di una pompa.
Sulla base di quanto sopra, si possono riassumere le raccomandazioni generali:
- Durante il montaggio di qualsiasi valvola a tre vie, prima e dopo di essa vengono installati dei manometri.
- Per evitare l'ingresso di impurità varie, prima del dispositivo viene montato un filtro.
- Il corpo del dispositivo non deve essere sottoposto a carichi di alcun tipo.
- Una buona regolazione deve essere garantita installando, prima della valvola, dispositivi che strozzano la pressione in eccesso.
- Durante l'installazione, la valvola non deve trovarsi sopra l'attuatore.
È inoltre necessario mantenere tratti rettilinei prima e dopo il dispositivo, come raccomandato dal produttore. La mancata osservanza di questa regola comporterà la modifica delle caratteristiche tecniche dichiarate. La garanzia sul dispositivo non sarà valida.
Conclusioni e video utili sull'argomento
Sfumature di installazione, la cui considerazione garantisce il corretto funzionamento della valvola:
Dettagli di installazione della valvola durante il montaggio del pavimento riscaldato:
Un componente come la valvola a tre vie termostatica è necessario nell'impianto di riscaldamento, ma non in tutti i casi. La sua presenza garantisce un uso razionale del fluido termovettore, consentendo un consumo economico di combustibile. Inoltre funge anche da dispositivo che garantisce la sicurezza di esercizio della caldaia a combustibile solido.
Tuttavia, prima di acquistare un tale dispositivo, è necessario consultarsi preventivamente sull'opportunità della sua installazione.
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