Как работает четырехходовой клапан. Термостатический клапан для твердотопливных котлов
Четырехходовой клапан для отопления: принцип работы, схема
Тот, кто хоть раз пытался изучить различные схемы отопительных систем, наверняка сталкивался с такими, где подающий и обратный трубопроводы чудесным образом сходятся воедино. В центре этого узла стоит некий элемент, к которому с четырех сторон подключаются трубы с теплоносителем разной температуры. Этот элемент — четырехходовой клапан для отопления, о назначении и работе которого пойдет речь в данной статье.
О принципе работы клапана
Как и его более «скромный» трехходовой собрат, четырехходовой клапан изготавливается из качественной латуни, но вместо трех присоединительных патрубков имеет целых 4. Внутри корпуса на уплотнительной втулке вращается шпиндель с цилиндрической рабочей частью сложной конфигурации.
В ней с двух противоположных сторон сделаны выборки в виде лысок, так что посередине рабочая часть напоминает заслонку. Сверху и снизу в ней сохранена цилиндрическая форма, чтобы можно было выполнить уплотнение.
Шпиндель со втулкой прижимается к корпусу крышкой на 4 винтах, снаружи на конец вала насаживается регулировочная рукоятка либо устанавливается сервопривод. Как выглядит весь этот механизм, поможет хорошо представить показанная ниже детальная схема четырехходового клапана:
Шпиндель вращается во втулке свободно, поскольку не имеет резьбы. Но при этом выборки, сделанные в рабочей части, могут открывать проток по двум проходам попарно либо позволять смешиваться трем потокам в разных пропорциях. Как это происходит, показано на схеме:
Для справки. Существует и другая конструкция четырехходового клапана, где вместо вращающегося шпинделя задействован нажимной шток. Но подобные элементы не могут смешивать потоки, а только перераспределять. Они нашли свое применение в газовых двухконтурных котлах, переключая поток горячей воды с отопительной системы на сеть ГВС.
Особенность нашего функционального элемента состоит в том, что поток теплоносителя, подведенный к одному из его патрубков, никогда не сможет пройти к другому выходу по прямой. Поток всегда будет поворачивать в правый или левый патрубок, но никак не попадет в противоположный. При определенном положении шпинделя заслонка позволяет теплоносителю проходить сразу вправо и влево, смешиваясь с потоком, идущим из противоположного входа. В этом и заключается принцип работы четырехходового клапана в системе отопления.
Следует отметить, что управление клапаном может осуществляться двумя способами:
вручную: требуемого распределения потоков добиваются путем установки штока в определенное положение, ориентируясь по шкале, находящейся напротив рукоятки. Способ используется редко, поскольку эффективная работа системы требует периодической корректировки, постоянно производить ее вручную невозможно;
автоматически: шпиндель клапана вращается сервоприводом, получающим команды от внешних датчиков либо контроллера. Это позволяет придерживаться заданных температур воды в системе при изменении внешних условий.
Практическое применение
Везде, где нужно обеспечить качественное регулирование теплоносителя, могут применяться клапаны четырехходового типа. Качественное регулирование – это управление температурой теплоносителя, а не его расходом. Добиться необходимой температуры в системе водяного отопления можно лишь одним способом – смешиванием горячей и остывшей воды, получая на выходе теплоноситель с нужными параметрами. Успешное выполнение данного процесса как раз и обеспечивает устройство четырехходового клапана. Приведем пару примеров установки элемента для таких случаев:
- в системе радиаторного отопления с твердотопливным котлом в качестве источника тепла;
- в контуре нагрева теплых полов.
Как известно, твердотопливный котел в режиме разогрева нуждается в защите от выпадения конденсата, от которого стенки топки подвергаются коррозии. Традиционная схема с байпасом и трехходовым смесительным клапаном, не позволяющим холодной воде из системы проникать в котловой бак, может быть усовершенствована. Вместо байпасной линии и смесительного узла ставится четырехходовой клапан, как это изображено на схеме:
Возникает закономерный вопрос: какая польза от такой схемы, где придется ставить второй насос, да еще и контроллер для управления сервоприводом? Дело в том, что здесь работа четырехходового клапана подменяет собой не только байпас, но и гидравлический разделитель (гидрострелку), буде в таковом есть нужда. В результате мы получаем 2 отдельных контура, обменивающихся между собой теплоносителем по мере необходимости. Котел дозировано получает охлажденную воду, а радиаторы – теплоноситель с оптимальной температурой.
Поскольку вода, циркулирующая по греющим контурам теплых полов, нагревается максимум до 45 °С, то запускать в них теплоноситель напрямую от котла недопустимо. С целью выдержать такую температуру перед распределительным коллектором обычно ставится смешивающий узел с трехходовым термостатическим краном и байпасом. А вот если вместо этого узла установить четырехходовой смесительный клапан, то в греющих контурах можно использовать обратную воду, идущую от радиаторов, что и показано на схеме:
Заключение
Нельзя сказать, что установка четырехходового крана проста и не требует финансовых вложений. Наоборот, реализация подобных схем выльется в ощутимые финансовые затраты. С другой стороны, они не настолько велики, чтобы отказаться от преимуществ таких систем – эффективности работы и в результате – экономичности. Важное условие – наличие надежного электроснабжения, так как без него перестанет работать привод клапана.
cotlix.com
Трехходовой клапан для твердотопливного котла
Трехходовой клапан представляет собой своего рода тройник с расположенной внутри него запорной арматурой. Благодаря ее стабильному функционированию происходит нормальное распределение теплоносителя оптимальной температуры по всей отопительной системе.
Такие клапаны бывают 2 основных режимов:
- Работающие в режиме постоянной нагрузки.
- Изделия, рассчитанные на переменное давление.
В случае установки конструкции первого типа? к потребителю идет горячая вода необходимой температуры и требуемого объема. Если же в системе находится клапан переменного давления, то здесь температура воды не будет играть ни малейшей роли, так как в этом случае будет важно количество жидкости, которое проходит через клапан.
Трехходовой клапан оснащен особым элементом – штоком. За счет него? вода, постоянно находящаяся под давлением, не будет его перекрывать. Шток будет действовать в том случае, если необходимо полностью перекрыть либо несколько ограничить поступление объема воды, если гидравлическое давление обладает переменным показателем. Именно за счет штока можно в полной мере держать под контролем общий показатель расхода воды и ее напора.
Для нормальной работы трехходового клапана, к нему придется подключать как холодную, так и горячую воду. Горячая вода в данном случае несет на себе функцию теплоносителя, который идет сразу от твердотопливного котла в систему. Остывшая вода возвращается в клапан по так называемой обратной линии.
Когда клапан открыт, в него одновременно будет поступать как горячая, так и холодная вода. В нем она будет перемешиваться, за счет чего на выходе будет вода средней температуры, однако подобного результата можно добиться лишь в том случае, когда вентиль открыт частично.
Если же он будет открыт целиком, то вода будет идти в отопительные батареи и радиаторы сразу от котла, за счет чего они будут нагреваться до приемлемой температуры быстро. Когда клапан перекрывается, отопительные приборы будут снабжаться водой только за счет обратной трубы.
Виды
Отечественная промышленность выпускает трехходовые клапаны в виде 2 основных конструкций, которые могут использоваться как в бытовых, так и в заводских установках:
- Смесительного принципа действия.
- Разделительного принципа.
2 тип применяют в случае, чтобы теплоноситель переходил из одной трубы в другую, причем внутри него находится особое шаровое приспособление. Данные конструкции сложно поддаются плавному регулированию из-за того, что запорная система была разработана именно этим образом.
Смесительная система
Серьезно отличается от рассмотренного ранее устройства. При учете, что в разделительной системе находится 1 шток совместно с 2 клапанами, то в смесительной конструкции размещен лишь 1 клапан со штоком. Данная система установлена в центральной части конструкции, к тому же в случае необходимости она может полностью перекрыть входящий водяной поток.
Разделительный прибор
Также характеризуется тем, что в нем клапаны находятся в отводящих патрубках. Получается, что при открывании доступа воде с одной стороны, с другой ее поступление будет перекрыта. Стоит отметить, что по методу управления такие клапаны могут быть ручного либо электрического типа.
Перемещение крана в последнем случае происходит за счет специальной электромеханической конструкции. Во время ее использования осуществляется открытие лишь необходимых каналов, через которые начинает проходить жидкость или газ. Однако этот тип прибора обычно применяется в промышленности.
Клапаны с ручным управлением
Для бытовых нужд. Трехходовой клапан, находящийся в котле, выполняет функцию распределения тепла по помещениям или же между отдельно стоящими капитальными строениями. Если используется система теплых полов водяного типа, то такой клапан будет отвечать и за его нормальную работу.
За счет использования трехходового клапана, вне зависимости от его типа конструкции удается добиться постоянного теплового потока, происходящего за счет регулярной циркуляции теплоносителя (при этом совершенно не важен его тип). Данный момент наиболее важен в зимний период, потому что температура в системе довольно сильно меняется.
Если говорить проще, то при установке подобного клапана вся отопительная система будет стабильно работать и никогда не размораживаться.
Особенности выбора
Перед покупкой нужно в обязательном порядке познакомиться с основными рабочими свойствами:
- Внутренние и внешние диаметры подключения к системе. В принципе, в твердотопливных котлах этот показатель находится в пределах от 20 до 40 мм – в зависимости от его пропускной способности. Если же подходящего диаметра промышленность не выпускает, то нужно будет воспользоваться разного рода переходниками.
- Пропускная способность – этот показатель говорит об объеме жидкости, которая может пройти через трехходовой клапан в единицу времени.
- Возможность подключения сервопривода. Это позволит клапану функционировать в автоматическом режиме, что будет довольно полезным моментом при сборке системы теплого водяного пола.
Обязательно обращают внимание на материал, из которого этот клапан выполнен. Лучше всего приобретать медные или чугунные изделия. Однако следует учитывать, что медные конструкции довольно дорогие.
Не лишним будет посмотреть проектную документацию или же осмотреть саму деталь. На ней должна быть написана максимальная температура, которая в большинстве случаев составляет 90 градусов. В принципе, до такого показателя даже в самую холодную зиму практически никогда не доводят. Средняя температура, при которой такому клапану придется работать, составляет порядка 50 градусов.
Подключение клапана
Когда подключение трехходового клапана осуществляется своими руками, необходимо принимать во внимание направленность теплоносителя. Она обычно обозначается стрелкой непосредственно на самом изделии.
Стоит отметить, что подобный клапан разрешается устанавливать в отопительную систему как в вертикальном, так и в горизонтальной положении, причем место установки не играет особой роли.
Однако при подключении важно соблюдать ряд определенных правил, чтобы в дальнейшем вся система нормально функционировала:
- Все работы делаются очень аккуратно, чтобы не вся отопительная система осталась неповрежденной.
- Если будет решено проводить сварочные работы, то перегрева клапана допускать нежелательно.
- Непосредственно перед местом подключения данного изделия устанавливают фильтры, иначе клапан начнет засоряться и в скором времени выйдет из строя.
- Клапан необходимо устанавливать там, где к нему можно будет с легкостью подобраться.
За счет установки клапана, в систему отопления не попадает холодная вода, следовательно, на стенках отопительных труб не будет возникать конденсат. Это, в свою очередь, может вызвать деформацию всей системы и выход ее в скором времени из строя.
Стоимость и правила эксплуатации
Цена подобного изделия находится в непосредственной зависимости от того материала, из которого клапан сделан, от фирмы, его выпустившей и общих технических характеристик. Средняя цена трехходового клапана, рассчитанного на установку в твердотопливный котел, составляет 400-600 рублей.
Иностранные модели и модели, сделанные из меди и ее сплавов типа бронзы, могут стоить значительно дороже – их цена достигает 1,5-2 тысяч. В принципе, качество продукции приблизительно одинаковое, а на цену дополнительно влияет диаметр клапана.
При использовании трехходового клапана следует соблюдать определенные правила, так удастся в значительной степени продлить срок его работы.
Правила простые:
- Время от времени нужно смотреть, насколько стабильно работает вся система.
- Использовать конструкцию можно исключительно на основании инструкции.
- При приобретении обязательно смотрят на ключевые технические показатели и тип конструкции.
- По существующей технологии между расширительным баком и самой отопительной системой категорически запрещается устанавливать запорную арматуру любого типа.
- Котел должен в полной мере соответствовать всем нормам безопасности, поэтому в отопительную систему дополнительно встраивают аварийный кран, чтобы в случае необходимости была возможность в экстренном режиме сбросить из системы давление.
- Если отопительная система построена на обратке, то это может привести к катастрофическим последствиям – аварийное отключение вряд ли сработает в этом случае, котел скорее всего взорвется, трубы также выйдут из строя.
- Всю систему безопасности монтируют на выходе трубы с горячей водой из котла. Не исключено, что придется в качестве запорной арматуры установить стандартный шаровой кран. На первый взгляд может показаться, что это простая запорная арматура, однако она весьма важна при сборке всей системы.
Блиц-советы
- Твердотопливные котлы могут использовать самые различные виды твердого горючего, то есть они представляют собой довольно универсальные изделия.
- При горении образуется большое количество самых разных газообразных продуктов, многие из которых негативно влияют на здоровье человека, поэтому при работе котла задвижку на дымоходе не закрывают.
- Лучше всего приобретать котел твердотопливного типа, выполненный из чугуна или нержавеющей стали. Сталью лучше пренебречь, так как под воздействием высокой температуры коррозионные процессы начинают развиваться значительно быстрее.
- Чугунный котел придется регулярно очищать, так как его шероховатая структура способствует накоплению разного рода загрязнений.
- Самое опасное для всей арматуры при использовании твердотопливного котла – конденсат, возникающий на стенках трубы. Чтобы этого не произошло не следует пропускать трубу с водой, которая идет от отопительной установки, непосредственно через топку. Тем более, что конденсат в дальнейшем удалить будет практически невозможно, так как он смешается с золой и превратится в монолитную массу.
- Зачастую, невозможно собрать отопительную систему таким образом, чтобы происходила естественная циркуляция воды. Это означает, что во всю конструкцию нужно будет внести так называемый циркуляционный насос, за счет которого вода станет быстрее проходить по системе.
housetronic.ru
Зачем нужен термостатический клапан для твердотопливных котлов. Как работает трехходовой термоклапан для ТТ котла
Переделка тяги терморегулятора угольного котла. Работа котла с переделкой тяги и ограничителем интенсивности горения (10+)
Доработка угольного котла для исключения перегрева - Переделка тяги
Переделка тяги
Тягу от термостатического регулятора температуры тоже пришлось немного доработать. Обычно эта тяга - это цепь, которая жестко связывает рычаг термостата и ручку заслонки первичного воздуха. Нас такой вариант теперь не устроит, так как ход заслонки мы искусственно ограничили. Если сцепку оставить жесткой, то может поломаться термостат. Я соединил цепь с рычагом термостата не напрямую, а через пружину, которую сделал из резинок для связывания денежных купюр. Ее можно сделать и еще из чего-нибудь другого, или подобрать подходящую. Длина цепи подбирается так, чтобы при установленной температуре на регуляторе, скажем в 60 градусов и достижении температуры теплоносителя 60 градусов, заслонка подачи первичного воздуха была полностью перекрыта. Но по мере охлаждения котла ниже 60 градусов, заслонка должна открываться.
К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости , чтобы быть в курсе.
Если что-то непонятно, обязательно спросите!Задать вопрос. Обсуждение статьи. сообщений.
Здравствуйте. Мне очень понравился ваш сайт. Особенно заинтересовался статье й "отопление отработанным маслом", где рассказано как самому сделать форсунку для котла + самому автоматику к нему. у меня вопрос на счет расхода масла: сколько расходуется масла для выработки 1квт мощности за час? Или конкретнее если можно. я хочу переоборудовать котел отопления на отработку. Отапл
Сегодня используются самые различные отопительные котлы для поддержания заданных температурных режимов у системы отопления. Именно котлы позволяют добиться максимальной экономии. Стоит ли говорить о том, что твердотопливные котлы – это самый экономичный вариант, который подойдёт абсолютно каждому (в отличие от электрических и газовых аналогов)?
Автоматика для твердотопливных котлов даёт возможность дополнительно сократить расходы на сжигании топлива. Выгода может достигать 20%. Кроме того, автоматический контроль избавляет от необходимости постоянного надзора со стороны пользователя.
Большинство бюджетных отопительных твердотопливных котлов обладают механическим терморегулятором. Суть его работы предельно проста:
- при нагреве/охлаждении материал расширяется/сужается;
- в зависимости от расширения/сужения перемещается шток, который открывает/закрывает подачу воздуха.
Преимущества подобного элемента понятны каждому. Физика никогда не перестанет работать. А значит, и металл не перестанет расширяться и сужаться в зависимости от циклов нагрева/охлаждения.
Следовательно, означенный терморегулятор считается одним из наиболее надёжных, если сравнивать с аналогами. Достаточно лишь один раз выставить необходимую температуру и котёл будет поддерживать её без дополнительных манипуляций со стороны пользователя.
Однако, если сказать, что механические терморегуляторы – это вчерашний день, то это окажется правдой на 100%. Сегодня автоматика для управления твердотопливным котлом строится на микропроцессорах.
Суть работы подобного устройства также понятна – на котле фактически располагается небольшой компьютер. При помощи температурных датчиков он в режиме онлайн мониторит температуру в камере сгорания.
В случае, если необходимо сбросить температуру – микроконтроллер останавливает вентилятор, что приводит к прекращению подачи воздуха. Без естественного окислителя горение становится невозможным, топливо перестаёт сгорать – температура понижается.
Для повышения температуры последовательность действий осуществляется в обратном порядке. Наличие вентилятора позволяет искусственно нагнетать воздух в топку, что даёт возможность достигать высоких температур (твердотопливный котёл максимально эффективен).
Как правило, подобная автоматика располагает удобным дисплеем с кнопками (либо сенсорный). Управление интуитивно понятно.
piorit.ru
