Термостатический кран для теплого пола

Я приветствую моего уважаемого постоянного читателя! Современные инженерные системы призваны сделать нашу жизнь более комфортной. Но они же требуют применения новых технических решений и устройств. Эта статья – об одном из таких устройств. В этой статье речь пойдет о том, для чего нужен и как работает трехходовой клапан для теплого пола.

Что это такое и для чего он нужен

Оптимальный современный способ обогрева – устройство в доме теплого пола. Теплый пол позволяет равномерно обогреть все помещение снизу и не тратить тепло на нагрев воздуха под потолком, обогреть только нужные комнаты или даже их отдельные участки. Обогрев с помощью системы теплого пола позволяет сэкономить до 30% топлива и финансов по сравнению с напольным и настенным отоплением.

В системе теплого пола используется теплоноситель с максимальной температурой +45 °С, а котлы нагревают теплоноситель до температуры 80…90 °С. Поэтому для обеспечения нужной температуры теплоносителя необходимо устройство, смешивающее горячую воду из котла и холодную воду из обратки. Для пола очень важно не превышать температуру теплоносителя. В качестве этого устройства в коллекторном узле и используется смешивающий трехходовой клапан.

Назначение и область применения

Трехходовой клапан применяется для регулирования температуры теплоносителя в трубопроводах, залитых в стяжку пола.

Теплые полы у нас пока еще не очень широко распространены, в основном их монтируют в частных домах. Но люди постепенно понимают надежность такого варианта отопления и видят экономию, и теплые полы постепенно завоевывают популярность как в общественных, так и офисных и административных зданиях.

Если взвесить все плюсы и минусы применения теплых полов, то значительная экономия перевешивает дороговизну и сложность монтажа всей системы.

Характеристики

Характеристики смесительных клапанов включают в себя:

1. Способ управления – механический или с помощью электропривода.
2. Диаметры патрубков.
3. Рабочее давление. Все трехходовые регуляторы рассчитаны на давление не меньше 1,6 МПа, а в частном доме в системе отопления пола давление не превышает 0,2-0,3 МПа, поэтому при покупке любой клапан по номинальному давлению подходит для частного дома.
4. Пропускную способность.

Из каких материалов изготавливают

Трехходовые смешивающие клапаны изготавливают из следующих материалов:

• Латунь. Сплав меди с добавлением цинка не подвержен коррозии, латунная арматура прочна, долговечна. Иногда латунные изделия покрывают хромом или никелем – в эстетических целях, так как металл темнеет со временем. Это самый распространенный материал для регулирующих устройств отопления в жилых домах.

• Бронза. Также сплав меди с оловом, алюминием, кремнием, бериллием. По качеству не уступает латуни, но встречается редко.

• Нержавеющая сталь. Отличный материал для регулирующей арматуры. Ее долговечность, стойкость к коррозии и прочность выше, чем у латуни. Но нержавейка дороже, и использовать такие регуляторы в частном доме не имеет смысла.

Для регулирующих трехходовых клапанов используют также титан, углеродистую сталь с защитным покрытием, но это скорее варианты для промышленности. Керамику не применяют, она не выдерживает бесконечных срабатываний. Изредка встречаются дешевые изделия из силумина – сплава алюминия и кремния. По качеству изделия из силумина не выдерживают никакой критики – они очень быстро выходят из строя.

Практически всегда для монтажа систем теплого пола в частном доме используют латунные трехходовые вентили.

Принцип работы и устройство

Для регулирования степени нагрева теплоносителя в системе теплого пола применяется смесительный трехходовой клапан, имеющий один выход и два входа. Принцип действия: в устройство поступают два потока – горячая и холодная вода – и автоматически смешиваются в определенной пропорции.

Пропорция определяется настройкой терморегулятора. Клапан не меняет давление в трубопроводе (кроме незначительных потерь при прохождении воды через арматуру). Бывают модели с электроприводом – они позволяют очень точно регулировать температуру теплоносителя.

Конструкция клапана включает в себя корпус, регулирующие элементы (золотники), соединенные со штоком, термоголовку, управляющую штоком и через его движение золотниками. В корпусе имеются седла с уплотнителями. При повороте штока жестко связанные с ним золотники приоткрывают или перекрывают потоки холодной или горячей воды, меняя температуру воды на выходе из вентиля.

Шток поворачивает термоголовка, которая срабатывает при повышении и понижении температуры выходящего теплоносителя. Устройства с электроприводом срабатывают от автоматики: она включается, если поступает команда от датчиков температуры.

Существуют трехходовые клапаны, в основу конструкции которых взят шаровой кран. Регулирующий орган здесь имеет форму шара или сектора с отверстием сложной формы. Шток в таких приводах вращается.

Преимущества и недостатки

Преимущества трехходовых смешивающих клапанов:

• Простая конструкция.
• Стабильное регулирование.
• Надежность.
• Герметичность.
• Достаточная точность регулировки (максимум точности – до 1°С).
• Долговечность.
• Относительно компактные габариты.

Самое большое достоинство применения трехходовых клапанов – трубопроводы и соответственно стяжка и покрытие пола не перегреваются, что предотвращает преждевременный выход из строя стяжки и покрытия.

• Гидравлическое сопротивление трехходовых конструкций выше, чем у обычного двухходового вентиля.
• Конструкция корпуса и золотника допускает наличие застойных зон – периодически придется демонтировать устройство и очищать от окалины, мусора, органических примесей.
• Недостаточная точность регулировки температуры в помещении. Регулировочный клапан достаточно точно регулирует только температуру выходящего теплоносителя, а температуру обогреваемого помещения – приблизительно.

Чтобы обеспечить комфортный уровень отопления, придется подбирать соотношение температуры выходящего потока и температуры в помещении «методом тыка». К сожалению, трубопроводы теплого пола намного больше радиатора, и точность регулировки обеспечить невозможно. Еще больше усложняет ситуацию инерционность теплого пола – 100-миллиметровая цементная стяжка прогревается очень медленно.

Но если стоически относиться к медленному нагреву или охлаждению помещения, то клапан с механической регулировкой вполне подходит для применения в системе отопления частного дома или квартиры.

Намного больший комфорт обеспечивают клапаны с электрическим приводом, управляемые системой «умный дом» с датчиками температуры в каждой комнате. Но такие устройства очень дороги.

Трехходовые клапаны подразделяются по принципу действия. Бывают разделительные и смесительные клапаны. В системах теплого пола (и в радиаторах) применяются смесительные устройства, регулирующие температуру выходящего теплоносителя путем смешивания холодной и горячей воды.

По способу приведения в действие трехходовые устройства бывают:

1. Ручные. Встречаются очень редко, стоят недорого. Удобны, если теплые полы смонтированы в 1-2 комнатах – например, ванной и детской.
2. Автоматические.

В ручных положение штока и регулировка температуры выходящей воды регулируется вручную рукояткой. В автоматических движением штока управляет либо термоголовка, либо электропривод, управляемый автоматикой с термодатчиками.

Автоматические клапаны бывают:

• Самый простой вид – с термостатической головкой. Срабатывают при увеличении температуры (реагируют на повышение давления). Такие устройства используют для радиаторов. Жидкость в приводе при увеличении температуры расширяется и приводит в действие шток.
• С термостатической головкой и выносным датчиком.
• С электроприводом. Шток приводится в движение при помощи электродвигателя. Двигатель управляется контроллером, на который поступают сигналы с температурных датчиков. Привод может управлять клапаном с помощью соленоида (магнита) или механической передачи (сервопривода).
• На производстве в системах с большими давлениями и диаметрами используются пневматические или гидроприводы.

Виды клапанов приведены на фото:

Маркировка клапанов

Трехходовые клапаны маркируются буквами и цифрами:

• Название фирмы.
• Серия и номер модели (например, VTA 321).
• Условный диаметр в мм (DN 20).
• Температурный режим, например 20-45С – режим от 20 до 45 °С.
• Пропускная способность в м³ – KVS 1,6 – 1,6 м³/час.

Пример маркировки клапана фирмы ESBE выглядит следующим образом:

ESBE VTA 321 DN 20 20-45C, kvs 1,6

Типоразмеры: ½", ¾", 1", 1¼" и так далее либо в мм – 15, 20, 25 мм и т.д.

Срок службы

Срок службы в первую очередь зависит от качества самого клапана, во вторую – от числа срабатываний. Можно рассчитывать на то, что клапан прослужит 10 лет и больше. Чаще выходят из строя термоголовки и электроприводы.

Как выбирать

Устройство теплого пола даже в частном доме – достаточно сложная инженерная система с неоднозначным результатом. При некачественной регулировке вся выгода может исчезнуть, поэтому нельзя экономить на коллекторном узле и регулировочной арматуре. Хорошие трехходовые клапаны недешевы, на рынке или в интернете велика вероятность приобрести некачественную продукцию.

Для системы теплого пола лучше покупать оборудование в гипермаркете или специализированном магазине. Сертификат должен быть обязательно! Или паспорт с «мокрой» печатью и заполненной гарантией. Чек нужно сохранить.

Обычно покупают изделия из латуни. Клапаны из нержавеющей стали стоят дороже и реже продаются. Силумин не стоит даже рассматривать – изделия из него плохо переносят постоянные открытия-закрытия, а регулировочная арматура стоит немало.

При покупке в магазине необходимо осмотреть клапан – чтобы не было сколов, трещин, замятий. Нужно постараться заглянуть внутрь клапана – на латунных изделиях без покрытия внутренняя часть должна быть золотистой (а не бело-серебристой, как у силумина). Можно сориентироваться по весу. Силуминовые изделия весят намного меньше латунных – плотность латуни примерно в три раза больше, чем у силумина.

Популярные производители

На первом месте по качеству – продукция шведской фирмы ESBE. Фирма более ста лет выпускает трубную арматуру различного назначения. Второе место занимает американская компания Honeywell. Распространена арматура фирм HEIMEIER, HERZ, Navien, Danfoss, Mut, Oventrop, Siemens. Стоимость этих изделий опережает качество. Более приемлемая цена у продукции совместного итальянско-российского производителя Valtec.

Примерная цена

Таблица выше это цены на Трехходовой клапан с термоголовкой. Чтобы узнать, сколько стоит оборудование в вашем регионе, лучше обратиться в ближайший строительный гипермаркет. Примерные цены на трехходовой клапан с электроприводом:

Правила монтажа и эксплуатации

Монтаж трехходового клапана в систему теплого пола частного дома не слишком сложен, его вполне можно выполнить своими руками. Необходимо точно придерживаться инструкции, она прилагается производителем к каждому изделию.

На всех вводах-выводах трехходового клапана выбиты буквы:

1. А – подача основного теплоносителя (горячей воды). Обычно этот участок находится на одной оси с выходным патрубком.
2. С – второй ввод в вентиль. Обычно располагается перпендикулярно оси движения теплоносителя.
3. АВ – выход. Находится на одной оси с основным вводом.

При монтаже оборудования следует предусмотреть возможность демонтажа и осмотра – к клапану должен быть свободный доступ.

Необходимые инструменты и материалы

Для монтажа трехходового клапана понадобится:

• Два разводных гаечных ключа.
• Накидные гайки-американки, укомплектованные прокладками.
• Возможно, лента ФУМ.

Ход работ

Клапан в систему устанавливают при помощи накидных гаек-американок. Перед установкой очищают торцы труб (точнее, фитинги на торцах труб) от грязи, заусенец, песка, пыли. То же проделывают с патрубками клапана. Проверяют наличие прокладок в гайках. Накручивают гайки на патрубки и слегка затягивают. При этом одним гаечным ключом закручивают гайку, вторым придерживают вентиль. Перед клапаном необходимо подсоединить механический фильтр.

Важно правильно расположить вентиль: ко вводу А подсоединяют трубопровод горячей воды; В – байпас от обратки; АВ – коллектор, к которому подходят трубопроводы отопления.

При установке привод не должен находиться над клапаном.

Видео по монтажу

На видео можно увидеть все тонкости правильной установки трехходового клапана для теплого пола.

Особенности эксплуатации

Перед клапаном следует в обязательном порядке установить фильтр.

Ошибкой будет установка клапана с термоголовкой в систему, регулирующую теплый пол в нескольких комнатах или расположенную в другом помещении (и в плотно закрытом распределительном шкафу). Необходимо устанавливать оборудование с выносными датчиками, расположенными в отапливаемой комнате.

Частые ошибки и проблемы при установке

Самая существенная ошибка при установке трехходового регулировочного клапана – неверно подсоединить трубопроводы с входящим и выходящим теплоносителем (например, когда к патрубку для ввода присоединяют трубу для подачи теплоносителя в отопительный контур). Необходимо быть внимательным при установке оборудования. На патрубках буквами указано назначение каждого отвода, при неправильном подсоединении трехходовой клапан работать не будет.

Необходимо точно соблюдать рекомендации производителя по длине прямых участков до и после вентиля, иначе работа регулятора будет нарушаться, а гарантия на такое оборудование не распространяется.

Советы специалистов

Перед выбором регулирующего оборудования необходимо определиться, какую площадь требуется обогреть. Если будет отапливаться ванная, часть пола спальни или детской комнаты, нет необходимости приобретать арматуру с термоголовкой – проще использовать трехходовой вентиль с ручным управлением, чем устанавливать полноценный дорогой смесительный узел.

Стоимость смесительно-распределительного узла с запорной и регулирующей арматурой, коллектором, манометром, краником Маевского превышает стоимость всех трубопроводов (если они выполнены из полимера, а не из дорогой меди).

Если система теплого пола включает несколько помещений, то необходимо перед монтажом заказать проект у квалифицированного инженера-сантехника – в нем будут указаны характеристики клапана. При большой площади теплых полов и большом количестве комнат понадобится один или несколько смесительных узлов.

Схема подключения каждого узла включает в себя коллектор – распределительную гребенку, к которой присоединены трубопроводы отопления. Перед коллектором устанавливается трехходовой смесительный вентиль и насос. Клапан может быть с термоголовкой или с датчиками, контроллером и электроприводом.

Заключение

Я прощаюсь с моим уважаемым читателем. Желаю вам использовать полезную информацию, полученную из статьи, на практике при устройстве теплого пола у себя дома. Подписывайтесь на обновления сайта, приводите на сайт друзей, делитесь интересной информацией с друзьями в соцсетях.

Сделать схему теплого пола проще и дешевле помогут регуляторы обратного потока – RTL-краны. Самые известные фирмы, выпускающие оборудование для отопления, предлагают потребителям свои термостатические RTL-краны, — ограничители потока для теплого пола. В чем особенности такой регулировки температуры, — рассмотрим далее. Также, — как обычно регулируется температура теплого пола и какая она нужна….

Какая температура должна быть

Наибольшей комфортной температурой теплого пола считается 28 градусов. Комфортная температура для длительного применения настраивается индивидуально по предпочтениям. Но обычно она ниже, — 22- 26 градусов, чтобы покрытие полов «стало незаметным».

В отдельных помещениях, где не присутствуют постоянно, обычно неплохо, если температура будет несколько больше, – до 32 градусов. Это прихожая (веранда), туалет, ванная.

Чтобы поддержать температуру на заданном уровне применяются два разных способа.

Способы поддержания температуры теплого пола

Первый способ основан на стабильной высокой скорости движения теплоносителя.
Чтобы температура теплого пола была стабильной в него нужно подавать определенное количество тепловой энергии с помощью теплоносителя. Теплоноситель подготавливается с заданной температурой и в значительном объеме проходит по контуру.

Объем должен быть таким (скорость движения должна быть такой), чтобы на выходе из контура температура жидкости не уменьшилась больше чем на 10 градусов. Тогда в пределах контура разница температур будет незначительной и малозаметной. Например, в контур подается 45 градусов, на исходящей будет 35 градусов. А температура поверхности может быть 28 градусов.

Второй способ заключается в том, чтобы подавать жидкость большой температуры, но прерывисто, порциями. Порция горячей жидкости довольно быстро (за несколько минут) заполняет контур, после чего ее движение останавливается.

Жидкость остывает и отдает энергию стяжке. Теплоемкая стяжка постепенно поглощает и рассеивает энергию, не перегреваясь в месте нахождения трубопровода. Как только теплоноситель остывает до заданного значения, в контур снова подается порция горячей воды.

Например, в контур может подаваться жидкость 75 град, а ее замена будет производиться после остывания до 30 градусов. Вследствие распределения тепла в массивной стяжке на поверхности пола будет все время поддерживаться около 28 градусов.

Схема регулировки температуры смесительным узлом

Чтобы регулировать температуру по первому способу, поддерживая значительную скорость движения жидкости, нужно установить смесительный узел, в котором вода подготавливается до заданной температуры.

Теплоноситель с котла поступает 65 – 80 градусов. Чтобы уменьшить температуру до требуемых 40 -50 градусов, устанавливают узел смещения, который часть обратки с теплого пола с температурой 30 — 35 градусов подает на вход в контура. В результате на входе термостатической головкой, регулирующей соотношение входящих потоков, поддерживается заданная температура, например, 45 градусов.

Такую схему не сложно собрать самостоятельно, что будет дешевле. Основа – трехходовой клапан, шток которого регулируется термоголовкой. Управляющий элемент термоголовки целесообразней установить на другой ветви. Место установки насоса и трехходового клапана (подача/обратка) значения не имеет. Но насос обязательно должен устанавливаться в контуре коллектора теплого пола (за трехходовым клапаном по подаче), иначе трехходовой клапан работать не будет.

Настраивая термоголовку на определенную температуру обратки, мы можем задавать температуру теплых полов в широком диапазоне.Но для получения более холодных контуров остается только уменьшать скорость движения в них теплоносителя с помощью регулировочных кранов на коллекторе.

Схема регулировки температуры теплых полов ограничителями потока

Второй способ порционной подачи горячей жидкости в контуры теплого пола осуществляется с помощью термостатических кранов RTL (регуляторов потока). Смесительный узел не применяется – в контур подается теплоноситель высокой температуры, которая нужна для радиаторной сети.

На обратке каждого контура устанавливается кран RTL с термоголовкой RTL, который открывается при остывании жидкости до заданной температуры. Как только температура проходящей жидкости повышается больше заданного значения (контур наполнился горячей водой), кран почти полностью перекрывает ее движения до ее остывания.

Эти краны устанавливаются только на обратку, чтобы оперативно реагировать на изменение температуры в контурах. Фактически краны RTL регулируют поток, – количество в единицу времени (литр/минуту). Они работают в зависимости от теплопотерь каждой комнаты (контура, участка стяжки ограниченного температурными швами), в зависимости от того насколько быстро остывает стяжка.

Особенность конструкции кранов RTL и унибоксов RTL

В кране RTL имеется латунный или медный сердечник, который плотно соприкасается с таким же сердечником устанавливаемой термоголовки RTL, поэтому температура весьма быстро передается на ее рабочее тело.

Термоголовка RTL реагирует только на температуру жидкости. Если она превышает заданный регулировкой уровень, кран перекрывает поток.

Термоголовка RTL с виду весьма похожа на обычные термоголовки, которые устанавливаются на радиаторы, и которые измеряют температуру воздуха. Поэтому зачастую возникает недоумение – как головка на коллекторе «по воздуху» регулирует теплый пол в спальне….

Унибокс RTL представляет из себя кран и термоголовку объединенную в одном корпусе, который отдельно можно вмонтировать в стену так, что сверху будет одна крышка с термоголовкой, или без нее. Их предназначение – регулировка одного контура теплого пола, например, на этаже имеется теплый пол только в санузле. Применение унибоксов экономически выгодно, так как нет необходимости устанавливать смесительный узел только для одного контура.

Но конструкция может включать в себя не только RTL-головку, но и воздушную термоголовку, чтобы заодно контролировать и температуру воздуха в маленьком отдаленном помещении, где теплый пол может быть единственным отопительным прибором.

Где выгодно применять RTL-регулировку потока в отопительных системах

Конструкция RTL-коллектора весьма компактна. Отсутствуют насос и смесительный узел, а сам коллектор обратки может быть собран из тройников, на входах которых установлены краны RTL с головками. Поэтому эта система целесообразна или незаменима там, где нет места на монтаж объемных конструкций. Например, такое может быть в квартире.

Также система с регулировкой обратного потока весьма выгодна в случае если контуров мало или контур вовсе один. Устанавливать в таком случае целый смесительный узел с насосом просто не выгодно. Применяются унибоксы, о чем сказано выше.

Как применяется RTL-регулировка, в чем ограничения

Контуры теплого пола подключаются к главной подающей магистрали просто параллельно, как ветвь радиаторов или один радиатор. Подача в контур теплого пола осуществляется ответвлением от подающей магистрали. А на обратке из контура устанавливается кран RTL на коллекторе или отдельно стоящий (унибокс), который затем подключается к общей обратке.

Количество контуров с регулировкой обратного потока может ограничивать производительность насоса в котле (в системе).

Следующее ограничение – теплоемкость стяжки. Данная система предназначена для работы с массивной бетонной стяжкой в качестве отопительного прибора, которая может рассеивать высокую температуру от порции воды, не перегреваясь фрагментами поверхностью.
Как сделать стяжку с отопительными контурами

Общее ограничение для применения регулировки обратного потока – длина контуров. Длина контура влияет как на соотношение «временая заполнения/время остывания», так и на общее гидравлическое сопротивление данного ответвления от общей сети. Опыт показывает, что при контурах с трубой 16мм система регулировки RTL отлично работает при длине контуров до 50 метров. Если контура были сделаны длиннее – то нужно устанавливать смесительный узел и пользоваться первым способом.

В спорных случаях может выручить применение 20-й трубы у которой сопротивление будет меньше.
Таким образом для RTL-системы регулировки обратно потока теплого пола стяжку нужно фрагментировать заранее температурными швами, на небольшую длину контуров 35 – 45 м.

Где применяется?

Когда в коттедже комбинированная система отопления: радиаторы + теплый пол;

Когда мощность теплых полов не превышает 11кВт.;

Когда нужно сэкономить на готовом насосно-смесительном модуле;

В чем особенность этого клапана?

Поддерживает температуру смешанной воды с точностью от 1 до 2°С, в диапазоне от 25 до 50°С;

Постоянный байпас между обратной и смешанной водой;

Внутренняя поверхность покрыта тефлоном для уменьшения накипи при жесткой воде;

Встроенная защита от перегрева при аварийных ситуациях;

Два сетчатых фильтра для защиты от механического загрязнения;

Монтаж в любом положении;

Режим работы в процессе подмеса горячей воды	Режим циркуляции через ТП без подмеса

Настройка температуры смешанной воды

Таблица настройки температуры смешивания приведена для температуры 60 градусов на входе "плюс", и температуры 25 градусов на входе "минус". Контролируйте температуру смешанной воды с помощью термометра.

Какую площадь теплых полов может обслужить?

Это зависит от мощности циркуляционного насоса в системе «теплый пол» и от того, какую теплоотдачу вы хотите получить с 1 м 2 пола

Ниже приведена таблица с указанием мощности различных вариантов совместного применения термосмесителей и циркуляционных насосов.

Расчет произведен при стандартном подключении теплых полов к насосному модулю (через коллектор для теплого пола WATTS) и сопротивлении каждой ветви теплого пола 2 , температуру пола 28°С, температуру воздуха в помещении 20°С. Согласно нашей методике расчета, для достижения этих условий, мы укладываем трубу с шагом 200 мм, и задаем температуру подачи в теплый пол 45°С. У нас 5 помещений по 15м 2 . Если для каждой ветки теплого пола мы обеспечиваем расход 2 л/мин., то общий расход будет равен 10 л/мин.

Для решения этой задачи выбираем клапан 6310C34 3/4"ВР 25-50°С (kvs1.9, артикул 10017420) и насос WILO 25/4. Для обвязки применяем трубы диаметром 1”. Так как мы знаем, что температура в контуре радиаторов равна 60°С., то на смесительном клапане Aquamix устанавливаем маховик в положение 8, соответствующее значению смешанной воды 44,4°С.