Терморегулятор и трёхходовой клапан для отопления: устройство и применение

Современное водяное отопление – это не только котёл, трубы и батареи. Каждый раз, когда мы рассказываем об устройстве отопительной системы, обязательно упоминается «запорно-регулирующая арматура» как неотъемлемый элемент тепловой установки. Сюда относится несколько типов устройств, каждый из которых выполняет особую функцию и вносит свою лепту в создание практичной и эффективной системы. Одними из самых важных являются приборы для регулирования теплового потока.

Зачем и как регулируют тепловой поток

Перед началом проектирования отопления выполняют тепловой расчёт. Учитывая возможные теплопотери объекта, разработчик определяет необходимую производительность отопительной системы и составляет тепловой баланс всех помещений. На основании этих данных подбираются отопительные приборы необходимого типа и мощности, которые смогут поддерживать в комнатах оптимальный температурный режим. Однако условия, в которых радиаторы будут работать в процессе эксплуатации, могут меняться. Оказывающих влияние факторов несколько: скачки температуры воздуха на улице, сила ветра, солнечная активность, генерация тепла бытовыми приборами и т.д.

Но мы же не можем убирать или глушить отдельные секции, когда в помещениях становится жарко. Получается, что если главная цель – поддержание комфортного температурного режима, то нужно научиться иначе управлять энергией, которая поступает от теплогенератора. Это можно сделать двумя путями, но в обоих случаях производятся манипуляции с жидкостью, циркулирующей по трубам:

  1. Качественное изменение свойств теплоносителя. При необходимости к радиаторам подаётся более холодная или более горячая вода – просто теплогенератор переводится в другой режим работы (не важно, это котельная целого микрорайона или настенный котёл на кухне в загородном коттедже).
  2. Количественное регулирование теплового потока. В данном случае мы при помощи специальных устройств ограничиваем количество теплоносителя, который будет проходить через отопительные приборы. Таким образом, батарея при той же площади поверхности будет отдавать в комнату тепла меньше или больше (в ограниченных пределах). Для этих целей используются трёхходовые клапаны для отопления и регуляторы температуры на радиаторах.

В автономных системах отопления квартир и частных домов применяется комбинированный способ регуляции как наиболее эффективный.

использование трёхходового клапана
Схема использования трёхходового клапана для регулирования температуры воды в бойлере косвенного нагрева

Важно! Регулируя тепловой поток, мы можем понижать или повышать температуру отопительного прибора, но только до заданного предела. Предел этот установлен техническими характеристиками конкретного радиатора – точнее его максимальной теплоотдачей.

Трёхходовой клапан в системе отопления

Устройство

На первый взгляд этот прибор напоминает обычный тройник из жёлтого металла (используется латунь, иногда сталь/чугун), так как его корпус имеет 3 отдельных патрубка. Но внутри находится механизм, который в автоматическом режиме управляет потоками теплоносителя. Существуют клапаны с двумя типами исполнительных механизмов:

  • седельные (со штоком, который поступательно передвигается вверх/вниз);
  • поворотные (с вращающимся шаром/сектором).

В первом варианте внутри корпуса установлено седло, которое перекрывается конусом, закреплённым на конце рабочего штока. В другой конструкции шток движется не вертикально, а прокручивается приводом так, чтобы шар с проёмом (как в шаровых кранах) открывал или частично перекрывал сообщение между патрубками. Клапаны с шаром либо запирающей рабочей частью в виде сектора применяются в основном в бытовых системах, где не нужна большая пропускная способность и устойчивость к очень высоким температурам.

действие смешивающего поворотного клапана
Принцип действия смешивающего поворотного клапана с секторным регулятором

Тип привода

Рабочий шток перемещается при помощи внешнего привода. Он бывает нескольких видов. Чаше всего в бытовых установках применяется:

  • Термостатический прямого или косвенного действия. При изменении температуры теплоносителя на шток давит расширяющаяся жидкость термочувствительного элемента – «сильфона» (здесь также может устанавливаться присоединяемая термоголовка). В некоторых случаях в качестве датчика термостатического трёхходового клапана применяется щуп, расположенный внутри трубопровода.
  • Электрический привод, который представляет собой электромагнит, либо сервопривод на базе электрического мотора. Команда на исполнительный механизм подаётся либо напрямую с датчиков температуры, либо от управляющего контроллера. Этот вариант привода позволяет наиболее точно регулировать тепловые потоки.

Важно! Часто такие приборы продаются без штатного привода, а уже пользователь сам выбирает наиболее подходящий для его условий вариант.

клапан с электрическим приводом
Трёхходовой клапан с электрическим приводом

Принцип действия

Трёхходовой клапан не предназначен для уменьшения расхода теплоносителя, его циркуляция не прекращается при любом положении штока. В этом его главное отличие от двухходовых устройств (кранов, регуляторов). Задача такого клапана заключается в том, чтобы смешивать потоки или разделять/распределять их.

  • Разделительный клапан позволяет сделать количественное регулирование, так как часть воды он пускает не по основному прямому пути, а по байпасному. Два его патрубка являются выходными, а один – для входа.
  • Смесительный трёхходовой клапан обычно к горячему теплоносителю подмешивает более холодный (иногда наоборот), изменяя качественные характеристики теплового потока. Уровень изменения температуры определяется установленной пропорцией соединяемых струй. Предусмотрены два порта (патрубка) для входа, и один для выхода. Эти же устройства в определённых условиях могут выполнять разделительные функции.

Применяются трёхходовые регулировочные клапаны отопления в нескольких схемах. Например, чтобы на время отсечь холодную воду обратки и пустить часть уже нагретого теплоносителя по короткому контуру (актуально для твердотопливных котлов, в камере которых в начале топки выпадает конденсат). Эти устройства также устанавливают, чтобы разделением потоков запитать контур ГВС или чтобы не допустить перегрева отдельных веток водяных тёплых полов. При помощи трёхходовых устройств часто осуществляют байпасную обвязку радиаторов.

подготовка обратки
Создание короткого контура для подготовки обратки

Регуляторы температуры

Для чего они нужны

Данные приборы устанавливаются непосредственно на проходные пробки радиаторов. Их прямая «обязанность» перекрывать поток теплоносителя, проходящего через батарею – если необходимо, даже полностью. Примерно так же, как это делает кран, только тут пользователь может один раз выставить необходимые ему значения, а термоклапан для радиатора отопления дальше сам будет поддерживать заданную температуру. Лишь с чугунными батареями регуляторы использовать бессмысленно из-за высокой тепловой инерции.

термоклапаны
Электронные термоклапаны обладают повышенной точность и функциональностью

Как устроены терморегуляторы

Это двухходовые устройства, которые состоят из вентиля и термоголовки. Вентиль («клапан») представляет собой запирающий механизм, состоящий из стандартного набора элементов: седла, конуса, штока. Когда рабочий шток задвигается, зазор между седлом и конусом уменьшается – поток теплоносителя уменьшается, и наоборот.

механический терморегулятор
Устройство механического терморегулятора

А вот управляет штоком термоголовка. Принцип её действия основан на расширении жидкости или газа при нагревании. Термочувствительное вещество, замкнутое в специальном цилиндре («сильфоне»), под действием слишком горячего теплоносителя, расширяется и толкает подпружиненный поршень, который, в свою очередь, двигает шток с конусом в сторону седла. Когда проток теплоносителя снижается, активное вещество охлаждается и уменьшается в объёме, а пружина возвращает на место поршень, шток и конус – проток усиливается. Цикл повторяется раз за разом, благодаря чему нагрев батареи можно контролировать с большой точностью. Чем точнее и быстрее термоголовка реагирует на установки и изменение режимов, тем она лучше (но обойдется дороже).

Типы регуляторов для радиатора

По способу установки температуры и управления температурным режимом термостатические клапаны для отопления бывают:

  • Механические. Рукояткой с делениями выполняется предустановка, шток движется под действием сильфона и возвратной пружины.
  • Ручные. Мало чем отличаются от обычного крана, но такую термоголовку можно быстро заменит на модель для автоматической работы клапана при изменяемых условиях.
  • Электронные. Снабжены цифровой панелью и питанием от батареек. Позволяют учитывать температуру теплоносителя и программировать режимы по времени.
механические терморегуляторы
Ручной и механический терморегуляторы

По типу активного вещества в сильфоне регуляторы бывают:

  • газовые,
  • жидкостные.

По назначению:

  • для двухтрубных систем,
  • для однотрубных схем разводки.

По способу подключения:

  • угловые,
  • прямые.

Приборы для регулирования протока не увеличат мощность отопительной системы, но позволят правильно распорядиться сгенерированным теплом. Именно благодаря этим «бойцам невидимого фронта» отопление становится комфортным и экономичным.

Видео: трехходовой клапан для системы отопления

Понравилась статья? Поделитесь с друзьями:
Задать свой вопрос
У Вас есть вопросы?
Задайте их в комментариях

Опишите свой вопрос максимально подробно и наш эксперт ответит на него



1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (1,563 votes, average: 4.88 out of 5)
Загрузка...
Оставить комментарий