Термостатический трехходовой клапан для котла, установленный в автономной системе отопления, позволяет экономить топливо, увеличить срок эксплуатации оборудования, защищая от неисправностей. Он играет роль регулятора и элемента безопасности. Но установить первый попавшийся термосмеситель в систему нельзя, необходимо выбрать устройство, соответствующее ее характеристикам и предъявляемым к нему требованиям относительно функциональности.
Устройство и принцип работы трехходового клапана для котла
Конструктивное устройство термосмесительного клапана для твердотопливного котла или другого может значительно отличаться в зависимости от назначения элемента и производителя, однако принцип действия остается неизменным. Терморегулятор имеет три выхода: один из них всегда открыт, а другие перекрываются полностью или частично во время работы. По числу выходов клапан называется 3-х ходовым. Он используется для смешивания или разделения потоков жидкости или газа, посредством чего осуществляется регулировка температуры теплоносителя, переключение с одного контура на другой.
По виду он похож на тройник. Внутреннее устройство представлено запорным механизмом и штоком, который обеспечивает его движение – это основные элементы. В некоторых конструкциях предусмотрено два седельных кольца, фиксирующих затвор. Возможно дополнение другими элементами.
Разновидности клапанов
Функциональность клапанов различна. По этому признаку трехходовики подразделяются на переключающие, смесительные и разделительные.
Смесительные
На один вход подается холодный поток, на другой – горячий. На выходе они смешиваются, образуя один поток заданной температуры. Таким образом, благодаря термосмесителю регулируется температура теплоносителя, в частности осуществляется подмешивание обратки в теплоноситель на выходе из котла. Для этого клапан устанавливают на обратке трубы отопления.
Разделительные
Разделительные клапаны также называют распределительными. Они разделяют один поток на два. Используются в системе ГВС, обвязках воздухонагревателей.
Переключающие
Переключающие или перекидные выполняют переключение с контура на контур, например, с отопления на горячее водоснабжение. Переключение осуществляется с помощью электропривода.
Способы управления трехходовыми клапанами
Трехходовые клапаны по способу управления бывают:
- автономными;
- ручными;
- термостатическими;
- с электроприводом.
Если возможность управления отсутствует, термоклапан относится к автономному типу. Он настроен заводом-изготовителем на определенную температуру теплоносителя, т.е. температура в системе будет постоянной всегда. Главными преимуществами таких устройств является низкая стоимость и возможность поддержания одной и той же температуры. Но изменить предустановленные настройки нельзя, поэтому характеристики клапана должны соответствовать требованиям системы, подбирать его придется более тщательно.
Трехходовой клапан с ручным управлением оснащен устройством ручной регулировки, в роли которого выступают панель управления, поворотная ручка или вентиль. Контроль регулировки выполняется с помощью специальных отметок – шкалы. По сравнению с автономным регулятором, трехходовой термоклапан ручного управления более функционален: он позволяет изменять температурный режим в зависимости от конкретных нужд и будет поддерживать температуру на заданном уровне. Однако реагировать изменением температуры теплоносителя на трансформацию окружающих условий этот клапан «не умеет».
Конструкцией изделия с терморегулятором предусмотрен термостат. Газовая или жидкая среда, находящаяся внутри него, реагирует на изменение температуры теплоносителя. Когда он нагревается до предустановленной температуры, патрубок с горячим теплоносителем перекрывается. По типу питания эта разновидность клапанов может быть механической и электронной. Механические работают автономно, а электронные требуют наличия электросети или периодической замены батареек. Хотя это неудобство полностью компенсируется преимуществами.
Включение термостатического клапана для твердотопливного котла в систему позволяет автоматизировать процесс изменения температурного режима согласно времени суток, дням недели. Стоимость трехходового элемента с терморегулятором выше, чем стоимость более простых аналогов.
Самые продвинутые модели – термоклапаны с электроприводом. Чтобы их работа была постоянной, необходимо установить блок бесперебойного питания. Поток холодного или горячего теплоносителя регулируется с помощью контроллера, который регистрирует отклонения температуры от заданных значений, и сервопривода. Выходы не перекрываются полностью, но объем теплоносителя изменяется. Благодаря работе автоматики отопительный контур всегда равномерно прогрет, а температура теплоносителя всегда точно соответствует заданной. Возможность изменения режима также присутствует, но нужно быть готовым к высокому расходу ресурсов: теплоносителя и электроэнергии. Заплатить больше придется за сам термоклапан. Полностью автоматическое устройство стоит дороже.
Назначение и функции
Трёхходовой клапан устанавливают в таких целях:
- Чтобы в котел не поддавался холодный теплоноситель и не выпадал из-за этого конденсат на внутренних стенках топки. Кроме того, если в водогрейном котле используется чугунный теплообменник, он может треснуть от перепада температур.
- Чтобы регулировать температуру теплоносителя в контурах. Эта необходимость может быть обусловлена сложностью системы, где требования по температуре для каждого контура различаются. При подключении к тепловому аккумулятору, а также когда теплоноситель задействуется в теплообменнике вентиляционной приточной установки, которая является частью системы воздушного отопления.
- Чтобы иметь возможность контроля нагрева теплоносителя в контуре теплого пола. Оптимальная температура для теплого пола составляет не более 50°C. Температура теплоносителя, поступающего от котла, может превышать этот показатель на 10-35°C. Остывшая вода, прошедшая через контур теплого пола, будет смешиваться с теплоносителем от котла, трехходовой клапан, установленный на распределительный коллектор, обеспечит подмешивание обратки.
Регулятор не стоит устанавливать, если в системе работает несколько источников отопления поочередно; если длина каждой петли водяного пола составляет не более 50-60 м (тогда вместо трехходового клапана устанавливают головки RTL); если отопление организовано по самотечной системе.
Основные параметры при выборе клапанов
Трехходовой клапан должен максимально соответствовать особенностям системы, поэтому при выборе следует проверить все параметры: конструктивное устройство, технические характеристики.
- В первую очередь необходимо отсечь варианты, которые изготовлены из неподходящего металла. Силуминовые недорогие трехходовые клапаны исключают сразу, поскольку сплав алюминия с кремнием отличается низкой прочностью. Такие термоклапаны трескаются и буквально рассыпаются в процессе работы.
- Чугунные 3-ходовые клапаны не подвержены коррозии и достаточно прочны при статических нагрузках, но точечное механическое воздействие или резкий перепад температур могут стать причиной его поломки. Ремонту такие устройства не поддаются.
- Стальные устройства недороги и одновременно прочны, но со временем ржавеют. С целью защиты от коррозии изделия покрывают никелем и хромом.
- Термоклапаны из нержавейки стоят дороже, металл не подвержен окислению и коррозии, поэтому служить они будут долго.
- Латунные и бронзовые трехходовики предпочтительнее, поскольку материал наилучшим образом отвечает требованиям по сроку службы и коррозийности. Латунные изделия нельзя устанавливать в систему, где теплоноситель разогревается до температур, превышающих 200 градусов. Бронзовые устройства встраивают в контур отопления, изготовленный из меди.
Внутренний запорный механизм в некоторых изделиях может быть керамическим. При соблюдении условий эксплуатации керамика проявляет себя наилучшим образом: не ржавеет и служит долго. Но теплоноситель в системе должен быть высокого качества. При наличии механических включений керамические элементы быстро выйдут из строя.
Разновидность клапана подбирают с учетом особенностей системы:
- Для защиты котла от конденсата достаточно клапана с внутренним термостатом, настроенным на постоянную температуру теплоносителя.
- Если система состоит из нескольких ветвей и необходимо управлять нагревом каждой, устанавливают регулятор с термоголовкой и выносным датчиком.
- При самостоятельной сборке системы рекомендован к монтажу смесительный клапан. Новичку проще разобраться в схеме его работы, как его поставить, снять.
- Седельные разновидности, в отличие от поворотных, более точно позволяют регулировать температуру теплоносителя и напор.
- Для теплого пола рекомендованы электрические модели с сервоприводом.
- Для ГВС – разделительные клапаны, для отопления – смесительные.
Что касается технических характеристик, необходимо принять во внимание:
- способ соединения – бывает резьбовым и фланцевым;
- внутренний диаметр труб – должны совпадать с диаметром труб в месте установки;
- максимальное рабочее давление;
- максимальную температуру теплоносителя на участке монтажа;
- усредненный расход воды в час – условную пропускную способность;
- динамический диапазон регулирования (30:1, 50:1, 100:1) – указывает на разницу пропускной способности при полностью закрытом затворе и полуоткрытом.
Клапаны с диапазоном 100:1 показывают более широкие возможности регулировки.
Данные указаны в паспорте к изделию. Чтобы правильно подобрать клапан по параметрам системы, необходимо также рассчитать расход теплоносителя на линии установки, потому что клапан должен пропускать нужный объем воды при разных положениях штока.
Последний, но не по значению, параметр – производитель. Популярные:
- Esbe (Швеция);
- Danfoss (Дания);
- Honeywell (США);
- Herz Armaturen (Австрия);
- Caleffi (Италия);
- Icma (Италия);
- Valtec (Россия).
Рекомендуется выбирать изделия известных марок, тогда можно быть уверенным в соответствии маркировки и заявленных характеристик реальным параметрам трехходового клапана.
Бюджетные элементы упрощенного типа
Упрощенными считаются трехходовые клапаны автономного типа. Их внутреннее устройство действительно упрощено, поскольку ни термоголовки с контроллером, ни штока в них не предусмотрено. Термостатический элемент установлен внутри и рассчитан на определенную температуру (зачастую 50°C или 60°C). Изменить настройки уже не получится, температура потока на выходе из клапана всегда будет соответствовать заданной ±2°С. Этот вариант для тех, кто устанавливает клапан в несложные системы отопления и хочет сэкономить. Стоимость упрощенных элементов примерно на 30% ниже средней стоимости основной массы регуляторов.
Термостатический трехходовой клапан необходим в сложных системах, включающих несколько контуров: ГВС, отопления, теплого пола. Он позволяет экономить топливо, более эффективно используя вырабатываемую котлом тепловую энергию. Несмотря на многие преимущества, установка клапана не всегда оправдана, поэтому следует проконсультироваться со специалистом относительно целесообразности его монтажа.