Схема трехходового клапана для отопления с терморегулятором: классификация и особенности выбора

Подключение

Прежде чем приобрести трехходовой клапан, желательно ознакомиться с его характеристиками. К ним относятся:

1. Возможность установки сервопривода (если кран устанавливается для работы в автоматическом режиме).
2. Пропускная способность трубопроводов.
3. Диаметр трубопровода, к которому планируется подключение клапана (2-4 см).

Выполняя подключение трехходового клапана, необходимо учитывать направленность теплоносителя. На корпусе данного устройства присутствует пометка в виде стрелки. Клапан можно устанавливать как горизонтально, так и вертикально. Местоположение устройства никоим образом не отразится на выполнении им своей прямой функции.

В процессе приварки клапана требуется обеспечение безопасности внутренних полостей от попадания в них сварного грунта и окалины. В месте стыка клапана и трубопровода температура теплоносителя не должна быть более 100°C.

В систему отопления трехходовой клапан устанавливается перед циркуляционным насосом.

Клапаны необходимо проверять периодически на стабильность работы и производительность. На объектах их техническое обслуживание проводится соответствующей организацией в определенном порядке.

Важно, чтобы эксплуатация устройства осуществлялась в точном соответствии с инструкцией

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.

Устройство и принцип работы трехходового клапана

Конструкция трехходового термоклапана схожа с тройником. С 3 сторон расположены отрезки труб (патрубки):

1. Два (прямой и байпасный, на фото дальше обозначены как А и В) предназначены для входящего или исходящего потока в режиме смешивания или разделения соответственно.
2. Один (общий, на фото – АВ) – для исходящего или входящего (также в режиме смешивания или разделения теплоносителя).

Внутри корпуса расположены:

1. Шток, обеспечивающий движение затворного механизма.
2. Запорный механизм (затвор).
3. 2 седельных кольца, фиксирующие затвор (присутствует не во всех моделях).

В зависимости от конкретной модификации конструкция трехходового термостатического клапана может дополняться другими элементами, необходимыми для его полноценной работы.

Конструкция затворного механизма предполагает деление трехходовых клапанов на 2 основные группы – седельные и поворотные, несколько отличающиеся по принципу работы. Кроме того, различают смесительные и разделительные (распределительные) термоклапаны.

Седельные трехходовые клапаны оборудованы вращающимся штоком с закрепленным на нем шаровым, пластинчатым или цилиндрическим затвором. Поступательные движения штока приводят в действие затворный механизм. Его функции:

1. В режиме смешивания, находясь в крайнем верхнем положении, перекрывает ток жидкости из патрубка А, одновременно открывая патрубок В. Находясь в крайнем нижнем положении, перекрывает ход теплоносителя из патрубка В, открывая патрубок А.
2. В режиме разделения крайнее верхнее положение затвора приводит к закрытию патрубка В и одновременному открытию патрубка А. Крайнее нижнее положение, наоборот, закрывает патрубок А и открывает патрубок В.

Поворотные трехходовые клапаны оборудованы штоком радиального вращения на 90°:

1. В режиме смешивания поворот штока налево перекрывает патрубок В, открывает ход теплоносителю с патрубка А. Поворот штока направо перекрывает порт А и открывает патрубок В.
2. В режиме разделения потоков крайнее левое положение перенаправляет поток носителя в направление патрубка А, а крайнее правое положение – в направление патрубка В.

Управление комфортом

Трехходовой кран для отопления позволяет управлять отопительными контурами. В системе теплого пола 3-х ходовой клапан отвечает за оптимальную температуру теплоносителя – требуется подмешивать обратку в чрезмерно горячую воду, поступающую из котла.

В радиаторной системе с коллекторным подключением клапан для отопления с терморегулятором устанавливается на каждый контур и позволяет поддерживать в каждом из помещений собственный температурный режим, обеспечивая комфорт и экономя топливо.

Для управления радиаторным отоплением в автоматическом режиме используют трехходовой кран с электроприводом, для напольного контура достаточно установить регулирующий вентиль с термоголовкой, оснащенный выносным температурным датчиком.

Схема подключения трехходового клапана такова: в контуре между котлом и данным смесительным устройством должен быть установлен коллектор, а до него – циркуляционный насос, чтобы система функционировала независимо от того, перекрыл смесительный кран подающий поток или нет.

Схема подключения трехходового клапана в систему отопления

После коллектора на подающую трубу ставится трехходовой вентиль, он должен быть обращен полностью закрывающейся стороной к коллектору, к нижнему патрубку подсоединяется линия обратки, а после этого вентиля на подающую линию монтируется циркуляционный насос. Такое расположение насоса дает возможность обеспечивать циркуляцию в контуре, даже если поток нагретого теплоносителя перекрыт.

Трехходовой клапан для отопления с терморегулятором: схема и основные функции

Несмотря на внешнюю схожесть с тройником, клапан выполняет совершенно другие функции. Узел, дополненный термоголовкой, является основным элементом запорной арматуры.

Поддержание комфортной температуры

Для поддержания комфортной температуры воздуха нужно управлять отоплением. Это можно выполнить двумя способами. В любом случае необходимы манипуляции с потоками теплоносителя. Термосмесительные клапаны рекомендовано устанавливать в домах с теплыми полами

Качественное изменение свойств радиаторов

Для регулирования качества теплоносителя нужно теплогенератор перевести в облегченный режим функционирования (к батареям подается холодный поток).

Это следует знать!В условиях частного дома можно изменить режим в котельном оборудовании. В городских многоэтажках остается лишь регулировать температуру в батарее.

С помощью смесителя можно поддерживать комфортный микроклимат

Количественная регулировка теплового потока

Если никак нельзя изменить температуру теплоносителя, следует упорядочить количество жидкости при помощи регулирующего трехходового клапана. Через трубопровод будет проходить меньшее количество потоков, следовательно, уменьшится температура воздуха в помещении.

Таким устройством является трехходовой клапан с терморегулятором. С его помощью можно ограничить (увеличить) количество жидкости, которая проходит через отопительную систему. Иными словами, через батареи будет проходить меньшее (большее) количество теплоносителя, соответственно будет изменяться температурный баланс помещение.

Можно установить по отдельности регулятор на батарее и трехходовой узел, но для увеличения эффективности рекомендуют устанавливать смеситель с терморегулятором.

Схема разделения потоков

5 Рекомендации по монтажу

Хотя процесс установки агрегата в систему обогрева может показаться простым, есть несколько нюансов, о которых стоит знать. Перед началом работ по установке следует внимательно изучить инструкцию, что позволит избежать большого количества проблем. В первую очередь это касается правильного расположения прибора. На его корпусе находятся стрелки, указывающие направление движения теплоносителя. Устанавливать устройство необходимо в соответствии с этими указаниями

Также нельзя монтировать прибор термоголовкой или приводом вниз. Перед тем как приступить к установке, нужно перекрыть подачу теплоносителя и проверить трубопровод на наличие остатков воды. Не менее важным пунктом является и выбор места монтажа, ведь к устройству необходимо обеспечить свободный доступ.

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.

Сервопривод для трехходового клапана

Сервопривод — это электродвигатель, управляемый через отрицательную обратную связь. В данном случае отрицательной обратной связью будет датчик угла поворота вала, который прекращает движение вала при достижении нужного угла.

Для наглядности рассмотрим устройство сервопривода по рисунку:

• Как видно, внутри сервопривода расположены следующие составные части:
• Электрический мотор.
• Редуктор, состоящий из нескольких шестеренок.
• Выходной вал, которым привод вращает клапан или другое устройство.
• Потенциометр — эта та самая отрицательная обратная связь, с помощью которой осуществляется управление углом поворота вала.
• Управляющая электроника, которая расположена на печатной плате.
• Провод, по которому подводятся напряжение питания (220 или 24 В) и управляющий сигнал.

Давайте теперь подробно остановимся на управляющем сигнале. Сервопривод управляется импульсным сигналом с изменяемой шириной импульса. Для тех кто не знает о чем идет речь, привожу еще одну картинку:

То есть ширина импульса (по времени) определяет величину угла поворота вала. Настройка таких управляющих сигналов дело нетривиальное и зависит от конкретного привода. Количество управляющих сигналов зависит от того, сколько положений может занимать выходной вал.

Сервопривод может быть двухпозиционным (2 управляющих сигнала), трехпозиционным (3 управляющих сигнала) и так далее.

Клапан трехходовой регулирующий с электроприводом

В качестве электрического привода трехходовых регулирующих кранов с электроприводом выступают различные элементы.

1. Существует две разновидности:
2. трехходовые краны для отопления с электроприводом в виде электрического магнита;
3. трехходовые клапаны с сервоприводом на базе электрического мотора.

Исполнительный механизм получает команду прямиком от температурных датчиков или от управляющего контроллера. Модели трехходовых кранов для отопления с электроприводом наиболее эффективны, так как позволяют обеспечивать максимально точную регулировку тепловых потоков.

Трёхходовой регулирующий клапан — предназначен для смешения или разделения потока теплоносителя, поэтому их ещё называют смесительными и разделительными клапанами. Трёхходовые регулирующие клапаны имеют три патрубка для присоединения к трубопроводу.

Наиболее широкое распространение получили в системах теплоснабжения подключённых от автономных котельных, в которых нет необходимости в ограничении расхода при сохранении коэффициента смешения.

Они устанавливаются для управления теплоотдачей калориферов системы вентиляции, теплообменных аппаратов систем горячего водоснабжения и отопления подключённых по независимой схеме, управления процессом смешения в системах отопления с зависимым подключением в котельной.

Управляют клапаном с помощью электропривода, по сигналу электронного регулятора, либо от центральной системы диспетчеризации. Работа трёхходового клапана основана на создании в циркуляционном кольце контуров с постоянным и переменным гидравлическим режимом, за счёт разделения одного потока или смешения двух потоков теплоносителя.

Вне зависимости от положения штока в трехходовом клапане, циркуляция не прекращается, поэтому такой тип устройства не годится для уменьшения расхода теплоносителя. В этом основное отличие шарового трехходового крана с электроприводом от двухходовых кранов, регуляторов и других устройств.

Данный клапан предназначен для смешивания или разделения, распределения потоков. Разделительный клапан регулирует количество воды, пуская часть жидкости по байпасному пути вместо прямого. Два патрубка устройства служат для выхода, а один – для входа.

Принцип действия трехходового смесительного клапана с термоголовкой основан на подмешивании к горячему теплоносителю более холодного или к холодному более горячего. В результате качественная характеристика, а именно температура теплового потока изменяется, при этом уровень этого изменения зависит от установленной пропорции соединяемых струй.

Два порта для входа и один для выхода могут также выполнять разделительную функцию. Такие клапаны могут использоваться в различных съемах.

Часто актуально использование трехходовых клапанов для твердотопливных котлов, в камере которых выпадает конденсат в начале топки. В таком случае клапан помогает временно отсечь холодную воду, а по короткому контуру пустить часть нагретой жидкости.

Устройство

Существует всего три вида трехходовых клапанов для тёплого пола. Имеют они некоторые различия по устройству и работе

Внешне они почти идентичны, поэтому важно выбрать нужный блок, который идеально подойдет для работы

При выборе, обязательно стоит обращать внимание на маркировку на корпусе

1. «+»
2. «-»
3. «М»

Маркер «+» — это контур с высокой температурой. Подмес с обратки теплоносителя, который имеет низкую темпе ауту. «М2 — это точка встречи и перемешивания двух потоков.

Рекомендуется помнить: клапан в массе своей сделан из керамических элементов, поэтому загрязнение для этих приборов категорически противопоказано. Чтобы этого не произошло должны стоят надежные фильтры.

Клапан автоматического сброса воздуха из системы отопления

В отопительной системе с жидкостным теплоносителем используется целый ряд специализированных элементов, обеспечивающих надежность и эффективность ее эксплуатации. К их числу относится воздушный клапан (сепаратор) для отопления. Устройство для сброса воздуха из системы отопления дает возможность удалять газы, скопившиеся в трубопроводе и радиаторах.

Когда в трубопроводе образуется воздушная пробка, она стремится к самой высокой точке радиатора или отопительного контура в целом. Если в этом месте установлен автоматический клапан для выпуска воздуха, теплоноситель из его внутренней камеры вытесняется газами.

При вытеснении жидкости поплавок опускается вниз и открывает клапан, в результате чего стравливаются газы из трубопровода отопления, и камера вновь заполняется теплоносителем.

Клапан для автоматического сброса воздуха из системы отопления со временем заиливается, зарастает накипью. Это приводит к заеданию механизма, потере герметичности клапана – через него начинает просачиваться влага. Такое устройство требует замены — автоматические воздушники не подлежат ремонту.

Количество автоматических воздухоотводчиков зависит от особенностей отопительной системы.

• Устройство требуется для установки:
• в составе группы безопасности котельного агрегата на выходном патрубке водяной рубашки, где теплоноситель нагрет до максимальной температуры;
• на самой высокой точке вертикальных стояков — именно туда поднимаются и скапливаются газообразные вещества;
• на распределительные коллекторы теплых полов, чтобы можно было стравливать воздух из контуров;
• на П-образные петли из полимерных труб, которые обустраиваются для компенсации теплового расширения трубопровода.

Принципы выбора

Воздушные клапаны для системы отопления могут входить в состав группы безопасности или комплект коллектора для теплого пола, поставляться вместе с приборами отопления.

Автовоздушник подбирается с учетом его рабочих параметров (максимально допустимая температура и давление), они должны соответствовать характеристикам отопительной системы. По исполнению подразделяются на прямые и угловые устройства, горизонтальные и вертикальные.

1. Краны Маевского различаются способом откручивания рабочего винта:
2. с головкой штока под специальный ключ (неудобство состоит в том, что ключа в нужный момент может не оказаться под рукой);
3. с несъемной рукояткой (нельзя использовать в местах, доступных детям младшего возраста, чтобы исключить опасность ожога нагретым теплоносителем;
4. со шлицем под плоскую отвертку (самый удобный и безопасный вариант).

Чтобы оснастить отопительную систему надежным воздуховыпускным клапаном, рекомендуется выбирать продукцию известных марок. Следует избегать дешевых изделий из хрупкого силумина, имитирующего латунь.

Чем опасен воздух в отопительной системе

Растворенный в теплоносителе воздух постепенно выводит из строя стальные трубы и радиаторы, элементы котельного агрегата. Коррозионная активность воздуха, который был сначала растворен в воде, а затем выделился при нагреве, заметно превышает показатели атмосферного воздуха за счет повышенного содержания кислорода.

Скопившиеся в трубопроводе газы не только провоцируют или ускоряют коррозию металлических элементов, но и формируют воздушные пробки, которые мешают системе отопления полноценно функционировать:
Из-за газовых пробок ухудшается циркуляция теплоносителя, в серьезных случаях движение жидкости по трубам может быть полностью блокировано. В такой ситуации приборы отопления быстро остывают.
Воздушные пробки работают как теплоизолятор, и, если газы скопились в верхней части батареи, она хуже прогревается и отдает помещению меньше тепловой энергии.
При наличии воздушных пробок движение теплоносителя по контуру отопления сопровождается громкими булькающими звуками и журчанием, что нарушает акустический комфорт в доме.

Циркуляционные насосы не рассчитаны на перекачку газов, при работе с завоздушенным теплоносителем подшипник и крыльчатка насосного агрегата изнашиваются значительно быстрее.
Специальные воздухоотводные устройства позволяют решить проблемы, связанные с завоздушиванием системы отопления

Важно правильно подобрать клапаны для стравливания воздуха и грамотно определить места расположения этих элементов.

https://youtube.com/watch?v=Q4LOLnuFOoc