Válvulas de retención para sistemas de agua caliente. Válvula de tres vías con servomotor para agua caliente Protección contra reflujo

Diseño de válvula de retención:

Controlador de el volumen- tipo diseñado para evitar el reflujo. Las válvulas antirretorno permiten que el flujo del medio de trabajo pase en un sentido e impiden su movimiento en el sentido contrario, actuando de forma automática y siendo una válvula de acción directa.

Con la ayuda de válvulas de retención, se protegen diversos equipos, tuberías, bombas y recipientes a presión, y también es posible limitar significativamente el flujo del medio de trabajo del sistema en caso de destrucción de su sección.

Según el diseño y el principio de funcionamiento. órgano de estreñimiento, las válvulas de retención se pueden dividir en: válvulas de elevación, de bola, articuladas y axiales, así como válvulas de retención giratorias.

Lo más simple en diseño y tecnología de fabricación. válvulas de elevación. El elemento de cierre en ellos es un carrete que se mueve hacia adelante y hacia atrás en la dirección del flujo del medio de trabajo. En ausencia de flujo de medio a través de la válvula, el carrete de la válvula de retención está en la posición "cerrada" bajo la influencia de su propio peso o resorte, es decir, el elemento de cierre está en el asiento del cuerpo. Cuando se produce un flujo, el carrete, bajo la influencia de su energía, abre un paso a través del asiento. Si el flujo cambia de dirección, el carrete vuelve a la posición cerrada y además es presionado por la presión del propio medio.

Las válvulas de elevación se instalan únicamente en secciones horizontales de tuberías. Condición requerida– ubicación vertical del eje de la válvula. La principal ventaja de una válvula de retención es la capacidad de repararla sin desmontar toda la válvula. Desventaja: alta sensibilidad a la contaminación ambiental.

EN válvulas de retención de bola el elemento de bloqueo es un elemento de bola y el elemento de presión es un resorte. Las válvulas de retención de bola se utilizan generalmente en tuberías de pequeño diámetro, principalmente en fontanería.

El diseño más compacto entre las válvulas de retención: la axial y de doble hoja válvulas de trampilla. En una válvula de disco accionada por resorte, el obturador es un disco con un elemento de presión: un resorte. En condiciones de funcionamiento, el disco se presiona hacia afuera bajo presión de agua, asegurando un flujo libre. Cuando la presión disminuye, el resorte presiona el disco contra el asiento, bloqueando el orificio de flujo. En sistemas hidráulicos complejos se utilizan válvulas de doble hoja. En ellos, el disco de bloqueo se dobla por la mitad bajo la influencia del flujo de agua. El flujo inverso devuelve el disco a su estado original, presionándolo contra el asiento. Rango de tamaño de 50 mm a 700 mm, incluso más grande que las válvulas de disco con resorte.

Las principales ventajas de las válvulas de retención tipo wafer son su menor tamaño y su peso ligero. Su diseño no dispone de bridas para su fijación a la tubería. Gracias a esto, el peso se reduce 5 veces y la longitud total es de 6 a 8 veces en comparación con los estándar. válvulas de retención diámetro del agujero dado. Ventajas: facilidad de instalación y operación, posibilidad de instalación además de tramos horizontales de tubería, también en tramos inclinados y verticales. Desventaja: necesaria desmantelamiento completo al reparar la válvula.

Válvulas de retención rotativas Las válvulas de retención o de retención se utilizan para diámetros de tubería muy grandes. En este diseño, el elemento de bloqueo es un carrete, una "solapa". El eje de rotación de la “flap” se encuentra encima del orificio de paso. Bajo la influencia de la presión, la "flap" se reclina y no interfiere con el paso del agua. Cuando la presión cae por debajo del valor permitido, el carrete cae y cierra de golpe el canal de paso. Con un diámetro de tubería de más de 400 mm, las válvulas de retención rotativas están equipadas con dispositivos especiales que hacen que la trampilla se ajuste más suavemente al asiento. Como tales dispositivos se utilizan amortiguadores hidráulicos y pesos instalados en la trampilla directamente o mediante una palanca. Una desventaja importante de las estructuras antichoque es la imposibilidad de instalarlas en cualquier sección de la tubería, excepto en las horizontales. En general, las válvulas de retención tienen una serie de ventajas sobre las válvulas de retención, incluida una menor sensibilidad a ambientes contaminados.

Una válvula mezcladora de tres vías está diseñada para mezclar dos flujos entrantes (frío y caliente) en un flujo saliente a una temperatura determinada. Estas válvulas tienen una demanda especial en los sistemas de suministro de agua caliente sanitaria para proteger a los consumidores de quemaduras. También pueden proporcionar agua caliente directamente desde calentadores de agua instantáneos o de almacenamiento o usarse como etapa de mezcla preliminar. Se utilizan con igual frecuencia para mantener una temperatura de suministro estable en sistemas de calefacción por suelo radiante.

Principio de funcionamiento.

La regulación interna de las válvulas se realiza automáticamente debido a la presencia de un elemento termosensible que está en contacto con el flujo mezclado y se contrae o expande dependiendo de la desviación de la temperatura de la mezcla del valor de salida establecido, aumentando o disminuyendo así la aberturas de entrada de agua caliente o agua fría.

¿Cómo funciona la protección contra quemaduras?

La mayoría de las válvulas termostáticas actualmente en el mercado tienen un dispositivo de protección de la temperatura: "protección contra quemaduras". En caso de una interrupción inesperada en el suministro de agua fría a la válvula, el suministro se corta automáticamente. agua caliente, eliminando así la posibilidad de suministrar agua caliente al consumidor sin mezclar previamente.

Dirección de flujos.

Hay dos esquemas para dirigir los flujos en una válvula termostática: simétrico y asimétrico. La elección de un esquema específico depende del tipo de instalación y de la facilidad de instalación en un sistema de calefacción o agua caliente en particular. Echemos un vistazo más de cerca a cada uno de ellos.

G.W.- agua caliente;

alto voltaje- agua fría;

nordeste- agua mezclada.

Simétrico Diagrama de dirección del flujo en forma de T

El agua fría y caliente se suministra desde lados opuestos, la mezcla se produce en el medio. Este esquema es muy común en Europa debido a la compacidad de las válvulas.

Asimétrico Diagrama de dirección del flujo en forma de L

El agua caliente se suministra desde el lateral y el agua fría se suministra desde abajo. Se generalizó debido a la versatilidad y simplicidad de la unidad de mezcla resultante.

Ejemplos apariencia Válvulas termostáticas con dirección de flujo simétrica y asimétrica:

	Watts AquaMix (Alemania)	Danfoss TVM-H (Dinamarca)

exactamente sobre válvulas termostáticas La disposición de flujo asimétrico se discutirá más adelante.

Áreas de aplicación de las válvulas mezcladoras termostáticas de tres vías.

S. Deineko

Para los sistemas centralizados de suministro de agua caliente en todo el mundo, la cuestión de la protección contra Legionella es relevante. Esto es especialmente cierto para los sistemas de agua caliente ramificados. edificios de apartamentos. El uso de válvulas de equilibrio especiales ayuda no sólo a reducir el riesgo de crecimiento bacteriano, sino también a ahorrar agua significativamente.

Cuando se forman zonas estancadas en los sistemas de suministro de agua caliente, a una determinada temperatura, las bacterias que son peligrosas para el cuerpo humano, Legionella pneumophila, se multiplican activamente en ellas. Son los agentes causantes de la legionelosis, una enfermedad con síntomas similares a la neumonía, lo que dificulta realizar un diagnóstico certero.

La enfermedad se diagnosticó por primera vez en los Estados Unidos después de un incidente ocurrido en 1976 durante una convención de miembros de la Legión Estadounidense, una organización que reúne a veteranos de varios conflictos militares (de ahí el nombre de la enfermedad: "legionelosis"). Entre los delegados alojados en un hotel de Filadelfia se produjo un brote de una enfermedad hasta entonces desconocida, que en un mes se cobró la vida de 34 de los 220 enfermos.

Desde entonces, en muchos países civilizados del mundo se han notificado anualmente cientos de casos de la enfermedad, incluidos casos mortales. Las fuentes de reproducción de las bacterias están determinadas por la temperatura óptima para su actividad vital: 20-50 ° C (Fig. 1). Se trata de sistemas de aire acondicionado y ventilación, suministro de agua caliente y calefacción de baja temperatura.

Arroz. 1. Influencia régimen de temperatura para la actividad de Legionella

Legionella ingresa a las redes de ingeniería interna desde fuentes naturales: cuerpos de agua dulce y suelo. El entorno más adecuado para la proliferación de bacterias patógenas son las biocolonias que se forman en las paredes de las tuberías (por lo que son menos propensas a esto). tubos de plastico con suave superficie interior) y otros elementos del sistema. El riesgo de formación de tales sustancias es especialmente alto en redes de suministro de agua con ductos largos y ramificados, donde por desequilibrio y falta de captación de agua se observa estancamiento.

Para combatir la Legionella se utilizan métodos como la desinfección del agua con cloro u ozono. Sin embargo, en el caso del suministro de agua caliente, lo más aceptable y eficaz es la exposición térmica. Consiste en mantener una temperatura elevada del agua en las tuberías del sistema evitando al mismo tiempo el estancamiento, así como el calentamiento breve del agua hasta valores críticos para la supervivencia de las bacterias.

Equilibrio

La siguiente situación es típica de los sistemas de agua caliente en edificios de apartamentos: cuando se suministra agua caliente el agua esta fluyendo a través de la salida de agua más cercana a la fuente de calor. Al mismo tiempo, los puntos de conexión ubicados en los pisos superiores reciben menos agua calentada, que se ha enfriado durante el período de ausencia de recolección de agua (por ejemplo, por la noche). Así, el consumidor se ve obligado a drenar esta agua hasta conseguir un caudal con la temperatura que necesita. Y cuanto más largas sean las tuberías, más mas agua drena a la alcantarilla. Como resultado, se producen grandes pérdidas en el sistema de suministro de agua. Además, es posible que el último consumidor de la línea no reciba agua caliente con parámetros estándar.

Esto es especialmente cierto en los edificios construidos en los años 70 y 80 del siglo pasado, en los que los sistemas de suministro de agua caliente no tienen una línea de circulación o el sistema de circulación no funciona debido al desgaste físico.

Sin embargo, incluso en casas con una línea de circulación existente, la temperatura del agua requerida no siempre se alcanza inmediatamente después de abrir la salida de agua. De hecho, hasta hace poco, las líneas de circulación (T4 en la Fig. 2) se disponían únicamente según el principio de cambiar la resistencia hidráulica de diferentes diámetros de tubería, es decir, el diámetro de la tubería de circulación cambiaba según la distancia a la fuente de calentamiento de agua. y era menor que el diámetro de la tubería de suministro del sistema de suministro de agua caliente (T3). Al mismo tiempo, la temperatura en la línea de circulación no se controlaba ni se tenía en cuenta, lo que también provocaba un consumo excesivo de energía para el funcionamiento de las bombas de circulación.

Para evitar situaciones similares en edificios nuevos, desde hace varios años se instalan válvulas de equilibrio especiales en las líneas de circulación. También se pueden utilizar para la reconstrucción. sistemas existentes ACS.

Estas válvulas se diferencian en que, además del caudal especificado a través de la línea de circulación, mediante el llamado accionamiento térmico, es posible ajustar la temperatura requerida del agua en la línea de circulación, por ejemplo, en el rango de 40 a 65 °. DO. Si la temperatura baja, la válvula se abre y permite calentar el agua. Al mismo tiempo, no existe una necesidad constante de circulación de agua caliente. Aparece sólo cuando no hay entrada de agua en el sistema. El valor calculado de la temperatura del agua en la línea de circulación no suele ser más de 5-10 °C de la temperatura del agua en el sistema de ACS. Este indicador está influenciado por:

• diámetros y longitudes de tuberías;
• temperatura del aire en los lugares de ubicación de las tuberías;
• Eficiencia y estado del aislamiento térmico.

La válvula de equilibrio le permite ajustar el flujo de agua a través de la línea de circulación. El uso de un accionamiento térmico permite regular la temperatura del agua: cuando disminuye en la línea de circulación, la válvula estará abierta hasta que la temperatura alcance el valor establecido. Después de esto, el accionamiento térmico cierra el flujo y se apaga la bomba de circulación.

Así, mediante el uso de válvulas de equilibrado con actuadores térmicos, se mantiene una temperatura constante en el sistema de ACS. Esto reduce el desperdicio de agua y también reduce el riesgo de desarrollo de bacterias.

En la figura. La Figura 2 muestra los lugares para lograr la mayor eficiencia de las válvulas de equilibrio en el sistema de ACS, es decir, Deben ubicarse después del último punto de agua. Existen modificaciones de válvulas de equilibrio con accionamientos térmicos para sistemas que proporcionan desinfección térmica del agua.

Arroz. 2. Esquema del sistema de circulación de ACS con válvulas de equilibrio.

Desinfección térmica

Para destruir completamente la legionella en los sistemas de suministro de agua caliente, una caldera calienta brevemente el agua del sistema a temperaturas críticas para la vida de las bacterias, por ejemplo, por encima de 60 °C durante media hora. Como regla general, esto se hace por la noche sin sacar agua.

El accionamiento térmico (Fig. 3) de las válvulas de equilibrio destinadas a sistemas con desinfección térmica funciona según el siguiente principio. Cuando la temperatura sube por encima de 62 °C, el accionamiento no se cierra, sino que, al alcanzar el límite, por el contrario, se abre.

Arroz. 3. accionamiento térmico

Estructural y técnicamente esto funciona de una manera bastante original. Un inserto hecho de una varilla con un determinado juego de arandelas, con un gran aumento de temperatura, cae más allá del límite de cierre del flujo. El proceso se produce debido a la expansión mecánica. Pero si la temperatura supera los 72 °C, la válvula se cerrará nuevamente (Fig. 4) para evitar quemaduras térmicas a los consumidores.

Arroz. 4. Características de ajuste de la válvula de equilibrio con función de desinfección térmica.

La función de desinfección térmica es compatible con muchos controladores modernos, por ejemplo, el tipo Smile (Honeywell). Al llevar a cabo este proceso, es importante que se alcance la alta temperatura requerida en todos los puntos del sistema. Por lo tanto, la bomba debe encenderse en modo de circulación aumentada y las válvulas de equilibrio automático deben garantizar el equilibrio hidráulico deseado.

En edificios privados y apartamentos con caldera eléctrica, la desinfección se puede realizar manualmente. Periódicamente (una vez al mes), caliente la caldera al máximo e impulse el agua a través del sistema. Esto se recomienda especialmente antes del uso estacional de la caldera (durante los cortes de verano del suministro centralizado de agua caliente).

Ejemplos de dispositivos

La instalación de válvulas de equilibrio en las líneas de recirculación de sistemas de agua caliente se practica en Ucrania hace relativamente poco tiempo, aproximadamente entre 3 y 4 años. Hoy en día, en edificios de nueva construcción con un extenso sistema de agua caliente sanitaria, su instalación es obligatoria. Después de todo, sin equilibrio hidráulico, por ejemplo, para edificio de varios pisos con 6-10 entradas y con varios elevadores en cada una, es casi imposible "conectar" hidráulicamente las líneas de circulación de la primera y la última entrada.

Es importante saber que en los sistemas de ACS no está permitido utilizar válvulas de equilibrio destinadas únicamente a sistemas de calefacción. De hecho, a pesar de la similitud de las tareas a resolver, existen varias características. Por ejemplo, válvulas para sistemas de circulación Los sistemas de ACS están fabricados con materiales resistentes a la corrosión y cumplen con los requisitos higiénicos pertinentes.

Válvulas de equilibrado para sistemas de agua caliente sanitaria producidas por Compañías Danfoss(Dinamarca), Honeywell (Alemania), Oventrop (Alemania) y otros.

Por ejemplo, las válvulas de equilibrio para ACS Alwa-Kombi-4 (Honeywell) (Fig. 5) están hechas de bronce rojo resistente a la corrosión Rg5. El equilibrio hidráulico se realiza mediante instalación manual el flujo de agua a través de la válvula, según cálculos de la caída de presión requerida para cada circuito. Para regular automáticamente la temperatura del agua, la válvula está equipada con un actuador térmico. En su versión normal soporta temperatura requerida agua en el rango de 40-65 °C (inserto con tapa negra), una versión especial tiene un accionamiento térmico con función de soporte de desinfección térmica (suministrada con tapa naranja). El Alwa-Kombi-4 se puede equipar posteriormente con un accionamiento térmico en cualquier momento, incluso después de la instalación en el sistema. Las válvulas son resistentes a altas temperaturas(hasta 130 °C) y presión (hasta 16 bar). Diámetros: de 15 a 40 mm.

Arroz. 5. Válvula de equilibrado para sistema ACS (Alwa-Kombi-4)

También hay válvulas mezcladoras automáticas que garantizan una temperatura constante del agua después de mezclar. Se instalan tanto en puntos de agua individuales (lavabo, ducha, etc.) como en pequeños grupos de ellos, por ejemplo, en las habitaciones de los niños. instituciones preescolares o escuelas.

Protección contra reflujo

Para proteger los sistemas de suministro de agua de la entrada de contaminantes y bacterias patógenas durante ráfagas o penetración a través de contracorriente, en los países de la UE se utilizan dispositivos de corte especiales (Backflow Preventer, inglés - "dispositivo de prevención de contraflujo").

Según la norma europea EN 1717, deben instalarse en todas las instalaciones de suministro de agua, tanto en la entrada de los edificios como en las líneas de distribución, hasta el apartamento. El propósito de su uso es evitar que agua contaminada ingrese al sistema de suministro de agua centralizado.

Los dispositivos tienen tres cámaras (Fig. 6), que se cierran en caso de una fuerte disminución de la presión de entrada o un aumento de la contrapresión del agua del consumidor. En este caso, el agua contaminada se corta y se drena al alcantarillado. Por lo tanto, las impurezas no deseadas no ingresan a las redes internas y externas del sistema de suministro de agua.

Arroz. 6. Dispositivo de prevención de reflujo (BA-295, Honeywell)

Existen varias modificaciones de las válvulas de cierre, según la categoría de los edificios. Sin embargo, aún no han recibido una distribución masiva en Ucrania debido a la falta de normas nacionales para su uso obligatorio.

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