Схема установки двух- и трехходовых клапанов для теплого пола

Трехходовой клапан для теплого пола является ключевой деталью смесительного узла системы водяного обогрева. Схема такой отопительной системы состоит из котла, который нагревает теплоноситель, нескольких контуров с высокотемпературными радиаторами и контуров трубопровода водяного теплого пола.

Зачем нужны клапаны в системе теплых полов

В большинстве случаев, котлы нагревают воду до той температуры, которая нужна высокотемпературным радиаторам. Как правило, она равна 75-95 °С. Учитывая санитарные нормы, поверхность теплого водяного пола не должна иметь температуру выше 35 °С. Такая температура обеспечивает комфортное пребывание на напольном покрытии, кроме того, более высокая температура водяного теплого пола может деструктивно воздействовать на финишное покрытие – в особенности на ламинат или линолеум, и привести к его деформации.

С учетом толщины стяжки теплого водяного пола, в которой находятся трубы отопительного контура, а также толщины и разновидности напольного покрытия, температура теплоносителя должна быть около 50 °С. Если водяной теплый пол подключен к централизованной отопительной системе или вода поступает прямиком из котла, то температура ее будет слишком высока.

Для понижения температуры воды в системе при входе в обогревательный контур водяного теплого пола устанавливается смесительный узел, в котором имеется двухходовой или трехходовой кран. В них происходит смешивание горячего и холодного теплоносителя, поступающего из обратного контура водяного теплого пола.

В процессе прохождения воды через двух- или трехходовой краны температура снижается и становится подходящей для системы – в радиаторы отопления поступает теплоноситель с температурой в 90-95 °С, а в нагревательный контур водяной системы напольного отопления с температурой в 50-55 °С.

Когда нагретый теплоноситель поступает в коллектор, путь ему преграждает предохранительный кран, оснащенный термостатом. Если температура теплоносителя будет выше необходимой, то двухходовой или трехходовой клапан сработают, что приведет к подаче холодной воды из обратного контура. Выполнится подмес, горячий и холодный теплоноситель смешаются, и когда температура достигнет нужного значения, кран снова сработает и подача горячей воды прекратится.

Устройство и принцип работы двухходового клапана

В большинстве случаев, в системе водяного теплого пола применяется регулирующий кран двухходового типа. Такая разновидность регулирующей арматуры обеспечивает корректную регулировку потоков и давления теплоносителя и охлаждающей среды.

В случае необходимости, устройство способно поддерживать на постоянном уровне температуру воды в трубопроводе теплого водяного пола. Двухходовой клапан обеспечивает периодическую подпитку трубопровода нагретым до нужной температуры теплоносителем, поступающим из отопительной системы.

На корпусе крана обозначается температура допустимого нагрева, которую можно менять при помощи встроенного или дистанционного датчика. Дистанционный датчик температуры монтируется во входном коллекторе. Схема работы двухходового клапана проста:

1. Теплоноситель выходит из обратного контура водяного теплого пола и циркулирует по трубопроводу.
2. При охлаждении воды ниже указанного уровня срабатывает клапан и в систему подмешивается горячий теплоноситель.
3. После того как температура достигнет заданной отметки шток клапана закрывается.

Важно! Двухходовые клапаны используются в системах теплого водяного пола, обогревающих площадь менее чем 200 кв. м. Если помещение будет с большей квадратурой, то термостат будет часто сигнализировать о снижении температуры, так как вода по мере продвижения по длинной магистрали будет постоянно остывать. Из-за этого двухходовой клапан будет постоянно пополнять ее высокотемпературным теплоносителем.

Выделяют следующие виды двухходовых смесительных клапанов:

• Пневматические;
• Гидравлические;
• С электроприводом.

Двухходовой кран для теплого водяного изготавливается из чугуна или латуни, он может быть оснащен электроприводом.

В конструкции двухходового клапана может быть одно или два седла. Двухседельное изделие может в случае необходимости полностью перекрыть поток теплоносителя, трехходовой клапан не может выполнять такую функцию.

Принцип работы двухходового крана заключается в том, что при подаче механического усилия на привод оно передается к затору, состоящему из седла и плунжера. Двигаясь вниз, плунжер перекрывает внутреннее пространство клапана, в процессе увеличивается поток теплоносителя, а давление уменьшается. Если затвор полностью опущен, то кран герметично закроется. Это приведет к остановке потока теплоносителя по магистрали после запорного устройства. Плунжеры могут быть игольчатыми, стержневыми и тарельчатыми, ось движения плунжера перпендикулярна потоку воды.

Схема подключения двухходового клапана

Двухходовой клапан можно подключить к системе водяного теплого пола при использовании параллельной схемы. Такая схема подключения реализуется в процессе использования двух или трех нагревательных контуров, по которым циркулирует теплоноситель.

В этом случае, регулировка подачи и давления воды будет производиться исключительно с помощью одного или нескольких параллельно установленных двухходовых клапанов. Если используется параллельный способ смешивания теплоносителя, то трубопроводные магистрали теплого пола изначально разъединяются.

Двухходовой клапан можно настроить вручную, что позволит пропускать нужное количество воды через смесительный кран. Представленная схема не включает в себя трехходовой клапан, оснащенный термодатчиком – такой запорный элемент обладает небольшой пропускной способностью, с регулировкой в этом случае отлично справляется двухходовой вентиль.

Совет! В параллельной схеме уместно будет установить перепускной клапан вместо байпаса. Это снизит эксплуатационную нагрузку и сократит расход электроэнергии на насос в то время когда контуры будут закрыты.

Параллельная схема подключения имеет недостаток – температурная отметка теплоносителя, который входит в контур, равна температуре воды, направляющейся из обратного контура к котлу. Это приводит к неравномерному распределению горячей воды по контурам. Параллельная схема состоит из следующих элементов:

• Коллектора и труб отопления;
• Запорно-регулирующей арматуры – заслонки или двухходового клапана;
• Циркуляционного насоса, перекачивающего разогретый теплоноситель от котла по обогревательному контуру;
• Блока управления.

Особенности трехходового смесительного клапана

Трехходовой смесительный клапан обеспечивает работу водяного теплого пола в комфортном режиме. Запорный элемент смешивает горячий теплоноситель, поступающий из котла с холодной водой из обратного контура. Трехходовой кран, несмотря на свою универсальность, имеет несколько недостатков.

Так, например, при получении сигнала от термостата устройство для подачи теплоносителя из котла открывается полностью. Из-за этого вода с температурой в 85-90 °С поступает в систему теплого пола и может вызвать перегрев поверхности или разрыв трубопровода.

Кроме того, кран трехходового типа отличается более низкой по сравнению с двухходовым краном пропускной способностью, это приводит не к ровному, а к волнообразному графику колебаний температуры теплоносителя. Устройство приспособлено для систем с площадью обогрева более чем 250 кв. м.

Трехходовой кран изготавливается из бронзы или латуни, в его верхней части установлена шайба для регулировки потока, под которой располагается термочувствительный элемент. При работе клапана он прижимается к рабочему штоку, выходящему из корпуса. В штоке находится закрепленный конус, который герметично примыкает к седлу. Схема работы трехходового смесительного клапана проста – теплоноситель проходит через правый и фронтальный патрубки до тех пор, пока отметка температуры не повысится или не понизится до установленного значения. В процессе работы устройство сохраняет нужную температуру воды на выходе в рамках установленных пределов и подмешивает горячую или охлажденную воду из патрубков.

Если теплоноситель начинает остывать или нагреваться, то привод прижимается к штоку. В процессе перемещения конус отсоединяется от седла и открывает все три канала. Фронтальный входной патрубок перекрывается после того, как температурные показатели теплоносителя изменяются.

Трехходовые клапаны отличаются по типу внешнего привода. Они могут быть оснащены:

• Термостатическим приводом. Он производит нажатие на шток в процессе расширения находящегося в нем жидкого состава, который чувствителен к температурным изменениям. Большинство трехходовых клапанов, применяющихся в системах водяного обогрева пола, оснащаются именно таким видом привода.
• Термостатической головкой, которая содержит высокочувствительный термоэлемент, реагирующий на изменения температуры в воздухе помещения. Для осуществления регулировки трехходовой клапан оснащается наружным температурным датчиком. Датчик размещается в трубопроводе, по которому проходит теплоноситель. Такая регулировка наиболее точна.
• Электроприводом, которым управляет контроллер. К контроллеру непрерывно поступают данные о значении температуры теплоносителя в трубопроводе водяного пола. Если они изменяются, то трехходовой клапан, оборудованный сервоприводом, выполняет регулировку.
• Сервоприводом. В таком запорном механизме отсутствует контроллер, а управление краном происходит напрямую через привод на основании сигналов от температурных датчиков. Сервопривод в большинстве случаев комплектуется с кранами, которые оснащены секторным или шаровым распределительным элементом.

Схема подключения трехходового клапана

Трехходовой клапан подключается к водяному нагревательному контуру с ориентировкой на последовательную схему. Такая схема считается наиболее производительной, в ней термостатический клапан может быть заменен балансировочным вентилем или обычным шаровым краном. Шаровой кран – это наиболее дешевый и экономичный узел, но, в случае его установки, работу системы придется контролировать вручную.

Последовательная схема подключения функционирует следующим образом:

1. Трехходовой запорный элемент блокирует подачу холодной воды из обратного контура трубопровода. Это позволяет избегать образования конденсата на внутренней поверхности стенок котла или бойлера.
2. Вода циркулирует по первичному контуру до тех пор, пока не прогревается до температуры, которая была установлена на терморегуляторе трехходового клапана.
3. Когда теплоноситель нагревается до заданной температуры, термостат заставляет шток приоткрываться и подавать холодную воду из отопительной системы.

Для гидравлической настройки в рамках такой системы используется балансировочный вентиль, который присоединен к малому контуру.

Важно! В последовательной схеме соединения циркуляционный насос монтируется после трехходового запорного элемента.

Представленная схема может быть продолжена подключением вторичного циркуляционного контура. Подключение проводится по следующему алгоритму:

1. Трехходовой клапан, находящийся во вторичном контуре подмешанную воду подает на циркуляционный насос.
2. Насос направляет теплоноситель через коллекторную распределительную систему по всему контуру.
3. Попадая в байпас, теплоноситель распределяется непосредственно в трубопроводную систему теплого пола.
4. Из системы охлажденная вода снова попадает в смесительный узел и цикл повторяется.

Регулировка температуры водяного теплого пола

На смену традиционному радиаторному отоплению помещений квартир, частных владений, офисов и других объектов пришли теплые полы. Носителем тепла здесь служит энергия нагретой до рабочей температуры жидкости (вода, раствор этиленгликоля, антифриз) или электрический ток, проходящий через специальный кабель, инфракрасную пленку или углеродные стержни.

В большинстве случаев обустраивают такой обогрев, совмещая его с радиаторной системой отопления. Часто теплый пол является единственным способом нагрева помещений до комфортной температуры. Самым популярным считается теплый водяной пол.

Водяной пол от радиаторного отопления

Принцип работы водяного пола заключается в следующем:

• Под финишным покрытием пола монтируют трубную систему с набором необходимых устройств и комплектующих, по которой циркулирует вода, нагретая до определенной температуры. Она обогревает финишное покрытие и таким образом отдает тепло помещению.
• Так как тепло исходит снизу, то обеспечивается необходимый уровень влажности, что положительно сказывается на комфортном нахождении человека в таком помещении.

Согласно медицинским исследованиям, установлено, что минимальная температура пола должна быть не меньше 26 0 С, а максимальная – 35 0 С. Это отражено в санитарных нормах и правилах. Ограничение по максимуму вызвано тем, что более высокая температура нагрева может негативно сказаться на многих финишных покрытиях, а также самочувствии человека.

Компоненты водяного пола

Создание такого пола – довольно сложная задача. Необходимо уметь проводить расчеты, составлять схемы, спецификацию необходимых материалов и комплектующих. Кроме того, нужно владеть навыками работы со многими инструментами для осуществления правильного и грамотного монтажа. При желании теплый пол можно выполнить своими руками и настраивать его работу самостоятельно, вооружившись необходимыми знаниями.

Конструкция теплого пола водяного типа

Основными компонентами водяного пола являются:

• Котел водонагревательного типа. Для отопительной системы его подбор осуществляют по мощности. Она должна быть на 20% больше суммарной мощности обслуживаемых теплых полов.
• Насос нагнетательного типа (циркуляционный). Он может входить в конструкцию котла, быть его составной частью, или его необходимо приобретать отдельно и устанавливать в отопительную систему.

Если площадь отапливаемого объекта больше 120 м 2 , то циркуляционный насос должен обязательно присутствовать в системе теплого пола водяного типа.

• Бачок расширительный. Должен присутствовать в отопительной системе для компенсации теплового расширения. Подбор осуществляют по емкости. Она зависит от объема теплоносителя, находящегося в трубной системе пола. Обычно объем бака расширительного составляет 10% от объема заливаемого теплоносителя в систему.
• Манометр. Прибор контролирует давление в системе.
• Клапаны шаровые и запорные. Шаровые клапаны располагают на входе водонагревательного котла, а запорные – на входе и выходе. Запорные клапаны служат для проведения ремонтных и профилактических работ без слива воды из всей системы.
• Трубы. Для прокладки трассы под финишным покрытием используют изделия, изготовленные из полипропилена, включая армированного стекловолокном, сшитого полиэтилена или металлопластика. Диаметр 16÷20 мм. Требования, которые к ним предъявляются следующие: должны выдерживать температуру не менее 95 0 С и давление 10 бар. Обычно такие трубы имеют надпись «для отопления». Прокладываемые трубы крепятся к специальной арматурной сетке. Закрепляются с помощью хомутов, изготовленных из пластика с шагом от 100 до 300 мм. Варианты укладки труб самые разные. Они могут укладываться в виде змейки, спиралью, петлями, двойной улитки и т.д.

Примеры укладки труб

Один контур для обогрева двух и более помещений объекта не желателен, для каждого помещения должен рассчитываться и выполняться свой контур.

• Коллектор. Представляет собой устройство, с помощью которого распределяют воду по трубам (контуру отопительной системы), а также регулируют и настраивают температуру нагрева теплоносителя. Это патрубок с несколькими отводами (до 12 шт.). Служит для подсоединения всех монтируемых контуров на объекте к одной основной линии подачи теплого и охлажденного теплоносителя. В состав коллектора входят, используемые для настройки теплых полов, элементы. Производители выпускают изделия в большом ассортименте. Простейшие из них имеют только запорные клапаны, более сложные снабжены клапанами регулировочными, а самые продвинутые и современные – на клапанах имеют сервоприводы. Это позволяет отрегулировать температуру путем перемешивания теплоносителя, подогретого с жидкостью, возвращающейся из контура и уже остывшей. Последние устройства работают в автоматическом режиме без вмешательства человека.

Коллектор

Коллектор должен монтироваться в специальный шкаф, который должен быть установлен выше уровня пола, и трубы от него не должны отводиться сверху.

• Фитинги обжимные или евроконусные системы. Служат для прокладки трубопроводной трассы и соединения коллектора с ней.

Виды регулирования теплого пола

Под регулированием пола водяного типа подразумевают контроль 2-х параметров: температуры пола и температуры помещения. Причем, если первое понятие может задаваться и в процессе работы контролироваться, то второе – напрямую зависит от температуры самого пола.

Принципы регулирования представляют собой несколько способов, которые зависят от применяемого для этих целей оборудования, устройств и контрольно-измерительных приборов.

Все способы делят на такие виды:

• ручное;
• индивидуальное;
• групповое;
• комплексное.

Ручная регулировка осуществляется с применением термоголовок, устанавливаемых на обратный и подающий коллекторы. Требует опыта и времени. Результат проявляется через 3-4 часа. Опытным путем установлено, что если на входе в систему температура достигает 40-55 0 С градусов, то в помещении присутствуют 20-25 0 С.

Индивидуальное регулирование осуществляют с помощью установки датчика в теплый пол. Это позволяет контролировать необходимую температуру в каждой отдельно взятой комнате.

Групповая регулировка заключается в получении температуры пола, которая будет одинакова во всех помещениях.

Комплексная регулировка – сочетание индивидуальной и групповой, а также грамотный подбор и монтаж необходимого оборудования.

Регулировка температуры

Регулировка температуры отопительной водяной системы осуществляется с помощью коллектора. Желательно, чтобы он был с расходомером, если преследуется цель не только получения в помещении нужной температуры, но и экономии. Устройство контролирует расход воды или другого теплоносителя. Когда необходимо, оно срабатывает и перекрывает подачу жидкости.

Как регулировать, зависит от конструкции устройства. Рекомендации по настройке коллектора теплого пола всегда указываются в инструкции по эксплуатации и техническому обслуживанию коллектора, а также паспортных данных, которые добросовестный производитель всегда прикладывает к изделию.

Установка коллектора, где используется радиаторное отопление, и одновременно подключена система водяного теплого пола, требует не только правильно монтажа, но и правильной настройки. Температура трубной системы, смонтированной в полу, не может быть как в батареях. Там она достигает 70-90 0 С, а этого не должно быть в трубах отопительного контура пола. Она вдвое ниже. Рекомендуемые пределы температуры пола лежат в диапазоне 30-45 0 С.

Способы регулировки коллектора теплого пола следующие:

• от производителя (заводские);
• нетрадиционные.

Настройка коллектора теплого пола от производителя – это вариант, когда температура регулируется согласно указаниям заводской инструкции. Обычно это автоматический способ, где нагрев отопления осуществляется в автоматическом или ручном режимах специальными модулями. Собираются они на клапане трехходового типа.

Клапан трехходовой

Модуль состоит из термометра, контролирующего температуру, реле, байпаса и циркуляционного насоса. Повернув ручку/термоголовку клапана, можно уменьшить или увеличить значение температуры. Циркуляционный насос необходим для прогонки воды по трубному контуру и забора части теплоносителя из этого контура через клапан.

Модуль подмеса

Существуют более современные модели коллекторов, в конструкции которых предусмотрен терморегулятор или сервопривод.

Для подачи в трубную систему теплоносителя с нужными параметрами используется специальная линия, называемая байпасной. Она представляет собой обводную линию, выполняемую на коллекторе. Трехходовой клапан пропускает через себя не весь теплоноситель, а только небольшое количество. Остальная часть протекает через байпас. Там она перемешивается с холодной водой, поступающей из коллектора, и далее движется к водонагревательному агрегату. Без байпасной линии невозможна нормальная работа теплого пола.

При нетрадиционном способе настроить необходимую температуру в контуре поможет установка на обратной линии термостатического реле. Его устанавливают на коллекторе. Работа циркуляционного насоса (включение и выключение), установленного на коллекторе (на подаче или на обратной линии), происходит при достижении установленной температуры или при опускании ее ниже необходимой величины. На реле с помощью рукоятки устанавливается температура в пределах 30-35 0 С.

Насос подает в трубную систему жидкость, нагретую до 70 0 С и выше, тепло передается основанию теплого пола, в результате, пройдя по трубному контуру, термореле срабатывает, и насос выключается. Остывание жидкости происходит и в коллекторе. По достижению температуры, ниже установленной, произойдет обратный процесс: насос включится, и теплоноситель будет нагреваться.

Самым простым и дешевым способом является монтаж в систему подачи теплоносителя циркуляционного насоса и клапана, а на обратку на коллектор устанавливают накладной термостат. При прогреве помещения (об этом скажет превышение температуры в трубной системе выше установленного значения) термостат прекратит подачу теплой жидкости и отключит насос. При падении температуры он опять включит насос и подаст в трубную систему горячий тепловой носитель. Работа осуществляется в 2 режимах – рабочем и ожидании.

Теплый пол регулируется также установкой клапана смесительного типа. Обычно так регулируют температуру водяного теплого пола в квартире, расположенной в многоэтажном здании. Его подключают к центральной системе отопления дома. Здесь на подаче устанавливается циркуляционный насос, перед ним может быть вмонтирован или вентиль трехходовой, или клапан смесительный.

Происходит смешивание горячего и холодного теплоносителя до нужной температуры. При этом необходимо уделить внимание настройке смесительного клапана, в отличие от трехходового вентиля, который можно крутить как угодно.

Самым дорогим и рациональным методом является регулировка температуры с помощью установки на распределитель специального привода, называемого сервоприводом, а в помещении – термостата. Последнее устройство регулируют работой сервопривода. Он открывается и закрывается по мере понижения или повышения температуры в автоматическом режиме.

Сервоприводы

Видео

Выбрав водяные (гидравлические) теплые полы в качестве основного или дополнительного варианта отопления, необходимо помнить, что такой пол должен правильно монтироваться. Любые ошибки при его устройстве могут привести к его неправильному функционированию. Поэтому, чтобы получить долговечную систему отопления, лучше всего обратиться к профессионалам и уделить внимание качеству ее составляющих. Многое зависит и от утепления основы. Только в этом случае комфортное пребывание в помещении будет обеспечено.