Кран подмеса в системе отопления
Santeh-nik.ru

Инженерные системы

Кран подмеса в системе отопления

Трехходовой кран для отопления: принцип работы, основные типы и монтаж

Регулирование температуры в доме путем настройки мощности котла не всегда приводит к желаемому результату, особенно при наличии нескольких веток отопления. Намного эффективнее будет установить трехходовой кран для отопления, позволяющим организовать частичную рециркуляцию теплоносителя.

Принцип работы

Трехходовой кран позволяет распределять теплоноситель на две независимые линии, либо смешивать два потока в один. Достигается это за счет использования вентиля, установленного между входным патрубком и двумя выходными. Изменением состояния вентиля можно добиться распределения потока со входного патрубка на два выходных в необходимых пропорциях. Кроме того, с помощью трехходового крана можно направить весь поток на один выход, полностью перекрыв второй.

Подобная схема обеспечивает возможность подмешивания горячей воды, поступающей от котла, к потоку обратки. Регулируя положение клапана, можно настраивать температуру, не прибегая к изменению настроек отопительного котла. Тем самым удается создать оптимальный режим работы отопительного оборудования и сохранить возможность регулирования температуры нагрева радиаторов отопления. Попутно это приводит к значительной экономии энергоносителей.

При наличии в системе единственного циркуляционного насоса его располагают на линии обратки между котлом и трехходовым краном. Такое подключение создает возможность работы отопительной системы в трех режимах:

  • максимальная мощность, когда нагретая вода в полном объеме поступает в радиаторы. Теплоноситель со входного патрубка трехходового крана направляется в патрубок, идущий к радиаторам. Отвод на обратку перекрыт;
  • комбинированный режим. Трехходовый кран распределяет горячий теплоноситель между отопительной магистралью и отводом в обратку. При этом появляется возможность плавного регулирования температуры нагрева радиаторов;
  • рециркуляция. Патрубок отвода на магистраль отопления закрыт, весь поток сразу направляется в обратку. Этот режим используется при необходимости временного отключения отопления без выключения котла.

Возможности трехходовых клапанов задействуются при организации отопления теплыми полами. Максимальная температура в контуре теплого пола не может превышать 35С. В радиаторной же системе температура может достигать 60С и более.

Трехходвый кран в случае с теплыми полами позволяет перенаправит основной поток теплоносителя в обратку или в радиаторную систему. При этом в контуре теплого пола проток существенно уменьшается, не позволяя нагреваться ему сверх заданного уровня.

Конструкция

Чаще всего краны изготавливаются из следующих материалов:

Наиболее распространены латунные модели, поскольку этот металл дешев, но при этом легок и прочен. Нержавеющая сталь используется в более дорогих моделях. Чугунные клапаны применяются на высокопроизводительных системах с трубами большого диаметра.

Внешне трехходовый кран напоминает тройник с вентилем или краном, установленным в точке пересечения трех патрубков. Бывают двух типов:

Штоковые модели имеют центральную камеру с разделительными стенками и двумя отводами. Между отводами перемещается шток с резиновым или шариковым клапаном. При изменении положения штока происходит перераспределение потока воды между выпускными патрубками.

Достоинством штоковых кранов является точность регулирования и высокая надежность. Однако следует внимательно подходить к его выбору. Диаметр патрубков и радиус седловины могут оказаться значительно меньше, чем диаметр внешнего подключения патрубков крана. Это может привести к снижению эффективности работы отопительной системы и увеличению нагрузки на циркуляционный насос.

В шаровых моделях поток разделятся шаром или цилиндром со сквозным отверстием. Шар вращается в камере с тефлоновыми прокладками. Такая конструкция позволяет точно и быстро отрегулировать систему, однако в плане надежности шаровые модели уступают вентильным. Недолговечность объясняется появлением налета или накипи на поверхности шара и тефлоновом уплотнителе, что ухудшает герметичность.

Автоматические клапаны с электроприводом

Для поддержания в доме стабильной температуры требуется периодическая подстройка положения трехходового крана, связанная с изменением уличной температуры. Управление можно автоматизировать, если подключить его к контроллеру, способному выдавать управляющие сигналы при изменении температуры воздуха.

Непосредственно управление краном производится с помощью электрического сервопривода. Устанавливается он на шток или на ось в случае с шаровой моделью. Монтаж сервопривода возможен практически на любой трехходовый кран. Однако автоматизированных систем отопления целесообразнее использовать трехходовые краны, изначально разработанные под установку сервопривода. Это упростит монтаж и сделает всю конструкцию более компактной.

Автоматические клапаны с терморегулятором

Помимо сервопривода, управлять трехходовым клапаном возможно с помощью термостатической головки. Это устройство работает за счет расширения жидкости или газа, содержащихся в специальной камере. По мере нагрева изменяется объем этих жидкостей или газов, что приводит к вращению управляющего штока.

Использование терморегуляторов избавляет от необходимости применять электронные контроллеры и сервоприводы, требующие подключения электроснабжения. Кроме того, такие системы значительно дешевле.

Однако первоначальная настройка подобных устройств более сложна, поскольку требует подбора оптимального давления в головке, необходимого для достижения нужного уровня термочувствительности.

Установка

При монтаже трехходового крана важно придерживаться общих правил работы с отопительной арматурой:

  • для облегчения монтажа и дальнейшего обслуживания желательно использовать фитинги-американки;
  • трубы подводятся максимально точно под габариты крана;
  • необходимо обеспечить запас свободного пространства для обеспечения возможности снятия крана;
  • управляющий шток должен быть обращен в сторону с максимально свободным доступом.

Кроме того, имеет смысл организовать байпас с запорным краном. Этак конструкция позволит сохранить работоспособность системы отопления на время проведения ремонтных работ на трехходовом кране.

Насосно-смесительные узлы для водяного теплого пола

Требуемый расход теплоносителя в любой системе водяного отопления подсчитывается по следующей формуле:

где Q — тепловая мощность системы, Вт; с — удельная теплоёмкость теплоносителя, Дж/кг °С; ∆Т — разность температур между прямым и обратным теплоносителем, °С.

В системах радиаторного отопления перепад температур ∆Т обычно составляет порядка 20 °С, а в системах напольного отопления ∆Т = 5–10 °С.

Это значит, что для переноса одного и того же количества теплоты тёплые полы требуют расхода теплоносителя в 2–4 раза больше.

Максимальная температура теплоносителя в системах тёплого пола, как правило, не превышает 55 °С, рабочее значение этого параметра обычно лежит в пределах 35–45 °С.

В радиаторном же отоплении теплоноситель обычно подаётся с температурой 80–90 °С.

В связи с этими двумя факторами неизменным атрибутом системы напольного отопления является узел смешения.

    Насосно-смесительный узел системы тёплого пола должен выполнять следующие основные функции:
  • поддерживать во вторичном контуре температуру теплоносителя ниже температуры первичного контура;
  • обеспечивать расчётный расход теплоносителя через вторичный контур;
  • обеспечивать гидравлическую увязку между первичным и вторичным контурами.
    К вспомогательным функциям насосно-смесительного узла можно отнести следующие:
  • индикация температуры (на входе и выходе);
  • отсекание циркуляционного насоса шаровыми кранами для его замены или обслуживания;
  • защита насоса от работы на «закрытую задвижку» с помощью перепускного клапана;
  • аварийное отключение насоса при превышении максимально допустимой температуры теплоносителя;
  • отведение воздуха из теплоносителя;
  • дренирование узла.

Принцип работы простейшего насосно-смесительного узла можно объяснить по тепломеханической схеме на рис. 1.

Рис. 1. Тепломеханическая схема простейшего насосно-смесительного узла

Нагретый теплоноситель поступает на вход насосно-смесительного узла от котла или стояка радиаторной системы отопления с температурой T1. На входе в узел установлен настраиваемый термостатический клапан 2, на приводе которого выставляется требуемая температура теплоносителя, поступающего в тёплый пол Т11. Термочувствительный элемент 3 привода клапана располагается после насоса 1. При повышении температуры Т11 выше настроечного значения, клапан 2 закрывается, а при понижении – открывается, пропуская горячий теплоноситель на вход насоса. Пройдя по петлям тёплого пола, теплоноситель остывает до температуры Т21. Часть остывшего теплоносителя возвращается к котлу, а часть – через балансировочный клапан 4 поступает на вход насоса, смешиваясь с горячим теплоносителем.

Таким образом, в первичном (котловом) контуре температура теплоносителя снижается с Т1 до Т21 (∆Ткк = Т1Т21). Температуру Т21 задаёт пользователь. Перепад температур в петлях тёплого пола ∆Ттп = Т11Т21 также задаётся на стадии расчётов. Зная эти данные, и требуемую тепловую мощность тёплого пола, можно определить соотношение расходов в узле:

    Исходные данные:
  • температура на входе в насосно-смесительный узел Т1 = 90 °С;
  • температура после насоса Т11 = 35 °С;
  • перепад температур в петлях тёплого пола ∆Ттп = 5 °С;
  • тепловая мощность тёплого пола Q = 12 кВт.
    Решение:
  1. Температура на выходе из петель тёплого пола: Т21 = Т11 – ∆Ттп = 35 – 5 = 30 °С.
  2. Перепад температур в первичном (котловом) контуре: ∆Ткк = Т1Т21 = 90 – 30 = 60 °С.
  3. Расход во вторичном контуре G11 = Q/c⋅ ∆Tтп = 12000/4187⋅5 = 0,573 кг/с.
  4. Расход в первичном (котловом) контуре G1 = Q/c⋅ ∆Tтп = 12000/4187⋅60 = 0,048 кг/с.
  5. Расход через байпас G3 = G11G1 = 0,573 – 0,048 = 0,535 кг/с.

Таким образом, расход в контуре тёплого пола в данном примере должен быть в 12 раз выше, чем в котловом контуре.

Как правило, циркуляционный насос при проектировании выбирается с некоторым запасом, поэтому он может перекачивать через байпас большее количество теплоносителя, чем требуется по проекту. К тому же, и температура теплоносителя в первичном контуре может по факту оказаться меньше расчётной. Именно для корректировки этих расхождений с расчётными данными служит балансировочный клапан 4, которым можно ограничить расход через байпас.

Насосно-смесительные узлы VT.COMBI и VT.COMBI.S

В насосно-смесительных узлах VT.COMBI и VT.COMBI.S (рис. 2, 3) приготовление теплоносителя с пониженной температурой происходит при помощи двухходового термостатического клапана, управляемого либо термоголовкой с капиллярным термочувствительным элементом, установленном в линии подающего коллектора (модель VT.COMBI), либо аналоговым сервоприводом, который работает под управлением контроллера VT.К200.М (модель VT.COMBI.S). Контроллер с датчиками температуры теплоносителя и наружного воздуха не входит в комплект поставки насосно-смесительного узла и приобретается отдельно.

В линии подмеса узла установлен балансировочный клапан, который задаёт соотношение между количествами теплоносителя, поступающего из обратной линии вторичного контура и прямой линии первичного контура, а также уравнивает давление теплоносителя на выходе из контура тёплых полов с давлением после термостатического регулировочного клапана.

От настроечного значения Kvb этого клапана и установленного скоростного режима насоса зависит тепловая мощность смесительного узла.

Узел адаптирован для присоединения к нему коллекторных блоков с межосевым расстоянием 200 мм и горизонтальным смещением между осями коллекторов 32 мм. При этом коллекторные блоки могут присоединяться как на входе, так и на выходе насосно-смесительного узла. Это позволяет использовать этот узел в комбинированных системах отопления (рис. 4), где отопление тёплым полом совмещается с радиаторным отоплением.

Читать еще:  Отопление загородного дома дровами и электричеством

Рис. 4. Узел VT.COMBI.S в комбинированной системе отопления

Насосно-смесительный узел VT.DUAL

Насосно-смесительный узел VT.DUAL (рис. 5 и 6) состоит из двух модулей (насосного и термостатического), между которыми монтируется коллекторный блок контура тёплого пола. Для смешения используется трехходовой термостатический клапан, управляемый термоголовкой с капиллярным термочувствительным элементом, установленным на обратный коллектор вторичного контура.

Рис. 5. Насосно-смесительный узел VT.DUAL

Предохранительный термостат подающего коллектора останавливает насос в случае превышения настроечного значения температуры, прекращая циркуляцию в петлях тёплого пола.

Рис. 6. Узел VT.DUAL с коллекторным блоком (подключение справа)

Конструкция узла предусматривает перепускной контур с балансировочным клапаном, сохраняющим неизменным расход теплоносителя в первичном контуре при перекрытии петель тёплого пола.

Элементы узла устанавливаются не вертикально, а под углом 9°, что вызвано горизонтальным смещением осей коллекторного блока. Это позволяет подключать узел к подводящим трубопроводам как справа, так и слева.

Насосно-смесительный узел VT.VALMIX

Насосно-смесительный узел VT.VALMIX (рис. 7) отличается от узла VT.COMBI меньшей монтажной длиной и отсутствием перепускного клапана. Узел рассчитан на установку циркуляционного насоса монтажной длиной 130 мм. Ручной воздухоотводчик узла расположен на регулировочной втулке балансировочного клапана вторичного контура.

Узел поставляется с термоголовкой VT.3011, имеющей диапазон настройки температур от 20 до 62 °С. Вместо термоголовки может быть установлен аналоговый термоэлектрический сервопривод VT.TE3061, работающий под управлением контроллера VT.K200.М. Узел поставляется без циркуляционного насоса.

Рис. 7. Насосно-смесительный узел VT.VALMIX

Насосно-смесительный узел VT.TECHNOMIX

Так же как узел VT.VALMIX, узел VT.TECHNOMIX (рис. 8) рассчитан на установку циркуляционного насоса длиной 130 мм, но имеет несколько большую монтажную длину.

Кроме того, входные и выходные патрубки узла находятся в одной плоскости, поэтому узел монтируется к коллекторному блоку под углом 9°, и может устанавливаться как справа от обслуживаемого коллекторного блока, так и слева от него.

Узел поставляется с термоголовкой VT.5011, имеющей диапазон настройки температур от 20 до 60 °С.

Вместо термоголовки может быть установлен аналоговый термоэлектрический сервопривод VT.TE3061, работающий под управлением контроллера VT.K200.М. Узел поставляется без циркуляционного насоса.

Сравнение насосно-смесительных узлов VALTEC

Таблица 1. Сравнительная таблица насосно-смесительных узлов VALTEC

Устройство шарового трехходового крана и его применение

В наше время все чаще отказываются от вертикальной стояковой разводки отопления, в пользу поквартирной. А в частных домах, в отоплении повсеместно используют малогабаритные циркуляционные насосы. Это позволило отказаться от верхней разводки и спрятать трубы в пол. Применение новых схем отопления, привело к появлению новых элементов в отоплении. Одним из них является трехходовой кран.

Назначение и области использования

Трехходовой кран предназначен для разделения входящего потока на два исходящих, с возможностью отключения любого или даже всех выходов. По сути, это тройник, но с возможностью проведения переключений и отключений.

Эта конструкция используется для организации систем отопления и других магистралей, где нужно разделение потока рабочей жидкости (газа) на несколько трубопроводов. Разница заключается в конструкции, технических и эксплуатационных качествах.

Подключение манометров и других измерительных приборов

Изначально трехходовые краны применялись для установки измерительных, контрольных приборов и датчиков защиты. Чаще всего – манометров и манометрического типа.

Постоянно включенные манометры, показывающие неизменное давление, полезно проверять, путем сброса давления и соединения манометра с атмосферой. Называется эта процедура проверкой «на ноль».

Для проверки рабочего манометра, контрольным манометром на месте, требуется одновременное присоединение сразу двух приборов.

Все эти и другие функции позволяет выполнить трехходовой кран в различных системах: отопления, водоснабжения, газоснабжения и в инженерных технологических сетях.

Постоянно включенные манометры, показывающие неизменное давление, полезно проверять, путем сброса давления и соединения манометра с атмосферой. Называется эта процедура проверкой «на ноль».

Все эти и другие функции позволяет выполнить трехходовой кран в различных системах: отопления, водоснабжения, газоснабжения и в инженерных технологических сетях.

Подключение приборов отопления

Эти полезные функции 3-х ходового крана пригодились при подключении отопительных приборов к системе отопления, с байпасом между подающим входом и обратным выходом из радиатора. В этом случае применяются устройства с углом поворота на 90 градусов и двумя положениями:

  • теплоноситель проходит через байпас и радиатор;
  • теплоноситель проходит только через байпас.

К сожалению, 3-х ходовой кран не позволяет регулировать потоки. А регулирование количества теплоносителя через батарею осуществляется вторым краном. Поэтому ему на смену пришли регулируемые трехходовые клапаны, но это уже другое устройство.

Применение трехходового прибора с возможностями поворота на 90 и 180 градусов в индивидуальном отоплении, с однотрубной системой («ленинградка»), позволяет выбрать уже из трех вариантов:

  • направить весь теплоноситель через радиатор;
  • направить теплоноситель через радиатор и обводной байпас к другим радиаторам;
  • отключить радиатор и направить весь теплоноситель через обводной байпас к другим радиаторам.

Эти варианты подключения радиаторов, позволяют вручную распределять поток теплоносителя, добиваясь более комфортного отопления комнат. Например, комната с южной стороны, получает достаточно тепла за счет солнца и батарею в ней, весной или осенью, можно отключить. А зимой подключить вместе с байпасом. А в комнате с окнами на север, в зимнее время весь теплоноситель направить через батарею, чтобы обогреть помещение, а в осенне-весенний период, часть теплоносителя направить по байпасу, в обход радиатора, для снижения интенсивности обогрева комнаты.

Подключение временных потребителей тепла

Трехходовой кран удобен для подключения еще одного потребителя, из ближайшей точки системы отопления. Особенно если это требуется временно. Например, для обогрева зимней оранжереи, гаража, бани или теплицы. При этом в целях экономии, можно обойтись без коллектора-распределителя, отдельной прокладки труб и установки дополнительных вентилей.

Принцип функционирования

Трехходовой кран имеет три входных/выходных патрубка и внутреннюю часть с тремя отверстиями, соединяющимися между собой. Такая конструкция позволяет получать до 4 различных вариантов соединения подходящих трубопроводов. У пробковых кранов, для манометров, 5-й вариант, произвести полное отключение.

Внутренняя часть может быть выполнена в виде пробки на конус, либо в виде шара с 3-мя отверстиями Т-образной формы. Такие краны называются Т-образными.

Существует разновидность крана, в котором внутренняя часть имеет всего 2 отверстия. Они называются Г-образными, либо, с применением английской буквы, L-образными. В этом случае он позволяет соединять между собой только 2 трубопровода, гарантированно отключая третий. То есть имеет 2 варианта включения и 3-й вариант, разъединение всех трубопроводов.

Устанавливая на корпусе ограничители поворота штока привода внутренней части, можно получить прибор, имеющий меньшее число вариантов включения. Это может быть востребовано в некоторых случаях. Например, при установке с радиаторами отопления, для избежания случая перекрытия байпаса. Либо, когда нельзя допустить смешивание двух различных потоков. А только выполнить их переключение.

По сечению внутренних отверстий, все краны, включая и трехходовые, различают на полнопроходные и редукционные. У полнопроходного все отверстия по диаметру соответствуют сечению присоединенных трубопроводов. Сопротивление такого крана в открытом состоянии равно нолю. У редукционного, сечение одного канала или всех, меньше сечения присоединяемых трубопроводов. Они имеют сопротивление потоку.

Особенности

Следует отметить, что трехходовой кран для отопления не позволяют регулировать разделяемые потоки на неравные пропорции. Поскольку при повороте штока, все 3 отверстия будут уменьшаться в проходном сечении одинаково. Можно лишь уменьшить таким способом объем пропускаемой воды или теплоносителя.

Если необходимо краны закрывать или прикрывать на длительное время, то для предотвращения их залипания, следует периодически, не реже 1 раз в месяц, производить очистку поверхности шара, путем открывания и закрывания 2 – 3 раза. При этом настройка, с целью регулирования объема проходящей жидкости, обязательно собьется. По этой причине шаровые приборы не применяются для регулирования объема пропускаемой жидкости. В случае, если им пользуются часто, то эффект отложения солей не имеет значения. При каждом открытии и закрытии происходит его очистка.

Классификация по принципу работы

Шаровые приборы предназначены работать в условиях, когда кран длительное время остается открытым и лишь изредка закрывается, на непродолжительное время, для проведения работ. Либо регулярно полностью открывается и закрывается.

С учетом вышесказанного перечислим ситуации, в которых может применяться трехходовой кран:

  • распределение входящего потока на два равных потока;
  • для переключения потока, с выбором одного из 5-ти или менее вариантов;
  • для присоединения контрольно-измерительных приборов;
  • для защиты измерительных приборов от гидроударов;
  • для подключения отопительных приборов;
  • для подключения двух участков отопления, с необходимостью отключения одного или обоих участков.

Теоретически кран, как смеситель, может объединять два потока в один. Но такое его использование не имеет практического применения, поскольку он не может регулировать пропорцию смешивания. Кроме того, потоки с разным напором, невозможно смешивать, без применения регулирования потока.

Как выбрать

Для правильного выбора трехходового крана, необходимо четко представлять, какие варианты переключений необходимы для конкретной ситуации и схемы отопления. Выбрать необходимо отключающий прибор, который исключит другие, нежелательные варианты переключения.

Если требуется регулирование потоков по одному или двум направлениям, то в этом случае, стоит выбирать регулируемый трехходовой клапан. Принцип действия которого иной. Производители обязательно указывают все возможные варианты переключений, которые способен обеспечить трехходовой кран.

При выборе шарового крана для системы отопления или горячего водоснабжения, следует убедиться, что он предназначен для работы в необходимом диапазоне температуры. Для обеспечения герметичного и в то же время, не требующего значительных усилий, поворота шара, применяется фторопластовая прокладка, между шаром и корпусом. Не у всех моделей фторопластовая прокладка рассчитана на высокую температуру.

Если место установки, позволяет применить длинную рукоять привода штока, то следует выбирать с такой рукоятью. Длинная рукоять значительно облегчает процесс закрытия и открытия. Выбор с рукояткой привода штока по типу «бабочка», оправдано только для стесненных условий. Но часто рукоять «бабочка» выбирают по эстетическим представлениям.

Установка и эксплуатация

При монтаже следует пользоваться ключами, подходящими под размер гайки на его корпусе. Попытка удержать его сантехническим ключом за корпус, часто приводит к разрушению. Стенки корпуса намного тоньше граней гайки.

Нельзя допускать распределения веса присоединяемого оборудования и трубопроводов на корпус. Он не рассчитан на такие нагрузки. Необходимо применять опорные конструкции под оборудование и трубопровод рядом с краном.

Читать еще:  Вода или антифриз в системе отопления дома

Шаровые и пробковые краны, постоянно открытые, необходимо, не реже 1 раза в 3 месяца, открывать и закрывать 2 – 3 раза. Для очистки шара и предотвращения «залипания». Если он закрыт или приоткрыт, то процедуру проводят чаще, раз в месяц. Истирание фторопласта будет незначительно. Даже у слабых конструкций, указывается ресурс в 25 тысяч циклов.

О достоинствах и недостатках трехходовых механизмов

О преимуществах и недостатках уже было сказано, поэтому кратко обобщим и перечислим.

  • разделение на 2 равноценных потока с возможностью отключения одного или обоих;
  • выбор варианта соединения трубопроводов между собой;
  • выбор только необходимых или допустимых вариантов соединения трубопроводов;
  • быстрое включение и выключение контрольно-измерительных приборов, с защитой их от гидроудара;
  • возможность отключения всех, 3-х трубопроводов.
  • невозможность регулирования объема потока;
  • требуется периодическое обслуживание;
  • залипание шара или пробки в результате минеральных отложений;
  • возможно только ручное управление (существуют модели с электроприводом, но из-за высокой стоимости, применяются только в производственных технологических циклах);
  • возможна ошибка при переключениях.

В то же время встречаются ситуации, когда необходимо применение только трехходового. Например, в системе отопления при установке на подающем трубопроводе после котла, когда подача должна обязательно соединяться хотя бы с одним трубопроводом. Такой кран должен исключать возможность полного перекрытия подачи, во избежание перегрева теплоносителя и выхода котла из строя.

Популярные производители

В магазинах можно приобрести трехходовые краны от следующих известных производителей:

Страна бренда VALTEC Италия Италия, Россия, Китай, страны восточной Европы ITAP Италия Италия, Россия ESBE Швеция Швеция ROYAL THERMO Россия Россия Поток Россия Россия

Стоимость 3-х ходового крана 1/2″ начинается от 100 рублей российского производства предприятия «ПОТОК». Но более качественные модели можно приобрести по цене 450 рублей и выше. Отдельные модели брендовых производителей могут стоить более 1500 рублей.

Трехходовой кран в системе отопления встречается нечасто. Причина в трехходовых клапанах, которые могут регулировать потоки теплоносителя по объему и в зависимости от необходимой температуры. И потому они вытеснили обычные.

Кроме того, внутреннее устройство крана и клапана, также имеет разные конструкции. В кране подвижной частью является пробка или шар с отверстиями. В клапане подвижной частью является сам клапан, неспособны перекрыть более одного отверстия.

Есть и принципиальное отличие. В трехходовом кране, при повороте штока, пропускное сечение всех, трех отверстий меняется одинаково. В трехходовом клапане, при повороте или смещении клапана, пропускное сечение меняется только у одного или двух отверстий (зависит от конструкции). Третье отверстие всегда остается с неизменным пропускным сечением.

В видеоматериале подробно описаны виды и модели для систем теплоснабжения:

Делаем узел подмеса для теплого пола своими руками: технология сборки

Система «теплый пол» хорошо прижилась для отопления в частных домах. Кто-то обогревает отдельные комнаты водяным их видом, а некоторые вообще оборудуют такую систему на весь дом. Также нередко с таким отоплением совмещают и обычные радиаторы отопления, которые требуют более горячей воды для нормальной работы.

Для этого делают узел подмеса теплого пола, о котором мы расскажем вам в этой статье.

Зачем нужен смесительный узел

Стоит сразу отметить, что узел смешения для теплого пола применяется только вместе с водяной системой подогрева.

Обычно система отопления организована таким способом:

  • Один нагревательный котел;
  • Нагревающий теплоноситель;
  • Контур с высокой температурой для радиаторов;
  • Один или несколько контуров для теплого пола.

Котел нагревает воду до 75-95 градусов, а по санитарным нормам максимальная температура поверхности не должна превышать 31 градус. Это связано в первую очередь с комфортным нахождением босиком, а также особенностями использования многих напольных покрытий для квартиры или дома.

Совет!
Если учесть толщину стяжки и напольного покрытия, тогда температура в трубах должна быть 35-55 градусов.
Именно для этого контуры теплого пола подключаются не напрямую, а через смесительный узел.
Использование их не обязательно, в случае если источник тепла не нагревает слишком горячую воду и в доме больше не используются высокотемпературные контуры.

Как работает система подмеса воды

Система подмеса на несколько комнат

Условно говоря, узел смешивания для теплого пола работает таким образом:

Горячая жидкость доходит до коллектора теплого пола и останавливается с помощью предохранительного клапана, если её температура слишком высока. От давления срабатывает заслонка и начинает подавать остывшую жидкость из обратки (которая уже прошла сквозь контур и остыла). Как только температура становиться оптимальной, клапан перекрывается обратно. Есть несколько способов организовать подмес воды, о котором мы расскажем ниже.

Также зачастую коллекторный узел не только держит оптимальный уровень температуры, но и увеличивает давление в контуре для улучшения циркуляции.

Он обычно состоит из следующих элементов:

  • Предохранительный клапан, о котором мы рассказали выше. Он включает смешивание, если температура становиться слишком горячей.
  • Циркуляционный насос, который увеличивает давление воды и делает прогрев равномерным.

Помимо этого узел может еще включать в себя байпас – для защиты от перегрузок, клапаны для спуска воды и воздухоотводчики. В зависимости от ваших требований, его сборка может быть выполнена несколькими способами.

Смесительный узел всегда устанавливается до контура теплого пола, но место его крепления может быть разным: непосредственно в комнате, в котельной или другой комнате в коллекторном шкафу.

Главным отличием смесительных узлов друг от друга являются используемые в них клапаны. Наиболее популярными считаются двух- и трёхходовые клапаны.

Двухходовой клапан

Двухходовой питающий клапан

Также такой клапан часто называют питающим. На нем установлена термоголовка с датчиком жидкости, который постоянно проверяет подаваемую воду. При необходимости он отсекает подачу горячей жидкости от котла.

В итоге для смешивания постоянно подается вода из обратки, а когда она приостывает, клапаном добавляется горячая порция. Таким образом, теплый пол квартиры или дома не перегревается и срок его эксплуатации увеличивается. Такой вариант обладает маленькой пропускной способностью, поэтому регулировка происходит плавно, без резких скачков.

Большинство мастеров предпочитают устанавливать именно такой тип смешивания, но для его использования площадь отопления не должна превышать 200 квадратов.

Трехходовой клапан

Такой вид совмещает в себе функции пропускного клапана и байпасного балансировочного крана. Его главным отличием является смешивание внутри него горячего теплоносителя с остывшей обраткой. Зачастую они оснащаются сервоприводами, которые управляют термостатическими устройствами и метеоконтролеррами.

Внутри этого клапана расположена заслонка, которая установлена в зоне между трубой подачи и обратки. Регулируя положение заслонки, изменяется соотношение подаваемой воды.

Трёхходовой смесительный кран

Этот тип подключения считается более универсальным, хорошо подходит для крупных систем с большим количеством контуров и использованием метеоконтроллеров.

Также стоит рассказать о недостатках такой схемы подключения. Не исключены случаи, когда по сигналу от термостата клапан полностью откроется и впустит воду 95 градусов в контур. В системе теплого пола недопустимы резкие скачки температуры и давления, трубы теплого пола попросту могут лопнуть.

Вторым недостатком является большая пропускная способность трехходового клапана. То есть даже от незначительного его смещения температура может резко измениться.

Уличные датчики температуры

Подключение вместе с уличным датчиком температуры

Погодозависимые датчики ставят для автонастройки температуру под погодные условия. Например, при резком похолодании они дают команду на увеличение температуры пола.

Вентиль поворачивается максимум на 90 градусов. Контроллер делит их на 20 отрезков по 4,5 градуса и каждые 20 секунд проверяет подаваемую температуру. Если фактическая температура не соответствует оптимальной, вентиль поворачивается на 1 деление. Кроме того, некоторые виды могут снижать подачу воды, когда дома никого нет.

Конечно, это можно делать вручную, и каждый раз подкручивать вентиль, но устанавливать каждый раз оптимальный режим подогрева будет трудно.

Схема смесительного узла

Наиболее популярные схемы смесительных узлов в сборе представлены ниже. Для каждой группы коллекторов нужно будет устанавливать свои термостаты, расходометры и клапаны. Смешивание может происходить как до коллекторов, так и на каждом отводе коллекторной группы.

Смесительный узел для теплого пола Валтек для одного контура до 20 кв. м.

На фото показана схема подключения одного контура теплого пола

Одноконтурный смесительный узел Валтек с авторегулировкой

Схема подключения с авторегулировкой

Узел Валтек с авторегулировкой для подключения 2-4 контуров теплого пола на 20-60 квадратов.

Схема подключения нескольких контуров

Коллекторный шкаф для подключения 3-12 контуров теплого пола (на 30-150 квадратов).

Также схема может дополняться дополнительными элементами:

  • Балансировочный клапан для вторичного контура позволяет регулировать соотношение горячего и холодного теплоносителя из обратной подачи. Поворот вентиля происходит с помощью шестигранника. Чтобы случайно не сместить его положение, он фиксируется зажимным винтом. Также на нем есть шкала расхода пропускной способности (0-5 кубов в час).
  • Балансировочный запорный клапан контура радиаторов нужен для связки смесительного узла с другими элементами системы. Он также поворачивается с помощью шестигранника.
  • Перепускной клапан – предохранитель, который защищает насос от режима, в котором прекращается проток жидкости через него. Он срабатывает, когда давление в системе снижается до заданного уровня.

Схемы подключения смесительных узлов показаны на фото:

Схема подключения теплого пола к котлу

Стоит учитывать, что схемы могут отличаться в зависимости от вида системы отопления: одно- или двухтрубной. Например, если у вас однотрубная система, то байпас должен быть всегда открыт, чтобы часть горячей воды могла всегда проходить дальше к радиаторам. В двухтрубной системы байпас будет закрыт, так как в нем нет необходимости.

Обратите внимание!
Коллекторную группу не обязательно ставить до контура с радиаторами.
Если у вас маленький дом и температура не успевает сильно остывать по мере движения, то коллектор можно монтировать на обратку в радиаторный контур.

Сколько стоит готовый узел

Конечно, можно не мучиться с изучением схем работы разных видов подключений, а купить уже собранный вариант системы. Такие варианты вы можете найти в строительных магазинах, но цена на них высока. Зато это убережет вас от ошибок при сборке и расчётов, ведь нужно хорошо знать назначение каждой детали.

Пример неправильного подключения

К примеру, наиболее популярный в России итальянский смесительный узел для теплого пола Valtec с насосом обойдется вам примерно в 15 тысяч рублей. Не менее популярный американский смесительный узел для теплого пола Watts Isotherm стоит также в пределах 15-16 тысяч. Если вы хотите сэкономить, то можно собрать подобный узел своими руками из отдельных деталей.

Читать еще:  Отопление электрическим котлом сколько обходится

Заключение

После сборки всего агрегата нужно произвести его подключение к контурам. Это делается с помощью специальных фитингов, поэтому у вас не возникнет проблем с креплением. Перед запуском нужно будет произвести его балансировку.

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

В современных системах отопления трехходовой клапан применяется довольно часто, поскольку является средством качественного регулирования теплоносителя – по температуре, а не по расходу. Ведь подача в радиаторы оптимально нагретой воды – лучший способ экономить энергоносители.

Есть у термосмесительных кранов и другие полезные функции, о которых вы узнаете из данной статьи. Но вначале стоит рассмотреть, как работает трехходовой клапан, а также разобраться в его внутреннем устройстве.

Разновидности 3-ходовых клапанов

Все термостатические трехходовые клапаны для отопления делятся на 3 вида по устройству и принципу работы:

  • смесительные;
  • разделительные;
  • переключающие.

О назначении каждой из 3 разновидностей можно судить по названию. Первый тип клапана смешивает два потока теплоносителя с различной температурой, второй – разделяет, третий занимается переключением воды между 2 линиями. Распознать их внешне нетрудно, обычно принцип работы изображен на корпусе в виде рисунка. Вот как выглядит трехходовой смесительный клапан:

На заводском шильдике от фирмы Herz четко показано смешивание 2 потоков, значит, это смесительный вентиль

Похожее обозначение стоит на разделительном элементе. Что же касается переключающих кранов, то на их корпусе изображения может и не быть, зато есть значительные внешние отличия по форме.

Разделительный (фото слева) и переключающий (справа) 3-ходовой клапан

С помощью смешивания или разделения потоков добиваются оптимальной температуры теплоносителя, подаваемого в радиаторы системы отопления или контуры теплого пола. Переключение используется в газовых двухконтурных котлах, когда нагретую воду надо поочередно направлять в разные теплообменники.

Устройство и принцип работы

Чтобы разобраться, из чего состоит и как работает термосмесительный трехходовой кран самого распространенного седельного типа, следует изучить представленную ниже схему. Внутри латунного корпуса с тремя патрубками методом литья устроены 3 камеры, проходы между которыми перекрываются тарельчатыми клапанами. Они закреплены на одной оси – штоке, выходящем из корпуса с четвертой стороны.

В смесительном 3-ходовом кране выходной патрубок (откуда идет смешанная вода) всегда открыт, остальные 2 штуцера поочередно закрываются термоголовкой

Принцип действия следующий: при нажатии на шток начнет открываться проход для одного потока и постепенно закрываться для другого, в результате чего в камере смешивания клапана получится вода необходимой температуры. Она покидает латунный корпус элемента через третий патрубок. Регулировка силы нажатия на шток осуществляется термоголовкой с выносным датчиком температуры, установленным в соответствии со схемой.

Весь процесс стоит разъяснить подробнее:

  1. Представьте, что со стороны горячей воды поступает недостаточно прогретый теплоноситель. Тогда механизм пропускает его дальше, а третий патрубок закрыт. Выносной датчик наполнен термочувствительной жидкостью и посредством капиллярной трубки соединен с резервуаром (сильфоном) внутри термоголовки.
  2. При нагреве датчика эта жидкость расширяется, ее объем в трубке и сильфоне увеличивается, в результате последний начинает нажимать на шток трехходового клапана. Момент нажатия определяется регулировкой на шкале термостатической головки, настроенной на требуемую температуру.
  3. После этого к потоку разогретой воды подмешивается холодная из третьего патрубка и температура воды на выходе из термоклапана остается неизменной, хотя нагрев теплоносителя на входе продолжается.
  4. Если входящая вода продолжает нагреваться сверх нормы, то для сохранения установленной температуры на выходе термостатический клапан может полностью перекрыть вход и открыть боковой проток. При этом шток опускается в крайнее нижнее положение.
  5. Как только датчик отметит остывание теплоносителя, головка слегка отпустит шток, откроется седло клапана с горячей стороны и начнется подмешивание нагретой воды.

Способ регулировки трехходового крана термостатической головкой с датчиком – самый популярный, поскольку является достаточно точным и простым, причем не требующим электричества.

Если вести речь о разделительном клапане, принцип его работы практически такой же, только при нажатии на шток один поток начинает делиться на два. А вот в переключающем элементе направление движения меняет электропривод, о чем подробно рассказано на видео:

Использование приводов

Помимо термостатической головки, клапаном можно управлять и другими способами. Первый из них – ручной, когда глубину нажатия штока определяет поворот рукоятки снаружи корпуса. Не самый лучший вариант и годится только в том случае, когда температура воды, поступающей в патрубки, неизменна. Другой вариант – управление с помощью серво— и электропривода, получающего команды от контроллера. Для совместной работы с разными приводами используется и другой тип клапанов – поворотные, чье устройство показано на рисунке:

Этот клапан с 3 выходами очень похож на обычный шаровой кран с электроприводом

Здесь есть определенное сходство с шаровым краном, только рабочий поворотный элемент имеет другую форму отверстия, чтобы пропускать теплоноситель сразу в двух направлениях. Принцип работы здесь простой: ось поворачивается на требуемый угол, вращаемая приводом. Последний управляется контроллером, получающим импульсы от одного или нескольких датчиков. Обычно приводы на клапаны устанавливают в сложных либо автоматизированных системах отопления с погодным регулированием.

Схемы подключения клапана к системе отопления

Когда есть понимание, что такое трехходовой клапан и в чем состоит его работа, можно рассмотреть различные схемы подключения, зависящие от назначения и роли элемента в отоплении дома. Установка термосмесительного 3-ходового клапана производится в 4 случаях:

  1. Для защиты твердотопливного котла от воздействия конденсата и температурного шока после внезапных отключений электроэнергии.
  2. Теплоноситель в контурах теплых полов должен прогреваться до 45 °С, температуру поддерживает смесительный узел с трехходовым краном.
  3. Для поддержания необходимой температуры воды в разных ветвях системы.
  4. Когда требуется подключить бойлер косвенного нагрева к одноконтурному газовому котлу.

Чтобы защитить тепловой агрегат на твердом топливе от образования конденсата, нельзя во время его разогрева допускать подачу в котловой бак остывшей воды из радиаторной сети. Для этого используется следующая схема подключения котла с байпасом и трехходовым смесительным клапаном:

Схема работает так. Пока теплогенератор не прогрелся, вода циркулирует по малому кругу через байпас. При нагреве теплоносителя в обратке до 50—55 °С клапан начинает открываться и подмешивать холодный теплоноситель из системы. При выходе отопителя на рабочий режим байпас перекрывается и весь поток идет через радиаторы. Подробнее эта тема раскрыта на видео:

В системе теплых полов данный элемент выполняет те же функции. Циркуляционный насос гоняет теплоноситель по греющим контурам до тех пор, пока он не начнет остывать. Как только это произойдет, сработает датчик и термоголовка, после чего трехходовой клапан станет добавлять в замкнутый контур горячую воду, идущую от котла. Как своими руками правильно выполнить монтаж коллектора теплых полов, насоса и клапана, показано на схеме:

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

Следующий пример использования и подключение этой важной детали – обвязка твердотопливного теплогенератора и буферной емкости – аккумулятором тепла. Чтобы прогреть ее целиком достаточно быстро, температура подаваемого теплоносителя должна быть от 70 до 85 °С, каковая вовсе не нужна в системе радиаторного отопления. Понизить ее как раз и помогает трехходовой клапан, установленный за емкостью вместе с отдельным циркуляционным насосом.

В схеме с теплоаккумулятором и ТТ-котлом применяется 2 смесительных клапана, каждый регулирует температуру в своем контуре

Важно. Устанавливая смесительный клапан, помните, что насос должен располагаться с той стороны, где находится всегда открытый патрубок трехходового крана.

Сложная отопительная система большого коттеджа может иметь множество потребителей, подключаемых посредством гидрострелки и распределительного коллектора. Причем в каждый из контуров надо подать теплоноситель с разной температурой. Самая высокая нужна бойлеру косвенного нагрева, поэтому на подводке к нему регулирующей арматуры нет. Остальным потребителям нужен более холодный теплоноситель, а потому они подключены через трехходовые клапаны.

Пока змеевик прогревает бойлер, отопление бездействует, поскольку клапан переключает поток между 2 линиями

Бюджетные элементы с фиксированной температурой воды

В несложные отопительные системы загородных домов, получающие тепловую энергию от ТТ-котла, допускается ставить трехходовой клапан упрощенного типа, действующий автономно. Для работы ему не нужна термоголовка с температурным датчиком, да и штока там нет. Управляющий термостатический элемент установлен внутрь корпуса и настроен на определенную температуру воды на выходе, например, 60 или 50 °С (указывается на корпусе).

Схема работы и устройство клапана со встроенным регулирующим элементом

Термосмесительный кран данного типа всегда поддерживает фиксированную температуру теплоносителя на выходе, изменить эту настройку нельзя. Отсюда возникает плюс и минус в использовании подобной арматуры:

  1. Преимущество — более низкая цена, чем стоимость узла с термоголовкой. Разница существенная — около 30%.
  2. Недостаток — нельзя регулировать нагрев выходящего теплоносителя. Когда элемент с завода настроен на 55 °С, то он всегда будет подавать воду с этой температурой ±2 °С.

Совет. Перед покупкой клапана упрощенной конструкции внимательно читайте техническую документацию на твердотопливный котел, в ней нередко указывается минимальная температура обратного теплоносителя. Больше информации по применению смесительной арматуры вы найдете в отдельной публикации.

Заключение

Термостатический трехходовой кран – очень полезная деталь системы отопления частного дома, позволяющая эффективно использовать нагреваемый теплоноситель, а значит, и экономить топливо. Кроме того, эта простая деталь играет роль элемента безопасности для твердотопливных котлов и позволяет продлить им срок службы. С другой стороны, не стоит ставить клапан без нужды и куда попало, по этому поводу всегда консультируйтесь со специалистом в данной области.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector