Устройство и монтаж трехходового крана для теплого пола

Гидравлические системы отопления, используемые на сегодняшний день в быту, представляют собой удобный и эффективный вариант обогрева. Несмотря на относительно простой и понятный принцип работы, такие системы отличаются большим набором комплектующих, устройств и механизмов, обеспечивающих функциональность отопительного оборудования. Для теплого пола, который вы планируете оборудовать у себя дома или в квартире, вам не обойтись без специальной запорной арматуры.

Одним из самых распространенных и хорошо знакомых механизмов, используемых в жидкостных напольных отопительных системах, являются смесительные краны и клапаны. Устройства выполняют одну из основных функций, регулировку подачи теплоносителя в системе. Трехходовой кран, используемый для теплого пола, играет в этом плане ключевую роль. Без него трудно представить нормальную работу теплых водяных полов, особенно когда речь идет о полноценной домашней системе отопления. Используемые на практике водяные полы могут иметь простую и сложную конструкцию. Простая схема отопления обычно оснащается механическими смесительными устройствами с ручным приводом. Рассмотрим детальнее, что собой представляет трехходовой кран, принцип действия этого устройства и особенности конструкции.

Сфера использования крана

Если для вас непринципиальным является, какая система отопления будет оборудована в вашем доме, старайтесь использовать самые простые, надежные и проверенные механизмы и комплектующие. Трехходовой кран, с момент своего появления, стал одним из самых распространенных видом запорной арматуры. Устройство сконструировано таким образом, что бы путем простых и несложных механических манипуляций осуществлять регулировку водяных поток.

Важно! Следует понимать, что теплые полы – это низкотемпературная отопительная система. Максимально допустимые параметры температуры нагрева для работы 35-55 0 С. Источники нагрева нагревают воду до 75-95 0 С. Установка трехходового крана обеспечивает смешение горячей и холодной воды, для последующей подачи подготовленной воды в водяной контур теплых полов.

Установив в системе трубопроводов такой вентиль, вы получаете возможность путем переключения самостоятельно распределять направление и интенсивность потоков теплоносителя, смешивая холодную воду с горячим поток. Название кран получил благодаря принципу действия. Основную работу устройство выполняет, имея три точки переключения, объединяя два водяных поток в третий. По внешнему виду кран представляет собой обычный тройник, оснащенный внутри запорным или регулирующим механизмом. Располагает устройство перед смесительным узлом, на месте подключения байпаса к основной, подающей трубе.

*
Обычно трехходовой кран применяется в системе теплых полов для повышения эффективности работы отопительного контура. Работа прибора обеспечивает, как было сказано ранее, смешивание воды разной температуры в единый поток. Такая регулировка создает необходимый температурный режим в отапливаемом помещении и дает существенную экономию энергоресурсов при работе нагревательных приборов.

Особенности конструкции и принцип работы крана

Необходимость смешивания и распределения водяных поток на первый взгляд, проста и понятна. Однако далеко не всем понятно, каким образом можно добиться желаемого эффекта. Для этого рассмотрим принцип работы трехходового вентиля и его конструкцию. Для лучшего представления, рассмотрим внутреннее устройство крана в разных режимах работы.

На следующих рисунках-схемах показано поэтапное переключение крана:

• Положение первое: кран перекрывает второй патрубок, подается основной поток из третьего патрубка в направлении первого патрубка. В системе циркулирует холодная вода.
• Положение второе: перекрывается третий поток (обычно байпас) и основной поток горячей воды следует из второго патрубка по направлению к первому.
• Третье положение: подвижная заслонка устанавливается в срединное положение между вторым и третьим патрубком. В этом положении смешивается холодная вода из третьего патрубка с горячей водой, подающейся из второго. Далее поток направляется в первый патрубок.

Благодаря рисункам становится понятным принцип действия вентиля, каким образом вода проходит через устройство и как осуществляется подмес холодной воды к горячей жидкости.

Для лучшего понимания рассмотрим пример: Температура теплоносителя, подающегося из системы центрального отопления, составляет 70 0 С. Для теплых полов, уложенных в комнате, вам требуется иметь воду, температурой 35-55 0 С. Уменьшить температуру нагрева воды, циркулирующей в стояке ЦО или идущей от нагревательного прибора, технически невозможно. Что делается в таких ситуациях?

Решить технологическую проблему поможет смесительный кран – трехходовой. Встроенный в трубопровод прибор создаст технологические возможности для подмеса прохладной воды, поступающей в обратном направлении из водяного контура с основным потоком горячей воды. Как это делается?

Флажок подвижной заслонки располагается в срединном положении, между вторым и третьим входами крана. В результате вода из обратки, температурой в 20 0 С смешивается с горячей водой, поступающей от источника нагрева температурой 70 0 С. На выходе, в первый патрубок уже идет подготовленная вода для теплого пола оптимальной температуры.

Подобным образом осуществляется регулировка температуры теплоносителя, расходуемого для работы нескольких водяных контуров.

Работая по такой схеме, трехходовой кран имеет соответствующую конструкцию. Изделие изготавливается обычно из прочных металлических сплавов, из латуни или из бронзы. Основной корпус представляет собой цельнолитую конструкцию с тремя входными отверстиями. Два патрубка обеспечивают подачу холодной и горячей воды, а вот третий, выходной патрубок используется для подачи рабочей жидкости для отопительных контуров.

Запорный механизм в кране может быть трех типов:

Регулировку интенсивности потока и направления осуществляет шток, деталь механизма, двигающаяся в вертикальном положении и приводящий в движение запорный элемент. В большинстве моделей, в частности в тех, устройство которых показано на рисунках, используется шаровая заслонка, вращающаяся вокруг своей оси. Реже используются цилиндрические и конусные заслонки.

На заметку: шаровые заслонки обеспечивают максимально герметичное перекрытие патрубков, в отличие от штока, который занимается только перераспределением потоков. Лучшим вариантом станет использование моделей кранов, обладающих сразу двумя функциями: запорной и распределительной.

*
С точки зрения технологичности, оба типа, запорный и распределительный кран способны выполнять и смешивание, и распределение потоков. На практике оказывается, что запорный трехходовой кран труднее справляется с режимом смешивания. Такие изделия обычно оснащаются шаровыми или цилиндрическими заслонками. В случае с регулировочными (распределительными) кранами ситуация иная. Шток двигается при ручном управлении или может управляться термоголовкой в автоматическом режиме (в случае с трехходовым клапаном).Такие краны гораздо надежнее, так как при значительном скачке давления в трубопроводе, шток способен выдержать гидравлический удар.

Покупая трехходовой кран, следует обратить внимание технические параметры устройств:

• материал изготовления;
• максимально рабочая температура теплоносителя (как правило, до 120 0 );
• номинальное рабочее давление PN в диапазоне 10-16 кгс/см 2 ;
• условный проход 15-40 мм.

Важно! При неправильной эксплуатации крана, механизм может заклинить. Не стоит приобретать дешевые устройства. Быстрое изнашивание подвижных элементов конструкции приведет к потере герметичности узла. Современные порошковые сплавы, используемые для изготовления сантехнических узлов, слабо противостоят коррозии и могут не выдержать гидравлического удара.

Распределительные краны устанавливаются для обвязки систем отопления, использующие нагревательные котлы в комплекте с накопительными бойлерами. Внешне оба типа, и смесительный и распределительный краны одинаковы. Единственная разница – режим работы. Это может быть гидравлический режим переменный или постоянный.

Трехходовой перепускной вентиль с постоянным режимом используют в быту, когда имеется циркулирующий теплоноситель постоянного объема. Переменный гидравлический режим подходит для систем отопления, где подмес осуществляется в зависимости от объема используемого теплоносителя.

Монтаж трехходового крана

Изделия устанавливаются на основной, подающей трубе перед циркулирующим насосом и смесительным узлов. Крепится литая конструкция крана с помощью муфт, фланцев или посредством сварки (при использовании металлического трубопровода).

В системе отопления обычно используются приспособления следующих типов:

• Г, Т и S – образные, в зависимости от формы поворота;
• по способу посадки затворного механизма – краны сальниковые или натяжные;
• по типу проточной части краны бывают пробно-пропускные и полнопроходные.

Работа устройства может контролироваться ручным способом. Как правило, такой способ управления является самым дешевым и распространенным. Эксплуатация трехходового крана в данном случае схожа с работой шарового вентиля. Приборы, оснащенные термоголовкой и электроприводом, монтируются в системы отопления, рассчитанные на обогрев больших площадей и предполагающие постоянную эксплуатацию. Речь идет уже о технологическом усовершенствовании обычного вентиля в более технологичное устройство – трехходовой клапан.

Распространенным считается модель кранов, оснащенных пневмоприводом. Этот тип устройства безопасен в отличие от электромеханического прибора.

Отличия трехходового крана от трехходового клапана

Приступая к монтажу теплого пола, мало кто из нас ощущает разницу между трехходовым краном и клапаном аналогичной конструкции. Если вы хотите оборудовать простую и достаточно дешевую отопительную систему, отдайте предпочтение обычному вентилю. Если наоборот, вы задумали масштабную конструкцию, полноценный обогрев жилых помещений за счет теплых полов, лучше отдать предпочтение трехходовому клапану. Существенной разницы между двумя приборами нет. Отличие только в вариантах управления. Трехходовой кран управляется вручную, тогда как клапан, более сложный с технической стороны прибор, рассчитан на автоматическую работу.

Перемена положения затворной заслонки в автоматизированном приборе осуществляется за счет работы электромеханического устройства. Работая с ручными вентилями, вы осуществляете регулировку потоков по наитию, самостоятельно определяя: холодно в помещении или тепло, увеличивая или уменьшая интенсивность потока горячей воды в петлях водяного пола.

Трехходовой клапан взаимодействует с термостатом, который контролирует температурный режим в помещении. На превышение или уменьшение заданных температурных параметров, реагирует термоголовка прибора, приводящая в действие затворный шток. За счет установки в системе отопления «теплые полы» трехходовых клапанов удается не только добиться необходимого температурного режима, но и оптимизировать работу всех отопительных контуров.

По принципу действия клапана обычно бывают смесительные и распределительные.

Заключение

При монтаже теплых полов вам никак не обойтись без использования трехходового крана. Отдать предпочтение механическому изделию или поставить на трубопровод автоматизированный прибор, трехходовой клапан, решать вам.

При монтаже смесительного узла и непосредственно распределительных кранов лучше использовать опыт и знания специалистов. Ошибки, допущенные во время установки, могут стать причиной нарушения циркуляции теплоносителя в системе и в дальнейшем стать причиной механического повреждения трубопровода теплых полов. Несмотря на то, что конструкция перепускных вентилей проверена временем, при эксплуатации изделий следует соблюдать правила и инструкции, продлевая срок годности приборов.

Выбираем трехходовой клапан для теплого пола

Бесперебойность работы любого оборудования для обогрева жилья зависит от множества факторов, в том числе, правильного выбора комплектующих, характеристики каждой из которых определяют степень эффективности и надежности системы отопления в целом.

Тёплые водяные полы — современное оборудование, корректность работы которого также обеспечивается целым рядом устройств, имеющих определённое предназначение.

В частности, поддержание в отапливаемом помещении оптимального температурного режима непосредственно связано с интенсивностью подачи теплоносителя в водяной контур, которая регулируется различными видами запорной арматуры. К таким регулирующим устройствам относится трехходовой клапан для теплого пола, без оснащения которым теплый пол не станет полноценной функциональной системой.

Одна из моделей трёхходового клапана

Получить поверхностное представление о том, какую работу выполняет трехходовой смесительный клапан, и насколько значима его роль в смесительном узле, позволяет любая схема тёплых водяных полов, независимо от количества и конфигурации контуров. Для лучшего ориентирования при выборе этого устройства разберёмся подробнее, что собой представляет эта комплектующая, и каков её принцип действия.

Основная функция, которая возложена на трехходовой клапан

Система отопления «водяной теплый пол» кардинально отличается от традиционно используемого нами, радиаторного обогрева. Все дело в том, что для отопительных контуров, лежащих на полу в теле бетонной стяжки, необходима невысокая температура теплоносителя. Теплые полы считаются низкотемпературной системой, подключение которой осуществляется к нагревательным приборам или к источнику горячей воды через смесительный узел.

Для того, что бы осуществлялся обогрев в соответствии с санитарными нормами, необходимо существенное снижение температуры воды, поступающей от источника нагрева в водяные контуры. Именно эта функция и возложена на смесительный узел или как его принято называть в среде профессионалов, узел подмеса. Автономный котел в рабочем режиме нагревает воду до отметки 95 0 С. Немногим прохладней является вода в системе центрального отопления. Для нормальной работы греющих полов оптимальная температура теплоносителя составляет 35-55 0 С, которая и получается на выходе из смесителя.

На заметку: не путайте смесительный узел с коллекторов. Первый представляет собой комплект различных узлов и агрегатов, обеспечивающих регулировку подачи воды в водяной контур, тогда как второй является лишь составной частью всего регулирующего блока.

Смесительный узел представляет собой комплект приборов и устройств, выполняющих свои определенные функции. Если о коллекторе информации более, менее предостаточно, а вот что такое трёхходовой клапан, мало кто из нас имеет представление. Задача этого устройства заключается в смешивании двух разных по температуре потоков жидкости. Поступающая из обратной трубы, остывшая вода и горячая вода, идущая по трубе от источника нагрева, посредством работы этого механизма соединяется в один поток, необходимой температуры. Основная деталь этого прибора – термочувствительный сердечник, элемент, который реагирует на изменение температуры водной среды, сжимаясь или расширяясь.

Именно за счет такой конструкции, осуществляется работа трехходового клапана, направленная на автоматизированную регулировку температуры теплоносителя в системе.

На заметку: это устройство используется не только в работе водяных теплых полов, но и стоит на оснащении практически всех автономных систем отопления, работающих на жидком теплоносителе.

На рисунке показана схема смесительного узла для теплых полов и место, которое занимает трехходовой клапан.

Схема смесительного узла для теплых полов и место расположения в ней трехходового клапана.

Основные конструктивные особенности и функции устройства

Имея приблизительное представление о принципе работы трехходового клапана, лучше детально изучить работу этого механизма. Название «трехходовой» определяет основную функцию устройства — через два входа в клапан поступает вода различного происхождения:

• горячий теплоноситель из подающей трубы, связанной с нагревательным прибором или со стояком системы центрального отопления;
• остывшая вода, возвращающаяся после прохождения водяного контура.

Смешиваясь между собой в клапане в определённой пропорции, потоки выходят через третий патрубок, имея заданную величину температуры. Клапан работает постоянно, так как на подмешивании к остывшему теплоносителю горячей воды основан принцип циклической работы теплых полов: нагрев — теплоотдача -подмес — теплоотдача — подмес.

Процесс смешивания двух потоков теплоносителя различных температур должен постоянно контролироваться, лучше — в автоматическом режиме. В противном случае интенсивность теплообмена тёплого пола с воздухом помещения не будет привязана к изменениям температуры в комнате, и придётся по мере необходимости изменять температуру нагрева теплоносителя вручную .

Осуществлять подмес горячего теплоносителя в автоматическом режиме позволяет термочувствительная головка, регулирующая пропускную способность клапана в зависимости от температур смешиваемых жидкостей для получения на выходе заданного значения.

В зависимости от назначения и условий эксплуатации, используются различные виды трёхходовых клапанов.

1. Отопительные системы

Для системы отопления с радиаторами, работающей от автономного котла, используется самый простой тип устройства. Такие трехходовые краны недороги и имеют относительно простую конструкцию, что позволяет устанавливать их самостоятельно. Регулировка объема смешивания в данном случае осуществляется вручную.

2. Системы горячего водоснабжения

В системах ГВС трёхходовые клапаны используются для поддержания в системе коммуникаций безопасных значений температуры воды, исключая вероятность получения ожогов. Конструкция таких устройств также достаточно проста и понятна. От клапанов для отопительных систем такие устройства отличаются наличием специального защитного блока, перекрывающего горячую воду при отсутствии в водопроводе холодной.

3. Теплые водяные полы

Устройства данного типа наиболее сложны, так как предназначены для поддержания заданной температуры теплоносителя в отопительных контурах с привязкой к температуре воздуха в помещении. Использование в смесительном узле таких устройств позволяет регулировать интенсивность отопления жилья в автоматическом режиме,

Важно! Использование в системе отопления трехходового клапана требует установки циркуляционного насоса — для поддержания в водяном контуре давления, необходимого для корректной работы узла подмеса.

Модель трёхходового клапана с регулировочной шкалой

Для теплых полов кран оснащен регулировочной рукояткой и мерной шкалой, с помощью которой осуществляется настройка прибора.

Варианты использования трёхходового клапана в системах водяных тёплых полов

В жилых помещениях небольшой площади (санузел или ванная комната), теплые полы монтируются без смесительного узла, в котором нет технической необходимости. Для корректной работы системы достаточно использования модели трёхходового вентиля с двумя отсечными клапанами.

На заметку: полноценный смесительный узел (с насосом, коллектором, предохранительными клапанами) стоит немалых денег, и при оборудовании теплого пола в ванной комнате расходы на узел подмеса превысят затраты на устройство водяного контура в несколько раз.

Такое устройство благодаря наличию термостата обеспечит регулировку температуры воды, поступающей в отопительный контур.

В системе отопления, рассчитанной на обогрев всей жилой площади, узел подмеса с трехходовым клапаном потребуется в обязательном порядке. Термостатические трехходовые клапаны станут гарантией бесперебойной подачи подготовленной воды во все петли отопительного контура.

Пример: использование для обогрева жилой комнаты в 20 м 2 одного водяного контура значительной длины тепловодов. Установка на подающую трубу регулирующего крана, снабжённого электроприводом, позволит в паре с насосом обеспечить необходимую циркуляцию теплоносителя. Данная схема предполагает установку клапана в месте соединения трубы обратки с байпасом. Работа термостатической головки настраивается таким образом, чтобы при чрезмерно высокой температуре теплоносителя вода циркулировала по малому кругу.

Отопление при помощи теплых полов жилых помещений в доме с двумя или более этажами, предполагает использование большого количества водяных контуров разной длины. Соответственно, надо будет устанавливать не один, а несколько смесительных узлов.

В этом случае используется связка совместимого трехходового клапана, сервопривода и контроллера, который фиксирует граничные параметры температуры теплоносителя, подающегося в отопительные контуры водных полов. Теплая вода в данном случае будет поступать после связки сразу в определенную отапливаемую комнату, либо идти на коллектор, после чего уже будет распределяться по греющим трубам.

Выбор клапана и особенности установки

Выбирать модель клапана необходимо с привязкой к характеристикам системы отопления.

Сегодня становится модным использовать для оснащения смесительных узлов трехходовые клапаны, оборудованные электроприводами, хотя и обычная, традиционная модель по своим технологическим характеристикам мало в чем уступает сложным устройствам. Во время покупки следует обратить внимание на следующие нюансы:

• наличие технической документации на изделие (сертификаты качества, гарантийные обязательства компании-изготовителя, инструкция по установке и эксплуатации);
• изделия, изготовленные из латуни или бронзы, предпочтительнее — эти металлы прекрасно взаимодействуют с горячей водой, имеют низкий коэффициент теплового расширения.

На заметку: при покупке определить материал, из которого изготовлен трехходовой клапан можно обычным взвешиванием. Возьмите прибор в руку — если изделие покажется достаточно тяжелым, оно сделано из цветного металла. Использовать краны, изготовленные из порошковых композитных материалов прессованием, означает обречь себя на лишние расходы и неприятности.

• соединительные патрубки выбранной модели клапана должны соответствовать параметрам места установки — если шаг резьбы отличается от того, каким вы пользуетесь при монтаже смесительного узла, установить узел не удастся. Габариты клапанов должны быть соизмеримы с площадью установки тёплых полов — нецелесообразно монтировать громоздкие узлы для отопления небольшой площади.

Выводы

Монтаж трехходового клапана — задача не сложная, но требующая соблюдения технических правил. Обычно смешивающие клапаны ставят перед смесителем на подающую трубу, в местах подключения байпаса и обратной трубы. Насос в системе располагается следом за трехходовым клапаном.

После сборки всего смесительного узла надежность соединений и функциональность клапана проверяется пробным пуском, по результатам которого при необходимости выполняется пусконаладка.

Правильно установленный клапан поддерживает заданный температурный режим в обогреваемом помещении и обеспечивает рациональный расход теплоносителя, а следовательно — и экономичность отопления.