Трехходовой клапан для твердотопливного котла принцип работы

Содержание

Что такое трехходовой клапан для твердотопливного котла?

Трехходовой клапан для твердотопливного котла принцип работы

В процессе проектирования отопительных систем большой протяженности всегда следует учитывать их основной минус – это неравномерное распределение тепла. Объясняется это тем, что во время прохождения по трубопроводу, теплоноситель охлаждается. Чтобы решить такую проблему стали применять сложную схему, в которой главная роль отводится трехходовому клапану для твердотопливного котла, функция которого заключается в переключении теплового потока.

Принцип работы

Схема работы трехходового клапана

Трехходовой кран является своеобразным тройником, который при помощи запорного механизма распределяет теплоноситель в отопительной системе. При этом различаются устройства, которые работают в постоянном режиме гидравлического давления и переменном. При гидравлическом постоянном давлении потребителю подается горячая вода определенной температуры и в нужном объеме. В случае с переменным режимом работы температура получаемой воды не играет существенной роли, здесь важно количество подаваемой жидкости.

В конструкции трехходового клапана имеется специальный элемент – шток, который не в состоянии перекрывать поток воды с постоянным гидравлическим давлением. Но вполне справляется, когда требуется перекрыть водяной поток, где гидравлическое давление переменное. Это дает возможность контролировать расход воды и ее напор.

Чтобы данное устройство выполняло свою главную функцию, к нему одновременно подсоединяется трубопровод с горячей и холодной водой.

В большинстве случаев схема подключения представлена в виде стрелок, показывающих направление движения теплоносителя.

При этом, горячая вода исполняет роль теплоносителя, направляющегося непосредственно от твердотопливного или газового котла, а остывший теплоноситель является, так называемой, обраткой.

В открытый клапан одновременно подается холодная и горячая вода, где она смешивается, в результате чего на выходе ее температура имеет среднее значение. Это возможно только при частично открытом вентиле. Когда же прибор полностью открыт, то вода поступает в отопительную систему непосредственно от котла, что гарантирует максимальный нагрев приборов отопления. В случае закрытия клапана, к отопительным приборам поступает исключительно остывшая вода из обратки.

Иногда трехходовой клапан может заменяться на два устройства, которые называются двухходовым клапаном. В этом случае их работа происходит по следующему принципу – когда открыт один кран, то второй обязательно закрывается.

Разновидности трехходовых клапанов

Трехходовой клапан для отопительных котлов сегодня представлен двумя разновидностями – смесительного и разделительного действия.

Устройство разделительного действия используется для того, чтобы из одной трубы в другую направлять поток теплоносителя, применяя для этого специальное шаровое приспособление. В таких моделях довольно сложно осуществить плавное регулирование из-за особенностей конструкции запорного механизма.

Смесительный прибор имеет существенное отличие в своей конструкции от клапана первого типа. Если в разделительном устройстве имеется два клапана и один шток, то в смесительном приборе может быть только один клапан с одним штоком. Этот элемент расположен в центре прибора и способен перекрыть главный проход водного потока.

В разделительном приборе клапаны располагаются в отводящих патрубках и в то время, когда один из них открывает доступ воды, второй перекрывает. Примером может служить обычный смеситель любого раздаточного крана на кухне или в ванной. По способу управления эти устройства делятся на приборы с ручным управлением и электрическим.

Трехходовой смесительный клапан HEIMEIER

Регулирующий клапан – движение крана осуществляется при помощи электромеханического устройства, когда в процессе эксплуатации открываются только нужные каналы для подачи газа или жидкого вещества. В быту чаще всего используется ручной вариант управления.

В отопительной системе трехходовой клапан исполняет роль регулятора тепла по комнатам и этажам, между отдельно возведенными строениями, а также несет ответственность за функционирование теплого пола. Кроме того, без него не обойтись, если требуется отопить несколько отдельно стоящих помещений, например, зимний сад и жилой дом или теплицу.

Трехходовой клапан, независимо от его разновидности, гарантирует постоянный тепловой поток, который сопровождается постоянным движением вещества, передающего тепло. Это особенно актуально в холодное время года, когда может сильно меняться температура в системе. Иными словами, при использовании такого клапана в твердотопливном или газовом котле, отопительная система никогда не разморозится.

Особенности выбора клапана

Перед тем, как приобрести трехходовой клапан, следует ознакомиться с его техническими характеристиками:

  • Диаметр подключения к трубопроводу котла, он может быть в диапазоне от 20 до 40 мм, все зависит от систем отопления. Если же нужный диаметр не находится, то для этого используются специальные переходники.
  • Пропускная способность – это то количество жидкости, которое может пройти через трубу за отведенное количество времени.
  • Наличие возможности установить сервопривод, который необходим для того, чтобы клапан работал в автоматическом режиме. Это очень важно особенно в том случае, когда предполагается монтаж системы водяного пола.

Заключение

Обеспечить равномерное распределение тепла в отопительной системе, увеличить период эксплуатации твердотопливного котла и защитить его от слишком низких температур теплоносителя – это обязанности, возложенные на трехходовой клапан. Сегодня отечественный рынок предлагает большой выбор такой продукции, в обширном ценовом диапазоне, поэтому выбрать нужное изделие не составит труда.

Источник: https://gidotopleniya.ru/kotly-i-kotelnoe-oborudovanie/trehhodovoj-klapan-dlja-tverdotoplivnogo-kotla-gazovogo-chto-takoe-8268

Трехходовой клапан для твердотопливного котла: подбор, принцип работы, расчет

Трехходовой клапан для твердотопливного котла принцип работы

Если вы через поиск добрались до этой статьи, то наверняка уже что-то слышали о смесительной трубопроводной арматуре, применяющейся в системах отопления частных домов и квартир. Так что без долгих предисловий предлагаем обсудить 3 вопроса: как работает термостатический трехходовой клапан, где его нужно устанавливать и как правильно подобрать, чтобы не тратить лишних денег.

Принцип работы и виды клапанов

Задача любого 3-ходового вентиля – подать в магистраль воду требуемой температуры путем смешивания либо разделения 2 потоков. Соответственно, элемент оснащен тремя выходами, один из которых всегда открыт, а два других полностью или частично перекрываются в процессе работы. Отсюда и название крана – трехходовой (иногда еще говорят «трехходовый», что не есть правильно).

Так выглядит смешивание потоков внутри изделия

Примечание. Циркуляционный насос отопления всегда устанавливается именно со стороны открытого выхода, иначе схема будет функционировать некорректно, о чем мы писали ранее в другой инструкции.

По способу приготовления теплоносителя нужной температуры термостатические клапаны делятся на 2 группы, изображенные на фото:

  1. Смесительные. В них подается 2 потока воды – горячий и охлажденный (входы обозначают буквами «А» и «В»), а из третьего патрубка (маркировка «АВ») идет смесь установленной температуры. На латунном корпусе стоит метка в виде сходящейся с двух направлений стрелочки.
  2. Разделительные или распределительные. Поступающий теплоноситель делится на 2 потока регулируемой величины. Маркировка на корпусе – 2 расходящиеся стрелки либо буквы «А», «В» на выходных патрубках и «АВ» на входе.

Смесительный (слева) и распределительный (справа) регулятор потока

Для справки. Существует третья разновидность 3-ходовых термоклапанов – перекидные. Они ставятся в настенные газовые котлы с водяным контуром и с помощью электропривода переключают движение потока между основным теплообменником отопления и вторичным, обеспечивающим ГВС. Вне теплогенераторов подобные элементы применяются крайне редко.

По принципу действия трехходовые краны тоже делятся на два типа – седельные и шаровые. Устройство первых похоже на обычные водопроводные вентили, только вместо резьбового штока используется нажимной. На нем закреплена тарелка, движущаяся между двумя седлами и перекрывающая 2 прохода поочередно. Нажатие на шток осуществляется тремя способами:

  • встроенным термоэлементом
  • термоголовкой с выносным температурным датчиком
  • сервоприводом.

Как это происходит, показано на схеме и подробно расписано в другой нашей публикации.

Конструкция 3-ходового вентиля с ручной регулировкой температуры и встроенным термоэлементом

Шаровые термосмесительные клапаны работают по принципу таких же кранов, только с тремя выходами. Управляются вручную или от электропривода, вращающего шток по команде автоматики. Элементы являются полнопроходными и отличаются высокой пропускной способностью, а значит, меньшим гидравлическим сопротивлением. Недостаток – зависимость от напряжения в электросети и необходимость установки блока бесперебойного питания (ИБП).

Поворотная конструкция с электроприводом

Где надо ставить 3-ходовой кран и когда он не нужен

Прежде чем заниматься подбором трехходового вентиля, желательно убедиться в том, что он действительно необходим. Ведь в интернете и в реальной жизни хватает советчиков, слабо понимающих суть вопроса. Итак, перечислим ситуации, когда этот вентиль реально нужен:

  1. Для защиты твердотопливного котла от подачи холодного теплоносителя и выпадения конденсата на внутренних стенках топки.
  2. Чтобы регулировать температуру воды в отопительных контурах.
  3. Для ограничения нагрева теплоносителя в контурах теплого пола.

О конденсате, провоцирующем образование липких наростов на стенках камеры ТТ-котла, сказано немало, в том числе и на нашем ресурсе. Он появляется в процессе разогрева, когда температура в топке уже высокая, а вода из системы отопления поступает холодная. Чтобы этого избежать, подающая и обратная магистраль связывается байпасом, где и ставится 3-ходовой кран. Он заставляет теплоноситель из котлового бака течь по малому кругу, и только при нагреве до 50—60 °С начинает подмес воды из системы.

Читайте также  Принцип работы парогенератора промышленного

Схема с байпасом и смесителем оберегает ТТ-котел от появления конденсата и температурного шока

Важное замечание. Клапан служит элементом безопасности для чугунного теплообменника, если таковой установлен в вашем теплогенераторе. Представьте, что в доме отключили электричество на 1—2 часа, за которые радиаторная сеть успевает остыть. Без смесителя в разогретый котел резко пойдет холодная вода, когда электроснабжение возобновится. От такого перепада чугун испытает температурный шок и может треснуть.

Система с несколькими отопительными контурами, работающими в разных режимах

Регулирование температуры в отопительных контурах с помощью смесительного узла необходимо в таких случаях:

  • в сложных системах отопления, когда к общей гребенке надо подключить несколько линий с разными температурными режимами, например, радиаторная сеть, теплые полы и бойлер косвенного нагрева;
  • при подключении тех же потребителей к буферной емкости – тепловому аккумулятору;
  • при подаче нагретой воды в теплообменник вентиляционной приточной установки, задействованной для воздушного отопления загородного коттеджа.

Клапан в отопительном контуре не только регулирует температуру на подаче, но и позволяет котлу нагреть теплоаккумулятор

Поскольку в греющие контуры теплых полов направляется теплоноситель с температурой не более 50 °С, а от котла может поступать и 85 °С, то ее следует ограничить. Обычно (но не всегда!) вопрос решается путем установки на распределительный коллектор смесительного узла с 3-ходовым вентилем. Последний смешивает охлажденную воду из напольных контуров с «внешним» теплоносителем, идущим от котла.

Схема приготовления воды нужной температуры для подачи в петли теплых полов

Теперь обозначим ситуации, когда покупка и монтаж смесителя (или разделителя) не обязательна:

  1. Если протяженность каждой петли водяного теплого пола не превышает 50—60 м, чего вполне возможно добиться, то регулирование делается без смесительного узла. Вместо него на обратный коллектор ставятся головки типа RTL, ограничивающие поток по количеству теплоносителя.
  2. Когда на обогрев частного дома поочередно работает 2—3 отопительных агрегата, поддерживающих постоянную температуру в сети не ниже 40 °С, то ставить трехходовой клапан для твердотопливного котла не нужно.
  3. В системах отопления с естественной циркуляцией воды. Причина – перепад давления на клапане, препятствующий движению теплоносителя. То же касается теплоаккумуляторов, задействованных по самотечной схеме.

Примечание. В гравитационных системах используются трубы увеличенного диаметра DN40— DN50. Это значит, что для них придется купить не обычный муфтовый смеситель, а громоздкий вентиль фланцевого типа по приличной цене. Такое решение разумным не назовешь.

Если вас интересует, почему лучше выбрать головки RTL и как они управляют контурами напольного обогрева, посмотрите видео от опытного мастера и нашего эксперта Владимира Сухорукова:

Расчет пропускной способности

Просто подобрать трехходовой клапан по диаметру патрубка отопительного агрегата или подводящему трубопроводу не получится. Дело в том, что в процессе автоматического регулирования элемент создает переменное гидравлическое сопротивление, которое должен преодолевать циркуляционный насос, чтобы обеспечить требуемый расход теплоносителя. Путем расчета клапан подбирается таким образом, чтобы пропускать нужный объем воды при различных положениях штока.

конструктивная характеристика любого 3-ходового вентиля – условная пропускная способность, обозначаемая буквой Kvs и выражаемая в м³/ч. Эта величина, указываемая в паспорте изделия, отражает количество холодного теплоносителя, проходящего через полностью открытый клапан за 1 час. При этом перепад давления на участке до регулятора и после него составляет 1 Бар.

Пример. Если через трехходовой кран с Kvs = 1.6 м³/ч пропустить именно такой объем воды в течение часа, то перепад давлений (гидравлическое сопротивление) составит 1 Бар или 10 м водного столба. Это слишком много для системы отопления частного дома, поэтому при расчетах принимается реальное падение давления – 0.15—0.2 Бар (1.5—2 м вод. ст.).

Чтобы выбрать регулирующий клапан по пропускной способности, сначала нужно определить расход теплоносителя, идущего по регулируемой линии. Используется такая формула:

Здесь:

  • G – искомый расход воды, м³/ч;
  • Q – тепловая нагрузка на ветвь отопления, кВт;
  • ∆t – разница температур воды на подаче и в обратке, обычно принимается равной 20 °С, а в теплых полах – 10 °С.

Пример. Дом площадью 100 м² планируется отапливать напольными контурами, которые должны обеспечить теплоотдачу 10 кВт. Тогда на распределительный коллектор нужно подать G = 0.86 х 10 / 10 = 0.86 м³/ч теплоносителя.

Следующим шагом вычисляем реальный коэффициент K пропускной способности смесительного клапана с учетом перепада давления на нем 0.2 Бар по формуле:

Для того же примера величина К будет равна 0.86 / √0.2 = 0.86 / 0.45 = 1.9 м³/ч. Дальше открываем каталог выбранного производителя арматуры и подбираем из линейки трехходовой кран, чей Kvs равен или больше полученного значения. Возьмем известный бренд Danfoss (Данфосс) и выберем из серии изделий VRB3 клапан с патрубками DN15 и Kvs = 2.5 м³/ч. Предыдущий в ряду номинал составляет 1.6 м³/ч, чего явно недостаточно в нашем случае.

Для справки. Как правило, для твердотопливных котлов и теплых полов, устраиваемых в частных домах, применяются трехходовые клапаны с условным проходом DN15—DN25, не больше. А вот их пропускную способность необходимо высчитывать. Вдобавок после подбора элемента желательно проверить скорость протекающего теплоносителя, как об этом рассказывается в очередном видео:

Советы по выбору

Несведущий домовладелец, решивший в поисках трехходового клапана полистать каталог любой известной фирмы, может растеряться от количества и разнообразия предлагаемых изделий. Чтобы помочь вам выбрать нужный вентиль из широкого ассортимента, мы дадим несколько рекомендаций и начнем с перечня брендов, чьи каталоги вообще стоит открывать. Вот список известных фирм, чьи изделия заслуживают доверия:

  • Danfoss (Дания);
  • Herz Armaturen (Австрия);
  • Honeywell (США);
  • Icma (Италия);
  • Esbe (Швеция);
  • Caleffi (Италия).

3-ходовой термоклапан изобретен не вчера. На фото — изделие компании ESBE образца 1935 года

Для справки. Перечисленные компании продают огромное количество разнообразной арматуры для отопительных систем, в том числе двухходовые, предохранительные и четырехходовые клапаны, электромагнитные шиберы и термостаты. Из производителей стран постсоветского пространства мы можем рекомендовать продукцию бренда Valtec (Валтек).

Теперь основной блок рекомендаций:

  1. Для защиты твердотопливного котла от конденсата можно выбрать 2 вида трехходовых клапанов – с фиксированной настройкой и термоголовкой с выносным датчиком. Второй вариант обойдется дороже на 20—30% и не всегда оправдан, поскольку изменение температуры обратки здесь излишне. Приобретайте регулятор с внутренним термостатом, настроенным на температуру 50 либо 55 °С.
  2. Чтобы управлять нагревом отдельных ветвей и контуров теплых полов, однозначно нужен 3-ходовой клапан с выносным датчиком и термостатической головкой. Колба датчика устанавливается на тот коллектор или трубопровод, чью температуру необходимо контролировать.
  3. Шаровые (они же поворотные) регуляторы действуют в паре с электроприводом либо выставляются вручную. Если вы не хотите усложнять схему и зависеть от электричества, выбирайте подходящее по характеристикам изделие среди седельных клапанов, работающих от термоголовок.
  4. Самый «ходовой» материал корпуса – латунь или бронза. Нержавеющие элементы стоят дороже, а чугунное литье боится температурного шока и обладает приличной массой.
  5. В схемах с одинаковым успехом применяются как смесительные, так и разделительные трехходовые краны. Но если вы не являетесь специалистом в области отопления и собираете систему своими руками, то лучше возьмите клапан – смеситель. С ним проще разобраться и правильно поставить, о чем подробно расскажет эксперт в своем видеосюжете:

Две рекомендации напоследок

Поскольку мы представили упрощенную методику вычисления и подбора 3-ходового клапана по пропускной способности, настоятельно советуем проконсультироваться по этому поводу со знающими людьми. Если такой возможности нет, приобретайте вентиль с запасом, невзирая на цену. Есть и другой вариант: договоритесь с продавцом о возможной замене изделия на тот случай, если оно не подойдет.

Если вам необходимо смонтировать водяное отопление в большом коттедже, обогреваемом радиаторной сетью и теплыми полами, а ГВС планируется обеспечивать от бойлера косвенного нагрева, то без помощи опытных специалистов обойтись не удастся. Придется сделать от 4 до 10 регулируемых ветвей, для каждой из которых нужно рассчитать и подобрать трехходовой клапан, а потом сбалансировать их работу в комплексе.

Источник: https://otivent.com/kak-podobrat-trehhodovoj-klapan

Какой трехходовой клапан для твердотопливного котла лучше выбрать, принцип работы и устройство

Трехходовой клапан для твердотопливного котла принцип работы

В современных системах обогрева помещений, работающих на твёрдом топливе, есть возможность установки трёхходового клапана для твердотопливного котла, который помогает регулировать режим температуры теплоносителя, идущего к батареям. Это актуально ещё и в связи с тем, что в системах, которые работают на твёрдом топливе, существует такая проблема, как резкие перегревы и закипание жидкости, выполняющей роль теплоносителя. Не всегда есть возможность проконтролировать этот процесс, поэтому установка такого оборудования ещё и выполняет роль системы безопасности.

Как работает клапан и для чего он нужен

Стремление к экономии энергоресурсов приводит к созданию всё новых видов оборудования, которое позволяет решать эту задачу. По своей конструкции трёхходовые клапаны объединяют в себе пару двухходовых устройств. Однако они не перекрывают течение теплоносителя, а выполняют функцию регулировки интенсивности водного потока для достижения нужного температурного режима.

Важно. Трехходовой клапан дает возможность, не меняя площадь радиаторов, обеспечивать помещение необходимым количеством тепла, исключительно в границах мощностных характеристик отопительной системы.

У трехходового клапана бывают внешне различные конфигурации и разные типы приводов, но задача одна: смешать два потока воды разной температуры в один поток с установленным температурным уровнем. Жидкость при этом будет перемещаться от одного патрубка к другому, пока температура не дойдёт до необходимой величины. После этого привод будет поэтапно впускать теплоноситель из третьего патрубка для поддержания температуры требуемого температурного уровня. Поэтому и называют его «трёхходовой клапан», так как все действия происходят в три шага.

Читайте также  Принцип работы терморегулятора холодильника

Главное назначение трехходового смесительного клапана для котла — стабильное поддержание в помещении комфортного теплового баланса. При этом такая задача решается не путём уменьшения температуры теплоносителя, а путём изменения количества жидкости. Это особенно актуально в случаях, когда температуру теплоносителя другим путём понизить невозможно. Несмотря на то, что устройство выполняет такую сложную задачу, по своей конструкции оно достаточно простое.

Конструктивные отличия устройства

По конструктивным отличиям трёхходовые клапаны делятся на следующие виды:

  1. Смесительный клапан с регулированием штока вверх и вниз («шток-седло»). Шток перемещается с помощью электромеханического привода. По сути, здесь речь идёт о предельной автоматизации работы и регулировки системы. Смесительный клапан предназначен для соединения водных потоков и терморегуляции. Для входящих потоков, у которых различная температура, предусмотрено два входа, и один выход. Эти клапаны часто применяют и при монтаже тёплых полов, чтобы не допустить перегрев системы.
  2. Второй вид — это разделительный клапан, работающий по системе «шарик-гнездо». Местоположение шарика изменяется благодаря его вращению. Этот клапан используют, если теплоноситель требуется подавать сразу в несколько направлений. По сути, он представляет собой смеситель, формирующий водный поток необходимой температуры.  Устройство обладает хорошей износостойкостью, так как предназначено выдерживать резкие перепады температур жидкости. Классифицируют его в качестве запорной арматуры. В домовладениях, где воду расходуют в небольшом объёме, он может применяться и как обычный смеситель.

По форме клапан похож на обычный тройник. Однако функциональные возможности у него совершенно иные. Клапан трехходовой используют и в качестве смесителя, а так же распределителя воздуха или горячей воды.

Какие виды трехходовых клапанов используются

Термостатический смесительный клапан для котла оснащён двумя патрубками для входа и одним для выхода. Типы приводов, посредством которых распределяется жидкость, бывают следующими:

  • пневматическими;
  • гидравлическими;
  • ручными;
  • электромеханическими.

Электромеханические, в свою очередь, бывают следующих видов:

  • термостатические;
  • головчатые.

Термостатический тип приводов обычно используют в быту. Под воздействием высокой температуры чувствительный элемент расширяется, давит на шток устройства и открывает его. Таким образом смешиваются холодная и прогретая жидкости. Термостатическая головка оснащена температурным выносным датчиком, который устанавливают вместо термостата.

Важно. Наиболее удобным, простым и точным способом регулировки потока теплоносителя считается термостатический привод, который не использует электроэнергию.

Устройства с электроприводом принимают сигналы для смешивания жидкости с управляющего блока. Клапаны с сервоприводами — это упрощённые варианты моделей с контролёрами, где управление клапаном происходит напрямую.

Если привод у трехходового термосмесительного клапана для котла головчатый, то кран управляется посредством нажима головки на шток. Этот тип с успехом применяют в напольных системах отопления. Ручной привод приводится в действие путём вращения колпачка, который поставлен на вентиль.

Важно. Если приобрести трехходовой термостатический клапан для котла, к которому можно подключить сервопривод, то авторежим особенно пригодится при системе водяного тёплого пола.

Как выбирать термостатический смесительный клапан

Термостатический смесительный клапан для твердотопливных котлов следует подбирать по параметрам, которые имеют отношение как регулирующей арматуре, так и к характеристикам конкретного отопительного котла:

  1. По материалу изготовления. Это чрезвычайно важный критерий выбора, влияющий на технические и эксплуатационные характеристики устройства. Лучшим считается медный или чугунный клапан.
  2. По объёму потребления теплоносителя. Этот показатель можно узнать из техпаспорта к котлу или из проектной документации к отопительной системе. Расход теплоносителя следует обязательно знать, чтобы соотнести его с пропускной возможностью клапана.
  3. Трехходовой термостатический клапан для твердотопливного котла выбирают, исходя из модификации привода и схемы обвязки. В упрощённом варианте схема следующая: клапан подаёт теплоноситель с третьего патрубка на первый. Как только жидкость в котле нагреется до необходимой температуры, из второго патрубка выйдет поток не прогретого теплоносителя. По сути, произойдёт обмен, когда холодная жидкость из бака теплового аккумулятора сменяется на горячую. Если на кране стоит контролёр, то обвязка более сложная. Здесь понадобится двухконтурный и двухприводный смесители. Первый (термостатический) ставят рядом с источником тепла. Второй привод электрический и управляется контролёром, подающим сигналы от датчика. Термостатический клапан для твердотопливных котлов держит заданную температуру воды. Важно. Выбор привода это чрезвычайно важная составляющая при приобретении термосмесительного клапана для твердотопливного котла. Ручные гораздо дешевле, более надёжные, но менее функциональны, электрические ломаются быстрее и стоят значительно дороже, но задачу решают кардинально.
  4. Важнейшим рабочим параметром трехходового смесительного клапана для твердотопливного котла является предельно допустимая температура теплоносителя. Она должна быть от 35 до 60 градусов. Если речь идёт о клапанах для горячего водоснажбения или о полах с водяным подогревом, там требования к устройствам с термостатическим приводом иные, так как температура доходит до 90 градусов.
  5. При приобретении клапана нужно учитывать размеры внутреннего и наружного диаметров для подсоединения к отопительной системе. В том случае, когда не удаётся найти нужный размер, можно использовать для решения проблемы обычный переходник.

Требования к эксплуатации

При подключении трехходового клапана к котлу, который работает на твёрдом топливе, нужно строго соблюдать правила эксплуатации системы:

  1. Периодически проводить тщательный осмотр системы, чтобы убедиться в его стабильной работе.
  2. Не допускать применения оборудования не по его назначению.
  3. Всё оборудование для отопительной системы должно соответствовать техническим возможностям отопительного котла.
  4. Нельзя устанавливать запорную арматуру между расширительным баком и системой отопления.
  5. Чтобы котёл соответствовал правилам по безопасному использованию, отопительная система оснащается краном аварийного сброса, который экстренно срабатывает, когда необходимо понизить давление в отопительной системе.
  6. Для простоты монтажа, направление движения теплоносителя с трехходовым термосмесительным либо распределительным клапаном, изображено на корпусе устройства стрелками либо буквами. Ставить устройство в отопительную систему следует только по указанным направлениям. Несоблюдение этого правила может стать причиной поломке всей системы и даже взрыву котла.

Монтаж трёхходового термостатического смесительного клапана для твердотопливного котла делают и в случае одновременного подключения нескольких контуров отопления с различными температурными показателями. Достаточно популярный трехходовой клапан esbe, который весьма надежен и практичен в использовании.

Все перечисленные требования необходимо неукоснительно соблюдать, чтобы увеличить срок службы всего оборудования отопительной системы и обеспечить безопасную и эффективную работу.

Источник: https://teplospec.com/tverdotoplivnoe-otoplenie/kakoy-trekhkhodovoy-klapan-dlya-tverdotoplivnogo-kotla-luchshe-vybrat-printsip-raboty-i-ustroystvo.html

Как правильно подобрать трехходовой клапан для твердотопливного котла

Трехходовой клапан для твердотопливного котла принцип работы

Как источники тепла для обогрева дома твердотопливные котлы имеют свои особенности конструкции и должны включаться в систему отопления определенным образом. Цель — правильная и долговечная работа установки и ее защита при различных нештатных ситуациях. Один из главных элементов, участвующих в схеме обвязки – трехходовой клапан для твердотопливного котла.

Трехходовой клапан для котла

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.

Критерии выбора

Трехходовой клапан для твердотопливного котла

Перед тем как подобрать трехходовой клапан для котла, нужно выяснить рабочие параметры теплоносителя, его расход и схему обвязки. Температуру и расход теплоносителя определяют из проектной документации, если она отсутствует, то рекомендуемую температуру воды в обратном трубопроводе можно найти в паспорте на твердотопливный котел. Как правило, она составляет 45—50 ⁰С. Расход теплоносителя нужно знать для того, чтобы осуществить подбор трехходового клапана по его пропускной способности. При отсутствии данных надо просто воспользоваться формулой:

G = 3600Q / c (∆t), где:

  • G – расход воды по массе, кг/ч;
  • Q – тепловая мощность системы отопления;
  • с – удельная теплоемкость воды, равна 4.187 кДж / (кг ⁰С);
  • ∆t – разность температур в подающем и обратном трубопроводах.

Учитывая, что для воды значения массы и объема – величины идентичные, то расход может выражаться как в кг/ч, так и в дм3/ч. Рассчитав расход, сравнивают его значение с пропускной способностью крана, указанной в паспорте.

Читайте также  Трансформаторы тока назначение и принцип действия

Выбирать изделие по типу привода надо в зависимости от схемы обвязки твердотопливной установки. В простейшей схеме подключения применяется трехходовой термостатический клапан для котла:

Здесь представлена обвязка отопительной установки с тепловым аккумулятором, вода в котором начинает прогреваться только после того, как твердотопливный котел нагреет до установленной температуры воду, циркулирующую по малому кругу (через патрубки № 3 и 1). Когда теплоноситель нагреется, то настроенный на одну из трех возможных температур трехходовой кран начнет открывать поток холодной воды из патрубка №2. Тогда горячая вода будет поступать в бак теплового аккумулятора, замещая уходящую холодную.

Более сложная схема обвязки предполагает использование твердотопливного котла с трехходовым клапаном с управлением внешним контроллером:

Схема использования твердотопливного котла с трехходовым клапаном

Тут применены смесительные краны с двумя видами приводов, работающие в двух контурах циркуляции теплоносителя. Первый, стоящий возле источника тепла – термостатический, работает по принципу, рассмотренному выше. Второй имеет электрический привод, управляемый контроллером в зависимости от сигналов датчиков.

Здесь работа трехходового клапана направлена на поддержание необходимой температуры теплоносителя в контуре системы отопления. Устройство с электроприводом может быть задействовано и в первичном контуре, если в котельной работают два или несколько разных котельных установок под управлением одного контроллера.

Еще один критерий, по которому следует выбирать трехходовой клапан для твердотопливных котлов, — это диапазон устанавливаемых температур. Здесь речь идет об изделиях с термостатическим приводом, которые могут применяться как в котловых обвязках, так и в системах теплых полов или ГВС. Производители предлагают краны с разными диапазонами регулировки в зависимости от назначения изделия, например, от 20 до 43 ⁰С, от 35 до 60 ⁰С и так далее. На это нужно обратить внимание при покупке, в данном примере для подключения к твердотопливному котлу предпочтительнее второй вариант.

Перед монтажом обвязки нелишним будет знать, как проверить трехходовой клапан, который вы недавно приобрели. Новое изделие испытать несложно: надо лишь установить минимальную температуру из регулируемого диапазона и в патрубок №3 (см. Рисунок) заливать горячую воду. Через некоторое время работоспособный кран его перекроет. Проверять клапан в уже смонтированной системе можно, измеряя температуру воды в обратном трубопроводе на входе в твердотопливный котел. Ее значение должно соответствовать установленному на термостате.

Принцип работы и типы приводов клапана

Конструктивно клапаны трехходовые являются своеобразным объединением пары действующих пошагово двухходовых клапанов. Основное различие заключается в том, что клапан трехходовой не прекращает течение воды, а позволяет выполнять регулирование интенсивности подачи потока с целью достижения требующихся температурных показателей.

Исходя из различий внутренней конструкции, трехходовые приборы разделяются на два вида:

  • с системой регулирования «шток-седло»;
  • с системой «шарик-гнездо».

Клапаны вида «шток-седло» являются смесительными устройствами, расположение штока регулируется его переводом вверх или вниз. Управление перемещением штока обычно осуществляется электромеханическим приводом, что позволяет добиться максимальной автоматизации работы и регулирования системы.

Принцип работы трехходового клапана

Устройства типа «шарик-гнездо» используются в качестве разделительных клапанов, расположение шарика меняется посредством его вращения. Конструкции такой модификации, по сути, считаются запорной арматурой, но в применяющихся в быту отопительных системах краны могут выполнять функцию устройств с секторным запором, то есть смешивать холодную и нагретую воду.

Принцип действия

Клапан для твердотопливных котлов трехходового типа изготавливается различных конфигураций с разнотипными приводами, но назначение и принцип действия изделия остается неизменным: смешение двух потоков с различной температурой в общий поток с заданной потребителем значением температуры.

Жидкость в клапане перемещается от первого патрубка ко второму, пока ее температура не увеличится и не дойдет до требуемой величины. Затем привод понемногу впускает воду из третьего сектора, поддерживая температуру выходящей воды в требуемом диапазоне. Весь процесс выполняется в три шага, потому и кран получил название «трехходовой».

Виды приводов

Трехходовой смесительный клапан в любом исполнении состоит из пары патрубков входа и одного выхода. Теплоноситель распределяется приводом одного из следующих типов:

  • гидравлического;
  • ручного;
  • электромеханического;
  • пневматического.

Приводы электромеханические производятся таких видов:

  • термостатическим;
  • головчатым.

Термостатическая головка

В термостатическом приводе, чаще всего использующемся в бытовых системах, по причине воздействия температуры происходит расширение чувствительного элемента, надавливающего на шток клапана и открывающего его — так происходит смешение холодного и нагретого потоков воды. Термостатическая головка оснащается датчиком температуры выносного типа, устанавливающимся дополнительно вместо термостата.

Обратите внимание! Регулировка потока посредством термостатического привода, не использующая электроэнергию, является наиболее популярным способом, в первую очередь — из-за точности и простоты.

В моделях с электроприводом сигнал для смешения потоков подается с управляющего блока. Наиболее востребованный тип привода, являющийся, к тому же, и самым точным.

Сервоприводные клапаны по своей сути, считаются видоизмененным и упрощенным вариантом идентичных конструкций с контроллерами с одним существенным изменением — управление клапаном осуществляется напрямую.

В смесительном клапане с головчатым приводом трехходовой кран управляется нажимом головки на шток. Такой способ управления применяется при монтаже напольной обогревательной системы.

Ручной привод работает посредством вращения установленного на вентиль специального колпачка.

Материал изготовления

Материал, из которого изготовлен клапан, в значительной степени влияет на его технические и эксплуатационные характеристики.

Какой материал предпочесть? Лучше, если устройство изготовлено из меди или чугуна. Но следует учесть, что медные клапаны достаточно дорогие.

Расход и температура

Проектную температуру теплоносителя и его расход можно проверить в документации на отопительные системы. Если проекта нет, эти параметры обратного трубопровода берутся из техпаспорта на котел. Температура обычно составляет 45-50° С.

Расход теплоносителя требуется для выбора устройства по его пропускной способности — объеме жидкости, который способен пропустить термосмесительный клапан за определенное время.

Тип привода и схема обвязки

Тип привода нужно подбирать с учетом того, чтобы ему соответствовала конкретная схема, в соответствии с которой устраивается обвязка.

Обвязка по упрощенной схеме работает следующим образом. Трехходовой термостатический смесительный клапан подает жидкость с третьего патрубка на первый. Теплоноситель начинает нагреваться после прогрева воды в котле. При доведении теплоносителя до требуемой температуры, из второго патрубка проходит поток не нагретой воды, выполняется обмен: холодная вода из бака с тепловым аккумулятором удаляется, а нагретая — поступает.

Наглядная схема подключения клапана

Обвязка усложняется установкой на кране контроллера. Для реализации такой схемы требуются двухконтурные и двухприводные смесители. Один из контуров ставится в непосредственной близости от источника тепла и является термостатическим.

Управление вторым приводом (электрическим) осуществляется посредством контроллера, подающим сигналы с датчика. Термостатический клапан при этом поддерживает нужную температуру теплоносителя.

Обвязка с электроприводом может быть реализована и в первичном контуре, если под общим контроллером в котельной функционируют более двух нагревательных установок.

Обратите внимание! Самый важный момент при покупке клапана — подбор оптимально подходящего привода. Цена приводов с управлением вручную гораздо ниже, но и функциональность их оставляет желать лучшего. Цены на электрические модели существенно выше, они быстрее выходят из строя, но многофункциональность их всегда привлекает покупателей.

Рабочие параметры

Еще одним важнейшим критерием выбора трехходового клапана являются пределы выставляемых температур. Это касается устройств с термостатическим приводом, применяющихся как в обвязках котлов, так и в системах горячего водоснабжения, полах с водяным подогревом. Обычно максимальная температура составляет 90°С, но до такого значения ее не доводят даже при самых экстремальных отрицательных температурах.

На температурный диапазон при покупке необходимо обязательно обращать внимание. В зависимости от назначения, выпускаются краны с различными диапазонами регулировки температур, к примеру, 20-43° С или 35-60°С. В приведенном примере для твердотопливных котлов лучше подойдет второй вариант.

Рабочие параметры смесительного клапана

Большую роль играют наружные и внутренние диаметры присоединения к системе. Для работающих на твердом топливе котлов значение этих показателей напрямую зависит от пропускной способности клапана и составляет 20-40 мм. Если требуемый диаметр устройства найти не получается, то можно приобрести подходящий переходник.

Желательно выбирать клапан, к которому возможно подключить сервопривод, что позволит ему работать в авторежиме — такая функция хорошо зарекомендовала себя при устройстве водяного теплого пола.

Правила эксплуатации

Эксплуатация твердотопливных котлов с трехходовым клапаном должна проходить при неукоснительном соблюдении определенных требований и правил, позволяющих продлить срок службы оборудования и обеспечить безопасность его работы.

Правила следующие:

  • периодически должен проводиться внешний осмотр, при котором необходимо проверить стабильность работы всей системы;
  • использование устройства не по прямому назначению, оговоренному в инструкции, не допускается;
  • выбор и приобретение оборудования должны производиться в строгом соответствии с основными техническими параметрами и типом котла;
  • между системой отопления и расширительным бачком не допускается установка любой запорной арматуры;
  • котел должен соответствовать всем действующим правилам безопасности, для чего в систему отопления дополнительно встраивается кран аварийного сброса, предназначенный для экстренного понижения давления в системе;
  • не допускается устройство отопительной системы на обратке, так как это может привести к несрабатыванию аварийного отключения, взрыву котла, выходу из строя труб;
  • система безопасности должна быть установлена на выходе из котла подающей горячую воду в трубы, для чего в качестве запорной арматуры может быть установлен обыкновенный шаровой кран.

Трехходовой клапан подходит для всех типов котлов, использующихся в отопительных системах. Устройство повышает эффективность использования теплоносителя, благодаря чему существенно снижается потребность в топливе. Кроме того, простое, на первый взгляд, устройство, служит также и элементом, обеспечивающим безопасную работу твердотопливных котлов и увеличивающим срок их службы.

Статья в тему: Принцип работы трехходового клапан.

по теме:

Источник: https://profiteplo.com/tverdotoplivnye/100-kak-vybrat-trehhodovoj-klapan.html