Проверка и снятие трехходового клапана в котлах отопления

Виды клапанов

Как уже было сказано ранее, распределение потоков в клапане происходит с помощью привода, которого существует несколько типов:

• термостатический (термостат). Это самый популярный привод, который работает благодаря тепловому расширению чувствительного элемента, после чего происходит давление на шток клапана, и горячий и холодный потоки смешиваются;
• электрический – тоже довольно распространённый вид привода, устанавливающийся в трехходовой клапан. Работает за счёт подачи сигналов с блока управления;
• термостатическая головка, где клапан управляется нажатием на шток её привода. Она отвечает на определяемую ею или выносным датчиком температуру. Зачастую такой привод применяется для создания напольных систем обогрева.

Также существуют автоматические и механические модели:

• в автоматических клапанах мембрана движется сама по себе, в зависимости от температуры;
• в механических разделитель устанавливается вручную, что требует наличия на каждой входящей трубе термометра для контроля за температурными показателями.

Принцип работы двухконтурного газового котла

Теперь мы приступим к разбору принципа работа газового двухконтурного котла. Назначение отдельных узлов и модулей мы выяснили, теперь эти знания помогут нам понять, как работает все это оборудование. Рассматривать принцип работы будем в двух режимах:

• В режиме обогрева;
• В режиме генерации горячей воды.

В режиме обогрева котел обеспечивает ваш дом теплом.

Сразу отметим тот факт, что работа в двух режимах сразу невозможна – для этого в двухконтурных котлах предусмотрен трехходовой клапан, направляющий часть теплоносителя в контур ГВС. Давайте рассмотрим принцип работы при обогреве, а потом узнаем, как работает техника в режиме горячего водоснабжения.

В режиме обогрева двухконтурный котел работает так же, как и самый обычный проточный нагреватель. При первом включении горелка работает довольно долго, поднимая температуру в контуре отопления до заданной отметки. Как только будет достигнут необходимый температурный режим, подача газа отключится. Если в доме установлен датчик температуры воздуха, то автоматика будет учитывать его показания.

На работу газовой горелки в двухконтурных котлах может влиять и погодозависимая автоматика, контролирующая температуру уличного воздуха.

Тепло от работающей горелки нагревает теплоноситель, который гоняется по отопительной системе в принудительном режиме. Трехходовой клапан находится в таком положении, чтобы обеспечить нормальное прохождение воды через основной теплообменник. Продукты сгорания удаляются двумя способами – самостоятельно или с помощью специального вентилятора, располагающегося в верхней части двухконтурного котла. Система ГВС при этом находится в отключенном состоянии.

Работа в режиме подачи горячей воды

Что касается контура горячего водоснабжения, то он запускается в тот момент, когда мы поворачиваем ручку водопроводного крана. Появившийся ток воды приводит к срабатыванию трехходового клапана, который отключает отопительную систему. Одновременно с этим происходит розжиг газовой горелки (если на тот момент она была отключена). Спустя несколько секунд из крана начинает течь горячая вода.

При переходе в режим подачи горячей воды, контур отопления полностью отключается.

Давайте разберем принцип работы контура ГВС. Как мы уже говорили, его включение приводит к отключению работы отопления – здесь может работать только что-то одно, или ГВС или отопительная система. Управляет всем этим трехходовой клапан

Он направляет часть горячего теплоносителя во вторичный теплообменник – обратите внимание, что никакого пламени на вторичке нет. Под действием теплоносителя теплообменник начинает греть протекающую через него воду

Схема несколько сложноватая, так как здесь задействуется малый круг циркуляции теплоносителя. Подобный принцип работы нельзя назвать самым оптимальным, зато двухконтурные газовые котлы с раздельными теплообменниками могут похвастаться нормальной ремонтопригодностью. Каковы особенности котлов с комбинированными теплообменниками?

• Более простая конструкция;
• Высока вероятность образования накипи;
• Более высокий КПД у ГВС.

Как мы видим, недостатки плотно переплетаются с достоинствами, но раздельные теплообменники ценятся больше. Конструкция несколько усложняется, зато здесь отсутствует накипь

Обратите внимание, что в момент работы ГВС протекание теплоносителя по отопительному контуру останавливается. То есть, его длительная работа способна нарушить тепловой баланс в помещениях

Как только мы закрываем кран, происходит срабатывание трехходового клапана, и двухконтурный котел переходит в режим ожидания (или сразу же включается подогрев чуть остывшего теплоносителя). В таком режиме оборудование будет находиться до тех пор, пока мы снова не откроем кран. Производительность некоторых моделей достигает до 15-17 л/мин, что зависит от мощности используемых котлов.

Конструкция термосмесительного клапана и принцип действия

Как и большинство деталей и элементов конструкции твердотопливного котла, трехходовой или так же имеет простую и понятную конструкцию. В его состав входят:

• основной корпус;
• подпружиненный шток;
• две заслонки, тарельчатого типа;
• термостатический элемент (головка с фиксированными положениями).

На рисунке-схеме подробно показан механизм в разрезе, где и как расположены его основные элементы.

Глядя на конструкцию приспособления не трубно понять принцип действия. Рассмотрим детальнее происходящие процессы.

В обычном режиме работы отопительной системы основные заслонки, расположенные линейно, находятся в открытом положении. Недостаточно горячая вода свободно проходит свободно из котла в отопительный контур.

Термостатическая головка, оснащенная датчиком с чувствительной к температуре жидкостью, находится в стандартном положении. При возникновении внештатной ситуации, к примеру: со стороны котла в систему начинает поступать теплоноситель, температура которого превышает заданные параметры. Срабатывает датчик контроля температуры, приводящий в движение шток. Действующий механизм перекрывает основной, прямоточный проход, открывая одновременно с этим проход со стороны, через который поступает холодная вода. В результате смешивания воды разной температуры наступает выравнивание температуры до установленной нормы. Теплоноситель, уже нормальной температуры покидает устройство через патрубок в систему отопления. Регулировка термостатической головки прибора определяется степенью нажатия сильфона с расширяющей жидкостью на шток. Соответственно определяет чувствительность приспособления.

Момент срабатывания устройства определяется регулировкой головки, настроенной на определенную температуру.

Если вода продолжает в результате предпринятых действий нагреваться, устройство перекрывает основной входящий поток, открывая доступ холодной воды из третьего патрубка. Шток в данном случае находится в крайнем нижнем положении. К основному потоку уже подмешивается вода из третьего патрубка. При изменении температуры теплоносителя в сторону снижения, шток под действием датчика снижает давление, открывая доступ горячей воде.

Для того, что бы добиться правильной работы всего механизма, необходимо точно соблюсти требования по его установке. может устанавливаться в правостороннем или в левостороннем варианте, как на обратке, так и на подающем контуре. В процессе эксплуатации приспособление совершенно не требует обслуживания.

Подключение клапана

схема подключения

Когда подключение трехходового клапана осуществляется своими руками, необходимо принимать во внимание направленность теплоносителя. Она обычно обозначается стрелкой непосредственно на самом изделии

Стоит отметить, что подобный клапан разрешается устанавливать в отопительную систему как в вертикальном, так и в горизонтальной положении, причем место установки не играет особой роли.

Однако при подключении важно соблюдать ряд определенных правил, чтобы в дальнейшем вся система нормально функционировала:

1. Все работы делаются очень аккуратно, чтобы не вся отопительная система осталась неповрежденной.
2. Если будет решено проводить сварочные работы, то перегрева клапана допускать нежелательно.
3. Непосредственно перед местом подключения данного изделия устанавливают фильтры, иначе клапан начнет засоряться и в скором времени выйдет из строя.
4. Клапан необходимо устанавливать там, где к нему можно будет с легкостью подобраться.

За счет установки клапана, в систему отопления не попадает холодная вода, следовательно, на стенках отопительных труб не будет возникать конденсат. Это, в свою очередь, может вызвать деформацию всей системы и выход ее в скором времени из строя.

Принцип работы

Трехходовой кран оборудован тремя патрубками для подключения линий. Между ними устанавливается вентиль регулирующий подачу воды в два из трех ответвлений. В зависимости от ориентации крана и его подключения он выполняет две функции:

• смешивание двух потоков теплоносителя на один выход;
• разделение с одной линии на две выходные.

Трехходовой кран, как и четырехходовой, не осуществляет перекрытие каналов, подведенных к нему, а только перенаправляет жидкость от входа к одному из выходов. Единовременно может быть закрыт только один из выходов, либо частично перекрыты оба.

В самом простом варианте радиаторы напрямую подключаются к котлу, последовательно или параллельно. Настраивать отдельно каждый радиатор по тепловой мощности нельзя, допустимо только регулировать температуру теплоносителя в котле.

Чтобы все-таки регулировать отдельно каждую батарею, можно вставить байпас параллельно радиатору и после него регулирующий кран игольчатого типа, с помощью которого контролировать количество теплоносителя, проходящего через него.

Байпас при этом нужен для сохранения общего сопротивления всей системы, чтобы не нарушать работу циркуляционного насоса. Однако такой подход весьма накладно реализовывать и сложно эксплуатировать.

Трехходовой клапан фактически совмещает точку подключения байпаса и регулирующей арматуры, делая подключение компактным и легким в управлении. Кроме этого за счет плавной регулировки легче добиться целевой температуры в ограниченном контуре, содержащем один или два радиатора в конкретном помещении.

Если ограничить часть тока теплоносителя от котла и дополнить его обраткой, водой, возвращающейся от радиатора к котлу, то снижается температура обогрева. Котел при этом продолжает работать в прежнем режиме, поддерживая установленный нагрев воды, скорость обращения воды в нем не снижается, зато уменьшается потребление топлива.

Если используется один циркуляционный насос на всю систему отопления, то он располагается со стороны котла по отношению к включению трехходового клапана. Устанавливают его на обратном входе котла, по которому поступает уже остывшая вода от радиаторов, выступая в роли разделителя потока.

По входу к нему подается горячий теплоноситель от котла, в зависимости от настройки клапана поток разделяется на две части. Часть воды идет к радиатору, а часть сразу же сбрасывается в обратный ход. Когда нужна максимальная тепловая мощность клапан переводят в крайнее положение, при котором соединены вход и выход, ведущий к радиаторам.

Если обогрев не нужен, то весь объем теплоносителя поступает по байпасу в обратку, котел работает только на поддержание температуры в отсутствие реальной теплоотдачи

Недостаток такого подключения – сложная балансировка отопления, чтобы в каждое ответвление и к каждому радиатору поступало одно и то же количество теплоносителя, кроме того при последовательном подключении к крайним радиаторам доходит уже остывшая вода.

Для теплого пола

В многоконтурных системах проще всего разрешить проблему с неравномерным распределением тепла – использование коллекторной группы с циркуляциями насосами на каждом отдельном контуре

Это особенно важно в домах с двумя и более этажами
и большим числом радиаторов или при наличии теплого пола

Трехходовой клапан при этом работает на смешивание двух потоков. По одному вводу подключается линия от котла, а по второму от трубы обратки. Смешиваясь, вода поступает на выход, подсоединенный к теплообменнику.

Такая схема подключения особенно актуальна при подключении теплого пола

Она дает возможность ограничить максимальную температуру воды в контуре, что особенно важно, учитывая максимально допустимое значение в 35ºС при температуре теплоносителя от котла в 60ºС и выше

Циркуляция воды в трубах теплого пола постоянно поддерживается, что необходимо для равномерного нагрева без перекосов. Фактически горячая вода от котла поступает лишь для подогрева остывающего теплоносителя в контуре теплого пола, а излишек сбрасывается обратно к котлу.

Таким образом, даже в высокотемпературном отоплении, где котел греет воду до 75-90ºС, есть возможность обустроить теплые полы с нагревом 28-31ºС.

Чем опасен конденсат для котла

При растопке твердотопливного котла приходится сталкиваться с тем, что холодный теплоноситель омывает стенки уже нагретой камеры сгорания, охлаждает их, что приводит к конденсации паров воды, неизменно присутствующих в дымовых газах. Частички воды, взаимодействуя с дымовыми газами, образуют кислоты, что приводит к разрушению внутренней поверхности камеры сгорания и дымохода.

Но на этом негативное действие конденсата не ограничивается: в каплях воды растворяются частички сажи, оседающие на стенках. Под воздействием высоких температур эта смесь спекается, образуя на внутренней поверхности камеры сгорания плотную и прочную корку, наличие которой резко снижает интенсивность теплообмена между дымовыми газами и теплоносителем. КПД котла падает.

Удалить корку непросто, особенно если у котла камера сгорания имеет сложную поверхность теплообмена.

Полностью исключить процесс образования конденсата в твердотопливном котле невозможно, но можно существенно снизить продолжительность этого процесса.

Автоматика безопасности

Реле минимального и максимального давления теплоносителя

Важным элементом в системе безопасности котла считается такой фактор, как защита от аварийного снижения в системе давления. Падение может произойти ввиду разных причин, в том числе утечки, поломки расширительного бака или выхода из строя предохранительных клапанов. Низкое давление теплоносителя может вызвать его закипание в системе, а также завоздушивание ее, может привести к прекращению циркуляции через котел и вследствие этого к перегреву.

Эти ручные и термостатические клапаны позволяют регулировать потребление тепла в радиаторах и системах отопления. Для этой цели используются эргономичные ручки со скрытой системой крепления, поэтому они имеют чистые округлые поверхности и хромированные элементы для более прочного и эстетичного вида.

Эта статья ограничивает сферу охвата темы смешиванием клапанов, управляемых электроприводами в котлах с жидким топливом, как наиболее эффективный способ регулирования температуры обратного потока. Трех — и четырехходовые смесительные клапаны используются в системах центрального отопления и бытовой горячей воды, чтобы обеспечить возврат теплоносителя в котел. Необходимость их использования зависит от нескольких важных условий, включая: тип и конструкцию котла, его размер, мощность гидравлической системы, используемое топливо.

Защита от таких падений может быть обеспечена установкой на трубопровод рядом с котлом специального реле (минимального давления). Оно представляет собою мембрану, на которую давит теплоноситель. Мембрана связана с целой системой электрических контактов. С падением в системе давления ниже настроенных значений контакты переключаются. В качестве точки настройки выбирают минимально- допустимые значения давления теплоносителя, при котором система будет работоспособна. Реле включается в электричеством в общую цепь управления горелкой. При падающем давлении работа горелки остановится.

Обеспечение правильной обратной температуры теплоносителя на котлах центрального отопления, подаваемых жидким топливом, объясняется тремя причинами: необходимостью продлить срок службы котла, обеспечить его работу с максимально возможной энергоэффективностью и поддерживать адекватную «техническую гигиену» в котельной. Что произойдет, если температура отопительной воды при возврате в котел слишком низка или слишком высока?

Когда температура обратной воды слишком низкая, возникает явление «потоотделения» теплообменника. В дымовых газах из жидкого топлива объемно превышает 50% водяного пара. Образуется вода, которая смешивается с оксидами серы, оксидами азота и углерода в выхлопных газах, образуются серная, азотная и углекислота.

Не менее опасно чрезмерный рост давления. Для аварийной остановки котла при повышении давления выше рабочих значений используется реле максимального давления. Оно схоже с минимальным реле, но только имеет обратную цель — переключает контакты с превышением точки установки. Реле также включено в электрическую цепь горелки.

Оба вида реле бывают и с автоматическим перезапуском и с ручным.

В первом случае, когда параметры нормализуются, электроконтакты возвращаются к первоначальному состояниюи котел возобновляет автоматически свою работу.

Во втором случае для запуска реле понадобится вмешательство оператора. Обычно в данном типе реле имеются два контакта. Один присоединен к горелке, второй соединяется с сигнальным устройством (лампой, зуммером). При срабатывании реле включится тревожная кнопка.

Монтаж и эксплуатация

Чтобы монтаж трехходового крана был выполнен успешно, важно следовать чертежам и пошаговым инструкциям

Также нужно обращать внимание на несколько нюансов предстоящей установки:

Чтобы правильно установить трехходовой кран, важно следовать чертежам и пошаговым инструкциям

Чтобы правильно установить трехходовой кран, важно следовать чертежам и пошаговым инструкциям

На корпусе тройника расположена специальная схема со стрелками, которые детально отображают направление потока воды. Ее наличие существенно упрощает монтажные работы и позволяет быстро и безошибочно подключить важные узлы.
Выполняя сварку металлических механизмов, нельзя допускать превышения потока температуры в зоне стыков более +100 °C

Важно следить за тем, чтобы в систему не проникали окалины или грязь, в противном случае это может привести к непоправимым последствиям.
Для установки тройника нужно выбирать такое место, к которому будет легко добраться для ремонта или обслуживания. Если крану придется пропускать недостаточно качественную жидкость, его рекомендуется дополнительно оснастить фильтрующими узлами.
Способ фиксации изделия может быть и вертикальным, и горизонтальным

На эффективность работы это никак не влияет. Что касается вентиля, то его устанавливают непосредственно перед циркуляционным насосом.

Чтобы тройник функционировал долго, надежно и качественно, необходимо учитывать правила эксплуатации и вовремя обслуживать его. От правильного и корректного использования зависит срок службы приспособления.

Как установить смешивающий клапан своими руками

Данная схема установки используется преимущественно в котельных тех отопительных систем, которые подсоединены к гидроразделителю или же к безнапорному коллектору. А насос, расположенный в контуре №2, обеспечивает требуемую циркуляцию рабочей жидкости.

Обратите внимание! Если трехходовой клапан будет подключаться напрямую к источнику тепловой энергии на байпасе, подсоединенному к порту В, то потребуется и монтаж клапана с гидросопротивлением, равным аналогичному сопротивлению этого источника

Если этого не сделать, то расход рабочей жидкости на отрезке А-В будет колебаться в соответствии с движением штока. Отметим также, что данная схема монтажа предусматривает возможное прекращение циркуляции жидкости через источник, если установка была произведена без циркуляционного насоса либо же гидроразделителя в основном контуре.

Нежелательно подключать клапан к теплосетям или напорному коллектору в отсутствие приборов, которые дросселируют чрезмерный напор. Иначе расход жидкости на участке А-В будет колебаться, причем существенно.

В случае если перегревание обрата допускается, от чрезмерного напора избавляются посредством перемычки, установленной параллельно к подмесу клапана в контуре.

Варианты рабочих схем подключения

Отопительные системы отличаются большим разнообразием и наличие обратного клапана обязательно далеко не во всех. Рассмотрим несколько случаев, когда его монтаж необходим. Прежде всего, обратный клапан обязательно устанавливается на каждый из отдельных контуров в схеме закрытого типа при условии, что они оборудованы циркуляционными насосами.

Некоторые умельцы настойчиво рекомендуют установить обратный клапан пружинного типа перед входным патрубком единственного в одноконтурной системе циркуляционного насоса. Они мотивируют свой совет тем, что так насосное оборудование можно защитить от гидроударов.

Это ни в коей мере не соответствует действительности. Во-первых, монтаж обратного клапана в одноконтурной системе вряд ли оправдан. Во-вторых, его всегда устанавливают после циркуляционного насоса, иначе использование устройства теряет всякий смысл.

Если в схему отопления включено два или больше котлов, возникновение паразитарных потоков неизбежно. Поэтому подключение обратного клапана обязательно

Для многоконтурных систем наличие запорного устройства обратного действия жизненно необходимо. Например, когда для отопления используются два котла, электрический и твердотопливный, или любые другие.

При отключении одного из циркуляционных насосов давление в трубопроводе неизбежно изменится и появится так называемый паразитарный поток, который двинется по малому кругу, что грозит неприятностями. Здесь без запорной арматуры обойтись невозможно.

Похожая ситуация возникает и при использовании бойлера косвенного нагрева. Особенно при наличии у оборудования отдельного насоса, если отсутствуют буферная емкость, гидрострелка или распределительная гребенка.

Здесь тоже велика вероятность возникновения паразитарного потока, для отсечения которого необходим обратный клапан, применяемый именно для обустройства ветки с бойлером.

Обязательно использование запорной арматуры и в системах с байпасом. Такие схемы обычно используются при переделке схемы с гравитационной циркуляции жидкости на принудительную.

В этом случае клапан ставится на байпас параллельно циркуляционному насосному оборудованию. Предполагается, что основным режимом работы будет принудительный. Но при отключении насоса из-за отсутствия электроэнергии или поломки система автоматически перейдет на естественную циркуляцию.

При обустройстве байпасных узлов для отопительных схем использование обратных клапанов считается обязательным. На рисунке представлен один из возможных вариантов подключения байпаса

Это произойдет следующим образом: насос прекращает подавать теплоноситель, исполнительный узел обратного клапана перестает испытывать давление и закрывается.

Затем возобновляется конвекционное движение жидкости по основной линии. Этот процесс будет длиться до тех пор, пока не заработает насос. Кроме того, специалисты предлагают ставить обратный клапан и на трубопровод подпитки. Это необязательно, но крайне желательно, поскольку позволяет избежать опустошения отопительной системы по самым разным причинам.

Например, владелец открыл кран на трубопроводе подпитки, чтобы увеличить давление в системе. Если по неприятному стечению обстоятельств в этот момент водоснабжение перекрыто, теплоноситель попросту выдавит остатки холодной воды и уйдет в трубопровод. В результате отопительная система останется без жидкости, давление в ней резко упадет и котел остановится.

В описанных выше схемах важно использовать правильно выбранные клапаны. Для отсечения паразитарных потоков между соседними контурами целесообразно устанавливать дисковые или лепестковые устройства

При этом гидравлическое сопротивление будет меньшим у последнего варианта, что нужно учесть при выборе.

В отопительных системах с естественной циркуляцией теплоносителя использование пружинных обратных клапанов нецелесообразно. Здесь могут быть установлены только лепестковые поворотные устройства

Для обустройства байпасного узла предпочтительнее выбирать шаровой клапан. Это обусловлено тем, что он дает практически нулевое сопротивление. На подпиточный трубопровод можно установить клапан дискового типа. Это должна быть модель, рассчитанная на довольно высокое рабочее давление.

Таким образом, обратный клапан может быть установлен не во всех отопительных системах. Он обязательно используется при обустройстве байпасов всех типов для котлов и радиаторов, а также в точках разветвления трубопроводов.

Конструкция и назначение клапана

Стандартный трехходовой клапан состоит из следующих элементов:

• трех патрубков, подключенных к контурам системы отопления;
• смесительной камеры, внутри которой производится регулировка температурного режима;
• штока, перекрывающего ход воды из какого-либо патрубка;
• терморегулятора, приводящего шток в движение в зависимости от заданных пользователем параметров.

Трехходовой клапан в разрезе

Устройства данного вида могут быть использованы:

• в отопительных системах жилых и производственных помещений для смешивания или разделения потока теплоносителя;
• в системах теплый пол (по аналогии с предыдущим пунктом);
• в системе горячего водоснабжения для исключения возможности повышения температуры воды.