Балансировочный кран в системе отопления принцип работы

Среди огромного разнообразия запорной арматуры, которая используется на системе отопления, присутствует достаточно редко используемый элемент — трехходовой клапан для отопления с терморегулятором. По форме он похож на тройник, но он предназначен для совершенно других функций. Как работает трехходовой клапан с сервоприводом и для чего нужен будет рассмотрено в этой статье.

Принцип работы трехходового клапана

Трехходовой смесительный клапан устанавливается на тех участках трубопровода, где необходимо разделение основного потока теплоносителя на 2 контура:

  • с переменным гидрорежимом;
  • с постоянным.

Зачастую постоянный поток необходим для того, кому подается теплоноситель высокого качества и в установленных объемах. Его регулировка соответствует показателям качества. Касаемо же переменного потока, то он используется для объектов, где показатели качества не являются ключевыми. Здесь важную роль играет показатель коэффициента количества. Другими словами , подача тёплого носителя в этом случае осуществляется по требуемому количеству.

Обратите внимание! Одним из элементов запорной арматуры является и аналог прибора, о котором мы повествуем в данной статье, который называется двухходовой клапан. В чем его отличие? Он отличается от трехходового принципом своей работы. Дело в том, что один из элементов его конструкции, шток, не может перекрывать поток жидкости, имеющий постоянные гидравлические показатели.

Шток постоянно открыт, он настраивается на определенный объем жидкости. Исходя из этого, у пользователей появляется возможность получать требуемый объем как в плане количества, так и в плане качества. В общем, данный прибор не может остановить подачу жидкости для сети с постоянным гидравлическим потоком. А вот поток переменного типа он способен перекрыть, из-за чего появляется возможность регулировать давление/расход.

Можно создать один трехходовой клапан, соединив пару двухходовых. Но они должны работать в режиме реверса, то есть, при открытии одного, другой должен закрываться.

Трехходовой клапан для теплого пола или других целей работает со следующей последовательностью:

Принцип работы трехходового клапана
  • к коллектору, который является одним из элементов теплого пола, поступает горячая вода;
  • степень нагрева жидкости определяется во время ее прохождения через термосмесительный клапан;
  • в том случае когда температура превышает установленный уровень, открывается проход откуда поступает охлажденная жидкость;
  • оба потока смешиваются внутри;
  • после того как температура падает до установленного предела, проход для холодной воды закрывается.

К недостаткам трехходовых клапанов, можно отнести вероятность появления резких скачков температуры, которые могут происходить при запуске нагретой воды, что может оказывать негативное воздействие на состояние трубопровода при смешении.

Трехходовой термостатический смесительный клапан применяется для того, чтобы:

  • при необходимости перенаправлять потоки с разных трубопроводов;
  • смешивать потоки диаметрально разных температур, для получения потока установленной температуры;
  • динамически управлять направлением потоков для получения потока с постоянно установленной температурой;
  • в водопроводной системе, это получение потока с заданной стабильной температурой;
  • в отопительной системе, это получение отдельного смесительного узла со стабильно постоянной температурой циркуляции.

С помощью обычного шарового крана можно регулировать вручную. С виду он схож с обычным вентилем, но обладает такой особенностью как дополнительный выход. Данный вид арматуры используется для принудительного ручного управления.

Для автоматической регулировки используется особый трехходовой клапан, который оснащен электромеханическим прибором для того чтобы менять положение штока. Его нужно подключать к термостату для того, чтобы была возможность регулировать температурный режим в помещении.

Читайте также:  Выбор и монтаж теплого пола под линолеум на бетонное основание

Смесительно-регулировочная арматура

Ярким представителем этой группы устройств является термостатический трехходовой клапан. Его задача – качественное регулирование теплоносителя, то бишь, по температуре, а не по расходу. Трехходовой клапан действует не так, как запорно-регулирующий кран, он работает как смесительный узел. Настроенный выдавать теплоноситель определенной температуры, элемент смешивает два потока в необходимых пропорциях.

Смесительный узел отопления

Устройство представляет собой латунный корпус с тремя патрубками, внутри которого находится шток, управляемый термостатическим приводом. Шток проходит через 2 седла, регулируя протекание сквозь них нужного количества воды из двух патрубков, чтобы в третьем получить смесь установленной температуры.

Принцип работы трехходового клапана

Надо сказать, что не каждая система отопления нуждается в подобной арматуре. Сфера применения смесительных устройств – поддержание температуры в контурах теплых полов, отдельных радиаторах или целых группах отопительных приборов, а также в малых циркуляционных контурах твердотопливных котлов. А вообще, все частные случаи использования смесительных клапанов перечислить довольно трудно, поскольку их может быть очень много в современных схемах водяного отопления.

Устройство и принцип работы трехходового клапана в системе отопления

Внешне узел напоминает тройник. В его составе:

  • 2 входных отрезка трубы (патрубка);
  • 1 выпускной патрубок.

Принцип работы трехходового крана состоит в распределении, переключении, смешивании теплоносителя. С его помощью можно регулировать,какой из двух потоков поступит на выход, и в какой пропорции они будут перемешиваться.

Конструкция крана состоит из следующих деталей:

  • латунный (или нержавейки, или полимеров) корпус;
  • шаровой запорный узел со сквозной перфорацией на стенках;
  • 2 кольца (седла) из тефлона служат для фиксации затвора, в некоторых моделях они отсутствуют;
  • ручка-бабочка;
  • шпиндель необходим для соединения запорного крана и привода. Он передает крутящий момент на затвор;
  • уплотнительные детали для обеспечения герметичности узла.

Затвор можно устанавливать в следующих режимах:

  • полное перекрытие подачи теплоносителя;
  • смешивание жидкости;
  • разделение потока теплоносителя между двумя выходами;
  • перенаправление движения потока.

Трехходовой кран в разрезе

Отношение входного давления к выходному или допустимый перепад давления на клапане

Для некоторых редукционных клапанов ограничено отношение входного давления к выходному. Входное давление, воздействуя на плунжер редукционного клапана, стремится его открыть. Выходное давление воздействует на мембрану (или другой управляющий элемент) клапана, стремясь закрыть клапан. При превышении ограничения по отношению входного и выходного давления клапан не сможет закрыться — и выходное давление будет больше давления настройки. Ограничения по указанному параметру также исключают кавитацию в седле регулирующего клапана.

Выполнение данных указаний при подборе регуляторов позволит значительно улучшить показатели технологических процессов и увеличить срок службы регулирующей арматуры. Примеры расчетов приведены в статье. По вопросам подбора оборудования просьба обращаться к инженерам отдела регулирующей арматуры компании АДЛ.

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.

Читайте также:  10 лучших инфракрасных обогревателей

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 900 С к радиаторам отопления. Второй контур будет обеспечивать подачу теплоносителя до 500 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.

Место установки клапана

В отопительной системе есть точки, где воздух собирается обязательно. Так, краны Маевского в квартире следует установить на каждом радиаторе. Во многих современных моделях радиаторов устройства для стравливания воздуха устанавливают на этапе изготовления сами производители.

Рекомендуем ознакомиться: Как построить гараж из профильной трубы?

Место установки клапана

Обратите внимание! Если у вас классические радиаторы, то воздушный клапан следует установить в верхней его части, которая расположена напротив подключения.

Так вы самостоятельно всегда сможете контролировать нормальную работу ваших батарей отопления и не зависеть от желания работников ЖЕКа или настроения соседей сверху.

Точки для установки кранов сброса воздуха:

  • радиаторы, змеевик в ванной комнате верхняя часть;
  • верхняя точка трубопровода;
  • система безопасности отопительного котла в индивидуальных коммуникациях;
  • на гидравлическое разветвление;
  • на коллекторы общей распределительной гребёнки;
  • на любые П-образные петли в коммуникациях, в верхней точке;
  • на компенсаторы в пластиковых отопительных системах.

Место установки клапана

Следует понимать, что воздух скапливается всегда в верхней части коммуникаций. Воздушная пробка может встать в изгибе пластиковой трубы, если монтаж осуществлён с ошибками и произошла температурная деформация.

Самый простой способ избавиться навсегда от пробки в трубопроводе – это врезать в трубу тройник. На свободный вертикальный отвод тройника (диаметр которого подбирается соответственно) устанавливают клапан для сброса воздуха.

Кран Маевского

Кран Маевского – это механический воздухоотводчик, предназначенный для спуска воздуха в отопительной системе. Обычно ставится вверху радиатора, в любом свободном месте. Кран представляет собой небольшую шайбу с резьбой, внутри которой имеется игольчатый клапан.

Кран Маевского устанавливается в противоположном конце от входа воды в радиатор. Приоткрывая игольчатый клапан, можно легко удалить воздух из радиатора. Этот механизм просто поворачивают несколько раз против часовой стрелки до появления шипения воздуха. Как только звук прекратится, игольчатый вентиль заворачивают в обратную сторону и плотно закрывают.

Отверстие для выхода воздуха расположено или в корпусе крана, или в его пластиковой прокладке. Если вода в системе засорилась, а трубы изнутри покрылись ржавчиной, отверстие может засориться, а игольчатый механизм – выведен из строя. Поэтому отверстие для воздуха нужно регулярно прочищать при помощи обычной швейной иглы.

Читайте также:  Монтаж радиаторов отопления своими руками

Около 30 лет назад появились современные приборы для контроля за температурой воды в системе, которые получили название «термостат». Внешне этот терморегулирующий прибор похож на вентиль, который доработали и установили на него табло с показателями температуры.

Термостат нужно устанавливать между батареей и подачей. Прибор должен быть выставлен горизонтально, чтобы ограничить влияние посторонних источников тепла. Конструкция терморегулирующего прибора позволяет смешивать горячую воду с подачи с охлажденной водой в обратке. Таким образом, достигается оптимальная температура, и экономятся ресурсы для отопления.

Запорная арматура на отопление: виды и характеристики

Качественная запорно регулирующая арматура для отопления монтируется в контуре для обеспечения максимально возможной энергоэффективности и экономичности обогрева. Она используется в рамках создания автономных систем отопления в частных домах, при разводке отопительных приборов в многоквартирных зданиях, а также при проектировании центральных систем теплоснабжения.

Типы приводов трёхходовых клапанов

Трёхходовые клапаны оснащаются приводами различного типа. Выбор конкретного варианта оказывает непосредственное влияние на удобство эксплуатации системы отопления загородного дома. Предлагаем ознакомиться с каждыми из них и их особенностями.

Трёхходовые термостатические смесительные клапаны

Такой тип нашёл наибольшее распространение при оснащении бытовых систем отопления. По принципу действия смесительные трёхходовые клапаны могут быть:

  • прямыми;
  • косвенными.
Типы приводов трёхходовых клапанов

Датчиком системы является щуп, находящийся внутри трубопровода. Как только температура теплоносителя начнёт возрастать, жидкость, находящаяся внутри «сильфона», расширившись, надавит на шток клапана. При уменьшении температуры теплоносителя шток будет совершать обратное движение.

Трёхходовое термостатическое устройство

Трёхходовые клапаны с электроприводом

Электрический привод в устройствах может быть различного типа. Производители предлагают:

  • трёхходовые краны с электроприводом, в качестве которого выступает электрический магнит;
  • трёхходовые клапаны с сервоприводом, базой которого является электрический мотор.

Температурные датчики либо управляющий контроллер напрямую передают команду исполнительному узлу. С точки зрения точности регулирования теплового потока, наиболее эффективными являются трёхходовые клапаны с электроприводом.

Внимание! Если в комплект поставки трёхходового клапана не входит привод, его всегда можно приобрести дополнительно, выбрав модель с подходящими характеристиками.

Типы приводов трёхходовых клапанов

К преимуществам такой арматуры стоит отнести стабильность циркуляции теплового носителя, независимо от положения штока. Однако уменьшить расход с его помощью не получится.

Клапан с электроприводом

Плюсы и минусы

Ни для кого не секрет что на сегодняшний день каждый элемент отопительной системы имеет свои преимущества и недостатки, и балансировочный вентиль этому не исключение. Итак, к позитивным моментам данного оборудования можно отнести следующие аспекты:

  • Есть возможность производить тонкую настройку давления и температуры.
  • Большая область применения.
  • Несложный монтаж вентиля.
  • Длительный срок службы.
  • Сравнительно невысокая цена.

Что касается минусов, то к ним можно отнести следующие аспекты.

  • Для настройки вентиля необходимо дорогостоящее оборудование.
  • Довольно сложное профилактическое обслуживание.

Если взять во внимание сэкономленные ресурсы в процессе отопления и стабильную работу отопительной системы, то можно смело утверждать что у этого оборудования, нет недостатков.

Частые ошибки и проблемы при установке

Арматура размещена в ограниченном пространстве, к ней плохой доступ, ручку крана нельзя полностью развернуть.

Неправильно установлен кран по отношению к направлению потока теплоносителя.

Перед установкой необходимо следить за направлением стрелки на корпусе устройства.

Рядом с термостатическим клапаном установлен защитный экран. В данном случае показания термоклапана относительно температуры воздуха в комнате будут все время неточны, так как он находится в более теплой её части.