Трехходовой термостатический клапан для отопления

За что отвечает трехходовый клапан с терморегулятором

Этот клапан сужает проток воды, за счёт чего её количество уменьшается, а выходящее тепло подаётся в меньших размерах. Устройство отвечает за регулирование количества воды, для контролирования температуры в помещении или в полу.

Устройство

По внешним характеристикам трехходовой клапан для отопления с терморегулятором очень похож на обыкновенный тройник для разделения воды, но на самом деле все части этого «тройника» выполняют особые функции.

• Термоголовка с выносливым датчиком. С помощью такого прибора настраивают и регулируют температуру воды, поступающую в клапаны.
• Верхний тарельчатый и нижний тарельчатый клапаны необходимы для запуска механизма, так как они оптимизируют работу основных клапанов, перегоняя воду и тем самым, придавая ей необходимую температуру.
• Один клапан, через который в трехходовой клапан попадает горячая вода.
• Второй клапан, через который в устройство попадает холодная вода.
• Третий клапан, откуда с помощью работы верхнего тарельчатого и нижнего тарельчатого образуется вода той температуры, которая задана через терморегулятор.
• Камера разгрузки по давлению. Это оборудование контролирует давление воды в клапанах, увеличивая их работоспособность и разгружая их по давлению.
• Сальниковое уплотнение. Прибор гарантирует герметичность всей конструкции. Он необходим по причине того, что отсеки и обогревательный контур быстро выходят из строя из-за любой поломки в мелочи, поскольку вода «не любит», когда с ней обращаются халатно, и при удобном случае пытается вытечь из труб, затапливая окружающее пространство.

Принцип работы

Существует два вида конструкционного исполнения:

• седельный;
• поворотный.

От того, какой вид конструкции стоит на приборе зависит и принцип работы.

1. Если это седельный, то перемещение упирается в поступательное движение, где шток постоянно, то попадает в седло, то вылетает из него.

   Седло либо полностью закрывается штоком, либо только немного приоткрывает устье, выпуская воду. Тем самым седельный вид конструкции гоняет воду и регулирует количество выхода горячей или холодной жидкости из двух клапанов, одновременно перемешивая и передавая получившуюся по температуре и по количеству воду в отсек «смешения».

2. Если это поворотный, то регулятором становится не шток, а маленький шарик или сектор (часть сферы). Работает такое устройство, как обычный шаровой кран: шарик поворачивается, обеспечивая проход жидкости либо из отсека с горячей водой, либо из крана с холодной водой, как и при седельной системе, только вместо штока шар, который работает без седла на перекрытии двух клапанов. Из 3 клапана выходит смешенная вода, заданная по температуре через терморегулятор.

Температура, установленная через прибор, сохраняется в промежутке между двух отсеков с подачей горячей и холодной воды. При её изменении газ, находящийся в этом месте, начинает сужаться или расширятся, в зависимости от изменения параметров регулировки.

Этот газ надавливает на шток или на шар, приоткрывая один из клапанов, тем самым вытекает нужное количество воды и образуется новая температура, соответствующая заданной.

Виды приводов клапана

Типы приводов клапанов:

1. Клапаны прямого действия. Функционируют следующим образом: когда меняется температура, расширяющийся газ давит на шар, сектор или шток.

   Тут расположена термочасть трехходового клапана, однако, это оборудование присутствует не во всех приборах. Датчиком в таком приборе может выступать расположенный внутри трубопровода щуп.

2. Клапаны косвенного действия. Работают примерно так же, как и клапаны прямого действия, отличаясь лишь меньшим, но не менее важным функционированием.

Трехходовые термостатические смесительные клапаны:

1. Смесительный. У такого прибора 2 патрубка, один из которых выходной. Первый патрубок оснащён тёплой или горячей водой, а второй подключён к системе «обратки» т. е. в него возвращается вся остывшая вода, оставшаяся после предыдущего нагрева. При открытии обоих патрубков вода смешивается и под контролем терморегулятора устанавливается нужная температура для выхода. Далее вода распространяется по всему контуру.
2. Разделительный клапан — это прибор, который работает обратно смесительному, не соединяя воду в одну струю через выход, а, наоборот, разделяя целую смесь воды разной температуры на горячую или холодную. Для такого вида есть один вход и два выхода. Конструкцию используют в ванных комнатах, при необходимости наличия горячей только из одного крана и холодной только из другого крана.

Функциональные основы и базовые разновидности коллекторов

Схема работы коллектора для теплого пола достаточно проста. Теплоноситель от котла отопления поступает в подающий распределитель. Его рекомендуют размещать сверху (над возвратной гребенкой), однако, в зависимости от местных монтажных особенностей, а также разновидности подключаемого смесительного узла, он может устанавливаться и внизу. Корпус коллектора имеет от двух и более ответвлений, оборудованных соответствующей запорно-регулирующей арматурой. По каждой из веток теплоноситель перенаправляется в определенные трубопроводы ТП. Выходной конец трубной петли замыкается на возвратной гребенке, направляющей собранный общий поток к котлу отопления.

Очевидно, что в самом простом случае коллектор для водяного теплого пола представляет собой кусок трубы с неким количеством резьбовых отводов. Однако, в зависимости от того какую конечную комплектацию он получит, сложность его сборки, настройки и стоимость могут изменяться в разы. Рассмотрим для начала наиболее популярные базовые модели распределителей для водяного ТП.

С фитингами для подключения контуров

Одной из самых бюджетных, но полностью готовой к использованию является гребенка с входной/выходной резьбами и фитингами для подсоединения металлопластиковых или труб из цельносшитого полиэтилена. Одна из таких моделей изображена на фото ниже.

Рисунок 2.

С интегрированными кранами

В минимальной комплектации можно также встретить коллектор на теплый пол оборудованный двухходовыми шаровыми кранами (Рис. 3). Такие устройства не предусматривают поконтурную регулировку – они рассчитаны только включить или выключить отдельные отопительные ветки.  Учитывая, что система теплый пол приобретается и устанавливается для повышения комфорта проживающих, который обеспечивается точной подстройкой системы, целесообразность использования таких гребёнок имеет сугубо выборочный характер. На фото представлен подобный коллектор на три контура с интегрированными двухходовыми шаровыми кранами.

Приобретая указанные бюджетные варианты распределителей, следует учитывать, что их использование требует фундаментальных знаний, а также большого опыта в монтаже систем отопления. Кроме того, закупочная экономия является довольно условной, так как всё дополнительное оборудование придется докупать отдельно. Практически упрощенные коллектора для теплого водяного пола без доработки подходят только для вспомогательных систем на одну-две петли небольшой протяженности. Годятся они и для нескольких контуров, но имеющих идентичные тепловые и гидравлические характеристики. Ведь конструкции таких гребенок не предоставляет технической возможности установки контрольно-регулирующего оборудования непосредственно на каждую ветку.

Рисунок 3.

С регулировочными вентилями

Следующий уровень, как по стоимости, так и по функциональности – это распределительный коллектор для тёплого пола с регулировочными вентилями. Такие устройства, эксплуатируясь в ручном режиме, уже могут обеспечить настройку интенсивности подачи теплоносителя по отдельным отопительным контурам. Для них в большинстве случаев существует техническая возможность установки на них вместо ручных вентилей исполнительные устройства с сервоприводами. Приводы могут подключаться либо непосредственно к электронным термодатчикам, установленным в помещениях, либо к центральному программируемому устройству контроля. На рисунке 4 показан пример гребенки с регулировочными вентилями.

Рисунок 4.

 Сборка из подающего и обратного коллекторов

К эконом варианту коллектора для теплого водяного пола относятся также и спаренные сборки из подающего и обратного распределителей (Рис. 5). В них уже могут быть предусмотрены дополнительные монтажные отверстия или установлены краны Маевского, группы безопасности, быстроразъемные резьбовые «американки» для удобства подключения к первичным контурам отопления или смесительному узлу.

Рисунок 5.

Устройство и принцип работы трехходового крана

Конструкция трехходового смесителя включает такие элементы:

1. Герметичный корпус с тремя Т-образно расположенными патрубками.
2. Затвор с внутренними Т- или L-образными каналами. Чаще всего затворный механизм имеет форму шара, реже конуса или цилиндра.
3. Сальник.
4. Шток, передающий движение на затворный механизм.
5. Блок управления – ручка (бабочка или рычаг) или привод.

Принцип работы трехходового крана построен на вращении затвора внутри корпуса. Высверленный в затворе L- или Т-образный ход служит для пропуска потоков. Поворачиваясь, затвор либо открывает все отверстия патрубков, либо перекрывает одно из них.

Рассмотрим принцип его работы на примере отопительного контура. Трехпроходной кран устанавливается в контур таким образом, чтобы один его патрубок был подключен к трубопроводу, идущему от котла.

Патрубок, расположенный посередине, через байпасное соединение подключается к «обратке», где теплоноситель имеет уже меньшую температуру. Третий патрубок соединяется с трубопроводом, идущим к радиаторам.

На заметку! Схема монтажа указывается производителем в виде маркировки на самом «тройнике».

Положение затвора задается поворотом рукоятки:

1. В первой позиции смешиваются транспортируемые потоки, одновременно поступающие с подаваемого от теплогенератора контура и с «обратки».
2. Во втором положении в отопительный контур подается только горячий теплоноситель от котла.
3. В третьей позиции перекрывается поток горячего теплоносителя, в систему подается только остывшая вода с обратного контура.

Производители

Отдавать предпочтение надо смесительным клапанам от производителей, которые хорошо себя зарекомендовали на рынке. К таким компаниям относятся:

1. Esbe (Швеция) — занимает лидирующую позицию по качеству продукции данного вида. Клапаны надёжные, с гарантийным сроком более 5 лет.
2. Valtec — российско-итальянская компания, её смесительные краны обладают хорошими характеристиками при доступной цене. Гарантия — 7 лет.
3. Honeywell (Америка) — приоритетом смесителей этой фирмы считается удобный и несложный монтаж. Они надёжные, но дорогие.

Однако следует помнить, что даже качественные изделия при неправильном монтаже, не обеспечат корректную работу системы.

Установка трехходового клапана

В принципе, клапан любого механизма (термостатический, гидравлический, электрический и т.д.) устанавливается идентично.

Читать также: Краны для отопления: шаровые, американка, трехходовой и др.

В системе с одним теплым полом чаще всего смесительный кран устанавливается на линии обратного потока остывшего теплоносителя. Электрический и термостатический привод приведет в движение запорный механизм, открывающий «дорогу» поток, если теплоноситель будет достаточной температуры, то привод уменьшит количество обратки. В системе отопления, состоящей только из теплого пола, трехходовой кран работает для регулировки силы потоков.

Трехходовой кран отдельно для котла устанавливается для предотвращения попадания слишком холодного теплоносителя во входящий трубопровод. В противном случае, в теплообменнике будет образовываться конденсат, что приведет к поломке оборудования. Целесообразно применение нескольких трехходовых клапанов в многоконтурной системе отопления без коллекторного узла. Устанавливают кран на входящем трубопроводе в котел.

Читать также: Как рассчитать коллекторную систему отопления

Независимо от вида клапана, его монтаж обеспечивает корректную работу систем с разными количествами контуров. Рекомендуется отдавать предпочтения кранам с электроприводом, он считается наиболее надежным. Принцип электрического управления сложнее, чем термо- или ручного. Целесообразно применять краны с сервоприводом с твердотопливными многофункциональными котлами.

Подключение клапана в систему отопления достаточно простое, но способно избавить от серьезных проблем в будущем.

Читать также: В каких случаях выполняется монтаж водяного теплого пола без смесительного узла

Общие сведения

Трехходовые клапаны делятся на два основных типа: смесительный и распределительный (разделительный). Смесительный кран предназначен для качественной регулировки в отопительных системах за счет смешивания двух потоков воды различной температуры.

Это специальный кран с электроприводом (12 В), сервоприводом или пневмоприводом, имеющий два входа и один выход. Разделительный кран используется в системах, где необходимо количественное регулирование потока (водяной нагрев, нагрев и охлаждение воздуха).

Устройство трехходового клапана (вид в разрезе)

Имеет шаровой элемент, один вход и два выхода. Если нет возможности установить трехходовой клапан, используют шаровый кран двухходового типа (две или три арматуры).

Отличие в работе одного трехходового крана (шарового или штокового) и нескольких двухходовых в том, что первый не может прекратить подачу теплоносителя, в то время как открытие одного двухходового крана провоцирует закрытие второго (работа в реверсивном режиме).

Распределительные краны с сервоприводом и пневмоприводом служат также и для сброса непредвиденных водных нагрузок.

Виды трехходовых клапанов

Самыми распространенными трехходовыми клапанами, используемыми в системах отопления и водоснабжения, являются шаровые и штоковые.

Но шаровой элемент не входит в пневмопривод промышленных клапанов.

Поэтому необходимо представить развернутую классификацию данного продукта:

• кран с обычным термостатическим приводом (происходит расширение жидкой среды в приводе, чувствительной к перепадам температур, а в итоге – давление на шток и регулирование разных температурных потоков);
• кран с электроприводом (регулирование температуры производится по сигналу от электропривода или центральной системы диспетчеризации – система плавного регулирования в 12 В; собственно, регуляцию производит шаровой элемент или шток);
• клапан, оснащенный сервоприводом (сервопривод вращает шаровый клапан: посредством термодатчика производится открывание и закрывание проходов клапана с горячей и холодной водой);
• клапан с пневмоприводом (управление потоком воды с проходов осуществляется при помощи давления: пружина давит на шаровой элемент или диск, который перекрывает поток воды).

Установка клапана своими руками

В установке трехходового термосмесительного клапана своими руками надо учитывать схему вашего котла и теплообеспечения в доме. Четко выполнять все инструкции и пункты подключения. Также внимательно ознакомиться со схемой основных узлов. К узлам относятся все агрегаты, которые устанавливаются около нашего котла для телообеспечения дома.

1. Устанавливаем насос на обратке . Если он будет стоять на подаче из котла, то быстро испортится.
2. Необходимо подключение , который также можно сделать своими руками, он предохранит весь узел подключения воды от перегрева.
3. В системе естественной циркуляции теплоносителя труба подачи холодной воды подключается к входному патрубку котла (обычно внизу). Труба горячей воды – к котлу сверху (как показано на схеме). Надо учесть, что труба горячего теплоносителя должна быть сделана из хорошей стали, меди, чугуна или бисплава , так как температура воды может нагреваться до 100-105 градусов Цельсия.
4. Подключение расширительного бака (или на обратке, или на выходе – роли не играет, см. по схеме) служит своеобразным предохранителем и буфером в нашем узле.
5. Подключение к предохранительной группе безопасности: к манометру, показывающему давление в котле; к аварийному клапану сброса давления; автоматическому предохранительному воздухоотводчику. Эти предохранительные приборы ставятся на выходе из котла, чтобы контролировать нагретый теплоноситель (см. схему).
6. Установка и подключение по схеме теплового аккумулятора.
7. После него – подключение трехходового смесительного клапана строго в соответствии со схемой , именно он будет перемешивать горячую воду из теплоаккумулятора с холодной из обратки.

Если вы через поиск добрались до этой статьи, то наверняка уже что-то слышали о смесительной трубопроводной арматуре, применяющейся в системах отопления частных домов и квартир. Так что без долгих предисловий предлагаем обсудить 3 вопроса: как работает термостатический трехходовой клапан, где его нужно устанавливать и как правильно подобрать, чтобы не тратить лишних денег.

Задача любого 3-ходового вентиля – подать в магистраль воду требуемой температуры путем смешивания либо разделения 2 потоков. Соответственно, элемент оснащен тремя выходами, один из которых всегда открыт, а два других полностью или частично перекрываются в процессе работы. Отсюда и название крана – трехходовой (иногда еще говорят «трехходовый», что не есть правильно).

По способу приготовления теплоносителя нужной температуры термостатические клапаны делятся на 2 группы, изображенные на фото:

1. Смесительные. В них подается 2 потока воды – горячий и охлажденный (входы обозначают буквами «А» и «В»), а из третьего патрубка (маркировка «АВ») идет смесь установленной температуры. На латунном корпусе стоит метка в виде сходящейся с двух направлений стрелочки.
2. Разделительные или распределительные. Поступающий теплоноситель делится на 2 потока регулируемой величины. Маркировка на корпусе – 2 расходящиеся стрелки либо буквы «А», «В» на выходных патрубках и «АВ» на входе.

По принципу действия трехходовые краны тоже делятся на два типа – седельные и шаровые. Устройство первых похоже на обычные водопроводные вентили, только вместо резьбового штока используется нажимной. На нем закреплена тарелка, движущаяся между двумя седлами и перекрывающая 2 прохода поочередно. Нажатие на шток осуществляется тремя способами:

• встроенным термоэлементом
• термоголовкой с выносным температурным датчиком
• сервоприводом.

Шаровые термосмесительные клапаны работают по принципу таких же кранов, только с тремя выходами. Управляются вручную или от электропривода, вращающего шток по команде автоматики. Элементы являются полнопроходными и отличаются высокой пропускной способностью, а значит, меньшим гидравлическим сопротивлением. Недостаток – зависимость от напряжения в электросети и необходимость установки блока бесперебойного питания (ИБП).

Виды трехходовых клапанов и особенности их работы

Прежде всего трехходовые термоклапаны классифицируются по назначению на разделительные и смесительные:

У смесительного клапана 2 направления работают на подачу теплоносителя разных температур (горячей и холодной), а 1 направление выводит уже смешанный поток жидкости. Настойка нужных температурных параметров осуществляется регулировкой температуры и пропорций подаваемых потоков.

У распределительного термоклапана 1 патрубок подает теплоноситель, а 2 других его делят между собой и распределяют в разных направлениях.

По способу управления трехходовые термоклапаны бывают автономными, ручными, термостатическими и электрическими. Два последних, как правило, работают в автоматическом режиме.

Простые автономные модели снабжены установленным внутрь корпуса термостатическим элементом с уже заданной в заводских условиях температурой теплоносителя на выходе. Это значение остается постоянным на протяжении всего срока службы.

Автономный смесительный трехходовой клапан
Плюсы	Минусы
Низкая цена	Необходимость подбора клапана под температурный режим обратки теплогенератора
Контроль температурного режима теплоносителя	Нельзя изменить установленный заводом-изготовителем температурный режим

Для ручного управления шток снабжается вентилем или поворотной ручкой и панелью управления с отметками, в соответствии с которыми регулируется тепловой режим.

Смесительный трехходовой клапан ручного управления
Плюсы	Минусы
Относительно низкая цена	Необходимость постоянного контроля со стороны человека, как следствие, затяжной характер реагирования на изменения условий окружающей среды
Контроль температурного режима теплоносителя
Возможность изменения температурного режима в процессе эксплуатации	Неравномерное прогревание отопительного контура

Трехходовой термостатический клапан с терморегулятором оборудован термостатом, наполненным жидкой или газовой средой, реагирующей на малейшие колебания температуры теплоносителя.

Как только теплоноситель нагревается до заданной температуры, за счет расширения реагента автоматически активизируется поршневая система термоклапана и перекрывается патрубок с горячим потокам.

Трехходовые клапаны с терморегулятором могут быть механическими и электронными. Достоинство механических моделей в их абсолютной автономности. Электронные же требуют подключения к сети электропитания или питаются от батареек.

Однако этот недостаток сглаживается полной автоматизацией процесса, удобством настройки и расширенным функционалом – автоматическое изменение температурного режима по времени суток, дням недели и пр.

Смесительный трехходовой клапан с терморегулятором
Плюсы	Минусы
Автоматический контроль температурного режима теплоносителя	Высокая цена
Возможность изменить температурный режим	Требуется предельно четкая настройка, ошибки в выставленных параметрах дают небольшую погрешность в работе системы
Равномерное прогревание отопительного контура

Трехходовые термоклапаны с электроприводом управляются за счет электронного блока управления, работающего на сервоприводе. Выход температурного режима теплоносителя за пределы установленных значений фиксируется установленным в модуль термостатом, который сигнализирует об этом контроллеру. Тот передает команду на привод, регулируя поток холодного или горячего теплоносителя в системе.

При этом ни один из патрубков полностью, как правило, не перекрывается, а регулируется лишь объем подаваемого охлажденного и горячего теплоносителя.

Смесительный трехходовой клапан с электроприводом
Плюсы	Минусы
Автоматический контроль температурного режима теплоносителя	Высокая цена
Возможность изменения температурного режима	Повышенный расход электроэнергии
Точная регулировка температуры потока теплоносителя	Увеличенный расход теплоносителя
Равномерное прогревание отопительного контура

Правила эксплуатации

В тепловых пунктах и котельных перед трехходовыми клапанами рекомендуется устанавливать фильтры грубой очистки. Перед радиаторами фильтры не ставят, но в этом случае фильтр должен обязательно стоять на вводе в квартиру, либо в тепловом пункте многоквартирного дома.

Разница в давлении между входящими потоками не должна превышать значений, указанных в паспорте на изделие. Обычно диапазон дифференциального давления находится в пределах 1,0 – 0,5 бар.

Трехходовые клапаны больших диаметров для ИТП и котельных требуют периодической регулировки хода штока и смазки шестерен привода, раз в 6 месяцев. Обычно эти работы выполняются перед началом отопительного сезона и в конце.

Для большинства клапанов существует требование прямого участка до и после корпуса, от 2 до 5 диаметров патрубка. На корпус не должны воздействовать нагрузки от навешиваемого трубопровода и другой арматуры. С двух сторон от корпуса устанавливают опоры под трубопроводы.

Как сделать систему отопления с четырехходовым клапаном

Четырехходовой клапан – это элемент системы отопления, к которому подключены четыре трубы, имеющие теплоносители разной температуры, используется, чтобы предотвратить перегрев твердотопливного котла. Термостатический клапан не допускает превышение температуры внутри котла выше 110 °C. Уже при температуре 95 °C он запускает холодную воду для охлаждения системы.

Конструкция четырехходового клапана

Термостатический смесительный кран выполняет такие функции:

• Смешивание потоков воды разных температур. Благодаря смешиванию работает плавное регулирование нагрева воды;
• Защита котла. Четерехходовой смеситель предотвращает появление коррозии, продлевая этим срок эксплуатации оборудования.

Схема четырехходового смесителя

Принцип работы такого клапана для отопления заключается во вращении шпинделя внутри корпуса. Причем это вращение должно быть свободным, так как втулка не имеет резьбы. Рабочая часть шпинделя имеет две выборки, через которые открывается поток по двум проходам. Таким образом, поток будет регулироваться и не сможет пройти напрямую ко второй выборке. Поток сможет поворачивать в любой из патрубков, расположенных с левой или правой стороны от него. Так, все потоки, идущие с противоположных сторон, смешиваются и распределяются по четырем патрубкам.

Существуют конструкции, в которых вместо шпинделя работает нажимной шток, но такие устройства не могут смешивать потоки.

Работа клапана контролируется двумя способами:

• Ручной. Распределение потоков требует установки штока в одном определенном положении. Регулировать это положение нужно вручную.
• Автоматический. Вращение шпинделя происходит в результате получаемой команды от внешнего датчика. Таким образом, в системе отопления постоянно удерживается заданная температура.

Четырехходовой смесительный клапан обеспечивает стабильный расход холодного и горячего теплоносителя. Принцип его работы не требует установки дифференциального байпаса, ведь клапан сам пропускает нужное количество воды. Устройство используется там, где необходима регулировка температуры. Прежде всего, это система радиаторного отопления с твердотопливным котлом. Если в других случаях регулирование теплоносителей происходит с помощью гидронасоса и байпаса, то здесь работа клапана полностью заменяет эти два элемента. В итоге котел работает в стабильном режиме, постоянно получая дозированное количество теплоносителя.

Отопление с четырехходовым клапаном

Монтаж системы отопления с четырехходовым клапаном:

1. Котел;
2. Четырехходовый термостатический смеситель;
3. Предохранительный клапан;
4. Редукционный вентиль;
5. Фильтр;
6. Шаровой кран;
7. Насос;
8. Отопительные батареи.

Смонтированную отопительную систему нужно обязательно промыть водой. Это необходимо, чтобы из нее удалились различные механические частицы. После этого должна быть проверена работа котла под давлением 2 бар и при выключенном расширительном баке

Следует обратить внимание на то, что между началом полноценной работы котла и его проверкой под гидравлическим давлением должен пройти небольшой промежуток времени. Ограничение по времени обусловлено тем, что при долгом отсутствии воды в отопительной системе, она будет подвержена коррозии

domotopim.ru

domotopim.ru