Как правильно подобрать трехходовой клапан для твердотопливного котла

Ситуаций, когда может понадобиться перераспределение потоков теплоносителя, множество.

Принцип действия и типы приводов клапана

Изделие производится разных конфигураций и с различными приводами, но принцип работы трехходового клапана остается неизменным: смешивать два потока с разными температурами в один, температура которого задана пользователем или требуется по схеме. Жидкость внутри клапана течет от одного патрубка к другому до тех пор, пока не изменится ее температура и не достигнет установленного значения. Тогда привод постепенно открывает поток из третьего патрубка, удерживая температуру выходящей воды в рамках заданного значения. На этом основании такой кран и называется трехходовым.

Принцип работы трехходового клапана

Любой трехходовой смесительный клапан имеет два входных и один выходной патрубки. Распределение потоков осуществляется с помощью привода, который бывает нескольких видов:

  1. Термостатический привод (термостат) является одним из самых популярных, работает за счет теплового расширения чувствительного элемента, вследствие чего происходит нажим на шток клапана и жидкость начинает смешиваться.
  2. Широко распространенный тип привода, который устанавливается в трехходовой переключающий клапан – это электрический, действует от сигнала с блока управления.
  3. Клапан может управляться нажатием на шток приводом термостатической головки. Она реагирует на температуру воздуха, которую определяет сама или с помощью выносного датчика и капиллярной трубки. Привод чаще всего используется в напольных системах обогрева.

Стационарные твердотопливные котлы не могут быть напрямую включены в систему отопления. Одна из причин – нельзя допустить попадание холодной воды в рубашку котла, пока он не разогрелся. В противном случае на стенках топки выделяется конденсат, который, смешиваясь с пеплом, образует прочный слой нагара. Он препятствует свободному теплообмену, уменьшая КПД установки, а счистить нагар очень трудно. Вторая причина – нужно защищать чугунные топки от перепада температур при непредвиденной остановке насоса вследствие отключения электричества, а потом его запуска. Задача — не пустить холодную воду внутрь горячего котла, для чего и нужен трехходовой клапан. Он заставит циркулировать теплоноситель по малому кругу, пока тот не нагреется, и только потом станет подмешивать холодную воду.

Назначение и принцип работы

Трёхходовой кран – это тройник с запорным или регулирующим механизмом внутри.

Пригодиться такое устройство может как владельцам частных домов, так и квартир. Устанавливается кран в тех местах отопления, где в перспективе нужно будет разделять или перекрывать поток воды.

Корпус крана выполнен из латуни, стали или чугуна.

Запорное устройство может быть:

  • конусным;
  • шаровым;
  • цилиндрическим.

У крана три отверстия. Два из них для подвода горячей и холодной воды. А третье – выход. Вода в кран подаётся и горячая и холодная вместе.

Далее идёт регулировка:

  • Если кран закрыт – к радиаторам идёт холодная вода.
  • Если кран открыт – к радиаторам идёт горячая вода (той t, какую выдаёт котёл).
  • Если кран открыт до половины – вода смешивается и становится тёплой.
  • Для системы «тёплый пол», чтобы регулировать температуру и экономить энергию.
  • В квартирах, когда нужно перекрыть подход горячей воды к батареям, не оставив при этом без тепла соседей.
  • Для поддержания t на входящей котельной трубе на уровне 40-50 градусов, чтобы в котле не скапливался конденсат.

Обратите внимание:

  • При неправильном использовании кран может заклинить.
  • Сэкономив средства на приобретении дешёвого устройства, можно столкнуться с быстрым изнашиванием.
  • Трёхходовая арматура не любит высокого давления.

Аккумулятор отопления работает по принципу кирпичной печи – когда ее отключают, она продолжает отдавать тепло, что экономит энергию. Теплоаккумулятор для котлов отопления – целесообразность использования, плюсы и минусы системы.

О том, как выбрать теплые электрические полы и какие системы существуют, читайте тут.

А здесь -otopleniya/montazh-sistem-otopleniya/ представлена схема подключения теплого пола, присоединение коллектора и терморегулятора, типы смешивания.

Устройство клапана

Подобный агрегат устанавливается на все модели отопителей. Его конструкция является стандартизированной, так что отличаться могу только габаритные размеры. Так что трехходовой клапан для котла Аристон, Ардерия, Navien, бойлера и любой другой модели внешне будет выглядеть одинаково.

Читайте также:  Котельная в частном доме – требования, размеры, схема котельной

Что касается технических характеристик, то этот параметр необходимо уточнять в техпаспорте. Не стоит пытаться приделать к котлу запчасть, которая не подходит по размеру, так как нормально функционировать он все равно не будет, а вот беда в виде серьезной поломки вполне может проявиться из-за таких действий. И в итоге желание сэкономить приведет к дополнительным затратам.

Трехходовой клапан для твердотопливного и газового котла также ничем не отличается по устройству. Тип используемого для получения тепловой энергии топлива никак не влияет на особенности циркуляции теплоносителя. Дело в том, что клапан никак не контактирует с камерой сгорания, поэтому его не нужно подстраивать под тип системы отопления.

Что касается теплоносителя, то вы бытовых условиях в 100% случаев российские граждане используют обыкновенную воду. Это связано с ее доступностью и отсутствием каких-либо проблем с эксплуатацией. Нет смысла ничего изобретать, если отопление и так хорошо работает и имеет многолетний успешный опыт использования.

Изготавливаются данные детали из бронзы или нержавеющей стали. Полимерные аналоги пока еще мало распространены, хотя в дальнейшем можно прогнозировать увеличение их количества, если они хорошо проявят себя в эксплуатации.

Устройство трехходового клапана газового котла очень простое. Он имеет Т-образный вид с двумя входными и одним выходным отверстием. Внутри имеется специальная мембрана, которая регулируется поступающие из разных источников потоки таким образом, чтобы достигалась оптимальная температура.

Бывают автоматические и механические варианты.

  • В автоматических движения мембраны происходят сами собой, в зависимости от температурных показателей теплоносителя.
  • В механических агрегатах положение разделителя выставляется человеком вручную, так что нужно дополнительно устанавливать термометры на каждой входящей трубе, чтобы иметь возможность следить за температурным значением.

Так что принцип работы трехходового клапана котла основан на всем известных законах физики.

Что такое сервопривод и как он устроен?

Давайте начнем с определения. Сервопривод — это электродвигаетль, управляемый через отрицательную обратную связь. В данном случае отрицательной обратной связью будет датчик угла поворота вала, который прекращает движение вала при достижении нужного угла. Чтобы наглядно себе представлять сервопривод, смотрите ниже на картинку:

Внутреннее устройство сервопривода.

Как обычно, для наглядности рассмотрим устройство сервопривода по рисунку:

Как видно, внутри сервопривода расположены следующие составные части:

  • Электрический мотор.
  • Редуктор, состоящий из нескольких шестеренок.
  • Выходной вал, которым привод вращает клапан или другое устройство.
  • Потенциометр — эта та самая отрицательная обратная связь, с помощью которой осуществляется управление углом поворота вала.
  • Управляющая электроника, которая расположена на печатной плате.
  • Провод, по которому подводятся напряжение питания (220 или 24 В) и управляющий сигнал.

Управляющий сигнал сервопривода.

Давайте теперь подробно остановимся на управляющем сигнале. Сервопривод управляется импульсным сигналом с изменяемой шириной импульса. Для тех, кто не знает о чем идет речь привожу еще одну картинку:

То есть ширина импульса (по времени) определяет величину угла поворота  вала. Настройка таких управляющих сигналов дело нетривиальное и зависит от конкретного привода. Количество управляющих сигналов зависит от того, сколько положений может занимать выходной вал. Сервопривод может быть двухпозиционным (2 управляющих сигнала), трехпозиционным (3 управляющих сигнала) и так далее.

Трехходовой клапан: технология подбора и самостоятельной установки

Трехходовой клапан – это устройство, предназначающееся для систем отопления, в том числе и теплого пола.

Устанавливается клапан для разветвления основной магистрали, по которой в сеть поступает теплоноситель. Устройство также может выполнять и иные функции.

Какова конструкция клапана? На основании каких критериев осуществляется подбор устройства? Как произвести монтаж арматуры самостоятельно?

Арматура для системы отопления

Конструкция и назначение клапана

Стандартный трехходовой клапан состоит из следующих элементов:

  • трех патрубков, подключенных к контурам системы отопления;
  • смесительной камеры, внутри которой производится регулировка температурного режима;
  • штока, перекрывающего ход воды из какого-либо патрубка;
  • терморегулятора, приводящего шток в движение в зависимости от заданных пользователем параметров.

Трехходовой клапан в разрезе

Устройства данного вида могут быть использованы:

  • в отопительных системах жилых и производственных помещений для смешивания или разделения потока теплоносителя;
  • в системах теплый пол (по аналогии с предыдущим пунктом);
  • в системе горячего водоснабжения для исключения возможности повышения температуры воды.

Критерии выбора клапана

Как выбрать трехходовой клапан? При выборе рекомендуется учитывать:

  • назначение устройства;
  • конструктивное исполнение;
  • тип привода;
  • дополнительные параметры.

Разновидности клапанов по назначению

Клапан трехходовой для котла или иного устройства может быть:

  • смесительным, то есть основное назначение арматуры заключается в смешении разных потоков жидкости до заданной пользователем температуры. Используется смесительный клапан в системах теплого пола для предотвращения перегрева и выхода коммуникаций из строя и в системах горячего водоснабжения;
  • разделительным. В отличие от предыдущего вида основное назначение устройства заключается в распределении подающего потока теплоносителя по разным веткам магистрали, например при монтаже дополнительного радиатора;
Читайте также:  Выбор котла для частного дома: познаем суть

Различие в работе смесительного и разделительного клапана

  • переключающимся, то есть перераспределяющим поток жидкости в системе.

Отличия в конструкции

Регулирующий клапан в зависимости от конструкции может быть:

  • седельным — движение штока происходит по вертикали до седла. Как правило, функции такого типа оборудования – смешивание потоков с разной температурой;

Клапан со штоком, движущимся по вертикали

  • поворотным — при движении штока производится вращение заслонки, регулирующей направление и мощность потоков.

Устройство с запорной заслонкой

Разные типы приводов и их особенности

Шток трехходового клапана может быть приведен в действие:

  • термочувствительным элементом, установленным на терморегуляторе. Преимуществами такого типа управления является простота, высокая точность и отсутствие необходимости электропитания;

Трехходовой клапан с терморегулятором

  • электроприводом. Клапаны с электроприводом получают параметры, заданные пользователем с датчиков температуры, установленных в разных местах, или общего управляющего контролера. Стоимость такого оборудования высока, но основным плюсом является максимальная точность работы прибора.

Оборудование, приводимое в действие электроприводом

Дополнительно

При приобретении клапана для теплого пола или иной коммуникационной системы также рекомендуется учитывать:

Технология установки клапана

Как правило, установка трехходового клапана осуществляется методом резьбового соединения. Герметичность резьбы достигается применением уплотнителя, в качестве которого может выступать ФУМ-лента, нить Тангит Унилок или обычная льняная нить совместно с изоляционными составами.

При монтаже следует соблюдать следующие правила:

  1. клапан должен быть установлен только в полном соответствии с направлением движения теплоносителя, указанного стрелками на корпусе оборудования или буквами (А и В – вход, АВ – выход);

Правильный способ монтажа клапана

  1. до и после оборудования рекомендуется установить манометры для контроля за давлением в системе;
  2. для защиты клапана от воздействия примесей, содержащихся в центральных магистралях, устанавливается фильтр;
  3. до и после клапана должны находиться прямые участки трубопровода, размер которых устанавливается производителем устройства и указывается в технической документации;
  4. перед клапаном необходимо установить любое устройство, дросселирующее избыточное давление в системе;
  5. оборудование не должно находиться под нагрузкой.

Схема установка клапана и дополнительного оборудования

Где и как правильно установить клапан, смотрите на видео.

Выполнить подбор и монтаж трехходового клапана можно самостоятельно. Однако при несоблюдении правил установки, рекомендуемых производителем оборудования, гарантия с клапана снимается.

Сферы применения

Трехходовой клапан, принцип работы которого был рассмотрен выше, обладает достаточно широкой сферой применения. Так, такие его разновидности, как электромагнитное устройство или же прибор с термоголовкой, часто встречаются в современных магистралях, где требуется корректировка пропорций при смешивании двух разделенных потоков жидкости, но без снижения мощности или объема.

Что же касается использования в быту, то самым популярным здесь считается термостатический смесительный прибор, с помощью которого, как уже отмечалось выше, можно регулировать температуру рабочей жидкости. Эта жидкость может подаваться как в трубопровод «теплого пола», так и в отопительные радиаторы. А если клапан еще и имеет автоматическое управление, то контролировать температуру в жилище можно будет без каких-либо проблем!

Обратите внимание! Применение трехходового клапана в отопительной системе в целях уравновешивания перепадов температуры крайне выгодно не только в плане комфорта и удобства, но и в плане экономии средств.

Дело в том, что путем регулирования температуры жидкости на «обратке» отопительного прибора можно значительно снизить объемы потребляемого топлива, да и на эффективности самой системы это отразится позитивно. В некоторых системах клапан попросту необходим. Например, в системе «теплого пола» данное устройство предотвращает перегрев напольного покрытия выше заданного уровня комфортности, тем самым избавляя пользователей от неприятных ощущений.

Подобного рода регулирующие устройства также используются в системах водоподачи в целях получения перманентного потока с требуемой температурой. Простейшим примером является обыкновенный смеситель, при котором можно сделать воду горячее/прохладнее открытием/закрытием холодного крана.

Предохранительный клапан для бойлера

Сферы применения

Ранее мы описывали как выбрать и подключить предохранительный клапан для бойлера, рассказывали о сферах его применения и внутреннем устройстве. В дополнение к этой статье рекомендуем ознакомится: все подробности тут

Читайте также:  Бойлер: особенности эксплуатации, профилактики и обслуживания

О достоинствах и недостатках трехходовых механизмов

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

Достоинства:

  • 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.

Недостатки:

  • 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.

Следует отметить, что трехходовые модели имеют высокую стоимость. В некоторых случаях дешевле поставить два обычных шаровых, которые обеспечат выбор нужного варианта переключения не хуже 3-х ходового.

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.

Причины срабатывания клапана

После нескольких аварийных срабатываний клапан нужно менять из-за слабости пружины

Исправное защитное устройство никогда не сработает без причины. Каждое срабатывание клапана необходимо исследовать, чтобы определить провоцирующий фактор. Их может быть несколько. Хоть они и не всегда серьезные, проверке подлежит каждый.

  • Нестабильная работа или авария системы терморегуляции котла отопления. Срабатывания обычно частые, разлив воды обильный.
  • Проблемы с расширительным баком. Это может быть первоначальная настройка. Скрытые причины: неисправность ниппеля, поломка мембраны. В таких случаях в системе возникают резкие скачки давления, что ведет к коротким и частым раскрытиям клапана.
  • Граничное значение давления в системе отопления. Механизм защиты протекает слегка. Такие проявления присутствуют, поскольку точность пружинного устройства – ±20%. Чтобы избежать таких ситуаций, следует более точно настраивать систему и подбирать соответствующее оборудование.
  • Износ клапана. После нескольких срабатываний качество работы защитного устройства понижается. Поэтому его лучше заменить на новое или отремонтировать.
  • Нарушение работы пружины. Это происходит со временем, даже при отсутствии срабатываний. Иногда подкапывания появляются в результате просачивания теплоносителя вокруг штока. При подобных обстоятельствах также нельзя избежать ремонта или замены.

Проверить исправность защитного клапана можно при помощи красной рукоятки. Если ее повернуть в направлении по часовой стрелке, на нормальном клапане должна появиться вода. Течь прекращается сразу же после остановки вращения рукоятки. Если этого не происходит, требуется покрутить еще раз. Когда и это не помогает, потребуется замена защитного устройства.

Срок службы трехходовых клапанов

Наиважнейшие факторы, влияющие на срок службы трехходового:

  1. Материал, из которого он изготовлен.
  2. Соответствие предписанным изготовителем условиям эксплуатации – температурному режиму и качеству теплоносителя.
  3. Интенсивность эксплуатации.
  4. Качество монтажа.

В среднем производители дают гарантию на свою продукцию в диапазоне от 5 до 7 лет, это значит, что трехходовой клапан с легкостью может проработать и в 2 раза дольше. А вот гарантия на пластиковые модели не превышает 1 года.

Срок службы трехходовых клапанов

Самой надежной всегда признавалась арматура с ручной системой управления. Электронные и термостатические датчики гораздо быстрее выходят из строя, чем сам клапан, и требуют ремонта или полной замены.

Как выбирать

Трехходовые клапаны для тепловых пунктов и центральных котельных устанавливают в соответствии с проектными решениями. Поэтому выбираются модели, указанные в проекте, либо их аналоги.

Для частного дома 3-х ходовой прибор подбирается по сечению трубопроводов, на которые он будет устанавливаться. Обязательно учитывается способ управления трехходовым клапаном. Если он устанавливается в котельной, то с электроприводом и блоком управления, от датчика температуры, находящегося в жилом помещении. Следует учитывать допустимую длину кабеля к датчику.

Если прибор выбирается для установки перед радиатором, то лучший вариант с терморегулирующей головкой. Следует знать, что существуют терморегуляторы с выносным капиллярным термостатом, который можно установить на расстоянии до 2-х метров от регулятора. Этот вариант стоит рассмотреть, если невозможно избежать нагрева термоголовки от радиатора. Например, когда он очень близко расположен у стены со стояком и устанавливать прибор приходится вплотную к батарее.