Клапаны на систему отопления: назначение и применение

Клапаны на систему отопления: назначение и применение

Материал для системы отопления

Клапаны являются неотъемлемыми элементами любой системы отопления (СО), независимо от выбранной схемы и конфигурации контуров. С помощью этих нехитрых приспособлений производится настройка параметров теплоснабжения, обеспечение безопасности и стабильности работы системы. В этой публикации будут рассмотрены основные клапаны, применяющиеся в системах централизованного и автономного отопления, их назначение, принцип работы и конструктивные особенности.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на автоматические терморегулирующие клапаны (далее — терморегуляторы), работающие без использования постороннего источника энергии (прямого действия), предназначенные для регулирования тепловой мощности отопительных приборов в системах водяного отопления зданий и сооружений.

Терморегуляторы предназначены для работы в следующих условиях:

— параметры теплоносителя: избыточное рабочее давление — до 1,0 МПа включительно, температура — до 120 °С;

— параметры окружающей среды: температура 5-45 °С, относительная влажность 30-80%.

Как устроен смеситель?

Внутри корпуса термостатического смесителя находится смешивающий клапан, управляемый картриджем (патроном) — устройством, позволяющим поддерживать постоянную температуру смешанного потока воды независимо от перепадов давления в системе водоснабжения. Он содержит внутри воск или (что чаще) состоит из биметаллических пластин, чувствительных к температурным колебаниям потока воды. Как только вода становится чуть холоднее или горячее, патрон реагирует сжатием или расширением и меняет соотношение потоков, восстанавливая заданную температуру.

Пружины, поршни, биметаллические пластины, каналы клапана подобраны таким образом, чтобы в широком диапазоне напоров воды можно было поддерживать одну и ту же температуру на выходе из смесителя. Если вдруг в сети уменьшится давление, вы почувствуете только изменение напора, температура воды при этом не изменится. Этого не случится и при внезапном выключении, а потом включении подачи воды во время приёма душа — смеситель сразу выдаст воду комфортной температуры.

«Говорящие» символы на поверхности корпуса термостата показывают, какие рычаги отвечают за интенсивность напора, а какие — за температуру. Данная опция позволяет быстро, точно и просто настроить комфортный поток. Из диапазона температур, указанных на шкале, вы выбираете комфортную температуру для тела (оптимальной является температура 38 ˚С). Рукоятка выбора температуры оснащена стопором безопасности, что обеспечивает защиту от ожога. Пока вы не активируете кнопку стопора, переустановить температуру можно будет только в сторону уменьшения. Конструкция смесителя не позволяет корпусу нагреваться протекающей горячей водой: прикоснувшись к нему, вы не обожжётесь.

Термостаты Grohe, hansgrohe, Ideal Standard, Oras, Jacob Delafon, Kludi, Roca могут работать в экономном режиме, сокращая расход воды до 50 %.

Термостат: цифры вместо температуры

Установив соответствующие цифры на термостате, Вы выбираете желаемую температуру. По сравнению с температурой окружающей среды, клапан регулирует температуру в помещении с помощью более низкого или более высокого расхода теплоносителя в радиаторе. Если окружающий воздух уже относительно теплый и скачок до желаемой температуры не так велик, радиатор не сразу становится чрезмерно горячим.

Из-за этой зависимости между желаемой температурой и температурой окружающей среды, термостат также содержит цифры, а не градусы. Поэтому в большой комнате может потребоваться больше времени для достижения желаемой температуры. Поэтому еще более важно, чтобы термостат не был покрыт шторами или чем-то подобным.

Замечание: Многие думают, что когда они набирают четыре или пять на термостате, в комнатах становится быстрее тепло. Это не правильно. Более высокий уровень означает, что радиатор отдает тепло в течение более длительного периода времени.

Клапан регулирующий проходной

Регулирующий проходной клапан применяется в трубах отопления и водоснабжения, коммунальной области с обширным диапазоном рабочей температуры, давления. Их высокая популярность обусловлена хорошей герметизацией в запорном механизме и простой конструкцией.

Обычно клапаны применяются на трубах небольших размеров, так как при крупноразмерных трубопроводах повышается усилие для управления. Из-за этого приходится усложнять конструкцию для правильной фиксации затвора к седлу корпуса.

Описание и конструкция

У проходного регулирующего клапана присоединительные патрубки сосны или параллельны. Регулировка подачи воды производится посредством изменения размеров проходного сечения клапана. Такой узел удобен в пользовании, но имеет большие размеры. Часто встречаются проходные клапаны, оснащенные электрическим приводом. Клапаны крепятся фланцевым или резьбовым соединением.

В основном механизмы применяются на прямых участках. Проходным клапаном называется армирующий элемент, который используется в дистанционной и автоматизированной системе регулировки разных веществ в трубах. В конструкцию входит корпус, седло, сальник, плунжер, штоковое уплотнение, регулирующая клетка и пр. Для изготовления корпуса используются разные материалы и отливы, которые рассчитаны на определенные рабочие условия.

Перед установкой проходного клапана ставится в трубе сетчатый фильтр, присутствие которого устраняет поломку оборудования от проникновения механических веществ. До и после вентиля желательно ставить манометры, что повысит эффективность работы клапана.

Преимущества проходного регулирующего клапана

Использование такой запорной арматуры отличается следующими достоинствами:

• работа клапана при высоком давлении и внутренней температуре;
• возможность регулировки потока воды, пара, сжиженного газа и сжатого воздуха.

Однако может наблюдаться гидравлическое сопротивление, зона застоя.

Дополнительно клапаны снабжаются генераторами шума, обладают высокой прочностью, стойкостью к флашингу, кавитации. Это исключает дросселируемый поток. Устройство отличается легкой и простой установкой, снятием для проведения ремонтных работ или технического осмотра.

Технические характеристики

Проходные регулирующие клапаны представлены в обширном диапазоне, снабжаются разнообразными элементами, приводами, корпусами, которые отличаются характеристиками рабочей среды и температуры. Выполняются изделия из лучшего сырья, соответствующего нормативам технологического процесса.

Чтобы подобрать эффективный и качественный проходной клапан, следует обращать внимание на следующие характеристики:

• коэффициент затрат вещества;
• направленность потока рабочей жидкости;
• условный диаметр;
• герметичность закрывания;
• величину условного давления.

Дополнительно учитывают температуру и особенности рабочей среды, низкую и высокую температуру окружающей среды. Клапаны могут применяться в комплекте с концевыми выключателями, позиционерами и дистанционными датчиками.

Выбор клапана следует осуществлять на основе диаграммы показателей KVS. Важным критерием служит отношение пропускной способности клапана к номинальной высоте хода, наименьшему уровню пропускной способности.

Проходные клапаны могут монтироваться в любом положении (кроме направления вниз). Они характеризуются высокой надежностью, прочностью, точностью, быстрым закрыванием преодолением скачков давления, способностью качественной регулировки температуры.

Установка трехходовых клапанов в системе отопления

Монтаж смесительного клапана

При монтаже СВ следует соблюдать несколько правил:

1. Следовать стрелкам на вентиле, показывающим направление потока. Также необходимо знать обозначения направлений: А – прямое, В – перпендикулярное, АВ – общий вход/выход.
2. Учитывать существование двух трехходовых моделей:

• симметричные;
• ассиметричные.

У симметричных потоки приходят с боковых торцов. На выходе через центральный торец поток уже смешанный. В случае ассиметричных – более тёплый поток поступает с торца, а тот, что холоднее – снизу. Выход уже смешанного потока – через второй торец.

3. Производить подключение клапана термоголовкой (приводом) вверх.

Врезка

Варианты врезки СК зависят от компоновки системы отопления.

1. Излишний нагрев теплоносителя в обратной линии отопления приводит к избыточному давлению в системе. Оно устраняется монтированием перемычки (к входу В).

Соединённые вершинами синие треугольники обозначают насос, благодаря которому происходит циркуляция воды в системе.

В автономных системах отопления клапан обычно присоединяется к котлу. Тогда врезается балансировочный клапан (синим цветом на схеме).

1. При возможности перепуска теплоносителя в обратку (обычно при автономной котельной) смесительный клапан выполняет и разделительные функции. Тогда врезается ещё один балансировочный клапан (ко входу В трёхходового клапана).

Монтаж разделительного клапана

Разделительный клапан используется при необходимости снизить температуру теплоносителя из источника. После разделения потока теплоноситель попадает к потребителю без перегрева.

Такая ситуация требует наличия насоса.

Рекомендации

Обязательные правила при монтаже любого трёхходового клапана:

• Обязательна установка манометров с обеих сторон клапана;
• перед устройством монтируется фильтр, чтобы защитить от всяких примесей;
• корпус устройства не нагружен;
• перед клапаном врезать приспособления, снижающие избыточное давление;
• клапан не располагают над приводом;
• с обеих сторон устройства выдерживать прямые участки, если это рекомендовано производителем.

Схемы расположения

1. Простейшая схема с твёрдотопливным котлом:

Трёхходовой клапан в такой схеме отопления защищает от конденсата и перегрева, поддерживает температуру в контуре.

Типы термостатических головок

Существует три вида термостатических элементов: ручной, механический и электронный. Несмотря на то, что они выполняют одни и те же функции, они могут предоставить различные уровни комфорта, поскольку обладают разными возможностями.

Ручная регулировка

Принцип работы подобных устройств достаточно простой и имеет аналогию с работой обычного запорного вентиля. Поворачивая головку терморегулятора в ту или иную сторону, добиваются определенной температуры радиатора отопления за счет объема теплоносителя. Считаются самыми надежными, самыми простыми и самыми дешевыми устройствами для регулировки температуры, но их удобство находится на самом низком уровне. Чтобы отрегулировать оптимальную температуру, приходится крутить головку вручную.

Ручная термоголовка — самый простой и надежный вариант

Их стоимость не столь высокая, а их функциональные возможности позволяют не устанавливать запорных кранов на входе и на выходе батареи.

Механическое регулирование

Подобный способ регулирования связан с некоторыми сложностями, поскольку такие терморегуляторы поддерживают температуру батарей отопления в автоматическом режиме. Основу такого терморегулятора составляет сильфон в виде эластичного цилиндра, заполненного газом или жидкостью, обладающими большим коэффициентом температурного расширения. Нагреваясь, газ или жидкость начинают увеличиваться в объеме, за счет чего и происходит регулировка.

Устройство терморегулятора на радиатор отопления с механической термостатической головкой

Сильфон связан с элементом, который перекрывает путь прохождения теплоносителя. До того, как газ или жидкость в сильфоне не нагреются, шток находится в отжатом положении и через батарею проходит максимальное количество теплоносителя. По мере нагревания газ или жидкость увеличиваются в объемах, что передается на шток, который начинает перекрывать проходное отверстие, уменьшая объемы подачи теплоносителя. По мере остывания вещества его объемы уменьшаются и шток начинает движение в обратном направлении, приоткрывая проходное отверстие и давая возможность теплоносителю поступать на батарею в больших объемах. В результате, батарея опять начинает нагреваться, повышая температуру в комнате.

Газ и жидкость

Механические терморегуляторы способны поддерживать температуру батареи с точностью до 1 градуса, при этом точность зависит от вещества, примененного в сильфоне. Газы быстрее реагируют на температурный дрейф, но подобные устройства намного сложнее конструктивно.

Жидкостный или газовый сильфон — особой разницы нет

Жидкости несколько инертнее, но их производство не связано с технологичными трудностями. Точность, хотя и несколько ниже, но полградуса вряд ли можно ощутить. В связи с этим, в основном встречаются изделия с жидкостным наполнением.

Выносные датчики

Термостатическая головка устанавливается так, чтобы она могла регулировать температуру батареи в зависимости от температуры комнаты. В связи с тем, что подобные устройства отличаются приличными размерами, такая установка связана с определенными трудностями. Решить подобную проблему может терморегулятор с выносным датчиком. Датчик температуры имеет связь с головкой за счет тонкой капиллярной трубочки. Это позволяет установить датчик в удобном месте.

С выносным датчиком

Регулировка теплоотдачи радиаторов отопления осуществляется с учетом температуры воздуха в комнатах. Недостаток подобных решений заключается в их высокой стоимости, хотя точность регулирования температуры достаточно высокая.