Трехходовой клапан в системе отопления: устройство и особенности монтажа

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.

Правила монтажа трехходовых клапанов

Чтобы потребитель не мучился вопросом, как правильно установить трехходовой термосмесительный клапан, производитель снабжает свою продукцию тщательно проработанной инструкцией и наносит на каждое изделие специальную маркировку, помогающую безошибочно определить направление потоков:

1. Патрубок, обозначенный литерой «А», так называемый «прямой ход», предназначен для подсоединения к трубе с горячим теплоносителем.
2. Патрубок с литерой «В» («байпасный ход») соединяется с трубой, подающей охлажденную воду.
3. Патрубок с обозначением «АВ» (ход с постоянным гидравлическим режимом) подсоединяется к основной транспортной магистрали, предназначенной для транспортировки уже смешанного теплоносителя.

Место трехходового клапана в отопительном контуре

Для начала рассмотрим общие схемы подключения к отопительному контуру. Упрощенно их можно представить так:

Как видно из схемы, трехходовые термоклапаны могут устанавливаться как на тепловой ветке, идущей непосредственно от котла, так и на обратке. Однако это вовсе не значит, что так может устанавливаться абсолютно любой клапан. Возможности того или иного оборудования определяет допустимый тепловой режим, указанный изготовителем в техпаспорте.

Ниже представлена более сложная схема, позволяющая полностью автоматизировать работу системы отопления:

При установке следует соблюдать следующие правила:

1. Перед клапаном должны быть установлены: манометр, фильтр, дроссельная диафрагма (шайба).
2. После термоклапана устанавливается еще один манометр.
3. Перед клапаном желательно выдержать прямой участок трубы, равный 5 ее номинальным диаметрам, за термоклапаном длина прямого участка должна быть не менее 10 номинальных диаметров трубы.
4. В сложноконтурных или излишне длинных отопительных магистралях проблему низкого давления решают установкой циркуляционного насоса.
5. На горизонтальных участках сам клапан размещается таким образом, чтобы электропривод, термостатическая вставка или терморегулятор располагались над ним.
6. Резьбовые соединения стыкуются с применением льняного волокна, уложенного на резьбу в 2-3 слоя, и герметика.
7. В процессе закручивания следует избегать излишних усилий на сопрягаемые элементы, не допускается их растяжение, сжатие или изгиб.

Место трехходового клапана в системах водоснабжения

Представленная ниже схема монтажа трехходового клапана доступно иллюстрирует принцип его обвязки с водонагревателем и варианты установки в напорных и безнапорных системах водоснабжения:

Применение

Смесительный трехходовой клапан

Смесительный клапан работает как своеобразный байпас. Функционирует он следующим образом:

1. Теплоноситель подается в контур (теплый пол, радиаторы);
2. По мере прохождения по контуру он отдает тепло и остывает;
3. На выходе из контура часть теплоносителя поступает в трехходовой клапан, где смешивается с нагретым;
4. Температура выравнивается и теплоноситель снова проходит по системе отопления.

Трехходовые смесительные клапаны целесообразно ставить в отдельных контурах. Например, в системе теплых полов, они устанавливаются сразу после коллектора.

Четыре критерия выбора термостического смесительного устройства

1. Количество контуров. Для одноконтурного отопления, обогрева небольших помещений подходят клапаны с термоголовкой. Для сложных разветвлённых систем со множеством контуров надо установить смесительный узел, в котором используют клапаны с автоматическим электроприводом.
2. Диаметр. Чем меньше сечение входного патрубка, тем сильнее гидросопротивление, при котором прибор работает не корректно. Поэтому диаметр не должен быть меньше сечения контуров отопительного оборудования.
3. Пропускная способность. Для оптимального выбора сравните значение обозначенного в инструкции коэффициента пропускной способности клапана с общей производительностью структуры отопления.
4. Материал. Латунь имеют высокие показатели коррозионной стойкости и прочности. Кроме того, краны с корпусами из сплавов на базе меди заметно долговечнее и легче чугунных.

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.

Причины, в результате которых может возникнуть перегрев твердотопливного котла

Еще на стадии выбора и покупки важно учитывать эксплуатационные характеристики обогревательного прибора. Многие модели, которые сегодня представлены в продаже, имеют встроенную систему защиты от перегрева. Работает она или нет – вопрос второй

Однако необходимо придерживаться определенных знаний и навыков, рассчитывая создать у себя дома эффективную и безопасную систему автономного отопления

Работает она или нет – вопрос второй. Однако необходимо придерживаться определенных знаний и навыков, рассчитывая создать у себя дома эффективную и безопасную систему автономного отопления.

От условий эксплуатации зависит надежная работа нагревательного агрегата. При явных нарушениях технологических параметров отопительного оборудования и злоупотреблением стандартными правилами безопасности, высокая вероятность возникновения аварийной ситуации.

Предупредить возможные негативные последствия можно еще на стадии монтажа твердотопливного котла. Правильная обвязка отопительного аппарата станет залогом вашей безопасности и надежной работы агрегата в будущем.

Если говорить детально, то в каждом случае система защиты твердотопливного котла имеет свою специфику и особенности. Каждая система отопления имеет свои плюсы и минусы. К примеру:

Когда речь идет о твердотопливных котлах с естественной циркуляцией теплоносителя, необходимо позаботиться о безопасности и работоспособности отопительного оборудования еще во время монтажа. Трубы в системе устанавливаются металлические. Причем диаметр таких труб должен превышать диаметр труб, используемых для прокладки контура с принудительной циркуляцией теплоносителя. Датчики, установленные на водяном контуре, будут сигнализировать о возможном перегреве теплоносителя. Предохранительный клапан и расширительный бак играют роль компенсатора, снижая избыточное давление в системе.

Существенным минусом гравитационной системы отопления является отсутствие эффективного механизма регулировки рабочих режимов твердотопливных котлов.

Большие технологические возможности для потребителей предоставляют , работающие с принудительной циркуляцией теплоносителя в системе. Уже только наличие второго контура существенно увеличивает возможность регулировать температуру нагрева котловой воды. Единственный минус в работе такой системы является работающий насос, который может внести своей работой сложности при эксплуатации отопительной системы.

Это связано с тем, что при отключении электричества, насос перестает выполнять свои функции. Остановка циркуляционного процесса и инерционность нагревательных котлов на твердом топливе могут привести к перегреву нагревательного агрегата. Если котельная техника не оснащена , ситуация с отключением электричества чревата крайне неприятными последствиями.

Эффективная защита от перегрева работающего твердотопливного котла должна базироваться на механизме съема избыточного тепла, вырабатываемым нагревательным прибором.

Разновидности и назначение каждого вида

В основном трехходовые клапаны делятся по принципу действия. Здесь три позиции:

Обозначения на корпусе показывают, к какому виду приборы относятся

Первые смешивают два потока теплоносителя с разной температурой в один, вторые, наоборот, разделяют один поток на два. А третьи просто переключают движение воды из одного направления (контура) в другой. Две первые разновидности по внешнему виду друг на друга похожи, поэтому на их корпус наносится схема, которая и показывает, для каких целей прибор надо использовать.

Что касается третьей позиции, то его отличить от остальных просто. У него дополнительно есть блок, с помощью которого и происходит переключение. Клапан этого типа обычно устанавливается в двухконтурную систему отопления, когда необходимо перенаправить поток теплоносителя от отопительной системы к бойлеру и наоборот.

Клапан переключающегося типа

Статья по теме:

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.

Монтаж и подсоединение трехходового клапана к теплому полу

Подключать трёхходовой клапан на тёплый пол несложно, это под силу сделать своими руками. Главное выполнять действия согласно приложенной инструкции.

Все входы и выходы обозначены буквами:

• A — вход для нагретого теплоносителя;
• С — входное отверстие для охлаждённой воды;
• AB — выходное отверстие.

Прежде чем подключать прибор, следует учитывать, что возможно потребуется его демонтаж, поэтому необходимо иметь беспрепятственный подход к узлу.

Материалы и инструменты

Перед установкой клапана требуется запастись необходимым инструментом. Потребуются гаечные ключи (2 шт), пассатижи, гайки-американки с прокладками накидного типа, лента ФУМ.

Ход работ

Подключение теплого пола к системе отопления. Трёхходовой смесительный клапан.

Смотрите это видео на YouTube

Для этого на регуляторе выставляется минимальный показатель, затем пускается через клапан горячая вода. Если устройство функционирует правильно, то заслонка должно сразу закрыться.

Монтаж крана необходимо производить совместно с установкой коллекторной группы и до заливки стяжки.

При применении любой схемы, установка клапана осуществляется с использованием накидных гаек- американок.

Работа выглядит так:

1. Очищаются фитинги расположенные с торцов труб от загрязнений и заусенец.
2. Та же процедура проделывается с патрубками клапана.
3. Производится проверка на наличие прокладок в гайке.
4. Затем накручиваются гайки на патрубки и затягиваются — но не сильно. В этой процедуре участвуют два ключа — один для закручивания гайки, второй для придерживания вентиля.
5. Перед клапаном устанавливается механический фильтр.

Следует отслеживать правильность подсоединения выходов вентиля: к А — горячая вода, к B байпас идущей от обратки, к AB коллектор с отводами для пола.

Для обеспечения герметичности стыков рекомендовано накручивать сантехническую ленту или ленту ФУМ.

Проверка системы

Помимо правильной установки смесительного крана, требуется его проверка в работе. Тестирование системы проводится при нагретом теплоносителе до 25 градусов. Время проведения опрессовки составляет сутки.

Устройство и принцип действия трехходового клапана в системе отопления

Чтобы вам было проще понять принцип действия, предлагаю рассмотреть эту схему:

Конструкция трехходового клапана в разрезе.

Когда нужно добиться определённой температуры, шток поднимается, открывая проток. Это напоминает принцип действия перекрывных кранов. А сам механизм называется седельным. Вместо штока иногда используют шар или вращающийся сектор. Точно так же, как в обычных шаровых кранах. Этот механизм называется поворотным. На схеме их можно изобразить следующим образом:

О том, что именно управляет штоком или шаром, я расскажу чуть позже. Пока давайте разберём каждый вид. Начнём со смесительных клапанов:

Как видите, слева входит горячая вода, а снизу холодная. Шток при необходимости поднимается, позволяя смешивать два потока.

А так выглядит работа разделительного клапана. Здесь наоборот справа заходит горячая вода, а выходить может влево или вниз. Если температура нормальная, шток поднимается. Если требуется более высокая температура, шток опускается, отправляя горячую воду вниз. То есть в обратку.

Из инструкции к клапану типа VMR от Mut International.

Обычно термосмесительные и разделительные клапаны полностью не перекрываются. А вот переключающие, как вы можете увидеть, закрывают один из патрубков, а другой открывают. При этом смешивания или разделения не происходит.

Типичный трехходовой клапан в разрезе.

Схемы подключения трехходового клапана к отопительной сети

После всего разбора относительно конструкции клапана и его принципа работы появилось понимание, как его можно использовать в различных отопительных системах. Чаще всего его используют в трех случаях.

• В системе теплых полов температура теплоносителя должна быть в пределах +45°С. Именно этот режим и поддерживается с помощью прибора. Об это уже говорилось выше, и было показано, как это должно работать.
• Для защиты твердотопливных котлов от образования внутри топки конденсата. Это случается, когда относительно сильно холодная вода по обратке попадает в теплообменник генератора. От этого на внешних поверхностях образуются капли воды от сконденсированного пара. Того допускать нельзя, потому что конденсат сокращает срок эксплуатации оборудования.
• Если есть необходимость поддерживать разный температурный режим в разных частях отопительной системы.

Первый вариант рассматривать не будет, потому что он уже был описан. Что касается второго случая, то надо за основу разбора брать фото ниже.

Схема обвязки твердотопливного котла с трехходовым клапаном

На схеме двойной контур: один большой проходит через радиаторы, второй – короткий через байпас (это вертикальная красная линия, начало которой вверху до радиаторов, конец упирается внизу в клапан). Пока котел не разогрелся, теплоноситель движется по короткому контуру. Температура поднялась до необходимой, клапан закрывает байпас и открывает обратку (нижняя синяя линия).

И третья позиция, в основе которой лежит распределение теплоносителя по потребителям, в них требуемая температура не всегда является одинаковой. К примеру, для бойлера косвенного нагрева требуется вода с большей температурой, для батарей с меньшей, а для теплых полов и того меньше.

Принципиальная схема разводки с установкой трехходового клапана должна быть приблизительно такой, как показано на фото ниже.

Распределение теплоносителя по потребителям