Автоматика погодного регулирования со смесительным клапаном.

Погодозависимая автоматика со смесительным трехходовым краном (клапаном) и циркуляционным насосом. В данной статье мы продолжаем разбор возможных вариантов схематических решений для реализации устройства погодозависимой автоматики в индивидуальном тепловом пункте (ИТП) или рамке управления многоэтажных жилых домов. На этот раз перед нами схема погодозависимой автоматики со смесительным трехходовым краном (клапаном) и циркуляционным насосом.

Принцип действия погодозависимой автоматики со смесительным трехходовым краном (клапаном) и циркуляционным насосом.

В данной схеме, регулирование температуры в системе отопления происходит за счет изменения (ограничения) расхода теплоносителя через трехходовой клапан и одновременно забора (подмеса) возвращаемой из системы отопления жилого дома сетевой воды при помощи сетевого или как его еще называют циркуляционного насоса и подачи уже разбавленной воды снова в систему отопления квартир. Главных элементов в данной схеме уже три – трехходовой клапан, насос и контроллер – компьютер. Именно контроллер постоянно, через определенные интервалы времени опрашивает датчики температуры теплоносителя, наружного воздуха и воздуха внутри квартир жилого дома (если они имеются), обрабатывает принятую информацию и в соответствии с введенной в него программой (в данном случае температурным графиком) формирует сигнал, дающий команду механизму трехходового клапана на открытие или закрытие.

Данное влияние контроллера корректирует величину открытия или закрытия проходного сечения клапана регулировки. Если в данной системе погодозависимого регулирования отсутствует датчик воздуха внутри квартир, то погодное регулирование осуществляется в соответствии с температурным графиком.

Погодозависимая автоматика с запорно-регулирующим клапаном и циркуляционным насосом.

И, наконец, последняя разновидность автоматики для поддержания температуры в квартирах жилых домов в зависимости от температуры на улице это погодозависимая автоматика с запорно-регулирующим клапаном и циркуляционным насосом.

Разберем принцип действия данной автоматики поддержания температуры в квартире, а вернее сказать во всем многоквартирном жилом доме.

Здесь регулирование температуры в отопительной системе происходит за счет изменения пропускной способности клапана и также как и в предыдущей схеме подмеса возвращаемой (обратной) сетевой воды из жилого дома при помощи циркуляционного насоса, установленного теперь уже на обратном трубопроводе отопительной системы. Принципиально, где будет установлен сетевой или циркуляционный насос, вообще то неважно, просто для двухходового клапана такая схема все-таки предпочтительнее из-за его конструктивных особенностей.

В процессе регулирования контроллер также периодически опрашивает датчики температуры теплоносителя в отопительной системе дома, датчики воздуха в помещении (если они установлены) и датчик наружного воздуха. После обработки полученной информации контроллер формирует выходной управляющий сигнал, на открытие или закрытие исполнительного механизма двухходового клапана, при этом соответственно изменяется величина открытия или закрытия проходного сечения регулирующего клапана. При отсутствии датчика воздуха внутри помещения главным приоритетом регулирования также является поддержание температуры в помещении квартир по температурному графику.

Недостаток у схем регулирования с клапанами один – пропадание электроэнергии, подробнее о достоинствах и недостатках погодозависимых автоматик смотрите в статье о погодном регулировании с регулирующим элеватором .
Преимуществом схем погодного регулирования с клапанами перед регулирующим элеватором обычно называют глубину регулирования, хотя по нашему мнению такое преимущество спорное и может легко превратиться в недостаток, если например в ИТП имеется узел учета тепловой энергии, и его пределы измерения хуже пределов работы автоматики погодного регулирования. После установки автоматики погодного регулирования без согласования с энергоснабжающей организацией, такой УУТЭ на законных основаниях может быть признан некоммерческим, а значит, вместо экономии вы опять получите начисление оплаты за тепло по нормативу.

• недостаточное давление на вводе в ИТП, менее 0,07 мПа
• завышенное сопротивление внутренней системы отопления дома, более 5 м.вод.ст.
• установка на отопительных приборах и стояках автоматической регулирующей арматуры, например фирмы «Danfoss»
• использование независимой системы отопления через теплообменники.

Хочется также предостеречь жильцов, особо радеющих за экономию, схемы погодозависимой автоматики со смесительными клапанами нельзя использовать без насоса или с выключенным насосом. В режиме работы с выключенным насосом резко уменьшается прокачка теплоносителя через отопительные приборы, разница в температурах между температурами в отопительных приборах разных квартир порою достигает 45 градусов, вместо рекомендованных для экономичного режима работы погодозависимой автоматики двенадцати. И главное из-за отсутствия смешения в морозы температура в отопительных приборах первых по ходу квартир может достигнуть 115 и более градусов, что неминуемо, приведет к выходу из строя современных полипропиленовых труб, а также ожогам при случайных прикосновениях к отопительным приборам – это как минимум. При этом жильцы последних по ходу теплоносителя квартир будут сидеть в холоде.

Вот такая экономия, а по приборам будет все ОК. И главное если откажет обратный клапан на перемычке между прямым и обратным трубопроводом не только ваш дом, но и весь район может остаться без тепла. Теплоноситель не пойдет в квартиры, а вернется назад в котельную.

Мы разобрали возможные варианты схематических решений для реализации устройства погодозависимой автоматики в рамке управления многоэтажных жилых домов. В любом случае решение о выборе той или иной схемы погодозависимого регулирования температуры в квартирах жилого дома, и главное подбор оборудования следует поручить специалистам. Вам, как жильцам свое слово стоит сказать только при выборе проектирующей организации и типе оборудования – отечественное или импортное. Цена зависит именно от этого.

Все о ценах на проектные работы, приобретаемое оборудование и монтаж и наладку автоматики погодного регулирования в квартирах жилых домов на следующей странице.

Виды клапанов для систем отопления, их назначение и функциональные особенности

В комплектацию любой отопительной системы должны входить элементы регулировки и безопасности. С их помощью происходит изменение параметров теплоснабжения – стабилизация работы, автоматическая настройка. Для этих целей используются клапаны для систем отопления: балансировочный, обратный, трехходовой.

Назначение клапанов для отопления

Автономное или централизованное теплоснабжение должно адаптироваться под текущие значения параметров – давление и температуру в системе. Для выполнения этой задачи необходим байпасный клапан в системе отопления, смесительный, предохранительный и другие.

Клапаны в системе отопления

В отличие от запорной арматуры они работают в автоматическом или полуавтоматическом режиме. Все регулирующие клапана отопления должны соответствовать параметрам конкретного теплоснабжения.

Для этого необходимо сначала рассчитать характеристики, составить подробную схему и согласно полученным данным выбрать оптимальный спускной клапан отопления и другие виды подобных элементов.

Основными критериями являются:

• Температурный режим работы системы. Запорный клапан на отопление должен нормально функционировать даже при критическом термическом воздействии;
• Давление — номинальное и максимальное. Каждый редукционный клапан системы отопления имеет определенные границы срабатывания, которые должны быть ниже максимального на 5-10%;
• Вид теплоносителя – вода или антифриз. В последнем случае возможны сбои в работе, так как воздушный клапан для отопления не рассчитан на жидкость с большей плотностью, чем вода.

Подходящий клапан для стравливания воздуха из системы отопления выбирается еще на стадии расчета. Работа этого устройства и аналогичных ему компонентов должны стабилизировать состояние системы в случае возникновения риска аварийных ситуаций. Поэтому необходимо знать принцип работы и виды клапанов для теплоснабжения.

Некоторые эксплуатационные характеристики указываются непосредственно на корпусе перепускного клапана для отопления. Если же этого нет – обязательно необходима профессиональная консультация.

Перепускные отопительные клапаны

Нередко во время работы теплоснабжения происходит превышение температурного режима. Это провоцирует рост давления и как следствие – разрушение компонентов системы. Для своевременного удаления части теплоносителя необходим перепускной клапан для отопления.

Конструкция перепускного клапана отопления

Принцип работы этого компонента прост – на седло байпасного клапана в системе отопления постоянно воздействует давление теплоносителя. Когда усилие пружины будет меньше, чем внешний напор – происходит смещение штока и вывод некоторой части горячей воды. После стабилизации давления седло возвращается в исходное положение.

Есть два вида регулирующих клапанов отопления – с постоянным значением давления срабатывания и возможностью ручной установки этого параметра. Для автономных систем теплоснабжения рекомендована установка второго типа, так как их можно адаптировать под любые параметры.

Клапан давления для отопления выполняет следующие функции:

• Уменьшает гидравлическую нагрузкуна циркуляционный насос;
• Предотвращает появление ржавчины. При превышении температуры происходит выделение кислорода. Он является основной причиной окисления металлических компонентов отопления;
• Снижает уровень шума теплоснабжения. Без клапана давления для отопления может увеличиться циркуляция воды и как следствие – повысится вибрация и шум.

Этот элемент устанавливается только для закрытых систем. В гравитационном отоплении клапан давления для теплоснабжения не нужен. В случае превышения температурного режима расширение теплоносителя компенсируется с помощью открытого расширительного бака.

Байпасный клапан в системе теплоснабжения входит в обязательную комплектацию группы безопасности. Также он устанавливается в самой высокой точке схемы и на ответственных участках.

Виды регулировочных клапанов для отопления

Нормальная работа теплоснабжения невозможна без минимального набора регулирующих клапанов. Они предназначены для стабилизации параметров отопления и изменения их значений в зависимости от выставленных настроек.

Типы регулировочных клапанов

Принцип работы редукционных клапанов системы отопления основан на ограничении притока теплоносителя путем изменения сечения трубопровода. Для этого в конструкции есть регулировочная головка и запорная арматура. Перепускные клапана для теплоснабжения разделяются на следующие виды:

• С ручной регулировкой потока;
• С механической термоголовкой. При температурном воздействии на термический элемент происходит его расширение и давление на седло клапана. В результате этого шток опускается, ограничивая приток теплоносителя;
• С сервоприводом. Для работы этого типа регулирующего клапана теплоснабжения управляющий элемент подключается к блоку управления (программатору) или термодатчику. При получении управляющей команды с помощью сервомеханизма изменяется положение штока и как следствие – регулируется объем притока теплоносителя.

Эти типы редукционных клапанов систем теплоснабжения позволяет изменять основной параметр – температурный режим работы. Установка регуляторов осуществляется в обвязке радиаторов, батарей, в коллекторных узлах теплого пола.

Монтаж регулировочного клапана нужно осуществлять таким образом, чтобы исходящее тепло от батарей не воздействовало на термоэлемент.

Назначение балансировочного клапана в отоплении

Еще одной разновидностью контролирующей арматуры является балансировочный клапан в системе отопления. Конструктивно он схож с регулировочным, но имеет ряд особенностей эксплуатации и монтажа.

Балансировочный клапан отопления

Назначение балансировочного клапана для отопления – регулирование объема теплоносителя в зависимости от значения его температуры. Их установка является необязательной для систем с небольшой протяженностью или без проблем с тепловым распределением. Они монтируются на каждый контур отопления.

После монтажа запорного клапана на отопление улучшатся следующие показатели теплоснабжения:

• Равномерное распределение тепла по всем отопительным контурам;
• Обеспечение гидравлической стабилизации системы, отсутствие резкого перепада давления;
• Снижение затрат на отопление – оптимизируется расход топлива, стабилизируется тепловой режим работы;
• После установки балансировочного клапана в систему отопления появляется возможность частично или полностью отключать отдельные контуры от общего теплоснабжения.

Для осуществления контроля текущих показаний давления температуры в конструкции клапана предусмотрены штуцеры для установки термометром или манометров. В зависимости от конструкции регулировка потоков теплоносителя выполняется в ручном или автоматическом режиме.

Балансировочные клапана монтируются в коллекторных системах частных домов или в двухтрубном отоплении многоквартирного жилого здания.

Защитные отопительные клапаны

Помимо перепускного клапана отопления для нормальной работы системы необходим монтаж других типов регулирующей и защитной арматуры. В процессе работы теплоснабжения может появиться избыток воздуха, произойдет обратное движение теплоносителя. Для предотвращения этих явлений следует заранее предусмотреть монтаж воздушного клапана для отопления и обратного.

Виды защитных клапанов

В зависимости от функционального назначения существует два вида защитных клапанов – для удаления воздуха из системы и предотвращения обратного движения воды в трубах. Без этих элементов работа системы может быть нестабильна, что приведет к нарушению температурного режима, дестабилизации давления и созданию аварийных ситуаций.

Установка защитных клапанов выполняется на следующих участках системы:

• В местах с наибольшей вероятностью появления избыточного давления – после котлов, циркуляционных насосов, на коллекторах;
• На обратной трубе в обязательном порядке монтируется шариковый клапан отопления или его лепестковый аналог. Также необходима установка этого компонента в обвязке циркуляционного насоса;
• В самой высокой точке схемы — для удаления воздуха из системы. На радиаторы и батареи устанавливается кран Маевского.

Защитные клапана не должны ухудшать показатели работы отопительной системы. В первую очередь они устраняют возможные сбои в работе теплоснабжения. В «неактивном» состоянии эти компоненты системы не должны ухудшать скорость движения теплоносителя, влиять на температурный режим.

Для предотвращения резкого перепада давления в узле подпитки необходим монтаж спускной клапан отопления. Он предотвратит резкий скачек давления.

Воздушный клапан отопления

Во время работы теплоснабжения в трубах и радиаторах могут образовываться воздушные пробки. Причиной этому является большое содержание кислорода в воде, значение температуры теплоносителя свыше +100°С. В результате происходит окисление металлических компонентов, изменяется температурное распределение. Во избежание этих ситуаций необходима установка клапанов для стравливания воздуха из системы отопления.

Принцип работы воздушного клапана

В первую очередь воздушный клапан для теплоснабжения монтируется в группе безопасности вместе со спускным и манометром. В схеме отопления они располагаются на прямой ветке, ведущей от котла. В этом месте наиболее высокая температура теплоносителя, а также максимальные показатели давления. В коллекторной схеме обязателен монтаж спускных клапанов теплоснабжения на каждой гребенке.

Воздухоотводчики разделяются на два вида, каждый из которых предназначен для монтажа на определенных участках системы:

• Кран Маевского. Устанавливается в радиатор (батарею) и нужен для удаления воздушных пробок;
• Автоматический воздухоотводчик. Монтируется в самой высокой точке системы, а также в группах безопасности. Через него выходит воздух из системы отопления.

Для последней модели важно соблюдать условия эксплуатации. После долгого простоя велика вероятность, что некоторые подвижные компоненты «залипнут» и тогда воздухоотводчик не сработает. Во избежание этого следует регулярно проводить осмотр конструкции и в случае надобности – заменять на новую.

Большинство моделей клапана для стравливания воздуха из системы теплоснабжения рассчитаны для давления от 0,5 до 7 бар.

Обратный клапан отопления

В гравитационных системах и в схемах отопления без циркуляционного насоса всегда есть вероятность изменения направления движения воды. В этом случае возможно повреждение теплообменника котла из-за перегрева, а также выхода из строя других компонентов. Для предотвращения подобных ситуаций монтируется обратный клапан.

Принцип работы обратного клапана

В больших схемах отопления устанавливают шариковый клапан теплоснабжения. Под действием обратного потока воды шар из полимера перекрывает трубопровод, тем самым предотвращая движение теплоносителя. Как только направление изменяется — он под действием гравитации опускается вниз. По такому же принципу работает электромагнитный клапан для системы отопления. Разница заключается в управляющем элементе – для этого используется соленоид или электромагнитная катушка.

Преимущества монтажа электромагнитного клапана в системе отопления заключаются в следующем:

• Возможность подключения к программатору;
• Установка режима срабатывания устройства в зависимости от внешних факторов – температуры или давления;
• Надежность работы.

К недостаткам электромагнитных клапанов в теплоснабжении является их зависимость от подачи электроэнергии. В автономном отоплении применяется пружинный вариант обратного клапана. Напор воды постоянно действует на седло, сдавливая пружину. Как только изменится направление – произойдет автоматическое перекрытие движения теплоносителя.

В системах с принудительной циркуляцией обратный клапан монтируется на обходную трубу насосного узла, чтобы предотвратить изменение потока жидкости в магистрали.

Трехходовой клапан отопления

Для регулировки температуры воды в двухтрубной и коллекторной системе устанавливается трехходовой смесительный клапан в системе отопления. Он соединяется с подающей и обратной трубой.

Работа трехходового клапана в отоплении

Принцип работы трехходового смесительного клапана в системе отопления заключается в смешивании горячей и холодной воды в трубопроводах. Это позволяет установить требуемый уровень нагрева теплоносителя без изменения режима работы котла.

Определяющим фактором выбора модели трехходового клапана является управляющий элемент, который может быть следующих типов:

• Гидравлический;
• Пневматический;
• Электрический.

В автономном отоплении чаще всего устанавливают модели с электрическим приводом. Они могут подключаться к управляющим элементам системы. Важно правильно установить режим смешивания, чтобы не ухудшить параметры теплоснабжения.

Выбор и установка отопительных клапанов должны выполняться только после точного расчета системы. В результате этой работы определяются параметры всех компонентов, и на основе этих данных делается выбор из существующих моделей.

Для лучшего понимания функциональных особенностей трехходового клапана рекомендуется ознакомиться с видеоматериалом: