Válvula de tres vías en sistema de calefacción: funcionamiento, reglas de selección, esquema y montaje
Para mantener constantemente un equilibrio térmico confortable en el hogar, se incluye en el circuito de calefacción un elemento como la válvula de tres vías, que distribuye uniformemente el calor por todas las habitaciones.
A pesar de la importancia de esta unidad, no se caracteriza por una construcción compleja. Analicemos las características estructurales y los principios de funcionamiento de la válvula de tres vías. ¿Qué reglas se deben seguir al elegir el dispositivo y qué matices existen en su instalación?
Contenido del artículo:
Características de la válvula de tres vías
El agua que llega al radiador tiene una temperatura determinada, sobre la cual a menudo no es posible influir. La válvula de tres vías realiza la regulación cambiando no la temperatura, sino la cantidad de líquido.
Esto permite, sin cambiar el área del radiador, suministrar a las habitaciones la cantidad necesaria de calor, pero solo dentro de los límites de potencia del sistema.
Dispositivos de separación y mezcla
Visualmente, la válvula de tres vías se asemeja a una T, pero realiza funciones completamente diferentes. Este conjunto, equipado con un termostato, pertenece a las válvulas de cierre y es uno de sus elementos principales.
Existen dos tipos de estos dispositivos: separadores y mezcladores.
Los primeros se utilizan cuando se necesita suministrar el refrigerante simultáneamente en varias direcciones. En realidad, el conjunto es un mezclador que forma un flujo estable con una temperatura establecida. Se instala en la red por la que se suministra aire caliente y en sistemas de suministro de agua.
Los productos del segundo tipo sirven para combinar flujos y su termorregulación. Para los flujos entrantes con diferentes temperaturas, se prevén dos orificios, y para su salida, uno. Se utilizan en la instalación de suelos radiantes para evitar el sobrecalentamiento de la superficie.
La válvula de tres vías y el regulador de temperatura se venden por separado. Sin embargo, para los sistemas de calefacción autónomos, se considera una solución más racional y eficiente adquirir una construcción con termostato.
Diseño constructivo de las válvulas de tres vías
Según el diseño constructivo, las válvulas se dividen en de asiento y rotativas. El principio de funcionamiento de las primeras se basa en el movimiento rítmico del vástago en vertical — esquema de regulación «vástago-asiento». Este tipo pertenece a las válvulas de tipo mezclador. A menudo, el control se realiza mediante un accionamiento electromecánico.
El elemento clave de la construcción rotativa es un sector giratorio. Durante el movimiento, el vástago actúa sobre la compuerta esférica, y esta corta parcial o completamente el suministro del portador de calor. A este esquema de regulación se le llama «bola-alojamiento».
Estos dispositivos poseen una mayor resistencia al desgaste. Están adaptados para grandes variaciones de temperatura y se clasifican como válvulas de cierre. En viviendas particulares, donde el agua se consume en cantidades relativamente pequeñas, también pueden funcionar como mezcladores.
La característica de la válvula mezcladora es la presencia de una salida y dos entradas. Está diseñada para controlar la temperatura del fluido de trabajo combinando flujos de alta y baja temperatura. Con la instalación adecuada, el producto también puede dividir los flujos.
La válvula de tres vías de tipo separador se utiliza cuando es necesario suministrar el portador de calor caliente en varias direcciones.
Todos los modelos de estas válvulas se diferencian entre sí por algunas características:
- mecánica del obturador — puede ser tanto tensada como de prensaestopas;
- forma del tapón — existen con formas L, T, S;
- tipo de obturador — se encuentra cilíndrico, esférico, cónico;
- conexión al circuito — mediante manguito, brida, soldadura, etc.;
- forma de control — automático, semiautomático, manual.
El dispositivo mezclador está equipado con un vástago colocado en el centro, tiene una sola válvula esférica. Esta cierra en el momento necesario el obturador de la abertura de entrada.
En los dispositivos de tipo separador, el vástago está equipado con dos válvulas montadas en los tubos de salida.
Funciona según un esquema algo diferente. El funcionamiento de la válvula de tres vías se vuelve más claro tras un análisis detallado de su construcción.
El cuerpo de este tipo de productos es fundido. Se fabrica en latón o bronce con revestimiento galvánico de cromo-níquel. Este cumple tanto funciones protectoras como decorativas. Para la conexión con la tubería, hay derivaciones roscadas — tres en total. El tipo de conexión roscada depende del modelo seleccionado.
Los parámetros óptimos de presión en el sistema de calefacción para el funcionamiento estable de la válvula son 10 kg/cm². Si se supera este valor, pueden surgir problemas.
También existen limitaciones en las temperaturas: 95º para calderas, 110º para paneles solares. El ajuste permitido de la temperatura del refrigerante en diferentes modelos se encuentra en el rango de 20-60º. El rendimiento varía entre 1,6 y 2,5 m3/h.
Principio de funcionamiento del dispositivo
Con la instalación de una válvula mezcladora de tres vías se logra que la temperatura del líquido a la salida tenga un valor dentro de los límites establecidos.
El principio de funcionamiento es el mismo tanto para un sistema de calefacción cerrado como para un sistema de ACS. La diferencia es solo que en el primer caso el refrigerante transfiere el calor uniformemente desde la fuente a los radiadores, y en el segundo, transporta agua caliente a los aparatos domésticos.
Hasta que el elemento termosensible alcance una temperatura determinada, el refrigerante se suministra desde el tubo frontal y llega sin obstáculos al derecho. Cuando el elemento de trabajo alcanza una temperatura superior a la establecida, se expande.
Esto provoca el desplazamiento de la válvula verticalmente hacia abajo y, como consecuencia, el cierre del paso del refrigerante caliente desde abajo. A continuación, se abre el tubo izquierdo para el suministro de líquido frío.
La mezcla de líquido frío con caliente conduce al equilibrio de la temperatura. El elemento termosensible recupera su forma anterior y la compuerta, su posición inicial.
Si la válvula de tres vías está instalada en el circuito de retorno, el proceso debe ocurrir en orden inverso. Cuando el líquido se enfría, se abre directamente el paso para el agua caliente de la caldera.
Mecanismo de accionamiento del dispositivo
El tipo de mecanismo de accionamiento también puede ser diferente en las válvulas. El accionamiento puede ser hidráulico, electromecánico, neumático o manual.
El accionamiento electromecánico se divide en tipos, siendo el más común el simple termostático. Funciona mediante la expansión de un líquido con un elemento termoactivo en su composición. Como resultado, se genera presión sobre el vástago. Es un diseño fácil de desmontar, utilizado en productos instalados en sistemas domésticos.
La siguiente opción es un accionamiento con cabezal termostático, equipado con un elemento sensible a los cambios de temperatura. El dispositivo cuenta con un sensor de temperatura remoto ubicado directamente en la tubería. Lo conecta al accionamiento un tubo capilar.
Este tipo de regulación se considera el más preciso. Si se desea, el accionamiento termostático simple se puede reemplazar fácilmente por un cabezal termostático.
Existe una variante de la válvula de tres vías con accionamiento eléctrico. Su control se realiza mediante un controlador equipado con sensores de temperatura que envía órdenes al mecanismo principal. Una versión simplificada del accionamiento con controlador es el servomotor.
Este controla la válvula directamente. El accionamiento más simple es el manual. Aquí, el ajuste se realiza girando una tapa de plástico con conexión roscada. Su base contacta con el extremo del vástago. Mediante el apriete o aflojamiento se desplaza el obturador.
La presencia de un accionamiento eléctrico o servomotor permite programar el régimen de temperatura según la hora del día. Inicialmente, el mecanismo de accionamiento no está incluido en el equipamiento de la válvula de tres vías. Se adquiere por separado según las características de la red de calefacción específica. El producto se puede utilizar en cualquier tipo de sistema de calefacción.
¿Dónde se utilizan las válvulas de tres vías?
Se encuentran válvulas de este tipo en diferentes esquemas. Se incluyen en el esquema de montaje de suelos radiantes para asegurar un calentamiento uniforme de todas sus secciones y evitar el sobrecalentamiento de ramas individuales.
En caso de tener una caldera de combustible sólido, a menudo se observa condensación en su cámara. La instalación de una válvula de tres vías ayudará a combatirla.
El dispositivo de tres vías funciona eficazmente en un sistema de calefacción cuando es necesario conectar el circuito de ACS y dividir los flujos de calor.
La aplicación de la válvula en el colector de los radiadores permite prescindir del bypass. Su instalación en el retorno crea las condiciones para la disposición de un circuito corto.
Matices en la selección del dispositivo
Las recomendaciones generales al elegir una válvula de tres vías adecuada son las siguientes:
- Es preferible optar por fabricantes de renombre. A menudo se encuentran en el mercado válvulas de cierre de baja calidad de empresas desconocidas.
- Los productos de cobre o latón tienen una mayor resistencia al desgaste.
- El control manual es más fiable, pero menos funcional.
El punto clave son los parámetros técnicos del sistema en el que se prevé instalarlo. Se consideran sus características: nivel de presión, temperatura máxima del fluido caloportador en el punto de montaje del dispositivo, caída de presión admisible, volumen de agua que pasa a través de la válvula.
Solo una válvula con la capacidad de paso correctamente seleccionada funcionará bien. Para ello, es necesario comparar el rendimiento de su sistema de suministro de agua con el coeficiente de capacidad de paso del dispositivo. Este se indica obligatoriamente en cada modelo.
Para habitaciones de área limitada, como un baño, no es racional elegir una válvula cara con mezclador termostático.
En áreas grandes con suelo radiante, es necesario un dispositivo con regulación automática de temperatura. La conformidad del producto con GOST 12894-2005 también debe ser una guía para la selección.
El precio puede variar mucho, todo depende del fabricante.
En casas suburbanas con una caldera de combustible sólido instalada, el esquema de calefacción no es muy complejo. Aquí funcionará bien una válvula de tres vías de construcción simplificada.
Funciona autónomamente y no tiene cabezal termostático, sensor, ni siquiera vástago. El elemento termostático que controla su funcionamiento está ajustado a una temperatura específica y se encuentra en el cuerpo.
Fabricantes de dispositivos de tres vías
En el mercado hay una gran variedad de válvulas de tres vías, tanto de fabricantes autorizados como de desconocidos. Se puede elegir el modelo una vez que se hayan determinado los parámetros generales del producto.
El primer lugar en la clasificación de ventas lo ocupan las válvulas de la empresa sueca Esbe. Es una marca bastante conocida, por lo que los productos de tres vías son fiables y duraderos.
Entre los consumidores, las válvulas de tres vías del fabricante coreano Navien son conocidas por su calidad. Se deben adquirir si se dispone de una caldera de la misma empresa.
Se logra una alta precisión de regulación mediante la instalación de un dispositivo de la empresa danesa Danfoss. Funciona completamente automático.
Las válvulas Valtec, fabricadas conjuntamente por especialistas de Italia y Rusia, se distinguen por su buena calidad y precio asequible.
Los productos de la empresa estadounidense Honeywell son eficaces en funcionamiento. Estas válvulas tienen un diseño simple y son fáciles de instalar.
Particularidades de la instalación del producto
Durante la instalación de grifos de tres vías surgen muchos matices. De su consideración depende el funcionamiento ininterrumpido del sistema de calefacción. El fabricante adjunta una instrucción a cada válvula, cuyo cumplimiento evitará muchas molestias posteriores.
Recomendaciones generales para la instalación
Lo principal es instalar inicialmente la válvula en la posición correcta, guiándose por las indicaciones marcadas con flechas en el cuerpo. Los indicadores señalan la trayectoria del flujo de agua.
El símbolo A indica el paso directo, B la dirección perpendicular o de bypass, AB la entrada o salida combinada.
Según la dirección, existen dos modelos de válvulas:
- con esquema simétrico o en forma de T;
- con esquema asimétrico o en forma de L.
En la instalación según la primera, el líquido ingresa a la válvula a través de los orificios frontales. Sale por el central después de la mezcla.
En la segunda opción, el flujo caliente entra por el extremo y el frío ingresa por abajo. La salida tras la mezcla del líquido de diferentes temperaturas ocurre a través del segundo extremo.
Otro punto importante al instalar la válvula mezcladora: no se debe colocar su actuador o cabeza termostática hacia abajo. Antes de comenzar los trabajos, es necesaria una preparación: se cierra el agua antes del punto de instalación. Luego se verifica la tubería en busca de residuos que podrían causar daños a la junta de la válvula.
Lo principal es elegir un lugar de instalación que permita el acceso a la válvula. Es posible que en el futuro haya que revisarla o desmontarla. Para todo esto se necesita espacio libre.
Inserción de la válvula mezcladora
Al insertar una válvula de tres vías de tipo mezclador en un sistema de calefacción centralizada, puede haber varias opciones. La elección del esquema depende de la naturaleza de la conexión del sistema de calefacción.
Cuando, según las condiciones de funcionamiento de la caldera, es admisible un fenómeno como el sobrecalentamiento del refrigerante en el retorno, inevitablemente se produce una presión excesiva. En este caso, se instala un puente que regula el exceso de presión. Se coloca en paralelo con respecto a la mezcla de la válvula.
El esquema de la foto es una garantía de una regulación de calidad de los parámetros del sistema. Si la válvula de tres vías está conectada directamente a la caldera, como sucede con mayor frecuencia en los sistemas de calefacción autónomos, es necesario insertar una válvula de equilibrado.
Si se ignora la recomendación sobre la instalación del dispositivo de equilibrado, en el puerto AB pueden ocurrir cambios significativos en el caudal del fluido de trabajo, que dependen de la posición del vástago.
La conexión según el esquema presentado no garantiza la ausencia de circulación del refrigerante a través de la fuente. Para lograr esto, es necesario conectar adicionalmente un separador hidráulico y una bomba de circulación en su circuito.
La válvula mezcladora también se instala con el propósito de separar flujos. La necesidad de esto surge cuando no es permisible aislar completamente el circuito de la fuente, pero es posible el desvío de líquido al retorno. Muy a menudo, esta opción se utiliza cuando se dispone de una sala de calderas autónoma.
Es necesario saber que, al utilizar algunos modelos, pueden producirse vibraciones y ruido. Esto ocurre debido a la falta de concordancia entre las direcciones del flujo en la tubería y el dispositivo mezclador. Debido a esto, es posible una caída de presión en la válvula por debajo de lo permitido.
Instalación del dispositivo separador
Cuando la temperatura de la fuente es superior a la necesaria para el consumidor, se incluye en el circuito una válvula que separa los flujos. En este caso, con un caudal constante tanto en el circuito de la caldera como en el del consumidor, no llegará líquido sobrecalentado a este último.
Para que el esquema funcione, es necesaria la presencia de una bomba en ambos circuitos.
Con base en lo anterior, se pueden resumir las recomendaciones generales:
- Al instalar cualquier válvula de tres vías, se colocan manómetros antes y después de ella.
- Para evitar la entrada de todo tipo de impurezas, se monta un filtro antes del dispositivo.
- El cuerpo del dispositivo no debe estar sometido a ninguna carga.
- Se debe garantizar una buena regulación mediante la inserción, antes de la válvula, de dispositivos que estrangulen el exceso de presión.
- Durante la instalación, la válvula no debe estar situada sobre el actuador.
También es necesario mantener tramos rectos antes y después del dispositivo, según lo recomendado por el fabricante. El incumplimiento de esta regla conllevará un cambio en las características técnicas declaradas. La garantía del dispositivo no será válida.
Conclusiones y video útil sobre el tema
Detalles de instalación que, tenidos en cuenta, garantizan el correcto funcionamiento de la válvula:
Detalles de la instalación de la válvula al montar un suelo radiante:
Un componente como la válvula termostática de tres vías es necesario en el sistema de calefacción, pero no en todos los casos. Su presencia garantiza un uso racional del refrigerante, lo que permite un consumo económico de combustible. Además, actúa como un dispositivo que garantiza la seguridad de funcionamiento de la caldera de combustible sólido.
Sin embargo, antes de adquirir un dispositivo de este tipo, es necesario consultar previamente sobre la conveniencia de su instalación.
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Estimados, el tiempo en el video es 9:25. ¿De dónde tomará agua fría para diluir la temperatura del refrigerante en el suelo radiante hasta el valor deseado, si usted tiene instalada una válvula de retención? (el agua para dilución debe tomarla del retorno)