Схема подключения трехходовой термостатический смесительный клапан

Трехходовой клапан для отопления

На выходе из котельной установки теплоноситель имеет определенную температуру, которая автоматически поддерживается в пределах заданного пользователем значения. Но зачастую для нескольких контуров системы отопления требуется вода с различной температурой, что не может быть обеспечено автоматикой котла. В таком случае в схему добавляется трехходовой термостатический смесительный клапан, чьей задачей является поддержание необходимых параметров теплоносителя в малом контуре котельной установки и контурах системы отопления.

Конструкция и принцип работы трехходового крана

Чаще всего изделие напоминает с виду обычный тройник из латуни или бронзы, сверху которого установлена регулировочная шайба. Под ней находится термочувствительный элемент, который нажимает на рабочий шток, выходящий из корпуса. Внутри на штоке закреплен конус, герметично входящий в седло. Чтобы понять, как работает трехходовой клапан, нужно изучить его строение в разрезе:

Трехходовой термостатический смесительный клапан

Вода циркулирует через фронтальный и правый патрубки до тех пор, пока ее температура не вырастет или понизится до заданного значения. Задача и принцип действия трехходового клапана заключается в том, чтобы удержать температуру теплоносителя на выходе в заданных пределах, подмешивая холодную или горячую воду (в зависимости от схемы) из левого патрубка. Когда параметры теплоносителя выходят за указанные пределы, внешний привод нажимает на шток. При его перемещении конус выходит из седла и открывает сообщение между всеми тремя каналами. Процесс продолжается до полного перекрывания фронтального входного патрубка, если температурные параметры воды не перестанут изменяться.

Трехходовой клапан с термоголовкой

Существует внутренний механизм клапана другого типа, по конструкции он похож на шаровой кран. Такой трехходовой переключающий клапан вместо седла с конусом имеет внутри шар с выборкой специальной формы. Для перераспределения потоков теплоносителя в таких изделиях привод должен не нажимать, а вращать шток, на котором закреплен шар. Клапаны с шаровым элементом не производятся с большой пропускной способностью и применяются, как правило, в бытовых системах отопления. Другая разновидность механизма – на штоке установлен не шар, а сектор, чья рабочая часть перекрывает полностью или частично один или два потока соответственно.

Работа трехходового клапана

Типы приводов

В процессе работы управление трехходовым клапаном по температуре осуществляется внешним приводом, он бывает нескольких типов:

• Простой термостатический привод нажимает на шток за счет расширения размещенной в нем жидкой среды, чувствительной к изменению температуры. Обычно бытовые трехходовые термостатические смесительные клапаны небольших диаметров изначально снабжены таким типом привода, его можно легко снимать для установки другого вида устройства.
• Вместо штатного привода краном может управлять термостатическая головка, имеющая собственный чувствительный элемент, реагирующий на температуру окружающего воздуха. Чтобы осуществлять регулировку по температуре воды, трехходовой смесительный клапан с термоголовкой дополнительно снабжается выносным датчиком температуры. Последний помещен в трубопровод с теплоносителем и соединен с приводом капиллярной трубкой. Такое регулирование является более точным.
• Воздействовать на шток может и электропривод, управляемый контроллером. Электрические датчики, называемые преобразователями температуры, непрерывно измеряют параметры теплоносителя и сигнализируют об их превышении контроллеру, от которого зависит работа трехходового клапана с электроприводом. Самый распространенный и наиболее точный способ регулирования.
• Упрощенная разновидность предыдущего типа изделий — трехходовой смесительный клапан с сервоприводом. Разница заключается в отсутствии контроллера, привод управляет краном напрямую, получая сигналы от датчика температуры. Чаще всего применяется в комплекте с трехходовыми кранами, имеющими шаровой или секторный распределительный элемент.

Применение и схемы подключения

Для того чтобы холодный теплоноситель не попадал в рубашку твердотопливного котла при его разогреве, применяется схема подключения трехходового клапана с первичным контуром циркуляции:

Подключение трехходового клапана

Трехходовой кран отсекает холодную воду из обратного трубопровода, чтобы на внутренних стенках камеры твердотопливного котла не появлялся конденсат, который может значительно сократить срок службы агрегата. Теплоноситель циркулирует в первичном контуре, пока не нагреется до температуры, установленной на термоэлементе клапана, обычно это 40—50 ⁰С. По достижении этой температуры термостат воздействует на шток, постепенно приоткрывая поток холодной воды из системы отопления. Для гидравлической настройки всей системы в малый контур врезан балансировочный вентиль. Для правильной работы схемы обвязки котла циркуляционный насос должен устанавливаться после трехходового крана, а не перед ним, это очень распространенная ошибка.

Продолжением этой схемы может быть организация вторичного контура циркуляции, в котором задействован собственный насос и трехходовой клапан для отопления. Подключение осуществляется по такой схеме:

Трехходовой переключающий клапан

Во вторичном контуре происходит подмешивание в систему отопления горячей воды от котла по мере необходимости, а насос обеспечивает циркуляцию в этом контуре. Трехходовой кран и насос управляются контроллером, который получает данные о параметрах теплоносителя от датчиков. Отбор воды для бойлера производится между двумя контурами, где теплоноситель имеет максимальную температуру, подключение трехходового клапана к котлу в первичном контуре выполняется, как это было показано в предыдущей схеме.

Многие производители котельного оборудования устанавливают в своих отопительных агрегатах дополнительный контур для обеспечения потребителей ГВС. С целью выдержать параметры горячей воды на подаче в дом оборудование для переключения основного теплообменника на контур ГВС и обратно устанавливается внутри котла. Принцип работы и устройство трехходового клапана газового котла, задействованного в этом процессе, мало чем отличается от изделий, описанных выше. Есть небольшая разница в конструкции, которая представляет собой прямой коллектор, внутри него движется элемент, перекрывающий боковые патрубки. Шток вращается с помощью сервопривода по команде от встроенного блока управления котла.

Еще одна сфера применения – управление напольным отоплением, для этого обычно применяется трехходовой клапан с термоголовкой и выносным датчиком температуры. Общая схема выглядит таким образом:

Трехходовой смесительный клапан с термоголовкой

Схема обеспечивает подачу во все комнаты теплоносителя с одинаковой температурой. Трехходовой кран нужен для того, чтобы не допустить перегрева, так как для напольных систем отопления не требуется такая горячая вода, какая поступает из котельной установки. Насос создает циркуляцию во всех контурах, а клапан подмешивает в подающий коллектор горячий теплоноситель по мере необходимости. Такой смесительный узел – один из самых простых вариантов подключения, схема усложняется, когда требуется регулировка температуры в каждом помещении отдельно.

Заключение

Трехходовые клапаны, как устройства для приготовления теплоносителя требуемых параметров, не имеют себе альтернативы. Они применяются в смесительных узлах любого типа и для различных температур воды. Нужно только правильно выбрать клапан, схему подключения и тип привода, задействованного в этой схеме.

На сегодняшний день среди используемых систем отопления жилых помещений значительное место отводиться теплым полам. По сложности конструкции и способу монтажа теплый пол трудно назвать легким и доступным вариантом обогрева. Другое дело эффективность. Использование для отопления подогрев полов обеспечивает в жилых помещения максимально комфортный температурный баланс. Сравнивая работу водяных полов с традиционным радиаторным отоплением, первые значительно выигрывают, как в плане эффективности, так и в эстетическом плане. Единственное препятствие, которое не позволяет более широко использовать греющие водяные трубы для подогрева пола – это существенная разница температур теплоносителя.

Автономный котел или центральная система отопления дают воду для обогрева с температурой 75-95 0 С. Теплый пол является низкотемпературной системой, оптимальная температура воды в отопительных трубах водяного контура составляет 35-55 0 С. Как в такой ситуации получить воду для теплого пола нужной температуры? С этой задачей успешно справляется смесительный клапан для теплого пола. Устройство осуществляет смешивание горячей и холодной воды, циркулирующей в системе, т.е. подготовку теплоносителя для последующей подачи в трубопровод вашего пола. Какие бывают смесительные клапаны и какова их работа, рассмотрим все существующие модели и варианты установки.

Место и роль смесительных клапанов в отопительной системе «теплые полы»

Основная задача, с которой приходится сталкиваться потребителям, решая вопрос монтажа теплых полов в своем доме, добиться необходимой температуры теплоносителя. Для радиаторов вода, температурой 75 0 С вполне приемлема, чего не скажешь о трубах, которые уложены в толще бетонной стяжки.

Важно! Чрезмерный нагрев бетонной стяжки приводит к ухудшению температурного баланса внутри отапливаемого помещения. Напольное покрытие (в большинстве случаев на древесной основе) при высоких температурах быстро утрачивает свои эстетические и технологические качества, приходя в негодность.

В соответствии с санитарными нормами, нормальная температура нагрева теплых полов не должна превышать 26 0 С. Тогда срединные слои воздушной массы внутри помещения прогреваются до комфортных значений 20-22 0 С. Для того, что бы получить такие температурные параметры, вода, поступающая в петли водяного контура должна быть нагрета до 50 0 С. Чуть менее 50% тепловой энергии нагретой воды уходит на прогрев слоеного пирога теплого пола. С учетом толщины слоя бетона, материала и разновидности напольного покрытия, происходит снижение температуры на поверхности пола.

Добиться существенного снижение температуры котловой воды на входе в отопительные водяные контуры помогает смесительный узел, представляющий собой комплект взаимосвязанных приборов и устройств. Одну из главных ролей в работе смесителя играет клапан термосмесительный, смешивающий воду для теплого пола. Благодаря этому небольшому приборчику осуществляется смешение двух поток воды, холодной и горячей для того, что бы на выходе получился вода необходимой температуры. Клапаны, устанавливаемые в смесительные узлы, бывают двух типов, трехходовые и двухходовые. Каждый из типов кранов выполняет свои, определенные технологическим процессом задачи и функции. Какой прибор лучше использовать для ваших теплых полов? Что стоит за выбором типа смешивающего и регулирующего устройства?

Что собой представляет смесительный термостатический клапан

Процесс работы теплых полов заключается в подаче горячей воды из нагревательного прибора или другого источника нагрева в смесительный узел. Первое устройство, с которым вступает в контакт горячая вода предохранительный смесительный термостатический клапан. Двухходовой или трехходовой кран специально установлен для того, что бы снижать температуру котловой воды перед тем как она поступит в коллектор. Охлаждение теплоносителя осуществляется в автоматическом режиме, за счет подмеса остывшей воды из трубы обратного потока. Этот процесс происходит постоянно и беспрерывно на протяжении того времени, когда включено отопление.

Выше уже было сказано, что для этих целей используются вентили подмеса двух типов.

Двухходовой термостатический смесительный клапан

Двухходовой термостатический клапан, если говорить обычными словами, представляет собой улучшенный вариант ручного вентиля.

Несложное и понятное устройство вентиля позволяет достаточно эффективно осуществлять регулировку температуры теплоносителя в автоматизированном режиме. Обычно такой прибор ставится в отопительную систему, заменяя ручные краны. К основным достоинствам двухходового типа устройства можно смело отнести:

• автоматизированная работа по снижению температуры воды;
• простая и недорогая конструкция;
• легкий монтаж.

На заметку: Недостатком подобного прибора являются ограничения использования. Такой тип вентилей рассчитан на работу теплых полов небольшой площади. Обычно двухходовой клапан ставится на водяные отопительные контуры небольшой длины (для ванной комнаты, в детской).

Это тип смесительного прибора используется чаще всего, когда речь идет об оборудовании теплых полов в качестве вспомогательной системы отопления. С помощью этого прибора осуществляется корректная регулировка температуры теплоносителя, рабочего давления в системе и интенсивность водяных потоков.

Устройство состоит из цельного, литого корпуса (латунь или бронза). На кране имеется терморегулирующая головка с метрической шкалой. Положение головки может меняться в ручном и в автоматическом режиме. Для простых и недорогих систем отопления обычно используется оборудование с ручной настройкой. В сложных системах принято устанавливать термостатические вентили с дистанционными датчиками температуры. Основной деталью конструкции прибора – седла, одно или два. Двухседельные краны способны перекрывать поток воды полностью в отличие от трехходовых устройств.

Принцип работы устройства заключается в следующем:

• вода, поступающая из обратного контура, снова направляется в петлю теплого пола;
• снижение температуры нагрева отработанной воды ниже установленных параметров, приводит к срабатыванию устройства. В систему запускается горячая вода, смешиваясь внутри прибора с остывшей водой;
• при достижении температуры воды заданных параметров, срабатывает термостатический датчик, вентиль автоматически перекрывает подачу горячей воды в систему.

Другими словами, затвор, состоящий из седла и плунжера, реагирует на механическое действие термостатической головки. Плунжер, опуская вниз, перекрывает поток воды, снижая давление. Опущенный вниз затвор означает полную герметизацию проходных отверстий крана, соответственно вода в систему не поступает. Плунжер установлен перпендикулярно направлению движения воды и может быть игольчатым, тарельчатым или стержневым.

На заметку: если использовать этот тип оборудования при отоплении помещений большой площади, термостат будет работать со сбоями. Вода в длинных контурах быстрее остывает, поэтому термостат вентиля будет срабатывать чаще, добавляя в систему горячую воду.

На практике сегодня применяются вентили трех видов:

• Гидравлические;
• Пневматические;
• С электроприводом.

На рисунке указана схема подключения двухходового смесительного клапана в систему отопления «теплые полы».

Трехходовой смесительный клапан

Что касается трехходового смесительного клапана, то его работа в принципе отличается от принципа действия двухходового устройства. Здесь идет речь о подмесе к горячей воде, поступающей от котла к коллектору, остывшей воды, поступающей из обратки. Плюсы и минусы данного устройства аналогичны двухходовому крану за исключением одной детали:

Во время включения устройства в работу, интенсивность потока теплоносителя никак не меняется. За счет этого достигается равномерное изменение температуры воды, поступающей в петли водяного контура.

К основным особенностям этого устройства следует отнести максимально удобную регулировку температурного режима нагрева водяного пола. Этот тип смесительного устройства рассчитан на работу с масштабными системами отопления (помещения площадью более 250 м 2 ). Однако, несмотря на очевидные преимущества, трехходовой клапан имеет ряд недостатков.

Важно! При срабатывании термостата, кран открывается полностью, давая доступ в систему теплого пола горячего теплоносителя. Это может стать причиной перегрева отопительного контура в лучшем случае, а в худшем варианте, к разрыву трубопровода.

В отличие от двухходового типа, трехходовое устройство подмеса имеет низкую пропускную способность.

Изделие изготавливается из латуни или из бронзы. Оснащается изделие термочувствительной головкой или термостатом. Схема работы этого устройства следующая:

Горячая вода следует через правый и фронтальный патрубки до того момента, пока температура воды отвечает заданным параметрам. При снижении или росте температуры теплоносителя в работу вступает термостат, приводящий в движение шток. В результате движения штока происходит подмес горячей или охлажденной жидкости из других магистралей. Фронтальное отверстие открывается полностью в том случае, когда температура воды снова достигла желаемых параметров.

В зависимости от привода, трехходовые клапаны могут быть следующей конструкции:

• с термостатическим приводом;
• с термостатической головкой;
• с электроприводом;
• с сервоприводом.

Каждая модель имеет свои отличия и особенности, специально рассчитанные для использования в различных гидравлических системах коммуникаций.

Подключается трехходовой клапан следующим образом.

Заключение

Подключаются оба типа смесительных термостатических клапана по-разному. Для двухходового крана характерной является параллельная схема подключения. Для трехходового вентиля используется последовательное подключение.

Первый тип, двухходовой клапан в основном используется для работы с одним или с двумя водяными отопительными контурами. Для этого варианта и используется параллельное подключение.

Трехходовой тип устройства рассчитан на работу с длинными водяными контурами. При последовательном подключении вентиля достигается максимальная производительность теплых полов. Оба устройства монтируются в систему перед смесительным узлом, перед циркуляционным насосом. Надежность работы кранов проверяется во время пробного пуска системы отопления. Правильный монтаж и настройка приборов позволят вашим полам работать длительное время и максимально эффективно.

Термостатический клапан применяется для систем горячего водоснабжения. Чаще всего он используется для того, чтобы регулировать температуру воды. Он может подавать холодную, горячую и теплую воду. Кроме того, термостатический клапан используется для систем отопления. С его помощью регулируется температура теплоносителя, благодаря смешению потоков холодной и горячей воды. Особенно целесообразно устраивать термостатический клапан для системы теплого пола, где вода должна быть не слишком горячей.

Термостатический клапан для систем горячего водоснабжения и отопления

Виды клапанов

По назначению:

• смесительный – смешивает два потока воды различной температуры;
• разделительный – распределяет на отдельные потоки;
• переключающий – выполняет переключение потоков по разным направлениям.

Принцип работы термостатического клапана схематически изображается на его поверхности.

По способу регулирования:

1. С предварительной регулировкой. Настройка производится заранее, с использованием специального ключа, квалифицированным специалистом.
2. С открытой регулировкой. В таких системах в любой момент можно подрегулировать работу оборудования.

По виду установки:

• прямой;
• осевой;
• угловой;
• для правой установки на радиатор;
• для левой установки на радиатор;
• трехходовой клапан.

Прямой термостатический клапан

По виду систем отопления:

• для однотрубной системы отопления;
• для двухтрубной системы отопления.

Термостатический клапан для однотрубной системы имеет больший диаметр подключения.

По виду вещества в приборе:

• газовый;
• жидкостный;
• парафиновый.

По виду термоэлемента:

• ручное регулирование;
• термоголовка – регулирует систему в автоматическом режиме;
• выносной термоэлемент – устанавливается отдельно от радиатора.

Принцип работы

Термостатический смесительный клапан обеспечивает смешивание двух потоков разной температуры в один. Он имеет три хода, через один подается горячая вода, через другой – холодная, а через третий, после смешивания, выдается теплая вода. Если жидкость, которая движется по горячему потоку, имеет допустимую температуру, то холодный поток полностью перекрывается.

Если температура превышает пределы, то клапан постепенно открывается, благодаря чему подмешивается холодная вода и нормализируется её температура на выдаче. Чем горячее вода, тем больше открывается запор с холодным потоком. Трехходовой термостатический смесительный клапан необходим, чтобы получить теплоноситель оптимальной температуры.

Трехходовой термостатический смесительный клапан

• 1 – датчик с термостатической головкой, устанавливает необходимую температуру воды и обеспечивает её на выходе, благодаря регулировке степени нажатия штока.
• 2 – подпружиненный шток, регулирует работу клапанов.
• 3 – верхний и нижний тарельчатые клапаны, предназначены для регулировки потоков.
• 4 – зона смешивания, это камера, в которой происходит смешивание потоков.

Плюсы и минусы

Преимущества термостатических клапанов:

• не нуждается в специальном обслуживании;
• компактные размеры;
• эстетичный внешний вид;
• автоматическая регулировка температуры воды в трубопроводе;
• обеспечение комфортного микроклимата в жилище;
• возможность установить нужную температуру в каждом отдельном помещении.

Недостатки:

• сложность настройки прибора;
• сбой термостата может произойти под влиянием сквозняка либо работающей рядом печки;
• зависимость от подачи горячего и холодного водоснабжения.

Установка балансировочного клапана

Термостатический балансировочный клапан предназначен для гидравлической настройки системы отопления. Он обеспечивает равномерную подачу воды во все отопительные приборы. Кроме того, он устраивается на малый контур обвязки твердотопливных котлов, если он замкнут на буферной емкости. С его помощью сохраняется температура в контуре не менее 60 0 С, и нет необходимости устраивать узел смешивания. В такой схеме расход малого контура должен превышать расход отопительного контура. Это обеспечивает вентиль, установленный на подачу.

Термостатические балансировочные клапаны для гидравлической настройки систем отопления

Оптимальным вариантом будет установка термостатического балансировочного клапана на каждый контур, включая теплый пол и горячее водоснабжение.

Клапан для теплого пола

Небольшое помещение

Если теплый пол устраивается в ванной, прихожей, на кухне или просто в одной комнате, нецелесообразно устанавливать узел подмеса, т. к. его стоимость будет слишком высокой. Как вариант, есть возможность установить комплект, специально предназначенный для теплого пола. В комплект входят отсечные вентили (две штуки) и термостатический клапан.

Теплоноситель для теплого пола не должен быть слишком горячим. Для этого термостат определяет температуру подачи его из котла и, если она превышает допустимые границы – клапан перекрывается. После этого прекращается циркуляция в системе отопления теплого пола. Когда жидкость остывает – клапан открывается.

Большая площадь

Если устраивается теплый пол для большого помещения или частного дома, то целесообразно установить узел смешения, который будет являться распределителем отопительной системы на два контура. Один контур будет высокотемпературным, он обеспечит подвод теплоносителя до 90 0 С к радиаторам отопления. Второй контур будет обеспечивать подачу теплоносителя до 50 0 С к теплому полу.

Такая система заключается в работе большого контура, который будет обеспечивать радиаторы отопления, а на обратке устанавливается трехходовой термостатический клапан. Он обеспечивает остывшим теплоносителем контур теплого пола. После этого жидкость стремится в сторону котла для подогрева.

Общественные здания

Если выполняется большой объем работ по устройству теплого пола в здании общественного назначения или многоэтажного жилого дома, устраивается сложная система отопления. Здание разбивается на отдельные зоны или монтируется большой смесительный узел, который будет обеспечивать смешивание для всех контуров теплых полов. Смешивание обеспечивает трехходовой термостатический клапан.

Такую систему обеспечивает вязка контроллера, трехходового оборудования и привода. Термостат определяет допустимые температурные границы, которые будут приемлемы для отопления с помощью системы теплого пола. После смесительного узла жидкость попадает на общий распределительный коллектор теплого пола либо на коллектор, находящийся на этаже или в квартире.

Подключение клапана

• На корпусе трехходового клапана указывается схема движения жидкости с помощью стрелок или букв «А» и «В», где «А» – горячий поток, «В» – холодный поток, «АВ» – смешанный поток. Устанавливать оборудование необходимо согласно этой схеме.
• Термостатический клапан на радиатор отопления можно установить термоголовкой вбок, чтобы на неё не влияли внешние факторы, такие как сквозняк из форточки либо восходящие потоки горячего воздуха. Термоголовка реагирует на изменение температуры и, если в помещении жарко, а на термостат дует холодный воздух, то терморегулирующий механизм будет только усиливать отопление.
• На сегодняшний день уже существует оборудование с выносным термостатом. Его проще установить там, где не будет постороннего влияния. Таким образом, он более точно сможет определить температуру воздуха в помещении.
• Важно смотреть на указатели, которые находятся на корпусе прибора. Существуют термостатические клапаны с левой и правой установкой на радиатор.
• Если оборудование устанавливать в перевернутом положении, то жидкость, протекая через него, будет собственным весом давить на тарельчатый клапан, и он будет открываться не по причине остывания воды, а под физическим воздействием.

Схема системы отопления с термостатическим оборудованием (показаны места установки клапанов)

1. Твердотопливный котел – осуществляет отопление здания.
2. Автоматический воздухоотводчик – выпускает накопившийся воздух из трубопровода.
3. Термостатический клапан – регулирует температуру теплоносителя.
4. Радиатор отопления – выполняет обогрев помещения.
5. Балансировочный клапан – регулирует давление в трубопроводе.
6. Расширительный бак – помещает излишнюю жидкость в результате её расширения.
7. Запорная арматура – перекрывает поток жидкости.
8. Фильтр – производит очистку воды.
9. Насос – обеспечивает принудительную циркуляцию жидкости по трубопроводу.
10. Манометр – определяет давление в трубопроводе.
11. Предохранительный клапан – в случае повышения давления в системе производит сброс воды.

Видео про монтаж

Как установить термостатический смесительный клапан, можно узнать, просмотрев видео ниже.

При монтаже термостатического оборудования важно не только, как оно будет установлено, но и где. Неправильная установка может полностью разладить отопительную систему. Грамотное подключение позволит обеспечить комфортный микроклимат в помещении и необходимую температуру в системе водоснабжения. Кроме того, такое оборудование способно регулировать давление в системе. Термостатический клапан просто необходим для устройства отопления и водоснабжения в квартире и частном доме.