Основная задача, конструкция и монтаж термосмесительного клапана твердотопливного котла

Варианты рабочих схем подключения

Отопительные системы отличаются большим разнообразием и наличие обратного клапана обязательно далеко не во всех. Рассмотрим несколько случаев, когда его монтаж необходим. Прежде всего, обратный клапан обязательно устанавливается на каждый из отдельных контуров в схеме закрытого типа при условии, что они оборудованы циркуляционными насосами.

Некоторые умельцы настойчиво рекомендуют установить обратный клапан пружинного типа перед входным патрубком единственного в одноконтурной системе циркуляционного насоса. Они мотивируют свой совет тем, что так насосное оборудование можно защитить от гидроударов.

Это ни в коей мере не соответствует действительности. Во-первых, монтаж обратного клапана в одноконтурной системе вряд ли оправдан. Во-вторых, его всегда устанавливают после циркуляционного насоса, иначе использование устройства теряет всякий смысл.

Если в схему отопления включено два или больше котлов, возникновение паразитарных потоков неизбежно. Поэтому подключение обратного клапана обязательно

Для многоконтурных систем наличие запорного устройства обратного действия жизненно необходимо. Например, когда для отопления используются два котла, электрический и твердотопливный, или любые другие.

При отключении одного из циркуляционных насосов давление в трубопроводе неизбежно изменится и появится так называемый паразитарный поток, который двинется по малому кругу, что грозит неприятностями. Здесь без запорной арматуры обойтись невозможно.

Похожая ситуация возникает и при использовании бойлера косвенного нагрева. Особенно при наличии у оборудования отдельного насоса, если отсутствуют буферная емкость, гидрострелка или распределительная гребенка.

Здесь тоже велика вероятность возникновения паразитарного потока, для отсечения которого необходим обратный клапан, применяемый именно для обустройства ветки с бойлером.

Обязательно использование запорной арматуры и в системах с байпасом. Такие схемы обычно используются при переделке схемы с гравитационной циркуляции жидкости на принудительную.

В этом случае клапан ставится на байпас параллельно циркуляционному насосному оборудованию. Предполагается, что основным режимом работы будет принудительный. Но при отключении насоса из-за отсутствия электроэнергии или поломки система автоматически перейдет на естественную циркуляцию.

При обустройстве байпасных узлов для отопительных схем использование обратных клапанов считается обязательным. На рисунке представлен один из возможных вариантов подключения байпаса

Это произойдет следующим образом: насос прекращает подавать теплоноситель, исполнительный узел обратного клапана перестает испытывать давление и закрывается.

Затем возобновляется конвекционное движение жидкости по основной линии. Этот процесс будет длиться до тех пор, пока не заработает насос. Кроме того, специалисты предлагают ставить обратный клапан и на трубопровод подпитки. Это необязательно, но крайне желательно, поскольку позволяет избежать опустошения отопительной системы по самым разным причинам.

Например, владелец открыл кран на трубопроводе подпитки, чтобы увеличить давление в системе. Если по неприятному стечению обстоятельств в этот момент водоснабжение перекрыто, теплоноситель попросту выдавит остатки холодной воды и уйдет в трубопровод. В результате отопительная система останется без жидкости, давление в ней резко упадет и котел остановится.

В описанных выше схемах важно использовать правильно выбранные клапаны. Для отсечения паразитарных потоков между соседними контурами целесообразно устанавливать дисковые или лепестковые устройства. При этом гидравлическое сопротивление будет меньшим у последнего варианта, что нужно учесть при выборе

При этом гидравлическое сопротивление будет меньшим у последнего варианта, что нужно учесть при выборе.

В отопительных системах с естественной циркуляцией теплоносителя использование пружинных обратных клапанов нецелесообразно. Здесь могут быть установлены только лепестковые поворотные устройства

Для обустройства байпасного узла предпочтительнее выбирать шаровой клапан. Это обусловлено тем, что он дает практически нулевое сопротивление. На подпиточный трубопровод можно установить клапан дискового типа. Это должна быть модель, рассчитанная на довольно высокое рабочее давление.

Таким образом, обратный клапан может быть установлен не во всех отопительных системах. Он обязательно используется при обустройстве байпасов всех типов для котлов и радиаторов, а также в точках разветвления трубопроводов.

Где надо ставить 3-ходовой кран и когда он не нужен

Прежде чем заниматься подбором трехходового вентиля, желательно убедиться в том, что он действительно необходим. Ведь в интернете и в реальной жизни хватает советчиков, слабо понимающих суть вопроса. Итак, перечислим ситуации, когда этот вентиль реально нужен:

1. Для защиты твердотопливного котла от подачи холодного теплоносителя и выпадения конденсата на внутренних стенках топки.
2. Чтобы регулировать температуру воды в отопительных контурах.
3. Для ограничения нагрева теплоносителя в контурах теплого пола.

О конденсате, провоцирующем образование липких наростов на стенках камеры ТТ-котла, сказано немало, в том числе и на нашем ресурсе. Он появляется в процессе разогрева, когда температура в топке уже высокая, а вода из системы отопления поступает холодная. Чтобы этого избежать, подающая и обратная магистраль связывается байпасом, где и ставится 3-ходовой кран. Он заставляет теплоноситель из котлового бака течь по малому кругу, и только при нагреве до 50—60 °С начинает подмес воды из системы.

Схема с байпасом и смесителем оберегает ТТ-котел от появления конденсата и температурного шока

Система с несколькими отопительными контурами, работающими в разных режимах Регулирование температуры в отопительных контурах с помощью смесительного узла необходимо в таких случаях:

• в сложных системах отопления, когда к общей гребенке надо подключить несколько линий с разными температурными режимами, например, радиаторная сеть, теплые полы и бойлер косвенного нагрева;
• при подключении тех же потребителей к буферной емкости – тепловому аккумулятору;
• при подаче нагретой воды в теплообменник вентиляционной приточной установки, задействованной для воздушного отопления загородного коттеджа.

Клапан в отопительном контуре не только регулирует температуру на подаче, но и позволяет котлу нагреть теплоаккумулятор Поскольку в греющие контуры теплых полов направляется теплоноситель с температурой не более 50 °С, а от котла может поступать и 85 °С, то ее следует ограничить. Обычно (но не всегда!) вопрос решается путем установки на распределительный коллектор смесительного узла с 3-ходовым вентилем. Последний смешивает охлажденную воду из напольных контуров с «внешним» теплоносителем, идущим от котла.

Схема приготовления воды нужной температуры для подачи в петли теплых полов

Теперь обозначим ситуации, когда покупка и монтаж смесителя (или разделителя) не обязательна:

1. Если протяженность каждой петли водяного теплого пола не превышает 50—60 м, чего вполне возможно добиться, то регулирование делается без смесительного узла. Вместо него на обратный коллектор ставятся головки типа RTL, ограничивающие поток по количеству теплоносителя.
2. Когда на обогрев частного дома поочередно работает 2—3 отопительных агрегата, поддерживающих постоянную температуру в сети не ниже 40 °С, то ставить трехходовой клапан для твердотопливного котла не нужно.
3. В системах отопления с естественной циркуляцией воды. Причина – перепад давления на клапане, препятствующий движению теплоносителя. То же касается теплоаккумуляторов, задействованных по самотечной схеме.

Если вас интересует, почему лучше выбрать головки RTL и как они управляют контурами напольного обогрева, посмотрите видео от опытного мастера и нашего эксперта Владимира Сухорукова:

Конструкция термосмесительного клапана и принцип действия

Как и большинство деталей и элементов конструкции твердотопливного котла, трехходовой или термосмесительный клапан так же имеет простую и понятную конструкцию. В его состав входят:

• основной корпус;
• подпружиненный шток;
• две заслонки, тарельчатого типа;
• термостатический элемент (головка с фиксированными положениями).

На рисунке-схеме подробно показан механизм в разрезе, где и как расположены его основные элементы.

* Глядя на конструкцию приспособления не трубно понять принцип действия. Рассмотрим детальнее происходящие процессы.

В обычном режиме работы отопительной системы основные заслонки, расположенные линейно, находятся в открытом положении. Недостаточно горячая вода свободно проходит свободно из котла в отопительный контур.

Термостатическая головка, оснащенная датчиком с чувствительной к температуре жидкостью, находится в стандартном положении. При возникновении внештатной ситуации, к примеру: со стороны котла в систему начинает поступать теплоноситель, температура которого превышает заданные параметры. Срабатывает датчик контроля температуры, приводящий в движение шток. Действующий механизм перекрывает основной, прямоточный проход, открывая одновременно с этим проход со стороны, через который поступает холодная вода. В результате смешивания воды разной температуры наступает выравнивание температуры до установленной нормы. Теплоноситель, уже нормальной температуры покидает устройство через патрубок в систему отопления. Регулировка термостатической головки прибора определяется степенью нажатия сильфона с расширяющей жидкостью на шток. Соответственно определяет чувствительность приспособления.

Момент срабатывания устройства определяется регулировкой головки, настроенной на определенную температуру.

Если вода продолжает в результате предпринятых действий нагреваться, устройство перекрывает основной входящий поток, открывая доступ холодной воды из третьего патрубка. Шток в данном случае находится в крайнем нижнем положении. К основному потоку уже подмешивается вода из третьего патрубка. При изменении температуры теплоносителя в сторону снижения, шток под действием датчика снижает давление, открывая доступ горячей воде.

Для того, что бы добиться правильной работы всего механизма, необходимо точно соблюсти требования по его установке. Трехходовой клапан может устанавливаться в правостороннем или в левостороннем варианте, как на обратке, так и на подающем контуре. В процессе эксплуатации приспособление совершенно не требует обслуживания.

Простые схемы

Рис.1 Схема обвязки котла в открытой системе с естественной циркуляцией

Наиболее простой является схема обвязки твердотопливного котла для одноконтурной системы отопления с естественной (гравитационной) циркуляцией теплоносителя. Как правило, в таких системах используются металлические (чаще всего – стальные) трубы относительно большого диаметра, соответствующего диаметру выходного и входного патрубков котла. Лучше всего, если их диаметр будет одинаков. Это позволит, наряду с другими факторами, снизить гидравлическое сопротивление и создать лучшие условия для естественной циркуляции. Такие схемы отличаются максимальной простотой и в обвязке котла необходимо стараться избегать лишних элементов, в той или иной мере препятствующих естественному движению теплоносителя. Поэтому, необходимо по минимуму использовать запорную или регулирующую арматуру и только в местах, где без нее обойтись нельзя. Также, нежелательно присутствие в контуре такой системы различных фильтров. Чаще всего такие системы являются открытыми. Расширительный бак в них выполняет функцию создания избыточного давления и отвода воздуха, поэтому устанавливается в наиболее высокой точке, на максимально возможной высоте ( под потолком или на чердаке).

На рис. 1 : 1 — котел; 2 — дымовая труба; 3 — подающая труба (диаметр 40-50 мм); 4 — «обратка» (диаметр 40-50 мм); 5 — труба (1/2); 6 — расширительный бак открытого типа.

В системах с комбинированной циркуляцией

Рис.2 Схема обвязки для открытой системы с комбинированной циркуляцией

Более сложной является схема для системы с комбинированной (совмещенной) циркуляцией, так как она уже предусматривает наличие в ней специального циркуляционного насоса, а также необходимых элементов его обвязки (байпаса, запорной арматуры, фильтра механической очистки, воздушного клапана). Байпас с циркуляционным насосом может быть установлен, как на подающей трубе, так и на «обратке», в зависимости от наличия места для монтажа и удобства дальнейшего обслуживания.

Воздушный клапан включается в состав байпаса в том случае, если он устанавливается на горизонтальном участке трубы и в конструкции самого насоса не предусмотрена возможность стравливания воздуха.

В случае отсутствия электроэнергии, кран на прямой трубе байпаса открывается и система работает с естественной циркуляцией. Вместо крана в этом месте иногда устанавливают клапан, открывающийся автоматически, при отсутствии электричества.

На рис. 2: 1 — котел; 2 — дымовая труба; 3 — подающая труба; 4 — «обратка»; 5 — труба 1/2″; 6 — расширительный бак; 7 — запорная арматура; 8 — циркуляционный насос; 9 — фильтр; 10, 11 — возможные места расположения байпаса на «обратке» или подающей магистрали.

Если система отопления является закрытой, то в нее вместо обычного открытого расширительного бака устанавливается герметичный мембранный. Это позволяет обеспечивать заданное избыточное давление ( обычно оно составляет около 1,5 бар (0,15 МПа). Кроме того, такая схема должна обязательно включать блок безопасности (предохранительный клапан, манометр, воздушный клапан).

В этом случае необходимо помнить о таких особенностях твердотопливных генераторов тепла, как большая инерционность и сложность быстрого регулирования температуры горения топлива, а значит и теплоносителя. Поэтому при обвязке такого котла полипропиленом, необходимо помнить, что выходящая из него подающая труба должна быть металлической на расстоянии не менее 1,5 м или до первого разветвления. «Обратка» может быть полностью пластиковой, так как в ней температура жидкости редко превышает 70-80 °С. Но внутренний диаметр ее должен соответствовать внутреннему диаметру металлической подающей трубы.

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.

Обучение

Сотрудники покупателя могут пройти обучение по обслуживанию котельных производства «Альянстепло». Хотя все системы наших котельных автоматизированы и не требуют постоянного присутствия обслуживающего персонала, всегда существуют тонкости и особенности в обслуживании конкретного оборудования. В процессе выполнения пусконаладочных и режимно-наладочных работ наши специалисты подробно и обстоятельно расскажут об особенностях обслуживания котельных, объяснят и покажут что делать при возникновении нестандартных ситуаций и как наиболее оптимально поддерживать работу в штатном режиме.

Две рекомендации напоследок

Поскольку мы представили упрощенную методику вычисления и подбора 3-ходового клапана по пропускной способности, настоятельно советуем проконсультироваться по этому поводу со знающими людьми. Если такой возможности нет, приобретайте вентиль с запасом, невзирая на цену. Есть и другой вариант: договоритесь с продавцом о возможной замене изделия на тот случай, если оно не подойдет.

Если вам необходимо смонтировать водяное отопление в большом коттедже, обогреваемом радиаторной сетью и теплыми полами, а ГВС планируется обеспечивать от бойлера косвенного нагрева, то без помощи опытных специалистов обойтись не удастся. Придется сделать от 4 до 10 регулируемых ветвей, для каждой из которых нужно рассчитать и подобрать трехходовой клапан, а потом сбалансировать их работу в комплексе.

Устройство трёхходового клапана

Любой клапан имеет три отверстия: два входящих и одно выходящее. Внутри располагается специальный привод, регулирующий поступающие потоки.

Устройство и принцип работы трёхходового клапана

Проходы между тремя камерами, которые устроены способом литья внутри латунного корпуса с тройным патрубком, заграждаются клапанами тарельчатыми. Последние устроены на одной плоскости – штоке, который выходит из корпуса с четвёртой стороны.

Трёхходовой смесительный клапан для котла функционирует так, что при нажатии на шток откроется путь для одного потока и равномерно для другого закроется. По окончании всего в смесительной камере клапана получится вода требуемого нагрева. Через третью трубу вода удаляется из латунного корпуса.

С помощью термоголовки с выносным температурным датчиком происходит степень нажатия на шток и управление.

В разделительном клапане всё происходит таким же образом, только вот при нажатии на шток поток разветвляется на два, а в элементе переключения электропривод изменяет путь движения.

Корректировка трёхходового клапана термостатической головкой с регулятором является довольно распространённым способом, так как она вполне точная и лёгкая и, ко всему, не задействует электричества.

Также есть четырёхходовой смесительный клапан для отопления.

Трехходовой клапан для отопления с терморегулятором: принцип работы и назначение

Терморегуляторы устанавливают на проходные пробки радиатора. В случае необходимости данные приборы целиком или частично перекрывают поток теплоносителя. Ту же функцию выполняет кран, однако, при наличии терморегулятора вы единожды выставляете необходимые параметры, после чего термоклапан поддерживает заданный температурный режим самостоятельно. Наибольшую точность работы и функциональность обеспечивают электронные термоклапаны.

Важно понимать, что терморегулятор не способен изменить изначальную мощность источника тепла, однако позволяет грамотно распорядиться тепловой энергией и создать в помещении комфортные условия

Принцип работы терморегулятора

Регулятор температуры представляет собой двухходовое устройство, состоящее из двух основных частей:

• вентиль («клапан»);
• термоголовка.

Устройство терморегулятора:

Элемент	Функция	Устройство	Принцип действия
Вентиль (клапан)	Запирающий механизм	Состоит из седла, конуса и штока.	Рабочий шток задвигается, уменьшая расстояние между седлом и конусом и тем самым уменьшая поток. При увеличении расстояния между этими частями поток, напротив, увеличивается.
Термоголовка	Управление штоком	В «сильфоне» (специальном цилиндре) замкнуто термочувствительное вещество.	Принцип работы основан на расширении газа и жидкостей в случае нагревания. Под действием горячего теплоносителя вещество в сильфоне расширяется, подталкивая подпружиненный поршень. Тот воздействует на шток с конусом в строну седла. При снижении потока теплоносителя происходит охлаждение и, соответственно, уменьшение объема активного вещества. Пружина возвращает поршень, конус и шток на место, и поток усиливается. Повторение цикла позволяет регулировать степень нагревания радиатора с высокой точностью.

Разновидности терморегуляторов для радиатора

Выделяют несколько разновидностей классификации терморегуляторов для трехходового клапана.

Классификация терморегуляторов по способу установки температуры и управления температурным режимом:

Тип терморегулятора	Особенности
Механические терморегуляторы	Предустановка устройства выполняется при помощи рукоятки с делениями. Шток приводят в движение сильфон и возвратная пружина.
Ручные терморегуляторы	Принцип работы аналогичен обычному крану. Такую модель легко заменить на регулятор для автоматической работы клапаны при изменяемых условиях.
Электронные терморегуляторы	Обладают цифровой панелью. Источником энергии служат батарейки. Учитывают температуру теплоносителя. Позволяют программировать режим по времени.

Ручные и механические терморегуляторы можно разделить по типу активного вещества в сильфоне. В качестве термочувствительного вещества в сильфоне может использоваться жидкость или газ, соответственно, терморегуляторы бывают:

• жидкостные;
• газовые.

Также терморегуляторы разделяются по назначению. В зависимости от особенностей, терморегуляторы предназначены:

• для двухтрубных систем разводки;
• для однотрубных систем разводки.

По способу подключения терморегуляторы бывают:

• угловые;
• прямые.