Устанавливаем двухходовой или трехходовой клапан для теплого пола

В системах отопления, где в узлах обвязки используются калориферы и охладители, встречается характерный вид арматуры – двухходовой клапан. Прибор быстро и точно регулирует объемы подачи и отбора воды. Он востребован в системах отопления, вентиляции и кондиционирования. Сейчас большим спросом пользуются двухходовые клапаны, оборудованные электроприводом, которые управляются особыми датчиками. Это надежные и простые в установке устройства, об особенностях конструкции и различиях которых узнаем ниже.

Назначение и конструкция

Классическая комплектация прибора следующая:

• термостатический вентиль;
• термоголовка с выносным датчиком;
• вентиль термоголовки;
• ограничительный датчик, учитывающий температуру;
• измеритель;
• насос для циркуляции;
• водяной фильтр;
• обратный клапан.

Двухходовые регулировочные устройства используются повсеместно, но многое зависит от того, из какого материала они сделаны. Рассматривая конструкционные особенности, сразу оговоримся, что клапаны бывают с одним или двумя седлами. Используя вторую разновидность, регулируются и перекрываются потоки рабочей среды, причем допускаются существенные перепады давления, с которыми не справится клапан с одним седлом. Сама арматура выглядит как отдельная деталь с механическим или электронным приводом. Бывает, дополнительный источник энергии не предусматривается, поэтому его устанавливают уже после монтажа устройства.

Преимущества двухходового клапана:

• простая конструкция;
• легко устанавливается;
• для эффективной работы не требует вовлечения человека;
• ремонтопригоден;
• надежен;
• долго служит;
• герметичен;
• характеризуется малым гидравлическим сопротивлением;
• доступен.

Обратив внимание на конструкцию элемента, покажется, что он похож на стандартный вентиль, но механизмы значительно различаются. Например, основной запорный элемент клапана – шток или шар. То есть за ограничение расхода воды отвечает шток, находящийся в горизонтальном или вертикальном положении, или шар, поворачиваемый вокруг своей оси на 90 градусов. Работает устройство по простой схеме – открывается специальное отверстие и через него транспортируется жидкость. Чтобы эти структурные элементы функционировали, к клапану подключается привод, для которого требуется электричество или сжатый воздух. Сам привод объединяют с отдельными приборами, учитывающими давление в системе, температуру и другие характеристики.

Области применения

Как было замечено выше, этот вид регулирующей арматуры применяется в системах отопления, вентиляции и кондиционирования. Отдельно рассмотрим особенности его использования в контуре с «теплым полом».

Если в доме установлен котел, то его задача – нагрев воды и, как правило, ее температура довольно высокая, подходящая для радиаторов (от +75 до +95 градусов Цельсия). Для системы «теплый пол» такой нагрев не нужен, так как санитарные нормы регламентируют максимум +35 градусов Цельсия. Этого показателя достаточно, чтобы комфортно ходить по напольному покрытию. Если же температура будет выше, это не только причинит неудобства проживающим, но и негативно скажется на финишном покрытии пола. Например, линолеум или ламинат легко деформируются.

«Теплый пол» монтируется под стяжку, к тому же используются разные материалы напольного покрытия. Для этого теплоноситель прогревают до +50 градусов Цельсия. Когда теплый пол напрямую подключается к котлу или централизованной системе отопления, получаемая температура чересчур высокая. Чтобы ее понизить при входе в контур, монтируют смесительный клапан для теплого пола, с уже предусмотренным двухходовым или трехходовым краном. Исходя из названия, назначение такой арматуры – смешивание горячей и холодной воды, циркулирующей по контуру. То есть меняется процесс прохождения жидкости – для радиатора вода остается горячей, а к теплому полу поступает уже смешанная, имеющая меньшую температуру.

Из каких материалов изготавливается

Сейчас распространены чугунные, латунные и стальные изделия. Например, арматура из чугуна и стали устанавливается в трубопроводных системах с большим расходом воды или пара. Клапаны из латуни зачастую встречаются в вентиляционных системах. Их главное преимущество – компактные размеры, поэтому элемент монтируется даже в небольших помещениях, с ограниченным расходом воды.

Рекомендуется использовать стальной или чугунный регулировочный клапан. Распространены изделия из стали, которые такие же прочные, как и чугунные аналоги, но значительно дешевле. Выбирая материал, учитываются характеристики давления в системе и размеры самой арматуры.

Виды регулирующих клапанов

Арматура различается по нескольким параметрам.

В зависимости от конструктивных особенностей выделяют 2 вида:

• проходные – в них патрубки имеют противоположное расположение;
• угловые – располагаются под углом в 90 градусов.

Обратите внимание, каким способом реализуется управление клапаном.

По этому параметру выделяют 3 вида:

• пневматические;
• гидравлические;
• оборудованные электроприводом.

Электрическим приводящим устройством служит маломощный электромотор или втягивающие соленоиды. Конечно, существуют изделия и с ручным управлением, но они сложнее в эксплуатации, так как не позволяют выставить точные параметры. Устройства работают от электрической сети, имеющей переменный ток 220 В или постоянный 24 В.

Определенные проходные узлы работают в автономном режиме, без электропитания. Такая арматура управляется и регулируется посредством мембраны и противодействующей ей пружины. В качестве обратной связи используется обводка, по которой перемещается теплоноситель – он же и направляет мембрану в нужную сторону.

Что дает двухходовой клапан:

• регулируется расход, распределяются и экономятся ресурсы (вода);
• более экономичный расход тепла;
• оборудование и сети получают защиту от перепадов давления;
• если правильно пользоваться клапаном, он продлевает срок службы подключенного оборудования и самой сети.

Крепятся устройства при помощи фланцев, на резьбу или сварным методом. Один из подвидов резьбового соединения – цапковое крепление, при котором клапан вворачивается в другое устройство. При сварном виде установки используются специальные патрубки.

Отдельно выделим клапан с дистанционным управлением, который наиболее прост в эксплуатации. Такие приборы дополняются электроприводами или пультами. Именно пультовые принимают все текущие характеристики и параметры системы. Дистанционно уменьшается, повышается давление или перекрываются определенные ветки теплосети.

Схема подключения

Для водяных теплых полов клапан чаще всего устанавливается по параллельной схеме. Для ее реализации должны использоваться 2 или 3 нагревательных контура с циркулирующим теплоносителем. Подача и давление воды регулируется одним или несколькими параллельно установленными клапанами. При параллельном смешивании теплоносителя следует заранее разъединить магистрали теплого пола.

Как правило, регулировочные краны настраивают самостоятельно, вручную, где выставляется необходимый объем пропускаемой воды.

Важно! Если используется параллельная схема, то байпас рекомендуется заменить перепускным клапаном. Делается это с целью снижения эксплуатационной нагрузки и экономии электроэнергии, подаваемой на насос.

Есть у схемы минус – теплоноситель, входящий в контур, будет той же температуры, что и вода, выходящая из обратного контура к котлу. Из-за этого горячая вода по контурам распределяется неравномерно.

Особенности установки

Сама процедура сводится к тому, что клапан подсоединяют к необходимым трубопроводам. Чтобы арматура работала долго и без проблем, следует правильно реализовать соединение, с учетом всех советов и рекомендаций. При нехватке опыта рекомендуется обратиться к специалистам. В ином случае система отопления не будет такой эффективной и экономной, какой должна быть.

Прежде чем приступать к монтажным работам, обратите внимание на двухходовой клапан – на его корпусе есть внешняя или внутренняя резьба, на которую и навинчивают накидную гайку (или фитинг) трубопровода. Для надежного соединения специалисты советуют обмотать резьбу уплотнителем, в качестве которого подходит ФУМ-лента.

В комплекте арматуры идут специальные прокладки, обеспечивающие надлежащий уровень герметичности. Если таковых не имеется, то приобрести их придется отдельно, соответствующей толщины и диаметра. Главная задача – обеспечить плотное соединение, без перекосов на резьбе, что позволит предотвратить возможные протечки. Не требуется наличие специальных инструментов и устройств.

Обратите внимание! Двухходовая арматура функционирует не в самых простых условиях, а именно – под воздействием высокой температуры. Из-за этого резьбовые соединения могут терять свою плотность, поэтому процедура подключения должна выполняться ответственно.

Советы специалистов:

1. В ходе установки убедитесь, что в трубопроводе исключены любые усилия.
2. Прежде чем монтировать элемент на водопровод, последний следует тщательно зачистить, удалив все примеси. Они негативно сказываются на состоянии уплотнительных материалов, из-за чего нарушается герметичность клапана.
3. Со временем может потребоваться ремонт или демонтаж устройства, поэтому необходимо оставить достаточно свободного пространства около него.
4. Важно осуществить тщательный монтаж. Если используется фланцевое соединение, то соответствующие винты рекомендуется подтягивать попеременно, чтобы не возникало внутреннее напряжение. При резьбовом способе установки применяются регулировочные связи, что позволит в дальнейшем демонтировать клапан.
5. Если нужно продуть или промыть всю трубопроводную систему, клапан снимают, а на его место ставят переходник.

Установка представляет собой сложный процесс и во многом зависит от выбранной схемы. Во избежание ошибок рекомендуем заказать услугу установки клапана у специалистов.

Заключение

Смесительный клапан для отопления с терморегулятором является основным элементом теплого пола, который напрямую воздействует на потоки горячей и холодной воды, поддерживая тем самым необходимую температуру. В смесительных узлах большая роль отводится двухходовому крану, который позволяет точно регулировать режим работы теплого пола. Важно выбрать подходящую модель клапана, с учетом многих особенностей.

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:

1. Для защиты твердотопливного котла от воздействия конденсата и температурного шока после внезапных отключений электроэнергии.
2. Теплоноситель в контурах теплых полов должен прогреваться до 45 °С, температуру поддерживает смесительный узел с трехходовым краном.
3. Для поддержания необходимой температуры воды в разных ветвях системы.
4. 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:

1. Качественное изменение свойств радиатора.
2. 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.

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:

1. Пока отопительный прибор не прогрелся до нужных показателей температуры, вода передвигается по малому кругу через запасной путь.
2. Когда рабочая среда достигает температуры 50–55 °C, вентиль открывается. В результате происходит подмешивание холодной воды из коммуникации.
3. 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.

Трехходовой клапан нужно правильно подобрать по пропускной способности. Также он должен иметь нужный диаметр резьб (1/2 или 3/4 дюйма), и совмещаться должным образом с термоголовкой или сервоприводом.

Есть варианты конструкций клапана со встроенным температурным датчиком, поэтому он в термоголовке не нуждается.

В перечнях оборудования компаний можно встретить весьма много устройств подобного типа, из всего этого предстоит выбрать то, что нужно, что не всегда просто. Во многом сделать правильный выбор помогут знающие специалисты торгующей организации. Но полагаться только на их мнение не следует, лучше разобраться в вопросе самостоятельно.

Смесительные и разделительные трехходовые клапана

Трехходовой клапан представляет из себя узел смешения (разделения) потоков жидкости с тремя подключениями. На корпусе клапана стрелками указывается выполняемая им функция. Например, устройство смешивает 2 потока в разных пропорциях в зависимости от положения тарельчатого клапана.

В первом крайнем положении на выход попадет только первый поток, в другом крайнем – только второй поток, в среднем положении потоки смешаются в равных пропорциях, например.

• Если подаются жидкости с разной температурой, то с помощью клапана можно регулировать температуру жидкости на выходе, получаемую в результате смешения двух потоков.

Клапан разделения будет разделять потоки на 2 направления, подмешивая в той или иной пропорции теплоноситель в разные ветви. Его применение точно такое же, как и клапана смешения, только установка по ветвям зеркальная.

• На основе обоих клапанов можно создать узлы регулировки температуры в отопительных сетях. При этом температура на выходе может настраиваться встроенным термодатчиком или клапан может регулироваться термоголовкой, с выносным температурным датчиком.

Конструкции трехходовых клапанов

Чаще применяются седельные клапана, в которых седло перемещается на подпружиненном штоке и перекрывает входные отверстия. Это распространенная конструкция, которая применяется с термоголовками нажимного действия.

Другой вариант – поворотно-шарикового переключения. Переключение между потоками происходит при поворачивании регулятора, что обычно делается сервоприводом по команде от термодатчика. Такая система дороже и энергозависимая.

Схема применения трехходового клапана

Типичная схема подключения трехходового клапана, для защиты теплообменника твердотопливного котла от холодной обратки. Осуществляется подмес теплоносителя с подачи в обратку по малому кругу. Цель – поддерживать на обратке всегда больше, чем 55 градусов, чтобы не происходило конденсации водяных паров на теплообменнике, и соответственно, чтобы не было значительных загрязнений и кислотной коррозии.

Сильфонный датчик термоголовки устанавливается на обратке и дает команду термоголовке о степени нажима на шток седельного трехходового клапана смешения. Предварительное открытие регулируется вращением настройки.

Где еще применяются трехходовые клапаны

Типичное применение регулировки температуры теплоносителя с помощью трехходовых клапанов следующее.

• Регулировка температуры теплоносителя подаваемого с буферной емкости. В заряженном теплоаккумуляторе может быть слишком горячая жидкость, не востребованная в доме. Поэтому клапаном осуществляется подмес холодной обратки в подающую струю согласно настройкам владельцев.

• Поддержание температуры теплоносителя в контурах теплого пола. Для нормальной работы теплых полов, температура на подаче не должна превышать 55 град. Котлы же для радиаторной сети выдают обычно побольше. В большинстве схем теплых полов устанавливаются насосно-смесительные узлы поддерживающие стабильную температуру при перепадах давления и расхода теплоносителя.

• В сложных схемах отопления, где после выравнивателя давления (буфера, гидрострелки, кольца) подключены контуры с разной потребностью в температуре. Регулировку надежней выполнить не путем уменьшения расхода по контуру, а смесительным узлом на основе трехходового клапана.

Вместо трехходового клапана во многих схемах может применяться двухходовой, регулирующий количество потока, который затем будет подмешиваться на тройнике в основную струю. Но эти узлы требуют стабильного давления, а также особого расчета, поэтому двухходовой клапан можно встретить в заводских насосно-смесительных узлах.

Как подобрать трехходовой клапан по пропускной способности

Основной характеристикой трехходового клапана является условная пропускная способность, обозначенная как Kvs, м³/ч. Она указывается при условии разницы давлений на штуцерах клапана 1 Бар.

Например, в каталоге (в характеристиках) можно встретить Kvs = 2,5 в м³/ч, это значит, что при давлении 1 бар через полностью открытый клапан за час пройдет 2,5 куба теплоносителя. Но как пользоваться этой цифрой в реальных условиях?

• Во первых, нужно узнать, сколько нам нужно пропустить жидкости через такой клапан? Во вторых, — какой перепад давления будет на клапане в нашей схеме?

Требуемый расход жидкости Ктр, м куб./час через клапан для любой схемы не сложно вычислить по формуле:

Расчет трехходового клапана

Ктр=0,86 Q/∆t, где Q – мощность ветви (тепловая нагрузка), для котла или цепи отопления всего дома принимается по мощности теплогенерации кВт, ∆t – разница температур подачи и обратки, обычно это 20 град, а для теплого пола – 10 град.

Тогда для обвязки 20 кВт-ного котла через клапан должно проходить жидкости не менее чем  Ктр=0,86 20/20=0,86 м куб/час, при перепаде давления 1 бар.

Но у нас перепад давления намного меньше – порядка 0,2 бар. При таком давлении пропускная способность клапана должна быт значительно больше. Какая именно?

• Перепад давления для любой схемы между подачей и обраткой не будет превышать 0,2 бар, типично находится в пределах 0,1 – 0,2 бар.

Существует некая импирическая формула на этот счет, — пропускная способность клапана в нашей схеме должна быть не менее, чем

К= Ктр/√р, м куб/час, К= 0.86 / √0.2  = 1.9 м³/ч.

Подбираем клапан с большей характеристикой: Kvs больше чем К, но не намного, чтобы не сильно переплачивать за объемность конструкции, подходит Kvs =2,5 м³/ч.

Подбираем трехходовой смесительный клапан с такой пропускной способностью от известного производителя и считаем, что он обеспечивает нам нормальное смешения в схеме с мощностью 20 кВт.

В целом, подбор термоголовок, их размещение, настройка работы с выбранным трехходовым или двухходовым клапаном является не столь простой задачей. Для новичков желательна консультация, по крайней мере, опытного продавца с демонстрацией монтажа и инструкцией по применению, созданию смесительного узла, и определению подходит ли он для конкретной схемы. Тем более, если планируется применять электропривод. Или остается доверить эту работу специалисту.

Трехходовой клапан для теплого пола является ключевой деталью смесительного узла системы водяного обогрева. Схема такой отопительной системы состоит из котла, который нагревает теплоноситель, нескольких контуров с высокотемпературными радиаторами и контуров трубопровода водяного теплого пола.

Зачем нужны клапаны в системе теплых полов

В большинстве случаев, котлы нагревают воду до той температуры, которая нужна высокотемпературным радиаторам. Как правило, она равна 75-95 °С. Учитывая санитарные нормы, поверхность теплого водяного пола не должна иметь температуру выше 35 °С. Такая температура обеспечивает комфортное пребывание на напольном покрытии, кроме того, более высокая температура водяного теплого пола может деструктивно воздействовать на финишное покрытие – в особенности на ламинат или линолеум, и привести к его деформации.

С учетом толщины стяжки теплого водяного пола, в которой находятся трубы отопительного контура, а также толщины и разновидности напольного покрытия, температура теплоносителя должна быть около 50 °С. Если водяной теплый пол подключен к централизованной отопительной системе или вода поступает прямиком из котла, то температура ее будет слишком высока.

Для понижения температуры воды в системе при входе в обогревательный контур водяного теплого пола устанавливается смесительный узел, в котором имеется двухходовой или трехходовой кран. В них происходит смешивание горячего и холодного теплоносителя, поступающего из обратного контура водяного теплого пола.

В процессе прохождения воды через двух- или трехходовой краны температура снижается и становится подходящей для системы – в радиаторы отопления поступает теплоноситель с температурой в 90-95 °С, а в нагревательный контур водяной системы напольного отопления с температурой в 50-55 °С.

Когда нагретый теплоноситель поступает в коллектор, путь ему преграждает предохранительный кран, оснащенный термостатом. Если температура теплоносителя будет выше необходимой, то двухходовой или трехходовой клапан сработают, что приведет к подаче холодной воды из обратного контура. Выполнится подмес, горячий и холодный теплоноситель смешаются, и когда температура достигнет нужного значения, кран снова сработает и подача горячей воды прекратится.

Устройство и принцип работы двухходового клапана

H2_2 Двухходовой клапан для теплого пола

В большинстве случаев, в системе водяного теплого пола применяется регулирующий кран двухходового типа. Такая разновидность регулирующей арматуры обеспечивает корректную регулировку потоков и давления теплоносителя и охлаждающей среды.

В случае необходимости, устройство способно поддерживать на постоянном уровне температуру воды в трубопроводе теплого водяного пола. Двухходовой клапан обеспечивает периодическую подпитку трубопровода нагретым до нужной температуры теплоносителем, поступающим из отопительной системы.

На корпусе крана обозначается температура допустимого нагрева, которую можно менять при помощи встроенного или дистанционного датчика. Дистанционный датчик температуры монтируется во входном коллекторе. Схема работы двухходового клапана проста:

1. Теплоноситель выходит из обратного контура водяного теплого пола и циркулирует по трубопроводу.
2. При охлаждении воды ниже указанного уровня срабатывает клапан и в систему подмешивается горячий теплоноситель.
3. После того как температура достигнет заданной отметки шток клапана закрывается.

Важно! Двухходовые клапаны используются в системах теплого водяного пола, обогревающих площадь менее чем 200 кв. м. Если помещение будет с большей квадратурой, то термостат будет часто сигнализировать о снижении температуры, так как вода по мере продвижения по длинной магистрали будет постоянно остывать. Из-за этого двухходовой клапан будет постоянно пополнять ее высокотемпературным теплоносителем.

Выделяют следующие виды двухходовых смесительных клапанов:

• Пневматические;
• Гидравлические;
• С электроприводом.

Двухходовой кран для теплого водяного изготавливается из чугуна или латуни, он может быть оснащен электроприводом.

В конструкции двухходового клапана может быть одно или два седла. Двухседельное изделие может в случае необходимости полностью перекрыть поток теплоносителя, трехходовой клапан не может выполнять такую функцию.

Принцип работы двухходового крана заключается в том, что при подаче механического усилия на привод оно передается к затору, состоящему из седла и плунжера. Двигаясь вниз, плунжер перекрывает внутреннее пространство клапана, в процессе увеличивается поток теплоносителя, а давление уменьшается. Если затвор полностью опущен, то кран герметично закроется. Это приведет к остановке потока теплоносителя по магистрали после запорного устройства. Плунжеры могут быть игольчатыми, стержневыми и тарельчатыми, ось движения плунжера перпендикулярна потоку воды.

Схема подключения двухходового клапана

Двухходовой клапан можно подключить к системе водяного теплого пола при использовании параллельной схемы. Такая схема подключения реализуется в процессе использования двух или трех нагревательных контуров, по которым циркулирует теплоноситель.

В этом случае, регулировка подачи и давления воды будет производиться исключительно с помощью одного или нескольких параллельно установленных двухходовых клапанов. Если используется параллельный способ смешивания теплоносителя, то трубопроводные магистрали теплого пола изначально разъединяются.

Схема подключения двухходового клапана

Двухходовой клапан можно настроить вручную, что позволит пропускать нужное количество воды через смесительный кран. Представленная схема не включает в себя трехходовой клапан, оснащенный термодатчиком – такой запорный элемент обладает небольшой пропускной способностью, с регулировкой в этом случае отлично справляется двухходовой вентиль.

Совет! В параллельной схеме уместно будет установить перепускной клапан вместо байпаса. Это снизит эксплуатационную нагрузку и сократит расход электроэнергии на насос в то время когда контуры будут закрыты.

Параллельная схема подключения имеет недостаток – температурная отметка теплоносителя, который входит в контур, равна температуре воды, направляющейся из обратного контура к котлу. Это приводит к неравномерному распределению горячей воды по контурам. Параллельная схема состоит из следующих элементов:

• Коллектора и труб отопления;
• Запорно-регулирующей арматуры – заслонки или двухходового клапана;
• Циркуляционного насоса, перекачивающего разогретый теплоноситель от котла по обогревательному контуру;
• Блока управления.

Особенности трехходового смесительного клапана

Трехходовой смесительный клапан с терморегулятором для теплого пола

Трехходовой смесительный клапан обеспечивает работу водяного теплого пола в комфортном режиме. Запорный элемент смешивает горячий теплоноситель, поступающий из котла с холодной водой из обратного контура. Трехходовой кран, несмотря на свою универсальность, имеет несколько недостатков.

Так, например, при получении сигнала от термостата устройство для подачи теплоносителя из котла открывается полностью. Из-за этого вода с температурой в 85-90 °С поступает в систему теплого пола и может вызвать перегрев поверхности или разрыв трубопровода.

Кроме того, кран трехходового типа отличается более низкой по сравнению с двухходовым краном пропускной способностью, это приводит не к ровному, а к волнообразному графику колебаний температуры теплоносителя. Устройство приспособлено для систем с площадью обогрева более чем 250 кв. м.

Трехходовой кран изготавливается из бронзы или латуни, в его верхней части установлена шайба для регулировки потока, под которой располагается термочувствительный элемент. При работе клапана он прижимается к рабочему штоку, выходящему из корпуса. В штоке находится закрепленный конус, который герметично примыкает к седлу. Схема работы трехходового смесительного клапана проста – теплоноситель проходит через правый и фронтальный патрубки до тех пор, пока отметка температуры не повысится или не понизится до установленного значения. В процессе работы устройство сохраняет нужную температуру воды на выходе в рамках установленных пределов и подмешивает горячую или охлажденную воду из патрубков.

Если теплоноситель начинает остывать или нагреваться, то привод прижимается к штоку. В процессе перемещения конус отсоединяется от седла и открывает все три канала. Фронтальный входной патрубок перекрывается после того, как температурные показатели теплоносителя изменяются.

Трехходовые клапаны отличаются по типу внешнего привода. Они могут быть оснащены:

• Термостатическим приводом. Он производит нажатие на шток в процессе расширения находящегося в нем жидкого состава, который чувствителен к температурным изменениям. Большинство трехходовых клапанов, применяющихся в системах водяного обогрева пола, оснащаются именно таким видом привода.
• Термостатической головкой, которая содержит высокочувствительный термоэлемент, реагирующий на изменения температуры в воздухе помещения. Для осуществления регулировки трехходовой клапан оснащается наружным температурным датчиком. Датчик размещается в трубопроводе, по которому проходит теплоноситель. Такая регулировка наиболее точна.
• Электроприводом, которым управляет контроллер. К контроллеру непрерывно поступают данные о значении температуры теплоносителя в трубопроводе водяного пола. Если они изменяются, то трехходовой клапан, оборудованный сервоприводом, выполняет регулировку.
• Сервоприводом. В таком запорном механизме отсутствует контроллер, а управление краном происходит напрямую через привод на основании сигналов от температурных датчиков. Сервопривод в большинстве случаев комплектуется с кранами, которые оснащены секторным или шаровым распределительным элементом.

Схема подключения трехходового клапана

Трехходовой клапан подключается к водяному нагревательному контуру с ориентировкой на последовательную схему. Такая схема считается наиболее производительной, в ней термостатический клапан может быть заменен балансировочным вентилем или обычным шаровым краном. Шаровой кран – это наиболее дешевый и экономичный узел, но, в случае его установки, работу системы придется контролировать вручную.

Схема подключения трехходового клапана

Последовательная схема подключения функционирует следующим образом:

1. Трехходовой запорный элемент блокирует подачу холодной воды из обратного контура трубопровода. Это позволяет избегать образования конденсата на внутренней поверхности стенок котла или бойлера.
2. Вода циркулирует по первичному контуру до тех пор, пока не прогревается до температуры, которая была установлена на терморегуляторе трехходового клапана.
3. Когда теплоноситель нагревается до заданной температуры, термостат заставляет шток приоткрываться и подавать холодную воду из отопительной системы.

Для гидравлической настройки в рамках такой системы используется балансировочный вентиль, который присоединен к малому контуру.

Важно! В последовательной схеме соединения циркуляционный насос монтируется после трехходового запорного элемента.

Представленная схема может быть продолжена подключением вторичного циркуляционного контура. Подключение проводится по следующему алгоритму:

1. Трехходовой клапан, находящийся во вторичном контуре подмешанную воду подает на циркуляционный насос.
2. Насос направляет теплоноситель через коллекторную распределительную систему по всему контуру.
3. Попадая в байпас, теплоноситель распределяется непосредственно в трубопроводную систему теплого пола.
4. Из системы охлажденная вода снова попадает в смесительный узел и цикл повторяется.

Используемые источники:

• https://znatoktepla.ru/truby/printsip-raboty-i-oblast-primeneniya-dvuhhodovogo-klapana.html
• https://ventcondition.ru/kharakteristika-trekhkhodovogo-otopitelnogo-klapana/
• http://teplodom1.ru/oborudovanie/2459-kak-vybrat-i-primenit-trehhodovoj-klapan.html
• http://domotopim.ru/teplyj-pol/vodyanoj/dvuh-i-trehhodoviye-klapany-dlya-teplogo-pola.html