Особенности функционирования
Клапан может быть смесительным и разделительным
В самом простом виде устройство представляет собой тройник, в центре которого располагается клапан с чувствительным к температуре окружающей среды элементом.
Регулирование нагрева жидкости происходит путем смешивания горячей и холодной воды, которые подключаются к входным патрубкам.
Горячая вода, протекая через приспособление, нагревает термодатчик, который, по достижению порогового значения открывает створку для доступа холодной жидкости.
Регулирование режима смешивания осуществляется посредством специального колечка термоклапана. Процесс получения большего количества тепла проходит в обратном режиме.
Принцип работы
Трехходовой кран оборудован тремя патрубками для подключения линий. Между ними устанавливается вентиль регулирующий подачу воды в два из трех ответвлений. В зависимости от ориентации крана и его подключения он выполняет две функции:
- смешивание двух потоков теплоносителя на один выход;
- разделение с одной линии на две выходные.
Трехходовой кран, как и четырехходовой, не осуществляет перекрытие каналов, подведенных к нему, а только перенаправляет жидкость от входа к одному из выходов. Единовременно может быть закрыт только один из выходов, либо частично перекрыты оба.
В самом простом варианте радиаторы напрямую подключаются к котлу, последовательно или параллельно. Настраивать отдельно каждый радиатор по тепловой мощности нельзя, допустимо только регулировать температуру теплоносителя в котле.
Чтобы все-таки регулировать отдельно каждую батарею, можно вставить байпас параллельно радиатору и после него регулирующий кран игольчатого типа, с помощью которого контролировать количество теплоносителя, проходящего через него.
Байпас при этом нужен для сохранения общего сопротивления всей системы, чтобы не нарушать работу циркуляционного насоса. Однако такой подход весьма накладно реализовывать и сложно эксплуатировать.
Трехходовой клапан фактически совмещает точку подключения байпаса и регулирующей арматуры, делая подключение компактным и легким в управлении. Кроме этого за счет плавной регулировки легче добиться целевой температуры в ограниченном контуре, содержащем один или два радиатора в конкретном помещении.
Если ограничить часть тока теплоносителя от котла и дополнить его обраткой, водой, возвращающейся от радиатора к котлу, то снижается температура обогрева. Котел при этом продолжает работать в прежнем режиме, поддерживая установленный нагрев воды, скорость обращения воды в нем не снижается, зато уменьшается потребление топлива.
Если используется один циркуляционный насос на всю систему отопления, то он располагается со стороны котла по отношению к включению трехходового клапана. Устанавливают его на обратном входе котла, по которому поступает уже остывшая вода от радиаторов, выступая в роли разделителя потока.
По входу к нему подается горячий теплоноситель от котла, в зависимости от настройки клапана поток разделяется на две части. Часть воды идет к радиатору, а часть сразу же сбрасывается в обратный ход. Когда нужна максимальная тепловая мощность клапан переводят в крайнее положение, при котором соединены вход и выход, ведущий к радиаторам.
Если обогрев не нужен, то весь объем теплоносителя поступает по байпасу в обратку, котел работает только на поддержание температуры в отсутствие реальной теплоотдачи
Недостаток такого подключения – сложная балансировка отопления, чтобы в каждое ответвление и к каждому радиатору поступало одно и то же количество теплоносителя, кроме того при последовательном подключении к крайним радиаторам доходит уже остывшая вода.
Для теплого пола
В многоконтурных системах проще всего разрешить проблему с неравномерным распределением тепла – использование коллекторной группы с циркуляциями насосами на каждом отдельном контуре
Это особенно важно в домах с двумя и более этажами и большим числом радиаторов или при наличии теплого пола
Трехходовой клапан при этом работает на смешивание двух потоков. По одному вводу подключается линия от котла, а по второму от трубы обратки. Смешиваясь, вода поступает на выход, подсоединенный к теплообменнику.
Такая схема подключения особенно актуальна при подключении теплого пола
Она дает возможность ограничить максимальную температуру воды в контуре, что особенно важно, учитывая максимально допустимое значение в 35ºС при температуре теплоносителя от котла в 60ºС и выше
Циркуляция воды в трубах теплого пола постоянно поддерживается, что необходимо для равномерного нагрева без перекосов. Фактически горячая вода от котла поступает лишь для подогрева остывающего теплоносителя в контуре теплого пола, а излишек сбрасывается обратно к котлу.
Таким образом, даже в высокотемпературном отоплении, где котел греет воду до 75-90ºС, есть возможность обустроить теплые полы с нагревом 28-31ºС.
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.
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.
Принцип работы
Чтобы запустить работу механизма, к нему нужно присоединить два патрубка для подвода холодной и горячей воды. Для успешного подключения следует изучить схему трехходового крана, на которой отображены различные стрелочки и направляющие. Горячая вода, которая идет от котла, является основным теплоносителем, а холодная — оставшейся отработкой.
Системы могут отличаться положением и способом
Между обоими отверстиями с подводами к потокам находится вентиль, обеспечивающий регулировку подачи воды. В зависимости от положения и способа подключения система может:
- смешивать два потока с водой в один;
- разделять одну линию на два выхода.
В простой конфигурации радиатор подключен к котлу последовательным или параллельным образом. Выполнить настройку каждого элемента по отдельности невозможно, поскольку меняется только температура жидкости в котловом резервуаре.
Если же есть желание регулировать каждую батарею, систему нужно оснастить байпасом, а также регулирующим игольчатым краном, который позволит регулировать объемы жидкости, проходящей через него.
Задача байпаса заключается в сохранении общего сопротивления установки для предотвращения сбоев в работе насоса. К сожалению, такой подход требует больших затрат и сложного монтажа, поэтому он не пользуется особой популярностью.
Эффективность работы и конечные показатели КПД могут зависеть от расположения вентиля. Если он открыт наполовину, то выходящий поток воды будет обладать средней температурой. Если же вентиль открыт полностью, то температурный показатель достигнет максимальной отметки. При его полном закрытии выходящим потоком подается только холодная вода.
Плюсы и минусы трехходовых кранов
| Достоинства | Недостатки |
| Компактность и эргономика | Ограниченный функционал |
| Удобное управление. Мягкое плавное движение затвора при переключении режимов | |
| Возможность использования в загрязненной среде. Исключение – трехходовые смесители с керамическим затвором | Не предназначены для регулировки интенсивности потока и установки затвора в промежуточные положения |
| При установке в отопительном контуре выполняют функцию термостатического прибора, что позволяет оптимизировать энергоэффективность системы | |
| Высокая герметичность затвора | |
| Низкий уровень гидравлического сопротивления | Быстрый износ и частое заклинивание при работе в режиме регулировки |
| Конструкция «тройника» не допускает скапливания и застоя транспортируемой среды | |
| Простая понятная конструкция и принцип работы | |
| Легкость монтажа | Ограниченный температурный режим: максимум 200 °C |
| Удобство эксплуатации. Пониженные требования к регулярности проверок на предмет работоспособности | |
| Длительный срок эксплуатации |
Разновидности обратных клапанов
Любой запорный элемент (обратный клапан, или его устаревшее название «невозвратный») имеет основную функцию — не пропускать теплоноситель в одну трубу или патрубок, а во вторую — пропускать. Для различных схем отопления такой элемент не всегда является обязательным, поэтому нужно исходить уже из конкретной ситуации.
Для отопления частного дома могут применять три вида устройств:
- тарельчатый;
- лепестковый обратный клапан;
- шаровый.
Для того чтобы понять, на какую систему отопления устанавливать определённый тип клапана, нужно изучить основные конструктивные особенности каждого из них.
Как сделать систему отопления с естественной циркуляцией
1.1
Лепестковая конструкция
Существует два варианта выполнения такого устройства — со свободным или пружинным лепестком. Второй случай характеризуется принудительным закрыванием лепестка (створки). Это даёт клапану возможность работать в вертикальном положении.
Сам элемент, который делается из нержавейки или латуни, включает в себя следующие элементы:
- 1. Корпус, имеющий вид тройника. Сверху есть пробка для технического обслуживания.
- 2. Уплотнитель, на который «ложится» диск в закрытом состоянии.
- 3. Непосредственно запорный диск, прикреплённый с помощью поворотного рычага.
Принцип работы лепесткового обратного клапана для отопления простой. Движущийся по трубе теплоноситель, дойдя до запорного клапана, спокойно под давлением открывает диск, и вода течёт куда следует. Если она изменяет своё направление, то диск клапана естественным путём или с помощью пружины отодвигается в обратную сторону и меняет направление потока.
Благодаря своему принципу действия элемент в народе получил много различных неофициальных названий — гравитационный, поворотный и т. п. Иногда его называют «хлопушкой».
Обратный клапан для отопления с естественной или принудительной циркуляцией имеет несколько важных характеристик:
- внутренний диаметр от 15 до 55 мм;
- гидравлическое сопротивление на довольно низком уровне;
- максимальное давление не более 15 бар;
- менее эффективная гравитационная модель не может работать в вертикальном положении;
- сбоку конструкции располагается винт для настройки оси затвора.
Предохранительный клапан для сброса давления в водонагревателе
1.2
Тарельчатый тип
Многие интересуются, нужен ли обратный клапан в системе отопления вообще. Для этого следует определиться с типом системы, а потом уже принимать решение.
Что касается тарельчатого типа затворов, то принцип их работы также несложен. Теплоноситель, который двигается в направлении клапана, преодолевает силу упругости его пружины. При этом в обратную сторону вода не потечёт, так как клапан ее не пропустит.
Пошагово его устройство можно описать следующим образом:
- 1. Внутри корпуса проделано отверстие.
- 2. С противоположной стороны есть перегородка с отверстием по центру.
- 3. В него вставлена ось с круглым затвором, оборудованная сальником.
- 4. Между круглым затвором (тарелкой) и перегородкой установлен пружинный элемент, который прижимает диск к краю отверстия.
Кроме этого, они имеют некоторые полезные свойства:
- могут работать при любом расположении — горизонтальное, вертикальное или диагональное;
- соединяются, как обычная муфта;
- выдерживают давление от 10 бар;
- создают повышенное сопротивление жидкости.
Кроме этого, уплотнение может потерять герметичность, если в потоке будут твёрдые частицы, к примеру, песок.
Такие устройства зачастую применяются вместе с пружинными насосами. Это удобно, поскольку клапан не допустит, чтобы вода обратно опустилась по трубам в колодец либо скважину.
Виды схем отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией
1.3
Шаровые изделия
Особенными характеристиками шарового клапана являются низкое гидравлическое сопротивление и возможность работать без пружины в любом положении, хотя лучше всё же в вертикальном. Из недостатков можно отметить потерю герметичности после повышения давления до 6−7 бар. Но такие показатели невозможны в системе отопления частного дома.
Принцип работы базируется на следующих пунктах:
- 1. Внутри корпуса цилиндрической формы есть резиновый или алюминиевый шарик.
- 2. Вылететь шарику не позволяют два отверстия в виде перегородок по краям.
- 3. Под давлением теплоносителя шарик прижимается к одной стороне, оборудованной рёбрами жёсткости, после чего образуется некоторый зазор, сквозь который может свободно течь вода.
- 4. Если движение осуществляется в обратную сторону, то рёбер жёсткости уже нет, и шарик, соответственно, перекрывает проход полностью.
Управление режимом обогрева пола
Термоголовки являются недорогим и эффективным решением для контроля над температурой теплоносителя в контуре пола. Из котла выходит теплоноситель с постоянной температурой 70-90 градусов. Получить комфортную температуру пола при помощи термостатических головок можно такими способами:
- Осуществлять периодическую кратковременную подачу горячего теплоносителя в контур пола. Теплоноситель заполняет контур, и подача прекращается до тех пор, пока он не остынет до установленного предела.
- Смонтировать систему, в которой подача теплоносителя будет постоянной, но с подмешиванием к подаче остывшей воды из обратки.
Система с кратковременной подачей монтируется в помещениях с небольшой площадью. Обычно это ванные или участки пола, покрытие керамикой. В систему на подаче подключается двухходовой клапан, оборудованный термоголовкой и выносным датчиком пола. После заполнения контура пол прогревается, датчик срабатывает, и клапан запирает поток теплоносителя. После остывания стяжки происходит очередное открывание клапана и заполнение системы горячей водой. Такая схема является экономичной альтернативой смесительному блоку при монтаже коротких систем подогрева. Таким способом лучше всего подключаться к обратке радиаторного отопления, так как поступление в контур пола практически кипятка не приветствуется из-за риска порчи всей конструкции.
У специалистов есть недоверие к способу порционной подпитки контура горячей водой. Логика работы схемы простая, но на практике не все так гладко. Главный аргумент – неравномерный прогрев трубы. На входе температура будет 80, а на выходе, где сработал датчик, – 30. Понятно, что такой пол не будет равномерно прогреваться. Поэтому тут необходима специальная система укладки труб, чтобы участки, находящиеся ближе к входу, укладывались рядом с трубами со стороны подачи. Это еще одно подтверждение, что такая схема не годится для больших помещений.
Клапаны с термоголовкой серии RTL, не имеющие выносного датчика, специально разработаны для тёплого пола. Они устанавливаются на обратную трубу и поддерживают постоянную температуру теплоносителя, независимо от температуры пола. В них есть возможность регулировать верхний порог температуры (обычно не выше 40). При установке таких моделей необходимо придерживаться общих правил монтажа. Головку РТЛ желательно устанавливать в горизонтальное положение. При этом нельзя устанавливать верхний порог температуры ниже, чем температура окружающего воздуха в помещении. Эта система выполняет точечные «впрыскивания», за счет чего сохраняется определенное постоянство движения теплоносителя, и нет перегрева контура.
Схема подключение с трехходовым клапаном
При втором способе необходимо установить в систему на подаче трехходовой клапан с термоголовкой и датчиком пола. От обратной трубы через тройник делается подводка к третьему выходу клапана.
Термоголовка устанавливается на клапан через специальную запирающую буксу. При нагревании датчика шток клапана смещается, при этом внутри корпуса открывается просвет для подмешивания остывшей воды из обратки и сужается просвет подачи. Так в систему будет постоянно поступать теплоноситель установленной температуры. За счет того, что поток воды будет непрерывным, поверхность пола будет прогреваться до комфортных 28 градусов. При этом можно не опасаться, что от слишком высокой температуры теплоносителя могут испортиться трубы или растрескаться стяжка. Без такой схемы не обойтись, если теплый пол подключен к одному смесителю с контуром радиаторов, питающимся от котла.
Кроме того, схема с подмешиванием холодной воды подходит для обогрева больших помещений и будет поддерживать постоянную температуру.
Видео по монтажу электронной термоголовки RTL от контура радиаторов на балконе:
Термоголовки позволяют смонтировать недорогие и небольшие системы теплых полов, при этом можно обойтись без дорогой коллекторной группы.
Средняя оценка
оценок более 0
Поделиться ссылкой
