Нужен ли термостатический клапан в смесительном узле

На заметку: Недостатком подобного прибора являются ограничения использования. Такой тип вентилей рассчитан на работу теплых полов небольшой площади. Обычно двухходовой клапан ставится на водяные отопительные контуры небольшой длины (для ванной комнаты, в детской).

Термосмесительный клапан для тёплого пола

На сегодняшний день среди используемых систем отопления жилых помещений значительное место отводиться теплым полам. По сложности конструкции и способу монтажа теплый пол трудно назвать легким и доступным вариантом обогрева. Другое дело эффективность. Использование для отопления подогрев полов обеспечивает в жилых помещения максимально комфортный температурный баланс. Сравнивая работу водяных полов с традиционным радиаторным отоплением, первые значительно выигрывают, как в плане эффективности, так и в эстетическом плане. Единственное препятствие, которое не позволяет более широко использовать греющие водяные трубы для подогрева пола – это существенная разница температур теплоносителя.

Автономный котел или центральная система отопления дают воду для обогрева с температурой 75-95 0 С. Теплый пол является низкотемпературной системой, оптимальная температура воды в отопительных трубах водяного контура составляет 35-55 0 С. Как в такой ситуации получить воду для теплого пола нужной температуры? С этой задачей успешно справляется смесительный клапан для теплого пола. Устройство осуществляет смешивание горячей и холодной воды, циркулирующей в системе, т.е. подготовку теплоносителя для последующей подачи в трубопровод вашего пола. Какие бывают смесительные клапаны и какова их работа, рассмотрим все существующие модели и варианты установки.

Общий принцип работы термостатического смесительного клапана заключается в том, что термочувствительный элемент под воздействием тепла увеличивается в объеме, и перемещает подвижный шток, на котором установлен запирающий клапан.

Технические характеристики:

Страна Италия Производитель Emmeti Модель 28130056 Категория регулирующая арматура Тип зональный трехходовой смесительный клапан в комплекте Область применения система напольного отопления Функции контроль температуры теплого пола Управление ручное / автоматическое Автоматическое регулирование посредством термоголовки и погружного датчика Присоединительный размер G 3/4″ Тип присоединения резьба цилиндрическая H «папа» латунная Габариты (ГхВхШ) 40х100х100 мм Вес 380 г Kvs (пропускная способность) 2,5 куб.м/ч Максимальная рабочая температура клапана 120 оС Диапазон настройки температуры клапана 20-70 оС Максимальное рабочее давление клапана 16 бар Максимальный перепад давления 0,7 бар Утечка менее 0,02% пропускной способности Длина капилляра 2 м Ход штока 2,5 мм Термоголовка да Диапазон регулирования термоголовки 20-70 оС Термостатический датчик жидкостного расширения Максимальное давление термоголовки 10 бар Защитный терморегулятор да Погружной датчик да Обратный клапан нет Фильтры механической очистки нет Материал корпуса латунь Материал шпинделя латунь с химическим никелированием Материал пружины нержавеющая сталь Материал уплотнений EPDM Среда вода и гликолевая смесь (30%) Гарантия 12 месяцев

О назначении каждой из 3 разновидностей можно судить по названию. Первый тип клапана смешивает два потока теплоносителя с различной температурой, второй – разделяет, третий занимается переключением воды между 2 линиями. Распознать их внешне нетрудно, обычно принцип работы изображен на корпусе в виде рисунка. Вот как выглядит трехходовой смесительный клапан:

Устройство и принцип работы

Чтобы разобраться, из чего состоит и как работает термосмесительный трехходовой кран самого распространенного седельного типа, следует изучить представленную ниже схему. Внутри латунного корпуса с тремя патрубками методом литья устроены 3 камеры, проходы между которыми перекрываются тарельчатыми клапанами. Они закреплены на одной оси – штоке, выходящем из корпуса с четвертой стороны.

В смесительном 3-ходовом кране выходной патрубок (откуда идет смешанная вода) всегда открыт, остальные 2 штуцера поочередно закрываются термоголовкойПринцип действия следующий: при нажатии на шток начнет открываться проход для одного потока и постепенно закрываться для другого, в результате чего в камере смешивания клапана получится вода необходимой температуры. Она покидает латунный корпус элемента через третий патрубок. Регулировка силы нажатия на шток осуществляется термоголовкой с выносным датчиком температуры, установленным в соответствии со схемой.Весь процесс стоит разъяснить подробнее:

1. Представьте, что со стороны горячей воды поступает недостаточно прогретый теплоноситель. Тогда механизм пропускает его дальше, а третий патрубок закрыт. Выносной датчик наполнен термочувствительной жидкостью и посредством капиллярной трубки соединен с резервуаром (сильфоном) внутри термоголовки.
2. При нагреве датчика эта жидкость расширяется, ее объем в трубке и сильфоне увеличивается, в результате последний начинает нажимать на шток трехходового клапана. Момент нажатия определяется регулировкой на шкале термостатической головки, настроенной на требуемую температуру.
3. После этого к потоку разогретой воды подмешивается холодная из третьего патрубка и температура воды на выходе из термоклапана остается неизменной, хотя нагрев теплоносителя на входе продолжается.
4. Если входящая вода продолжает нагреваться сверх нормы, то для сохранения установленной температуры на выходе термостатический клапан может полностью перекрыть вход и открыть боковой проток. При этом шток опускается в крайнее нижнее положение.
5. Как только датчик отметит остывание теплоносителя, головка слегка отпустит шток, откроется седло клапана с горячей стороны и начнется подмешивание нагретой воды.

Способ регулировки трехходового крана термостатической головкой с датчиком – самый популярный, поскольку является достаточно точным и простым, причем не требующим электричества.

Если вести речь о разделительном клапане, принцип его работы практически такой же, только при нажатии на шток один поток начинает делиться на два. А вот в переключающем элементе направление движения меняет электропривод, о чем подробно рассказано на видео:

В зависимости от решаемых задач смесительный узел коллектора можно обустраивать разными способами. Его всегда монтируют до контура отопительной конструкции, но само место монтажа точно не указывается. Например, узел можно сделать в комнате, где находится теплый пол, либо в котельном помещении.

Порядок настройки смесительного узла

Когда выполнена работа в соответствии со схемой подключения смесительного узла для теплого пола, его функционирование требует регулировки. Процесс установки узлов несложен, потребуется только состыковать трубы.Что касается настройки, то эта работа выполняется в определенной последовательности.Этап 1. Сервопривод (термоголовку) снимают, чтобы он не оказывал влияние на узел при настройке.Этап 2. Пропускной клапан выставляют на максимум, равный 0,6 бар. Если при выполнении настройки случайно сработает устройство, результат не получится корректным. По этой причине его следует поставить в положение, при котором это не может произойти.Этап 3. Далее определяютcя с установкой балансировочного клапана. Под цифрой 1 обозначен радиаторный контур, 2 – контур системы пола с обогревом.Для этого пользуются формулой:t₁ – температура рабочей среды в подающем трубопроводе высокотемпературного контура;t₂ подачи – температура носителя тепла в трубе подачи напольного контура;t_2обр – температура воды в обратке контура пола с обогревом.Kυ_т – коэффициент, равный 0,9.Если, например, t₁ = 95 °, t_{2 подачи} = 45 ° и t_2обр = 35 ° подставить в формулу, тогда Kυ_б получится равным 4,05.Это значение нужно выставить на устройстве балансировки.

Этап 4. Далее настраивают насосное оборудование. Для этого потребуется узнать расход воды в системе нагрева пола вместе с коллектором и величину потери давления в контуре за узлом подмеса.Расход носителя тепла в напольном контуре узнают, воспользовавшись несложной формулой:G₂ – расход теплоносителя во вторичном контуре обогрева пола;Q – сумма тепловой мощности устройств, которые подключены после узла подмеса;c – теплоемкость теплоносителя, в случае с водой c = 4,2 кДж.Если подставить цифровые значения в формулу, тогда G₂ = 857 кг/час или 0,86 м³/час.Чтобы узнать потери давления в контуре пола с обогревом, делают гидравлический расчет. Скорость насоса определяют по специальным графикам. Прежде отмечают точку, соответствующую расходу и напору насоса. Находящаяся выше полученной точки кривая отражает скорость насосного оборудования.Так полученная величина расхода 0,86 м³/час, а напор насоса -4,05 мв.ст. Потерю давления в контурах после узла вычисляют с запасом 1 мв.ст., итого ΔPн = ΔPс + 1 = 4,05 +1 мв.ст.Когда при настройке смесителя для теплых полов своими руками не получилось рассчитать насос, данный этап пропускают. В этом случае насосное оборудование выставляют на минимум. Если потом в процессе балансировки отопительной системы станет ясно, что скорости не хватает, то насос выставляют на больший параметр.Этап 5. Начинают балансировку линий теплоснабжения пола. Прежде всего, закрывают на радиаторном контуре кран балансировочно-запорного типа. Далее откидывают с клапана крышку и поворачивают его, двигаясь по часовой стрелке до упора, задействуя шестигранный ключ.Ответвления контура регулируют, используя балансировочные клапаны. Когда после узла подмеса имеется только одна линия, то этот процесс не требуется.Балансировку выполняют следующим образом:

1. Открывают регуляторы на максимум.
2. На ответвлении, где отклонение расхода самое большое (отличие фактического показателя от проектного), клапан закрывают до нужной величины.
3. Аналогично регулируют и остальные ветки системы.
4. Если расход после балансировки ответвлений собьется, его еще необходимо откорректировать.
5. В случае, когда даже при открытых клапанах выставить расход не получилось, насосное оборудование следует переключить на большую скорость.

Этап 6. Увязывают узел подмеса для пола с остальными отопительными приборами. С этой целью на радиаторном контуре открывают клапан балансировочно-запорного типа, который ранее был закрыт, до положения, способного обеспечить необходимый расход теплоносителя.Когда настраивается узел подмеса для теплого пола своими руками, этот показатель можно контролировать при помощи расходомеров или в обратном трубопроводе.Расход теплоносителя в радиаторном контуре вычисляют по формуле:Все цифровые значения известны, если их подставить в формулу, тогда G₁ = 142 кг/час или 0, 14 м³/час.Этап 7. Приступают к настройке перепускного клапана. Выставляют на нем величину давления, которая должна быть на 5 – 10% меньше максимального давления насосного оборудования при заданной скорости. Это значение узнают из инструкции к насосу. Перепускной клапан насосного оборудования открывают только тогда, когда оно работает на нагнетание давления притом, что расход воды отсутствует. На этом устройстве устанавливают давление 0,54 – 5% = 0,51 бар.Этап 8. Проверяют правильность функционирования смесительного узла. Подтверждением равномерности прогрева ответвлений теплого пола и правильности соотношения температурного режима в контурах является выполнение нижеприведенного равенства:при этом индексом «р» обозначены расчетные величины, а индексом «ф» — фактические.В том случае, когда равенство не выполнено, тогда на ¼ оборота закрывают балансировочно-запорный клапан, находящийся на радиаторном контуре, после чего повторно снимают показания и выполняют расчеты.Если равенство соблюдается, считается, что смесительный узел эксплуатируется корректно. После этого возвращают на место сервопривод, на все элементы, где нужно, помещают защитные колпачки и затягивают винт на балансировочном устройстве.Отопительный узел подмеса помещают в коллекторный шкаф, который обычно находится в помещении, где обустроен пол с обогревом. Также его можно расположить рядом с нагревательным котлом, если позволяет расстояние. Элементы смесительного узла можно смонтировать своими руками.Нужно знать, что огромным минусом обустройства конструкции теплого пола без узла подмеса и коллектора заключается в том, что тогда нужно минимизировать теплопотери воды при передвижении ее от нагревателя к контуру, для чего потребуется выполнить ряд мероприятий по утеплению здания и его элементов.