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Wie ein Dreiwegeventil funktioniert
Dreiwegeventil ist dafür ausgelegt, einen Umlaufkreis in einen mit konstantem und einen mit variablem hydraulischen Regime aufzuteilen. Verbraucher, die eine Qualitätsregelung erfordern, werden an den konstanten Zweig angeschlossen, während Verbraucher mit Mengenregelung an die variablen Zweige angeschlossen werden. Im Qualitätsregelkreis [AB] beeinflusst das Dreiwegeventil die Mischtemperatur [°C], jedoch nicht den Durchfluss [m³/h]. Im Mengenregelkreis [A, B] verändert das Dreiwegeventil den Wasserdurchfluss [m³/h], aber nicht dessen Temperatur [°C].
Der Hauptunterschied zwischen dem Betrieb von Dreiwege- und Zweiwegeventilen besteht darin, dass bei jeder Stellung des Ventilstößels der Wasserstrom durch den konstanten Zweig [AB] praktisch unverändert bleibt – das Ventil kann die Zufuhr des Wärmeträgers nicht unterbrechen. Der konstante Zweig wird in den Schemata mit AB bezeichnet, die variablen Zweige mit A und B.
Das Dreiwegeventil arbeitet zusammen mit einem Stellantrieb. In der Regel werden elektrische Antriebe verwendet, jedoch können auch thermostatische, pneumatische oder hydraulische Antriebe zur Regelung des Ventils eingesetzt werden. Die Wahl des Antriebs hängt vom technologischen Prozess und der auszuführenden Aufgabe ab.
Thermostatische Antriebe kommen in Systemen zum Einsatz, bei denen eine konstante Wassertemperatur erforderlich ist (z. B. in Warmwasserversorgungssystemen). Hydraulische und pneumatische Antriebe werden in komplexen technologischen Anlagen und industriellen Anwendungen verwendet.
Am häufigsten werden elektrische Antriebe mit linearer Stößelbewegung in Kombination mit Dreiwege-Sitzventilen eingesetzt. Solche Regelungssysteme finden Anwendung in Heizsystemen, in denen je nach Außentemperatur unterschiedliche Vorlauftemperaturen für Heizgeräte aufrechterhalten werden müssen. Außerdem werden elektrische Antriebe in zentralen Warmwasserversorgungs- und zentralen Kühlsystemen verwendet.
Während des Betriebs kann sich der Ventilkegel in einer der Endstellungen – mit geschlossenem Zweig [A] oder [B] – oder in einer Zwischenstellung mit teilweise geöffneten Zweigen befinden.
Bei Stromausfall kann das Ventil entweder in der letzten Betriebsstellung verbleiben oder den Stößel in die obere oder untere Position bewegen. Das Verhalten des Ventils bei einem Stromausfall hängt vom gewählten Antrieb ab.
Zur Vereinfachung des Verständnisses der Funktionsweise eines Dreiwegeventils kann dieses durch zwei Zweiwegeventile ersetzt werden, die gegenläufig arbeiten – wenn das eine öffnet, schließt das andere. In der Abbildung ist ein mischendes Dreiwegeventil durch zwei Zweiwegeventile ersetzt dargestellt.
Alle Dreiwegeventile werden nach dem Funktionsprinzip in mischende und umschaltende Ventile unterteilt.
Dreiwege-Mischventil – besitzt zwei Eingänge und einen Ausgang. Es wird zur Qualitätsregelung in Heizsystemen verwendet, indem zwei Wärmeträgerströme mit unterschiedlichen Temperaturen gemischt werden. Die Qualitätsregelung mit Aufrechterhaltung der gewünschten Ausgangstemperatur am Ausgang AB erfolgt durch Änderung des Mischverhältnisses der Medienströme aus den Eingängen A und B. Einige Typen von Mischventilen können bei richtiger Installation auch als Umschaltventile verwendet werden.
Dreiwege-Umschaltventil – besitzt einen Eingang und zwei Ausgänge. Es wird häufig zur Mengenregelung durch Verteilung des Wärmeträgerstroms in Warmwassersystemen und in Rohrleitungsknoten für Lufterhitzer und Kühler eingesetzt. Der Eingang des Umschaltventils ist mit AB, die Ausgänge mit A und B gekennzeichnet.
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