Устройство и принцип работы термостатического вентиля

Современные энергоносители имеют достаточно высокую стоимость, поэтому каждый владелец квартиры или загородного дома задумывается, как сделать систему отопления более энергосберегающей. Не так давно у пользователей не было возможности регулировать подачу тепла в помещение, тем самым экономя расход. Строительная отрасль постоянно совершенствуется, и сейчас доступны специальные устройства – термостатические вентили. Это простые, надежные и недорогие элементы, позволяющие поддерживать в помещении желаемую температуру воздуха и регулировать энергопотребление. Принцип работы, виды и особенности термостатического вентиля рассмотрим ниже.

Термостатический вентиль

Назначение устройства

Бывает, что в помещениях, помимо радиаторов, выступают другие источники тепла – бытовые приборы, газовые или электроплиты и так далее. В солнечные дни температура поднимается и в доме становится теплее, чем обычно.

Важно! Задача термостатического вентиля, установленного на радиаторе – автоматический контроль температуры, в ходе чего он учитывает температурные колебания в помещении на высоте до 2 метров.

Термостатический вентиль для радиаторов обеспечивает надежность теплового оборудования. Включив его в отопительную систему, достигается комфортная и оптимальная температура в помещении и, одновременно с этим, экономятся средства, затрачиваемые на энергопотребление. Вентиль стабилизирует работу отопительной системы, если в ней падает или исчезает давление.

Конструкция

Существует большое разнообразие моделей подобных клапанов, но их конструкция схожа.

Обязательная компоновка предполагает следующие элементы:

• корпус, как правило, сделанный из латуни;
• смеситель, используемый как регулятор направления;
• рычаг управления;
• прочие мелкие детали в виде уплотнителей, гаек и так далее.

В корпусе вентиля 2 входа и 1 выход. Через входы поступает разнотемпературная жидкость, а через выход она выходит, уже подогретая до необходимой температуры. Во внутренней части корпуса расположен смеситель, регулирующий направление. Данный элемент, в зависимости от модели вентиля, функционирует по-разному. Простой вариант – в конструкции установлен пружинный запорный элемент, реагирующий на температуру, а соответственно и давление. Если увеличивается напряжение пружины, на выходе снижается температура.

Ручка управления необходима для того, чтобы задать определенное положение вентиля. С ее помощью выставляется жесткость пружины и настраивается положение запирающей детали.

Конструкция клапана

Принцип работы

В корпусе устройства, во фронтальном и правом патрубках, циркулирует теплоноситель до тех пор, пока его температура не достигнет выставленного значения. Термостатический клапан устанавливается для того, чтобы поддерживать заданную температуру на выходе, подмешивая в жидкость холодную или горячую воду. Если параметры не сходятся, то внешний привод устройства действует на шток. Когда он начинает перемещаться, в корпусе открываются все 3 канала. И, как только температурные параметры стабилизируются, фронтальный входной патрубок перекрывается.

Существует немалое разнообразие термостатических клапанов и трехходовых вентилей. Одна из разновидностей схожа с шаровым краном. В этой модели переключающий клапан состоит из шара с выборкой, а не из седла с конусом. Чтобы перераспределять теплоноситель привод воздействует на шток с закрепленным шаром, вращая его. Такие клапаны имеют невысокую пропускную способность, поэтому находят применение только в бытовых отопительных системах. Вкратце, термостатический клапан устанавливает необходимую температуру воды.

Каких видов бывают вентили

Конструктивные особенности – не единственное, чем различаются современные термостатические вентили. Данные элементы изготавливаются из различных материалов, имеют разные диаметры и способы подключения. Ознакомимся с основными видами.

Материал изготовления

Главное условие – материал, из которого производится вентиль, должен быть стойким к механическим воздействиям и образованию коррозии. Объясняется это тем, что элемент находится в постоянном контакте с жидкостью – теплоносителем.

От материала, из которого изготовлен клапан, зависят эксплуатационные и технические характеристики изделия. Рекомендуется, чтобы вентиль был сделан из меди, латуни или чугуна. Медные варианты дорогостоящи, но долго служат. Латунные образцы также имеют длительный срок эксплуатации и не вызывают сложностей во время работы. В целом, чтобы сделать правильный выбор, лучше обратиться за советом к специалистам компании, которые будут настраивать отопительную систему.

Вентиль

Метод управления

По этому параметру выделяют устройства 2 видов:

Зачастую устанавливается ручной вариант, визуально схожий с обыкновенным шаровым краном. Более современные модели с электрической начинкой пользуются популярностью в частных домах – управляются они автоматически, распределяя тепло по помещению. Регулировка термостатического вентиля простая – пользователь выставляет желаемую температуру обогрева для каждой комнаты и прибор подает рабочую жидкость к отопительному прибору. При желании такая система совмещается с «теплым полом», но требуется продумать способ создания защитного покрытия для труб.

Схема подключения

Разобравшись, из чего состоит вентиль и по какому принципу он функционирует, рассмотрим различные схемы его подключения. Здесь все зависит от того, с какой целью устанавливается термостатический балансировочный клапан.

Для чего нужен вентиль:

1. Защищает твердотопливный котел от воздействия конденсата и температурного шока, что случается в результате внезапного отключения электроэнергии.
2. Чтобы теплоноситель, циркулирующий в системе «теплый пол» не прогревался выше +45 градусов по Цельсию.
3. Поддерживает необходимую температуру теплоносителя в системе отопления, а значит и давление в трубопроводе.

Для защиты теплового агрегата, работающего на твердом топливе, не допускается, чтобы в его контур попадала остывшая вода из системы отопления. Для этого котел подключается по особой схеме, в которую включен не только смесительный клапан, но и байпас. Работа схемы выглядит следующим образом: теплоноситель будет циркулировать по малому кругу через байпас до тех пор, пока не прогреется теплогенератор. Когда температура достигнет +50-55 градусов Цельсия, начнет открываться клапан, подмешивая холодную воду из системы. Когда котел выйдет на рабочую температуру, байпас перекроется и весь поток начинает поступать через радиаторы.

Аналогичные функции и при подключении к системе «теплый пол». Насос обеспечивает циркуляцию теплоносителя в контуре до тех пор, пока он не станет остывать. Как только это случится, срабатывает датчик и вентиль и в систему начнет добавляться горячая вода от котла.

Данная важная деталь также находит применение при обвязке твердотопливного котла и буферной емкости, играющую роль аккумулятора тепла. Для эффективного ее прогревания температура теплоносителя должна достигать отметки в +70-85 градусов Цельсия, что выше нормы для радиаторов. Термостатический вентиль используется, чтобы понизить температуру. Для этого его устанавливают за емкостью, в паре с насосным оборудованием.

Обратите внимание! При установке смесительного клапана, насос располагать следует с той стороны, где расположен всегда открытый патрубок крана.

Нередко термостатические переключающие вентили устанавливаются в больших коттеджах со сложной отопительной системой, с гидрострелкой и распределительным коллектором. Каждому контуру в такой ситуации требуется определенная температура. Наивысший показатель тепла нужен бойлеру, поэтому к нему не подводится регулирующая температура. А вот для остальных потребителей подается не такой горячий теплоноситель, поэтому их подключают посредством термостатических вентилей.

Разновидность вентиля

Особенности установки

Отопительные системы собираются по различным схемам, от чего будет зависеть расположение труб горячего водоснабжения, заглушек и регулировочных клапанов. Прежде чем начинать установку, нужно перекрыть подачу теплоносителя к радиатору и слить остатки воды.

При однотрубной отопительной системе горячая вода циркулирует по одной трубе, а приборы отопления подключаются последовательно. Теплоноситель к радиатору подводится посредством специальной трубы, установленной сверху. В контуре он проходит через батарею и выходит с другой стороны, перенаправляясь в магистраль. При таком подключении термостат монтируется на байпас, соединяющий прямую и обратную трубу прибора отопления. И даже если клапан будет перекрыт, горячая вода все равно продолжит перемещаться. Сбой термостата может произойти из-за того, если не установить байпасы под трубами. Если отключиться одну батарею, то сбой будет не только у вентиля, но и у всей отопительной системы.

В двухтрубных системах дела обстоят иначе, так как в ней по одной трубе подается теплоноситель, а по другой он отводится. Перемычка, то есть байпас, в такой ситуации не требуется, поэтому термостатический вентиль устанавливается на трубе подачи. Регулировочный клапан эффективен и в индивидуальных отопительных системах. Актуален он и для централизованных сетей, но с учетом того, что предусмотрен счетчик горячей воды.

Установленный в систему отопления вентиль

Прежде чем приступить к настройке термостата, в первую очередь потребуется изолировать помещение от тепловых потерь. Для этого закрываются все двери и окна. Далее клапан выставляют на максимальную теплоотдачу и включают отопление, после чего замеряют температуру в комнате. После ее увеличения на 5 градусов, вентиль закрывают. Теперь нужно немного выждать и плавно открывать регулятор до той поры, пока не пойдет вода. Это положение следует запомнить.

Как правильно выбрать и самостоятельно установить термостатический клапан для радиатора отопления?

Доброе время суток, дорогой читатель! Уж не знаю, по какой причине, но наш пятиэтажный дом отапливается так хорошо, что даже в морозы было слишком жарко. Окна в моей квартире постоянно были открыты на проветривание, а за отопление приходилось платить огромные суммы. С этим надо было что-то делать.

Вот я и решил установить отдельный тепловой счетчик и термостатический клапан в систему. Теперь у меня достаточно тепло в квартире, а суммы в платежках снизились почти наполовину.

Что это такое и для чего он нужен

Термоклапан — это разновидность трубопроводной арматуры. Он позволяет поддерживать в помещении заданный температурный режим за счет оптимизации теплоотдачи отдельного отопительного прибора.

Назначение и область применения

Термоклапан предназначен для ручного или автоматического регулирования расхода теплоносителя через радиатор или распределительный коллектор.

Установка подобных устройств рекомендуется:

1. В автономных отопительных системах, где нагрев носителя осуществляется твердотопливным котлом.
2. На трубопроводах горячего водоснабжения. Вода для бытовых нужд может подаваться слишком горячей (до 95 ºС) и при отсутствии крана-смесителя вызывает ожоги у пользователей.
3. Перед пластиковыми элементами трубопроводной системы. Термоклапан защитит от перегрева материал, из которого изготовлены трубы.

Характеристики

Для ознакомления приведу ряд основных технических характеристик термостатических клапанов:

1. Максимальный уровень рабочего давления — 1,0 Мпа.
2. Давление опрессовки перед вводом в эксплуатацию — 1,5 Мпа.
3. Максимальная рабочая температура — +110 ºС.
4. Максимально допустимая температура окружающей среды — +50 ºС.
5. Пропускная способность клапана — от 1,6 до 2,5 м³/ч.
6. Диапазон регулирования температур — +20…+60 ºС.
7. Время срабатывания — 25 мин.
8. Наработка на отказ при ручном управлении — 8000 циклов.

Из каких материалов изготавливают

Для изготовления корпуса термостатического клапана используют стойкие к коррозии металлы:

Дополнительно поверхности латунных изделий никелируют, а бронзовый корпус либо также никелируют, либо покрывают слоем хрома.

Устройство и принцип работы

В состав термоклапана входит два основных узла:

Конструкция термостатического клапана представляет собой полый корпус с крышкой. Внутри него находится подвижный шток с уплотнительной поверхностью, обеспечивающей герметичное перекрытие седла клапана. Шток подпружинен возвратной пружиной, для ее фиксации предусмотрено кольцо с шайбойц.

Резьбовая крышка клапана оснащена сальниковым узлом, состоящим из сальникового кольца и гайки. Для обеспечения дополнительной герметичности соединению на штоке установлено уплотнительное кольцо.

Радиаторный термоклапан присоединяется к приборам посредством полусгона, имеющего контргайку с тефлоновым вкладышем. Он закреплен на корпусе прибора накидной гайкой через уплотнительную прокладку.

В полости термостатической головки расположен сильфон, наполненный термореагирующим веществом, и шток. При повышении температуры наполнитель в сильфонной емкости расширяется и воздействует на шток, который, в свою очередь, передает усилие через удлинитель на шток термостатического клапана. Когда шток клапана опускается, он перекрывает поток теплоносителя.

В радиаторе замедляется циркуляция, снижается теплоотдача. Для возврата штока предусмотрен пружинный механизм. Крепление термостатической головки к клапану обеспечивается латунной накидной гайкой.

Преимущества и недостатки

К преимуществам установки термостатических клапанов в систему отопления можно отнести следующие факторы:

• Энергонезависимость прибора.
• Компактность.
• Высокая точность регулировки температуры.
• Простота в эксплуатации и высокая надежность.
• Эстетичность внешнего вида.
• Оптимальное сочетание цены и функциональности.

Недостатками использования термостатических клапанов считаются:

• Сложность настройки.
• Опасность сбоя работы термоголовки под влиянием сквозняка или работающей рядом печи.

Термоклапаны подразделяются на виды по следующим признакам:

• По способу установки — прямой, угловой, осевой.
• По назначению — смесительный, балансировочный.
• По типу системы отопления — для однотрубной или двухтрубной системы.
• По типу наполнителя в сильфонной емкости термоэлемента — парафин, газообразное или жидкое вещество.
• По виду термостатического элемента — ручное, механическое или электронное регулирование, с выносным датчиком.

Ручные

У ручных термостатических клапанов шток срабатывает на остановку движения теплоносителя при вращении в ручном режиме ручки, находящейся снаружи корпуса. Поворачивая регулятор, можно изменить давление в термостатической головке, что повлияет на чувствительный элемент и приведет в движение шток. Они бывают прямого или углового исполнения.

Выпускаются в двух диаметрах прохода — ½» или ¾». Отличаются более простой конструкцией и низкой ценой. Основной минус термостатического клапана с ручной настройкой — это невысокая точность регулировки температуры и необходимость контролировать своевременное срабатывание со стороны человека.

Механические

Это устройства с более сложной конструкцией, способной автоматически поддерживать заданный температурный режим в помещении. Основу их термостатической головки составляет сильфонная емкость, наполненная жидкостью с высоким коэффициентом температурного расширения.

При нагревании жидкость в сильфоне расширяется и приводит в движение шток термоголовки. Он через удлинитель передает усилие на шток термостатического клапана, который и перекрывает поток теплоносителя. При охлаждении жидкости процесс идет в обратном направлении

Газовый или жидкостный

Эффективность работы термостатического клапана зависит от свойств вещества в сильфоне. Газонаполненные термоэлементы более точные и надежные. Они быстрее реагируют на изменения температуры, но сложнее в производстве и поэтому дороже.

Жидкостные чуть медленнее срабатывают, но проще в изготовлении. К плюсам жидкостных термоэлементов также можно отнести высокую точность передачи внутреннего давления сильфона на шток термостатического клапана.

С выносным датчиком

Термоклапаны с выносным датчиком предназначены для установки в радиаторах с нижним подключением или расположенных в нише. Термостатическая головка монтируется на клапан с помощью резьбового соединения, а температурный датчик крепится к стене в любом удобном месте. Между собой головка и датчик соединяются капиллярной трубкой.

Такие модели поддерживают температуру более точно, но по цене дороже остальных.

Электронные

Электронные термоклапаны имеют более объемные габариты. В корпус прибора встроен электронный микропроцессор, управляющий движением штока, также имеется дополнительное отделение для двух батареек. Одно из достоинств электронных моделей — более широкий функционал. С их помощью, например, можно выставить разную температуру в помещении в утреннее или вечернее время суток, на каждый день недели.

Срок службы

Большинство производителей заявляют, что расчетный срок службы (при соблюдении правил эксплуатации) термостатического клапана составляет не менее 15 лет.

Как выбирать

Термостат подбирается в соответствии с рабочими характеристиками отопительной системы. Устройство должно:

1. Выдерживать давление в диапазоне 16–40 бар и температуру до 200 °С.
2. Быть изготовлено из коррозиестойких материалов, устойчивых к механическим воздействиям.
3. Совпадать по диаметру с размером трубопровода.
4. Совпадать по параметрам резьбы на трубе.

Популярные производители

Наиболее надежными и долговечными считаются термостаты, изготовленные следующими компаниями:

• Danfoss (Дания). Приборы этого производителя, несмотря на достаточно низкую цену, обладают усовершенствованной конструкцией. Они оснащены стабилизатором потока, поэтому работают бесшумно. Не засоряются при работе с теплоносителем любой загрязненности, так как ход их штока больше в 1,5 раза, а окно настройки производительности имеет увеличенное сечение.

• Oventrop (Германия). Многообразие типоразмеров термостатической арматуры компании Oventrop позволяет подобрать идеальную модель к любой инженерной системе. Отличные регулирующие качества, высокая надежность продукции сочетаются с эстетичным внешним видом.

• Luxor (Италия). Термостаты Luxor подходят для систем отопления, где теплоноситель — горячая вода. Они оснащены термостатическим шпинделем, обеспечивающим предварительную настройку потока.

От чего зависит стоимость и примерная цена

Стоимость термостатических клапанов бывает разной и зависит:

• От конструктивного исполнения.
• Материала корпусных деталей.
• Технических характеристик.
• Особенностей производства.

Сколько примерно стоят разные модели термостатических клапанов, смотрите в таблице.

Правила монтажа и эксплуатации

Монтаж термостатического клапана я выполняю по следующей схеме:

1. Сливаю из системы отопления всю жидкость. В частной постройке это сделать проще, а для слива в многоквартирном доме придется обращаться в обслуживающую организацию, так как вентиль находится в подвальном помещении.
2. Вырезаю часть трубы, соответствующую по размеру купленному прибору.
3. Нарезаю резьбу на концах труб.
4. Вкручиваю изделие в резьбу на трубах с уплотнением соединения льняной нитью на термостойкой краске.
5. Проверяю герметичность соединений, неподвижность положения корпуса клапана.
6. Настраиваю термоэлемент.

Во время эксплуатации термостатической арматуры я стараюсь, чтобы:

1. Прибор был защищен от попадания прямых солнечных лучей.
2. Клапан был закрыт во время проветривания помещения, так как холодный воздух быстро охладит термостат, и он увеличит поступление горячего теплоносителя в радиатор.
3. Если прибор настроен на контроль температурного режима в нескольких комнатах одновременно, то слежу за тем, чтобы межкомнатные двери были закрыты.
4. До следующего отопительного сезона все клапаны оставались в открытом положении. Иначе может произойти прилипание золотника к седлу клапана и выходу из строя прибора.
5. На летнее время снимаю термостатическую головку с вентиля. Это увеличит срок ее службы.

Регулировка прибора

После установки я регулирую прибор следующим образом:

1. Полностью открываю клапан до момента нагрева и стабилизации температуры в комнате.
2. Затем закрываю его полностью и жду, пока температура в помещении станет комфортной.
3. Снимаю рукоятку термостатической головки и устанавливаю ее повторно, чтобы нужное значение температуры на ее шкале достигалось при полном открытии клапана.
4. После этого начинаю понемногу его открывать, пока в батарею не начнет поступать теплоноситель, а корпус термостатического клапана станет теплым на ощупь.

Частые ошибки и проблемы при установке

Поскольку головка термостата при работе должна свободно контактировать с воздухом, при монтаже устройства нельзя допускать следующих ошибок:

1. Устанавливать головку в вертикальном положении. На термостатическую головку будет попадать воздух, нагретый подводящей трубой, что не позволит ей правильно оценить температуру в помещении.
2. Устанавливать прибор без учета направления потока.
3. Закрывать доступ к клапану основной воздушной массы мебелью, плотными шторами, декоративными экранами и т.д.
4. Размещать под широким подоконником или в нише, где существует зона повышенного нагрева.

Ошибки в размещении термостатической головки приводят к созданию вокруг нее зоны с более теплым воздухом, чем в помещении. Поэтому прибор заблокирует движение теплоносителя слишком рано и не позволит создать в комнате оптимальный температурный режим.

Советы специалистов

Несколько советов от профессионалов помогут выполнить владельцу квартиры установку и настройку термостатического клапана своими руками и по всем правилам:

1. Важно смонтировать прибор таким образом, чтобы направление движения воды совпадало с направлением, которое показывает стрелка, изображенная рядом с маркировкой на корпусе, иначе работа термостатического клапана будет некорректной.
2. Для систем теплого пола лучше выбирать термостаты с боковым вентилем — это облегчает доступ к настройке.
3. В общественных помещениях для установки нужно использовать термостатические клапаны с удаленным управлением или предварительной настройкой, чтобы защитить их от воздействия посторонних.
4. Для уплотнения резьбового соединения следует применять не фум-ленту, а полимерные или льняные нити с термостойкой краской. При нагревании и значительных перепадах температур происходит тепловое расширение патрубков, плотность укладки ленты может нарушиться, что приведет к образованию течи.
5. Клапан целесообразнее размещать на подающей трубе.
6. Расстояние от пола до места установки термостатического клапана должно составлять не менее 40-60 см. Изначально производители настраивают их на улавливание изменений температуры именно на этом уровне. Если необходимо изменить этот параметр, то выполняется дополнительная настройка прибора.
7. Термостатическая головка должна устанавливаться на клапан в горизонтальном положении и быть повернутой вглубь комнаты. Если установить термоголовку вертикально, то теплый воздух от стояка будет мешать нормальной работе датчика.
8. При установке термостатического клапана в однотрубной системе отопления требуется смонтировать дополнительный перепускной участок — байпас. Он должен находиться между входящим в отопительный прибор и выходящим из него участками трубопроводов (как на фото ниже).

Заключение

Такие простые и надежные термостатические приборы позволят значительно снизить расходы на работу отопительной системы. При этом вы сможете изменять температуру нагрева отдельных радиаторов, так что в вашем жилище всегда будет комфортный микроклимат. Подписывайтесь на наш канал, делитесь полезными идеями с друзьями в социальных сетях.