В современных системах отопления трехходовой клапан применяется довольно часто, поскольку является средством качественного регулирования теплоносителя – по температуре, а не по расходу. Ведь подача в радиаторы оптимально нагретой воды – лучший способ экономить энергоносители.
Есть у термосмесительных кранов и другие полезные функции, о которых вы узнаете из данной статьи. Но вначале стоит рассмотреть, как работает трехходовой клапан, а также разобраться в его внутреннем устройстве.
Разновидности 3-ходовых клапанов
Все термостатические трехходовые клапаны для отопления делятся на 3 вида по устройству и принципу работы:
- смесительные;
- разделительные;
- переключающие.
О назначении каждой из 3 разновидностей можно судить по названию. Первый тип клапана смешивает два потока теплоносителя с различной температурой, второй – разделяет, третий занимается переключением воды между 2 линиями. Распознать их внешне нетрудно, обычно принцип работы изображен на корпусе в виде рисунка. Вот как выглядит трехходовой смесительный клапан:
Похожее обозначение стоит на разделительном элементе. Что же касается переключающих кранов, то на их корпусе изображения может и не быть, зато есть значительные внешние отличия по форме.
С помощью смешивания или разделения потоков добиваются оптимальной температуры теплоносителя, подаваемого в радиаторы системы отопления или контуры теплого пола. Переключение используется в газовых двухконтурных котлах, когда нагретую воду надо поочередно направлять в разные теплообменники.
Устройство и принцип работы
Чтобы разобраться, из чего состоит и как работает термосмесительный трехходовой кран самого распространенного седельного типа, следует изучить представленную ниже схему. Внутри латунного корпуса с тремя патрубками методом литья устроены 3 камеры, проходы между которыми перекрываются тарельчатыми клапанами. Они закреплены на одной оси – штоке, выходящем из корпуса с четвертой стороны.
Принцип действия следующий: при нажатии на шток начнет открываться проход для одного потока и постепенно закрываться для другого, в результате чего в камере смешивания клапана получится вода необходимой температуры. Она покидает латунный корпус элемента через третий патрубок. Регулировка силы нажатия на шток осуществляется термоголовкой с выносным датчиком температуры, установленным в соответствии со схемой.
Весь процесс стоит разъяснить подробнее:
- Представьте, что со стороны горячей воды поступает недостаточно прогретый теплоноситель. Тогда механизм пропускает его дальше, а третий патрубок закрыт. Выносной датчик наполнен термочувствительной жидкостью и посредством капиллярной трубки соединен с резервуаром (сильфоном) внутри термоголовки.
- При нагреве датчика эта жидкость расширяется, ее объем в трубке и сильфоне увеличивается, в результате последний начинает нажимать на шток трехходового клапана. Момент нажатия определяется регулировкой на шкале термостатической головки, настроенной на требуемую температуру.
- После этого к потоку разогретой воды подмешивается холодная из третьего патрубка и температура воды на выходе из термоклапана остается неизменной, хотя нагрев теплоносителя на входе продолжается.
- Если входящая вода продолжает нагреваться сверх нормы, то для сохранения установленной температуры на выходе термостатический клапан может полностью перекрыть вход и открыть боковой проток. При этом шток опускается в крайнее нижнее положение.
- Как только датчик отметит остывание теплоносителя, головка слегка отпустит шток, откроется седло клапана с горячей стороны и начнется подмешивание нагретой воды.
Способ регулировки трехходового крана термостатической головкой с датчиком – самый популярный, поскольку является достаточно точным и простым, причем не требующим электричества.
Если вести речь о разделительном клапане, принцип его работы практически такой же, только при нажатии на шток один поток начинает делиться на два. А вот в переключающем элементе направление движения меняет электропривод, о чем подробно рассказано на видео:
Использование приводов
Помимо термостатической головки, клапаном можно управлять и другими способами. Первый из них – ручной, когда глубину нажатия штока определяет поворот рукоятки снаружи корпуса. Не самый лучший вариант и годится только в том случае, когда температура воды, поступающей в патрубки, неизменна. Другой вариант – управление с помощью серво— и электропривода, получающего команды от контроллера. Для совместной работы с разными приводами используется и другой тип клапанов – поворотные, чье устройство показано на рисунке:
Здесь есть определенное сходство с шаровым краном, только рабочий поворотный элемент имеет другую форму отверстия, чтобы пропускать теплоноситель сразу в двух направлениях. Принцип работы здесь простой: ось поворачивается на требуемый угол, вращаемая приводом. Последний управляется контроллером, получающим импульсы от одного или нескольких датчиков. Обычно приводы на клапаны устанавливают в сложных либо автоматизированных системах отопления с погодным регулированием.
Схемы подключения клапана к системе отопления
Когда есть понимание, что такое трехходовой клапан и в чем состоит его работа, можно рассмотреть различные схемы подключения, зависящие от назначения и роли элемента в отоплении дома. Установка термосмесительного 3-ходового клапана производится в 4 случаях:
- Для защиты твердотопливного котла от воздействия конденсата и температурного шока после внезапных отключений электроэнергии.
- Теплоноситель в контурах теплых полов должен прогреваться до 45 °С, температуру поддерживает смесительный узел с трехходовым краном.
- Для поддержания необходимой температуры воды в разных ветвях системы.
- Когда требуется подключить бойлер косвенного нагрева к одноконтурному газовому котлу.
Чтобы защитить тепловой агрегат на твердом топливе от образования конденсата, нельзя во время его разогрева допускать подачу в котловой бак остывшей воды из радиаторной сети. Для этого используется следующая схема подключения котла с байпасом и трехходовым смесительным клапаном:
Схема работает так. Пока теплогенератор не прогрелся, вода циркулирует по малому кругу через байпас. При нагреве теплоносителя в обратке до 50—55 °С клапан начинает открываться и подмешивать холодный теплоноситель из системы. При выходе отопителя на рабочий режим байпас перекрывается и весь поток идет через радиаторы. Подробнее эта тема раскрыта на видео:
В системе теплых полов данный элемент выполняет те же функции. Циркуляционный насос гоняет теплоноситель по греющим контурам до тех пор, пока он не начнет остывать. Как только это произойдет, сработает датчик и термоголовка, после чего трехходовой клапан станет добавлять в замкнутый контур горячую воду, идущую от котла. Как своими руками правильно выполнить монтаж коллектора теплых полов, насоса и клапана, показано на схеме:
Следующий пример использования и подключение этой важной детали – обвязка твердотопливного теплогенератора и буферной емкости – аккумулятором тепла. Чтобы прогреть ее целиком достаточно быстро, температура подаваемого теплоносителя должна быть от 70 до 85 °С, каковая вовсе не нужна в системе радиаторного отопления. Понизить ее как раз и помогает трехходовой клапан, установленный за емкостью вместе с отдельным циркуляционным насосом.
Важно. Устанавливая смесительный клапан, помните, что насос должен располагаться с той стороны, где находится всегда открытый патрубок трехходового крана.
Сложная отопительная система большого коттеджа может иметь множество потребителей, подключаемых посредством гидрострелки и распределительного коллектора. Причем в каждый из контуров надо подать теплоноситель с разной температурой. Самая высокая нужна бойлеру косвенного нагрева, поэтому на подводке к нему регулирующей арматуры нет. Остальным потребителям нужен более холодный теплоноситель, а потому они подключены через трехходовые клапаны.
В схеме с бойлером косвенного нагрева и одноконтурным газовым котлом тоже не обойтись без 3-ходового крана. Задача элемента – переключать поток теплоносителя на змеевик бойлера ГВС по команде контроллера (срабатывает электропривод).
Бюджетные элементы с фиксированной температурой воды
В несложные отопительные системы загородных домов, получающие тепловую энергию от ТТ-котла, допускается ставить трехходовой клапан упрощенного типа, действующий автономно. Для работы ему не нужна термоголовка с температурным датчиком, да и штока там нет. Управляющий термостатический элемент установлен внутрь корпуса и настроен на определенную температуру воды на выходе, например, 60 или 50 °С (указывается на корпусе).
Термосмесительный кран данного типа всегда поддерживает фиксированную температуру теплоносителя на выходе, изменить эту настройку нельзя. Отсюда возникает плюс и минус в использовании подобной арматуры:
- Преимущество — более низкая цена, чем стоимость узла с термоголовкой. Разница существенная — около 30%.
- Недостаток — нельзя регулировать нагрев выходящего теплоносителя. Когда элемент с завода настроен на 55 °С, то он всегда будет подавать воду с этой температурой ±2 °С.
Совет. Перед покупкой клапана упрощенной конструкции внимательно читайте техническую документацию на твердотопливный котел, в ней нередко указывается минимальная температура обратного теплоносителя. Больше информации по применению смесительной арматуры вы найдете в отдельной публикации.
Заключение
Термостатический трехходовой кран – очень полезная деталь системы отопления частного дома, позволяющая эффективно использовать нагреваемый теплоноситель, а значит, и экономить топливо. Кроме того, эта простая деталь играет роль элемента безопасности для твердотопливных котлов и позволяет продлить им срок службы. С другой стороны, не стоит ставить клапан без нужды и куда попало, по этому поводу всегда консультируйтесь со специалистом в данной области.
Трехходовой клапан для отопления
На выходе из котельной установки теплоноситель имеет определенную температуру, которая автоматически поддерживается в пределах заданного пользователем значения. Но зачастую для нескольких контуров системы отопления требуется вода с различной температурой, что не может быть обеспечено автоматикой котла. В таком случае в схему добавляется трехходовой термостатический смесительный клапан, чьей задачей является поддержание необходимых параметров теплоносителя в малом контуре котельной установки и контурах системы отопления.
Конструкция и принцип работы трехходового крана
Чаще всего изделие напоминает с виду обычный тройник из латуни или бронзы, сверху которого установлена регулировочная шайба. Под ней находится термочувствительный элемент, который нажимает на рабочий шток, выходящий из корпуса. Внутри на штоке закреплен конус, герметично входящий в седло. Чтобы понять, как работает трехходовой клапан, нужно изучить его строение в разрезе:
Трехходовой термостатический смесительный клапан
Вода циркулирует через фронтальный и правый патрубки до тех пор, пока ее температура не вырастет или понизится до заданного значения. Задача и принцип действия трехходового клапана заключается в том, чтобы удержать температуру теплоносителя на выходе в заданных пределах, подмешивая холодную или горячую воду (в зависимости от схемы) из левого патрубка. Когда параметры теплоносителя выходят за указанные пределы, внешний привод нажимает на шток. При его перемещении конус выходит из седла и открывает сообщение между всеми тремя каналами. Процесс продолжается до полного перекрывания фронтального входного патрубка, если температурные параметры воды не перестанут изменяться.
Трехходовой клапан с термоголовкой
Существует внутренний механизм клапана другого типа, по конструкции он похож на шаровой кран. Такой трехходовой переключающий клапан вместо седла с конусом имеет внутри шар с выборкой специальной формы. Для перераспределения потоков теплоносителя в таких изделиях привод должен не нажимать, а вращать шток, на котором закреплен шар. Клапаны с шаровым элементом не производятся с большой пропускной способностью и применяются, как правило, в бытовых системах отопления. Другая разновидность механизма – на штоке установлен не шар, а сектор, чья рабочая часть перекрывает полностью или частично один или два потока соответственно.
Работа трехходового клапана
Типы приводов
В процессе работы управление трехходовым клапаном по температуре осуществляется внешним приводом, он бывает нескольких типов:
- Простой термостатический привод нажимает на шток за счет расширения размещенной в нем жидкой среды, чувствительной к изменению температуры. Обычно бытовые трехходовые термостатические смесительные клапаны небольших диаметров изначально снабжены таким типом привода, его можно легко снимать для установки другого вида устройства.
- Вместо штатного привода краном может управлять термостатическая головка, имеющая собственный чувствительный элемент, реагирующий на температуру окружающего воздуха. Чтобы осуществлять регулировку по температуре воды, трехходовой смесительный клапан с термоголовкой дополнительно снабжается выносным датчиком температуры. Последний помещен в трубопровод с теплоносителем и соединен с приводом капиллярной трубкой. Такое регулирование является более точным.
- Воздействовать на шток может и электропривод, управляемый контроллером. Электрические датчики, называемые преобразователями температуры, непрерывно измеряют параметры теплоносителя и сигнализируют об их превышении контроллеру, от которого зависит работа трехходового клапана с электроприводом. Самый распространенный и наиболее точный способ регулирования.
- Упрощенная разновидность предыдущего типа изделий — трехходовой смесительный клапан с сервоприводом. Разница заключается в отсутствии контроллера, привод управляет краном напрямую, получая сигналы от датчика температуры. Чаще всего применяется в комплекте с трехходовыми кранами, имеющими шаровой или секторный распределительный элемент.
Применение и схемы подключения
Для того чтобы холодный теплоноситель не попадал в рубашку твердотопливного котла при его разогреве, применяется схема подключения трехходового клапана с первичным контуром циркуляции:
Подключение трехходового клапана
Трехходовой кран отсекает холодную воду из обратного трубопровода, чтобы на внутренних стенках камеры твердотопливного котла не появлялся конденсат, который может значительно сократить срок службы агрегата. Теплоноситель циркулирует в первичном контуре, пока не нагреется до температуры, установленной на термоэлементе клапана, обычно это 40—50 ⁰С. По достижении этой температуры термостат воздействует на шток, постепенно приоткрывая поток холодной воды из системы отопления. Для гидравлической настройки всей системы в малый контур врезан балансировочный вентиль. Для правильной работы схемы обвязки котла циркуляционный насос должен устанавливаться после трехходового крана, а не перед ним, это очень распространенная ошибка.
Продолжением этой схемы может быть организация вторичного контура циркуляции, в котором задействован собственный насос и трехходовой клапан для отопления. Подключение осуществляется по такой схеме:
Трехходовой переключающий клапан
Во вторичном контуре происходит подмешивание в систему отопления горячей воды от котла по мере необходимости, а насос обеспечивает циркуляцию в этом контуре. Трехходовой кран и насос управляются контроллером, который получает данные о параметрах теплоносителя от датчиков. Отбор воды для бойлера производится между двумя контурами, где теплоноситель имеет максимальную температуру, подключение трехходового клапана к котлу в первичном контуре выполняется, как это было показано в предыдущей схеме.
Многие производители котельного оборудования устанавливают в своих отопительных агрегатах дополнительный контур для обеспечения потребителей ГВС. С целью выдержать параметры горячей воды на подаче в дом оборудование для переключения основного теплообменника на контур ГВС и обратно устанавливается внутри котла. Принцип работы и устройство трехходового клапана газового котла, задействованного в этом процессе, мало чем отличается от изделий, описанных выше. Есть небольшая разница в конструкции, которая представляет собой прямой коллектор, внутри него движется элемент, перекрывающий боковые патрубки. Шток вращается с помощью сервопривода по команде от встроенного блока управления котла.
Еще одна сфера применения – управление напольным отоплением, для этого обычно применяется трехходовой клапан с термоголовкой и выносным датчиком температуры. Общая схема выглядит таким образом:
Трехходовой смесительный клапан с термоголовкой
Схема обеспечивает подачу во все комнаты теплоносителя с одинаковой температурой. Трехходовой кран нужен для того, чтобы не допустить перегрева, так как для напольных систем отопления не требуется такая горячая вода, какая поступает из котельной установки. Насос создает циркуляцию во всех контурах, а клапан подмешивает в подающий коллектор горячий теплоноситель по мере необходимости. Такой смесительный узел – один из самых простых вариантов подключения, схема усложняется, когда требуется регулировка температуры в каждом помещении отдельно.
Заключение
Трехходовые клапаны, как устройства для приготовления теплоносителя требуемых параметров, не имеют себе альтернативы. Они применяются в смесительных узлах любого типа и для различных температур воды. Нужно только правильно выбрать клапан, схему подключения и тип привода, задействованного в этой схеме.
На выходе из котельной установки вода обладает определенной температурой, поддерживаемой в автоматическом режиме в пределах заданного значения. Однако довольно часто для нескольких контуров необходим теплоноситель с разными температурами, что нельзя обеспечить автоматикой котельного оборудования. При этом в схему добавляются термостатические смесительные клапаны. Их задачей выступает поддержание нужных параметров воды в малом контуре оборудования и контурах СО.
Назначение термостатического клапана
Термостатический смесительный клапан, цена которого составляет 1500 руб., представляет собой регулирующее устройство, встраиваемое в системы трубопроводов, по которым транспортируется жидкая рабочая среда. Если в конструкцию отопительной сети установить такой клапан, то он будет действовать по принципу крана-смесителя, который смешивает или переключает потоки.
Монтаж такого крана позволяет справиться с множеством проблем, среди них:
- необходимость перенаправления потоков;
- возможность получения струи с постоянной температурой;
- проблема достижения нужной температуры воды.
От разных трубопроводов могут идти разные потоки. Термостатический клапан выполняет функцию их перенаправления. Рабочая жидкость обретает определенную температуру с его помощью за счет смешивания холодного и горячего потока. Струя с определенной температурой получается методом динамического перенаправления.
Устройство клапана
Наиболее часто описываемое выше изделие имеет вид тройника, который изготавливается из бронзы или латуни. Сверху находится регулировочная шайба, под которой располагается термочувствительный элемент. Он воздействует на рабочий шток, который является частью корпуса. Конус находится внутри, на штоке, первый из которых входит в седло максимально герметично.
Для того чтобы разобраться, по какому принципу работают термостатические смесительные клапаны, необходимо ознакомиться с конструкцией, в ее составе:
- корпус;
- конус;
- седло;
- сальниковое уплотнение;
- вставка клапана;
- шток клапана;
- камера разгрузки.
Принцип работы
Сквозь правый и фронтальный патрубки циркулирует теплоноситель, пока его температура не повысится или не окажется ниже и не станет соответствовать определенному значению. Принцип работы и задачи клапана состоят в том, чтобы поддерживать температуру воды в определённых параметрах. Когда они перестают соответствовать пределам, на шток начинает воздействовать внешний привод. При его перемещении из седла выходит конус и открывает сообщение между каналами. Этот процесс будет продолжаться до того момента, пока входной фронтальный патрубок не будет перекрыт. Это верно, если параметры температуры теплоносителя не будут изменяться.
Принцип функционирования клапанов с другим устройством
Термостатические смесительные клапаны иногда имеют несколько отличающийся от описываемого внутренний механизм. В этом случае конструкция походит на шаровой кран. Подобный клапан взамен конуса и седла имеет шар с выборкой нужной формы. Для перераспределения потоков воды в таких конструкциях происходит вращение, а не нажатие на шток.
Если оборудование имеет шаровой элемент, то оно не должно обладать внушительной пропускной способностью. Его используют в бытовых системах отопления. Существует еще одна разновидность механизма, при которой на штоке располагается сектор, а не шар, его рабочая часть частично или полностью перекрывает один или два потока.
Разновидности клапанов по типу привода
Термостатические смесительные клапаны представлены несколькими разновидностями. Первая имеет вид термостатического привода, который воздействует на шток, что становится возможно благодаря жидкой среде, ведь она чувствительна к колебаниям температуры. Бытовые смесительные клапаны с небольшим диаметром имеют такой тип привода, его можно легко снять для установки другого.
Термостатический смесительный клапан, принцип работы которого был описан выше, иногда может быть представлен в другой разновидности, в ней взамен штатного привода управление осуществляет термостатическая головка, которая обладает своим чувствительным элементом. Он реагирует на температуру внешней среды. Для регулировки температуры теплоносителя клапан снабжается выносным датчиком. Он располагается в трубопроводе с водой и соединяется с приводом капиллярной трубкой. Регулирование по такому принципу более точно.
Система отопления дома может быть дополнена клапаном, у которого на шток воздействует электропривод, он управляется контроллером. Эта разновидность является третьим вариантом термостатического клапана. Электрические датчики еще называются преобразователями температуры. Они следят за параметрами воды и сообщают об изменениях контроллеру, именно от него зависит работа клапана с электроприводом. Этот способ регулировки является максимально точным и выступает в качестве самого распространенного.
Система отопления дома иногда дополняется еще одной разновидностью клапана, которая представляет собой упрощенный вариант предыдущего типа, ведь устройство будет иметь сервопривод. Разница состоит лишь в том, что у подобных устройств отсутствует контроллер, кран напрямую управляет приводом, в итоге он получает от датчика сигнал о температуре.
Разновидности термостатических клапанов Esbe
Термостатический смесительный клапан Esbe представлен к продаже в трех разновидностях, среди них устройства:
- с электроприводом;
- пневмоприводом;
- гидроприводом.
У приборов с электроприводом немного другой принцип работы. Электропривод выполняет роль термостата, что позволяет смешивать потоки и поддерживать определенную температуру. Когда ее уровень будет повышаться или понижаться, привод изменит положение арматуры, уменьшив или увеличив сечение прохождения потока.
Клапаны с электроприводом
Термостатические клапаны Esbe, оснащенные электроприводами, могут использоваться с одинаковым успехом в системах ГВС и отопления. Установка клапана может осуществляться в любом трубопроводе, где требуется смешивание потоков с постоянным поддержанием температуры.
Термостатический смесительный клапан для теплого пола тоже довольно активно используется, однако он имеет один недостаток, выраженный в зауженности входных точек. Это увеличивает гидросопротивление. Именно поэтому для системы теплого пола необходима специальная схема подключения.
Особенности подключения
Термостатический смесительный клапан 3/4 – это оборудование с указанными параметрами подключения. На корпусе вы сможете отыскать еще и схему движения воды, обратив внимание на стрелки или буквенное обозначение. Например, «А» указывает на движение горячего потока, тогда как «В» – это холодный поток. Аббревиатура из этих двух букв указывает на направление смешанного потока.
Установка устройства должна вестись с учетом этой схемы. Если вы планируете установить клапан на радиатор отопления, то термоголовка должна располагаться сбоку, чтобы на неё не оказывали влияние внешние факторы по типу сквозняков или потоков горячего воздуха. На изменения температуры будет реагировать термоголовка. Если в помещении жарко, а на термостат оказывает влияние холодный воздух, то механизм лишь усилит отопление.
В продаже сегодня можно встретить устройства с выносными термостатами. Их рекомендуется устанавливать в тех местах, где на прибор не будет оказываться постороннего влияния. Необходимо обратить внимание на указатели, расположенные на корпусе. Может быть, вы приобрели клапан с правой или левой установкой на радиатор. Монтировав оборудование в перевернутом положении, жидкость, протекая через него, будет давить на тарельчатый клапан, который станет открываться не по той причине, что вода остыла, а под физическим воздействием.
Заключение
Термостатический клапан в системе «теплый пол» будет создавать дополнительный контур. Его соединение с распределительным коллектором будет происходить в двух точках, что обеспечивает циркуляцию теплоносителя на выходе. На входе поток будет обеспечиваться, если необходимо получить дополнительное тепло.
Если на первой линии мощность потока окажется недостаточной, то термостат не сможет открыть доступ воды. Эту проблему довольно просто решить, нужно лишь заузить вторую линию или установить балансировочный клапан на неё.
Похожие статьи
Оглавление
Перепускной клапан отопления
Когда есть понимание, что такое трехходовой клапан и в чем состоит его работа, можно рассмотреть различные схемы подключения, зависящие от назначения и роли элемента в отоплении дома. Установка термосмесительного 3-ходового клапана производится в 4 случаях:
- Для защиты твердотопливного котла от воздействия конденсата и температурного шока после внезапных отключений электроэнергии.
- Теплоноситель в контурах теплых полов должен прогреваться до 45 °С, температуру поддерживает смесительный узел с трехходовым краном.
- Для поддержания необходимой температуры воды в разных ветвях системы.
- Когда требуется подключить бойлер косвенного нагрева к одноконтурному газовому котлу.
Клапан с терморегулятором гарантирует практичность и эффективность функционирования системы. Трехходовые клапаны для отопления призваны регулировать тепловой поток, что обеспечивает комфорт в помещении и экономичность использования.
Трехходовой клапан обеспечивает эффективность и экономичность отопительной системы за счет регулирования теплового потока
Прежде чем приступать к проектировке отопительной системы, производится тепловой расчет. На основе его результатов выбирается подходящая мощность и тип отопительных приборов, способных поддерживать оптимальный температурный режим в помещении.
В расчет берется площадь помещения, после чего анализируют возможные теплопотери. Исходя из этого, рассчитывается производительность отопительной системы, необходимая для создания в комнатах комфортного микроклимата. После чего для всех помещений составляется тепловой баланс.
Однако, данные расчеты производятся при конкретных условиях, которые могут меняться в процессе эксплуатации. Факторы, влияющие на работу радиатора, различны:
- температурные перепады на улице;
- солнечная активность;
- сила ветра;
- наличие бытовых приборов, генерирующих тепло.
Схема отопления с трехходовым клапаном
В результате, просчитанный температурный баланс нарушается, и в помещении становится жарко. Однако, изъять из комнаты части радиатора или заглушить тепловое излучение невозможно. Таким образом, возникает необходимость управлять генерируемой тепловыми приборами энергией, чтобы поддерживать в помещении комфортный микроклимат.
Есть два пути регулировки выделяемой радиатором энергии:
- Качественное изменение свойств радиатора.
- Количественное регулирование выделяемого тепла.
В обоих случаях необходимы манипуляции с циркулирующей по трубам жидкостью.
Для того чтобы регулировать микроклимат в помещении, можно перевести генератор тепла в другой режим работы – в результате чего меняется температура поступающей к радиаторам воды.
Наличие трехходового клапана позволяет регулировать климат в помещении при любом типе отопления
Переключить режим можно на настенном котле, если речь идет о загородном доме. Однако, ситуация куда сложнее в случае с котельной городского микрорайона.
В случае когда вы не можете повлиять на температуру воды, поступающей к радиатору, можно регулировать ее количество. Для этого и необходимо купить трехходовые клапаны для отопления с терморегулятором. Эти устройства позволяют ограничить количество воды, проходящей через радиатор, и в результате при одной и той же площади батареи в комнату будет поступать больше или меньше тепла, разумеется, в пределах, ограниченных мощностью системы.
Устройство трехходового смесительного клапана с термостатом
Трехходовой клапан для отопительной системы и регулятор температуры, устанавливаемый на радиаторе, могут использоваться по отдельности, однако в автономных отопительных системах современных квартир и частных коттеджей зачастую применяют комбинированный способ для повышения эффективности. Таким образом, целесообразна покупка трехходового клапана для отопления с терморегулятором.
Важно учитывать, что принцип работы трехходового смесительного клапана позволяет повышать или понижать температуру радиатора лишь в установленных границах. Пределы эти продиктованы техническими характеристиками теплового прибора, а именно, значением его максимальной теплоотдачи, и зависят от каждого конкретного радиатора.
Чтобы понять, как работают трехходовые клапаны в системе отопления, важно разобраться в его устройстве.
Конструкция трехходового клапана для отопления
Визуально данный прибор выглядит как обычный металлический тройник. В качестве материала для изготовления клапана обычно используют латунь, иногда берется чугун или сталь. В корпусе прибора три патрубка.
Однако, внутри тройника находится механизм, на котором и основан принцип работы трехходовых клапанов. Он автоматически регулирует тепловые потоки, позволяя поддерживать в комнате комфортный микроклимат.
Существует два типа исполнительных механизмов, влияющих на работу трехходового клапана в системе отопления.
Тип исполнительного механизма | Принцип работы | Устройство |
Седельные исполнительные механизмы | Оснащены штоком, поступательно двигающимся вверх или вниз. | Внутри корпуса находится седло, перекрытое конусом, который закреплен на конце рабочего штока. |
Поворотные исполнительные механизмы | Оснащены шаром или сектором, который вращается. | Шток не движется по вертикали, но привод прокручивает его так, чтобы движение шара с проемом, как в шаровых кранах, открывало или, напротив, частично перекрывало сообщение между патрубками. |
Терморегуляторы устанавливают на проходные пробки радиатора. В случае необходимости данные приборы целиком или частично перекрывают поток теплоносителя. Ту же функцию выполняет кран, однако, при наличии терморегулятора вы единожды выставляете необходимые параметры, после чего термоклапан поддерживает заданный температурный режим самостоятельно. Наибольшую точность работы и функциональность обеспечивают электронные термоклапаны.
Важно понимать, что терморегулятор не способен изменить изначальную мощность источника тепла, однако позволяет грамотно распорядиться тепловой энергией и создать в помещении комфортные условия.
Регулятор температуры представляет собой двухходовое устройство, состоящее из двух основных частей:
- вентиль («клапан»);
- термоголовка.
Элемент | Функция | Устройство | Принцип действия |
Вентиль (клапан) | Запирающий механизм | Состоит из седла, конуса и штока. | Рабочий шток задвигается, уменьшая расстояние между седлом и конусом и тем самым уменьшая поток. При увеличении расстояния между этими частями поток, напротив, увеличивается. |
Термоголовка | Управление штоком | В «сильфоне» (специальном цилиндре) замкнуто термочувствительное вещество. | Принцип работы основан на расширении газа и жидкостей в случае нагревания. Под действием горячего теплоносителя вещество в сильфоне расширяется, подталкивая подпружиненный поршень. Тот воздействует на шток с конусом в строну седла.
При снижении потока теплоносителя происходит охлаждение и, соответственно, уменьшение объема активного вещества. Пружина возвращает поршень, конус и шток на место, и поток усиливается. Повторение цикла позволяет регулировать степень нагревания радиатора с высокой точностью. |
Выделяют несколько разновидностей классификации терморегуляторов для трехходового клапана.
Тип терморегулятора | Особенности |
Механические терморегуляторы | Предустановка устройства выполняется при помощи рукоятки с делениями. Шток приводят в движение сильфон и возвратная пружина. |
Ручные терморегуляторы | Принцип работы аналогичен обычному крану. Такую модель легко заменить на регулятор для автоматической работы клапаны при изменяемых условиях. |
Электронные терморегуляторы | Обладают цифровой панелью. Источником энергии служат батарейки. Учитывают температуру теплоносителя. Позволяют программировать режим по времени. |
Также терморегуляторы разделяются по назначению. В зависимости от особенностей, терморегуляторы предназначены:
- для двухтрубных систем разводки;
- для однотрубных систем разводки.
На заводском шильдике от фирмы Herz четко показано смешивание 2 потоков, значит, это смесительный вентиль</figcaption>
Похожее обозначение стоит на разделительном элементе. Что же касается переключающих кранов, то на их корпусе изображения может и не быть, зато есть значительные внешние отличия по форме.
С помощью смешивания или разделения потоков добиваются оптимальной температуры теплоносителя, подаваемого в радиаторы системы отопления или контуры теплого пола. Переключение используется в газовых двухконтурных котлах, когда нагретую воду надо поочередно направлять в разные теплообменники.
В первую очередь необходимо разобраться с классификацией этих изделий. На сегодняшний день существует три основных вида клапанов, которые различаются по принципу работы. Рассмотрим эти виды:
- смесительные клапаны;
- разделительные устройства;
- переключающие изделия.
Названия вышеуказанных устройств указывает на эксплуатационную принадлежность и функции, которые они выполняют во время работы. Смесительные клапаны используются для смешивания потоков рабочей среды в трубопроводе. Это необходимо для того, чтобы получить приемлемую температуру воды на выходе или же в радиаторе отопления (в зависимости от вида коммуникации).
Как определить ту или иную разновидность устройства? Эта задача, как правило, решается довольно просто: на поверхности корпуса в большинстве случаев изображается принцип работы изделия. На переключающих моделях такие обозначения могут отсутствовать, однако, их тоже нетрудно идентифицировать, так как их внешний вид имеет значительные отличия от двух других типов устройств.
Смесительный клапан призван соединять потоки рабочей жидкости в магистрали, чтобы получить нужную температуру на выходе
Смешивание или разделение потоков рабочей среды необходимо для получения необходимых показателей температуры теплоносителя в разных контурах отопительной системы. А переключающие модели применяют в отопительных приборах двухконтурного типа. В качестве отопительного прибора в этом случае выступает газовый котёл, нагретый теплоноситель которого, в порядке очереди направляют в различные теплообменники.
Особенности термостатических трёхходовых смесительных клапанов
Конструктивно он представляет два соединенных двухходовых крана в одном корпусе.
Но в отличие от них полностью водяной поток горячей воды не перекрывается, а регулируется интенсивность его прохождения. За счет этого меняется температура горячей воды.
Основные детали клапана:
- корпус;
- шток с запорной шайбой или металлический шарик;
- гайки крепления (муфты).
Клапаны со штоком позволяют автоматизировать управление посредством электромеханического привода. Это позволяет автоматически регулировать температуру воды. Шариковый клапан по принципу действия можно сравнить со смесителем на кухне. Они используются только в клапанах с ручным управлением.
[advice]Примите к сведению: выбирая кран, следует обратить внимание на материал, из которого сделан корпус. Латунный более легкий и долговечный в сравнении с чугунным.[/advice]Принцип работы клапана заключается в смешивании потоков воды с разной температурой. Для чего это нужно делать?
Если не вдаваться в технические подробности, можно ответить так: для продления срока службы отопительного котла и его более экономичной работы.
В смесительном 3-ходовом кране выходной патрубок (откуда идет смешанная вода) всегда открыт, остальные 2 штуцера поочередно закрываются термоголовкой</figcaption>
Принцип действия следующий: при нажатии на шток начнет открываться проход для одного потока и постепенно закрываться для другого, в результате чего в камере смешивания клапана получится вода необходимой температуры. Она покидает латунный корпус элемента через третий патрубок. Регулировка силы нажатия на шток осуществляется термоголовкой с выносным датчиком температуры, установленным в соответствии со схемой.
Этот клапан с 3 выходами очень похож на обычный шаровой кран с электроприводом</figcaption>
Здесь есть определенное сходство с шаровым краном, только рабочий поворотный элемент имеет другую форму отверстия, чтобы пропускать теплоноситель сразу в двух направлениях. Принцип работы здесь простой: ось поворачивается на требуемый угол, вращаемая приводом. Последний управляется контроллером, получающим импульсы от одного или нескольких датчиков. Обычно приводы на клапаны устанавливают в сложных либо автоматизированных системах отопления с погодным регулированием.
Схемы подключения клапана к системе отопления
Существует несколько схем установки термостатических трёхходовых смесительных клапанов. Выбор схемы зависит от роли клапана в отопительной коммуникации.
Схема подключения клапана будет зависеть от типа отопительной системы
Основные функции, которые выполняет это приспособление в отопительной коммуникации или системе горячего водоснабжения:
- предохранение котла, функционирующего на твёрдом топливе, от воздействия конденсата;
- предохранение твердотопливного котла от температурного шока, который возникает в результате спонтанного отключения электрической энергии;
- рабочая среда в коммуникации тёплого пола должна иметь температуру не выше, чем 45 °C. Контроль необходимой температуры в таком случае — основная задача трёхходового вентиля;
- поддержка необходимых показателей температуры в различных точках коммуникации.
Для того чтобы обезопасить отопительный аппарат от образования конденсата, необходимо запомнить одно важное правило: категорически не рекомендуется подавать в котёл остывшую воду из радиаторной сети во время его работы (когда он разогрет). Трёхходовой вентиль, препятствующий образованию конденсата в котлах, подключается с использованием запасного пути по следующей схеме:
- Пока отопительный прибор не прогрелся до нужных показателей температуры, вода передвигается по малому кругу через запасной путь.
- Когда рабочая среда достигает температуры 50–55 °C, вентиль открывается. В результате происходит подмешивание холодной воды из коммуникации.
- Когда котёл переходит в рабочий режим, запасной путь закрывается и поток рабочей среды движется через радиаторы отопления.
В коммуникации тёплого пола прибор выполняет такие же функции. Насос заставляет двигаться подогретую рабочую среду по трубкам до тех пор, пока она не начнёт остывать. Когда теплоноситель начинает остывать — это фиксируется термоголовкой и специальными датчиками, что служит сигналом для подмешивания горячей воды из котла в систему тёплого пола.
Термостатический клапан устанавливается в системы теплого пола, где температура рабочей жидкости не должна превышать 45 градусов
Ещё одна схема подключения трёхходового вентиля подразумевает его монтаж в отопительной системе за буферной ёмкостью. Буферная ёмкость аккумулирует тепло и требует нагрева. Для того чтобы выполнить полный нагрев этого элемента системы, температурный показатель рабочей среды должен быть не ниже, чем 70 °C.
Клапаны предохранительные
Источником опасности является любое котельное оборудование. Котлы считаются взрывоопасными, так как имеют водяную рубашку, т.е. сосуд под давлением. Одно из самых надежных и распространенных предохранительных устройств, сводящее опасность до минимума — это предохранительный клапан системы отопления.
Установка данного приспособления обусловлена защитой систем отопления от избыточного давления. Зачастую такое давление возникает в результате закипания воды в котле. Предохранительный клапан ставится на подающем трубопроводе, как можно ближе к котлу. Клапан имеет довольно простую конструкцию. Корпус изготовлен из латуни хорошего качества.
Основным рабочим элементом клапана является пружина. Пружина в свою очередь действует на мембрану, которая закрывает проход наружу. Мембрана выполнена из полимерных материалов, пружина из стали. Выбирая предохранительный клапан следует учитывать, что полное открытие происходит при повышении давления в отопительной системе над значением на 10%, а полное закрытие при снижении давления ниже срабатывания на 20%. В следствии данных характеристик необходимо выбирать клапан с давлением срабатывания выше 20-30% от фактического.
В каких случаях разрешается использовать упрощённый клапан?
В довольно простых отопительных коммуникациях, которые функционируют на твёрдом топливе, разрешается использовать упрощённые варианты трёхходовых вентилей. Как правило, такие изделия работают в автономном режиме. В большинстве случаев для функционирования им не требуется иметь термическую головку и шток.
Принцип работы трёхходового клапана упрощённого типа довольно прост. Элемент, регулирующий работу такого устройства, размещается внутри его корпуса. Такие вентили настраиваются на определённую температуру воды и получают её путём смешивания потоков с разной температурой. Температура, которую поддерживает такое изделие, как правило, указывается на его корпусе.
Неизменная температура на выходе, поддерживаемая таким упрощённым вариантом клапана, является постоянной. Рассмотрим преимущество и недостаток использования такого прибора:
- плюс — более демократичная стоимость по сравнению с изделием, которое оснащено термической головкой. Экономия в таком случая составляет не менее 30%;
- минус — невозможность регулировки температуры воды на выходе.
Перед тем как приобрести термостатический трёхходовой упрощённый смесительный клапан, специалисты рекомендуют изучить техническую документацию, которая регламентирует твердотопливный отопительный аппарат. Это связано с тем, что там можно найти необходимую минимальную температуру, которой должен соответствовать обратный теплоноситель.
Балансировочный клапан
Балансировочный клапан системы отопления предназначается для регулирования проходимого теплоносителя. Жидкость потребляется в зависимости от давления. Чем больше давление, тем больше потребляется жидкости. Установка данного прибора происходит на стояках. Отбалансированная система обеспечивает беспрерывную работу.
Используемые источники:
- https://otivent.com/trexxodovoj-klapan-v-sisteme-otopleniya
- https://cotlix.com/kak-rabotaet-trexxodovoj-termostaticheskij-smesitelnyj-klapan-v-sisteme-otopleniya
- https://www.syl.ru/article/292221/termostaticheskie-smesitelnyie-klapanyi-vidyi-printsip-rabotyi-podklyuchenie-naznachenie
- https://ventcondition.ru/kharakteristika-trekhkhodovogo-otopitelnogo-klapana/