Какой трехходовой клапан для твердотопливного котла лучше выбрать, принцип работы и устройство

Схема с трехходовым клапаном

В подавляющем большинстве домов монтируют именно эту комбинированную систему теплых полов.

Она включает в себя:

наличие радиаторов отопления с нагревом до 70-80С

отдельный контур ТП со средней температурой воды в 40С

Главный вопрос здесь – как получить из 80 градусов идущих на батареи, поток воды для теплых полов в два раза меньшей температуры.

Проблема решается при помощи трехходового термостатического клапана.

Монтируется он на подающей трубе. При этом после него не забудьте поставить циркуляционный насос.

Более холодная вода берется из обратки теплого пола. Смешиваясь с горячей водой поступающей из котла, теплоноситель и приобретает пониженную температуру, необходимую для напольного отопления.

Недостатком такой схемы является то, что вы не сможете точно ограничить и отрегулировать поток остывшей воды из обратки. Чем это чревато?

Тем, что в трубки теплых полов периодически будет попадать как слишком остывшая вода, так и наоборот – перегретая сверх нормы.

Непридирчивый человек этого может и не заметить, тем не менее данные перепады температуры в этой схеме присутствуют, и от них никуда не деться.  Конечно, временные отрезки подачи горячего и непрогретого теплоносителя могут компенсироваться тепловой инерцией бетона стяжки.

Но это все относительно. Никогда точно не рассчитаешь оптимальную толщину при таком обогреве.

Достоинства такой комбинированной схемы с трехходовым клапаном:

простой монтаж

доступная цена оборудования

Такой способ монтажа себя оправдывает, если у вас квартира или дом небольшой площади. Да и завышенными требованиями к суперкомфортным условиям проживания вы не страдаете.

Рекомендации и советы

Как бы то ни было, любая современная система отопления должна использовать трехходовой клапан, являющийся важным узлом во всей системе и заменить его попросту нечем – альтернатива не была придумана.

Исключением можно назвать используемые ранее элеваторные системы, которые уже длительный срок не эксплуатируются и считаются устаревшими (в силу малой свой эффективности и удобства).

Обязательно следует учитывать, что существует не только смесительный клапан, но и разделительный. Рассмотренный выше первый вариант подразумевает возможность смешения двух потоков в один, а второй вариант –разделительного клапана, предлагает возможность разделить один поток на два, при этом регулируя подачу в каждый из выходов.

Оба эти виды клапанов могут быть использованы в системе. Однако смесительный необходим в любом случае, а разделительный редко применяются в простых системах отопления.

Разделительный и смесительный клапан

Правильным выбор клапана можно назвать в том случае, если пользователь выбирает покупку не только по пропускной способности, но и по температуре. Если первый критерий отбора является основным – не учитывая его, нельзя рассчитывать на функциональность системы в целом, то второй критерий подразумевает длительность работы клапана – если он не рассчитан на функционирование в системе, где температура выше, чем допустимая у самого клапана – деталь будет изнашиваться быстрее и потребует замены, либо вообще не будет функционировать.

Клапаны для обвязки

Котлы длительного горения твердого топлива могут дать сбой лишь в том случае, когда происходят резкие перепады температуры. Нужно правильно провести обвязку устройства.

Сделать это можно самостоятельно и с привлечением специалистов.

В устройствах твёрдотопливного отопления термосмесительные клапаны необходимы в обвязке воздухонагревателя. Это обычный механический клапан (разный диаметр подключения, разные производители). Головка на смесительный клапан накручивается сверху с выносным датчиком (диапазон температур 20-60 градусов). Внутри — обычный поршень распределяет водные потоки. Головка четко поддерживает температуру.

На встроенной головке есть знаки («+» и -) – для горячего или холодного водоснабжения (часто для системы теплого пола). Чтобы внутренний поршень не зависал, нужен качественный теплоноситель.

Конструкция и функционал устройства

Трехходовые клапана (ТК) отличаются по размерам и материалам:нержавейка и бронза. Корпус может быть выполнен, как из металла, так и полимерного материал. Хотя последний не очень популярный.

Конструкция имеет 3 отверстия: входное и два выходных, внутри расположен привод, управляющий потоками для получения заданной температуры.

Конструктивно изделие выполняют взаимосвязь действия пары двухходовых клапанов. Главное отличие состоит в том, что ТК не останавливает проток среды, а регулирует его интенсивность. 3х-ходовые устройства распределяются на группы по системе регулировки: «шток-седло» и «шарик-гнездо», и могут работать в паре с термоголовкой Херц.

Управление движением штока как правило выполняется приводом электромеханического типа, и используются для установки в автоматических системах управления тепловыми процессами котла Протерм и других современных твердотопливников.

Принцип действия ТК основан на смешении 2-х температурных потоков теплоносителя на подаче и обратке, в общий поток, с установленной пользователем показателем температуры.

Среда во внутренней полости устройства движется от одного патрубка к другому, до тех пор, пока ее температурный показатель не изменится до нужного размера.

Установка клапана самостоятельно

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

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

Ситуация #1 — для радиатора отопления

Подключение радиаторов через байпас проводят только в однотрубной системе.

Для двухтрубной и коллекторной разводки врезка обводных патрубков не имеет смысла. Батареи отопления в них подключены параллельно и к каждой поступает вода одинаковой температуры непосредственно из подающей магистрали.

Выход из строя одного из отопительных контуров, при наличии отсекающих кранов, не влияет на работоспособность остальной системы.

В однотрубной системе, вследствие последовательного подключения теплоотдающих элементов, происходит охлаждение воды по мере прохождения контура. Чем выше теплоотдача батареи, тем более холодной будет жидкость на выходе.

Если в однотрубной разводке не предусмотрены байпасы, то первый радиатор заберет максимальное количество тепла и будет чересчур горячим, а через последний пойдет слегка теплая вода.

Соединение подачи и обратки перемычкой возле каждой батареи разделяет поток на две части. Одна идет к радиатору и отдает тепловую энергию.

Вторая, сохраняя температуру, течет по обводу и соединяется на выходе с потоком из батареи отопления. Таким образом удается донести достаточное количество тепловой энергии даже до последних в цепи радиаторов.

Принцип действия

Основным назначением трёхходового клапана является разделение единого кольца отопления, по которому циркулирует теплоноситель на два контура. Один из них имеет постоянный, а другой переменный режим подачи теплоносителя:

  • Постоянный выполняет регулировку, путем подмешивания в поток более теплого теплоносителя, от твердотопливного котла или теплоаккумулятора – качественный контроль температуры;
  • Переменный подает потребителю теплоноситель определенной температуры более интенсивно, посредством циркуляционного насоса – количественный контроль температуры системы отопления.

Главной особенностью функционирования трёхходовых клапанов любого типа является непрерывная подача теплоносителя в систему отопления независимо от типа гидравлического режима. При этом интенсивность подачи остается стабильной в любой позиции затвора. На схемах общий патрубок (подающий или принимающий) обозначается буквенным кодом «АВ», соответственно патрубки, подключаемые к разным по температуре потокам (контурам) обозначаются раздельно «А» и «В».

По выполняемым функциям трехходовые клапаны для твердотопливных котлов разделяют на два основных типа:

  • Разделительные. Теплоноситель подается на один входящий патрубок и разделяется на два потока. Используется в обвязках с переменной подачей теплоносителя на различные потребляющие контуры, выполняет количественную регулировку температуры. Как правило, это системы косвенного нагрева воды в ГВС и обвязка нагревательных (охладительных) узлов в вентиляции и кондиционирования.
  • Смесительные. Имеет два патрубка для приёма теплоносителя и один выход. Применяется в контрах с качественным регулированием температуры теплоносителя. Требуемая температура достигается за счёт смешивания двух разных потоков теплоносителя, имеющих различные температуры.

Принципиальная конструкция

Было реализовано несколько конструкций трёхходовых клапанов, которые, тем не менее, не влияют на выполнение устройством своих основных функций.


Трёхходовой седельный клапан

Основным элементом устройства является подвижный шток, имеющий значительный запас хода. На штоке установлен затвор, перекрывающий один из двух патрубков. Если шток пребывает в крайнем верхнем или нижнем положении. Независимо от положения затвора интенсивность подачи теплоносителя из основного патрубка «АВ» не снижается.

Конструкция применяется как для смешивания, так и для разделения потоков. В зависимости от типа теплоносителя или другой разновидности рабочей среды может изменяться конфигурация затворов, свобода хода штока, форма седел и т.п. Для таких моделей характерно использование электроприводов для дистанционного автоматического управления.

Поворотный трёхходовой клапан

Устройство имеет радиально вращающийся шток. Угол поворота составляет строго 90° и перекрывает только два патрубка. В крайнем левом или правом положении один из патрубков перекрывается полностью. В диапазоне между этими двумя позициями осуществляется подача и смешивание теплоносителя. В качестве устройства автоматического управления могут использоваться ротационные приводы.

Схемы подключения клапана к отопительной коммуникации

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. Такая температура необходима для прогрева буферной ёмкости, но она является неприемлемой для батарей отопления. Поэтому и используют трёхходовой клапан, который способен понизить эту температуру до необходимого показателя.

Критерии выбора клапана

Как выбрать трехходовой клапан? При выборе рекомендуется учитывать:

  • назначение устройства;
  • конструктивное исполнение;
  • тип привода;
  • дополнительные параметры.

Разновидности клапанов по назначению

Клапан трехходовой для котла или иного устройства может быть:

  • смесительным, то есть основное назначение арматуры заключается в смешении разных потоков жидкости до заданной пользователем температуры. Используется смесительный клапан в системах теплого пола для предотвращения перегрева и выхода коммуникаций из строя и в системах горячего водоснабжения;
  • разделительным. В отличие от предыдущего вида основное назначение устройства заключается в распределении подающего потока теплоносителя по разным веткам магистрали, например при монтаже дополнительного радиатора;

Различие в работе смесительного и разделительного клапана

переключающимся, то есть перераспределяющим поток жидкости в системе.

Назначение клапана указывается на корпусе устройства.

Отличия в конструкции

Регулирующий клапан в зависимости от конструкции может быть:

седельным – движение штока происходит по вертикали до седла. Как правило, функции такого типа оборудования – смешивание потоков с разной температурой;

Клапан со штоком, движущимся по вертикали

поворотным – при движении штока производится вращение заслонки, регулирующей направление и мощность потоков.

Устройство с запорной заслонкой

В бытовой сфере наибольшее распространение получили поворотные клапаны. Седельные механизмы устанавливаются только в случаях воздействия больших температур и высокой пропускной способности.

Разные типы приводов и их особенности

Шток трехходового клапана может быть приведен в действие:

термочувствительным элементом, установленным на терморегуляторе. Преимуществами такого типа управления является простота, высокая точность и отсутствие необходимости электропитания;

Трехходовой клапан с терморегулятором

электроприводом. Клапаны с электроприводом получают параметры, заданные пользователем с датчиков температуры, установленных в разных местах, или общего управляющего контролера. Стоимость такого оборудования высока, но основным плюсом является максимальная точность работы прибора.

Оборудование, приводимое в действие электроприводом

Дополнительно

При приобретении клапана для теплого пола или иной коммуникационной системы также рекомендуется учитывать:

  • диаметр патрубков, который должен соответствовать диаметрам подходящих к устройству труб. Если подобрать параметр не получается, то потребуется установка переходника;
  • показатель пропускной способности клапана (указывается в технической документации к оборудованию);
  • назначение. Клапан для холодной или горячей воды, отопления, теплого водяного пола, газовый и так далее (указывается в документации);
  • возможность подключения дополнительного оборудования, например, термоголовки, электропривода и так далее, если первоначальное устройство не оснащено какими-либо способами управления;
  • производителя. Наиболее качественные клапаны выпускаются шведской компанией Esbe, американской компанией Honeywell и совместным предприятием России и Италии – Valtec.

Немного полезных знаний

Трехходовой поворотный клапан ESBE Трехходовой клапан является регулирующим устройством в системах трубопроводов с жидкой рабочей средой. Говоря простым языком, встроенный в конструкцию отопительной сети он будет действовать как всем хорошо знакомый – кран-смеситель, который переключает или смешивает потоки. Установка клапана позволяет решить ряд практических задач:

  • Перенаправление потоков, идущих от разных трубопроводов.
  • Достижение нужной температуры рабочей жидкости за счет смешивания горячего и холодного потока.
  • Получение струи с постоянной температурой путем динамического перенаправления.

Сложно? Только на первый взгляд. Для того чтобы понять принцип работы устройства, рассмотрим его конструктивные особенности.

Устройство и принцип работы трехходового клапана для котла


Трехходовой клапан, регулирующий температуру теплоносителя в твердотопливных котлах

Конструктивное устройство термосмесительного клапана для твердотопливного котла или другого может значительно отличаться в зависимости от назначения элемента и производителя, однако принцип действия остается неизменным. Терморегулятор имеет три выхода: один из них всегда открыт, а другие перекрываются полностью или частично во время работы. По числу выходов клапан называется 3-х ходовым. Он используется для смешивания или разделения потоков жидкости или газа, посредством чего осуществляется регулировка температуры теплоносителя, переключение с одного контура на другой.

По виду он похож на тройник. Внутреннее устройство представлено запорным механизмом и штоком, который обеспечивает его движение – это основные элементы. В некоторых конструкциях предусмотрено два седельных кольца, фиксирующих затвор. Возможно дополнение другими элементами.

Трехходовой кран для отопления

Трехходовой кран отопления представляет собой тройник, в котором с помощью запорного механизма происходит перераспределение теплоносителя в системе отопления. Трехходовой кран используется там, где необходимо регулировать подачу тепла, уменьшая или увеличивая температуру теплоносителя.

Простой пример: теплоноситель при движении по протяженной системе отопления в начале «пути» имеет более высокую температуру, что приводит к более интенсивному нагреву радиаторов, и, как следствие, перегреву помещений, для устранения которого используют трехходовой кран.

Крана трехходовый — принцип работы

Для этого к крану одновременно подключают горячую и холодную воду. Как правило, схема подключения в виде стрелок с указанием направления движения, располагается на самом кране. При этом горячая вода это теплоноситель, идущий от котла, называемый также подачей, а холодная вода это уже остывший теплоноситель, называемый также обраткой. При полностью открытом кране в него одновременно поступают подача и обратка и смешиваются. В результате температура воды на выходе из крана имеет некое усредненное значение.

Если кран полностью открыт, то к приборам отопления поступает теплоноситель, идущий напрямую от котла и обеспечивающий максимальный нагрев радиаторов. При закрытом кране, напротив, к приборам отопления поступает только обратка.

При не полностью открытом кране происходит смешивание обратки и подачи и получение теплоносителя с температурой усредненного значения.

Типы трехходовых кранов в системах отопления

В зависимости от конструктивных особенностей различают 2 вида трехходовых кранов: запорные и регулировочные. Принципиальной различия между ними нет: и тот и другой могут использоваться для полного перекрытия движения подачи и для регулирования температуры теплоносителя. Однако с помощью запорных кранов сделать это намного сложнее. Их конструкция в большей степени подходит для переключения движения потока воды из одной трубы в другую и не предусматривает плавного изменения потока. В большинстве случаев запорные краны оснащены шаровым механизмом.

Для регулирования применяют трехходовые краны, в конструкции которых имеется шток, управление движением которого может быть ручным или автоматическим.

От трехходового крана к трехходовому клапану

Трехходовой кран отопления позволяет вручную регулировать температуру теплоносителя в отопительных системах. Для автоматического регулирования предназначен трехходовой клапан отопления, в котором дополнительно установлено электромеханическое устройство, меняющее положение штока. Его подключают к термостату, с помощью которого выбирают нужный температурный режим в помещении.

Установка трехходовых клапанов в системе отопления позволяет эффективно управлять работой теплого пола, регулировать распределение тепла по комнатам и этажам, а также между отдельными строениями, если речь идет об отоплении нескольких отдельных объектов, например, теплицы и жилого дома.

В зависимости от принципа действия различают 2 вида трехходовых клапанов отопления:

Смесительный трехходовой клапан, в котором два входа и один выход. Его принцип действия такой же, как у трехходового крана отопления. Основное назначение смесительного клапана этого вида состоит в смешивании подачи и обратки для получения теплоносителя требуемой температуры, которое достигается изменением соотношения горячей и холодной воды.

Разделительный трехходовой клапан, в котором один вход и два выхода. При его работе происходит распределение потока теплоносителя на два русла, что бывает необходимо при включении в систему отопления бойлеров, конвекторов и т.д

Независимо от типа трехходового клапана (смесительный или разделительный) его установка и использование обеспечивает постоянный тепловой поток в системе отопления и не перекрывает движения теплоносителя, что особенно важно при отрицательных температурах.Меняться может только температура в сети. В этом основное отличие трехходового клапана отопления от двухходового клапана отопления

Иными словами, система отопления с трехходовым клапаном никогда не разморозится

Иными словами, система отопления с трехходовым клапаном никогда не разморозится.

Заключение

Обеспечить равномерное распределение тепла в отопительной системе, увеличить период эксплуатации твердотопливного котла и защитить его от слишком низких температур теплоносителя – это обязанности, возложенные на трехходовой клапан. Сегодня отечественный рынок предлагает большой выбор такой продукции, в обширном ценовом диапазоне, поэтому выбрать нужное изделие не составит труда.

Читайте далее:

Что такое трехходовой клапан — принцип работы и использование

Элементы систем жизнеобеспечения – трехходовой клапан ESBE

Почему теплоаккумулятор так необходим для работы твердотопливного котла?

Какой может быть обвязка твердотопливного котла отопления — схема простая и сложная

Схема обвязки твердотопливного котла: предназначение, виды, работа

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitter
Напишите комментарий