Как грамотно выбрать и подключить к системе отопления трехходовой клапан

В отоплении вода может достигать 80-90°C. И если для труб с радиаторами это еще нормально, то для тёплого пола такая температура слишком высокая. Чтобы на полах можно было нормально находиться, используют трёхходовой клапан. Хотя его устанавливают далеко не только для этих целей, он незаменим в системе практически с любым твердотопливным котлом. Давайте разберёмся, что это за механизм, для чего нужен и как правильно выбрать трёхходовой клапан для системы отопления и водоснабжения.

Что это такое и зачем он нужен

Так выглядит классический трехходовой клапан для системы отопления.
Как уже понятно из названия, этот клапан имеет 3 хода. Можно даже назвать его краном, так как он относится к запорно-регулирующей арматуре. С виду это обычный тройник, но внутри его устройство гораздо сложнее. Грубо говоря, он служит для изменения температуры воды. Существует два способа: при первом обратка смешивается с подачей для понижения температуры; второй способ наоборот разделяет потоки, сбрасывая горячую воду в обратку. Это полезно в разных случаях:

1. Тёплые полы. К клапану подключают обратку и подачу отопления. Так как обратка холоднее, в полы подаётся вода пониженной температуры. При этом температура остального отопления остаётся прежней.
2. Поддержание температуры. Для нормальной работы практически любого отопительного оборудования нужно, чтобы обратка не была холоднее подачи на 60 градусов. Иначе долго котёл не прослужит. Поэтому клапан берёт из подачи воду и отправляет её в обратку.
3. Защита от конденсата. По этой же причине. Если в теплообменник попадает вода теплее точки росы, на нём начинает скапливаться конденсат.
4. Защита от перегрева. Современные котлы оборудованы различными датчиками. Если же это, например, простой твердотопливный котёл, он продолжит работать даже при перегреве. Трёхходовой клапан решает эту проблему.
5. Для обвязки бойлера косвенного нагрева. Чтобы в доме была горячая вода, можно подключить к котлу бойлер. И тогда вода будет нагреваться при помощи отопления. Трёхходовой кран служит для бесперебойной подачи горячей воды. Он открывается, когда температура воды в бойлере снижается.
6. При организации байпаса. В некоторых случаях требуется направить воду по альтернативному пути – байпасу. Например, для более эффективного обогрева. Сделать это проще всего через трёхходовой клапан. Он откроется и закроется в нужный момент.

Но зачем устанавливать клапан, если можно просто уменьшить температуру? Вопрос кажется логичным, однако на самом деле у обычных котлов при низкой температуре быстро выходит из строя теплообменник. Для такого режима работы лучше подходит конденсационный котёл, но цена у них гораздо выше. Поэтому лучше и проще установить трёхходовой клапан.

Как можно заметить, способов применения достаточно много. В одних случаях его используют для повышения энергоэффективности системы. В других — это незаменимый прибор для подключения оборудования.

Ремонт котлов

В случае нарушения герметичности, ремонтируем жаротрубные котлы в такой последовательности:

1. Изучаем документацию и схемы устройства.
2. Выполняем поиск проблемного участка и локализуем его.
3. Проводим зачистку поверхности возле трещины до чистого металла на ширину 15-20 мм.
4. Выполняем сварочные работы при температуре окружающей среды выше +50С. Применяем электроды толщиной 2,5 мм или 3 мм. Навариваем шов со стороны барабана на 2-4 мм больше, чем от трубы. Направление сварки от середины трещины к краям одновременно с применением двух сварочных аппаратов.
5. Зачищаем шов до блеска и смотрим на его качество. При необходимости устраняем недоделки: не проваренные участки и раковины.
6. Проводим испытания котла.

Жаротрубные водогрейные котлы применяют в котельных, для отопления частных домовладений, в промышленности и других сферах
Иногда в устройстве жаротрубных котлов из-за неправильной эксплуатации возникает необходимость замены повреждённого участка. Для этих целей применяют газопламенный способ. При этом размеры повреждённой части должны быть не менее 200 мм или диаметра трубы. Сначала локализуют участок, затем вырезают его болгаркой до сохранившегося по толщине и свойствам металла, после чего зачищают и приваривают латку из такой же по составу стали.

Жаротрубные водогрейные котлы применяют в котельных, для отопления частных домовладений, в промышленности и других сферах. Это обусловлено их высокой эффективностью нагрева и экономным расходом топлива, надёжностью и неприхотливостью в эксплуатации. Устройство жаротрубных котлов относительно простое, поэтому их легко можно отремонтировать даже самостоятельно без привлечения специалистов.

Устройство и принцип действия трехходового клапана в системе отопления

Чтобы вам было проще понять принцип действия, предлагаю рассмотреть эту схему:

Конструкция трехходового клапана в разрезе.

Когда нужно добиться определённой температуры, шток поднимается, открывая проток. Это напоминает принцип действия перекрывных кранов. А сам механизм называется седельным. Вместо штока иногда используют шар или вращающийся сектор. Точно так же, как в обычных шаровых кранах. Этот механизм называется поворотным. На схеме их можно изобразить следующим образом:

О том, что именно управляет штоком или шаром, я расскажу чуть позже. Пока давайте разберём каждый вид. Начнём со смесительных клапанов:

Как видите, слева входит горячая вода, а снизу холодная. Шток при необходимости поднимается, позволяя смешивать два потока.

А так выглядит работа разделительного клапана. Здесь наоборот справа заходит горячая вода, а выходить может влево или вниз. Если температура нормальная, шток поднимается. Если требуется более высокая температура, шток опускается, отправляя горячую воду вниз. То есть в обратку.

Из инструкции к клапану типа VMR от Mut International.

Обычно термосмесительные и разделительные клапаны полностью не перекрываются. А вот переключающие, как вы можете увидеть, закрывают один из патрубков, а другой открывают. При этом смешивания или разделения не происходит.

Типичный трехходовой клапан в разрезе.

Функциональное применение устройства

Если рассматривать механизм коммутации потоков с точки зрения возможной функциональности, следует отметить различие устройств по принципу действия:

1. Разделительный.
2. Переключающий.
3. Смесительный.

Разделительный принцип работы предполагает деление потока, направляя его в два контура.

Переключающей функцией предусматривается организация переключения между приборами, потребляющими тепловую энергию. Например, переключение между контуром ГВС и отопления двухконтурного газового котла.

Переключающий функционал клапана (классическая схема): П – первичный контур; В – вторичный контур; 1, 2 – прямой транспортный канал; 3, 2 – угловой транспортный канал

Переключающий функционал позволяет организовать эффективное переключение между различными приборами, генерирующими тепловую энергию:

• водяными нагревателями;
• тепловыми насосами;
• солнечными батареями и т.д.

Другая функция трехходового клапана для бытового газового котла – смесительная. Она позволяет организовать регулируемое смешивание потоков рабочей жидкости (подмешивание обратки в нагретый теплоноситель).

Для этого достаточно установить трехходовой клапан на обратной трубе отопительной системы.

Смесительный функционал клапана (классическая схема): П – первичный контур; В – вторичный контур; 2, 1 – прямой транспортный канал; 2, 3 – угловой транспортный канал

Теперь, после краткого ознакомления с конструктивными деталями прибора, можно рассмотреть особенности проверки работы трехходового клапана, установленного в схеме газового котла.

Как выбрать трехходовой клапан для системы отопления частного дома

Теперь вы знаете, для каких случаев используют те или иные виды клапанов. Но это не единственный критерий выбора, ведь у клапанов несколько способов регулировки температуры и разная пропускная способность. Да и материал изготовления может отличаться. Давайте разберёмся с этим более подробно.

Способ регулирования температуры

Ручные.
Начнём с ручной регулировки. Здесь шток соединён с вентилем или ручкой, под ними находятся отметки, с помощью которых и регулируют температуру. Это самый простой и дешёвый способ, поэтому некоторые относят его к более надёжному. Но я считаю, что всё зависит от фирмы: если клапан качественный, то и с автоматической регулировкой проработает не меньше, чем с ручной.

Термостатические.
Если в конструкцию встроен терморегулятор, такой клапан называют термостатическим. Обычно его настраивают только один раз. Потом он сам подбирает положение штока, исходя из колебаний температуры. За это отвечает термочувствительная жидкость или газ: когда температура поднимается, они расширяются и начинают двигать шток. Такие клапаны бывают электронными и механическими. Трёхходовой клапан с терморегулятором намного удобнее ручного, поскольку работают автоматически, но и стоит дороже.

С сервоприводом.
Самыми точными считаются трёхходовые клапаны с электроприводом. В них встроен термостат, но управление происходит с помощью электронного блока, который работает на сервоприводе. Когда температура изменяется, термостат передаёт сигнал на контроллер. А уже он управляет приводом, поднимая или опуская шток.

Я считаю, что лучше остановить выбор на среднем варианте. Ручная регулировка неудобная, а клапан с электроприводом дорогой. Да и такая точность в бытовых условиях редко требуется.

Материал изготовления

От материала, который используется для изготовления корпуса, зависит долговечность изделия. Сразу хочу сказать, что иногда встречаются клапаны, сделанные из силумина. Хоть они на порядок дешевле, я не советую на них обращать внимания. Да и существует много других надёжных материалов:

1. Клапаны из чёрной углеродистой стали прочные и сравнительно дешёвые. К сожалению, они подвержены коррозии, поэтому их обычно покрывают никелем или хромом. Нержавейку тоже часто используют, но такие изделия дороже.
2. Чугун прочный, долговечный и не подвержен коррозии. Но обычно это клапаны старого образца, так как сейчас используют более совершенные материалы.
3. Самыми популярными являются изделия из латуни и бронзы. Это долговечные, прочные и нержавеющие материалы. В промышленных условиях, где температура превышает 200 градусов, их использовать нельзя, но для бытовых нужд подходят идеально. Я советую выбирать именно такие трёхходовые клапаны, если материал не указан в характеристиках, его всегда можно определить по характерному цвету и текстуре.

Ещё хотелось бы сказать по поводу керамики. В качестве материала для корпуса её практически не используют. Зато внутренние детали часто делают из неё. Это связано с тем, что на керамику не воздействуют химические вещества. А ещё она долговечна.

Как выбрать и подключить к системе важнейший элемент – группу безопасности

Диапазон температур и рабочее давление

При выборе трёхходового клапана следует учитывать и диапазон регулировки температур. Например, термосмеситель для тёплого пола обычно настраивают на 30-40°C. Хотя и для получения горячей воды этот диапазон самый комфортный. Различается и максимальное давление, которое может выдержать клапан. Некоторые модели выдерживают до 16 бар. Хотя обычно в бытовых условиях больше 6 бар не требуется. А вообще, значения рабочего давления для этих приборов регламентируются ГОСТ 26349-84.

Другое

Конечно, не стоит забывать, что у трёхходовых клапанов бывает разный диаметр соединительных патрубков. Самые распространённые размеры для бытовых условий – это 1 и ¾ дюйма. Резьба может быть внутренней или наружной.

От показателей пропускной способности зависит количество литров, которое проходит через клапан за час. Выбирать следует так, чтобы у клапана коэффициент был чуть выше, чем результат расчётов. Например, если через систему проходит 2 м³ в час, следует выбирать клапан с пропускной способностью 2,5 м³ в час.

Но пропускная способность меняется в зависимости от того, открыт клапан полностью или приоткрыт. Отношение этих показателей называется динамическим диапазоном регулирования. Чем выше коэффициент, тем лучше сохраняется пропускная способность. Самым лучшим коэффициентом считается 100:1, но встречается он достаточно редко. Самые распространённые показатели — 50:1 или 30:1, клапаны с такими показателями можно спокойно брать.

Лучшие известные производители и модели: характеристики и цены

Теперь я хочу рассказать о самых популярных и надёжных трёхходовых клапанах, чтобы вам было проще выбрать подходящую модель.

TIM

Производитель из Китая. Предлагает довольно качественную продукцию для отопления и водоснабжения по сравнительно низкой цене.

Esbe

Эта шведская компания занимается производством различных моделей клапанов и контроллеров. Я считаю, что товары этой фирмы самые качественные. Хотя и дорогие.

STOUT

Совместное производство России, Италии, Испании и Германии. Изделия отлично адаптированы под российские условия.

WATTS

Один из крупнейших производителей отопительного оборудования в Европе. Огромный ассортимент продукции.

Правила установки арматуры

Обычно на корпусе трёхходового клапана производитель стрелками указывает движение протока воды. По этим ориентирам можно определить и вид клапана. Подключение к системе происходит так, как указано стрелками. Место установки должно быть удобным для последующих регулировок или замены в случае неисправности. Для этого подходит и обратка, и подача. Но внимательно читайте инструкцию, так как не все клапаны можно устанавливать на подачу.

Так как большинство клапанов внутри сделаны из керамики, они плохо переносят грязную воду. Поэтому лучше перед клапаном установить фильтр. Если этого не сделать, прибор может засориться. В некоторых случаях достаточно его почистить, но иногда даже это не спасает. Поэтому не стоит экономить на фильтрах.

Электропривод не должен располагаться внизу, да и механические термостатические смесители тоже не советуют так устанавливать, исключительно вертикально. Но я по своему опыту скажу, что в некоторых случаях такое возможно. Да и отзывы некоторых владельцев это подтверждают.

Принцип работы

Принцип работы жаротрубного котла заключается в передаче тепловой энергии от горящего топлива теплоносителю. Процесс парообразования происходит при температуре 115˚С и давлении 0,7 кгс/кв.см. Топливо сжигается в топочной камере, которая охлаждается водой, кроме фронтальной стороны. При нагреве воды происходит парообразование, пар аккумулируется в приспособленном резевруаре, подключённой к системе отопления. Отработанные газы удаляются через пучок труб.

Источник фото: pudeb.com

Топливо для котлов может быть разнообразным: жидкое, твёрдое и газообразное. Оборудование представляет собой газотрубные установки с жаровыми трубами, в которых циркулирует горящее топливо. На жаровых трубах имеется газовая горелка низкого давления и принудительный наддув. Жаровая труба это своеобразная камера сгорания, внутри которой происходит сжигание подаваемого топлива.

Схемы расположения трехходового клапана в системе отопления

Самая простая схема в системе с твердотопливным котлом. Цель: защита от конденсата и перегрева, поддержание температуры в контуре отопления.

Схема отопления с электрокотлом и теплыми полами. Для развода теплых полов на несколько контуров используются гидроколлекторы.

Использование в обвязке с использованием бойлера косвенного нагрева, позволяющим организовать горячее водоснабжение при одноконтурном котле.

Виды жаротрубных котлов

Жаротрубные паровые котлы по типу нагрева теплоносителя подразделяются на следующие виды:

• паровые, в которых для подогрева используется пар, накапливаемый в отдельном специальном резервуаре;
• водогрейные, использующие для нагрева теплоносителя воду, применение пара недопустимо из-за необходимости предотвращения перегрева и деформации стенок корпуса котла.

Схема водогрейного жаротрубного котла

Как проверить трехходовой кран на работоспособность

В первую очередь следует провести внешний осмотр: на пластиковом и металлическом корпусе не должно быть трещин. Что касается регулятора, он должен плавно поворачиваться во все стороны. Чтобы проверить термоголовку, её нужно нагреть. Например, строительным феном. При этом шток должен двигаться в соответствии с показателями. Если у клапана установлен электропривод, проверить его работоспособность можно с помощью тестера, но для этого придётся электропривод разобрать.

Заключение

Трёхходовые клапаны только с виду напоминают тройник. Их устройство гораздо сложнее, а сферы применения достаточно разнообразны. Подходите к выбору клапана ответственно, рассматривайте модели лишь известных, зарекомендовавших себя производителей, к счастью, таких достаточно. И тогда этот маленький, но очень важный прибор проработает долгие годы, не доставляя проблем.

Оборудование для котельной