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.

Схемы подключения трехходового клапана к отопительной сети

После всего разбора относительно конструкции клапана и его принципа работы появилось понимание, как его можно использовать в различных отопительных системах. Чаще всего его используют в трех случаях.

• В системе теплых полов температура теплоносителя должна быть в пределах +45°С. Именно этот режим и поддерживается с помощью прибора. Об это уже говорилось выше, и было показано, как это должно работать.
• Для защиты твердотопливных котлов от образования внутри топки конденсата. Это случается, когда относительно сильно холодная вода по обратке попадает в теплообменник генератора. От этого на внешних поверхностях образуются капли воды от сконденсированного пара. Того допускать нельзя, потому что конденсат сокращает срок эксплуатации оборудования.
• Если есть необходимость поддерживать разный температурный режим в разных частях отопительной системы.

Первый вариант рассматривать не будет, потому что он уже был описан. Что касается второго случая, то надо за основу разбора брать фото ниже.

Схема обвязки твердотопливного котла с трехходовым клапаном

На схеме двойной контур: один большой проходит через радиаторы, второй – короткий через байпас (это вертикальная красная линия, начало которой вверху до радиаторов, конец упирается внизу в клапан). Пока котел не разогрелся, теплоноситель движется по короткому контуру. Температура поднялась до необходимой, клапан закрывает байпас и открывает обратку (нижняя синяя линия).

И третья позиция, в основе которой лежит распределение теплоносителя по потребителям, в них требуемая температура не всегда является одинаковой. К примеру, для бойлера косвенного нагрева требуется вода с большей температурой, для батарей с меньшей, а для теплых полов и того меньше.

Принципиальная схема разводки с установкой трехходового клапана должна быть приблизительно такой, как показано на фото ниже.

Распределение теплоносителя по потребителям

Немного полезных знаний

Трехходовой поворотный клапан ESBE

Трехходовой клапан является регулирующим устройством в системах трубопроводов с жидкой рабочей средой. Говоря простым языком, встроенный в конструкцию отопительной сети он будет действовать как всем хорошо знакомый – кран-смеситель, который переключает или смешивает потоки. Установка клапана позволяет решить ряд практических задач:

• Перенаправление потоков, идущих от разных трубопроводов.
• Достижение нужной температуры рабочей жидкости за счет смешивания горячего и холодного потока.
• Получение струи с постоянной температурой путем динамического перенаправления.

Сложно? Только на первый взгляд. Для того чтобы понять принцип работы устройства, рассмотрим его конструктивные особенности.

Необходимость использования

Эта конструкция, с одной стороны, является достаточно простой, но с другой, она призвана выполнять чрезвычайно важную задачу, являясь частью инженерных сетей. Всем известно правило о том, что спрос рождает предложение, именно поэтому на рынке сегодня можно встретить множество моделей, которые представлены всевозможными производителями. Однако превосходными эксплуатационными показателями отличаются клапаны, которые выпускаются компанией Esbe. Клапан трехходовой такого типа можно приобрести по доступной стоимости. Подтверждением этому выступают отзывы пользователей.

Выбор и установка трехходового клапана в систему отопления

Даже в радиаторы запрещено подавать теплоноситель свыше 95°С, т.к. в случае любой незначительной аварии из-за резкого падения давления теплоносителя будет происходить интенсивное парообразование, людей заживо сварит, а теперь представьте, что из вашего смесителя пошел пар. А вот здесь, чтобы обеспечить нормативную температуру горячей воды, обязаны поработать управляющие компании, обслуживающие организации и местный сантехник. С технической точки зрения с этой проблемой успешно справляются регуляторы температуры (ТРЖ – терморегулятор жидкости), которые должны быть установлены на каждую систему ГВС от ТЭЦ, т.е. в наших с вами домах.

Приведем пример наиболее часто применяемых (в нашем случае и более дешевых) ТРЖ в российском ЖКХ.

Наиболее применяемый в ЖКХ регулятор температуры это ТРЖ сильфонного типа (см.эскиз):

1. Сварной стальной корпус
2. Сильфон (внутри заполнен легко испаряемым веществом), имеет вид цилиндрической металлической «гармошки».
3. Крышка корпуса.
4. Шток для регулировки температуры.
5. Сальниковое уплотнение штока.

Принцип работы очень простой: сетевая горячая вода поступает в ТРЖ сверху через гильзу с отверстиями, вода, остывшая после отдачи тепла в батареях, поступает справа, внутри ТРЖ они смешиваются и из левого патрубка вода уходит к потребителю в квартиры. Если вода очень горячая сильфон удлиняется, отверстия гильзы перекрываются и уменьшается подача сетевой воды, если вода остыла, сильфон сжимается и горячей сетевой воды поступает больше. Все происходит в автоматическом режиме. ТРЖ можно отрегулировать вручную на подачу воды от 30 до 90°С. Поворотом штока по часовой стрелке мы поднимаем сильфон вверх и тем самым уменьшаем поступление горячей сетевой воды, против часовой — опускаем сильфон и вода на выходе будет горячее.

Пример регуляторов температуры сильфонного типа: — ТРТС-50-ОС, — РТЕ-21М.

Терморегулятор жидкости с термостатом.

Для примера, наиболее применяемая и доступная модель ТРЖ-М-1. Принцип действия и регулировки аналогичен выше указанному прибору, но в отличие от него в ТРЖ-М-1 вместо сильфона установлен термостат, подобный автомобильному.

У данной модели есть преимущества и недостатки по сравнению с сильфонным ТРЖ.

Преимущества: в случае выхода из строя термочувствительного клапана, можно заменить только датчик.

Недостатки:

1. Датчик регулирует температуру воды в диапазоне 15°С ( 45-55; 55-65; 75-85…), для каждого режима требуется свой датчик.
2. В летний период когда вода подается только по одному трубопроводу и температура воды превышает на 20°С верхнюю градацию установленного датчика, его нужно извлечь из корпуса ТРЖ, иначе он выйдет из строя и потребует замены.

Если у слесаря – сантехника на обслуживании 30-60 систем ГВС, это очень хлопотно.

Внешний вид термостата и датчиков устанавливаемых внутри корпуса ТРЖ-М-1 (как в двигателе автомашины).

Схема коллекторного подключения

Порядок выполнения работ следующий:

1. Коллекторный ящик монтируют в месте, удобном для доступа и одновременно так, чтобы он не мешал. К шкафу подключают трубы, подающие подогретую воду, и обратку. Но до этого на коллектор следует поставить запорные вентили.
2. С целью осуществления контроля над температурой и давлением в системе в непосредственной близости от вентилей помещают термометр и манометр.
3. Для соединения труб, подведенных к коллектору, используют компрессионные фитинги, применяя резьбовое соединение.
4. Если необходимо объединить трубы с разным диаметром, применяют переходники или универсальные фитинги, учитывая схему подключения теплого пола.

Полноценная схема отопления с теплыми полами имеет такие дополнительные элементы:

• циркулярный насос;
• смеситель трехходовой или насосно-смесительный узел;
• кран, чтобы сливать воду;
• воздухоотвод.

Что такое трехходовой клапан и для чего он необходим в системе обогрева

Установка данного устройства оправдана там, где отопительная система учитывает разбитие циркуляционного потока на 2 контура, выделяющиеся типом режима – постоянный и переменный. Постоянный режим очень часто применяется для использования в тех приборах, в которые нужно подавать качественный тепловой носитель в конкретном объеме в течении всего времени. Переменный же поток предназначается для тех потребителей, которым качественный показатель носителя тепла не важен. Для них основное, в первую очередь, строгое его кол-во, по которому и выполняется регулировка подачи.

Среди арматуры запорной существует и еще одна разновидность, которая исполняет аналогичные функции, но считается двухходовой. Но трехходовой клапан не прекращает работу абсолютно по другому. Его конструкция такая, что она не в состоянии закрыть контур, для которого важен постоянный гидравлический режим. Он всегда будет в открытом состоянии, и настроен собственно на необходимый объем носителя тепла. Значит, приборы-потребители всегда будут удовлетворены и в качественном и в количественном показателе подаваемого объема.

Трехходовой клапан не в состоянии закрыть поступление носителя тепла на тот контур, где важен постоянный поток. Этим он и разнится от двухходового. А вот с перекрытием переменного справляется очень удачно. Это дает способность регулировать как напор, так и расход носителя тепла. Кстати, от двухходовых клапанов тоже можно достичь того же эффекта, если два устройства объединить в одной конструкции. При этом, их необходимо настроить на реверсивную работу: когда закрывается один, открывается второй.

Какие трехходовые клапаны бывают

Эту запорную арматуру делят по принципу действия на разделительные и смесительные. Уже само наименование объясняет принцип их действия и чем они разнятся. Смесительный имеет один выход и два входа, благодаря чему он качественно смешивает два самых разных потока. Это, к примеру, нужно для уменьшения температуры носителя тепла для конкретных потребителей. К примеру, для полов с подогревом: в них вода должны подаваться при температуре не больше 65 градусов, в то время как в батареи отопления ее температура намного выше.

Чтобы качественно настроить подачу носителя тепла на потребителя с необходимой температурой, важно знать ее показатель на двоих потоках, высчитать пропорции смешивания и настроить клапан. Так мы приобретаем нужный режим температур. Трехходовой клапан разделительного действия ведет себя с точностью до наоборот

Его назначение – делить ключевой поток на 2 вторичных. В собственной конструкции он имеет всего один вход, зато – два выхода. Он используется очень часто при горячем водоснабжении, обеспечивая равноценное по количеству и качеству поступление горячей воды к потребителю. Также профессионалы его используют и для воздухонагревателей

Трехходовой клапан разделительного действия ведет себя с точностью до наоборот. Его назначение – делить ключевой поток на 2 вторичных. В собственной конструкции он имеет всего один вход, зато – два выхода. Он используется очень часто при горячем водоснабжении, обеспечивая равноценное по количеству и качеству поступление горячей воды к потребителю. Также профессионалы его используют и для воздухонагревателей.

Две разновидности трехходовых клапанов снаружи никак не выделяются. Но, если взглянуть на них в разрезе, то разница будет объяснима. В устройстве смесительного действия поставлен один шаровой клапан на штоке, который находится строго по самому центру и закрывает главный проход. А разделительный имеет два шаровых клапана, которые находятся на выводных патрубках. Когда первый закрывает один отрезок трубы, второй отрывает другой.

Как управляется трехходовой клапан

Как и каждая арматура запорного типа, трехходовой клапан, необходимый для определенной системы, рассчитывают по диаметру трубы, подводящей тепловой носитель, и по давлению в системе. Для того, чтобы провести сертификацию системы обогрева, есть конкретные Нормы по данным устройствам. И отклонение от них является грубым нарушением

Особое внимание уделяют несоответствию внутреннего давления отопительных систем и клапана

Преимущества сместельных клапанов Esbe:

• Простота установки приводов.
• Компактный размер, легкость и удобство монтажа — при установке требуется минимум инструментов.
• Минимальные габариты смесительных клапанов, облегчающие монтаж в стесненных условиях.
• Надёжная установка клапана с внутренней резьбой. Грани для ключа шире и имеет два края вместо шести. Это обеспечивает лучший захват и меньший риск скольжения трубного ключа или накидного гаечного ключа.
• Более гибкое кабельное подсоединение. Приводы поставляются в комплекте с соединительным кабелем, а также с дополнительным кабельным контактом. Преимущество в том, что можно протянуть отдельный кабель, например, непосредственно к циркуляционному насосу без подключения через центральный контроллер.
• Высокая точность контроля.
• Минимальная задержка и высокая точность всего цикла, от полного закрытия до полного открытия клапана, клапаны предусматривают возможность использования полного угла поворота. Такая регулировка максимально приближена к идеальной и обеспечивает повышение комфорта и снижение потребления энергии.
• Клапаны компании Esbe известны своими минимальными внутренними утечками, им присуждена премия «Лучшее изделие сантехнического оборудования 2003 года».
• Процент утечек снижен от 0,1 до 0,05 %. И это достигается при двойном давлении, т.е. при 100 кПа (1.0 бар). Клапан, обеспечивающий более плотное запирание, трудно найти и купить на рынке поворотных вентилей.
• Легкое и удобное регулирование, высокая производительность
• Надежны и имеют длительный срок службы

Что такое Kvs?

Каждый смесительный клапан имеет характеристику Kvs (пропускная способность м3/ч при потере давления 1 бар). Параметр Kvs помогает определить, какой именно клапан необходим для вашей системы отопления. Определить Kvs клапана Esbe можно по графику, приведенному ниже.

Выбор размера смесительного клапана Эсбе

Подбор смесительных клапанов Esbe серий VRG и VRB для напольной или радиаторной системы отопления. Начинаем от тепловой мощности котла в кВт (для примера 25кВт). Двигаемся по вертикали до выбранного температурного режима t (для примера 15°C). Далее двигаемся горизонтально до заштрихованной области (диапазон перепада давления 3-15 кПа) и выбираем меньшее значение коэффициента Кvs (для примера 4,0). В этом случае подбираем нужный тип клапана с коэффициентом Kvs=4,0

Значение Kvs принимается для потока только в одном направлении Для 4х-ходовых клапанов справедливо двойное значение перепада давления P, указанное на графике.

Назначение трехходового клапана для отопления с терморегулятором: сферы применения

Трехходовой клапан с термоголовкой – основной элемент запорной арматуры для отопительной магистрали. По принципу действия он предназначен для смешивания или разделения потоков теплоносителя:

• разделительная арматура – применяется для распределения жидкости одновременно в нескольких направлениях. Кран включают в системы водозабора индивидуального дома или промышленных предприятий;
• смесительная арматура направлена для перемешивания жидкости с целью организации эффективной терморегуляции. Кран имеет 2 отверстия для входящих потоков и 1 – для выходящего.

Основная цель изделия – обеспечение непрерывной циркуляции жидкости во всей отопительной магистрали для поддержания одинаковой комфортной температуры теплоносителя и обеспечения равномерного обогрева помещения.

Трехходовой смесительный клапан рекомендуется устанавливать при монтаже теплого пола. С иго помощью контролируется температурный режим, перегрев покрытия невозможен.

Принцип работы смесителя в отопительной системе

Конструкция

Трехходовой смесительный клапан имеет регулирующий элемент, в качестве которого выступает шток или шар. Шток передвигается вертикально, шар – вокруг своей оси. Так как движение регулирующего элемента не позволяет полностью перекрыть поток рабочей жидкости, происходит ее смешение и перераспределение. Простейшие модели – обычный кран. Основное их преимущество – дешевизна и конструктивная простота. Недостаток – невозможность стабилизации температуры на выходе. Несмотря на недостатки, кран может быть установлен в системах отопления типа «теплый пол». Теперь представим себе клапан-кран с электроприводом. Такая конструкция уже функциональнее, так как она способна регулировать температурный режим автоматически. Простой клапан является балансировочным. Его основная функция – настройка сечения для прохождения рабочего потока. Условно принцип его работы можно описать следующим образом:

• Рукоятка повернута на 50% – равномерное смешивание двух потоков, так как входные клапаны будут равны.
• Рукоятка повернута на 100% – первый клапан поджимается полностью и перекрывает движение потока жидкости.

Представленные на рынке модификации могут иметь разные повороты рукоятки, но принцип их работы сохраняется. Кран и его положение регулируются вручную, тем самым обеспечивается баланс между двумя потоками.