Как подобрать трехходовой клапан для теплых полов и дровяного котла

В данной статье мы разберем, как работает термостатический 3-х ходовой клапан и в каком месте его необходимо устанавливать. Также вы узнаете о том, как выбрать наиболее подходящую модель по доступной стоимости.

Принцип работы и виды клапанов

Основная задача клапана с тремя выходами заключается в том, что он должен подавать к теплогенератору воду требуемой температуры, при этом разделяя/смешивая два разных потока. Один из выходов всегда находится в открытом положении, когда остальные частично либо наоборот полностью закрываются во время работы.

Внимание! Со стороны открытого входа всегда должен размещаться насос, который отвечает за циркуляцию жидкости.

Клапаны-термостаты делятся на две категории в соответствии с методом подготовки теплоносителя к необходимой температуре:

1. Смешивание. Два водных потока – нагретый и охлажденный. На первой картинке они обозначены под буквами A и B соответственно. При этом из третьего выхода вытекает смесь определенной температуры. Для обозначения латунного корпуса используется двуглавая стрелка.
2. Разделение или распределение. Поступающая жидкость разделяется на два потока, которые потом регулируются. При этом на корпусе крана вы можете увидеть две стрелки либо буквы – на входе AB, а на выходах A и B.

Регулятор потока смешивания (слева) и регулятор потока отвода (справа)

Важная информация. Еще одной разновидностью трехходовых клапанов являются байпасы, которые размещаются на настенных газовых котлах с автоматической циркуляцией жидкости. В их случае потоки переключается электрически между первичным и вторичным теплообменниками.

Клапаны с тремя выходами также делятся на две разновидности – шаровые и седельные. По конструкции последний вариант представляет собой стандартный водопроводный кран, у которого вместо резьбового штока нажимной. К нему крепится диск, перемещающийся между двух седел, поочередно закрывая оба прохода.

Стержень можно активировать тремя методами:

• электропривод;
• головка-термостат с выносным температурным регулятором;
• встроенная термопара.

Трехходовой кран с ручной регулировкой и встроенным термостатом

Смесительные клапаны-термостаты функционируют таким же образом, что и 3-х ходовые. Они обладают полным отверстием и высокой пропускной способностью, за счет чего обеспечивается меньшее гидросопротивление. Главный недочет заключается в том, что элемент зависим от сетевого напряжения.

В нашей компании вы можете приобрести твердотопливный котел Тундра. Для оформления заказа свяжитесь с нами по телефону 8-924-458-58-83.

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

Перед непосредственной покупкой клапана важно убедиться в его необходимости. Поэтому мы предлагаем вам основной перечень ситуаций, когда он может пригодиться:

1. Для регулировки температурных показателей смешанной воды в контурах системы отопления.
2. Для защиты теплогенератора от резких потоков охлаждающей жидкости и образования конденсата на внутренней стороне корпуса.
3. Для ограниченного нагрева теплоносителя в контурах напольного котельного оборудования.

При обжиге на стенках ТТ котла появляются липкие отложения, когда температура в печке уже достаточно высокая, а жидкость при этом наоборот холодная. В таком случае с помощью байпасного клапана соединяют обратную и подающую трубы. За счет этого вода из резервуара передвигается по малому кругу и смешивается с другой жидкость, когда температурные показатели доходят до 50-60 градусов.

Сочетание клапана-смесителя и байпаса позволяет защитить ТТ котел от воздействия конденсата и снижает риск возникновения температурного шока.

Важный совет. Клапан служит предохранительным элементом для чугунного теплообменника, если он установлен в нагревателе. Представьте, что в вашем доме на 1-2 часа отключили электричество, за это время радиаторная сеть успевает остыть. Без смесителя, когда электроснабжение будет восстановлено, нагретый бойлер будет заполнен холодной водой. Чугун испытает температурный шок и может треснуть.

В каких ситуациях приходится настраивать температурные показатели в контурах отопительных приборов с помощью смесительного узла:

1. В системах отопления со сложной конструкцией, где используются трубы с разным значением температуры и подключаются к общему отопительному патрубку.
2. Для подачи горячей воды в теплообменник вентиляции, которая которая предназначена для нагрева воздуха в помещении.
3. При подключении к буферному цилиндру, который представлен теплоаккумулятором.

Клапан в отопительном контуре служит для нагрева теплового аккумулятора, а также для регулирования температуры подачи топлива.

Поскольку в отопительные контуры напольного отопления подается температура не выше 50 °C, а котел может подавать температуру 85 °C, это должно быть ограничено. Эта проблема обычно (но не всегда!) решается путем установки на коллекторе смесительного устройства с 3-ходовым клапаном. В последнем случае ледяная вода из напольных контуров смешивается с "внешним" теплоносителем, поступающим из котла.

Ниже мы привели ситуации, в которых покупка и установка сепаратора/смесителя не является необходимой:

1. Если длина каждого контура напольного котельного оборудования не превышает полметра. В таком случае управление возможно без использования смесительного узла. Вместо этого на обратном коллекторе размещают нагревательные головки RTL, которые предназначены для ограничения потока до количества теплоносителя.
2. В отопительных системах с естественной циркуляцией жидкости. Перепад давления происходит сквозь кран, препятствующий нормальному протеканию теплоносителя. Аналогично по отношению к теплоаккумуляторам, которые функционируют по принципу гравитации.
3. Если для обогрева помещения поочередно применяются больше двух устройств. При этом они поддерживают температурные показатели в сети не менее 40 градусов.

Внимание! В системах гравитационной циркуляции жидкости задействуются трубы с увеличенным номинальным диаметром 40-50. Это значит, что вместо стандартного раструбного смесителя придется приобрести достаточно большой фланцевый вентиль за приличную цену.

Расчет пропускной способности

Простой выбор трехходового клапана в соответствии с диаметром подключения радиатора или подводящей трубы не принесет ожидаемых результатов. Дело в том, что в процессе автоматического регулирования элемент создает переменное гидравлическое сопротивление, которое должен преодолеть циркуляционный насос для обеспечения требуемого расхода теплоносителя. Клапан подбирается таким образом, чтобы при различных положениях штока через него проходило необходимое количество воды.

Основной конструктивной характеристикой каждого 3-ходового клапана является номинальная пропускная способность, обозначаемая буквой Kvs и выраженная в м3/ч. Это значение, указанное в паспорте изделия, отражает количество холодной среды, проходящей через полностью открытый клапан за 1 час. Перепад давления на участке до и после регулятора составляет 1 бар.

Пример. Если через трехходовой клапан с Kvs = 1,6 м3/ч за один час протекает именно такое количество воды, то перепад давления (сопротивление потоку) составляет 1 бар или 10 м вод. ст. Это слишком большое значение для системы отопления, поэтому следует исходить из фактического перепада давления 0,15-0,2 бар (1,5-2 м водяного столба).

Чтобы выбрать регулирующий клапан по пропускной способности, необходимо сначала определить расход теплоносителя, протекающего по регулирующей линии. Используется следующая формула:

Вот:

• G - желаемый расход воды, м³/ч;
• Q - отопительная нагрузка на ветку отопления, кВт;
• ∆t - разница температур между подающей и обратной водой, обычно 20 °C, при напольном отоплении 10 °C.

Пример. Дом площадью 100 м² будет отапливаться контурами напольного отопления, которые должны обеспечивать тепловую мощность 10 кВт. G = 0,86 x 10 / 10 = 0,86 м3/ч теплоноситель должен быть подан в коллектор.

Следующим шагом является расчет фактического коэффициента K производительности смесительного клапана с учетом перепада давления на смесительном клапане 0,2 бар по формуле:

Для того же примера значение K составит 0,86 / √0,2 = 0,86 / 0,45 = 1,9 м3/ч. Затем откройте каталог выбранного вами производителя клапанов и выберите из ассортимента трехходовой клапан, Kvs которого равен или больше полученного значения.

Давайте рассмотрим популярный бренд Danfoss. Для примера мы возьмем продукция из линейки VRB3 с присоединением DN 15 и Kvs, равным 2,5 м3/ч. При этом предыдущий показатель в нашем случае явно недостаточный.

Важная информация. 3-х ходовые клапаны с номинальными диаметрами 15-25 чаще всего применяются в ТТ котлах и отопительных системах, которые размещаются на поверхности пола. При выборе устройства требуется тщательно проверить потоковую скорость антифриза. Обо всем этом подробнее вы можете узнать из видео ниже:

Советы по выбору

Ниже приведен список известных компаний, продукция которых заслуживает доверия:

• Данфосс;
• Herz Armaturen;
• Honeywell;
• Icma;
• Эсбе;
• Калеффи.

Представленные производители поставляют на рынок многочисленные клапаны для котельных систем, в том числе электромагнитные, термостатические, а также 4-х ходовые и предохранители.

Далее мы предлагаем основные рекомендации по подбору клапанного элемента:

1. Для защиты котла от конденсата подходят два варианта – термостатическая головка с выносным регулятором или с фиксированной настройкой. Первый стоит значительно дороже второго, примерно на 20-30%. Также можно приобрести датчик с внутренним термостатом, который настроен на 50-55 градусов.
2. В сочетании с электроприводом работают поворотные датчики, но при необходимости доступная ручная регулировка. Лучше выбрать более надежный клапан среди седельных разновидностей.
3. Вы можете приобрести модель с выносным датчиком и термостатической головкой, если хотите управлять нагревом отдельных контуров и ветвей напольного котельного оборудования. В подобном варианте регуляторная колба размещается в трубе либо на коллекторе.
4. Чаще всего при изготовлении клапанного корпуса используются такие металлы, как бронза или латунь. Элементы из нержавеющей стали стоят значительно дороже. При этом чугунный сплав периодически повреждается, т.к. не устойчив к температурному шоку.
5. Как правило, в контурах задействуются как изолирующие, так и смесительные клапанные элементы. Но если у вас нет достаточного опыта в этом деле, то лучше купите смеситель. Его конструкция достаточно простая, а подробнее о нем вы можете узнать из видеоролика ниже: