Термостатический трёхходовой смесительный клапан: незаменимое устройство в отопительных системах

Трехходовой термостатический смесительный клапан — это устройство, которое монтируется на трубопроводы и выполняет функцию регулировки температуры рабочей среды за счёт смешивания двух потоков с разными температурами (горячий и холодный). По принципу действия это устройство напоминает смеситель. Помимо регуляции температуры теплоносителя в коммуникации, трёхходовые термостатические клапаны выполняют и другие функции.

Смесительный клапан относится к регулирующей арматуре и устанавливается в системах отопления

Разновидности и назначение таких клапанов

В первую очередь необходимо разобраться с классификацией этих изделий. На сегодняшний день существует три основных вида клапанов, которые различаются по принципу работы. Рассмотрим эти виды:

• смесительные клапаны;
• разделительные устройства;
• переключающие изделия.

Названия вышеуказанных устройств указывает на эксплуатационную принадлежность и функции, которые они выполняют во время работы. Смесительные клапаны используются для смешивания потоков рабочей среды в трубопроводе. Это необходимо для того, чтобы получить приемлемую температуру воды на выходе или же в радиаторе отопления (в зависимости от вида коммуникации). Разделительные устройства во время эксплуатации выполняют основную функцию — разделение потоков. Третий тип клапанов переключает потоки рабочей среды в коммуникации, тем самым создавая разные направления её движения.

Как определить ту или иную разновидность устройства? Эта задача, как правило, решается довольно просто: на поверхности корпуса в большинстве случаев изображается принцип работы изделия.  На переключающих моделях такие обозначения могут отсутствовать, однако, их тоже нетрудно идентифицировать, так как их внешний вид имеет значительные отличия от двух других типов устройств.

Смесительный клапан призван соединять потоки рабочей жидкости в магистрали, чтобы получить нужную температуру на выходе

Смешивание или разделение потоков рабочей среды необходимо для получения необходимых показателей температуры теплоносителя в разных контурах отопительной системы. А переключающие модели применяют в отопительных приборах двухконтурного типа. В качестве отопительного прибора в этом случае выступает газовый котёл, нагретый теплоноситель которого, в порядке очереди направляют в различные теплообменники.

Эксплуатационная сфера трёхходовых смесительных устройств

На сегодняшний день трёхходовые термостатические смесительные клапаны широко используются в теплопроводах. Особенно их рекомендуют применять в отопительных системах, которые функционируют на твёрдом топливе. Помимо этого, в бытовых условиях такие клапаны необходимы для того, чтобы регулировать повышенную температуру в трубопроводе, транспортирующем горячую воду. Показатель температуры в таком случае может доходить до +95 °C, что является высоким показателем.

Обратите внимание! Установка таких устройств перед пластиковыми трубопроводами, транспортирующими горячую воду, исключает возможность перегрева полимерного материала.

Рассмотрим основные функции, которые выполняют такие смесительные клапаны:

• распределение потоков, поступающих от разных трубопроводных линий;
• обеспечение нормальной температуры рабочей среды на выходе. Это происходит посредством смешивания горячего и холодного потоков;
• с помощью трёхходового смесительного прибора можно регулировать температуру воды в различные промежутки времени, что является очень удобным.

Термостатический клапан рекомендуется устанавливать и в системе горячего водоснабжения

Такой прибор в обязательном порядке должен монтироваться в отопительных коммуникациях и системах горячего водоснабжения. Как правило, такие клапаны устанавливаются в квартирах и частных домах с автономным отоплением.

Особенности термостатических трёхходовых смесительных клапанов

Эксплуатационный срок таких изделий варьирует от 3 до 5 лет и определяется моделью клапана и его качественными характеристиками. Рассмотрим основные различия между разными моделями:

• габариты;
• вариант резьбового соединения;
• назначением (для отопительных коммуникаций или горячего водоснабжения).

Рассмотрим характеристики среднестатистической модели трёхходового клапана:

• как правило, такие приспособления выполняются из цветных металлов (латунь, бронза);
• для того чтобы усилить антикоррозийную защиту трёхходовых смесительных устройств их корпус покрывается защитным слоем никеля или хрома;
• максимальные показатели рабочего давления в коммуникации, на которую выполняется монтаж клапана, не должны превышать 10 атмосфер или 1 МПа;
• монтаж таких изделий допускается в коммуникациях с определённой температурой рабочей среды. Показатель температуры не должен превышать определённой отметки, а именно +95 °C. Однако в некоторых случаях разрешается установка трёхходовых клапанов в коммуникациях, температура которых доходит до 110 °C (например, солнечные батареи);
• ручное управление таких приспособлений позволяет регулировать температуру теплоносителя в диапазоне от 20 до 60 °C;
• резьбовые соединения таких смесительных клапанов могут иметь следующие геометрические параметры: Rp3/4; G3/4; G1; G1 ½ (параметры указаны в дюймах);
• показатель пропускной способности таких изделий варьирует от 1,6 до 2,5 м³/ч.

Элементы конструкции трехходового смесительного клапана

Устройство и принцип работы трёхходового клапана

Трёхходовой термостатический смесительный клапан включает в себя несколько конструктивных элементов:

• корпус (как правило, из латуни);
• внутренние камеры в количестве 3 шт.;
• тарельчатые клапаны, которые выполняют разграничительную роль и находятся между камер;
• термоголовка;
• шток.

Рассмотрим принцип работы трёхходового термостатического смесительного клапана в 2 этапа:

1. Посредством воздействия на шток проход для одного потока рабочей среды открывается, а для другого — наоборот, закрывается. Таким образом, происходит смешивание потоков в камере устройства и регуляция температуры теплоносителя в коммуникации.
2. Смешанная вода, достигшая необходимой температуры, перемещается из камеры клапана дальше по трубам. Из камеры теплоноситель попадает в трубу через третий патрубок устройства. Регуляция штокового элемента контролируется специальным элементом — термоголовкой.

Обратите внимание! Термоголовка имеет специальный температурный датчик, наличие которого значительно облегчает процесс управления штоком.

Виды приводов

В процессе эксплуатации регуляция клапана в зависимости от температуры происходит посредством внешнего привода. На сегодняшний день можно встретить несколько типов приводов, на которые стоит обратить внимание:

• простой термостатический;
• термостатическая головка;
• электропривод;
• сервопривод.

Клапаны отличаются разным типом управления, наиболее простую конструкцию имеет обычное термостатическое устройство

Термостатический привод. Этот тип привода отличается простотой. В таком случае происходит нажатие на шток посредством расширения рабочей среды. Расширение происходит из-за повышения температурного показателя воды. Как правило, клапаны небольших габаритов оснащаются такой разновидностью привода на стадии производства. Такой привод является съёмным и при желании его можно монтировать на другие устройства.

Трёхходовой смесительный клапан с термоголовкой. Помимо обычного привода, функционирующего за счёт температурного расширения рабочей среды, работа вентиля может регулироваться с помощью специальной термостатической головки. Такая головка включает в себя элемент, способный реагировать на изменения температуры окружающей среды. Также эти изделия оснащаются специальными выносными датчиками, что позволяет регулировать их работу, ориентируясь на температурный показатель рабочей среды. Выносной датчик размещается внутри трубопровода (для непосредственного контакта с теплоносителем) и стыкуется с приводом посредством капиллярной трубки.

Электропривод. Шток может регулироваться и электрическим приводом, управление которым производится за счёт специального контроллера. Температура теплоносителя в таком случае измеряется электрическими датчиками, которые передают полученные данные в контроллер. Этот метод управления трёхходовым вентилем является наиболее распространённым на сегодняшний день, а также самым точным.

Вентиль с сервоприводом. Сервопривод — это упрощённый вариант электрического варианта управления клапаном. В таком случае отсутствует контроллер, а регулировка работы клапана производится после получения температурных данных теплоносителя непосредственно приводом.

Схемы подключения клапана к отопительной коммуникации

Существует несколько схем установки термостатических трёхходовых смесительных клапанов. Выбор схемы зависит от роли клапана в отопительной коммуникации.

Схема подключения клапана будет зависеть от типа отопительной системы

Основные функции, которые выполняет это приспособление в отопительной коммуникации или системе горячего водоснабжения:

• предохранение котла, функционирующего на твёрдом топливе, от воздействия конденсата;
• предохранение твердотопливного котла от температурного шока, который возникает в результате спонтанного отключения электрической энергии;
• рабочая среда в коммуникации тёплого пола должна иметь температуру не выше, чем 45 °C. Контроль необходимой температуры в таком случае — основная задача трёхходового вентиля;
• поддержка необходимых показателей температуры в различных точках коммуникации.

Для того чтобы обезопасить отопительный аппарат от образования конденсата, необходимо запомнить одно важное правило: категорически не рекомендуется подавать в котёл остывшую воду из радиаторной сети во время его работы (когда он разогрет). Трёхходовой вентиль, препятствующий образованию конденсата в котлах, подключается с использованием запасного пути по следующей схеме:

1. Пока отопительный прибор не прогрелся до нужных показателей температуры, вода передвигается по малому кругу через запасной путь.
2. Когда рабочая среда достигает температуры 50–55 °C, вентиль открывается. В результате происходит подмешивание холодной воды из коммуникации.
3. Когда котёл переходит в рабочий режим, запасной путь закрывается и поток рабочей среды движется через радиаторы отопления.

В коммуникации тёплого пола прибор выполняет такие же функции. Насос заставляет двигаться подогретую рабочую среду по трубкам до тех пор, пока она не начнёт остывать. Когда теплоноситель начинает остывать — это фиксируется термоголовкой и специальными датчиками, что служит сигналом для подмешивания горячей воды из котла в систему тёплого пола.

Термостатический клапан устанавливается в системы теплого пола, где температура рабочей жидкости не должна превышать 45 градусов

Важно! Монтаж трёхходового вентиля должен производиться так, чтобы насосное оборудование размещалось со стороны открытого патрубка прибора.

Ещё одна схема подключения трёхходового вентиля подразумевает его монтаж в отопительной системе за буферной ёмкостью. Буферная ёмкость аккумулирует тепло и требует нагрева. Для того чтобы выполнить полный нагрев этого элемента системы, температурный показатель рабочей среды должен быть не ниже, чем 70 °C. Такая температура необходима для прогрева буферной ёмкости, но она является неприемлемой для батарей отопления. Поэтому и используют трёхходовой клапан, который способен понизить эту температуру до необходимого показателя.

В каких случаях разрешается использовать упрощённый клапан?

В довольно простых отопительных коммуникациях, которые функционируют на твёрдом топливе, разрешается использовать упрощённые варианты трёхходовых вентилей. Как правило, такие изделия работают в автономном режиме. В большинстве случаев для функционирования им не требуется иметь термическую головку и шток.

Принцип работы трёхходового клапана упрощённого типа довольно прост. Элемент, регулирующий работу такого устройства, размещается внутри его корпуса. Такие вентили настраиваются на определённую температуру воды и получают её путём смешивания потоков с разной температурой. Температура, которую поддерживает такое изделие, как правило, указывается на его корпусе.

Неизменная температура на выходе, поддерживаемая таким упрощённым вариантом клапана, является постоянной. Рассмотрим преимущество и недостаток использования такого прибора:

• плюс — более демократичная стоимость по сравнению с изделием, которое оснащено термической головкой. Экономия в таком случая составляет не менее 30%;
• минус — невозможность регулировки температуры воды на выходе.

Перед тем как приобрести термостатический трёхходовой упрощённый смесительный клапан, специалисты рекомендуют изучить техническую документацию, которая регламентирует твердотопливный отопительный аппарат. Это связано с тем, что там можно найти необходимую минимальную температуру, которой должен соответствовать обратный теплоноситель.