Триходовий клапан для опалення – пристрій, принцип дії, різновиди, критерії вибору, правила монтажу
Автономна система обігріву для будинку, оснащена сучасним котельним обладнанням та радіаторами, потребує грамотного розподілу теплоносія. Розглянемо, що являє собою триходовий клапан, як він влаштований і працює, які його різновиди існують і де вони застосовуються, як пристрій функціонує в стандартній опалювальній схемі, в системі теплої підлоги та іншим обладнанням, які види приладів з автоматичним регулюванням бувають, а також які Критерії необхідно враховувати при виборі та правила при монтажі.
Пристрій, призначення, принцип роботи
При спрощеному розгляді триходовий клапан для опалення є конструкцією, що об'єднує два водопровідних крана в одному корпусі. Залежно від призначення, прилад змішує, розділяє або перенаправляє потоки теплоносія. Складається він із наступних основних елементів:
- Корпуси.
- Шторка чи сферичного елемента.
- Кріплення муфти.
Механізм розподілу може бути як ручним за допомогою металевої кульки, так і автоматичним за допомогою штока, що працює від електричного приводу сигналу терморегулятора.
Зверніть увагу! В облаштуванні опалювальної системи для приватного будинку застосовується не тільки триходовий клапан для котла, але також аналог з двома ходами. Головна його відмінність у тому, що штоковий елемент не перекриває потік теплоносія з постійними гідравлічними характеристиками.
Різновиди за принципом дії
За механізмом роботи 3-ходові клапани розрізняються на три основні різновиди:
- Роздільні.
- Змішувальні.
- Перемикаючі.
Прилади першого типу розбивають один потік на два напрямки. Це необхідно для кількісного регулювання теплоносія у системі. Змішувальний клапан, навпаки, з'єднує два напрями з різним рівнем нагріву в один. Він має два входи та один вихід. З його допомогою вдається підвищити ефективність терморегуляції, коли якість теплоносія має першочергове значення, наприклад, щоб не допустити перегріву трубопроводу теплої підлоги.
Механізми 3-го типу виконують зовсім інше завдання - вони не поділяють і не перемішують потоки, а просто перенаправляють їх. Для цього у конструкції пристрою є спеціальний модуль. Монтаж такого типу клапана актуальний у двоконтурній системі обігріву. З його допомогою вдається ефективно перенаправляти тепловий потік від котла до бойлера і навпаки.
Корисно знати! Триходовий клапан для опалення з терморегулятором дозволяє оптимально розподіляти тепло між радіаторами в автономній системі обігріву. Ступінь подачі буде визначатися рівнем нагріву батареї, який у свою чергу задаватиметься реальною температурою повітря в тій чи іншій кімнаті.
Робота в системі опалення
В основі сучасної системи опалення найчастіше застосовуються 3-ходові клапани двох типів:
- Змішувальний.
- Роздільного.
Розберемо особливості їх роботи детальніше.
Змішувальний
В основі його конструкції лежать три патрубки та шток. Два з них розташовуються посередині від елемента, що перекриває, один знизу. Усі три патрубки з'єднані однією порожниною. Зверху конструкції є термоелемент для регулювання температури теплоносія.
Терморегулюючий блок з'єднується із двома круглими клапанами, закріпленими на штоку. Їхня площа перерізу дозволяє повністю перекривати просвіт патрубків (посадкових місць). Термостатичний змішувальний клапан виду, що розглядається, працює за наступним алгоритмом:
- У міру тиску, що виникає від термоголовки, шток з клапанами опускається.
- При цьому чим більше температура, тим нижче він переміщається.
- В результаті подача нижнього патрубка (холодний потік) посилюється, а з лівого (гарячий потік) знижується.
- Коли теплоносій природно охолоджується, термодатчик змушує шток рухатися у зворотному напрямку.
- В результаті перекриваючі клапани починають діяти у зворотному напрямку – потік холодного теплоносія зменшується, підвищується гарячого.
Механізм автоматичного терморегулювання базується на спеціальній термоголовці. Вона складається з датчика та ємності з поршнем, заповненим термоактивним середовищем. При нагріванні рідина починає розширюватись і тиснути на поршень. Він своєю чергою передає тиск на шток. Внаслідок послідовної передачі механічної енергії виникає тяга, достатня для переміщення на задану величину безпосередньо клапанів – для відкривання або закривання відповідних потоків теплоносія.
При цьому терморегуляція здійснюється строго відповідно до заданих налаштувань – заданого користувача на градуйованій шкалі значенням температури. Завдяки такому механізму рівень нагрівання теплоносія, що надходить на вхід у 3-ходовий клапан не змінюється, а на виході – після змішування з холодним потоком – стає нижче.
Роздільний
Якщо триходовий змішувальний клапан перемішує холодний і гарячий потік, розділовий, навпаки, розбиває один нагрітий на два. У корпусі аналогічним чином розміщено три патрубки. Однак лише один із них є входом, а два – виходом. При цьому вони не рівнозначні, і дозволяють роздробити теплоносій на два напрямки:
- Постійна.
- Змінний.
Шток клапана влаштований таким чином, що постійний потік не перекривається під час реагування термоголовки. Тоді як другий потік обов'язково змінюється. У такий спосіб вдається надати першому напрямку постійне якість, а другий – регулювати за кількістю теплоносія.
Сучасні виробники випускають моделі із регульованою довжиною штока. Це дає можливість задати обсяг постійного потоку. При цьому змінний потік може взагалі перекриватися. Все це дозволяє точно контролювати тиск та витрату теплоносія у системі обігріву.
Рекомендація! Пристрої регуляції теплоносія такого типу можуть мати і ручне управління. Замість штока вони оснащуються звичайним кульовим механізмом. Однак у приватному будинку практичніше використовувати триходовий термостатичний змішувальний клапан з автоматичним налаштуванням. Користувачеві потрібно лише задати температурний режим для конкретної ділянки – залежно від віддаленості батареї від котла.
Принцип дії в системі теплої підлоги
Виробники системи теплої підлоги строго обмежують рівень нагріву теплоносія, які застосовуватимуться в обладнанні. Як правило, це досить низьке значення температури – 40-50 0 С. Однак рівень нагрівання котлів набагато вищий. Щоб не встановлювати окремий нагрівальний агрегат, застосовується термозмішувальний клапан для теплої підлоги.
Циркуляція теплоносія в такій схемі підпорядковується такому алгоритму:
- За допомогою колектора гарячий потік подається в трубопровід теплої підлоги.
- При цьому рівень нагрівання визначається встановленим значенням терморегулятора в 3-ходовому клапані.
- При перевищенні заданого рівня спрацьовує термоголовка, рухаючи шток.
- Подача гарячого потоку знижується, а об'єм охолодженого теплоносія із зворотної магістралі збільшується.
- У систему теплої підлоги надходить менш гарячий потік.
- При зниженні температури нижче заданого значення відбуваються зворотні процеси у змішувачі.
- Холодний потік зменшується, гарячий, навпаки, зростає.
- Цикл повторює автоматично протягом усього періоду експлуатації системи.
Порада! Триходовий клапан для теплої підлоги ефективно регулює необхідний рівень нагрівання системи. Аналогічно прилад застосовується для оптимального розподілу теплоносія по радіаторах. Однак найвище значення температури потоку потрібне для непрямого бойлера. Тому у схемі перед ним такий пристрій ніколи не монтується.
Моделі з електроприводним регулюванням
Управляти потоком теплоносія в системі обігріву будинку максимально ефективно дозволяє триходовий клапан з електроприводом. На відміну від ручного аналога, коли користувач самостійно задає рівень занурення штоку, що регулює, в змішувачі, цей варіант оснащується спеціальним електромотором - сервоприводом. Порівняно зі стандартним двигуном, у ньому вал не обертається навколо своєї осі, а повертається на заданий кут по команді контролера.
Сьогодні на ринку спеціалізованих пристроїв можна зустріти два види 3-х ходових клапанів із приводом:
- Повноцінно обладнаний.
- Тільки з приводом та датчиком.
Моделі першого типу укомплектовані не тільки електромотором, а й термодатчиком та контролером. Другі оснащені лише двигуном та сенсором нагріву. Для них потрібно окремо купувати керуючий модуль. У завдання даного блоку входить аналіз вступників від температурного датчика сигналу, його переробка та виконання відповідної дії.
Наприклад, коли рівень нагрівання падає, сенсор посилає сигнал нагрівання. Отримавши інформаційне повідомлення, контролер посилає команду приводу на відповідний поворот штока, щоб відкрити клапан для проходження гарячого потоку з патрубка в систему.
Зверніть увагу! Електроприводна модель дозволяє досить точно встановити параметри регулювання системи опалення та прив'язати події до часу або навіть до смарт-керування. Однак звичайний триходовий термостатичний клапан більш стабільний, не вимагає джерела живлення для роботи, недорогий і дозволяє контролювати температуру за заданим значенням.
Схеми встановлення
3-ходовий клапан, що регулює температуру, встановлюється по одній наступних трьох схем:
- У системі устаткування теплої підлоги регулювання рівня нагрівання теплоносія не вище 40-50 град.
- Для оптимального перерозподілу тепла в системі опалення, а також встановлення різного рівня нагріву у різних її частинах.
Необхідність такого регулювання виникає, коли непрямий водонагрівач потребує максимально гарячого теплоносія, в той же час, для радіаторів потрібно потік трохи меншого нагріву, а система теплої підлоги – значно меншої.
- Як захист від конденсату котлів на твердому паливі, у випадках, коли теплоносій із зворотної магістралі повертається надто холодним.
У цьому варіанті застосовується два контури. Перший основний йде на прилади опалення, другий за допомогою байпас відразу йде на клапан, який другим вхідним патрубком пов'язаний зі зворотною магістраллю. Таким чином, повертаючись з основного контуру, холодний теплоносій частково змішується з гарячим, що тільки-но вийшли з котла, і повертається в нагрівальний теплообмінник вже підігрітим.
Корисна інформація! Триходовий вентиль будь-якого типу не здатний змінити параметри потужності котельного обладнання, закладені виробником. Однак він дозволяє знизити витрати енергоресурсів на опалення та створити більш комфортні умови у житлі.
Корисне відео
Критерії вибору
При покупці 3-ходового регулятора в першу чергу необхідно звернути увагу на його технічні характеристики:
- Діаметр патрубків . Як правило, значення цього параметра за рідкісним винятком не виходить із рамок 20-40 мм. У разі невідповідності легко взяти трубний перехідник.
- Можливість підключення електричного приводу з контролером . Це тим більш актуально, чим складніша схема опалення або коли однією з її частин є система теплої підлоги.
- Пропускна спроможність . Параметр виявляється у граничному обсязі в одиницю часу, наприклад, літр/хв.
- Матеріал корпусу . Найбільш надійними є мідні та латунні прилади.
- Тип управління . Моделі з ручним управлінням хоч більш надійні та дешеві, ніж електричні аналоги, проте менш функціональні та не пристосовані для контролю складних систем, таких як, теплі підлоги. Електроприводні пристрої мають багато можливостей, але частіше схильні до поломок.
Корисне відео
Порада! Вибираючи найпростіший термостатичний клапан для теплої підлоги, необхідно, щоб температура, на яку він розрахований, суворо відповідала аналогічному параметру для обладнання. Так як у пристрої немає регулюючого штока, а є тільки спеціальний елемент, розрахований на роботу в заданому температурному інтервалі.
Правила монтажу
Щоб встановити термозмішувальний клапан у задане схемою положення, необхідно врахувати низку важливих нюансів:
- Спосіб кріплення. Монтаж може бути фланцевий або з внутрішнім/зовнішнім різьбленням. У ході кріплення обов'язково мають бути створені умови герметичності з'єднання за допомогою спеціальних прокладок, матеріалів та сумішей.
- Установка на зворотній магістралі до насосного обладнання.
Тільки в такому випадку може дотримуватися умов завжди відкритого вихідного патрубка.
Корисне відео
- Стрілка на корпусі та напрямок теплоносія у системі при монтажі приладу повинні збігатися.
- Правильність установки визначається також позначеннями на корпусі пристрою – прямий, перпендикулярний, байпасний чи об'єднаний хід.
- Схема розподілу теплоносія.
Може бути Т-подібною або симетричною, а також L-подібною або несиметричною.
Перш ніж 3-ходовий регулятор буде підключений, система опалення повинна бути відключена, а трубопровід з теплоносієм знеструмлений. Крім того, важливо, щоб усередині труб не було осаду. В іншому випадку пристрій швидко заб'ється та зіпсується.
Важливо! Встановлювати регулюючий термоклапан необхідно на ділянці теплопроводу з відкритим вільним місцем та зручним доступом. При цьому термоголовка або привод після монтажу не повинні розташовуватися знизу корпусу. Так як надалі при найменшому протіканні вони швидко зіпсуються.
Корисне відео
Висновок
Триходовий клапан має конструкцію об'єднаних в єдиний корпус двох кранів – два входи та один вихід, або навпаки. За принципом дії він може бути змішувальним, розділяючим та перемикаючим. Складається з наступних основних вузлів:
- Корпуси.
- Штоки з клапанів або кульки.
- Елементи кріплення.
Різні модифікації пристрою застосовуються для підвищення ефективного розподілу теплоносія та зниження витрати енергоресурсу як у стандартній системі опалення, так і в складній – з бойлером, кількома контурами, теплою підлогою та ін. За типом управління прилади можуть бути ручними, термостатичними та оснащеними електричними приводами з електронним керуванням.
Традиційно використовуються три схеми установки – з теплою підлогою, для створення різнотемпературних областей у системі обігріву та захисту від конденсату твердопаливних котлів. При виборі приладу необхідно насамперед враховувати технічні характеристики, а при монтажі – позначення, маркування та правила проведення сантехнічних робіт.
