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.

Как правильно выбрать и установить трехходовой регулирующий клапан для теплого пола

Если воду из отопительного котла (ее температура зачастую доходит до 90-95°С) напрямую заводить в контуры системы теплого пола, в помещении будет слишком жарко. По нормативам, теплоноситель, поступающий в контуры, должен иметь температуру из определенного диапазона – 40-45°С. Чтобы обеспечить такие условия функционирования используется специальное устройство – трехходовой клапан.

Особенности конструкции и функции устройства

Главное функциональное назначение клапана – смешивание в определенной пропорции остывшей жидкости из обратного контура с горячей водой, идущей в контур из нагревательного котла. Трехходовой клапан также называют термостатическим, термосмесительным, либо узлом подмеса.

Устройство оборудовано тремя рабочими отверстиями:

• Вход для горячего носителя, поступающего от котла.
• Средний вход, куда поступает остывшая жидкость из обратного контура.
• Выход, откуда в контур идет смешанный поток воды, имеющий необходимую температуру.

В пространстве между входами предусмотрена термочувствительная заслонка, регулирующая интенсивность прямого и обратного потоков посредством сжимания или расширения под действием температуры.

Обратите внимание! Определить правильную последовательность подключения помогут метки, нанесенные на корпус изделия.

Клапан работает в непрерывном режиме, обеспечивая постоянный цикл движения теплоносителя. Пошаговый принцип работы устройства можно представить следующим образом:

• Горячий теплоноситель от котла доходит до термосмесительного клапана.
• Устройство определяет уровень нагрева жидкости.
• Если температура носителя оказывается больше заранее установленного порога, узел подмеса открывает путь для поступления воды из обратного контура.
• Внутри устройства происходит смешивание двух потоков – нагретого и охлажденного.
• Когда температура смешанного потока жидкости достигает порогового значения, вход от обратного контура перекрывается.

Для эффективного и полноценного функционирования клапана в контурах теплого пола должен поддерживаться постоянный уровень давления. Для этой цели в схему включается циркуляционный насос.

Варианты использования трехходового клапана для теплого пола

В помещениях малой площади (ванная, кухня, санузел) монтировать полнофункциональный смесительный узел вовсе необязательно. Затраты на него могут превысить совокупную стоимость прочих элементов теплого пола. Здесь вполне можно обойтись обычным трехходовым вентилем. Контроль за температурным режимом обеспечивает термостат. Существуют также варианты ручной регулировки потоков теплоносителя. Для этого используются устройства с рукояткой, но их точность, эффективность и удобство использования оставляют желать лучшего.

Для более габаритных систем включение в схему узла подмеса уже считается обязательным.

Устройство теплых полов в больших помещениях или многоэтажных домах предполагает монтаж нескольких отопительных контуров различной длины. Соответственно, и смесительных узлов придется установить несколько.

В таких схемах можно использовать совместную работу нескольких устройств:

• Сервопривод. Устройство, способное подавать команды на открытие или закрытие заслонки по сигналам, идущим от датчиков. Позволяет осуществлять подачу теплоносителя различного уровня нагрева в те или иные зоны отапливаемого помещения.
• Трехходовой клапан.
• Контроллер.

Контроллер задает граничные значения температурного диапазона. Теплоноситель после прохождения узла может поступать в нужную комнату, либо проходить через коллектор, который распределит потоки по контурам.

Недостатки смешивающих узлов

Несмотря на очевидную пользу, трехходовые клапаны не лишены некоторых недостатков:

• Увеличение гидравлического сопротивления системы. Это может оказаться особенно заметным в сложных сетях, имеющих несколько коллекторов, насосов и узлов смешивания.
• Вероятность резкого заброса больших объемов горячей воды в контуры отопления. Это чревато завоздушиванием системы и может даже привести к образованию протечек. Такая проблема чаще проявляется на этапе запуска системы, поэтому к данному этапу работ стоит относиться очень ответственно.

Особенности автоматических устройств

Для обеспечения эффективной работы термосмесительного клапана процесс образования смешанного потока жидкости должен непрерывно контролироваться. Лучше, если это делается в автоматическом режиме.

Устройства с автоматическим управлением регулируются электрическими или пневматическими узлами.

• Электрические приводы сравнительно недороги и просты в подключении. Этим во многом объясняется их популярность и широкое распространение. С другой стороны, зависимость от электропитания и потребность в периодическом обслуживании делают их недостаточно надежными.
• Пневматические приводы стоят дороже, а процедура их подключения – сложнее. Впрочем, эти недостатки окупаются большим сроком службы и полной автономностью.

Как правильно выбрать трехходовой клапан

Ключевой параметр любого трехходового клапана – пропускная способность, т.е. объем воды, который устройство способно пропустить через себя в единицу времени. При выборе устройства следует соотносить этот параметр с производительностью котла.

Здесь стоит принимать во внимание еще один нюанс. Даже если диаметр входов и выходов клапана кажется подходящим по габаритам, это ни в коем случае не свидетельствует о реальной пропускной способности устройства. Данный параметр целиком и полностью определяется внутренним сечением отверстий, которые, в зависимости от конструкции, перекрываются шаровым запором или регулирующей головкой.

В некоторых моделях габариты этого отверстия могут быть меньше входного диаметра в 4 раза. Чтобы не ошибиться и не оказаться перед необходимостью переделки дорогостоящего узла, следует перед покупкой внимательно изучить сопроводительную документацию.

Другой важный параметр устройства – поперечное сечение. В идеале клапан должен точно подходить по габаритам к размерам труб отопительной системы. Если точного соответствия достичь не удается, придется докупать переходники.

Кроме этого, стоит обратить внимание на такие нюансы:

• Обязательно проверять наличие сопроводительной документации: гарантийных талонов, инструкций по монтажу и эксплуатации, сертификатов и лицензий.
• При выборе материала стоит отдать предпочтение латуни или бронзе. Именно эти металлы наилучшим образом сочетаются с горячими жидкостями, а также имеют малый уровень теплового расширения. Отличить изделия из цветных металлов можно по весу – они значительно тяжелее дешевой «штамповки» из порошковых прессованных материалов, которые не обладают должным уровнем прочности.

Что касается конкретных моделей, на рынке можно найти продукцию нескольких компаний, давно зарекомендовавших себя в качестве надежных производителей:

• Esbe. Шведская компания, продукция которой отличается надежностью, хорошими эксплуатационными качествами и привлекательным внешним видом. Гарантийный срок эксплуатации – не менее 5 лет.
• Valtec. Совместное российско-итальянское предприятие, выпускающее термосмесительные клапаны, совмещающие доступную стоимость и хорошие технические характеристики. Гарантия на весь ассортимент устройств – 7 лет.
• Honeywell. Американский производитель, во главу угла поставивший удобство монтажа выпускаемых изделий. Трехходовые клапаны этой марки имеют яркий дизайн, высокую надежность, но и не менее высокую стоимость.

Установка термосмесителя для теплого пола

Трехходовой клапан монтируется в разрыв основного трубопровода и соединяется с обратным контуром системы. Установка осуществляется с использованием стандартного набора инструментов: гаечных ключей, пассатижей, подмотки, подходящих по размеру прокладок.

Это важно! Монтаж устройства осуществляется на этапе установки коллектора, до заливки бетонной стяжки.

В зависимости от конструкции, клапан имеет внутреннюю, либо внешнюю резьбу. На нее накручивается стандартная накидная гайка или фитинг (чрезмерных усилий при закручивании резьбы прилагать не следует, это может повредить прокладки).

Предварительно на резьбу наматывается подходящий уплотнитель. Места стыковки должны быть плотными и ровными, не иметь перекосов резьбы.

В зависимости от хода потоков теплоносителя, схема включения устройства в систему может различаться:

• Симметричное подключение (Т-образная схема). Разогретый и охлажденный потоки поступают в боковые отверстия изделия, смешанный поток идет из центрального отверстия.
• Асимметричное (L-образное) подключение. Горячий носитель и охлажденный поступают в два соседних отверстия, выходной поток идет через боковое.

При выборе того или иного варианта подключения, необходимо учитывать, как изделие будет вписываться в существующую обвязку трубопровода.

После завершения процедуры монтажа, система подвергается испытаниям. Тестирование должно продолжаться не менее 24 часов. Если все узлы функционируют исправно, можно осуществлять заливку и пользоваться системой в штатном режиме, наслаждаясь комфортом и уютом в исправно отапливаемых помещениях.

Смесительный клапан – один из главных узлов системы теплого пола. От его правильной работы зависит качество и точность регулировки температуры, что накладывает повышенную ответственность на проведение работ по его монтажу и обслуживанию.