Назначение трехходового клапана для отопительного котла

Автономная система отопления представляет собой гораздо более сложный механизм, состоящий из большого количества взаимосвязанных узлов и агрегатов, которые выполняют соответствующие функции. Трехходовой клапан для котла в этом механизме играет роль смесителя, в котором происходит регулировка температуры теплоносителя.

Устройство и работа клапана

Конструктивно трехходовой клапан для отопления с терморегулятором или без него состоит из металлического корпуса с тремя патрубками. Внутри корпуса находится механизм, который осуществляет управление потоками теплоносителя в автоматическом режиме. Данный механизм бывает двух типов:

  1. Седельный. Управляется рабочим штоком, который двигается вверх и вниз. Конец штока выполнен в виде конуса. Внутри клапана имеется седло, которое перекрывается частично или полностью конусным наконечником штока в процессе его перемещения.
  2. Поворотный. Регулятором у него служит шар или сектор, имеющий проем для прохода жидкости. Данный шар поворачивается, открывая или перекрывая поток теплоносителя. Принцип работы такой же, как и у обычного шарового крана.

Кратко рассмотрим, как работает трехходовой клапан, имеющий терморегулятор. Температура теплоносителя удерживается краном в заданных пределах. При изменении температуры относительно такого предела происходит изменение объема расширяющейся жидкости (газа), которая находится в терморегуляторе. Жидкость давит на шток, который приоткрывает магистраль с холодной или горячей жидкостью. Тем самым температура вновь выравнивается до заданных показателей.

Какую роль в системе «теплого пола» выполняет смесительный узел?

Традиционная система отопления, подразумевающая установку приборов теплообмена в комнатах (радиаторов или конвекторов), относится к высокотемпературным. Именно под нее рассчитано абсолютное большинство котлов любого типа. Средняя температура в трубах подачи в таких системах поддерживается на уровне около 75 градусов, а нередко бывает даже и выше.

Но подобные температуры – по целому ряду причин абсолютно не допустимы для контуров «теплого пола».

Какую роль в системе «теплого пола» выполняет смесительный узел?
  • Во-первых, это совершенно не комфортно – ходить по слишком горячей, обжигающей ноги поверхности. Для оптимального восприятия обычно достаточно температур в диапазоне 25÷30 градусов.
  • Во-вторых, сильного нагрева «не любит» ни одно напольное покрытие, а некоторые из них просто быстро выходят из строя, теряют свой вид, начинают или вспучиваться, или давать щели и трещины.
  • В третьих, высокие температуры негативно сказываются и на стяжке.
  • В-четвертых, трубы вмурованных контуров также имеют свой температурный предел, а с учетом их жестокой фиксации в слое бетона, невозможности термического расширения, в стенках труб создаются критичные напряжения, приводящие к быстрому выходу из строя.
  • И в-пятых, с учетом площади нагреваемой поверхности, участвующей в теплоотдаче, высокие температуры для создания оптимального микроклимата в помещении – совершенно излишни.

Для радиаторов отопления и для контуров «теплого пола» требуются совершенно разные уровни температур

Как добиться такого «паритета» температур теплоносителя в системе. Существуют, конечно, современные котлы отопления, рассчитанные на работу в том числе и с «тёплыми полами», то есть способные поддерживать температуру в трубе подачи на уровне 35-40 градусов. Но как тогда быть с тем, что в доме предусмотрены и радиаторы, и подогрев пола – организовывать две системы? Совершенно не выгодно, сложно, громоздко, тяжело в управлении. Кроме того, такие котлы пока что еще остаются достаточно дорогим удовольствием.

Разумнее обойтись уже имеющимся оборудованием, просто внеся необходимые изменения в разводку контуров. Оптимальное решение – смешивать горячий теплоноситель с остывшим, уже отдавшим тепло в помещения, чтобы выйти на необходимый уровень температуры.

Какую роль в системе «теплого пола» выполняет смесительный узел?

По большом счету, это ничуть не отличается от того процесса, который мы проделываем ежедневно по многу раз, открывая водопроводный кран, и вращением «барашков» или перемещением рычага добиваемся оптимальной температуры воды для принятия водных процедур, мыться посуды и других надобностей.

Читайте также:  Вакуумные радиаторы – рискованная новинка или технологический прорыв?

Принцип работы смесительного узла во многом повторяет функционирование обычного смесителя на кухне или в ванной.

Понятно, что сам смесительный узел устроен намного сложнее, чем обычный кран. Его конструкция должна обеспечивать устойчивую, сбалансированную циркуляцию теплоносителя в контурах теплого пола, правильный отбор нужного количества жидкости из подающей и обратной трубы, необходимую «закольцованность» потока (когда нет необходимости притока тепла от котла), простой и понятный визуальный контроль за параметрами системы. В идеале – смесительный узел должен сам, без вмешательства человека, реагировать на изменение исходных параметров и вносить необходимые коррективы, чтобы поддерживать стабильный уровень нагрева.

Весь этот комплекс требований, на первый взгляд – кажется очень сложным, трудным для понимания и тем более самостоятельной реализации. Поэтому многие потенциальные владельцы обращают свое внимание на готовые решения – укомплектованные смесительные узлы, реализуемые в магазинах. Внешний вид таких изделий, действительно, внушает уважение своей «навороченностью», однако, и цена довольно часто просто пугает.

Какую роль в системе «теплого пола» выполняет смесительный узел?

На первый взгляд – все очень сложно, да и неимоверно дорого

Но если вникнуть в сам принцип работы смесительного узла, понять где, как и за счет чего происходит процесс смешивания, если ясно представить направление потоков теплоносителя в нем, то картина проясняется. А в итоге оказывается, что собрать такой узел, приобретя необходимые детали и используя своё умение в монтаже сантехнических изделий – вполне посильная задача.

Сразу оговоримся – речь в дальнейшем будет идти в основном именно про смесительный узел. Он в дальнейшем подключается к коллектору «теплого пола», про который, безусловно, определенные упоминания просто неизбежны. Но сам коллектор, то есть его устройство, принцип работы, монтаж, балансировка – это тема для отдельной публикации, которая обязательно появится на страницах нашего портала.

Способы применения термостатических клапанов для твердотопливных котлов

Любая система отопления (СО) с твердотопливным (ТТ) котлом – это довольно сложный и не всегда понятный механизм, в конструкцию которого входит масса узлов и деталей. Одним из главнейших компонентов грамотной отопительной системы является термостатический клапан для твердотопливного котла, которому отведена роль регулятора температуры теплоносителя. О видах, конструкции и назначении данных приборов и пойдет речь в этой публикации.

Типы клапанов, их конструктивные особенности и назначение

Оптимальной температуры теплоносителя можно добиться смешиванием потоков с разной температурой.

Чтобы понять принцип действия термосмесительного клапана для твердотопливного котла следует внимательно рассмотреть его конструкцию.

Данное устройство представляет собой обычный тройник, в корпус которого установлен механизм запирания протоков на одном подпружиненном штоке. При перемещении, шток передвигает запорный механизм, в результате чего открывается проход для одного потока воды и одновременно закрывается для другого. Предел срабатывания настраивается термоголовкой, главным исполнительным механизмом которой является термодатчик.

Датчик и термоголовка объединены между собой капиллярной трубкой, по которой происходит перемещение специального термочувствительного состава. При нагреве, жидкость (внутри  датчика) расширяется и перемещается в резервуар (сильфон), который находится внутри термостатической головки. В результате такого перемещения сильфон начинает давить на шток, тот, в свою очередь, воздействует на запорный механизм, приоткрывая один и частично перекрывая другой проход.

Кроме этого, в современных СО возникает необходимость разделять один поток теплоносителя на два. Эту функцию взяли на себя разделительные трехходовые термостатические клапаны для твердотопливных котлов.

Принцип действия данного устройства схож со смесительным, с единственной разницей в положении запорного механизма. При нажатии на шток, поток не смешивается, а разделяется. Управляет положением штока внешний электропривод. Более подробно о работе этих устройств можно узнать, посмотрев видео:

к оглавлению ↑

Способы управления

Кроме термостатической головки, существует еще два варианта управления устройством.

  1. Механический. Ход штока определяется поворотом ручки регулятора.
  2. Электрический. Положением клапана управляет электропривод.

На электрическом варианте нужно остановиться более подробно. Термостатический смесительный клапан для твердотопливных котлов данного вида имеет поворотную  конструкцию, которой наглядно показана на схеме ниже.

Принцип действия данного элемента прост: электропривод, управляемый контроллером, поворачивает запорный механизм на нужный угол. Сигнал на контроллер поступает от одного или нескольких термодатчиков, что особенно актуально в многоконтурных СО.

Читайте также:  Какую разводку труб отопления выбрать – виды и особенности вариантов

Совет! Основными недостатками всех теплотехнических приборов с электроприводом являются энергозависимость и довольно высокая стоимость. Существует и упрощенный вариант данного устройства, в которых отсутствует такое звено, как контроллер: механизм управляется напрямую термодатчиком. Средняя стоимость бюджетных моделей с электроприводом составляет 7-10у.е.

к оглавлению ↑

Применение в системе отопления

Установка трехходового термостатического смесительного клапана для твердотопливных котлов производится в следующих случаях:

Для того чтобы в короткий промежуток времени поднять температуру в буферной емкости нужно подать в нее поток с высокой температурой, которая не нужна в СО. Термосмесительный клапан служит для понижения температура воды, идущей от бака на радиаторы. Устанавливается данный прибор а отопительный контур (после емкости).

Чаще всего, термостатические механизмы регулирования применяются в многоконтурных системах отопления, для регулировки температуры теплоносителя на каждого отдельного потребителя. Пример схемы отопления можно видеть на рисунке ниже.

Важно! Данные устройства  достаточно востребованы в отопительных системах с твердотопливными котлами, так как являются точными энергонезависимыми  механизмами контроля и регулирования температуры теплоносителя. Элеваторные системы выполняют схожую функцию, но имеют гораздо более низкую эффективность.

Предназначение устройств

Термостатичные клапаны являются важным элементом отопительной конструкции. Их главное предназначение – замыкание малого контура системы после включения котла.

Это необходимо для того, чтобы поток холодной воды не хлынул внутрь котла.

В противном случае на наружной стенке водонагревательной емкости выпадет конденсат, который смешается с угарными газами и приведет к выпадению большого количества сажи. Такой результат снизит КПД обогревательной установки, выведет ее из строя.

[warning]Важно знать: давление в котлах достигает огромных значений, поэтому появление трещины сопровождается взрывом.[/warning]

Вторая выполняемая ими задача – недопущение проникновения холодной воды в разогретую печь в результате технических сбоев – отказ в работе помпы, отключение электроэнергии. Если это произойдет, котел может лопнуть.

Преимущества и недостатки системы отопления с естественной циркуляцией рассмотрены в данной статье: 

Подключение и эксплуатация

Установка детали на отопитель не требует никаких специальных знаний. Понадобится лишь набор ключей, чтобы иметь возможность затянуть клапан, и паста-герметик, при помощи которой можно будет «запечатать» стыки.

Подключение трехходового клапана к котлу осуществляется по единственно возможной схеме, так что перепутать ничего не получится даже при особом желании. Есть смысл нанимать мастера, только если замена производится по гарантии, и за нее ничего не нужно платить. В противном случае можно все сделать самостоятельно в течение получаса и сэкономить несколько сотен рублей.

Подключение и эксплуатация

Описанное выше устройство наглядно демонстрирует, что агрегат состоит из минимального количества деталей, а значит, обладает высокой надежностью. Неисправности трехходового клапана газового котла могут проявляться только в нарушении герметичности корпуса или выходе из строя мембраны. Больше ломаться абсолютно нечему. Поломки происходят крайне редко и могут быть следствием заводского брака или неправильного использования.

Ремонт трехходового клапана котла с экономической точки зрения будет абсолютно нецелесообразным. Можно, конечно, попробовать запаять прохудившийся корпус, но вскоре в нем вновь образуется дырка, так как этот процесс уже необратим.

При этом новое устройство можно купить за 500-700 рублей, произвести замену и еще много лет не знать о проблемах с этим узлом. А починить внутреннюю мембрану будет уже невозможно из-за сложности доступа к месту поломки.

Общие принципы регулировки

Смесительные трехходовые клапаны в зависимости от вида механизма управления разделяют на несколько типов:

  1. Стандартные. Регулировка в таких устройствах осуществляется за счет расширения теплоносителя в трубопроводе. Жидкость в системе нагревается до максимальных показателей и происходит давление на запорную часть в клапане преграждающую доступ холодной воды. В результате створка открывается, и охлажденный поток смешивается с горячим теплоносителем.  Точность рабочего процесса у таких изделий не высокая.
  2. С термоголовкой. В конструкцию трехходового вентиля входит термическая головка, которая оснащена специальным чувствительным элементом, который реагирует не только на температуру жидкости в системе а и на показатели нагрева воздушных масс.
  3. Электрические. В клапанах с электроприводом команды подаются контролером, который приводит в действие термодатчики без дополнительных приспособлений.
  4. Электронные. Регулировка температурного режима таким клапаном выполняется благодаря встроенному электромотору и контролирующему устройству, оснащенному термометрами.

Наиболее распространенными являются смесительные клапаны с термической головкой. Они оснащены датчиком и не требуют дополнительного подключения к электрической сети. При этом устройство отличается точностью и износостойкостью. Стандартные вентили устанавливаются в случае подачи воды в систему с постоянным температурным режимом.

Установка трехходового вентиля требует аккуратного подхода. Неправильное подключение смесительного устройства может стать причиной не только снижения эффективности рабочего процесса теплого пола, а и привести к аварийным сбоям всего отопительного оборудования. Поэтому при отсутствии навыков самостоятельный монтаж клапана проводить не рекомендуется.

На что ориентироваться в первую очередь при выборе типа смесительного устройства

Исходя из этих данных, подбор системы смесителей для тёплого пола исходит в первую очередь из того, какую площадь вы собираетесь под него отвести. Самый дешёвый и простой вариант – это вентиля. Но подходят они только для малых помещений. Так, если вам необходимо уложить тёплый пол в туалете или в ванной, приобретать целую систему из узла подмеса нет необходимости. Трёхходовые клапаны будут стоить дороже, но так вы сможете добиться лучшей регулировки температуры.

Цена таких смесителей, соответственно, выше, ведь в них установлены терморегуляторы. Двухходовой термостатический клапан может обойтись до 45 долларов, трёхходовой – до 50. Цена распределительного узла подмеса может достигать 1000 долларов.

Если желание завести тёплый пол под большую площадь вас не покидает, но стоимость распределительного узла оказывается неподъемной, его можно собрать самостоятельно из отдельных частей при условии, что вы обладаете знаниями и опытом работы в данной области. Существует множество готовых схем установки регулятора для тёплого пола, которыми можно воспользоваться для самостоятельного монтажа. Сборка узла из отдельных частей может удешевить его примерно в полтора раза.

Что регулирует байпас смесительного узла TIM JH-

Смесительный узел имеет условную камеру смешивания, через которую проходит контур отопления теплых полов и контур отопления котла.

Что регулирует байпас смесительного узла TIM JH-

Обычно смесительный узел теплого пола имеет один параметр регулировки — температура воды в контуре теплых полов. У смесительного узла TIM JH-1036 есть еще какой-то байпас, да еще и с возможностью регулировки. И это не тот перепускной балансировочный байпас, который срабатывает по излишнему напору, развиваемому насосом.

Он мне нужен, поскольку возможно перекрытие всех направлений отопления теплого пола в результате автоматического регулирования. Кстати, как регулировать балансировочный байпас TIM M307-4 я так и не выяснил — может кто подскажет.

Что регулирует байпас смесительного узла TIM JH-

Что же касается байпаса камеры смешивания, то можно найти такое графическое пояснение работы байпаса смесительного узла:

Мало что понятно из этих схем.

Что регулирует байпас смесительного узла TIM JH-

Тем более не понятно что означают цифры на шкале и к чему привязано текущее значение. Все это можно выяснить только держа смесительный узел TIM JH-1036 в руках:

Оказывается, регулировочный винт крутит цилиндр, в котором есть прорезь, перекрываемая при повороте. Через эту прорезь вода может прокачиваться циркуляционным насосом, минуя условную камеру смешивания.

Что регулирует байпас смесительного узла TIM JH-

Нужно учитывать, что наклейка со шкалой от 0 до 5, может быть наклеена произвольно.

За условную точку считывания значения шкалы можно принять технологический уступ на корпусе камеры смешивания. При значении шкалы 0 щель максимально закрыта. В этом положении вся вода, прокачиваемая циркуляционным насосом по контурам теплого пола, проходит через камеру смешивания.

Что регулирует байпас смесительного узла TIM JH-

При полностью закрытом байпасе тепловая мощность отбора энергии смесительным узлом из системы отопления максимальна.

Если байпас полностью открыт, то часть воды циркулирует по контурам отопления, не попадая в камеру смешивания — и тепловая мощность отбора минимальна.

Но на практике выяснилось, что байпасом регулируется не только тепловая мощность.