Как сделать систему отопления с четырехходовым клапаном

Как сделать систему отопления с четырехходовым клапаном

Четырехходовой клапан – это элемент системы отопления, к которому подключены четыре трубы, имеющие теплоносители разной температуры, используется, чтобы предотвратить перегрев твердотопливного котла. Термостатический клапан не допускает превышение температуры внутри котла выше 110 °C. Уже при температуре 95 °C он запускает холодную воду для охлаждения системы.

Конструкция четырехходового клапана

Корпус сделан из латуни, к нему присоединены 4 соединительных патрубка. Внутри корпуса расположена втулка и шпиндель, работа которого имеет сложную конфигурацию.

Термостатический смесительный кран выполняет такие функции:

  • Смешивание потоков воды разных температур. Благодаря смешиванию работает плавное регулирование нагрева воды;
  • Защита котла. Четерехходовой смеситель предотвращает появление коррозии, продлевая этим срок эксплуатации оборудования.

Схема четырехходового смесителя

Принцип работы такого клапана для отопления заключается во вращении шпинделя внутри корпуса. Причем это вращение должно быть свободным, так как втулка не имеет резьбы. Рабочая часть шпинделя имеет две выборки, через которые открывается поток по двум проходам. Таким образом, поток будет регулироваться и не сможет пройти напрямую ко второй выборке. Поток сможет поворачивать в любой из патрубков, расположенных с левой или правой стороны от него. Так, все потоки, идущие с противоположных сторон, смешиваются и распределяются по четырем патрубкам.

Существуют конструкции, в которых вместо шпинделя работает нажимной шток, но такие устройства не могут смешивать потоки.

Работа клапана контролируется двумя способами:

  • Ручной. Распределение потоков требует установки штока в одном определенном положении. Регулировать это положение нужно вручную.
  • Автоматический. Вращение шпинделя происходит в результате получаемой команды от внешнего датчика. Таким образом, в системе отопления постоянно удерживается заданная температура.

Четырехходовой смесительный клапан обеспечивает стабильный расход холодного и горячего теплоносителя. Принцип его работы не требует установки дифференциального байпаса, ведь клапан сам пропускает нужное количество воды. Устройство используется там, где необходима регулировка температуры. Прежде всего, это система радиаторного отопления с твердотопливным котлом. Если в других случаях регулирование теплоносителей происходит с помощью гидронасоса и байпаса, то здесь работа клапана полностью заменяет эти два элемента. В итоге котел работает в стабильном режиме, постоянно получая дозированное количество теплоносителя.

Отопление с четырехходовым клапаном

Монтаж системы отопления с четырехходовым клапаном:

  1. Подключение циркуляционного насоса. Устанавливается на обратной трубе;
  2. Установка предохранительных линий на входной и выходной трубе котла. Нельзя производить установку клапанов и кранов на предохранительных линиях, так как они находятся под высоким давлением;
  3. Установка обратного клапана на трубе водоподачи. Принцип работы направлен на защиту системы отопления от влияния обратного давления и сифонного дренажа;
  4. Монтаж расширительного бака. Устанавливается на самой высшей точке системы. Это нужно, чтобы не затруднялась работа котла в процессе расширения воды. Расширительный бак полноценно работает как в горизонтальном, так и в вертикальном положении;
  5. Установка предохранительного крана. Термостатический клапан устанавливается на трубе подачи воды. Он предназначен для равномерного распределения энергии для нагрева. Данное устройство имеет двойной датчик. При превышении температуры 95 °C, этот датчик посылает сигнал в термостатический смеситель, в результате чего открывается поток холодной воды. После охлаждения системы на датчик поступает второй сигнал, который полностью закрывает кран и прекращает подачу холодной воды;
  6. Установка редуктора давления. Размещается перед входом в термостатический смеситель. Принцип работы редуктора заключается в минимизации перепадов давления при подаче воды.

Схема подключения отопительной системы с четырехходовым смесителем состоит из следующих элементов:

  1. Котел;
  2. Четырехходовый термостатический смеситель;
  3. Предохранительный клапан;
  4. Редукционный вентиль;
  5. Фильтр;
  6. Шаровой кран;
  7. Насос;
  8. Отопительные батареи.

Смонтированную отопительную систему нужно обязательно промыть водой. Это необходимо, чтобы из нее удалились различные механические частицы. После этого должна быть проверена работа котла под давлением 2 бар и при выключенном расширительном баке. Следует обратить внимание на то, что между началом полноценной работы котла и его проверкой под гидравлическим давлением должен пройти небольшой промежуток времени. Ограничение по времени обусловлено тем, что при долгом отсутствии воды в отопительной системе, она будет подвержена коррозии.

Схемы подключения водяного теплого пола к системе отопления — сравнение и выбор лучшей.

Теплый водяной пол к системе отопления можно подключить множеством вариантов. Давайте рассмотрим четыре основные схемы, которые чаще всего применяются в наших реалиях.

Но прежде чем перейти к их подробному изучению, стоит обратить внимание на те минимальные требования, которые вообще применяются к теплым полам. Они тем или иным образом могут повлиять на выбор схемы.

Начнем с того, что водяной теплый пол не относится к высокотемпературным системам отопления. По нормативам, здесь нельзя превышать и нагревать температуру теплоносителя свыше 55С.

На практике нагрев происходит максимум до 35 или 45 градусов.

При этом не путайте температуру теплоносителя и температуру поверхности пола. Она может составлять от 26 до 31 градуса максимум.

    там где вы находитесь постоянно (зал, спальня, кухня) – это 26С
    в комнатах с временным пребыванием (санузел, отдельная прихожая, лоджия) – 31С

Кроме того, не забывайте про циркуляционный насос. Теплый пол – это все таки отдельный самостоятельный контур. Насос может быть как встроенным в котел, так и смонтирован за его пределами.

С помощью насоса легче выполнить еще одно требование, касающееся перепада температур. К примеру между подачей и обраткой, перепад должен составлять не более 10 градусов.

Но выбирая насос, не переборщите со скоростью протока теплоносителя. Максимально допустимое значение здесь – 0,6м/с.

У вас есть котел, после которого смонтирована вся арматура безопасности + циркуляционный насос. В некоторых настенных вариантах котлов, насос идет изначально встроенным в его корпус.

Для напольных экземпляров придется ставить его отдельно. От этого котла, вода сначала направляется в распределительный коллектор, и далее разбегается по петлям. После чего завершив проход, возвращается через обратку в теплогенератор.


При такой схеме, котел непосредственно настраивается на желаемую температуру самих ТП. У вас тут нет никаких дополнительных батарей отопления или радиаторов.

На какие главные особенности здесь стоит обратить внимание? Во-первых, при таком прямом подключении, желательно устанавливать конденсационный котел.

В таких схемах, работа при относительно невысоких температурах для конденсационника вполне оптимальна. В этом режиме он достигнет своего наибольшего КПД.

Если же вы будете использовать обычный газовый котел, то в скором времени попрощаетесь со своим теплообменником.

Второй нюанс касается твердотопливных котлов. Когда у вас смонтирован именно он, для прямого подключения к теплым полам, вам потребуется еще и буферная емкость.

Она нужна для ограничения температурного режима. Твердотопливными котлами напрямую очень тяжело регулировать температуру.

В подавляющем большинстве домов монтируют именно эту комбинированную систему теплых полов.


Она включает в себя:

    наличие радиаторов отопления с нагревом до 70-80С
    отдельный контур ТП со средней температурой воды в 40С

Главный вопрос здесь – как получить из 80 градусов идущих на батареи, поток воды для теплых полов в два раза меньшей температуры.

Проблема решается при помощи трехходового термостатического клапана.

Монтируется он на подающей трубе. При этом после него не забудьте поставить циркуляционный насос.

Более холодная вода берется из обратки теплого пола. Смешиваясь с горячей водой поступающей из котла, теплоноситель и приобретает пониженную температуру, необходимую для напольного отопления.

Недостатком такой схемы является то, что вы не сможете точно ограничить и отрегулировать поток остывшей воды из обратки. Чем это чревато?

Тем, что в трубки теплых полов периодически будет попадать как слишком остывшая вода, так и наоборот – перегретая сверх нормы.

Непридирчивый человек этого может и не заметить, тем не менее данные перепады температуры в этой схеме присутствуют, и от них никуда не деться. Конечно, временные отрезки подачи горячего и непрогретого теплоносителя могут компенсироваться тепловой инерцией бетона стяжки.

Но это все относительно. Никогда точно не рассчитаешь оптимальную толщину при таком обогреве.

Достоинства такой комбинированной схемы с трехходовым клапаном:

    простой монтаж
    доступная цена оборудования

Такой способ монтажа себя оправдывает, если у вас квартира или дом небольшой площади. Да и завышенными требованиями к суперкомфортным условиям проживания вы не страдаете.

Эта схема тоже относится к комбинированным системам, когда у вас одновременно есть и радиаторы, и теплый пол.

Однако здесь вместо 3-х ходового клапана, применяется более дорогой насосно-смесительный узел.


По факту, здесь также подмешивается остывшая обратка к основной котловой подаче. Но благодаря балансировочному клапану, остывшую воду можно подмешивать в определенных дозах и заданных пропорциях.

Читайте также:  Устройство и принцип работы водородного котла отопления

Этим вы обеспечите точно заданную температуру теплоносителя, поступающего в трубки ТП через коллектор.

Это наиболее эффективная и самая комфортная схема. Сам насосно-смесительный узел может быть собран в различных вариациях.

В зависимости от ваших потребностей и финансовых возможностей в него могут быть включены следующие компоненты:

Данная система отопления реализуется при помощи небольших термомонтажных комплектов. Они изначально рассчитаны на присоединение только одной единственной петли.

Здесь вам не придется городить сложных коллекторов, смесительных групп и т.п. Она рассчитана на обогрев помещений с максимальной площадью 15-20м2.

С виду это небольшая пластиковая коробочка, в которой смонтированы:

Как работает четырехходовой клапан

Тот, кто хоть раз пытался изучить различные схемы отопительных систем, наверняка сталкивался с такими, где подающий и обратный трубопроводы чудесным образом сходятся воедино. В центре этого узла стоит некий элемент, к которому с четырех сторон подключаются трубы с теплоносителем разной температуры. Этот элемент — четырехходовой клапан для отопления, о назначении и работе которого пойдет речь в данной статье.

О принципе работы клапана

Как и его более «скромный» трехходовой собрат, четырехходовой клапан изготавливается из качественной латуни, но вместо трех присоединительных патрубков имеет целых 4. Внутри корпуса на уплотнительной втулке вращается шпиндель с цилиндрической рабочей частью сложной конфигурации.

В ней с двух противоположных сторон сделаны выборки в виде лысок, так что посередине рабочая часть напоминает заслонку. Сверху и снизу в ней сохранена цилиндрическая форма, чтобы можно было выполнить уплотнение.

Шпиндель со втулкой прижимается к корпусу крышкой на 4 винтах, снаружи на конец вала насаживается регулировочная рукоятка либо устанавливается сервопривод. Как выглядит весь этот механизм, поможет хорошо представить показанная ниже детальная схема четырехходового клапана:

Шпиндель вращается во втулке свободно, поскольку не имеет резьбы. Но при этом выборки, сделанные в рабочей части, могут открывать проток по двум проходам попарно либо позволять смешиваться трем потокам в разных пропорциях. Как это происходит, показано на схеме:

Для справки. Существует и другая конструкция четырехходового клапана, где вместо вращающегося шпинделя задействован нажимной шток. Но подобные элементы не могут смешивать потоки, а только перераспределять. Они нашли свое применение в газовых двухконтурных котлах, переключая поток горячей воды с отопительной системы на сеть ГВС.

Особенность нашего функционального элемента состоит в том, что поток теплоносителя, подведенный к одному из его патрубков, никогда не сможет пройти к другому выходу по прямой. Поток всегда будет поворачивать в правый или левый патрубок, но никак не попадет в противоположный. При определенном положении шпинделя заслонка позволяет теплоносителю проходить сразу вправо и влево, смешиваясь с потоком, идущим из противоположного входа. В этом и заключается принцип работы четырехходового клапана в системе отопления.

Следует отметить, что управление клапаном может осуществляться двумя способами:

вручную: требуемого распределения потоков добиваются путем установки штока в определенное положение, ориентируясь по шкале, находящейся напротив рукоятки. Способ используется редко, поскольку эффективная работа системы требует периодической корректировки, постоянно производить ее вручную невозможно;

автоматически: шпиндель клапана вращается сервоприводом, получающим команды от внешних датчиков либо контроллера. Это позволяет придерживаться заданных температур воды в системе при изменении внешних условий.

Практическое применение

Везде, где нужно обеспечить качественное регулирование теплоносителя, могут применяться клапаны четырехходового типа. Качественное регулирование – это управление температурой теплоносителя, а не его расходом. Добиться необходимой температуры в системе водяного отопления можно лишь одним способом – смешиванием горячей и остывшей воды, получая на выходе теплоноситель с нужными параметрами. Успешное выполнение данного процесса как раз и обеспечивает устройство четырехходового клапана. Приведем пару примеров установки элемента для таких случаев:

  • в системе радиаторного отопления с твердотопливным котлом в качестве источника тепла;
  • в контуре нагрева теплых полов.

Как известно, твердотопливный котел в режиме разогрева нуждается в защите от выпадения конденсата, от которого стенки топки подвергаются коррозии. Традиционная схема с байпасом и трехходовым смесительным клапаном, не позволяющим холодной воде из системы проникать в котловой бак, может быть усовершенствована. Вместо байпасной линии и смесительного узла ставится четырехходовой клапан, как это изображено на схеме:

Возникает закономерный вопрос: какая польза от такой схемы, где придется ставить второй насос, да еще и контроллер для управления сервоприводом? Дело в том, что здесь работа четырехходового клапана подменяет собой не только байпас, но и гидравлический разделитель (гидрострелку), буде в таковом есть нужда. В результате мы получаем 2 отдельных контура, обменивающихся между собой теплоносителем по мере необходимости. Котел дозировано получает охлажденную воду, а радиаторы – теплоноситель с оптимальной температурой.

Поскольку вода, циркулирующая по греющим контурам теплых полов, нагревается максимум до 45 °С, то запускать в них теплоноситель напрямую от котла недопустимо. С целью выдержать такую температуру перед распределительным коллектором обычно ставится смешивающий узел с трехходовым термостатическим краном и байпасом. А вот если вместо этого узла установить четырехходовой смесительный клапан, то в греющих контурах можно использовать обратную воду, идущую от радиаторов, что и показано на схеме:

Заключение

Нельзя сказать, что установка четырехходового крана проста и не требует финансовых вложений. Наоборот, реализация подобных схем выльется в ощутимые финансовые затраты. С другой стороны, они не настолько велики, чтобы отказаться от преимуществ таких систем – эффективности работы и в результате – экономичности. Важное условие – наличие надежного электроснабжения, так как без него перестанет работать привод клапана.

Четырехходовой клапан для отопления

Как сделать систему отопления с четырехходовым клапаном

Четырехходовой клапан – это элемент системы отопления, к которому подключены четыре трубы, имеющие теплоносители разной температуры, используется, чтобы предотвратить перегрев твердотопливного котла. Термостатический клапан не допускает превышение температуры внутри котла выше 110 °C. Уже при температуре 95 °C он запускает холодную воду для охлаждения системы.

Конструкция четырехходового клапана

Корпус сделан из латуни, к нему присоединены 4 соединительных патрубка. Внутри корпуса расположена втулка и шпиндель, работа которого имеет сложную конфигурацию.

Термостатический смесительный кран выполняет такие функции:

  • Смешивание потоков воды разных температур. Благодаря смешиванию работает плавное регулирование нагрева воды;
  • Защита котла. Четерехходовой смеситель предотвращает появление коррозии, продлевая этим срок эксплуатации оборудования.

Схема четырехходового смесителя

Принцип работы такого клапана для отопления заключается во вращении шпинделя внутри корпуса. Причем это вращение должно быть свободным, так как втулка не имеет резьбы. Рабочая часть шпинделя имеет две выборки, через которые открывается поток по двум проходам. Таким образом, поток будет регулироваться и не сможет пройти напрямую ко второй выборке. Поток сможет поворачивать в любой из патрубков, расположенных с левой или правой стороны от него. Так, все потоки, идущие с противоположных сторон, смешиваются и распределяются по четырем патрубкам.

Существуют конструкции, в которых вместо шпинделя работает нажимной шток, но такие устройства не могут смешивать потоки.

Работа клапана контролируется двумя способами:

  • Ручной. Распределение потоков требует установки штока в одном определенном положении. Регулировать это положение нужно вручную.
  • Автоматический. Вращение шпинделя происходит в результате получаемой команды от внешнего датчика. Таким образом, в системе отопления постоянно удерживается заданная температура.

Четырехходовой смесительный клапан обеспечивает стабильный расход холодного и горячего теплоносителя. Принцип его работы не требует установки дифференциального байпаса, ведь клапан сам пропускает нужное количество воды. Устройство используется там, где необходима регулировка температуры. Прежде всего, это система радиаторного отопления с твердотопливным котлом. Если в других случаях регулирование теплоносителей происходит с помощью гидронасоса и байпаса, то здесь работа клапана полностью заменяет эти два элемента. В итоге котел работает в стабильном режиме, постоянно получая дозированное количество теплоносителя.

Отопление с четырехходовым клапаном

Монтаж системы отопления с четырехходовым клапаном:

  1. Подключение циркуляционного насоса. Устанавливается на обратной трубе;
  2. Установка предохранительных линий на входной и выходной трубе котла. Нельзя производить установку клапанов и кранов на предохранительных линиях, так как они находятся под высоким давлением;
  3. Установка обратного клапана на трубе водоподачи. Принцип работы направлен на защиту системы отопления от влияния обратного давления и сифонного дренажа;
  4. Монтаж расширительного бака. Устанавливается на самой высшей точке системы. Это нужно, чтобы не затруднялась работа котла в процессе расширения воды. Расширительный бак полноценно работает как в горизонтальном, так и в вертикальном положении;
  5. Установка предохранительного крана. Термостатический клапан устанавливается на трубе подачи воды. Он предназначен для равномерного распределения энергии для нагрева. Данное устройство имеет двойной датчик. При превышении температуры 95 °C, этот датчик посылает сигнал в термостатический смеситель, в результате чего открывается поток холодной воды. После охлаждения системы на датчик поступает второй сигнал, который полностью закрывает кран и прекращает подачу холодной воды;
  6. Установка редуктора давления. Размещается перед входом в термостатический смеситель. Принцип работы редуктора заключается в минимизации перепадов давления при подаче воды.
Читайте также:  Дымоход из керамзитобетонных блоков своими руками

Схема подключения отопительной системы с четырехходовым смесителем состоит из следующих элементов:

  1. Котел;
  2. Четырехходовый термостатический смеситель;
  3. Предохранительный клапан;
  4. Редукционный вентиль;
  5. Фильтр;
  6. Шаровой кран;
  7. Насос;
  8. Отопительные батареи.

Смонтированную отопительную систему нужно обязательно промыть водой. Это необходимо, чтобы из нее удалились различные механические частицы. После этого должна быть проверена работа котла под давлением 2 бар и при выключенном расширительном баке. Следует обратить внимание на то, что между началом полноценной работы котла и его проверкой под гидравлическим давлением должен пройти небольшой промежуток времени. Ограничение по времени обусловлено тем, что при долгом отсутствии воды в отопительной системе, она будет подвержена коррозии.

4-ходовые клапаны в схемах с твердотопливными котлами

С. Дейнеко

Значительное подорожание газа для населения привело в нашей стране к возрастанию популярности твердотопливных котлов. В то же время схемы обвязки и регулирования этих теплогенераторов имеют некоторые существенные особенности, связанные с характером работы. Без их учета невозможно добиться эффективной работы оборудования и системы в целом

Когда достаточно 3-ходового?

В случае эксплуатации систем с газовыми котлами для регулирования температуры теплоносителя в прямом и обратном трубопроводах систем отопления, как правило, достаточно трехходового смесительного клапана, установленного на подающей линии. Принцип его работы заключается в подмесе теплоносителя из обратной линии в подающую для поддержания необходимой температуры в системе отопления. При этом показания от температурных датчиков передаются на контроллер, который, в свою очередь, и регулирует положение трехходового клапана с помощью электрического привода.

Трехходовые клапаны могут быть с различными управляющими сигналами, двух и трехпозиционные или с аналоговым управлением. В первом случае клапан имеет всего два крайних положения: он либо полностью открыт (при этом вся вода от источника тепла попадает в систему), либо закрыт (вся вода из системы подается обратно в систему). Недостаток такого двухпозиционного регулирования – отсутствие возможности удерживать промежуточное положение клапана для более точной и постоянной регулировки температуры теплоносителя. Это, в свою очередь, не позволяет подавать теплоноситель в систему отопления со стабильной температурой. В этом случае, температура в системе отопления постоянно изменяется, что приводит к перегреву, либо к недогреву. Эффективность смешения теплоносителя с различными температурами при этом зависит от многих факторов, таких как диаметр трубопровода, скорость потока, местные сопротивления и т.п.

С технической точки зрения для систем управления более целесообразно применять электрический привод, позволяющий осуществлять трехпозиционное регулирование. Благодаря этому возможно удерживать некое промежуточное положение клапана. Нюанс заключается в том, что при этом отопительный контур (с котлом) работает с переменным расходом. Постоянный расход наблюдается только на участке от смесительного клапана в систему, и из системы – до смесительной перемычки. При этом в контуре котла температура теплоносителя изменяется в зависимости от положения смесительного клапана.

Если в системе используется современный газовый котел с модуляционной горелкой, то его автоматика соответственно (при возрастании температуры теплоносителя в подающей линии) плавно снижает мощность горелки. Снижение интенсивности горения происходит вплоть до отключения котла. После чего некоторое определенное время продолжает работать котловой насос, что предохраняет теплогенератор от перегрева. При запросе на тепло от датчиков температуры системы отопления, автоматика котла включает насос, затем горелку, и теплогенератор плавно набирает мощность. Частота включений и отключений котла зависит от требуемой температуры теплоносителя, настроек котла или контроллера, мощности системы и самого котла, и т.д.

Регулирование в «твердотопливниках»

В случае использования твердотопливного котла такое регулирование сложно осуществить по причине неравномерности параметров процесса горения. Это связано с тем, что в твердотопливных котлах, в отличие от газовых, есть необходимость периодической загрузки камеры сгорания топливом. Эффективнее всего организована подача топлива в пеллетных котлах. В них возможно равномерно подавать транспортером пеллеты и регулировать подачу воздуха дутьевым вентилятором. Однако доля рынка подобных котлов, по причине их высокой стоимости, невелика.

Учитывая же неравномерность подачи топлива в обычных твердотопливных котлах, а также неоднородность качества и свойств топлива, организовать регулировку в таких системах довольно сложно. При этом влиять на процесс горения возможно с помощью заслонки на подающем воздух канале: при необходимости интенсификации процесса горения заслонка открывается или наоборот (рис. 1).

Рис. 1. Регулятор твердотопливного котла FR124 (Honeywell) – типовая схема установки

Это позволяет несколько автоматизировать управление, однако не дает возможности постоянно поддерживать определенную температуру на входе в котел (что необходимо для безопасности и долговечности работы теплогенератора). Ведь при больших перепадах температур существует вероятность образования конденсата с последующей коррозией теплобменника, увеличивается также интенсивность накипеобразования. В случае использования чугунного теплообменника возможно появление трещин в секциях теплообменника. Кроме того, увеличивается напряжение на соединениях деталей котлов, в первую очередь, на стыках и вдоль сварных швов.

Поэтому для безопасности работы и долговечности оборудования, а также достижения необходимого уровня комфорта, для разделения отопительного и котлового контуров применяют четырехходовые клапаны. На рис. 2 представлена типовая схема с использованием твердотопливного котла и бака-аккумулятора ГВС (один выход из котла, после которого теплоноситель распределяется на подогрев горячей воды и систему отопления). Разделение котлового контура и контура системы отопления осуществляется с помощью 4-ходового клапана, который позволяет достичь постоянной циркуляции в котловом и, одновременно, в контуре системы отопления.

Рис. 2. Схема монтажа твердотопливного котла к системе отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя и 4-ходовым клапаном:
1 – котел; 2 – блок автоматики управления котлом; 3 – датчик температуры теплоносителя; 4 – комнатный термостат; 5 – циркуляционный насос; 6 – потребитель тепла; 7 – дифференциальный клапан; 8 – четырехходовой смесительный клапан; 9 – расширительный бак; 10 – бойлер ГВС; 11 – насос бойлера; 12 – запорная арматура; 13 – фильтр

При этом, дополнительно к крайним положениям, в средней позиции 50% теплоносителя идет в систему отопления, смешиваясь с 50% теплоносителя, возвращающегося из системы отопления, а оставшаяся часть – возвращается обратно в котел, смешиваясь с оставшейся частью теплоносителя из системы отопления. Возможно также поддерживать, в отличие от регулирования с 3­ходовыми клапанами, константу разделения потоков и в других строго определенных пропорциях. Например, 30% теплоносителя – в котловом контуре, 70% – в систему отопления. Или любое другое соотношение (рис. 3).

Рис. 3. Положения 4-ходового клапана

Такое постоянство расхода очень важно для твердотопливного котла, поскольку, как мы уже отмечали выше, при его применении не такие широкие возможности влиять на интенсивность процесса горения, как в газовых котлах. Применение же автоматического регулятора тяги позволяет регулировать температуру только на выходе из котла, но не на обратной линии.

Особенности применения клапанов

На 4-ходовый клапан устанавливается электрический привод, управляемый контроллером, который, в свою очередь, работает по сигналам от датчиков температуры. Такой привод позволяет клапану находиться в любом положении, тем самым осуществляя точное поддержание заданных температур. Четырехходовые клапаны позволяют также совместное использование в котельной несколь ких источников тепла, работающих на различных видах топлива. Например, в настоящее время нередко можно встретить комбинацию твердотопливного и газового котлов (рис. 4) или твердотопливного и электрического котлов. При этом газовый котел может использоваться как резервный. В случае же постоянного использования нескольких источников тепла, (например совместное использование газового, электрического, твердотопливного котлов и гелиоустановки) необходимо, чтобы все источники тепла работали на бак-аккумулятор (буферная емкость), из которого будет осуществляться отбор теплоносителя на систему отопления и ГВС.

Рис. 4. Принципиальная схема работы котлов на различных видах топлива с применением четырехходового клапана:
ТК – твердотопливный котел; ГК – газовый котел; 1 – четырехходовой клапан; 2 – датчик температуры; 3 – котловые насосы; 4 – потребитель тепла; 5 – циркуляционный насос; 6 – контроллер

Представленные на украинском рынке 4-ходовые клапаны для систем отопления, как правило, из чугуна с хромированными внутренними поверхностями. Их диаметры – от 20 до 150 мм. Подобные клапаны предлагают компании Afriso (Германия), ESBE (Швеция), Honeywell (США), Oventrop (Германия) и др.

Читайте также:  Котельная на жидком топливе и принцип ее работы

К примеру, компактные 4-ходовые смесительные клапаны серии V5442A (рис. 5), производимые компанией Honeywell, предназначены для систем, в которых в качестве теплоносителя используется вода или жидкости, с содержанием гликоля до 50%. Они рассчитаны на эксплуатацию при температурах 2. 110°С и рабочем давлении до 6 бар. Клапаны выпускаются с размерами присоединения 20, 25 и 32 мм. Соответственно, значения коэффициента Kvs – от 4 до 16 м 3 /ч. Клапаны рассчитаны на работу совместно с электроприводами. Для более мощных систем используется фланцевая серия клапанов ZR…FA. Монтаж 4-ходовых клапанов не вызывает сложностей и предусматривает множество вариантов реализации (рис. 6).

Рис. 5. Четырехходовые клапаны V5442A и ZR…FA (Honeywell)

Резюме

Таким образом, можно утверждать, что применение 4-ходовых клапанов практически идеально подходит для использования совместно с твердотопливными котлами, ведь они позволяют реализовать больше возможностей регулирования, чем при использовании 3-ходовых клапанов.

Применение механических термосмесительных клапанов (рис. 7) не решает задач по управлению температурами в системе и совместного использования нескольких источников тепла, а лишь позволяет поддерживать предварительно установленную постоянную температуру теплоносителя на входе в котел, без учета условий работы котла и самой системы.

Рис. 7. Применение термосмесительного клапана для поддержания постоянной температуры на входе в котел

Также использование термосмесительных клапанов больших диаметров экономически нецелесообразно, т. к. их стоимость существенно выше, чем стоимость системы с применением четырехходового клапана. На данный момент стоимость полностью автоматизированного управления с применением четырехходового клапана, на системы мощностью до 80 кВт, находится в диапазоне 400–800 евро. Срок окупаемости такой системы 3–5 лет.

Больше важных статей и новостей в Telegram-канале AW-Therm. Подписывайтесь!

Доступно о смесительных клапанах системы отопления

16.06.2016 7,539 Views

В любой системе отопления, организованной на основе твердотопливного котла, должны присутствовать так называемые смесительные клапаны. Их тип и количество, в схеме может быть различным в каждой конкретной системе отопления. О том, какие основные, самые распространенные, типы смесительных клапанов бывают, и о их практическом назначении, мы и погорим в данной статье.

Трёхходовой термостатический смесительный клапан.

Трёхходовой термостатический смесительный клапан предназначен для защиты твердотопливного котла от конденсата. Поэтому данное устройство ещё часто называют антикондинсационный клапан.

В устройстве данного клапана имеется термочувствительный элемент, который при нагреве приводит в движение подпружиненный шток, который в свою очередь открывает или закрывает один из каналов клапана.

Работает данный клапан следующим образом.

На вход клапана В поступает горячая вода по байпасному каналу, одновременно поступает вода по каналу А из обратки системы отопления. В клапане происходит смешение этих двух потоков, в результате чего на канале АВ образуется смешанный поток с заданной температурной характеристикой. Причем, температура этого смешанного потока зависит от того, какой температурный график открытия клапана имеет каждый конкретный термостат.

В продаже встречаются трёхходовые термостатические смесительные клапана с разной температурой открытия, например, 45 °C , 55 °C, 61 °C, 72 °C и др. Для защиты твёрдотопливного котла от конденсирования обычно применяют клапана с температурой открытия не ниже 55 °C. Выбор термостата по температуре открытия зависит от температурного режима, на котором предполагается эксплуатация твёрдотопливного котла. Например, твёрдотопливный котел будет эксплуатироваться на температуре теплоносителя 60 °C. Тогда, при таком условии необходимо поставить термостатический смесительный клапан с температурой открытия 55 °C.

Схему монтажа термостатического смесительного клапана смотри на рисунке.

Трёхходовой термостатический смесительный клапан относительно недорогое устройство, которое позволяет надежно защитить твёрдотопливный котел от эффекта конденсирования, а соответственно, значительно уменьшает образование различных отложений на стенках котла.

Вдобавок к вышеперечисленным полезным эффектам, стоит отметить и то, что термостатический клапан напрямую, и при этом в лучшую сторону, влияет на экономичность работы котла, а также на его срок службы.

Трехходовой смесительный клапан

Трехходовой смесительный клапан представляет из себя устройство с тремя каналами, между которыми, расположена поворотная заслонка, при повороте которой, в ту или иную сторону, в клапане происходит смешение потоков. В отличии от трехходового термостатического клапана, в трехходовом смесительном клапане температурный режим смешанного потока не статичен, а может меняться в широком диапазоне На приведенном ниже рисунке показана схема работы клапана. Практически схему работы клапана можно описать следующим образом. Допустим, на один из каналов клапана поступает горячий теплоноситель из котла или распределительного коллектора, одновременно на другой канал клапана поступает более холодный теплоноситель из обратки системы отопления. На третьем канале клапана мы можем получить смешанный поток теплоносителя с отличным от двух других потоков температурным режимом.

Трехходовой смесительный клапан применяется в тех участках гидравлической схемы системы отопления, где требуется получение потока теплоносителя с изменяемым температурным режимом. Рассмотрим способ применения данного типа клапана с помощью нижеприведенной схемы.

На схеме изображен распределительный коллектор на три отдельные линии отопления. В нашем случае линии отопления это – система теплых полов, радиаторы первого этажа и радиаторы второго этажа. Допустим, что в коллектор из котла поступает теплоноситель с температурой семьдесят градусов. Для радиаторов такая температура не страшна, а вот теплый пол теплоноситель с такой температурой пускать нельзя. Вот тут-то на помощь и приходит трехходовой смесительный клапан. Подмешивая в подачу холодный теплоноситель из обратки, клапан позволяет создать на подаче требуемый нами температурный режим. При чем, свой температурный режим можно создать на всех трех линиях, независимо друг от друга. На радиаторной линии трехходовой смесительный клапан тоже очень полезен, так как позволяет уменьшить температуру на радиаторах , например, когда помещение уже прогрелось, и слишком горячий теплоноситель в радиаторах не нужен. На схеме изображены трехходовые смесительные клапана, оснащенные сервоприводами, которые позволяют управлять клапанами в автоматическом режиме. Сервопривод позволяет очень точно поддерживать заданный температурный режим в помещении, за счет четкой обратной связи с терморегулирующей автоматикой.

Четырёхходовой смесительный клапан.

Четырёхходовой смесительный клапан представляет из себя, устройство, имеющее 4 канала и поворотную заслонку между каналами. В отличии от трехходовых клапанов, в четырехходовом клапане смешение потоков можно осуществлять сразу в двух направлениях. См. рисунок.

Схема работы четырехходового смесительного клапана

Четырехходовой клапан работает следующим образом. При полностью закрытом клапане (рис 1.) смешение не происходит, и горячий теплоноситель идет по малому кругу, не попадая в систему отопления, возвращается в котел. При повороте заслонки, начинается смешение потоков теплоносителя в двух направлениях : один смешанный поток идет в систему отопления, а другой смешанный поток идет в обратку котла. Немного поворачивая заслонку влево или вправо, можно менять температурный режим в системе отопления и на обратке котла. Например, из котла идет теплоноситель с температурой семьдесят градусов, а нам, допустим, в систему отопления требуется пятьдесят градусов. Поворачивая заслонку клапана, мы разбавляем идущий из подачи котла семидесятиградусный теплоноситель, более холодным теплоносителем, поступающим из обратки системы отопления

При полностью открытой заслонке смешивание потоков не происходит и теплоноситель идет по большому кругу прямо в систему отопления. Стоит отметить, что есть модели четырехходовых клапанов, в которых, положений полностью закрыто и полностью открыто не существует, то есть смешивание потоков присутствует всегда, хотя и минимальном объеме.

Классическая схема использования четырехходового смесительного клапана

Четырехходовой смесительный клапан может управляться как в ручном режиме, так и в автоматическом режиме, при помощи сервопривода. Сервопривод автоматически поворачивает заслонку четырехходового клапана в нужном направлении, по сигналам, поступающим из специального блока управления, который в свою очередь, программируется на создание нужного температурного потока в системе отопления.

Как показывает практика, четырехходовой смесительный клапан – это очень полезный элемент системы отопления, позволяющий значительно увеличить комфортность эксплуатации твердотопливного котла. Фактически, четырехходовой клапан дает следующие возможности:

  • удержание необходимого температурного режима в отапливаемом помещении, особенно в периоды межсезонья и оттепелей;
  • частичная, а при некоторых условиях, и полная защита твердотопливного котла от конденсирования

Установка четырехходового смесительного клапана в систему отопления, организованную на основе твердотопливного котла – это очень эффективное решение в соотношении затраченных средств и получаемого эффекта.

Добавить комментарий