Трехходовой клапан для горячего водоснабжения

Трехходовой клапан с сервоприводом для ГВС

Для многих начинающих сантехников трехходовой клапан таит много таинств и загадок. В этой статье я постараюсь объяснить, как будет работать трехходовой клапан с сервоприводом трех разных моделей. Мы рассмотрим логику работы и электрическую схему подключения сервоприводов.

Вариант 1: Цена от 6300 до 9200 рублей. Могут быть варианты артикулов.

Вариант 2: Цена около 2500-5000 рублей, если попытаться найти его на китайском сайте и заказать с Китая.

Вариант 3. Дорогой вариант, но зато вариантов очень много. Цена может быть около 15-20 тыс. руб.

Схема подключения трехходового клапана с сервоприводом для ГВС

Клапан может быть установлен как на подающую линию (подачу), так и на обратную линию трубопровода (обратку).

Многие зададут вопрос: — А куда лучше? На подачу или на обратку?

По функционалу ГВС это не принципиально. Но есть некоторые нюансы, почему надо поставить на подачу или на обратку.

Нюансы между подачей и обраткой:

1. Трехходовой клапан ставят на подачу, чтобы обратную линию трубопроводов разгрузить от всяких клапанов, которые могут перекрывать проход теплоносителя. Проще говоря, чтобы слить воду из системы отопления. Также помогает при пуске системы отопления. Заполнение системы водой и высвобождение воздуха происходит лучше. Трехходовой клапан на обратке будет мешать наливать и сливать воду из системы отопления.

2. Также трехходовой клапан ГВС ставят на подачу для того, чтобы получить правильное распределение гидравлического сопротивления относительно насоса на линии насоса. Выразился, конечно, сложно. Но если Вы начнете изучать, как распределяется давление в каждой точке системы отопления, Вы поймете разницу того, как влияют различные клапана на распределение давления. Это влияние будет сильнее, чем больше потеря возникает на клапана. Проще говоря, в системе в какой-то точке может появиться низкое критическое давления. А низкое давление может вызвать кавитацию в насосах и не только в насосах.

3. При очень высоких температурах (90-110) трехходовой клапан может быть установлен на обратку. В основном это нужно делать там, где имеются твердотопливные котлы. Где нет защит от высокой температуры. Высокая температура приводит к нарушению герметичности клапанов.

Кто-нибудь из Вас знает, почему нужно ставить гидроаккумулятор на обратную линию насоса? Или полагает, что его можно поставить куда угодно? А Вы знаете, почему насос ставится на подачу или на обратку? Ответ: Все потому, что от того где находятся данные элементы меняется распределение давления в разных точках трубопровода. А в некоторых случаях опять причиной становится удобство заливать и сливать теплоноситель в системе отопления. Также помогает избежать завоздушивания и многое другое.

А почему в инструкции котлового оборудования рекомендуют держать давление не менее 1,5 Bar? Потому что в теплообменнике котла нельзя снижать давление! Снижение давление приводит к кавитации теплоносителя в теплообменнике. Также приводит к раннему закипанию теплоносителя. А это все приводит не только к понижению мощности котла, но и отложению накипи в теплообменниках, что приводит к отложению накипи и зарастанию теплообменников. Что в свою очередь приведет к малому сроку службы котлового оборудования.

А Вы думаете, если манометр показывает 1,5 Bar, это означает, что давление меньше 1,5 Bar не может присутствовать в системе на той же высоте где манометр? Ответ: Такое может быть и чаще это происходит у хозяев, которые самостоятельно придумывают, где будет стоять насос и гидроаккумулятор. И не понимают, как после этого будет распределяться давление.

Подробнее о распределении гидравлического сопротивления Вы узнаете тут: http://infobos.ru/str/601.html

Также как влияет гидроаккумулятор на распределение давления: http://santeh-baza.ru/viewtopic.php?f=2&t=93

Зачем нужен трехходовой клапан для ГВС?

Основная задача трехходового клапана для ГВС это перенаправить движение теплоносителя от системы отопления в сторону Бойлера косвенного нагрева (другого теплообменника) и обратно в автоматическом режиме.

Как только пришла команда нагревать бойлер косвенного нагрева, то нужно перенаправить теплоноситель в сторону змеевика БКН. Сигнал о нагреве генерируется специальным реле, который находится у БКН(Бойлера Косвенного Нагрева). То есть БКН имеет встроенное электрическое термо-реле, которое дает контакт переключения.

Как выглядит трехходовой клапан для ГВС?

Сам по себе клапан может иметь разнообразную форму. Клапан может иметь двигающийся шток. Также может быть клапан с вращающимся механизмом.

Вариант 1 и вариант 2 – это клапаны с передвижением штока.

Вариант 1. Подойдет для частного дома до 8 человек и 4 санузлов. Это определенный строгий стандарт клапанов и не подлежит различным вариантам по пропускной способности. Просто потому, что такой клапан чаще стоит внутри настенного котла. И он часто имеет свой определенный диаметр и пропускную способность. К сожалению, я не смог найти его пропускную способность.

Вариант 2. Вариантов может быть много, в плане пропускной способности и выбора диаметров.

Вариант 3. Клапан с вращающимся механизмом называют ротационным смесительным клапаном. Ротационный смесительный клапан может использоваться не только для смешивания, но и для того, чтобы просто перенаправить поток теплоносителя в другой трубопровод.

Вариант 3 предназначен по большей части для клапанов с большой пропускной способностью. Обладает возможностью использовать клапана с большим диаметром (пропускной способностью). То есть можно использовать различное множество клапанов с любыми возможными диаметрами:

Ротационные смесительные клапаны.

К таким клапанам монтируется сервопривод(электропривод).

Вариант 1. Как работает такой клапан? Скорость переключения примерно 8 секунд.

Такой клапан предназначен для внедрения его вовнутрь котла. Но Вы его можете купить отдельно. И использовать где-нибудь снаружи для своих личных функций. Такую модель трехходового клапана могут устанавливать на различные котлы разного производителя. Поэтому чтобы купить или заказать такой клапан нужно обращаться в магазин, где торгуют настенными котлами. И попросить продавца заказать именно эту деталь (Трехходовой клапан 3/4 для котлов Thermona THERM). Предложить указать артикул: 21053. Также можно его заказать в интернете введя в поиск: Трехходовой клапан 3/4 для котлов Thermona THERM артикул 21053.

У этого клапана есть один недостаток: Из личного опыта, имеет дефекты в работе. То есть при переключении направления, моторчик не может остановиться. И это вызывает звук трещания фиксаторов. Данная проблема возникает тогда, когда сервопривод находится в горячей среде. То есть на холодную работает хорошо. Если котел будет работать на 75 градусов и более такая проблема может появиться. Я лично сталкивался с этой проблемой и механически знаю, из-за чего это происходит. Не хватает длины паза, в которую попадает фиксатор. Моторчик вовремя не останавливается и функция фиксатора не выполняет отключения контактов питания моторчика. Как решается эта проблема описано на форуме: http://santeh-baza.ru/viewtopic.php?f=22&t=266

Электрическая схема работы клапана для ГВС котла Thermona?

Электрическая схема с котлом и бойлером

У сервопривода есть три контакта один общий. Если дать напряжение 220 Вольт на два контакта (направление 1 + общий) Будет одно положение. На другое положение нужно дать напряжение 220 Вольт на другой контакт (Направление 2 + общий). Фаза и ноль сети 220 Вольт не принципиально.

Сам сервопривод не обладает электронной платой. Там моторчик работает на 220 Вольт. У этого моторчика есть 2 контакта, замыкая 220 Вольт, моторчик крутится только в одну сторону.

Но помимо самого моторчика имеется механическая логика его работы. Эта логика отключает питание моторчика, если достигнуто определенное положение клапана.

Если замыкать 220 Вольт на определенные контакты Вы получаете нужное действие сервопривода.

Положение клапана 1: Общая клемма + клемма 1

Положение клапана 2: Общая клемма + клемма 2

Напряжение снимать не нужно, моторчик сам отключится, когда достигнет нужного поворота. Сервопривод имеет механическую структуру переключения. И сам выключится по достижению угла поворота.

Скорость переключения примерно 8 секунд. Написано в руководстве котла.

Вариант 2. Клапан с сервоприводом Honeywell VC4013. Скорость переключения 7 секунд.

Вариант 2 работает также как и вариант 1.

В моделях можно найти двухходовые и трехходовые клапаны от 1/2 дюйма до 1” дюйма. Пропускная способность до 7,7 Kvs

Вариант 3. Самый сложный вариант, который требует более детального изучения. Имеет разнообразный функционал работы.

Если у Вас имеется более производительная система отопления + ГВС с большими расходами. То использовать клапаны варианта 1 и 2 не имеет возможности, так как они имеют малую пропускную способность!

Данное устройство состоит из двух деталей:

1. Ротационный смесительный клапан (диаметр на выбор)

2. Сервопривод (Электропривод)

Вместе с сервоприводом продается комплект подключения к трехходовому клапану.

Принцип работы варианта 3 такой же, как и у вариантов 1 и 2. Дать напряжение на два проводника для какого-то определенного положения.

Чтобы сервопривод подошел к клапану следует выбирать трехходовой клапан ESBE. И сервопривод производителя ESBE. Ниже будет каталог клапанов и сервоприводов для знакомства.

Трехходовой клапан ESBE

Модели клапана, которые вам пригодятся:

На 25: ESBE VRG 1313MG25 Kvs = 10 м3/час. артикул: 11601000

На 32: ESBE VRG 1313MG32 Kvs = 16 м3/час. артикул: 11601100

На 40: ESBE VRG 1313MG40 Kvs = 25 м3/час. артикул: 11301200

На 50: ESBE VRG 1313MG50 Kvs = 40 м3/час. артикул: 11401200

Этим клапанам для поворота нужна сила крутящего момента не ниже 5 Нм. Сервопривод дает 6 Нм. Но не ошибайтесь, потому что есть сервопривода с крутящим моментом 3 Hм.

Модель сервопривода: ESBE ARA641 на 220 Вольт. 30 секунд. Номер артикула 12101100

1. Поворот 90 градусов. Есть настройка корректировки градуса. Можно сделать чуть больше или чуть сдвинуть в сторону.

2. 3х точечное управление. То есть 3 контакта 220 Вольт для управление: Клемма 1, клемма 2 и общая клемма.

3. Время, за которое привод повернется на 90 градусов зависит от модели. Модель ARA641 30 сек.

4. Кабель провода 1,5 метра.

5. Крутящая сила: 6 Нм.

Электрическая схема сервопривода: ESBE ARA641

У данного устройства есть три проводника: Синий, коричневый и черный.

Синий – общий проводник, обычно на него замыкают Ноль

Коричневый и черный это проводники положения 1 и 2.

Когда идет напряжение 220 Вольт на синий и черный привод поворачивается в одну сторону на 90 градусов.

Когда идет напряжение 220 Вольт на синий и коричневый привод поворачивается в другую сторону на 90 градусов.

У таких сервоприводов есть кнопочка для отключения направления движения клапана. То есть принудительно можно направить клапан в нужное положение во время ремонта или теста.

Обратите внимание, чем больше клапан тем, больше может потребоваться крутящая сила.

В каталоге ESBE Вы можете подобрать другие клапаны и сервоприводы!

1. Выбрать не трехточечное (трехконтактное) управление, а двухточечное управление. То есть на один контакт идет постоянное напряжение, а на второй контакт вы просто даете или отбираете напряжение.

2. Угол поворота может быть более 90 градусов. Например, 180 градусов.

3. Время закрытия не 30 секунд, а намного больше. Например, может понадобиться плавный переход до 1200 секунд.

4. Взять привод с другой силой крутящего момента.

5. Привод на 24 или 220 вольт.

6. Можно подобрать сервопривод не только для переключения, но и для получения нужной температуры смешиванием.

Скачать каталог ESBE для подбора клапана и сервопривода: esbekatal.pdf

Если у кого-то есть двухточечный сигнал от бойлера косвенного нагрева или от какого-нибудь термостата имеющий только двухточечный контакт, то можно использовать электромагнитное переключающее реле.

Эту модель нужно искать в специализированных магазинах электрики и электроники.

Модель: ABB CR-P230AC2. На контакт 1 и 2 подается 220 вольт. Нагрузка переключающих контактов на 8 ампер не превышать. 8 А х 220 Вольт = 1700 Вт. Выдержит оборудование до 1700 Вт. К насосам и лампам накаливания не относится так как первый пуск требует больших токов.

Для того, чтобы ее подключить к проводам используется специальный разъем:

Цоколь ABB CR-PLSх (логический) для реле CR-P

Что такое трехходовой термостатический клапан и как он работает в системе отопления

В современных системах отопления трехходовой клапан применяется довольно часто, поскольку является средством качественного регулирования теплоносителя – по температуре, а не по расходу. Ведь подача в радиаторы оптимально нагретой воды – лучший способ экономить энергоносители.

Есть у термосмесительных кранов и другие полезные функции, о которых вы узнаете из данной статьи. Но вначале стоит рассмотреть, как работает трехходовой клапан, а также разобраться в его внутреннем устройстве.

Разновидности 3-ходовых клапанов

Все термостатические трехходовые клапаны для отопления делятся на 3 вида по устройству и принципу работы:

• смесительные;
• разделительные;
• переключающие.

О назначении каждой из 3 разновидностей можно судить по названию. Первый тип клапана смешивает два потока теплоносителя с различной температурой, второй – разделяет, третий занимается переключением воды между 2 линиями. Распознать их внешне нетрудно, обычно принцип работы изображен на корпусе в виде рисунка. Вот как выглядит трехходовой смесительный клапан:

На заводском шильдике от фирмы Herz четко показано смешивание 2 потоков, значит, это смесительный вентиль

Похожее обозначение стоит на разделительном элементе. Что же касается переключающих кранов, то на их корпусе изображения может и не быть, зато есть значительные внешние отличия по форме.

Разделительный (фото слева) и переключающий (справа) 3-ходовой клапан

С помощью смешивания или разделения потоков добиваются оптимальной температуры теплоносителя, подаваемого в радиаторы системы отопления или контуры теплого пола. Переключение используется в газовых двухконтурных котлах, когда нагретую воду надо поочередно направлять в разные теплообменники.

Устройство и принцип работы

Чтобы разобраться, из чего состоит и как работает термосмесительный трехходовой кран самого распространенного седельного типа, следует изучить представленную ниже схему. Внутри латунного корпуса с тремя патрубками методом литья устроены 3 камеры, проходы между которыми перекрываются тарельчатыми клапанами. Они закреплены на одной оси – штоке, выходящем из корпуса с четвертой стороны.

В смесительном 3-ходовом кране выходной патрубок (откуда идет смешанная вода) всегда открыт, остальные 2 штуцера поочередно закрываются термоголовкой

Принцип действия следующий: при нажатии на шток начнет открываться проход для одного потока и постепенно закрываться для другого, в результате чего в камере смешивания клапана получится вода необходимой температуры. Она покидает латунный корпус элемента через третий патрубок. Регулировка силы нажатия на шток осуществляется термоголовкой с выносным датчиком температуры, установленным в соответствии со схемой.

Весь процесс стоит разъяснить подробнее:

1. Представьте, что со стороны горячей воды поступает недостаточно прогретый теплоноситель. Тогда механизм пропускает его дальше, а третий патрубок закрыт. Выносной датчик наполнен термочувствительной жидкостью и посредством капиллярной трубки соединен с резервуаром (сильфоном) внутри термоголовки.
2. При нагреве датчика эта жидкость расширяется, ее объем в трубке и сильфоне увеличивается, в результате последний начинает нажимать на шток трехходового клапана. Момент нажатия определяется регулировкой на шкале термостатической головки, настроенной на требуемую температуру.
3. После этого к потоку разогретой воды подмешивается холодная из третьего патрубка и температура воды на выходе из термоклапана остается неизменной, хотя нагрев теплоносителя на входе продолжается.
4. Если входящая вода продолжает нагреваться сверх нормы, то для сохранения установленной температуры на выходе термостатический клапан может полностью перекрыть вход и открыть боковой проток. При этом шток опускается в крайнее нижнее положение.
5. Как только датчик отметит остывание теплоносителя, головка слегка отпустит шток, откроется седло клапана с горячей стороны и начнется подмешивание нагретой воды.

Способ регулировки трехходового крана термостатической головкой с датчиком – самый популярный, поскольку является достаточно точным и простым, причем не требующим электричества.

Если вести речь о разделительном клапане, принцип его работы практически такой же, только при нажатии на шток один поток начинает делиться на два. А вот в переключающем элементе направление движения меняет электропривод, о чем подробно рассказано на видео:

Использование приводов

Помимо термостатической головки, клапаном можно управлять и другими способами. Первый из них – ручной, когда глубину нажатия штока определяет поворот рукоятки снаружи корпуса. Не самый лучший вариант и годится только в том случае, когда температура воды, поступающей в патрубки, неизменна. Другой вариант – управление с помощью серво— и электропривода, получающего команды от контроллера. Для совместной работы с разными приводами используется и другой тип клапанов – поворотные, чье устройство показано на рисунке:

Этот клапан с 3 выходами очень похож на обычный шаровой кран с электроприводом

Здесь есть определенное сходство с шаровым краном, только рабочий поворотный элемент имеет другую форму отверстия, чтобы пропускать теплоноситель сразу в двух направлениях. Принцип работы здесь простой: ось поворачивается на требуемый угол, вращаемая приводом. Последний управляется контроллером, получающим импульсы от одного или нескольких датчиков. Обычно приводы на клапаны устанавливают в сложных либо автоматизированных системах отопления с погодным регулированием.

Схемы подключения клапана к системе отопления

Когда есть понимание, что такое трехходовой клапан и в чем состоит его работа, можно рассмотреть различные схемы подключения, зависящие от назначения и роли элемента в отоплении дома. Установка термосмесительного 3-ходового клапана производится в 4 случаях:

1. Для защиты твердотопливного котла от воздействия конденсата и температурного шока после внезапных отключений электроэнергии.
2. Теплоноситель в контурах теплых полов должен прогреваться до 45 °С, температуру поддерживает смесительный узел с трехходовым краном.
3. Для поддержания необходимой температуры воды в разных ветвях системы.
4. Когда требуется подключить бойлер косвенного нагрева к одноконтурному газовому котлу.

Чтобы защитить тепловой агрегат на твердом топливе от образования конденсата, нельзя во время его разогрева допускать подачу в котловой бак остывшей воды из радиаторной сети. Для этого используется следующая схема подключения котла с байпасом и трехходовым смесительным клапаном:

Схема работает так. Пока теплогенератор не прогрелся, вода циркулирует по малому кругу через байпас. При нагреве теплоносителя в обратке до 50—55 °С клапан начинает открываться и подмешивать холодный теплоноситель из системы. При выходе отопителя на рабочий режим байпас перекрывается и весь поток идет через радиаторы. Подробнее эта тема раскрыта на видео:

В системе теплых полов данный элемент выполняет те же функции. Циркуляционный насос гоняет теплоноситель по греющим контурам до тех пор, пока он не начнет остывать. Как только это произойдет, сработает датчик и термоголовка, после чего трехходовой клапан станет добавлять в замкнутый контур горячую воду, идущую от котла. Как своими руками правильно выполнить монтаж коллектора теплых полов, насоса и клапана, показано на схеме:

Насос заставляет циркулировать воду по контурам теплого пола, а клапан поддерживает ее температуру на уровне 35…45 градусов

Следующий пример использования и подключение этой важной детали – обвязка твердотопливного теплогенератора и буферной емкости – аккумулятором тепла. Чтобы прогреть ее целиком достаточно быстро, температура подаваемого теплоносителя должна быть от 70 до 85 °С, каковая вовсе не нужна в системе радиаторного отопления. Понизить ее как раз и помогает трехходовой клапан, установленный за емкостью вместе с отдельным циркуляционным насосом.

В схеме с теплоаккумулятором и ТТ-котлом применяется 2 смесительных клапана, каждый регулирует температуру в своем контуре

Важно. Устанавливая смесительный клапан, помните, что насос должен располагаться с той стороны, где находится всегда открытый патрубок трехходового крана.

Сложная отопительная система большого коттеджа может иметь множество потребителей, подключаемых посредством гидрострелки и распределительного коллектора. Причем в каждый из контуров надо подать теплоноситель с разной температурой. Самая высокая нужна бойлеру косвенного нагрева, поэтому на подводке к нему регулирующей арматуры нет. Остальным потребителям нужен более холодный теплоноситель, а потому они подключены через трехходовые клапаны.

В каждом контуре схемы стоит трехходовой вентиль, поскольку нужно готовить воду с разной температурой. Только бойлер ГВС подключен к гребенке напрямую

В схеме с бойлером косвенного нагрева и одноконтурным газовым котлом тоже не обойтись без 3-ходового крана. Задача элемента – переключать поток теплоносителя на змеевик бойлера ГВС по команде контроллера (срабатывает электропривод).

Пока змеевик прогревает бойлер, отопление бездействует, поскольку клапан переключает поток между 2 линиями

Бюджетные элементы с фиксированной температурой воды

В несложные отопительные системы загородных домов, получающие тепловую энергию от ТТ-котла, допускается ставить трехходовой клапан упрощенного типа, действующий автономно. Для работы ему не нужна термоголовка с температурным датчиком, да и штока там нет. Управляющий термостатический элемент установлен внутрь корпуса и настроен на определенную температуру воды на выходе, например, 60 или 50 °С (указывается на корпусе).

Схема работы и устройство клапана со встроенным регулирующим элементом

Термосмесительный кран данного типа всегда поддерживает фиксированную температуру теплоносителя на выходе, изменить эту настройку нельзя. Отсюда возникает плюс и минус в использовании подобной арматуры:

1. Преимущество — более низкая цена, чем стоимость узла с термоголовкой. Разница существенная — около 30%.
2. Недостаток — нельзя регулировать нагрев выходящего теплоносителя. Когда элемент с завода настроен на 55 °С, то он всегда будет подавать воду с этой температурой ±2 °С.

Совет. Перед покупкой клапана упрощенной конструкции внимательно читайте техническую документацию на твердотопливный котел, в ней нередко указывается минимальная температура обратного теплоносителя. Больше информации по применению смесительной арматуры вы найдете в отдельной публикации.

Заключение

Термостатический трехходовой кран – очень полезная деталь системы отопления частного дома, позволяющая эффективно использовать нагреваемый теплоноситель, а значит, и экономить топливо. Кроме того, эта простая деталь играет роль элемента безопасности для твердотопливных котлов и позволяет продлить им срок службы. С другой стороны, не стоит ставить клапан без нужды и куда попало, по этому поводу всегда консультируйтесь со специалистом в данной области.