Aliance-stroi.ru

Альянс Строй
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как установить трехходовой клапан в системе отопления?

Зачем нужен трехходовой клапан и на что обращать внимание, выбирая его?

Проблема поддержания комфортной температуры, решенная в большинстве многоквартирных домов подключением к централизованному отоплению, в частном доме требует подчас использования сложных и дорогостоящих технических устройств.

Основной задачей в этом случае становится поиск оптимального баланса между стоимостью отопительного оборудования и трубопроводов, эффективностью их работы, расчетным ресурсом и эксплуатационными затратами. Упростить регулирование температуры, а также создать комфортный микроклимат в отдельных помещениях с минимальными потерями, призваны трехходовые клапаны.

Разновидности 3-ходовых клапанов

Все термостатические трехходовые клапаны для отопления делятся на 3 вида по устройству и принципу работы:

  • смесительные;
  • разделительные;
  • переключающие.

О назначении каждой из 3 разновидностей можно судить по названию. Первый тип клапана смешивает два потока теплоносителя с различной температурой, второй – разделяет, третий занимается переключением воды между 2 линиями. Распознать их внешне нетрудно, обычно принцип работы изображен на корпусе в виде рисунка. Вот как выглядит трехходовой смесительный клапан:

На заводском шильдике от фирмы Herz четко показано смешивание 2 потоков, значит, это смесительный вентиль

Похожее обозначение стоит на разделительном элементе. Что же касается переключающих кранов, то на их корпусе изображения может и не быть, зато есть значительные внешние отличия по форме.

Разделительный (фото слева) и переключающий (справа) 3-ходовой клапан

С помощью смешивания или разделения потоков добиваются оптимальной температуры теплоносителя, подаваемого в радиаторы системы отопления или контуры теплого пола. Переключение используется в газовых двухконтурных котлах, когда нагретую воду надо поочередно направлять в разные теплообменники.

Классификация клапанов

Без длительных введений отметим, что устройство может быть двух типов по принципу функционирования. Оно может быть:

  • разделительным;
  • смесительным.

Особенности действия каждого типа ясны уже из их названия. Смесительное устройство состоит из двух выходов и входа. Другими словами, оно необходимо для смешивания потоков жидкости, что может потребоваться в целях снижения ее температуры. К слову, это наиболее оптимальный вариант для того, чтобы задавать нужный режим в «теплом полу».

Сама процедура регулировки температурного режима предельно проста. Нужно лишь знать о текущих показателях температуры входящих потоков жидкости, с точностью просчитать требуемые пропорции каждого из них так, чтобы на выходе получить нужные показатели. Кстати, данное устройство при условии грамотного монтажа и регулировки способно функционировать и на разделение потока.

А вот разделительный клапан разделяет один поток надвое, следовательно, он оснащен одним входом и двумя выходами. Данное устройство применяется преимущественно для того, чтобы разделять поток горячей воды в системах ГВС. Хотя достаточно часто он встречается и в обвязке воздухонагревателей.

Внешне оба варианта практически идентичны. Но если ознакомиться с их чертежом в разрезе, то их основное отличие видно сразу. Шток, который установлен в устройстве смесительного типа, имеет один шаровой кран. Он располагается по центру и перекрывает основной проход.

Что же касается разделительных приборов, то в них шток имеет два таких клапана, которые устанавливаются на выходах. Они функционируют по следующему принципу: один из них придавливается к седлу, закрывая проход, а другой параллельно с этим открывает проход №2.

По методу управления современные модели могут быть:

  • электрическими;
  • ручными.

В большинстве случаев используется ручной прибор, который внешне напоминает обыкновенный шаровой кран, но оснащен тремя выходными патрубками. А вот электрические модели, имеющие автоматическое управление, применяются преимущественно в частных домах, а именно для того, чтобы распределять тепло. Например, пользователь может настроить температурный режим по комнатам, а рабочая жидкость будет поступать в соответствии с удаленностью комнаты от отопительного прибора. Как вариант – можно совместить его с «теплым полом».

Видео – Прибор в бойлерной группе

Трехходовые клапаны, равно как другие приборы, определяются в соответствии с давлением в системе и диаметром подвода. Все это регламентируется ГОСТом. И если требования последнего не будут соблюдаться, это будет расценено как грубое нарушение, в особенности, если речь идет о показателе давления в магистрали.

Латунные фитинги и трубопроводы из полиэтилена низкого давления

Советуем вам ознакомиться с нашим руководством по выбору и монтажу латунных фитингов для ПНД труб, все подробности тут

Принцип работы клапана в системе отопления

Поток приходит в устройство слева. Он постепенно нагревается, с какого-то момента начинается расширение специальной жидкости в термоголовке. Что, в конечном счёте, приводит к опусканию штока с открыванием патрубка внизу для менее горячей воды из обратной линии отопления. Она смешивается с горячей водой приточки. На тёплые полы уже идёт менее горячий поток. Термоэлемент сжимается, шток опускается.

Пока теплоноситель нагревается, шток продолжает опускаться. Может опуститься до самого низа, прекратив поступление горячей воды, максимально открыв патрубок с тёплой. Это продолжится до момента охлаждения теплоносителя до необходимого уровня. Тогда откроется верхний клапан и опять пойдёт горячая вода из приточки.

Читать еще:  Как утеплить армопояс изнутри?

Предназначение устройства

Даже при точном тепловом расчёте при проектировании домов микрорайона в квартире может появляться избыток тепла за счёт внешних факторов: жаркого солнца, сильного ветра, купленных хозяевами бытовых приборов, выделяющих тепло. Нет возможности для отдельных квартир уменьшить температуру теплоносителя, так как у простых котлов слабым местом является теплообменник, не выдерживающий низкую температуру. Нужен другой тип котла – конденсационный, но он существенно дороже. При наличии простого котла можно уменьшить количество горячей воды к радиатору.

Для чего и предусмотрен в подключение трехходовой клапан отопления.

Конкретные случаи использования трёхходового клапана:

  • Обогрев полов (тёплые полы). На два входа клапана подаётся соответственно обратка и подача. Через выход идёт перемешанный (охлаждённый) поток. На остальном контуре это никак не отражается.
  • Поддержание температуры в обратке. Котёл работает нормально, пока вода, приходящая в него, не холоднее выходящей больше, чем на 60 0 . Для этого вода из подачи разделяется, и часть её направляется в обратку для её подогрева.
  • Чтоб не собирался конденсат. Вода в теплообменнике не должна пройти точку росы. Поэтому она охлаждается.
  • Чтобы котёл не перегревался. Достигается аналогичным охлаждением.
  • Совместная работа бойлера с котлом — терморегулятор клапана срабатывает, когда вода в бойлере охлаждается ниже заданного уровня, механизм открывается.
  • Если нужен байпас — параллельный путь, то проще всего задействовать клапан.

Материалы изготовления

Термосмесительные клапаны трёхходового типа изготавливаются из следующих материалов:

  1. Латунь — медный сплав с добавками цинка. Изделие не подвергается коррозийному разрушению, оно прочное, долговечное. Иногда данные термосмесители имеют хромовое или никелевое покрытие, оно защищает от потемнения. Этот вариант наиболее часто применяется в жилом помещении.
  2. Бронза — медный сплав с добавками олово. Встречается редко, хотя качеством не хуже латунного.
  3. Нержавеющая сталь — прекрасный металл для изготовления регулирующих изделий. Отличается долговечностью, прочностью, стойкостью к коррозии. Но стоимость приборов из него высокая, поэтому для частного дома не подходят.

Встречаются регуляторы титановые, из углеродистой стали, но они рекомендованы для промышленного применения. Выпускаются вентиля из силумина (сплав алюминия с кремнием), их минус — низкая прочность.

Как выбрать устройство

При выборе трехходового клапана обращают внимание на несколько ключевых параметров:

  • диаметр присоединительного отверстия, который может варьироваться от 2 до 4 см (если нестандартный трубопровод, необходимо искать специальные предложения от продавца или делать заказ непосредственно производителю);
  • наличие или отсутствие сервопривода (автоматического устройства) для автономной работы устройства;
  • пропускная способность трубопровода, т.е. объем жидкости, которую способна пропустить система и, естественно, сам клапан.

К производителю трехходового клапана также следует относиться внимательно. Доверия заслуживают импортные бренды, занимающиеся выпуском инженерного оборудования. На отечественном рынке они представлены компаниями Esbe (Швеция), Danfoss (Дания), Honeywell (США) и Valtec (Италия).

Конструкция и принцип работы трехходового крана

Чаще всего изделие напоминает с виду обычный тройник из латуни или бронзы, сверху которого установлена регулировочная шайба. Под ней находится термочувствительный элемент, который нажимает на рабочий шток, выходящий из корпуса. Внутри на штоке закреплен конус, герметично входящий в седло. Чтобы понять, как работает трехходовой клапан, нужно изучить его строение в разрезе:

Трехходовой термостатический смесительный клапан

Вода циркулирует через фронтальный и правый патрубки до тех пор, пока ее температура не вырастет или понизится до заданного значения. Задача и принцип действия трехходового клапана заключается в том, чтобы удержать температуру теплоносителя на выходе в заданных пределах, подмешивая холодную или горячую воду (в зависимости от схемы) из левого патрубка. Когда параметры теплоносителя выходят за указанные пределы, внешний привод нажимает на шток. При его перемещении конус выходит из седла и открывает сообщение между всеми тремя каналами. Процесс продолжается до полного перекрывания фронтального входного патрубка, если температурные параметры воды не перестанут изменяться.

Трехходовой клапан с термоголовкой

Существует внутренний механизм клапана другого типа, по конструкции он похож на шаровой кран. Такой трехходовой переключающий клапан вместо седла с конусом имеет внутри шар с выборкой специальной формы. Для перераспределения потоков теплоносителя в таких изделиях привод должен не нажимать, а вращать шток, на котором закреплен шар. Клапаны с шаровым элементом не производятся с большой пропускной способностью и применяются, как правило, в бытовых системах отопления. Другая разновидность механизма – на штоке установлен не шар, а сектор, чья рабочая часть перекрывает полностью или частично один или два потока соответственно.

Работа трехходового клапана

Советы по подбор и установке

При выборе трехходового клапана необходимо учитывать особенности системы отопления. в противном случае не избежать проблем

Если вам необходимо поддерживать постоянную температуру теплоносителя, достаточно будет гидравлического или термостатического клапана. Если вы планируете изменять температурный режим, стоит выбрать клапан с электрическим или ручным приводом.

Читать еще:  Как утеплить балкон до комнатной температуры?

При подборе особое внимание уделите следующим моментам:

  • Максимальному рабочему давлению (оно должно соответствовать характеристикам системы отопления);
  • Максимальной рабочей температуре (должна быть больше максимальной температуры теплоносителя);
  • Пропускной способности – внутреннему диаметру патрубков клапана;
  • Соответствию резьбовых соединений по шагу резьбы и диаметру;
  • Материалу клапана – бронза и латунь служит дольше стали и чугуна.

Во время установки следите за следующими моментами:

  • До и после клапана желательно установить манометры для контроля давления в системе и нагрузки на устройство;
  • Перед клапаном установите дросселирующее устройство (компенсатор давления) на случай гидроудара;
  • Перед монтажом тщательно очистите внутренние поверхности клапана;
  • Трехходовой клапан должен быть расположен так, чтобы привод находился вверху;
  • Если в системе есть вероятность перегрева теплоносителя, необходимо дополнительно установить перемычку (см. рис);
  • Перед клапаном установите фильтр грубой (механической) очистки теплоносителя.

Установка смесительного трехходового клапана с перемычкой в системе отопления

Как устроен трехходовой клапан

Внешне он выглядит как бронзовый или латунный тройник с регулировочной шайбой на верхней части, а устройство трехходового клапана зависит от модели.

Вариант 1 . В литом корпусе с тремя патрубками имеются три камеры, проходы между ними перекрывают тарельчатые элементы, закрепленные на штоке. Шток выходит из корпуса в верхней части. Принцип работы следующий: нажатие на шток плавно открывает проход для потока теплоносителя с одной стороны, одновременно закрывая проход для теплоносителя с другой стороны. В результате в центральной зоне теплоноситель смешивается до получения нужной температуры и поступает в контур.

Вариант 2 . Переключающий элемент внутри тройника представляет собой шар, часть которого фигурно выбрана. Привод вращает шток с закрепленным на нем шаром, в результате чего потоки теплоносителя перераспределяются.

Вариант 3 . Принцип действия тот же, что и у конструкции с шаром, но вместо шара на штоке закреплен сектор – его рабочая часть способна полностью перекрыть один поток теплоносителя, либо частично – два потока.

Устройство 3-х ходового клапана

Приводы на термосмесительный клапан

Для управления потоками теплоносителя, проходящими через клапан трехходовой, необходим внешний привод. От его типа зависит функциональность и удобство использования устройства.

  • Трехходовой термостатический смесительный клапан . Конструкция термостатического привода включает жидкую среду с высокой чувствительностью к изменению температуры. Именно она, расширяясь, нажимает на шток. Такой привод устанавливается на бытовые устройства небольшого сечения, он может быть заменен на привод другого типа.
  • Трехходовой смесительный клапан с термоголовкой . Термоголовка оснащена элементом, чувствительным к температуре воздуха в помещении. Для регулировки по температуре теплоносителя такое устройство дополнительно оборудуется температурным датчиком на капиллярной трубке, который помещают в трубопровод. В этом случае точнее регулируется температурный режим контура.
  • Клапан с термоголовокой смесительный
  • Трехходовой клапан с электроприводом . Электрический привод, воздействующий на шток, управляется контроллером, который получает от датчиков информацию об изменении температуры теплоносителя. Это самый точный и удобный вариант.
  • Трехходовой клапан с сервоприводом . Электрический привод напрямую управляет штоком, без контроллера, в соответствии с сигналами от датчиков. Сервоприводами обычно оснащаются секторные и шаровые смесительные устройства.

Как выбрать и применить трехходовой клапан

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

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

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

Смесительные и разделительные трехходовые клапана

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

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

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

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

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

Конструкции трехходовых клапанов

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

Читать еще:  Как установить токарный станок на бетонный пол?

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

Схема применения трехходового клапана

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

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

Где еще применяются трехходовые клапаны

Типичное применение регулировки температуры теплоносителя с помощью трехходовых клапанов следующее.

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

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

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

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

Иногда требуется только фиксированная температура на выходе. Клапан с терморегулирующим устройством дешевле…

Как подобрать трехходовой клапан по пропускной способности

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

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

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

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

Расчет трехходового клапана

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Популярные производители

Среди производителей выделяется пятерка лидеров. Они выпускают инженерную сантехнику, делают термостатические установки и внедряют передовые технологии.

  • IMI-HEIMEIER (Германия).
  • ESBE (Швеция).
  • HERZ (Австрия).
  • Danfoss (Германия).
  • Valtek (Россия, Италия).

Valtek — это отдельный проект совместной работы российских и итальянских инженеров. Продукция адаптирована к условиям российских отопительных магистралей. Характеризуется доступной стоимостью.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector