Что такое трехходовой термостатический клапан и как он работает в системе отопления

chto takoe trehhodovoj termostaticheskij klapan i kak on rabotaet v sisteme otopleniya Обустройство

Трехходовой клапан довольно часто используется в современных системах отопления, так как используется для контроля качества теплоносителя — по температуре, а не по потоку. Лучший способ сэкономить электроэнергию — снабдить радиаторы оптимально нагретой водой.

Смесители Thermo также имеют другие полезные функции, о которых вы узнаете из этой статьи. Но сначала стоит взглянуть на то, как работает трехходовой клапан, и понять его внутреннюю работу.

Разновидности 3-ходовых клапанов

Все термостатические трехходовые клапаны для отопления по устройству и принципу действия делятся на 3 типа:

  • смешивание;
  • разделение;
  • переключение.

Назначение каждой из трех разновидностей можно понять по названию. Первый тип клапана смешивает два потока теплоносителей разной температуры, второй — разделяет, а третий заботится о переключении воды между двумя трубами. Внешне распознать их несложно, обычно принцип действия изображен на корпусе в виде рисунка. Вот так выглядит трехходовой смесительный клапан:

На паспортной табличке Herz четко показано смешивание двух потоков, так что это смесительный клапан.

Аналогичная маркировка нанесена на разделительный элемент. Однако для переключающих клапанов на корпусе клапана может не быть никакой маркировки, но есть существенные различия во внешнем виде с точки зрения формы.

Реверсивный клапан (левый рисунок) и переключающий клапан (правый рисунок) 3-ходовой клапан

Смешивание или изменение направления потока используется для получения оптимальной температуры теплоносителя, подаваемого в радиаторы или контуры теплого пола. Переключение используется в двухконтурных газовых котлах, когда горячая вода должна быть последовательно направлена ​​в разные теплообменники.

Устройство и принцип работы

Чтобы понять, из чего состоит наиболее распространенный тип термостатического смесительного клапана и как он работает, см. Схему ниже. Внутри латунного корпуса с тремя литыми седлами расположены 3 камеры, проходы между которыми перекрыты тарельчатыми клапанами. Они установлены на одной оси — шпинделе, который выдвигается из корпуса с четвертой стороны.

Выпуск 3-ходового смесительного крана (из которого вытекает смешанная вода) всегда открыт, два других отверстия поочередно закрываются термостатической головкой.

Принцип работы следующий: при нажатии на плунжер канал открывается для одного потока и постепенно закрывается для другого, производя воду необходимой температуры в смесительной камере клапана. Он выходит из латунного корпуса элемента через третий порт. Регулировка усилия на оправке осуществляется термоголовкой с выносным датчиком температуры, установленной по схеме.

Весь процесс стоит объяснить более подробно:

  1. Представьте, что в системе ГВС протекает недостаточно нагретая среда. После этого механизм пропустит его, и соединение третьей трубы будет закрыто. Дистанционный датчик заполнен чувствительной к температуре жидкостью и соединен с резервуаром (сильфоном) внутри термоголовки через капиллярную трубку.
  2. По мере нагрева датчика эта жидкость расширяется, увеличиваясь в объеме в трубке и сильфоне, заставляя последний давить на шпиндель трехходового клапана. Момент давления определяется установкой шкалы термостатической головки на требуемую температуру.
  3. Затем к потоку нагретой воды добавляется холодная вода из третьей трубы, и температура воды на выходе из термостатического клапана остается неизменной, хотя нагрев входящего теплоносителя продолжается.
  4. Если вода на входе все еще слишком горячая, термостатический клапан может полностью закрыть вход и открыть боковой поток для поддержания заданной температуры на выходе. Это опустит шток в самое нижнее положение.
  5. Как только датчик обнаруживает, что теплоноситель остыл, головка слегка отпускает штифт, открывается седло клапана на горячей стороне и начинается добавление нагретой воды.

Термостатическая головка с датчиком — самый популярный метод регулировки 3-ходового клапана, поскольку он достаточно точен и прост и не требует электропитания.

В случае переключающего клапана принцип работы практически такой же, за исключением того, что при нажатии на плунжер один поток разделяется на два. В свою очередь, в переключающем элементе исполнительный механизм меняет направление движения, как показано на видео:

Использование приводов

Помимо термостатической головки, клапаном можно управлять и другими способами. Первый — ручной, где глубина нажатия плунжера определяется поворотом ручки на внешней стороне корпуса. Это не лучший вариант и подходит только в том случае, если температура воды в трубах постоянная. Второй вариант — управление сервоприводами и электроприводами, которые получают команды от контроллера. Другой тип клапана также используется для взаимодействия с различными исполнительными механизмами — поворотными клапанами, конструкция которых показана на рисунке:

Этот 3-ходовой клапан очень похож на обычный шаровой кран с электроприводом.

Есть некоторое сходство с шаровым краном, только рабочий вращающийся элемент имеет другую форму отверстия, так что теплоноситель может течь одновременно в обоих направлениях. Принцип работы прост: ось поворачивается исполнительным механизмом на необходимый угол. Последний управляется контроллером, который принимает импульсы от одного или нескольких датчиков. Приводы клапанов обычно устанавливаются в сложных или автоматизированных системах отопления с погодозависимой компенсацией.

Схемы подключения клапана к системе отопления

Разобравшись, что такое 3-ходовой клапан и как он работает, вы можете рассмотреть разные схемы подключения в зависимости от назначения и роли элемента в отоплении вашего дома. Установка 3-х ходового термостатического смесительного клапана выполняется в 4-х случаях:

  1. Для защиты твердотопливного котла от воздействия конденсата и температурного шока после внезапного отключения электроэнергии.
  2. Теплоноситель в контурах теплого пола должен быть нагрет до 45 ° C; температура поддерживается смесительным узлом с трехходовым клапаном.
  3. Поддержание необходимой температуры воды в различных ответвлениях установки.
  4. Когда необходимо подключить водонагреватель косвенного нагрева к одноконтурному газовому котлу.

В целях защиты твердотопливного отопительного прибора от образования конденсата не допускайте попадания холодной воды из радиаторной сети в бак котла во время нагрева. Для этого используется следующая схема подключения котла с байпасом и трехходовым смесительным клапаном:

Схема работает следующим образом. Пока нагреватель не нагревается, вода циркулирует через байпас в малом контуре. Когда теплоноситель на обратной линии достигает температуры 50-55 ° C, клапан начинает открываться и смешивает холодный теплоноситель из системы. Когда нагреватель выходит на рабочий режим, байпас закрывается и весь поток проходит через радиаторы. Более подробно это объясняется в видео:

Этот элемент выполняет ту же функцию в системе теплых полов. Циркуляционный насос прокачивает теплоноситель по отопительным контурам до тех пор, пока он не начнет охлаждаться. Как только это будет сделано, активируются датчик и термостатическая головка, и трехходовой клапан добавит горячую воду из бойлера в замкнутый контур. На схеме показано, как правильно установить коллектор теплого пола, помпу и вентиль своими руками:

Насос заставляет воду циркулировать по контурам теплого пола, а клапан поддерживает ее температуру на уровне 35 … 45 градусов.

Еще один пример применения и подключения этой важной детали — комбинация твердотопливного теплогенератора и буферного накопителя — теплового аккумулятора. Чтобы вся система прогревалась достаточно быстро, температура подаваемой среды должна составлять 70-85 ° C, что не обязательно для радиаторного отопления. Трехходовой клапан, установленный за баком, вместе с отдельным циркуляционным насосом помогает снизить эту температуру.

В схеме с тепловым аккумулятором и котлом СТ используются 2 смесительных клапана, каждый из которых регулирует температуру в своем контуре.

Важный. При установке смесительного клапана помните, что насос должен находиться на той стороне, где соединение трехходового клапана всегда открыто.

Сложная система отопления в большом доме может иметь множество потребителей, соединенных гидростатическим коллектором и коллектором. В каждый контур должен подаваться теплоноситель с разной температурой. Бойлеру косвенного нагрева требуется самая высокая температура, поэтому в нем нет регулирующей арматуры. Остальным потребителям требуется более холодный теплоноситель, поэтому они подключаются через трехходовые клапаны.

В каждом контуре есть 3-ходовой клапан, так как вода должна быть приготовлена ​​при разной температуре. Только емкостный водонагреватель подключается непосредственно к крану.

В схеме с косвенным водонагревателем и одноконтурным газовым котлом также не обойтись без трехходового клапана. Задача элемента — переключать поток хладагента в змеевик ГВС по команде регулятора (приводится в действие электроприводом).

Пока змеевик ГВС нагревает бойлер, нагрев отключен, поскольку клапан переключает поток между двумя линиями.

Бюджетные элементы с фиксированной температурой воды

Упрощенный, автономно работающий трехходовой клапан может быть установлен в простых системах отопления в одноквартирных домах, получающих тепловую энергию от котла центрального отопления. Он не требует термостатической головки с датчиком температуры и не имеет штифта. Термостатический элемент управления установлен внутри корпуса клапана и настроен на определенную температуру воды на выходе, например, 60 или 50 ° C (обозначено на корпусе клапана).

Схема работы и конструкция клапана со встроенным элементом управления

Этот тип термостатического смесительного клапана всегда поддерживает постоянную температуру на выходе, эту настройку нельзя изменить. Отсюда преимущества и недостатки использования этого типа клапанов:

  1. Плюс в том, что цена ниже стоимости термостатической головки. Разница значительная — около 30%.
  2. Недостатком такого решения является невозможность регулирования нагрева уходящего теплоносителя. Когда элемент настроен на заводе на 55 ° C, он всегда будет подавать воду этой температуры с допуском ± 2 ° C.

Кончик. Перед покупкой клапана упрощенной конструкции следует внимательно ознакомиться с технической документацией на твердотопливный котел, в ней часто указывается минимальная температура обратки теплоносителя. Более подробную информацию об использовании смесительных клапанов можно найти в отдельной публикации.

Заключение

Термостатический трехходовой клапан — очень полезный элемент системы отопления частного дома, позволяющий эффективно использовать теплоноситель и экономить топливо. Кроме того, эта простая деталь играет роль элемента безопасности для твердотопливных котлов и позволяет продлить срок их службы. С другой стороны, не размещайте клапан без надобности и везде, всегда консультируйтесь со специалистом в этой области.

PinchProfit