Системы отопления с твердотопливным котлом обладают большой тепловой инерционностью и плохо поддаются контролю температуры теплоносителя. Единственное эффективное техническое решение, это применение теплоаккумулятора, основным элементом обвязки которого является трёхходовой клапан.
Принцип действия
Основным назначением трёхходового клапана является разделение единого кольца отопления, по которому циркулирует теплоноситель на два контура. Один из них имеет постоянный, а другой переменный режим подачи теплоносителя:
Полный выполняет регулировку, вводя более теплый теплоноситель в поток. От твердотопливного котла или термоаккамулятора – качественный контроль температуры;
При переменном подаче теплоносителя потребителю более интенсивно подают теплоноситель определенной температуры, посредством циркуляционного насоса — количественный контроль температуры системы отопления.
Главная отличительная особенность функционирования трехходовых клапанов любого типа — это непрерывная подача теплоносителя в систему отопления независимо от того, какой у нее тип гидравлического режима. Однако интенсивность подачи остается стабильной в любой точке затвора. В схемах общее соединение (подающий или принимающий) обозначается буквенным кодом «АВ», соответственно, патрубки для подключения к разным по температуре потокам (контурам) обозначаются раздельно «А» и «В».
С точки зрения выполняемой функции трехходовые клапаны для твердотопливных котлов можно разделить на два основных типа:
Отдельные слова: С помощью одного входящего патрубка теплоносителя поступает на один входящий патрубок, а затем делится на два потока. Использование используется при переменном подаче теплоносителя на различные потребляющие контуры, осуществляет количественную регулировку температуры. Это системы косвенного нагрева воды в ГВС и обвязки нагревательных (охладительных) узлов для вентиляции, кондиционирования и охлаждения.
Смесительные. Два патрубка для приёма тепло-носителя и один выход. Этот способ применяется для регулирования температуры теплоносителя. Необходимая температура достигается за счёт смешения двух потоков теплоносителя, которые имеют разные температуры.
Принципиальная конструкция
При разработке нескольких конструкций трехходовых клапанов, они не влияют на выполнение устройствами своих основных функций.
Трёхходовой седельный клапан
В устройстве используется подвижный шток, который имеет большой запас хода. На штоке установлен затвор, который перекрывает один из двух патрубков. Если шток находится в крайнем верхнем или нижнем положении. Если затвор закрыт, интенсивность подачи теплоносителя из основного патрубка «АВ» не снижается.
Устройство используется для смешивания, а также разделения потоков. На основе характеристик воды или другого типа рабочей среды могут изменяться конфигурация затвора, свобода хода штока, форма седел и т.п. Для таких моделей характерно использование электроприводов для дистанционного управления.
Поворотный трёхходовой клапан
Устройством является радиально вращающийся шток. При повороте на 90 градусов угол поворота составляет ровно 90 градусов, а перекрывает только два патрубка. Один из патрубков, который находится в крайнем левом или правом положении, перекрывается полностью. Между этими двумя позициями происходит подача и смешивание теплоносителей. А для того, чтобы сделать это устройство автоматическим управлением можно использовать ротационные приводы.
При выборе трёхходового клапана для твердотопливного котла следует ориентироваться на следующие параметры системы теплоснабжения:
Количество контуров в системе отопления, включая бойлер косвенного нагрева ГВС.
Конструктивные решения устройств управления клапаном;
Диаметр патрубков. Принимается во внимание входной патрубок.
Пропускная способность устройства и трубопроводных контуров системы отопления.
Материал изготовления клапана.
Конструкционные особенности моделей, использующихся в системах отопления
Кроме того, в зависимости от способа управления механизмом затвора выделяют три разновидности трехходовых клапанов:
Механическая – управление потоками осуществляется вручную;
Термическая — термореактивный материал, который находится в защитной головке и расширяется при воздействии температуры теплоносителя. Сдвигает шток, поднимает затвор патрубка, увеличивая интенсивность подачи холодного теплоносителя.
Универсальная смешительная (механическая) с электроприводом – представляет собой модель с механической конструкцией. Внутри штока устанавливается электропривод, к которому подключается термочувствительный сенсор.
Каждый тип конструкции имеет свои преимущества и недостатки при установке в систему отопления с теплоаккумулятором, твердотопливным котлом.
Механический
Главное преимущество — это доступная цена изделия, легкость и надежность его установки. Как и во всем остальном, в работе системы отопления есть свои недостатки. С помощью трехходового механического трехходового клапана управляется вручную. Из-за этого пользователю необходимо самостоятельно определить температуру подачи тепла от твердотопливного котла и аккумулятора. На основе этих данных устанавливать нужную температуру поворотом ручки управления. Проблема заключается в том, что при эксплуатации теплоноситель от ТТ котла и теплоаккумулятора будет иметь различные температуры. Пользователи должны постоянно их измерять. Термометр для системы отопления должен быть установлен на каждую трубу подачи и обратки. С точки зрения экономических затрат и технических решений, это решение не является оптимальным.
Термостатический
Трехходовый трехходовой кран с термостатической системой позволяет значительно облегчить работу, а также повысить безопасность труда. Это позволяет поддерживать установленную температуру теплоносителя на выходе независимо от того, какую температуру он имеет в поступлении. Данное изобретение является энергонезависимым. В теории это идеальная система отопления для систем с твердым топливом. Однако термостатические трехходовые кран-балки имеют целый ряд недостатков и технических ограничений.
Небольший спектр рабочей температуры. Основное ограничение данного устройства. Обычное большинство современных моделей могут выполнять свои функции регулировки температуры теплоносителя в диапазоне от 30С(35C) до 65С. В помещении можно поддерживать комфортный уровень температуры при минимальной температуре внешней среды -15С (-17C). После того как температура теплоносителя недостаточно высока, термостатический трехходовой кран необходимо исключить из контура циркуляции теплоносителя. До и после трехходового клапана устанавливаются запорные арматуры, а также байпас для движения теплоносителя.
Пропускная способность низкая. Как правило, модели такого типа имеют показатель KVS около 3-4 м3 при перепаде давления в 1 бар. Этого достаточно для обеспечения управления системой отопления маленького коттеджа или квартиры. Но при этом в крупных системах могут возникнуть проблемы с циркуляционными потоками теплоносителя. Чтобы решить эту проблему, используются более мощные и эффективные циркуляционные насосы. Это негативно скажется на эффективности и работоспособности трубопроводов и системы отопления в целом.
Электромеханический (механический, электрический с электрическим сервоприводов)
Сочетание смесительных электромеханических трёхходовых клапанов не уступает термостатическому. Помимо этого, он имеет ряд существенных преимуществ:
Высокая точность – контроль температуры теплоносителей может производиться с точностью до 1°.
Большой спектр пропускной способности до 12 м3. Этот фактор обеспечивает потребность практически любой бытовой системы отопления;
Возможность подключения внешнего термостата для контроля температур в помещениях.
При всем этом, электромеханический трехходовой клапан имеет некоторые недостатки. Но в первую очередь – это энергозависимость. Он потребляет сравнительно немного электроэнергии и для кратковременной работы может подключаться к блоку бесперебойного питания.