Обратные клапана в системе отопления. Какую функцию выполняют?

У многих строителей часто возникают разные вопросы и споры. Один из таких вопросов – применение обратных клапанов в системе отопления. Кроме того, необходимо рассмотреть зачем нужны и почему применяются такие клапаны. Это сложный вопрос, который включает в себя сразу два подзаголовка: применение обратных клапанов в контурах системы отопления (периферийная вторичная часть) и применение в котловой части.

Котловая часть

Система стандартного отопления включает в себя множество интересных компонентов, где каждый из элементов выполняет особую задачу. Один из таких составляющих — обратный клапан, что следит за потоком теплоносителя.

Во время работы, появляется гидравлическое давление, которое неравномерно распределяется по всем участкам. Это может возникать из-за разных вариантов, но самой частой причиной этих проблем являются:

1. Неравномерное остывание теплоносителя.
2. Ошибки при строительстве.
3. Неправильная сборка системы.

Применение обратных клапанов в котловой части происходит в большинстве случаев, если два котлованы работаю параллельно. К примеру, на производстве используют один электрический и любой другой. Во время работы параллельно на определенную нагрузку на подаче или на выходе устанавливают контуры, чтобы вовремя выхода из строя одного котла, второй продолжал функционировать.

Это позволит не замыкать линии на определенном участке. Кроме того, достаточно близкое расположение позволит нормально шунтировать напорные характеристики и греть второй котел. Такие клапаны способны получать лишнюю отдачу через теплообменник и направлять выход через трубу.

Если котел будет твердотопливным, то это сделает работу «рубашки» радиатора очень сильной с отводом тепла. В котловой части хватит установить клапаны на входы и выходы при параллельной работе, чтобы не заморачиваться.

Периферийная вторичная часть

Обратный клапан – элемент системы отопления, состоящий из пластиковой или же металлической основы, который выполняет функцию полного перекрытия подачи теплоносителя. Это происходит в том случае, когда поток начинает движение в обратную сторону. Металлический диск скреплен с пружиной, которая при движении потока в одну сторону находится под давлением, а при обратном движении пружина срабатывает на перекрытия прохода в трубе. Устройство клапана имеет не только диск и пружину, но и уплотнительную прокладку. Этот компонент помогает держать диск на месте плотно. Из-за этого практически отсутствует возможность протекания трубы. Дисковые клапаны широко используются в бытовых отопительных системах.

Рассмотрим принцип работы и пример, когда обратные клапаны необходимы, а когда нет. В рабочем режиме контуров, где присутствует циркуляция, наличие клапана необязательна. К примеру, если посмотреть на классическую котельную, где присутствуют три параллельных контура. Это может быть радиаторный контур с насосом, контур теплого пола со своим насосом и контур загрузки бойлера. Зачастую такие схемы используются в работе с напольными котлами, которые называются схемами насосных приоритетов.

Насосные приоритеты – это определение попеременной работы насосов. Например, использование обратных клапанов происходит, когда в работе остается только один насос.

Установка клапанов полностью отпадает, если на схеме есть гидрострелка. Это позволяет во время перепадов давления в определенных насосах, избавиться от этой проблемы, не применяя обратные клапаны. Гидрострелкой указан замыкающий участок, который работает для восстановления давления в одном из насосов.

Присутствие напольного котла в схеме тоже позволяет не устанавливать обратные клапаны для отопления. Это происходит за счет его бочки, перемыкающую определенное место от перепада, которую считают за нулевое сопротивление или гидрострелку. Емкость таких бочек иногда достигает 50 литров.

Обратные клапаны в отоплении применяют, если котел ставят на достаточно большое расстояние от насосов. Кроме того, если узлы и котел находятся на расстоянии 5 метров, но трубы имеют слишком узкий размер, это создает потери. В этом случае нерабочий насос может создавать циркуляцию и давление на другие узлы, поэтому стоит поставить на все три контура по обратному клапану.

Еще один пример использования обратных клапанов, когда есть настенный котел, а параллельно с ним происходит работа двух узлов. Чаще всего у настенных котлов одна система радиаторная, а вторая – смесительный настенный модуль, вместе с на теплый пол. Обратные клапаны не нужно устанавливать, если смесительный узел работает только в постоянном режиме, то в нерабочем состоянии клапанам нечего будет регулировать, потому что этот контур будет закрыт.

Бывают случаи, когда смесительном настенном узле не работает насос. Это иногда происходит, когда насос комнатным термостатом отключается во время определенной комнатной температуре. В этом случае клапан необходим, потому что циркуляция продолжиться в узле.

Сейчас на рынке предлагаются современные смесительные узлы, когда на коллекторе все петли отключаются. Для того чтобы насос не работал в холостом ходу, к коллектору добавляют еще и байпас с перепускным клапаном. Еще используют коммутатор питания, который выключает насос во время того, когда все петли на коллекторе закрыты. Отсутствие должных элементов, может спровоцировать короткозамкнутый узел.

Это все случаи, когда обратные клапаны не нужны. В большинстве других условий использование обратных клапанов не требуется. Используют клапаны только в паре случаев:

• Когда три узла параллельного соединения и в одном из них отсутствует работа.
• При установке современных коллекторов.

Случаев, когда используют обратные клапаны очень редко, поэтому сейчас их постепенно убирают с использования.

Особенности установки

Во время установки обратных клапанов в отоплении, необходимо следовать несколькими правилами:

• Установка клапана происходит по направлению теплоносителя. Чтобы избежать проблем с монтажом, на корпусе присутствует стрелка направления.
• Чтобы уплотнить клапан используют паронитовые прокладки, только учитывают, чтобы диаметр отверстия не уменьшался.
• Желательно устанавливать перед клапаном сетку для грубой очистки, чтобы мелкие частицы не попадали в механизм и не создавали повреждений.
• Клапан устанавливают так, чтобы другие компоненты не мешали ему при работе. Это позволит избавится от дополнительного давления на клапан.

Термостатический клапан для теплого пола: виды и как выбрать, схемы монтажа

Место и роль смесительных клапанов в отопительной системе «теплые полы»

Основная задача, с которой приходится сталкиваться потребителям, решая вопрос монтажа теплых полов в своем доме, добиться необходимой температуры теплоносителя. Для радиаторов вода, температурой 750С вполне приемлема, чего не скажешь о трубах, которые уложены в толще бетонной стяжки.

Важно! Чрезмерный нагрев бетонной стяжки приводит к ухудшению температурного баланса внутри отапливаемого помещения. Напольное покрытие (в большинстве случаев на древесной основе) при высоких температурах быстро утрачивает свои эстетические и технологические качества, приходя в негодность.

В соответствии с санитарными нормами, нормальная температура нагрева теплых полов не должна превышать 260С. Тогда срединные слои воздушной массы внутри помещения прогреваются до комфортных значений 20-220С. Для того, что бы получить такие температурные параметры, вода, поступающая в петли водяного контура должна быть нагрета до 500С. Чуть менее 50% тепловой энергии нагретой воды уходит на прогрев слоеного пирога теплого пола. С учетом толщины слоя бетона, материала и разновидности напольного покрытия, происходит снижение температуры на поверхности пола.

Добиться существенного снижение температуры котловой воды на входе в отопительные водяные контуры помогает смесительный узел, представляющий собой комплект взаимосвязанных приборов и устройств. Одну из главных ролей в работе смесителя играет клапан термосмесительный, смешивающий воду для теплого пола. Благодаря этому небольшому приборчику осуществляется смешение двух поток воды, холодной и горячей для того, что бы на выходе получился вода необходимой температуры. Клапаны, устанавливаемые в смесительные узлы, бывают двух типов, трехходовые и двухходовые. Каждый из типов кранов выполняет свои, определенные технологическим процессом задачи и функции. Какой прибор лучше использовать для ваших теплых полов? Что стоит за выбором типа смешивающего и регулирующего устройства?

Особенности трехходового клапана

Смешивание потоков жидкости, которое позволяет выполнять термостатический смесительный кран, дает возможность направлять в систему теплого пола потоки со стабильной, нормативно установленной температурой. Производится эта операция автоматически. Для смешивания, происходящего внутри прибора, к горячей воде добавляется уже остывшая жидкость из «обратки».

Описание трехходового клапана

Функционирование происходит в следующей последовательности:

Принцип работы трехходового клапана

• горячая вода поступает к коллектору, входящему в систему теплого пола;
• при проходе термосмесительного клапана происходит определение степени нагрева жидкости;
• если температура воды выше установленной, то открывается проход, куда поступает охлажденная жидкость;
• внутри происходит смешивание двух потоков;
• после достижения нужного значения проход для холодной воды закрывается.

Среди недостатков трехходовых клапанов отмечается возможность появления резких скачков температуры, происходящих во время запуска нагретой воды, что негативно влияет на состояние трубопровода.

Подача и обработка тепла в пол трехходового смесителя

Такой кран, изготавливаемый из латуни, в своей конструкции имеет три хода, обусловливающие применение разных способов смешивания жидкостных потоков, в зависимости от которых выделяются три разновидности трехходовых клапанов.

Габаритные и установочные размеры трехходового клапана

• Клапан с нужной для теплых полов функцией термостата. Такое устройство не только регулирует интенсивность смешиваемых потоков, но и обеспечивает поддержание в системе заданной температуры. Содействует осуществлению данной функции наличие термочувствительного элемента, который, улавливая степень нагрева обоих потоков, входящих в кран, изменяет сечение отверстий.
• Трехходовой термостатический клапан второй разновидности отличается тем, что обеспечивает регулирование интенсивности подачи только горячего потока. В комплектацию входит термоголовка с выносным датчиком.
• Также можно из ассортимента трехходовых моделей подобрать смесительный кран, который автоматически не поддерживает заданную температуру.

Критерии подбора

Подбирая смесительный клапан, целесообразно ориентироваться на несколько показателей.

Площадь помещения. Для маленьких комнат – ванной, туалетной не всегда рекомендуется приобретать более дорогой термосмесительный клапан, так как достаточно поставить привычный вентиль. Большие помещения при обустройстве теплых водяных полов потребуют наличия смесителей, автоматически регулирующих температуру обогревающей жидкости.

Трехходовые клапаны Esbe модели VTA320

Размеры поперечного сечения. Этот показатель обязательно учитывается при подборе термостатического клапана, обеспечивая точное подключение в отопительную систему. Если в ассортименте, предлагаемом в магазине, не нашлось прибора с нужным диаметром, то приобретаются специальные переходники.

Возможность получения автоматического режима функционирования.

Пропускная способность. Этот параметр рассчитывается на этапе проектирования теплого пола. Сообразно полученным величинам подбирается смесительный кран, способный выдержать нужную нагрузку.

Виды и их устройство

В распределительном термостатическом клапане, устанавливающемся на тёплый пол, из обратной трубы производится подмес к нагретой воде остывшей. Этот процесс беспрерывен, пока включён обогрев.

Смесительные клапаны для тёплых полов бывают: двухходовые и трёхходовые. А также, они различаются способом подмеса и направлением потока.

Двухходовой

Двухходовой термостатический клапан — усовершенствованная модель ручного типа. Он бывает гидравлическим, пневмоническим и с электроприводом.

Конструкция простая, но способная эффективно регулировать температурный уровень теплоносителя в автоматическом режиме. Прибор монтируется в отопительной системе, вместо ручного вентиля.

1. Автоматическое снижение температурного уровня жидкости;
2. Простота конструкции и невысокая цена;
3. Несложный монтаж.

Недостатки — возможность установки его на трубопроводах с небольшим размером. Если использовать данный кран при обустройстве обогрева в помещении с большой площадью, то термостат будет функционировать с перебоями. Двухходовой клапан чаще применяется, если тёплые полы выступают дополнительным отоплением.

Устройство клапана — это латунный или бронзовый корпус, с одним или двумя сёдлами. Двухседальный вентиль может полностью перекрывать поступление воды.

Прибор оснащён терморегулирующей головкой со шкалой. Смена расположения головки производится в ручную или автоматически. Ручные модели просты и стоят недорого. Более современные устройства срабатывают автоматически.

Двухходовой клапан функционирует по следующему принципу — теплоноситель из обратной магистрали вновь подаётся в трубы пола, но перед этим, срабатывает устройство открывающее подачу нагретой воды. Два потока смешиваются внутри корпуса до нужного градуса, затем происходит срабатывание термодатчика, и автоматически затвор перекрывает отверстие с горячим теплоносителем.

Затвор состоит из плунжера и седла. Плунжер имеет тарельчатую, игольчатую и стержневую форму. Он расположен перпендикулярно по отношению к движению жидкости.

Трёхходовой клапан

Принцип функционирования трёхходового термостатического клапана для полового отопления — к горячей воде, идущей от котла, подмешивается охлаждённая из обратки.

Вентиль предназначен для греющих систем, которые устанавливаются в больших помещениях. Они обладают теме же плюсами, что и двухходовые краны. Особенно стоит отметить — удобство регулировки температурного показателя воды для тёплых полов.

Но у данного термостатного клапана есть и минус — если срабатывает термостат, то вентиль открывается полностью, тем самым горячий теплоноситель поступает в контуры. А это может вызвать перегрев отопительной системы, и даже разрыв труб. Кроме того, у него ниже пропускная способность, чем у двухходового крана.

Трёхходовые термостатические смесительные клапаны бывают латунные и бронзовые. Они оборудованы термоголовкой или термостатом, могут иметь электропривод или сервопривод. Конструкция — кран, имеющий два входа и выход. Внутри корпуса есть смесительная камера, на ней размещён термостат с регулятором, на котором есть цифровая панель. Подсоединяется термоклапан перед коллектором.

Принцип работы трёхходового термостатического вентиля:

• нагретая вода движется по правому и фронтальному патрубкам — если её градус нагрева отвечает нужным параметрам;
• если температура жидкости повышается или понижается, то в работу вступает термостат, он приводит в движение шток, в результате к горячей воде подмешивается охлажденная;
• после достижения заданной температуры, происходит полное открытие фронтального отверстия.

Следует сказать, что при включении прибора, напряжение потока воды не меняется. Это приводит к равномерному изменению температуры жидкости, подающейся в магистраль.

По методу смешивания

Смесительные краны для тёплого пола, в зависимости от способа подмеса, бывают:

• С функцией термостата — с ним возможно достигать и удерживать нужный градус нагрева у теплоносителя, так как прибор способен регулировать оба потока (нагретый и охлаждённый). Термостат в смесителе реагируя на уровень нагрева жидкости, производит открывание или закрывание отверстия, через которые подаётся нагретый или остывший теплоноситель. Кроме того, механизм устроен так, что при отсутствии холодной воды, автоматика перекрывает поступление горячей.

• Термостатические — устройство оснащено чувствительной термоголовкой, имеющей выносной термодатчик, он размещается в каждой магистрали. Работы клапана заключается в определении температуры воды, и подачи команды исполнительному механизму.

Альтернативные варианты

Если площадь помещения не превышает 10 м2, то корректировку температуры можно осуществлять простыми вентилями. Понадобится всего два устройства – на подачу и на обратку. Если нужно повысить температуру, достаточно открутить вентиль сильнее, и наоборот, прикрутив кран, можно добиться снижения температуры теплоносителя. Правда, в отличие от термостатического трехходового смесительного клапана для теплого пола, вентиль нужно перекрывать вручную. Да и точные данные получить достаточно сложно – все определяется лишь опытным путем.

Термостатический клапан можно купить не только трехходовой, но и двухходовой. Такое устройство устанавливают в дополнение к обычному вентилю с одной из сторон. В таком случае, не будет необходимости в ручном регулировании – оно будет осуществляться автоматически.

В тех случаях, когда потребуется покрыть теплыми полами большую площадь, понадобится узел подмеса. Он представляет собой комплект из термостатического клапана, циркуляционного насоса, коллектора подающего и обратного потока.

Факторы выбора смесительного приспособления для теплого пола

Перед тем, как начать установку трехходового клапана на теплый пол или любого другого устройства, необходимо учесть ряд факторов. В частности, большое значение имеет отапливаемая площадь.

Наименее затратными с экономической точки зрения будут стандартные вентили, однако они используются только для маленьких помещений. В то же время, для оборудования небольшой комнаты, ванной или туалета например, совсем не нужно тратить большие деньги на узел подмеса. Несколько дороже будет установка трехходовых клапанов, однако они позволят автоматически регулировать температуру.

Безусловно, несколько дороже будут стоить устройства со встроенными терморегуляторами. Хотя различие между двухходовыми и трехходовыми клапанами будет не слишком большим. Намного дороже будет стоить узел подмеса.

Как вариант, если цена узла подмеса для большой комнаты кажется неподъемной, можно собрать его самостоятельно, если у вас есть необходимый опыт и багаж технических знаний. При желании, можно найти множество схем установки регуляторов для теплых полов, которые несложно выполнить самостоятельно. В любом случае, самостоятельная компоновка узла из отдельных элементов позволит существенно сэкономить.

Схема подключения трехходового клапана

В зависимости от направления потоков, термостатический клапан представлен двумя моделями.

• Т-образная или симметричная схема. При таком подключении вода – горячая и холодная входит через боковые отверстия, а после смешивания жидкость вытекает через центральный ход.
• L-образная или асимметричная схема. В таком случае горячая вода поступает с одного бока, а холодная – снизу. Впоследствии смешанный поток выходит из второго бокового хода.

Схема подключения трехходового смесительного клапана

Устанавливается смесительный кран, оборудованный терморегулятором, если требуется обеспечить стабильную температуру теплоносителя.

Рассматривая смесительный узел, можно выделить в нем следующие составные части:

• клапан обратный;
• датчик температурный;
• насос циркуляционный;
• смесительный трехходовой клапан.

Схема смесительного узла для теплого пола

Схема подключения включает циркуляционный насос, монтируемый на подачу. Затем устанавливается температурный датчик, необходимый для определения степени нагрева поступающей воды. После этого идет термостатический клапан. На «обратку» монтируется обратный клапан с выходом, который присоединяется к трубе с циркулирующей охлажденной жидкостью, направляемой к смесительному клапану.

При подобной схеме подключения теплоноситель движется по следующему маршруту.

Последовательный тип подключения

• Закачивание горячей воды при помощи циркуляционного насоса в систему оборудуемого теплого пола. Температура теплоносителя может достигать 80°С.
• Смешивание с холодной водой при прохождении трехходового клапана. В результате достигается нужная температура.
• Распределение теплоносителя по трубам теплого пола.
• Возвращение остывшей воды в «обратку», откуда она забирается в трехходовой клапан для последующего смешивания с горячей жидкостью.

При подобном подключении регулирование степени нагрева поступающей в водяной контур воды осуществляет температурный датчик. Есть и другие способы управления. Самый неэффективный – это ручной метод, когда требуется изменять поступление потоков поворотом рукоятки. Есть вариант управления при помощи сервопривода, команды на который поступают от контроллера сообразно сигналам, поступающим от датчиков.

Схема узлов на основе трехходового смесительного и термостатического клапанов для теплых полов

Термостатический кран при оборудовании водяного теплого пола играет важную роль. Не допуская перегревания поступающего в трубы теплоносителя, он позволяет экономить топливо. Кроме этого, обеспечивается безопасность при эксплуатации достаточно сложной системы обогрева и продляется срок безаварийной службы.

Изменение рабочих режимов теплого пола

Терморегулятор – эффективное решение для отслеживания температуры воды в греющем контуре. Этот способ недорог и доступен практически каждому владельцу. Котел нагревает воду до 90 градусов, а в полы должна поступать вода с температурой в два раза ниже.

Нужного градуса можно достигнуть благодаря термостатической головке:

• Подача горячей воды кратковременно – вода заполняет трубопровод, подача заканчивается до момента ее остывания до приемлемой температуры;
• Постоянная подача воды с подмешиванием прохладного теплоносителя из возвратной трубы.

Периодическая кратковременная подача

При кратковременной подаче воды система работает на небольшом пространстве – ванная, керамический пол в туалете, душевая и другие места. В месте подачи работает клапан с двумя ходами, датчиком пола выносного типа и термоголовкой.

Как только контур заполняется теплоносителем, срабатывает датчик, поток перекрывается клапаном. Через некоторое время стяжка остынет, клапан вновь откроется и систему заполнит горячая вода. Эта схема экономична и может заменить блок смесителя.

Для теплых полов разработаны специальные термоголовки из RTL-серии, без выносного датчика. Их устанавливают на обратку для поддержания заданной температуры воды без зависимости от прогрева полов. Устанавливая эту модель терморегулятора, автоматика меняет пороговые значения тепла (не более 40 градусов тепла).

Особенность монтажа – установка в исключительно горизонтальном положении. Специалисты из г. Москва не рекомендуют ставить значения воды в полах ниже, чем градус тепла в комнате.

Периодические кратковременные впрыски воды в контур позволяют сохранить стабильное движение по контуру теплоносителя без перегрева системы.

Постоянная подача теплоносителя

Постоянная подача воды требует монтажа трехходового клапана в систему, дополненного датчиком пола и термоголовкой. С использованием тройника делают подводку от обратки к третьему ходу смесительного агрегата. Выход на прямую подачу воды должен быть всегда открыт, поэтому клапан должен быть установлен профессионально и правильно.

Специалисты рекомендуют ставить термоголовку на трехходовой клапан с использованием буксы запирающего типа. Когда датчик нагревается, смещается шток клапана и внутри образуется просвет. В этот просвет поступает прохладная вода из возвратной линии.

Такая последовательность работ позволяет теплоносителю стабильно поступать в контур, при этом температура остается в допустимых пределах. Из-за непрерывности потока напольное покрытие быстро нагревается до 28 градусов тепла и остается комфортным для владельца, а контур не перегревается.

Трубы и стяжка прослужат дольше из-за отсутствия чрезмерно высоких температур. Подмес холодного теплоносителя важен для обогрева больших помещений, где нужна комфортная температура.

Советы по выбору

Подбор модели терморегулятора для водяного пола зависит от нескольких обстоятельств: объема здания, подключения котла, обшивки пола, климата окружающей среды, доступности добавочных или главных отопительных систем.

Критерии покупки:

• Цена. Самыми выгодными разновидностями являются изделия механического типа. Они лучше в работоспособности, их практически невозможно вывести из строя по неаккуратности. Подойдут такие терморегуляторы тем, у кого есть дети.
• Многофункциональность. Электронные изделия отлично контролируют тепло в комнатах.
• Программируемость. Данный критерий позволяет обеспечить в каждой комнате дома максимально комфортные условия.

Механический терморегулятор: принцип работы

Если воздушное пространство в комнате нагревается до требуемого уровня, рабочая сфера в сильфоне под влиянием тепла расширяется, отчего заставляет гидроцилиндр выпрямляться. Шток, объединенный с сильфоном, устремляется вперед, оказывая давление в гидроклапан, вплотную придавливая его к пропускному отверстию. При этом подача теплоносителя в батарее (отопления) останавливается.

Уже после того, как оставшийся в батарее отопления носитель охладился, смесь (либо газ) в термоэлементе сдавливается, вызывая снижение его стенок, что приводит к открытию клапана. Нагретый теплоноситель поступает в систему, затем ход действий начинается сначала.

Электронные терморегуляторы

Существует незначительный числовой дисплей и ряд клавиш. На дисплее отображаются текущие характеристики системы, либо выставляемые. Клавиши (зачастую со стрелками «вверх» и «вниз») предназначаются с целью изменения температуры. Программируемые регуляторы температуры дают возможность сохранять стабильную температуру пола, можно автоматически менять ее в конктерные дни недели, либо время суток.

Имеются модификации, которые наравне со стационарным блоком управления на стене имеют портативный пульт управления. Определенные модели дают возможность распоряжаться работой посредством персонального компьютера, либо планшета, что довольно удобно. Данные приборы могут осуществлять контроль нагреванием пола.

Водный утепленный пол — лучший ресурс тепла, с его помощью в атмосферу жилища вносится удобство и комфорт.

Заключение

Подключаются оба типа смесительных термостатических клапана по-разному. Для двухходового крана характерной является параллельная схема подключения. Для трехходового вентиля используется последовательное подключение.

Первый тип, двухходовой клапан в основном используется для работы с одним или с двумя водяными отопительными контурами. Для этого варианта и используется параллельное подключение.

Трехходовой тип устройства рассчитан на работу с длинными водяными контурами. При последовательном подключении вентиля достигается максимальная производительность теплых полов. Оба устройства монтируются в систему перед смесительным узлом, перед циркуляционным насосом. Надежность работы кранов проверяется во время пробного пуска системы отопления. Правильный монтаж и настройка приборов позволят вашим полам работать длительное время и максимально эффективно.