Клапаны системы отопления. Для чего предназначен каждый?

В систему отопления зачастую входят механизмы регулирования и механизмы обеспечивающие безопасность эксплуатации. По другому их называют клапанами систем отопления. При помощи данных элементов регулировки происходит изменение параметров теплоснабжения, они также обеспечивают стабильное функционирование и производят автоматическую настройку. Рассмотрим клапаны и регуляторы системы отопления, так как предназначения и функции у них различаются.

Трехходовой клапан отопления

Обычно автоматикой котла не может быть обеспечена потребность в воде с разной температурой для нескольких контуров системы отопления. На помощь приходит трехходовой термостатический смесительный клапан системы отопления, который поддерживает необходимые тепловые параметры теплоносителя в контурах системы отопления, а также малом контуре системы.
На вид клапан походит на простой тройник, металл — бронза или латунь. Вверху данного тройника устанавливается регулировочная шайба, под которой имеется материал чувствительный к перепаду температур. И при необходимости он давит на рабочий шток, выходящий из корпуса. Основная задача клапана основана на удержании температуры теплоносителя на выходе в заданных пределах, путем добавления холодной или горячей воды. При неподходящих температурных изменениях, внешний привод клапана давит на шток. Далее конус выходит из седла и открывается проход между всеми каналами. В ходе работы, контроль за трехходовым клапаном согласно температуре исполняется наружным приводом.

Обратный клапан отопления

В сложной системе отопления присутствует довольно большое количество вспомогательных элементов, задача которых обеспечить надежность и бесперебойность работы. Одним из этих элементов является обратный клапан системы отопления. Обратный клапан ставят для того, чтобы не было протока в обратную сторону. Его элементы обладают очень большим гидравлическим сопротивлением. В связи с этим обстоятельством существуют ограничения по использованию обратных клапанов в системе отоплении с естественной циркуляцией. В такой системе слишком малое давление. При минимальном давлении необходимо ставить гравитационные клапаны с поворотной заслонкой, некоторые из них могут срабатывать при давлении в 0,001 Бар. Основная деталь обратного клапана — это пружина, применяемая почти во всех моделях. Именно пружина перекрывает затвор при изменении нормальных параметров. Это и являет собой принцип работы обратного клапана.

Необходимо учитывать рабочие параметры в той или иной системе отопления. В связи с чем подбирать клапан системы отопления, который имеет необходимую упругость пружины.
Применяемая в отопительных системах запорная арматура обычно изготавливается из следующих материалов: сталь; латунь; нержавеющая сталь; серый чугун.
Обратные клапана подразделяются на следующие виды: тарельчатые; лепестковые; шаровые; двустворчатые. Различаются эти виды клапанов запирающим устройством.

Регулирующие (запорно-регулирующие) клапаны отопления

Регулирующие и запорно-регулирующие клапаны отопления осуществляют систематическое изменение потока теплоносителя, от максимума до минимума, при открытом и закрытом положении клапана. Отсечные или запорные клапана управляют теплоносителем дискретно при полностью открытом или полностью закрытом положении затвора. В состав регулирующего клапана входят три основные блока: корпус, дроссельный узел и привод клапана. Запирающим и регулирующим элементом клапана является дроссельный узел. При выборе втулки, седла, плунжера следует обращать внимание на условия эксплуатации клапана. Учитывается среда и ее температура, наличие примесей, пропускная способность. Основным и важным значением в работе клапана является правильное направление подачи рабочей среды. Обычно оно промаркировано стрелкой на рабочей поверхности корпуса.

Термостатический клапан

В современных реалиях терморегулирующий вентиль — это предварительная норма современного и надежного оборудования в системе отопления. Температура вентиля автоматически регулируется. Работа смесительного клапана системы отопления для радиаторов заключается в ограничении уровня подачи на отдельный радиатор отопления. Шток вентиля производит движения на открытие и закрытие отверстия. Через это отверстие происходит поступление теплоносителя в радиатор. При нагревании вентиля с термостатической головкой, осуществляется закрытие входного отверстия, вследствие чего уменьшается расход теплоносителя. Вентиль терморегулирующийся постоянно изменяет свое положение. И немаловажным фактором является качество материалов на основе которых изготавливается данное изделие. Изделие может выходить из строя из-за заедания штока, а также значительной коррозии и прорыва уплотняющих материалов. Но и в случае выхода терморегулирующего вентиля из строя можно продлить срок его эксплуатации, заменив термостатический элемент.

Клапана системы отопления с термоголовками отличаются в зависимости от формы и варианта подвода к системе теплоснабжения. Они могут быть угловые при подводе к радиаторам с пола, также бывают прямые, которые соединяют трубы с батареей относительно поверхности стены. Осевые, в основном, при соединении труб из стены к батареи. При боковом подключении батарей необходим специальный комплект. В нем используются термостатические головки и клапана. Заведомо батареи идущие с нижним подключением, оборудованы вкладышами клапанного типа.

Регулятор давления

Работа батарей и насоса нарушается в следствии высокого либо низкого уровня давления. Избежать данного негативного фактора поможет правильный контроль в системе отопления. Давление в системе играет значительную роль, оно обеспечивает гарантию попадания воды в трубы и радиаторы. Потери тепла сократятся, если давление будет стандартным и поддерживаться. Здесь приходят на помощь регуляторы давления воды. Их миссия, прежде всего, охранять систему от слишком большого давления. Принцип работы этого устройства основан на том, что клапан системы отопления, находящийся в регуляторе, работает как выравниватель усилий. От типа давления регуляторы классифицируются на: статистические, динамические. Выбирать регулятор давления необходимо основываясь на пропускную способность. Это способность пропускать нужный объем теплоносителя, при наличии необходимого постоянного перепада давлений.

Перепускной клапан отопления

Для сброса рабочей среды служит перепускной клапан терморегулятора системы отопления, который функционирует в обратку при значительном повышении давления. Как правило давление растет за счет достижения установленной в ручном режиме максимальной температуры, подача теплоносителя в радиатор снижается, в следствии чего давление и повышается. Перепускные клапаны системы отопления, в основе своей, предназначены для того, чтобы обеспечить стабильную разность между обратным и подающим трубопроводом. При уменьшении тепловой нагрузки, термостатические вентили закрываются, что приводит к перепаду давления между трубопроводами. В следствии использования перепускного клапана снижается нагрузка на насос, увеличивается температура в обратке, происходит защита котла от коррозии. Область применения перепускного клапана системы отопления довольно широка, он также используется для предотвращения шумообразования терморегуляторов. Установка перепускных клапанов осуществляется не только у нерегулируемого насоса, но и на перемычки стояков.

Клапаны предохранительные

Источником опасности является любое котельное оборудование. Котлы считаются взрывоопасными, так как имеют водяную рубашку, т.е. сосуд под давлением. Одно из самых надежных и распространенных предохранительных устройств, сводящее опасность до минимума — это предохранительный клапан системы отопления. Установка данного приспособления обусловлена защитой систем отопления от избыточного давления. Зачастую такое давление возникает в результате закипания воды в котле. Предохранительный клапан ставится на подающем трубопроводе, как можно ближе к котлу. Клапан имеет довольно простую конструкцию. Корпус изготовлен из латуни хорошего качества. Основным рабочим элементом клапана является пружина. Пружина в свою очередь действует на мембрану, которая закрывает проход наружу. Мембрана выполнена из полимерных материалов, пружина из стали. Выбирая предохранительный клапан следует учитывать, что полное открытие происходит при повышении давления в отопительной системе над значением на 10%, а полное закрытие при снижении давления ниже срабатывания на 20%. В следствии данных характеристик необходимо выбирать клапан с давлением срабатывания выше 20-30% от фактического.

Балансировочный клапан

Балансировочный клапан системы отопления предназначается для регулирования проходимого теплоносителя. Жидкость потребляется в зависимости от давления. Чем больше давление, тем больше потребляется жидкости. Установка данного прибора происходит на стояках. Отбалансированная система обеспечивает беспрерывную работу. Ручной клапан используется как диафрагма, автоматический поддерживает давление и потребление в стояках. Ручной балансирный клапан может перекрывать систему. Конструкция представляет собой устройство вентильного типа. Ручные клапаны могут устанавливаться в паре с запорными.

Регулятор расхода

Установив приборы учета энергии, закономерно возникает вопрос, как можно регулировать и контролировать подачу теплоносителя, ограничивать или добавлять его расход. Для этого существуют всевозможные автоматические регуляторы, применение которых позволяет экономить, они работают от датчиков температуры наружного воздуха и датчиков обратного трубопровода. Еще одно преимущество регуляторов температуры — это контроль температуры непосредственно в месте установки радиатора, в отличии от других устройств. Данное преимущество дает приоритет в получении равномерного температурного фона для комфортного пребывания в помещении. Регулятор предотвратит перегрев воздуха в помещении, чего не всегда смогут отследить датчики на централизованной автоматике. Представляется возможность регулировать температуру для каждой комнаты в отдельности. Иногда решая вопрос регулировки устанавливают обычные краны. Конечно данное решение уменьшает финансовые затраты, но лишает ряда полезных преимуществ. У крана ограниченная функциональность на открытие и закрытие. Существует опасность остановить или завоздушить стояк. Регулируя отопление при помощи кранов невозможно добиться необходимого температурного режима. Используя автоматические регуляторы можно наладить систему точно и эффективно.

Как грамотно выбрать и подключить к системе отопления трехходовой клапан

В отоплении вода может достигать 80-90°C. И если для труб с радиаторами это еще нормально, то для тёплого пола такая температура слишком высокая. Чтобы на полах можно было нормально находиться, используют трёхходовой клапан. Хотя его устанавливают далеко не только для этих целей, он незаменим в системе практически с любым твердотопливным котлом. Давайте разберёмся, что это за механизм, для чего нужен и как правильно выбрать трёхходовой клапан для системы отопления и водоснабжения.

Читайте в статье

Что это такое и зачем он нужен

Как уже понятно из названия, этот клапан имеет 3 хода. Можно даже назвать его краном, так как он относится к запорно-регулирующей арматуре. С виду это обычный тройник, но внутри его устройство гораздо сложнее. Грубо говоря, он служит для изменения температуры воды. Существует два способа: при первом обратка смешивается с подачей для понижения температуры; второй способ наоборот разделяет потоки, сбрасывая горячую воду в обратку. Это полезно в разных случаях:

1. Тёплые полы. К клапану подключают обратку и подачу отопления. Так как обратка холоднее, в полы подаётся вода пониженной температуры. При этом температура остального отопления остаётся прежней.
2. Поддержание температуры. Для нормальной работы практически любого отопительного оборудования нужно, чтобы обратка не была холоднее подачи на 60 градусов. Иначе долго котёл не прослужит. Поэтому клапан берёт из подачи воду и отправляет её в обратку.
3. Защита от конденсата. По этой же причине. Если в теплообменник попадает вода теплее точки росы, на нём начинает скапливаться конденсат.
4. Защита от перегрева. Современные котлы оборудованы различными датчиками. Если же это, например, простой твердотопливный котёл, он продолжит работать даже при перегреве. Трёхходовой клапан решает эту проблему.
5. Для обвязки бойлера косвенного нагрева. Чтобы в доме была горячая вода, можно подключить к котлу бойлер. И тогда вода будет нагреваться при помощи отопления. Трёхходовой кран служит для бесперебойной подачи горячей воды. Он открывается, когда температура воды в бойлере снижается.
6. При организации байпаса. В некоторых случаях требуется направить воду по альтернативному пути – байпасу. Например, для более эффективного обогрева. Сделать это проще всего через трёхходовой клапан. Он откроется и закроется в нужный момент.

Но зачем устанавливать клапан, если можно просто уменьшить температуру? Вопрос кажется логичным, однако на самом деле у обычных котлов при низкой температуре быстро выходит из строя теплообменник. Для такого режима работы лучше подходит конденсационный котёл , но цена у них гораздо выше. Поэтому лучше и проще установить трёхходовой клапан.

Как можно заметить, способов применения достаточно много. В одних случаях его используют для повышения энергоэффективности системы. В других — это незаменимый прибор для подключения оборудования.

Определяемся с видом

Все трёхходовые клапаны разделяют на 3 вида. Они отличаются по устройству и принципу работы, которые понятны из названия. Смесительные клапаны смешивают горячую и холодную воду. Разделительные – разделяют. Их обычно используют для поддержания оптимальной температуры. Но есть и третий вид – переключающий, который переключает воду между двумя линиями. Их используют, например, в газовых настенных котлах или для создания контура ГВС.

Устройство и принцип действия трехходового клапана в системе отопления

Чтобы вам было проще понять принцип действия, предлагаю рассмотреть эту схему:

Конструкция трехходового клапана в разрезе.

Когда нужно добиться определённой температуры, шток поднимается, открывая проток. Это напоминает принцип действия перекрывных кранов. А сам механизм называется седельным. Вместо штока иногда используют шар или вращающийся сектор. Точно так же, как в обычных шаровых кранах. Этот механизм называется поворотным. На схеме их можно изобразить следующим образом:

О том, что именно управляет штоком или шаром, я расскажу чуть позже. Пока давайте разберём каждый вид. Начнём со смесительных клапанов:

Как видите, слева входит горячая вода, а снизу холодная. Шток при необходимости поднимается, позволяя смешивать два потока.

А так выглядит работа разделительного клапана. Здесь наоборот справа заходит горячая вода, а выходить может влево или вниз. Если температура нормальная, шток поднимается. Если требуется более высокая температура, шток опускается, отправляя горячую воду вниз. То есть в обратку.

Из инструкции к клапану типа VMR от Mut International.

Обычно термосмесительные и разделительные клапаны полностью не перекрываются. А вот переключающие, как вы можете увидеть, закрывают один из патрубков, а другой открывают. При этом смешивания или разделения не происходит.

Типичный трехходовой клапан в разрезе.

Как выбрать трехходовой клапан для системы отопления частного дома

Теперь вы знаете, для каких случаев используют те или иные виды клапанов. Но это не единственный критерий выбора, ведь у клапанов несколько способов регулировки температуры и разная пропускная способность. Да и материал изготовления может отличаться. Давайте разберёмся с этим более подробно.

Способ регулирования температуры

Начнём с ручной регулировки. Здесь шток соединён с вентилем или ручкой, под ними находятся отметки, с помощью которых и регулируют температуру. Это самый простой и дешёвый способ, поэтому некоторые относят его к более надёжному. Но я считаю, что всё зависит от фирмы: если клапан качественный, то и с автоматической регулировкой проработает не меньше, чем с ручной.

Преимущества	Недостатки
Низкая цена по сравнению с другими видами клапанов	Приходится самостоятельно реагировать на все изменения условий окружающей среды
Работает без подключения электричества	Отопительный контур прогревается неравномерно

Термостатические.

Если в конструкцию встроен терморегулятор, такой клапан называют термостатическим. Обычно его настраивают только один раз. Потом он сам подбирает положение штока, исходя из колебаний температуры. За это отвечает термочувствительная жидкость или газ: когда температура поднимается, они расширяются и начинают двигать шток. Такие клапаны бывают электронными и механическими. Трёхходовой клапан с терморегулятором намного удобнее ручного, поскольку работают автоматически, но и стоит дороже.

Преимущества	Недостатки
Автоматический контроль за температурой	Высокая цена по сравнению с ручным клапанами
Равномерный прогрев отопительного контура
Механические модели работают без электричества

С сервоприводом.

Самыми точными считаются трёхходовые клапаны с электроприводом. В них встроен термостат, но управление происходит с помощью электронного блока, который работает на сервоприводе. Когда температура изменяется, термостат передаёт сигнал на контроллер. А уже он управляет приводом, поднимая или опуская шток.

Преимущества	Недостатки
Не требует участия человека в контроле за температурой	Высокая стоимость
Самая высокая точность из всех видов трёхходовых клапанов	Зависимость от электричества
Самый качественный и равномерный прогрев отопления	По сравнению с электронными термостатическими клапанами повышенный расход электроэнергии

Я считаю, что лучше остановить выбор на среднем варианте. Ручная регулировка неудобная, а клапан с электроприводом дорогой. Да и такая точность в бытовых условиях редко требуется.

Материал изготовления

От материала, который используется для изготовления корпуса, зависит долговечность изделия. Сразу хочу сказать, что иногда встречаются клапаны, сделанные из силумина. Хоть они на порядок дешевле, я не советую на них обращать внимания. Да и существует много других надёжных материалов:

1. Клапаны из чёрной углеродистой стали прочные и сравнительно дешёвые. К сожалению, они подвержены коррозии, поэтому их обычно покрывают никелем или хромом. Нержавейку тоже часто используют, но такие изделия дороже.
2. Чугун прочный, долговечный и не подвержен коррозии. Но обычно это клапаны старого образца, так как сейчас используют более совершенные материалы.
3. Самыми популярными являются изделия из латуни и бронзы. Это долговечные, прочные и нержавеющие материалы. В промышленных условиях, где температура превышает 200 градусов, их использовать нельзя, но для бытовых нужд подходят идеально. Я советую выбирать именно такие трёхходовые клапаны, если материал не указан в характеристиках, его всегда можно определить по характерному цвету и текстуре.

Ещё хотелось бы сказать по поводу керамики. В качестве материала для корпуса её практически не используют. Зато внутренние детали часто делают из неё. Это связано с тем, что на керамику не воздействуют химические вещества. А ещё она долговечна.

Как выбрать и подключить к системе важнейший элемент – группу безопасности

Диапазон температур и рабочее давление

При выборе трёхходового клапана следует учитывать и диапазон регулировки температур. Например, термосмеситель для тёплого пола обычно настраивают на 30-40°C. Хотя и для получения горячей воды этот диапазон самый комфортный. Различается и максимальное давление, которое может выдержать клапан. Некоторые модели выдерживают до 16 бар. Хотя обычно в бытовых условиях больше 6 бар не требуется. А вообще, значения рабочего давления для этих приборов регламентируются ГОСТ 26349-84.

Другое

Конечно, не стоит забывать, что у трёхходовых клапанов бывает разный диаметр соединительных патрубков. Самые распространённые размеры для бытовых условий – это 1 и ¾ дюйма. Резьба может быть внутренней или наружной.

От показателей пропускной способности зависит количество литров, которое проходит через клапан за час. Выбирать следует так, чтобы у клапана коэффициент был чуть выше, чем результат расчётов. Например, если через систему проходит 2 м³ в час, следует выбирать клапан с пропускной способностью 2,5 м³ в час.

Но пропускная способность меняется в зависимости от того, открыт клапан полностью или приоткрыт. Отношение этих показателей называется динамическим диапазоном регулирования. Чем выше коэффициент, тем лучше сохраняется пропускная способность. Самым лучшим коэффициентом считается 100:1, но встречается он достаточно редко. Самые распространённые показатели — 50:1 или 30:1, клапаны с такими показателями можно спокойно брать.

Лучшие известные производители и модели: характеристики и цены

Теперь я хочу рассказать о самых популярных и надёжных трёхходовых клапанах, чтобы вам было проще выбрать подходящую модель.

Производитель из Китая. Предлагает довольно качественную продукцию для отопления и водоснабжения по сравнительно низкой цене.

Фото	Модель	Технические характеристики	Особенности	Стоимость, руб.
	(ZEISSLER) BL3110C04	Материал: латунь Диапазон температур: 35-60 Рабочее давление: 2-5 бар Диаметр: 1 дюйм	Смесительный, для отопления и ГВС	2 300-3 000
	BL8803	Материал: латунь Диапазон температур: 38-60 Рабочее давление: 3-10 бар Диаметр: ¾ дюйма	Смесительный, наружное подключение через американки	2 800-3 500
	BL8804A	Материал: латунь Диапазон температур: 38-60 Рабочее давление: 3-10 бар Диаметр: 1 дюйм	Смесительный, с электроприводом	2 000-2 600

Эта шведская компания занимается производством различных моделей клапанов и контроллеров. Я считаю, что товары этой фирмы самые качественные. Хотя и дорогие.

Фото	Модель	Технические характеристики	Особенности	Стоимость, руб.
	VTA321	Материал: латунь Диапазон температур: 35-60 Рабочее давление: 2-10 бар Диаметр: ¾ дюйма	Смесительный, для отопления и ГВС	6 000-6 500
	VTA372	Материал: латунь Диапазон температур: 20-55 Рабочее давление: 3-10 бар Диаметр: 1 дюйма	Смесительный, высокая пропускная способность	7 000-8 000
	VTC511	Материал: чугун Диапазон температур: 60-75 Рабочее давление: 3-10 бар Диаметр: 1 дюйм	Для твердотопливных котлов	8 000-9 000

STOUT

Совместное производство России, Италии, Испании и Германии. Изделия отлично адаптированы под российские условия.

Фото	Модель	Технические характеристики	Особенности	Стоимость, руб.
	SVM-0120-164325	Материал: латунь Диапазон температур: 20-43 Рабочее давление: 3-10 бар Диаметр: 1 дюйм	Смесительный, для отопления и ГВС	4 500-5 000
	SVM-0125-186520	Материал: латунь Диапазон температур: 30-65 Рабочее давление: 3-10 бар Диаметр: ¾ дюйма	Смесительный, для отопления	4 000-4 300
	SVM-0120-256025	Материал: латунь Диапазон температур: 35-60 Рабочее давление: 3-10 бар Диаметр: 1 дюйм	Смесительный, высокая пропускная способность	5 200-5 800

WATTS

Один из крупнейших производителей отопительного оборудования в Европе. Огромный ассортимент продукции.

Фото	Модель	Технические характеристики	Особенности	Стоимость, руб.
	Aquamix 61C	Материал: латунь Диапазон температур: 32-50 Рабочее давление: 3-10 бар Диаметр: ¾ дюйма	Смесительный, для ГВС	5 200-5 700
	Aquamix 63C	Материал: латунь Диапазон температур: 25-50 Рабочее давление: 1-10 бар Диаметр: ¾ дюйма	Смесительный, для тёплого пола	5 500-6 000
	V3GB Watts Classic	Материал: латунь Диапазон температур: 20-50 Рабочее давление: 3-10 бар Диаметр: 1 дюйм	Смесительный, с электроприводом	12 500-14 000

Правила установки арматуры

Обычно на корпусе трёхходового клапана производитель стрелками указывает движение протока воды. По этим ориентирам можно определить и вид клапана. Подключение к системе происходит так, как указано стрелками. Место установки должно быть удобным для последующих регулировок или замены в случае неисправности. Для этого подходит и обратка, и подача. Но внимательно читайте инструкцию, так как не все клапаны можно устанавливать на подачу.

Так как большинство клапанов внутри сделаны из керамики, они плохо переносят грязную воду. Поэтому лучше перед клапаном установить фильтр . Если этого не сделать, прибор может засориться. В некоторых случаях достаточно его почистить, но иногда даже это не спасает. Поэтому не стоит экономить на фильтрах.

Электропривод не должен располагаться внизу, да и механические термостатические смесители тоже не советуют так устанавливать, исключительно вертикально. Но я по своему опыту скажу, что в некоторых случаях такое возможно. Да и отзывы некоторых владельцев это подтверждают.

Схемы расположения трехходового клапана в системе отопления

Как проверить трехходовой кран на работоспособность

В первую очередь следует провести внешний осмотр: на пластиковом и металлическом корпусе не должно быть трещин. Что касается регулятора, он должен плавно поворачиваться во все стороны. Чтобы проверить термоголовку, её нужно нагреть. Например, строительным феном. При этом шток должен двигаться в соответствии с показателями. Если у клапана установлен электропривод, проверить его работоспособность можно с помощью тестера, но для этого придётся электропривод разобрать.

Заключение

Трёхходовые клапаны только с виду напоминают тройник. Их устройство гораздо сложнее, а сферы применения достаточно разнообразны. Подходите к выбору клапана ответственно, рассматривайте модели лишь известных, зарекомендовавших себя производителей, к счастью, таких достаточно. И тогда этот маленький, но очень важный прибор проработает долгие годы, не доставляя проблем.