Смесительный клапан: устройство, принцип действия, применение

Смесительный клапан: устройство, принцип действия, применение

Комплексные поставки оборудования для систем вентиляции,
автоматизации, отопления и кондиционирования.

Термостатические смесительные клапаны – принцип работы, схемы подключения.

Трехходовой смесительный клапан предназначен для смешивания двух входящих в него потоков (холодного и горячего) в один исходящий с заданной температурой. Данные клапаны особенно востребованы в бытовых системах горячего водоснабжения для защиты потребителей от ошпаривания. Они также могут обеспечивать горячее водоснабжение непосредственно от водонагревателей проточного или накопительного типа или использоваться на предварительном этапе подмешивания. Не менее часто применяются и для поддержания стабильной температуры подачи в системах теплых полов.

Принцип работы.

Внутреннее регулирование клапанов осуществляется автоматически благодаря наличию термочувствительного элемента, который контактирует со смешанным потоком и сжимается или расширяется в зависимости от отклонения температуры смеси от заданного выходного значения, тем самым, увеличивая, либо уменьшая входные отверстия горячей или холодной воды.

Как действует защита от ожогов?

Большинство присутствующих сейчас на рынке термостатических клапанов имеют устройство температурной защиты – «защита от ошпаривания». В случае неожиданного прекращения подачи холодной воды в клапан автоматически перекрывается и подача горячей воды, тем самым исключается возможность подачи горячей воды без предварительного подмеса потребителю.

Направление потоков.

Существует две схемы направления потоков в термостатическом клапане – симметричная и асимметричная. Выбор определенной схемы зависит от типа установки и удобства монтажа в той или иной системе отопления или ГВС. Рассмотрим подробнее каждую из них.

ГВ – горячая вода;

ХВ – холодная вода;

СВ – смешанная вода.

Симметричная Т- образная схема направления потоков

Подача холодной и горячей воды производится с противоположных сторон, смешение происходит в середине. Данная схема очень распространена в Европе, что связано с компактностью клапанов.

Асимметричная L – образная схема направления потоков

Подача горячей воды осуществляется сбоку, холодной- снизу. Получила свое распространение благодаря универсальности и простоте получаемого смесительного узла.

Примеры внешнего вида термостатических клапанов c симметричной и асимметричной схемой направления потоков:

Watts AquaMix (Германия)

Danfoss TVM-H (Дания)

Именно о термостатических клапанах с асимметричной схемой расположения потоков далее и пойдет речь.

Сферы применения термостатических смесительных трехходовых клапанов.

Термостатические смесительные клапаны являются универсальными приборами. Их используют как для горячего водоснабжения, так и в системах отопления. Все зависит от правильности выбора самого клапана и его подключения. Ниже приведены различные схемы подключения данного типа клапанов. Это далеко не все возможные варианты, но чаще всего используемые.

Водоснабжение

Самая простая и используемая схема подключения трехходового термостатического клапана в водоснабжении выглядит следующим образом:

А: обратный клапан
В: трехходовой термостатический смесительный клапан.
1: линия ГВС
2: линия ХВС
3: смешанный поток

Данная схема предназначена для стабилизации температуры в подающей линии на горячее водоснабжение. Как это выглядит на практике:

Рис. 3 Данная схема подключения используется в тех случаях, когда циркуляционная линия горячей воды отсутствует. В этом случае термостатический клапан должен обязательно комплектоваться обратными клапанами на линиях подачи горячей и холодной воды.

Рис. 4 Пример установки в систему горячего водоснабжения с циркуляционной линией. Рециркуляционный контур в данном примере служит для подачи нагретой воды к потребителям, без каких- либо задержек.

Рис. 5 В данном примере одна из водоразборных точек устанавливается перед термостатическим клапаном. При такой схеме перед патрубком подачи горячей воды в смесительный клапан обязательно должен быть установлен обратный клапан.

Схемы подключения термостатических клапанов в напольном отоплении.

Теперь переходим к схемам использования трехходовых термостатических смесителей в системах отопления. Чаще всего клапан используется в смесительном узле для теплых полов.

Схема с одним контуром напольного отопления рис.6

Рис. 6 Термостатический смесительный клапан поддерживает постоянную температуру, установленную в настройках клапана. На контуре напольного отопления в обязательном порядке должен быть установлен собственный циркуляционный насос.

Читайте также:
Печь с паровым отоплением своими руками

Схема с несколькими контурами напольного отопления рис.7

Остановимся на смесительном блоке поподробнее (рис 8).

Рис. 8 Главной задачей смесительного узла является присутствие дополнительного контура с отдельным кольцом циркуляции. По этой причине у смесительного блока имеются две входящие и две выходящие точки. Две точки справа- это соединение распределительного коллектора для питания контуров теплого пола. Две точки слева – это циркуляция теплоносителя для получения тепла по мере необходимости.

Ниже приведены два варианта схемы смесительного блока (на самом деле этих вариантов может быть множество, но остановимся на самых распространенных).

Рис 9 В данной схеме линия №2 необходима для увеличения расхода насоса. Так как у термостатических трехходовых клапанов низкая пропускная способность, что может создавать гидравлическое сопротивление и, как результат – расход насоса будет маленьким, что приведет к неэкономичности системы (насос будет работать с лишними нагрузками и потреблять лишнюю энергию). Также без линии 2 будет проблематично прокачать большое количество контуров. Если предполагается установка термостатического клапана с большой пропускной способностью, то необходимость в линии 2 отпадает.

При такой схеме может возникнуть ситуация, при которой поток на линии 1 опустится ниже критического и контуры теплых полов будут недостаточно нагретыми. Самые распространенные причины такой ситуации:

а) Недостаточный напор на линии 1, вследствие чего клапан слабо пропускает поток в точке 1.

б) Клапан по своим характеристикам не способен пропустить достаточный поток в точке 1. В этом случае единственным вариантом будет замена клапана на прибор с большей пропускной способностью (KVs).

Если предполагается первая причина, то можно сузить сечение линии 2, либо поставить на линию 2 балансировочный клапан (рис.10).

Рис. 10 Балансировочным клапаном вы сможете регулировать величину потока через линию 2 и, тем самым, увеличивать или уменьшать подачу на линии 1.

Надеемся, эта статья помогла вам понять основные принципы работы и использования трехходовых термостатических клапанов. Подводя итог, хотим особо отметить, что главными преимуществами данных приборов являются относительно невысокая цена и простота установки, а недостатком – низкая пропускная способность самого клапана (Kvs), что ограничивает его использование в системах с большими потоками теплоносителя.

Сейчас на рынке присутствуют более совершенные альтернативы с хорошей пропускной способностью, но все эти варианты значительно дороже и требуют некоторых навыков при их монтаже. Об этом и многом другом мы расскажем в следующих статьях.

Смесительный клапан: конструкция, принцип работы, монтаж

Смесительный клапан – устройство, позволяющее изменять температуру теплоносителя в отдельном отопительном контуре путем смешивания нескольких, различных по температуре потоков.

Помимо этого, смесительный клапан защищает теплообменник котла от преждевременного выхода из строя при слишком низкой температуре на обратке (преждевременное разрушение теплообменника происходит из-за резкого перепада температур). Его установка позволяет увеличить КПД и срок его службы котла, а также снизить образование конденсата.

Принцип работы смесительного клапана при защите котла.

Принцип работы смесительного клапана при защите котла.

Также, клапан часто используется в качестве элемента системы отопления теплый пол, он позволяет автоматически поддерживать постоянную температуру теплоносителя в контуре, предотвращая его перегрев.

Конструкция

Конструкция смесительного клапана представляет собой латунный или чугунный корпус, возможно с никелированным покрытием, в котором расположен смесительно-разделительный механизм. Трехходовой смесительный клапан имеет два входных и одно выходное отверстие. Также существуют четырехходовые и пятиходовые клапаны с соответствующим количеством отверстий.

Сточенный участок в верхней части штока показывает в каком положении находится распределяющая втулка.

Сточенный участок в верхней части штока показывает в каком положении находится распределяющая втулка.

Применение латуни или чугуна позволяет предотвратить появление коррозии. Существуют модели с внешней или внутренней резьбой, либо с накидной гайкой и под приварку, диаметром от Ду15 до Ду50. Также изготавливаются более крупные, промышленные фланцевые клапаны диаметром до Ду150.

Читайте также:
Перламутровые натяжные потолки - особенности и фото вариантов применения

Трехходовой смесительный клапан для систем отопления.

Смесительно-разделительный механизм состоит из латунного штока с сегментным затвором (кроме затвора, также может использоваться шар) и регулирующей рукояткой, под которой расположена нержавеющая стальная пластина с измерительной шкалой. Для герметизации штока и затвора используются силиконовые уплотнительные кольца.

Практически любой клапан с ручным регулированием можно оснастить сервоприводом, для этого на корпусе клапана имеются резьбовые отверстия для его крепления. Сервопривод позволяет более точно настроить клапан, а также автоматизировать его работу.

Примечание! При выборе сервопривода для клапана необходимо учитывать размеры устройства, т.к. для установки приводов на некоторые клапаны может понадобиться специальный монтажный переходник. К тому же, следует обратить внимание на усилие, которое создает сервопривод, как правило оно варьируется от 5 до 15 Нм.

Конструкцией клапана не предусмотрено полное перекрытие потока теплоносителя на байпасной линии.

Монтаж

Один из возможных вариантов использования четырехходового клапана. При нахождении твердотопливного котла слева, рукоятка поворачивается по часовой стрелке.

Один из возможных вариантов использования четырехходового клапана. При нахождении твердотопливного котла слева, рукоятка поворачивается по часовой стрелке.

  • Клапан с ручным регулятором может устанавливаться в любом положении. Клапан с сервоприводом монтируется таким образом, чтобы сервопривод был вверху или сбоку клапана.
  • Для уменьшения вероятности засорения клапана, перед ним рекомендуется установить сетчатый фильтр.
  • Подсоединенные к клапану трубы не должны оказывать на него статическое давление.

Чугунный термостатический смесительный клапан ESBE VTC511 DN32, стоимостью около 6 500 руб. Предназначен для защиты теплообменника твердотопливного котла от низкой температуры на обратке.

Смесительный клапан: устройство, принцип действия, применение

3-х ходовой смесительный клапан – это распространенный вид запорно-регулировочной арматуры, применяемой в гидравлических и пневматических системах для решения ряда задач. В системах отопления и горячего водоснабжения данный вид арматуры незаменим и применяется достаточно широко. Мы расскажем об устройстве и назначении смесительного клапана.

На фото – термостатический смеситель.

На фото – термостатический смеситель.

Трехходовой клапан

Назначение

Пример качественного изделия с термостатической головкой.

Пример качественного изделия с термостатической головкой.

Смесительные клапана применяются достаточно широко, ведь они позволяют решать множество задач, причем в большинстве из них альтернативы этому виду арматуры нет. Устройство имеет вид обычного тройника, то есть у него имеется два входа и один выход.

Если во входные патрубки направить потоки воды с разной температурой (холодной и горячей), то на выходе мы сможем получить такие варианты:

  1. Холодная вода беспрепятственно течет от входа (А) в к выходу (АВ), горячая вода в выход не попадает;
  2. Холодная и горячая вода поступают на выход (АВ) одновременно, при этом их потоки смешиваются, и вода имеет усредненную температуру;
  3. Холодная вода перекрыта, и на выход (АВ) попадает только поток высокой температуры (В).

Схема с обозначением входных отверстий.

Схема с обозначением входных отверстий.

Иногда имеется еще и четвертое положение – когда перекрыты оба канала и на выход никакая вода не попадает. В этом случае прибор корректнее называть четырехходовой клапан.

Если мы подключим подачу на выход, тогда мы получим такие результаты:

  1. Поток движется из выхода (АВ) к входу (А), а во вход (В) не попадает;
  2. Из выходного патрубка (АВ) вода течет во вход (В), а во вход (А) не попадает;
  3. Поток разделяется на оба канала.

Основные функции смесителя.

Важно!
Мы видим, что устройство способно смешивать два потока, открывать подачу одного канала и запирать подачу другого, разделять поток на разные каналы и поворачивать поток в другой канал.

Эти возможности используются достаточно широко. В системах горячего водоснабжения и отопления смесительные клапана устанавливают, в большинстве случаев, для домеса холодной воды или воды из обратного трубопровода в горячий теплоноситель для достижения требуемой температуры потока.

Для примера можно привести систему напольного отопления. Известно, что для контуров теплого пола температура теплоносителя должна быть в пределах 40 – 50 ˚С, однако котел выдает теплоноситель, нагретый до 90 – 95 ˚С.

Читайте также:
Обои «черный кот»

Для решения проблемы перед коллектором теплого пола устанавливают смесительный узел, где с помощью трехходового клапана производится домес жидкости из обратки в подачу, тем самым достигая нужного значения температуры.

Насосно-смесительный узел теплого пола.

Трехходовые клапаны используют также в смесителях с электронным или термостатическим управлением, в системах вентиляции, в различных узлах автомобильной техники и гидравлических системах широкого назначения.

Изделия промышленного назначения.

Изделия промышленного назначения.

Само собой, широчайшее применение данные агрегаты нашли в транспортировочных и обслуживающих трубопроводах.

Устройство и принцип действия

Для производства корпуса используется латунь.

Для производства корпуса используется латунь.

Чтобы лучше понимать работу смесительного клапана, следует рассмотреть его устройство.

Если не вдаваться во все подробности, то изделие имеет такую конструкцию:

  • Латунный корпус в виде тройника и четвертого выхода, закрытого регулировочной насадкой;
  • В регулировочном гнезде установлен запорно-регулировочный механизм, который представляет собой пробку в форме конуса, шара или сектора, а также соединенный с пробкой шпиндель, который позволяет поворачивать или смещать запорный клапан смесителя;
  • Седло для пробки со специальными уплотнениями из синтетического каучука, пластика или фторопласта;
  • Ручка для ручной регулировки, термостатическая насадка или сервопривод.

При повороте сектора один из каналов приоткрывается, другой – закрывается.

При повороте сектора один из каналов приоткрывается, другой – закрывается.

Для систем горячего водоснабжения и отопления чаще всего применяют клапана со штоковой или конусной системой регулировки. Шток соединен с конусной пробкой, и при его движении вверх-вниз производится регулировка потоков.

Как правило, для управления таким смесителем используют термостатическую головку, привод которой реагирует на расширение специальной жидкости, которая реагирует на изменение измеряемой температуры.

Термодатчик может быть установлен внутри устройства, а может выноситься в удаленную точку системы. Чаще всего термоголовка настраивается в пределах 30 – 60 ˚С.

Устройство термостатического смесителя.

Устройство термостатического смесителя.

В более продвинутых схемах с автоматическим управлением или системах типа «умный дом» смесительные узлы могут управляться контроллерами. Тогда шток клапана регулирует сервопривод, который получает команды от контроллера. Так достигается наиболее тонкий и точный контроль.

Клапан в смесительном узле оборудован сервоприводом.

Клапан в смесительном узле оборудован сервоприводом.

Вообще надо сказать, что в современных системах отопления и горячего водоснабжения наибольшую популярность получили именно термостатические смесительные узлы, так как они позволяют получать на выходе воду заданной температуры без участия человека.

При этом отмечается достаточно высокая стабильность и надежность работы устройства, что очень важно при использовании в системах, цена которых превышает полугодовую зарплату.

Термическая головка с выносным датчиком.

Термическая головка с выносным датчиком.

Важно!
Большинство современных моделей имеют такую конструкцию, которая позволяет подключать к изделию различные головки – термостатические, с выносным датчиком, сервоприводы и ручки ручной регулировки.

Монтаж

Пример установки изделия.

Пример установки изделия.

Если вы планируете установку клапана своими руками, тогда вам пригодится небольшая инструкция.

На самом деле, ничего сложного в установке нет, тем более это касается современных моделей для систем ГВС и отопления, но все же.

  1. Во-первых, надо сразу учесть, что для нормальной работы и обслуживания устройство должно легко сниматься. Для этого с двух сторон устанавливают шаровые краны, а соединения должны иметь накидные гайки или переходники-американки.

Как видим, смеситель обвязан запорными кранами и накидными гайками.

Как видим, смеситель обвязан запорными кранами и накидными гайками.

  1. Во-вторых, изделие лучше снабдить фильтрами грубой очистки воды, тогда его запорно-регулировочный механизм прослужит дольше.

В смесительных узлах теплых полов обычно применяют термостаты с выносным датчиком, который устанавливают на коллекторе подачи теплоносителя в контуры пола. Это позволяет более точно регулировать температуру и повышает надежность работы системы.

Со стороны входа горячей воды имеется фильтр-грязевик.

Со стороны входа горячей воды имеется фильтр-грязевик.

Для установки на ГВС, особенно на краны с электронным управлением, применяется схема с сервоприводом и контроллером. Это позволяет быстрее настраивать температуру воды и оперативнее реагировать на её изменения.

Также в ГВС используют модели с ручным управлением для переключения потоков в разные русла. В этом случае речь идет не о смесительном, а о разделительном клапане.

Читайте также:
О пошиве штор на люверсах своими руками: как пришить ленту

Обвязка калорифера с применением трехходовой арматуры.

Обвязка калорифера с применением трехходовой арматуры.

Для обвязки бойлеров и калориферов, а также систем косвенного нагрева используют модели, подобные тем, что применяются в насосно-смесительных модулях теплых полов.

Иногда смеситель уже встроен.

Иногда смеситель уже встроен.

Часто устройства уже установлены в заводской комплектации двухконтурных котлов для нагрева воды, что позволяет получать отдельно теплоноситель и отдельно горячую воду.

Вывод

Клапан для смешивания потоков воды различной температуры – незаменимый узел многих гидравлических систем, в том числе – систем отопления и горячего водоснабжения. Знание принципа его работы и особенностей применения поможет вам лучше понять устройство любой сантехнической схемы.

Смесительный клапан: устройство, принцип действия, применение

3-х ходовой смесительный клапан – это распространенный вид запорно-регулировочной арматуры, применяемой в гидравлических и пневматических системах для решения ряда задач. В системах отопления и горячего водоснабжения данный вид арматуры незаменим и применяется достаточно широко. Мы расскажем об устройстве и назначении смесительного клапана.

Смесительный клапан: устройство, принцип действия, применение

На фото – термостатический смеситель.

Трехходовой клапан

Назначение

Смесительный клапан: устройство, принцип действия, применение

Пример качественного изделия с термостатической головкой.

Смесительные клапана применяются достаточно широко, ведь они позволяют решать множество задач, причем в большинстве из них альтернативы этому виду арматуры нет. Устройство имеет вид обычного тройника, то есть у него имеется два входа и один выход.

Если во входные патрубки направить потоки воды с разной температурой (холодной и горячей), то на выходе мы сможем получить такие варианты:

Смесительный клапан: устройство, принцип действия, применение

Схема с обозначением входных отверстий.

Иногда имеется еще и четвертое положение – когда перекрыты оба канала и на выход никакая вода не попадает. В этом случае прибор корректнее называть четырехходовой клапан.

Если мы подключим подачу на выход, тогда мы получим такие результаты:

Смесительный клапан: устройство, принцип действия, применение

Основные функции смесителя.

Важно!
Мы видим, что устройство способно смешивать два потока, открывать подачу одного канала и запирать подачу другого, разделять поток на разные каналы и поворачивать поток в другой канал.

Эти возможности используются достаточно широко. В системах горячего водоснабжения и отопления смесительные клапана устанавливают, в большинстве случаев, для домеса холодной воды или воды из обратного трубопровода в горячий теплоноситель для достижения требуемой температуры потока.

Для примера можно привести систему напольного отопления. Известно, что для контуров теплого пола температура теплоносителя должна быть в пределах 40 – 50 ˚С, однако котел выдает теплоноситель, нагретый до 90 – 95 ˚С.

Для решения проблемы перед коллектором теплого пола устанавливают смесительный узел, где с помощью трехходового клапана производится домес жидкости из обратки в подачу, тем самым достигая нужного значения температуры.

Смесительный клапан: устройство, принцип действия, применение

Насосно-смесительный узел теплого пола.

Трехходовые клапаны используют также в смесителях с электронным или термостатическим управлением, в системах вентиляции, в различных узлах автомобильной техники и гидравлических системах широкого назначения.

Смесительный клапан: устройство, принцип действия, применение

Изделия промышленного назначения.

Само собой, широчайшее применение данные агрегаты нашли в транспортировочных и обслуживающих трубопроводах.

Устройство и принцип действия

Смесительный клапан: устройство, принцип действия, применение

Для производства корпуса используется латунь.

Чтобы лучше понимать работу смесительного клапана, следует рассмотреть его устройство.

Если не вдаваться во все подробности, то изделие имеет такую конструкцию:

  • Латунный корпус в виде тройника и четвертого выхода, закрытого регулировочной насадкой;
  • В регулировочном гнезде установлен запорно-регулировочный механизм, который представляет собой пробку в форме конуса, шара или сектора, а также соединенный с пробкой шпиндель, который позволяет поворачивать или смещать запорный клапан смесителя;
  • Седло для пробки со специальными уплотнениями из синтетического каучука, пластика или фторопласта;
  • Ручка для ручной регулировки, термостатическая насадка или сервопривод.

Читайте также » Как подобрать радиаторы отопления по площади: расчет параметров батареи, от чего зависят теплопотери, методы подсчета

Читайте также:
На какие системы делится рабочее освещение

Смесительный клапан: устройство, принцип действия, применение

При повороте сектора один из каналов приоткрывается, другой – закрывается.

Для систем горячего водоснабжения и отопления чаще всего применяют клапана со штоковой или конусной системой регулировки. Шток соединен с конусной пробкой, и при его движении вверх-вниз производится регулировка потоков.

Как правило, для управления таким смесителем используют термостатическую головку, привод которой реагирует на расширение специальной жидкости, которая реагирует на изменение измеряемой температуры.

Термодатчик может быть установлен внутри устройства, а может выноситься в удаленную точку системы. Чаще всего термоголовка настраивается в пределах 30 – 60 ˚С.

Смесительный клапан: устройство, принцип действия, применение

Устройство термостатического смесителя.

В более продвинутых схемах с автоматическим управлением или системах типа «умный дом» смесительные узлы могут управляться контроллерами. Тогда шток клапана регулирует сервопривод, который получает команды от контроллера. Так достигается наиболее тонкий и точный контроль.

Смесительный клапан: устройство, принцип действия, применение

Клапан в смесительном узле оборудован сервоприводом.

Вообще надо сказать, что в современных системах отопления и горячего водоснабжения наибольшую популярность получили именно термостатические смесительные узлы, так как они позволяют получать на выходе воду заданной температуры без участия человека.

При этом отмечается достаточно высокая стабильность и надежность работы устройства, что очень важно при использовании в системах, цена которых превышает полугодовую зарплату.

Смесительный клапан: устройство, принцип действия, применение

Термическая головка с выносным датчиком.

Важно!
Большинство современных моделей имеют такую конструкцию, которая позволяет подключать к изделию различные головки – термостатические, с выносным датчиком, сервоприводы и ручки ручной регулировки.

Монтаж

Смесительный клапан: устройство, принцип действия, применение

Пример установки изделия.

Если вы планируете установку клапана своими руками, тогда вам пригодится небольшая инструкция.

На самом деле, ничего сложного в установке нет, тем более это касается современных моделей для систем ГВС и отопления, но все же.

Смесительный клапан: устройство, принцип действия, применение

Как видим, смеситель обвязан запорными кранами и накидными гайками.

В смесительных узлах теплых полов обычно применяют термостаты с выносным датчиком, который устанавливают на коллекторе подачи теплоносителя в контуры пола. Это позволяет более точно регулировать температуру и повышает надежность работы системы.

Смесительный клапан: устройство, принцип действия, применение

Со стороны входа горячей воды имеется фильтр-грязевик.

Для установки на ГВС, особенно на краны с электронным управлением, применяется схема с сервоприводом и контроллером. Это позволяет быстрее настраивать температуру воды и оперативнее реагировать на её изменения.

Также в ГВС используют модели с ручным управлением для переключения потоков в разные русла. В этом случае речь идет не о смесительном, а о разделительном клапане.

Смесительный клапан: устройство, принцип действия, применение

Обвязка калорифера с применением трехходовой арматуры.

Для обвязки бойлеров и калориферов, а также систем косвенного нагрева используют модели, подобные тем, что применяются в насосно-смесительных модулях теплых полов.

Смесительный клапан: устройство, принцип действия, применение

Иногда смеситель уже встроен.

Часто устройства уже установлены в заводской комплектации двухконтурных котлов для нагрева воды, что позволяет получать отдельно теплоноситель и отдельно горячую воду.

Вывод

Клапан для смешивания потоков воды различной температуры – незаменимый узел многих гидравлических систем, в том числе – систем отопления и горячего водоснабжения. Знание принципа его работы и особенностей применения поможет вам лучше понять устройство любой сантехнической схемы.

Термостатический трёхходовой смесительный клапан: незаменимое устройство в отопительных системах

Трехходовой термостатический смесительный клапан — это устройство, которое монтируется на трубопроводы и выполняет функцию регулировки температуры рабочей среды за счёт смешивания двух потоков с разными температурами (горячий и холодный). По принципу действия это устройство напоминает смеситель. Помимо регуляции температуры теплоносителя в коммуникации, трёхходовые термостатические клапаны выполняют и другие функции.

Термостатический трёхходовой смесительный клапан

Смесительный клапан относится к регулирующей арматуре и устанавливается в системах отопления

Разновидности и назначение таких клапанов

В первую очередь необходимо разобраться с классификацией этих изделий. На сегодняшний день существует три основных вида клапанов, которые различаются по принципу работы. Рассмотрим эти виды:

  • смесительные клапаны;
  • разделительные устройства;
  • переключающие изделия.
Читайте также:
Охранная сигнализация для дома своими руками - монтаж, установка датчиков

Названия вышеуказанных устройств указывает на эксплуатационную принадлежность и функции, которые они выполняют во время работы. Смесительные клапаны используются для смешивания потоков рабочей среды в трубопроводе. Это необходимо для того, чтобы получить приемлемую температуру воды на выходе или же в радиаторе отопления (в зависимости от вида коммуникации). Разделительные устройства во время эксплуатации выполняют основную функцию — разделение потоков. Третий тип клапанов переключает потоки рабочей среды в коммуникации, тем самым создавая разные направления её движения.

Как определить ту или иную разновидность устройства? Эта задача, как правило, решается довольно просто: на поверхности корпуса в большинстве случаев изображается принцип работы изделия. На переключающих моделях такие обозначения могут отсутствовать, однако, их тоже нетрудно идентифицировать, так как их внешний вид имеет значительные отличия от двух других типов устройств.

Термостатический трёхходовой смесительный клапан

Смесительный клапан призван соединять потоки рабочей жидкости в магистрали, чтобы получить нужную температуру на выходе

Смешивание или разделение потоков рабочей среды необходимо для получения необходимых показателей температуры теплоносителя в разных контурах отопительной системы. А переключающие модели применяют в отопительных приборах двухконтурного типа. В качестве отопительного прибора в этом случае выступает газовый котёл, нагретый теплоноситель которого, в порядке очереди направляют в различные теплообменники.

Эксплуатационная сфера трёхходовых смесительных устройств

На сегодняшний день трёхходовые термостатические смесительные клапаны широко используются в теплопроводах. Особенно их рекомендуют применять в отопительных системах, которые функционируют на твёрдом топливе. Помимо этого, в бытовых условиях такие клапаны необходимы для того, чтобы регулировать повышенную температуру в трубопроводе, транспортирующем горячую воду. Показатель температуры в таком случае может доходить до +95 °C, что является высоким показателем.

Обратите внимание! Установка таких устройств перед пластиковыми трубопроводами, транспортирующими горячую воду, исключает возможность перегрева полимерного материала.

Рассмотрим основные функции, которые выполняют такие смесительные клапаны:

  • распределение потоков, поступающих от разных трубопроводных линий;
  • обеспечение нормальной температуры рабочей среды на выходе. Это происходит посредством смешивания горячего и холодного потоков;
  • с помощью трёхходового смесительного прибора можно регулировать температуру воды в различные промежутки времени, что является очень удобным.

Термостатический трёхходовой смесительный клапан

Термостатический клапан рекомендуется устанавливать и в системе горячего водоснабжения

Такой прибор в обязательном порядке должен монтироваться в отопительных коммуникациях и системах горячего водоснабжения. Как правило, такие клапаны устанавливаются в квартирах и частных домах с автономным отоплением.

Особенности термостатических трёхходовых смесительных клапанов

Эксплуатационный срок таких изделий варьирует от 3 до 5 лет и определяется моделью клапана и его качественными характеристиками. Рассмотрим основные различия между разными моделями:

  • габариты;
  • вариант резьбового соединения;
  • назначением (для отопительных коммуникаций или горячего водоснабжения).

Рассмотрим характеристики среднестатистической модели трёхходового клапана:

  • как правило, такие приспособления выполняются из цветных металлов (латунь, бронза);
  • для того чтобы усилить антикоррозийную защиту трёхходовых смесительных устройств их корпус покрывается защитным слоем никеля или хрома;
  • максимальные показатели рабочего давления в коммуникации, на которую выполняется монтаж клапана, не должны превышать 10 атмосфер или 1 МПа;
  • монтаж таких изделий допускается в коммуникациях с определённой температурой рабочей среды. Показатель температуры не должен превышать определённой отметки, а именно +95 °C. Однако в некоторых случаях разрешается установка трёхходовых клапанов в коммуникациях, температура которых доходит до 110 °C (например, солнечные батареи);
  • ручное управление таких приспособлений позволяет регулировать температуру теплоносителя в диапазоне от 20 до 60 °C;
  • резьбовые соединения таких смесительных клапанов могут иметь следующие геометрические параметры: Rp3/4; G3/4; G1; G1 ½ (параметры указаны в дюймах);
  • показатель пропускной способности таких изделий варьирует от 1,6 до 2,5 м³/ч.

Термостатический трёхходовой смесительный клапан

Элементы конструкции трехходового смесительного клапана

Устройство и принцип работы трёхходового клапана

Трёхходовой термостатический смесительный клапан включает в себя несколько конструктивных элементов:

  • корпус (как правило, из латуни);
  • внутренние камеры в количестве 3 шт.;
  • тарельчатые клапаны, которые выполняют разграничительную роль и находятся между камер;
  • термоголовка;
  • шток.
Читайте также:
Парники и теплицы: чем отличаются и в чем разница, разновидности и отличия конструкций, что лучше выбрать

Рассмотрим принцип работы трёхходового термостатического смесительного клапана в 2 этапа:

  1. Посредством воздействия на шток проход для одного потока рабочей среды открывается, а для другого — наоборот, закрывается. Таким образом, происходит смешивание потоков в камере устройства и регуляция температуры теплоносителя в коммуникации.
  2. Смешанная вода, достигшая необходимой температуры, перемещается из камеры клапана дальше по трубам. Из камеры теплоноситель попадает в трубу через третий патрубок устройства. Регуляция штокового элемента контролируется специальным элементом — термоголовкой.

Обратите внимание! Термоголовка имеет специальный температурный датчик, наличие которого значительно облегчает процесс управления штоком.

Виды приводов

В процессе эксплуатации регуляция клапана в зависимости от температуры происходит посредством внешнего привода. На сегодняшний день можно встретить несколько типов приводов, на которые стоит обратить внимание:

  • простой термостатический;
  • термостатическая головка;
  • электропривод;
  • сервопривод.

Термостатический трёхходовой смесительный клапан

Клапаны отличаются разным типом управления, наиболее простую конструкцию имеет обычное термостатическое устройство

Термостатический привод. Этот тип привода отличается простотой. В таком случае происходит нажатие на шток посредством расширения рабочей среды. Расширение происходит из-за повышения температурного показателя воды. Как правило, клапаны небольших габаритов оснащаются такой разновидностью привода на стадии производства. Такой привод является съёмным и при желании его можно монтировать на другие устройства.

Трёхходовой смесительный клапан с термоголовкой. Помимо обычного привода, функционирующего за счёт температурного расширения рабочей среды, работа вентиля может регулироваться с помощью специальной термостатической головки. Такая головка включает в себя элемент, способный реагировать на изменения температуры окружающей среды. Также эти изделия оснащаются специальными выносными датчиками, что позволяет регулировать их работу, ориентируясь на температурный показатель рабочей среды. Выносной датчик размещается внутри трубопровода (для непосредственного контакта с теплоносителем) и стыкуется с приводом посредством капиллярной трубки.

Электропривод. Шток может регулироваться и электрическим приводом, управление которым производится за счёт специального контроллера. Температура теплоносителя в таком случае измеряется электрическими датчиками, которые передают полученные данные в контроллер. Этот метод управления трёхходовым вентилем является наиболее распространённым на сегодняшний день, а также самым точным.

Вентиль с сервоприводом. Сервопривод — это упрощённый вариант электрического варианта управления клапаном. В таком случае отсутствует контроллер, а регулировка работы клапана производится после получения температурных данных теплоносителя непосредственно приводом.

Схемы подключения клапана к отопительной коммуникации

Существует несколько схем установки термостатических трёхходовых смесительных клапанов. Выбор схемы зависит от роли клапана в отопительной коммуникации.

Термостатический трёхходовой смесительный клапан

Схема подключения клапана будет зависеть от типа отопительной системы

Основные функции, которые выполняет это приспособление в отопительной коммуникации или системе горячего водоснабжения:

  • предохранение котла, функционирующего на твёрдом топливе, от воздействия конденсата;
  • предохранение твердотопливного котла от температурного шока, который возникает в результате спонтанного отключения электрической энергии;
  • рабочая среда в коммуникации тёплого пола должна иметь температуру не выше, чем 45 °C. Контроль необходимой температуры в таком случае — основная задача трёхходового вентиля;
  • поддержка необходимых показателей температуры в различных точках коммуникации.

Для того чтобы обезопасить отопительный аппарат от образования конденсата, необходимо запомнить одно важное правило: категорически не рекомендуется подавать в котёл остывшую воду из радиаторной сети во время его работы (когда он разогрет). Трёхходовой вентиль, препятствующий образованию конденсата в котлах, подключается с использованием запасного пути по следующей схеме:

  1. Пока отопительный прибор не прогрелся до нужных показателей температуры, вода передвигается по малому кругу через запасной путь.
  2. Когда рабочая среда достигает температуры 50–55 °C, вентиль открывается. В результате происходит подмешивание холодной воды из коммуникации.
  3. Когда котёл переходит в рабочий режим, запасной путь закрывается и поток рабочей среды движется через радиаторы отопления.
Читайте также:
Плитка размером 20х30: керамическая настенная облицовочная, сколько в упаковке размером 200х300 штук, вес пачки 200 на 300

В коммуникации тёплого пола прибор выполняет такие же функции. Насос заставляет двигаться подогретую рабочую среду по трубкам до тех пор, пока она не начнёт остывать. Когда теплоноситель начинает остывать — это фиксируется термоголовкой и специальными датчиками, что служит сигналом для подмешивания горячей воды из котла в систему тёплого пола.

Термостатический трёхходовой смесительный клапан

Термостатический клапан устанавливается в системы теплого пола, где температура рабочей жидкости не должна превышать 45 градусов

Важно! Монтаж трёхходового вентиля должен производиться так, чтобы насосное оборудование размещалось со стороны открытого патрубка прибора.

Ещё одна схема подключения трёхходового вентиля подразумевает его монтаж в отопительной системе за буферной ёмкостью. Буферная ёмкость аккумулирует тепло и требует нагрева. Для того чтобы выполнить полный нагрев этого элемента системы, температурный показатель рабочей среды должен быть не ниже, чем 70 °C. Такая температура необходима для прогрева буферной ёмкости, но она является неприемлемой для батарей отопления. Поэтому и используют трёхходовой клапан, который способен понизить эту температуру до необходимого показателя.

В каких случаях разрешается использовать упрощённый клапан?

В довольно простых отопительных коммуникациях, которые функционируют на твёрдом топливе, разрешается использовать упрощённые варианты трёхходовых вентилей. Как правило, такие изделия работают в автономном режиме. В большинстве случаев для функционирования им не требуется иметь термическую головку и шток.

Принцип работы трёхходового клапана упрощённого типа довольно прост. Элемент, регулирующий работу такого устройства, размещается внутри его корпуса. Такие вентили настраиваются на определённую температуру воды и получают её путём смешивания потоков с разной температурой. Температура, которую поддерживает такое изделие, как правило, указывается на его корпусе.

Неизменная температура на выходе, поддерживаемая таким упрощённым вариантом клапана, является постоянной. Рассмотрим преимущество и недостаток использования такого прибора:

  • плюс — более демократичная стоимость по сравнению с изделием, которое оснащено термической головкой. Экономия в таком случая составляет не менее 30%;
  • минус — невозможность регулировки температуры воды на выходе.

Перед тем как приобрести термостатический трёхходовой упрощённый смесительный клапан, специалисты рекомендуют изучить техническую документацию, которая регламентирует твердотопливный отопительный аппарат. Это связано с тем, что там можно найти необходимую минимальную температуру, которой должен соответствовать обратный теплоноситель.

Смесительный клапан трехходовой, как применяется

Смесительный клапан смешивает потоки с разными температурами, позволяет на выходе получить нужную температуру. Важность устройства большая. Именно смесительные клапана поддерживают требуемую температуру теплоносителя — и для всего дома, и для теплого пола и возможно в какой то точке или контуре при необходимости.

клапан смесительный

Трехходовой смесительный клапан с сервоприводом

Трехходовой клапан может смешивать или разделять потоки

Трехходовые клапана принципиально различаются по внутреннему устройству и действию. Одна разновидность может смешивать два сходящихся потока, другая, наоборот, — разделять.

Специалист рекомендует: на корпусе клапана нанесены стрелки указывающие направление движения жидкости. Необходимо внимательно отнестись к выбору и представлять, что предстоит делать клапану в схеме — разделять или смешивать.

Путаница возникает потому, что оба устройства позволяют добиться одинакового результата. Выбор лишь в месте установки. Например, установленный на подаче распределительный клапан, будет часть потока сбрасывать на обратку. Наоборот — на обратке смесительное устройство примет такую же часть потока с подачи. В обоих случаях устройства создадут одинаковую температуру. Но если пользователь перепутает места установки (названия клапанов) — то ничего не создастся.

Также имеется еще другое похожее оборудование, которое не является смесительным, а просто переключающим — трехходовые шаровые клапаны поворотного действия, которое здесь не рассматривается.

Особенности работы двухховодого клапана

Подобный результат в отдельных гидравлических схемах может дать и применение двухходового регулировочного клапана. Принцип заключается в том, что это устройство регулирует количество проходящего теплоносителя (расход жидкости) только в одной ветви смесительного узла. Например, устанавливается на байпасе и регулирует расход через него по температуре на обратке, что возможно при стабильной разности давлений между подачей и обраткой, которая обычно создается отдельным насосом для данного узла. Двухходовые клапана дешевле, поэтому их установка по возможности целесообразней.

Читайте также:
Охранная сигнализация для дома своими руками - монтаж, установка датчиков

Как смесительный клапан работает в паре с термоголовкой

Термоголовка умеет при изменении температуры вдвигать или выдвигать шток. Установленная на трехходовой клапан, она будет регулировать его положение, в зависимости от температуры. Если речь идет об измерении температуры теплоносителя, то применяются термоголовки с выносной термоколбой (датчиком температуры), которая устанавливается на трубе в том месте, где должны выполняться измерения.

Управляясь колбой, термоголовка будет изменять положение клапана таким образом, чтобы была достигнута заданная температура, — настройка выполняется поворотной ручкой на устройстве. Далее на практических примерах рассмотрим принцип действия трехходового клапана с термголовкой.

Работа клапана с термоголовкой

Регулировка температуры теплого пола с помощью смесительного клапана

На приведенной схеме имеется двухходовой регулировочный клапан, которым изменяется температура в системе теплых полов, со своим насосом. Производители подобного оборудования предлагают сразу готовые решения — насосно-смесительные узлы, которые умеют создавать на выходе +30 — +55 градусов при стабильном давлении для работы теплого пола , когда на входе от котла — +60 — +80 град.

Насосный узел для теплого пола с термоголовкой

Стабилизация работы и защита твердотопливного котла

Защита твердотопливного котла смесительным клапаном

Для всех котлов желателен режим работы, при котором температура в обратке не ниже +60 град, тогда теплообменник окажется теплее чем точка росы и на нем не будет образовываться влага. Особенно важно это для твердотопливных котлов, работающих на инерционную систему отопления частного дома, когда в газах много разных веществ в результате смешения которых с водой образовываются кислоты, смолы, засоряющие и разрушающие котел. Трехходовой клапан с термоголовкой спасает положение и поддерживает на обратке нужную температуру.

Установка стабильной температуры для всего дома

Если в системе отопления присутствует теплоаккумулятор — буферная емкость, то тогда, не зависимо от работы твердотопливного котла, можно поддерживать на подаче в дом условно- стабильную температуру, например +70 град С. Регулировка может осуществляться и автоматизированной системой с термостатом (измерителем комнатной температуры), который управляет сервоприводом. Система может быть с плавной регулировкой напряжения — регулировка клапана будет в зависимости от напряжения, что предпочтительнее, когда речь идет о регулировке температуры всего дома, по сравнению с дешевыми вариантами сервопривод-термостат по типу «включил-выключил».

Клапан трехходовой с буферной емкостью.

Какой смесительный клапан выбрать

Выбор смесительного клапана осуществляется в комплекте с другим оборудованием, в точности с требованиями проекта. Исходными данными для выбора клапана, как минимум являются диаметры подключения, способ управления (выдвижной-поворотный), тип устройства (смесительный — распределительный), расход, температура… и др.

Термостатический смесительный клапан: конструкция, функция

Термостатический смесительный клапан

Полезно знать

Задача смесительных термостатических клапанов — довести воду системы отопления до заданной температуры. Это возможно, помимо прочего, путем охлаждения горячего потока водой из возвратного трубопровода. Компоненты являются частью управления и могут быть найдены во многих системах. Типичным является их использование в системах с контурами отопления для радиаторов и напольного отопления.

Работа термосмесительного клапана

Когда речь идет о смесителе для отопления, сегодня доступны самые разные типы. Обычно они основаны на количестве соединений и называются трех-, четырех- или пятиходовыми смесительными клапанами. Особенно часто используется трехходовой клапан. Он, например, подключает поток к возврату и помогает установить правильную температуру подачи нагревателя . Чтобы это работало, с учетом погодных условий регулирование может регистрировать температуру наружного воздуха. Он использует кривую нагрева, чтобы определить, насколько горячим должен быть поток, и, при необходимости, направляет воду из обратного потока в основной поток. Это снабжает здание энергией без потери тепла.

Читайте также:
На какие системы делится рабочее освещение

Приводы обеспечивают правильную настройку клапана

Смесительный термостатический клапан может быть выполнен поворотом ползуна или клапанного диска. На практике эту задачу берет на себя исполнительный механизм подогрева пола . Двигатель реагирует на сигналы управления нагревом и устанавливает правильный коэффициент смешивания на клапане.

Области применения смесительных клапанов

Отопительные смесители используются сегодня в самых разных областях. Поэтому они должны поддерживать низкую температуру контуров напольного отопления или высокую отдачу дровяного отопления. Но они также допускают температурное расслоение в буферных резервуарах и оптимальное теплоснабжение с помощью так называемых квартирных перегрузочных станций.

Смесительные клапаны для регулирования температуры подачи

Если контуры радиатора и теплого пола находятся в одной системе, это является проблемой. Потому что в то время как температура потока радиатора должна быть высокой, нагревание поверхности пола происходит при более низкой температуре нагрева воды. Средство здесь — миксер. Потому что клапан направляет часть обратного потока в поток теплого пола и понижает его температуру до требуемых значений.

Домашние станции для питьевой воды и отопления

Здесь ситуация аналогичная. Компактные компоненты расположены в отдельных единицах многоквартирных домов и образуют интерфейс между зданием и централизованным теплоснабжением. Станции перекачки проходят через нагрев горячей воды и передают свою энергию по мере необходимости в питьевую или отопительную воду каждой квартиры. Здесь также смесительный клапан обеспечивает правильную температуру.

Повышение температуры возврата при дровяном отоплении

Другое применение — отопление дровами. Это работает особенно эффективно, когда температура сгорания высокая. Обязательным условием для этого также является соответствующая температура возврата. Если она слишком низкая, смесительный клапан отопления вводит часть подаваемой воды. Возврат нагревается, и нагреватель быстро работает в эффективной и чистой рабочей зоне. Кстати, это отличается от конденсационного нагрева: здесь отдача должна быть низкой, чтобы извлечь как можно больше скрытой энергии из выхлопа.

Смеситель для температурного расслоения в буферной емкости

Многослойное хранилище аккумулирует тепло от котла с подогревом отопительной воды для нужд дома. Если сформированы определенные температурные диапазоны, энергия может быть извлечена, даже если в памяти почти ничего не осталось. Также для этой цели используются смесительные клапаны. Они направляют возвратную воду на нужную высоту в буфер и предотвращают смешивание ее содержимого. Другое приложение на стороне потребителя, потому что вы можете брать воду из резервуара для хранения прямо здесь с правильной температурой. Это обеспечивает большую эффективность нагрева и более низкие затраты на отопление.

Термостатические смесительные клапаны для защиты от ожогов

Совсем другое задание имеет термостатический смесительный клапан нагревателя в этом случае. Компонент оснащен регулируемой термостатической головкой и предназначен для предотвращения температуры горячей воды. Для этого он подключается как к трубе как холодной, так и горячей воды. Когда температура горячей воды поднимается выше заданного значения, смеситель открывается и добавляет холодную воду — точно так же, как происходит установка температуры в кране.

Стоимость смесителя нагревателя

Стоимость термостатического смесителя сильно зависит от размера, назначения и типа. Трехходовой смеситель для использования в семейном доме, может стоить от 3000 до 10000 рублей. Если вы хотите установить такой клапан, вы всегда должны обращать внимание на правильное подключение. Как правило, производители указывают направление потока, чтобы обеспечить оптимальную работу.

Заключение

Смесительный термостатический клапан нагревателя должен регулировать температуру нагреваемой воды. Для этого он обычно подключается к серводвигателю, который выполняет инструкции контроллера. Он может регулировать соотношение смешивания различных сред и обеспечивать оптимальную температуру, поворачивая клапан. Помимо прочего, компоненты используются в системах отопления с радиаторным и поверхностным обогревом теплыми полами, в буферных резервуарах, в системах отопления на древесине или в домашних станциях.

Ссылка на основную публикацию