Трехходовой клапан для теплого пола с терморегулятором: выбор и установка

Основной элемент запорной арматуры, без которого сложно представить монтаж водяной системы нагрева воздушных масс снизу помещений, — трехходовой клапан. Устройство обеспечивает смешивание или переключение двух потоков воды в общий поток. Используют трехходовой клапан для теплого пола, чтобы получить в системе теплоноситель заданной постоянной температуры. Там, где вспомогательный нагрев соединен с отопительной сетью (котлом в частном доме), устройство является частью автономного смесительного узла, гарантирующего, что в теплом полу будет циркулировать теплоноситель температурой от 45 до 550С.

Назначение клапана для теплого пола и его виды

Проектирование системы вспомогательного нагрева может предусматривать установку двухходового или трехходового клапана на теплые полы в смесительный узел. Оба вида устройства обеспечивают непрерывную терморегуляцию жидкого носителя тепла. Водяной пол может подключаться как к централизованному, так и к автономному отоплению. В обоих видах систем температура жидкого теплоносителя составляет 650С-850С. При попадании настолько горячей воды в контуры теплого пола создать на поверхности напольного покрытия комфортную для передвижения босиком и нахождения в помещении атмосферу невозможно.

Стяжка пола великолепно аккумулирует тепло, поэтому на поверхности пола температура будет свыше 450С. Что небезопасно и для самого напольного покрытия. Допустимая температура поверхности должна колебаться от 180С до 330С. Чтобы обеспечить такие условия, необходимо охладить нагретую жидкость перед тем, как запустить в контуры системы. Осуществляет эту процедуру смесительный клапан для теплого пола, который можно купить в специализированных магазинах.

Если без них в системах вспомогательного нагрева не обойтись, то какой выбрать — двух- или трехходовой? Определиться очень просто:

• Питающий, или двухходовой клапан для теплого пола — более простой, а потому более устойчивый к нагрузкам прибор. Его установка не перегрузит систему. Устройство позаботиться о том, чтобы резкие и нестабильные выбросы потока были исключены. Его используют в системах нагрева воздушных масс снизу помещений небольшого масштаба (обслуживание площади не более 190 м2). При этом высокотемпературная отопительная система должна обеспечивать нагрев жидкого носителя тепла исключительно для контуров теплой водяной системы. По сути, двухходовой термостатический клапан для теплого пола выполняет повышение температуры теплоносителя, выполняя подмешивание горячей жидкости, идущей от котла, к остывшей, идущей из обратки.
• Конструктивно более сложный трехходовой кран для теплого пола — прибор, выполняющий функцию смешивания горячего и остывшего потоков, а затем выдачи. Применяется в системах обогрева объектов площадью свыше 200 м2 и при подключении водяного теплого пола к централизованной или автономной отопительной сети. Его принцип работы описан выше.

Поскольку трехходовой смесительный клапан для теплого пола (его называют термостатический, термосмесительный) является более универсальным устройством, его применяют в 8 из 10 случаев. Однако при некорректной установке прибора в системе могут возникать аварийные ситуации.

Принцип работы и устройство трехходового клапана для теплого пола

Смесительный прибор имеет два входа и один выход. Первый вход предназначен для впрыскивания обратки, второй — для подачи горячей воды от котла, а выход — для выброса в контур подготовленного теплоносителя заданной температуры. Между двумя входами размещается заслонка, перемещение которой и гарантирует процесс смешивания жидкостей. На схеме работу термостатического клапана для теплого пола можно показать так:

Из принципа действия не понятно, как регулировать трехходовой клапан на теплый пол, то есть задавать выход жидкостного носителя определенной температуры? Все очень просто. Современные устройства снабжаются термоголовкой или регулировочным вентилем. При этом в смесительный узел обязательно врезаются расходомеры. На схеме они обозначены буквами Q1,Q2 и Q3. Они контролируют количество подаваемой воды в систему, что снижает риск перегрузок. Размещается трехходовой клапан для теплого пола с терморегулятором в разрыв основного магистрального трубопровода и соединяется со средним входом для обратки.

Дополнительные компоненты смесительного узла

Не только трехходовой термостатический смесительный клапан для теплого пола обеспечивает эффективную работу системы в каждой отдельной комнате. В узел включаются:

• Термоголовка. Обеспечивает непрерывность и автоматическую работу системы вспомогательного нагрева воздушных масс. Если купленный двух- или трехходовой кран уже снабжен термостатическим органом, то дополнительно его устанавливать не нужно.
• Сервопривод. Выпускают электрические и механические приборы, а также оборудование с дистанционным способом регулировки. Устройство предназначено для физического воздействия на термосмесительный клапан для теплого пола, подавая команду к открытию и закрытию заслонки. Благодаря ему можно осуществить подачу теплоносителя с разными температурными характеристиками в разные помещения дома.

Как выбрать клапан для теплого пола?

Популярность водяных полов, которые все чаще применяются для обогрева частных домов и загородных коттеджей, дала толчок к появлению на рынке огромного выбора моделей. Но тут встает вопрос, какой именно трехходовой кран установить на теплый пол, какого производителя предпочесть. Ведь изобилие товаров усложняет покупку. При подборе устройства эксперты рекомендуют заранее определиться с тем, какого типа прибор необходим — двух- или трехходовой. Затем выбрать производителя:

• Valtec. Компания представляет на рынке товары российско-итальянского производства. Их основное преимущество — бюджетная цена при отличных физико-технических качествах. На купленный трехходовой кран для теплого пола с терморегулятором производитель дает 7-летнюю гарантию. Продукция снабжается сертификатами качества, техническим паспортом, рекомендационным листом по установке и гарантийным талоном.
• Esbe. Шведская компания предлагает высококачественные краны для теплого пола, выполненные из инновационных материалов. Устройства максимально устойчивы к эксплуатационным условиям, надежны и внешне привлекательные. При покупке шведских приборов рекомендуют внимательно отнестись к техническим характеристикам оборудования. Есть небольшая вероятность несовпадения параметров. Краны поставляются с сертификатами и гарантийными талонами, эксплуатационный срок свыше 5 лет.

• Honeywell. Высокой технологичностью и отличным дизайном отличается термостатический смесительный клапан для теплого пола американской фирмы Ханивел. Главные преимущества ее товаров — практичность и упрощенный монтаж. Конструкция разработана таким образом, что максимально облегчить установку оборудования. Ошибки исключены. Компания гордится своими инновационными разработками, которые внедряет при изготовлении приборов. Так они становятся более эффективными и надежными, но при этом и более дорогостоящими.

У перечисленных производителей потребители покупают трехходовые клапаны на теплый пол уже проверенные временем. Но не стоит надеяться только на качество оборудования, ведь даже самый устойчивый и надежный прибор не сможет защитить систему, если установлен некорректно. При этом выбор должен опираться еще и на пропускную способность агрегата. Этот параметр стоит уточнить в технической документации к оборудованию. При проектировании системы вспомогательного прогрева воздушных масс снизу помещения обязательно просчитывается ее мощность, пропускная способность, потери тепла и т.д.

Установка термосмесителя для теплого пола

Правильная установка трехходового крана на теплый пол заключается не только в присоединение оборудования к трубопроводу, но и тщательной его проверке. Ошибки могут привести к большим неприятностям. Монтаж устройства выполняется при подключении коллектора и перед заливкой бетонной стяжки теплого пола. На этом этапе выполняют полную сборку системы и ее проверку при температуре носителя не выше 22-250С. Период тестирования качества сборки должен длиться не менее 24 часов. Убедившись с правильности работы системы и отсутствие протечек можно завершать монтаж.

Чтобы подключить трехходовой клапан для отопления с терморегулятором для теплого пола используют обычные гаечные ключи. С их помощью выполняют наворачивание внутренней/внешней резьбы устройства на фитинг или накидную гайку трубопровода. Герметичность соединения обеспечит сантехнический лен, лента ФУМ или другие материалы. В комплекте с краном поставляются специальные силиконовые прокладки. При работе нужно проследить, что они были проложены в гнездо, иначе герметичного соединения не добиться.

Во время монтажа избегать:

• чрезмерного воздействия на резьбовое соединение;
• перекосов труб, особенно в местах соединения;
• неплотного или разболтанного навинчивания.

Установка крана — ответственный момент, поскольку его работа и получаемые в ходе монтажа резьбовые соединения будет подвергаться воздействию влаги и высоких (перепадов) температур. Поэтому все работы должны быть проведены тщательно и аккуратно. Завершает процесс сборки смесительного узла регулировка трехходового клапана теплого пола с помощью головки. Если уверенности в собственных силах нет, монтаж и покупку необходимого оборудования для сборки системы лучше предоставить профессионалам. Помните: теплый водяной пол может стать причиной не только порчи напольного покрытия, но и невозможности создать в комнатах оптимально-комфортные условия для жизни. По всем вопросам теплого пола обращайтесь к нашим специалистам.

Как подобрать трехходовой клапан для теплых полов и дровяного котла

Если вы через поиск добрались до этой статьи, то наверняка уже что-то слышали о смесительной трубопроводной арматуре, применяющейся в системах отопления частных домов и квартир. Так что без долгих предисловий предлагаем обсудить 3 вопроса: как работает термостатический трехходовой клапан, где его нужно устанавливать и как правильно подобрать, чтобы не тратить лишних денег.

Принцип работы и виды клапанов

Задача любого 3-ходового вентиля – подать в магистраль воду требуемой температуры путем смешивания либо разделения 2 потоков. Соответственно, элемент оснащен тремя выходами, один из которых всегда открыт, а два других полностью или частично перекрываются в процессе работы. Отсюда и название крана – трехходовой (иногда еще говорят «трехходовый», что не есть правильно).

Так выглядит смешивание потоков внутри изделия

Примечание. Циркуляционный насос отопления всегда устанавливается именно со стороны открытого выхода, иначе схема будет функционировать некорректно, о чем мы писали ранее в другой инструкции.

По способу приготовления теплоносителя нужной температуры термостатические клапаны делятся на 2 группы, изображенные на фото:

1. Смесительные. В них подается 2 потока воды – горячий и охлажденный (входы обозначают буквами «А» и «В»), а из третьего патрубка (маркировка «АВ») идет смесь установленной температуры. На латунном корпусе стоит метка в виде сходящейся с двух направлений стрелочки.
2. Разделительные или распределительные. Поступающий теплоноситель делится на 2 потока регулируемой величины. Маркировка на корпусе – 2 расходящиеся стрелки либо буквы «А», «В» на выходных патрубках и «АВ» на входе.

Смесительный (слева) и распределительный (справа) регулятор потока

Для справки. Существует третья разновидность 3-ходовых термоклапанов – перекидные. Они ставятся в настенные газовые котлы с водяным контуром и с помощью электропривода переключают движение потока между основным теплообменником отопления и вторичным, обеспечивающим ГВС. Вне теплогенераторов подобные элементы применяются крайне редко.

По принципу действия трехходовые краны тоже делятся на два типа – седельные и шаровые. Устройство первых похоже на обычные водопроводные вентили, только вместо резьбового штока используется нажимной. На нем закреплена тарелка, движущаяся между двумя седлами и перекрывающая 2 прохода поочередно. Нажатие на шток осуществляется тремя способами:

• встроенным термоэлементом
• термоголовкой с выносным температурным датчиком
• сервоприводом.

Как это происходит, показано на схеме и подробно расписано в другой нашей публикации.

Конструкция 3-ходового вентиля с ручной регулировкой температуры и встроенным термоэлементом

Шаровые термосмесительные клапаны работают по принципу таких же кранов, только с тремя выходами. Управляются вручную или от электропривода, вращающего шток по команде автоматики. Элементы являются полнопроходными и отличаются высокой пропускной способностью, а значит, меньшим гидравлическим сопротивлением. Недостаток – зависимость от напряжения в электросети и необходимость установки блока бесперебойного питания (ИБП).

Поворотная конструкция с электроприводом

Где надо ставить 3-ходовой кран и когда он не нужен

Прежде чем заниматься подбором трехходового вентиля, желательно убедиться в том, что он действительно необходим. Ведь в интернете и в реальной жизни хватает советчиков, слабо понимающих суть вопроса. Итак, перечислим ситуации, когда этот вентиль реально нужен:

1. Для защиты твердотопливного котла от подачи холодного теплоносителя и выпадения конденсата на внутренних стенках топки.
2. Чтобы регулировать температуру воды в отопительных контурах.
3. Для ограничения нагрева теплоносителя в контурах теплого пола.

О конденсате, провоцирующем образование липких наростов на стенках камеры ТТ-котла, сказано немало, в том числе и на нашем ресурсе. Он появляется в процессе разогрева, когда температура в топке уже высокая, а вода из системы отопления поступает холодная. Чтобы этого избежать, подающая и обратная магистраль связывается байпасом, где и ставится 3-ходовой кран. Он заставляет теплоноситель из котлового бака течь по малому кругу, и только при нагреве до 50—60 °С начинает подмес воды из системы.

Схема с байпасом и смесителем оберегает ТТ-котел от появления конденсата и температурного шока

Важное замечание. Клапан служит элементом безопасности для чугунного теплообменника, если таковой установлен в вашем теплогенераторе. Представьте, что в доме отключили электричество на 1—2 часа, за которые радиаторная сеть успевает остыть. Без смесителя в разогретый котел резко пойдет холодная вода, когда электроснабжение возобновится. От такого перепада чугун испытает температурный шок и может треснуть.

Регулирование температуры в отопительных контурах с помощью смесительного узла необходимо в таких случаях:

• в сложных системах отопления, когда к общей гребенке надо подключить несколько линий с разными температурными режимами, например, радиаторная сеть, теплые полы и бойлер косвенного нагрева;
• при подключении тех же потребителей к буферной емкости – тепловому аккумулятору;
• при подаче нагретой воды в теплообменник вентиляционной приточной установки, задействованной для воздушного отопления загородного коттеджа.

Клапан в отопительном контуре не только регулирует температуру на подаче, но и позволяет котлу нагреть теплоаккумулятор

Поскольку в греющие контуры теплых полов направляется теплоноситель с температурой не более 50 °С, а от котла может поступать и 85 °С, то ее следует ограничить. Обычно (но не всегда!) вопрос решается путем установки на распределительный коллектор смесительного узла с 3-ходовым вентилем. Последний смешивает охлажденную воду из напольных контуров с «внешним» теплоносителем, идущим от котла.

Схема приготовления воды нужной температуры для подачи в петли теплых полов

Теперь обозначим ситуации, когда покупка и монтаж смесителя (или разделителя) не обязательна:

1. Если протяженность каждой петли водяного теплого пола не превышает 50—60 м, чего вполне возможно добиться, то регулирование делается без смесительного узла. Вместо него на обратный коллектор ставятся головки типа RTL, ограничивающие поток по количеству теплоносителя.
2. Когда на обогрев частного дома поочередно работает 2—3 отопительных агрегата, поддерживающих постоянную температуру в сети не ниже 40 °С, то ставить трехходовой клапан для твердотопливного котла не нужно.
3. В системах отопления с естественной циркуляцией воды. Причина – перепад давления на клапане, препятствующий движению теплоносителя. То же касается теплоаккумуляторов, задействованных по самотечной схеме.

Примечание. В гравитационных системах используются трубы увеличенного диаметра DN40— DN50. Это значит, что для них придется купить не обычный муфтовый смеситель, а громоздкий вентиль фланцевого типа по приличной цене. Такое решение разумным не назовешь.

Если вас интересует, почему лучше выбрать головки RTL и как они управляют контурами напольного обогрева, посмотрите видео от опытного мастера и нашего эксперта Владимира Сухорукова:

Расчет пропускной способности

Просто подобрать трехходовой клапан по диаметру патрубка отопительного агрегата или подводящему трубопроводу не получится. Дело в том, что в процессе автоматического регулирования элемент создает переменное гидравлическое сопротивление, которое должен преодолевать циркуляционный насос, чтобы обеспечить требуемый расход теплоносителя. Путем расчета клапан подбирается таким образом, чтобы пропускать нужный объем воды при различных положениях штока.

Главная конструктивная характеристика любого 3-ходового вентиля – условная пропускная способность, обозначаемая буквой Kvs и выражаемая в м³/ч. Эта величина, указываемая в паспорте изделия, отражает количество холодного теплоносителя, проходящего через полностью открытый клапан за 1 час. При этом перепад давления на участке до регулятора и после него составляет 1 Бар.

Пример. Если через трехходовой кран с Kvs = 1.6 м³/ч пропустить именно такой объем воды в течение часа, то перепад давлений (гидравлическое сопротивление) составит 1 Бар или 10 м водного столба. Это слишком много для системы отопления частного дома, поэтому при расчетах принимается реальное падение давления – 0.15—0.2 Бар (1.5—2 м вод. ст.).

Чтобы выбрать регулирующий клапан по пропускной способности, сначала нужно определить расход теплоносителя, идущего по регулируемой линии. Используется такая формула:

• G – искомый расход воды, м³/ч;
• Q – тепловая нагрузка на ветвь отопления, кВт;
• ∆t – разница температур воды на подаче и в обратке, обычно принимается равной 20 °С, а в теплых полах – 10 °С.

Пример. Дом площадью 100 м² планируется отапливать напольными контурами, которые должны обеспечить теплоотдачу 10 кВт. Тогда на распределительный коллектор нужно подать G = 0.86 х 10 / 10 = 0.86 м³/ч теплоносителя.

Следующим шагом вычисляем реальный коэффициент K пропускной способности смесительного клапана с учетом перепада давления на нем 0.2 Бар по формуле:

Для того же примера величина К будет равна 0.86 / √0.2 = 0.86 / 0.45 = 1.9 м³/ч. Дальше открываем каталог выбранного производителя арматуры и подбираем из линейки трехходовой кран, чей Kvs равен или больше полученного значения. Возьмем известный бренд Danfoss (Данфосс) и выберем из серии изделий VRB3 клапан с патрубками DN15 и Kvs = 2.5 м³/ч. Предыдущий в ряду номинал составляет 1.6 м³/ч, чего явно недостаточно в нашем случае.

Для справки. Как правило, для твердотопливных котлов и теплых полов, устраиваемых в частных домах, применяются трехходовые клапаны с условным проходом DN15—DN25, не больше. А вот их пропускную способность необходимо высчитывать. Вдобавок после подбора элемента желательно проверить скорость протекающего теплоносителя, как об этом рассказывается в очередном видео:

Советы по выбору

Несведущий домовладелец, решивший в поисках трехходового клапана полистать каталог любой известной фирмы, может растеряться от количества и разнообразия предлагаемых изделий. Чтобы помочь вам выбрать нужный вентиль из широкого ассортимента, мы дадим несколько рекомендаций и начнем с перечня брендов, чьи каталоги вообще стоит открывать. Вот список известных фирм, чьи изделия заслуживают доверия:

• Danfoss (Дания);
• Herz Armaturen (Австрия);
• Honeywell (США);
• Icma (Италия);
• Esbe (Швеция);
• Caleffi (Италия).

3-ходовой термоклапан изобретен не вчера. На фото — изделие компании ESBE образца 1935 года

Для справки. Перечисленные компании продают огромное количество разнообразной арматуры для отопительных систем, в том числе двухходовые, предохранительные и четырехходовые клапаны, электромагнитные шиберы и термостаты. Из производителей стран постсоветского пространства мы можем рекомендовать продукцию бренда Valtec (Валтек).

Теперь основной блок рекомендаций:

1. Для защиты твердотопливного котла от конденсата можно выбрать 2 вида трехходовых клапанов – с фиксированной настройкой и термоголовкой с выносным датчиком. Второй вариант обойдется дороже на 20—30% и не всегда оправдан, поскольку изменение температуры обратки здесь излишне. Приобретайте регулятор с внутренним термостатом, настроенным на температуру 50 либо 55 °С.
2. Чтобы управлять нагревом отдельных ветвей и контуров теплых полов, однозначно нужен 3-ходовой клапан с выносным датчиком и термостатической головкой. Колба датчика устанавливается на тот коллектор или трубопровод, чью температуру необходимо контролировать.
3. Шаровые (они же поворотные) регуляторы действуют в паре с электроприводом либо выставляются вручную. Если вы не хотите усложнять схему и зависеть от электричества, выбирайте подходящее по характеристикам изделие среди седельных клапанов, работающих от термоголовок.
4. Самый «ходовой» материал корпуса – латунь или бронза. Нержавеющие элементы стоят дороже, а чугунное литье боится температурного шока и обладает приличной массой.
5. В схемах с одинаковым успехом применяются как смесительные, так и разделительные трехходовые краны. Но если вы не являетесь специалистом в области отопления и собираете систему своими руками, то лучше возьмите клапан – смеситель. С ним проще разобраться и правильно поставить, о чем подробно расскажет эксперт в своем видеосюжете:

Две рекомендации напоследок

Поскольку мы представили упрощенную методику вычисления и подбора 3-ходового клапана по пропускной способности, настоятельно советуем проконсультироваться по этому поводу со знающими людьми. Если такой возможности нет, приобретайте вентиль с запасом, невзирая на цену. Есть и другой вариант: договоритесь с продавцом о возможной замене изделия на тот случай, если оно не подойдет.

Если вам необходимо смонтировать водяное отопление в большом коттедже, обогреваемом радиаторной сетью и теплыми полами, а ГВС планируется обеспечивать от бойлера косвенного нагрева, то без помощи опытных специалистов обойтись не удастся. Придется сделать от 4 до 10 регулируемых ветвей, для каждой из которых нужно рассчитать и подобрать трехходовой клапан, а потом сбалансировать их работу в комплексе.