Проверка и снятие трехходового клапана в котлах отопления

Установка клапана своими руками

В установке трехходового термосмесительного клапана своими руками надо учитывать схему вашего котла и теплообеспечения в доме. Четко выполнять все инструкции и пункты подключения. Также внимательно ознакомиться со схемой основных узлов. К узлам относятся все агрегаты, которые устанавливаются около нашего котла для телообеспечения дома.

1. Устанавливаем насос на обратке. Если он будет стоять на подаче из котла, то быстро испортится.
2. Необходимо подключение , который также можно сделать своими руками, он предохранит весь узел подключения воды от перегрева.
3. В системе естественной циркуляции теплоносителя труба подачи холодной воды подключается к входному патрубку котла (обычно внизу). Труба горячей воды – к котлу сверху (как показано на схеме). Надо учесть, что труба горячего теплоносителя должна быть сделана из хорошей стали, меди, чугуна или бисплава, так как температура воды может нагреваться до 100-105 градусов Цельсия.
4. Подключение расширительного бака (или на обратке, или на выходе – роли не играет, см. по схеме) служит своеобразным предохранителем и буфером в нашем узле.
5. Подключение к предохранительной группе безопасности: к манометру, показывающему давление в котле; к аварийному клапану сброса давления; автоматическому предохранительному воздухоотводчику. Эти предохранительные приборы ставятся на выходе из котла, чтобы контролировать нагретый теплоноситель (см. схему).
6. Установка и подключение по схеме теплового аккумулятора.
7. После него – подключение трехходового смесительного клапана строго в соответствии со схемой, именно он будет перемешивать горячую воду из теплоаккумулятора с холодной из обратки.

Если вы через поиск добрались до этой статьи, то наверняка уже что-то слышали о смесительной трубопроводной арматуре, применяющейся в системах отопления частных домов и квартир. Так что без долгих предисловий предлагаем обсудить 3 вопроса: как работает термостатический трехходовой клапан, где его нужно устанавливать и как правильно подобрать, чтобы не тратить лишних денег.

Задача любого 3-ходового вентиля – подать в магистраль воду требуемой температуры путем смешивания либо разделения 2 потоков. Соответственно, элемент оснащен тремя выходами, один из которых всегда открыт, а два других полностью или частично перекрываются в процессе работы. Отсюда и название крана – трехходовой (иногда еще говорят «трехходовый», что не есть правильно).

По способу приготовления теплоносителя нужной температуры термостатические клапаны делятся на 2 группы, изображенные на фото:

1. Смесительные. В них подается 2 потока воды – горячий и охлажденный (входы обозначают буквами «А» и «В»), а из третьего патрубка (маркировка «АВ») идет смесь установленной температуры. На латунном корпусе стоит метка в виде сходящейся с двух направлений стрелочки.
2. Разделительные или распределительные. Поступающий теплоноситель делится на 2 потока регулируемой величины. Маркировка на корпусе – 2 расходящиеся стрелки либо буквы «А», «В» на выходных патрубках и «АВ» на входе.

По принципу действия трехходовые краны тоже делятся на два типа – седельные и шаровые. Устройство первых похоже на обычные водопроводные вентили, только вместо резьбового штока используется нажимной. На нем закреплена тарелка, движущаяся между двумя седлами и перекрывающая 2 прохода поочередно. Нажатие на шток осуществляется тремя способами:

• встроенным термоэлементом
• термоголовкой с выносным температурным датчиком
• сервоприводом.

Шаровые термосмесительные клапаны работают по принципу таких же кранов, только с тремя выходами. Управляются вручную или от электропривода, вращающего шток по команде автоматики. Элементы являются полнопроходными и отличаются высокой пропускной способностью, а значит, меньшим гидравлическим сопротивлением. Недостаток – зависимость от напряжения в электросети и необходимость установки блока бесперебойного питания (ИБП).

Устройство и принцип действия трехходового клапана в системе отопления

Чтобы вам было проще понять принцип действия, предлагаю рассмотреть эту схему:

Конструкция трехходового клапана в разрезе.

Когда нужно добиться определённой температуры, шток поднимается, открывая проток. Это напоминает принцип действия перекрывных кранов. А сам механизм называется седельным. Вместо штока иногда используют шар или вращающийся сектор. Точно так же, как в обычных шаровых кранах. Этот механизм называется поворотным. На схеме их можно изобразить следующим образом:

О том, что именно управляет штоком или шаром, я расскажу чуть позже. Пока давайте разберём каждый вид. Начнём со смесительных клапанов:

Как видите, слева входит горячая вода, а снизу холодная. Шток при необходимости поднимается, позволяя смешивать два потока.

А так выглядит работа разделительного клапана. Здесь наоборот справа заходит горячая вода, а выходить может влево или вниз. Если температура нормальная, шток поднимается. Если требуется более высокая температура, шток опускается, отправляя горячую воду вниз. То есть в обратку.

Из инструкции к клапану типа VMR от Mut International.

Обычно термосмесительные и разделительные клапаны полностью не перекрываются. А вот переключающие, как вы можете увидеть, закрывают один из патрубков, а другой открывают. При этом смешивания или разделения не происходит.

Типичный трехходовой клапан в разрезе.

Принципиальная конструкция

Было реализовано несколько конструкций трёхходовых клапанов, которые, тем не менее, не влияют на выполнение устройством своих основных функций.

Трёхходовой седельный клапан

Основным элементом устройства является подвижный шток, имеющий значительный запас хода. На штоке установлен затвор, перекрывающий один из двух патрубков. Если шток пребывает в крайнем верхнем или нижнем положении. Независимо от положения затвора интенсивность подачи теплоносителя из основного патрубка «АВ» не снижается.

Конструкция применяется как для смешивания, так и для разделения потоков. В зависимости от типа теплоносителя или другой разновидности рабочей среды может изменяться конфигурация затворов, свобода хода штока, форма седел и т.п. Для таких моделей характерно использование электроприводов для дистанционного автоматического управления.

Поворотный трёхходовой клапан

Устройство имеет радиально вращающийся шток. Угол поворота составляет строго 90° и перекрывает только два патрубка. В крайнем левом или правом положении один из патрубков перекрывается полностью. В диапазоне между этими двумя позициями осуществляется подача и смешивание теплоносителя. В качестве устройства автоматического управления могут использоваться ротационные приводы.

Критерии выбора

Подбор трехходового смесительного клапана выполняется с учетом ряда важнейших параметров, связанных и с работой регулирующей арматуры, и с функционированием самого твердотопливного котла.

На выбор влияют такие параметры:

• материал изготовления;
• потребление теплоносителя;
• модификация привода;
• применяемая схема обвязки;
• рабочие характеристики.

Виды трехходовых смесительных клапанов

Материал изготовления

Материал, из которого изготовлен клапан, в значительной степени влияет на его технические и эксплуатационные характеристики.

Какой материал предпочесть? Лучше, если устройство изготовлено из меди или чугуна. Но следует учесть, что медные клапаны достаточно дорогие.

Расход и температура

Проектную температуру теплоносителя и его расход можно проверить в документации на отопительные системы. Если проекта нет, эти параметры обратного трубопровода берутся из техпаспорта на котел. Температура обычно составляет 45-50° С.

Расход теплоносителя требуется для выбора устройства по его пропускной способности — объеме жидкости, который способен пропустить термосмесительный клапан за определенное время.

Тип привода и схема обвязки

Тип привода нужно подбирать с учетом того, чтобы ему соответствовала конкретная схема, в соответствии с которой устраивается обвязка.

Обвязка по упрощенной схеме работает следующим образом. Трехходовой термостатический смесительный клапан подает жидкость с третьего патрубка на первый. Теплоноситель начинает нагреваться после прогрева воды в котле. При доведении теплоносителя до требуемой температуры, из второго патрубка проходит поток не нагретой воды, выполняется обмен: холодная вода из бака с тепловым аккумулятором удаляется, а нагретая — поступает.

Наглядная схема подключения клапана

Обвязка усложняется установкой на кране контроллера. Для реализации такой схемы требуются двухконтурные и двухприводные смесители. Один из контуров ставится в непосредственной близости от источника тепла и является термостатическим. Управление вторым приводом (электрическим) осуществляется посредством контроллера, подающим сигналы с датчика. Термостатический клапан при этом поддерживает нужную температуру теплоносителя. Обвязка с электроприводом может быть реализована и в первичном контуре, если под общим контроллером в котельной функционируют более двух нагревательных установок.

Рабочие параметры

Еще одним важнейшим критерием выбора трехходового клапана являются пределы выставляемых температур. Это касается устройств с термостатическим приводом, применяющихся как в обвязках котлов, так и в системах горячего водоснабжения, полах с водяным подогревом. Обычно максимальная температура составляет 90°С, но до такого значения ее не доводят даже при самых экстремальных отрицательных температурах.

На температурный диапазон при покупке необходимо обязательно обращать внимание. В зависимости от назначения, выпускаются краны с различными диапазонами регулировки температур, к примеру, 20-43° С или 35-60°С

В приведенном примере для твердотопливных котлов лучше подойдет второй вариант.

Рабочие параметры смесительного клапана

Большую роль играют наружные и внутренние диаметры присоединения к системе. Для работающих на твердом топливе котлов значение этих показателей напрямую зависит от пропускной способности клапана и составляет 20-40 мм. Если требуемый диаметр устройства найти не получается, то можно приобрести подходящий переходник.

Желательно выбирать клапан, к которому возможно подключить сервопривод, что позволит ему работать в авторежиме — такая функция хорошо зарекомендовала себя при устройстве водяного теплого пола.

Способы управления трехходовыми клапанами

Трехходовой клапан с термостатической головкой

Трехходовые клапаны по способу управления бывают:

• автономными;
• ручными;
• термостатическими;
• с электроприводом.

Если возможность управления отсутствует, термоклапан относится к автономному типу. Он настроен заводом-изготовителем на определенную температуру теплоносителя, т.е. температура в системе будет постоянной всегда. Главными преимуществами таких устройств является низкая стоимость и возможность поддержания одной и той же температуры. Но изменить предустановленные настройки нельзя, поэтому характеристики клапана должны соответствовать требованиям системы, подбирать его придется более тщательно.

Трехходовой клапан с ручным управлением оснащен устройством ручной регулировки, в роли которого выступают панель управления, поворотная ручка или вентиль. Контроль регулировки выполняется с помощью специальных отметок – шкалы.  По сравнению с автономным регулятором, трехходовой термоклапан ручного управления более функционален: он позволяет изменять температурный режим в зависимости от конкретных нужд и будет поддерживать температуру на заданном уровне. Однако реагировать изменением температуры теплоносителя на трансформацию окружающих условий этот клапан «не умеет».

Клапан с электрическим приводом

Конструкцией изделия с терморегулятором предусмотрен термостат. Газовая или жидкая среда, находящаяся внутри него, реагирует на изменение температуры теплоносителя. Когда он нагревается до предустановленной температуры, патрубок с горячим теплоносителем перекрывается. По типу питания эта разновидность клапанов может быть механической и электронной. Механические работают автономно, а электронные требуют наличия электросети или периодической замены батареек. Хотя это неудобство полностью компенсируется преимуществами.

Самые продвинутые модели – термоклапаны с электроприводом. Чтобы их работа была постоянной, необходимо установить блок бесперебойного питания. Поток холодного или горячего теплоносителя регулируется с помощью контроллера, который регистрирует отклонения температуры от заданных значений, и сервопривода. Выходы не перекрываются полностью, но объем теплоносителя изменяется. Благодаря работе автоматики отопительный контур всегда равномерно прогрет, а температура теплоносителя всегда точно соответствует заданной. Возможность изменения режима также присутствует, но нужно быть готовым к высокому расходу ресурсов: теплоносителя и электроэнергии. Заплатить больше придется за сам термоклапан. Полностью автоматическое устройство стоит дороже.

Основные неисправности и способы ремонта

Потеря функциональности ГК ведёт к остановке всего котельного оборудования отопительного оборудования, либо частичной, когда невозможно настроить нужный уровень нагрева в комнате, в связи с частичным открытием мембраны.

Иногда случаются ситуации, которые, наоборот приводят к непрерывной подачи топлива на горелочное устройство, когда газовоздушный вентиль постоянно открыт.

Все вышеназванные сбои обязаны быть немедленно устранены, поскольку могут создать аварийную ситуацию в доме. Если пользователь не знает, что делать с неисправным клапаном, нужно немедленно перекрыть входной газовый вентиль, тщательно провентилировать помещение и вызвать представителей горгаза.

Проверка электрических компонентов

Произвести тестирование на функциональность электромагнитного ГК отсекателя позволительно без применения демонтажа. Для выполнения проверки прямо на котле, нужно отключить подачу газа, закрутив вентиль на газопроводе.

Наряду с этим котлоагрегат может оставаться подключенным к электросети. На регуляторе подачи топлива в горелку, имеется электронный узел — микропереключатель, который при включении нагревателя подаёт питание на основные технологичные компоненты.

Микропереключатель

Зоны подачи напряжение микропереключателем:

• устройство системы зажигания;
• тепловентилятор;
• электромагнитная катушка.

В том случае, когда в принудительном порядке, например, отвёрткой, подействовать на пластинку-гидротолкатель микропереключателя, в систему автоматики котла поступит питание.

В итоге активизируется деятельность последующих элементов, например, у газового клапана для котла Baxi:

• вентилятора;
• пьезорозжига;
• электромагнитного клапана-отсекателя.

Проверяющий услышит звук включенного вентилятора, щёлкающий звук пьезорозжига и, отличительный щелчок штока клапана. Подобное положение устройства показывает работоспособность элементов, во всяком случае, по электрической части.

Проверка катушки электромагнита и ее ремонт

Практика эксплуатации газового оборудования котлоагрегатов указывает, что неисправность катушки электромагнита — не всегда происходит из-за обрыва проводника намотки.

Частыми бывают эпизоды межвиткового замыкания, что аналогично ведет к потере функциональности узла защиты. В связи, с чем потребуется диагностировать состояние электромагнитного клапана отопительного котла.

Проверку работоспособности катушки индуктивности выполняют с применением тестера на разрыв либо межвитковое замыкание. Замер катушки индуктивности производится обычно в порядке замера сопротивления — присоединением щупов на ее контакты. Когда узел никак не отвечает на подключение, по всей видимости — имеется обрыв электроцепи.

Катушка клапана

В том случае, когда диагностированный параметр сопротивления различается с указанным в документации, скорее всего, имеет место межвитковое замыкание. И в том и в ином варианте катушку необходимо поменять.

Газовый клапан очень ответственное оборудование, выполняя его ремонт или обслуживание, необходимо придерживаться следующих рекомендаций.

Необходимо избегать ударов, падений, толчков по устройству и сохранить технический ярлык, наклеенный на клапан. Данные, указанные на нем весьма важны для будущего ремонта.

Принцип работы и типы приводов клапана

Конструктивно клапаны трехходовые являются своеобразным объединением пары действующих пошагово двухходовых клапанов. Основное различие заключается в том, что клапан трехходовой не прекращает течение воды, а позволяет выполнять регулирование интенсивности подачи потока с целью достижения требующихся температурных показателей.

Исходя из различий внутренней конструкции, трехходовые приборы разделяются на два вида:

• с системой регулирования «шток-седло»;
• с системой «шарик-гнездо».

Клапаны вида «шток-седло» являются смесительными устройствами, расположение штока регулируется его переводом вверх или вниз. Управление перемещением штока обычно осуществляется электромеханическим приводом, что позволяет добиться максимальной автоматизации работы и регулирования системы.

Принцип работы трехходового клапана

Устройства типа «шарик-гнездо» используются в качестве разделительных клапанов, расположение шарика меняется посредством его вращения. Конструкции такой модификации, по сути, считаются запорной арматурой, но в применяющихся в быту отопительных системах краны могут выполнять функцию устройств с секторным запором, то есть смешивать холодную и нагретую воду.

Принцип действия

Клапан для твердотопливных котлов трехходового типа изготавливается различных конфигураций с разнотипными приводами, но назначение и принцип действия изделия остается неизменным: смешение двух потоков с различной температурой в общий поток с заданной потребителем значением температуры.

Жидкость в клапане перемещается от первого патрубка ко второму, пока ее температура не увеличится и не дойдет до требуемой величины. Затем привод понемногу впускает воду из третьего сектора, поддерживая температуру выходящей воды в требуемом диапазоне. Весь процесс выполняется в три шага, потому и кран получил название «трехходовой».

Виды приводов

Трехходовой смесительный клапан в любом исполнении состоит из пары патрубков входа и одного выхода. Теплоноситель распределяется приводом одного из следующих типов:

• гидравлического;
• ручного;
• электромеханического;
• пневматического.

Приводы электромеханические производятся таких видов:

• термостатическим;
• головчатым.

Термостатическая головка

В термостатическом приводе, чаще всего использующемся в бытовых системах, по причине воздействия температуры происходит расширение чувствительного элемента, надавливающего на шток клапана и открывающего его — так происходит смешение холодного и нагретого потоков воды. Термостатическая головка оснащается датчиком температуры выносного типа, устанавливающимся дополнительно вместо термостата.

В моделях с электроприводом сигнал для смешения потоков подается с управляющего блока. Наиболее востребованный тип привода, являющийся, к тому же, и самым точным.

Сервоприводные клапаны по своей сути, считаются видоизмененным и упрощенным вариантом идентичных конструкций с контроллерами с одним существенным изменением — управление клапаном осуществляется напрямую.

В смесительном клапане с головчатым приводом трехходовой кран управляется нажимом головки на шток. Такой способ управления применяется при монтаже напольной обогревательной системы.

Ручной привод работает посредством вращения установленного на вентиль специального колпачка.

Какие бывают трехходовые клапаны

Сегодня существует масса самых разных вариантов, отличающихся как по конфигурации, так и по внешнему виду, однако принцип действия неизменен. Самый простой – смесительный клапан, делиться всего на 2 вида:

• Трехходовой смесительный клапан;
• Клапан с предварительной настройкой.

(в первом случае регулировка осуществляется в штатном режиме, во втором – регулировка возможна на усмотрение пользователя).

Отличить клапан среди других предлагаемых на рынке деталей достаточно просто – клапан всегда имеет 3 патрубка:

• В первый подается горячий поток;
• Во второй подается холодный поток;
• Третий патрубок является выходом и через него проходит уже смешанный, сбалансированный по температуре поток.

Направление потока

Главной задачей данной детали является защита от попадания холодной жидкости в рубашку котла в момент его первичного разогрева.

В случае если не использовать клапан, или поставить его неправильно, горячая вода не будет поступать в систему, соответственно – ни о каком обогреве не может идти речи.

За счет клапана теплоноситель будет циркулировать в первичном контуре до того момента, пока не прогреется до требуемой температуры– в зависимости от типа котла это значение может колебаться от 40 до 50 градусов.

После того, как температура будет достигнута, термостат (который и отвечает за проверку текущего градуса в контуре) взаимодействует со штоком, который, в свою очередь будет открываться, для вывода холодной воды из действующей отопительной системы.

Как установить смешивающий клапан своими руками

Данная схема установки используется преимущественно в котельных тех отопительных систем, которые подсоединены к гидроразделителю или же к безнапорному коллектору. А насос, расположенный в контуре №2, обеспечивает требуемую циркуляцию рабочей жидкости.

Обратите внимание! Если трехходовой клапан будет подключаться напрямую к источнику тепловой энергии на байпасе, подсоединенному к порту В, то потребуется и монтаж клапана с гидросопротивлением, равным аналогичному сопротивлению этого источника

Если этого не сделать, то расход рабочей жидкости на отрезке А-В будет колебаться в соответствии с движением штока. Отметим также, что данная схема монтажа предусматривает возможное прекращение циркуляции жидкости через источник, если установка была произведена без циркуляционного насоса либо же гидроразделителя в основном контуре.

Нежелательно подключать клапан к теплосетям или напорному коллектору в отсутствие приборов, которые дросселируют чрезмерный напор. Иначе расход жидкости на участке А-В будет колебаться, причем существенно.

В случае если перегревание обрата допускается, от чрезмерного напора избавляются посредством перемычки, установленной параллельно к подмесу клапана в контуре.

Кратко о механизме трехходового клапана

Устройство трехходового клапана бытового газового котла и другого газового оборудования является достаточно простым, несмотря на сложную, на первый взгляд, форму. Следует отметить, у каждого производителя конструктивное исполнение клапанов существенно отличается, но принцип действия фактически остаётся неизменным.

Традиционно корпус прибора изготавливают из бронзы. Рабочие элементы, например, шток, пружины – выполняются из стали. Мембрана обычно изготовлена из резины Для уплотнения штока используется двойной кольцевой элемент. Соединительные детали (штуцеры) могут иметь исполнение под резьбу или пайку, в зависимости от модели трехходового клапана.

Один из широко распространенных вариантов исполнения трехходового клапана: 1, 2 – угловой проходной транспортный канал; 1, 3 – прямой проходной транспортный канал; 4 – головка привода; A – транспорт потоков в режиме отопления; B – транспорт потоков в режиме ГВС

Обычно совместно с прибором используется электромеханический привод. Благодаря его работе осуществляется двухточечное регулирование.

Так, привод у трехходового клапана может быть ручным, электромеханическим (термостатический, с термоголовкой), электрическим, гидравлическим.

Принцип работы трехходового клапана для схемы газового котла, примерно, следующий: когда устройство находится в режиме нормально открытого транспорта, прямой проходной транспортный канал, соответственно, открыт. Угловой проходной канал остаётся закрытым.

Иное состояние механизма обеспечивает открывание углового транспортного канала и блокировку прямого транспортного канала, соответственно. Также возможны промежуточные положения штока и заслонки трехходового клапана.

Подробнее об устройстве и принципе работы трехходового клапана мы говорили в следующем материале.