Принцип работы трёхходового крана для отопления дома

Обогрев частного дома имеет свои особенности. Возникает вопрос: как распределить тепло по комнатам дома? Например, спальни, кухня, душевая требуют большей подачи тепла, чем другие помещения.

При установке системы отопления к котлу присоединяются два трубопровода: прямой и обратный. Радиаторы устанавливаются по параллельной или последовательной схеме. Регулировка настройками котла не поможет проблеме распределения тепла по помещениям разного назначения.

Оглавление:

Особенности трёхходового отопительного крана

Проблема решается двумя способами. Первый заключается в количественном регулировании теплоносителя. Часть потока с помощью байпаса — обводной трубы — направляется помимо радиатора.

Байпас регулирует давление в теплосети, чтобы не сорвать работу циркуляционного насоса. Если мы перекрываем батареи в одном из помещений, давление в теплосети увеличивается, поэтому поток воды не перекрывают, а направляют помимо радиатора.

Второй способ решения задачи отопления — качественное регулирование с рециркуляцией теплоносителя. Остывшая вода из обратного трубопровода подмешивается к потоку, поступающему в батарею. Для манипуляции с теплоносителем используется трёхходовой кран.

Принцип работы и использование

В зависимости от установочной ориентации кран может выполнять разные задачи:

• производить смешение двух потоков в один;
• перераспределять один поток на два трубопровода.

Арматура системы регулирования имеет три патрубка для присоединения к потокам теплоносителя и кран, регулирующий подачу воды в двух трубах из трёх. Задача не перекрыть поток, а перераспределить его. В зависимости от положения, кран совсем перекрывает один из потоков или частично перекрывает два из них, регулируя температуру на выходе с помощью подмеса более холодного потока.

Сколько положений имеет смесительное устройство в схеме отопления:

• полностью открытое — температура теплоносителя соответствует уровню температуры на выходе из котла;
• полностью закрытое — через кран подаётся поток обратной сетевой воды;
• промежуточное положение — осуществляется подмес обратки к прямой в разных пропорциях.

Трёхходовой смесительный кран является точкой соединения байпаса и регулирующей арматуры и позволяет легко и плавно управлять температурным режимом в отдельно взятом помещении.

Этот способ регулирования широко применяется в теплообменных пунктах целых микрорайонов. Качественное регулирование приводит к экономии топлива.

Недостатки качественной системы регулирования:

• затруднение в распределении одинакового количества теплоносителя по разным ответвлениям теплосети;
• сниженная температура на входе в крайние обогреватели.

«Ведьмины кольца» в теплосети городов являются примером ошибочного регулирования подачи теплоносителя к объекту. Целые микрорайоны охвачены циркуляцией обратной сетевой воды, проходящей по кругу, минуя источник тепла.

При смешении потоков теплоносителя температура в обратке на выходе из теплового узла увеличивается. Количество теплоносителя и скорость остаются прежними, а подача топлива в котёл снижается, так как требуется меньше тепла для нагрева более тёплой воды. Это один из способов экономии топлива на электростанциях.

Устройство трёхходового крана

Смесители изготавливаются из латуни, нержавеющей стали и чугуна.

Чугунные применяют в системах отопления с трубами диаметром больше 40 миллиметров, что редко используется в частных домах. Наибольшей популярностью пользуются латунные краны. Они долговечны, малогабаритны и имеют небольшой вес.

Смеситель напоминает тройник с утолщением в месте соединения патрубков. По своей конструкции они бывают штоковыми или шаровыми.

В шаровом кране внутри находится цилиндр или шар, ограниченный стенками из тефлона. Шар поворачивается вокруг центральной оси, в нём имеется отверстие. При повороте шара отверстие частично или полностью открывается. При полном открытии закрывается один из входящих потоков, если отверстие шара частично открывается в два патрубка, появляется возможность регулировки температуры при смешении потоков.

Преимущество шарового крана в точной установке, но со временем гладкая поверхность шара, обращённая к потоку, покрывается солевыми отложениями. При движении шара мягкие тефлоновые перегородки истираются, это приводит к нарушению герметичности.

Штоковый кран по своей конструкции представляет устройство из седловины с двумя проходами, по центру седловины движется шток с клапанами, который может полностью перекрыть один из потоков или в среднем положении приоткрыть оба. Недостатком конструкции является высокое гидравлическое сопротивление, которое создаётся зауженной седловиной крана. При неправильном подборе клапанов увеличивается гидравлическое сопротивление, что приводит к перегрузу циркуляционного насоса и перерасходу электроэнергии.

Регулирование системы отопления в частном доме

Владельцу частного дома можно выполнить качественную регулировку сразу всей отопительной системы. Если устанавливается один циркуляционный насос на всю систему отопления на входе обратки в котёл за арматурой регулирования, трёхходовой кран ориентируется таким образом, чтобы из одного потока выходили два. Теплоноситель по одной трубе направляется в котёл, а по другой помимо котла по обводной линии. Температуры прямой сетевой воды при подмесе снижается. Количество теплоносителя в системе остаётся прежним, зато снижается расход топлива.

Регулирование теплоносителя для тёплого пола

В многоквартирных и многоэтажных домах, да ещё с установкой обогревателей пола, необходимо ставить циркуляционные насосы в каждый нагревательный контур для увеличения скорости теплоносителя, чтобы преодолеть гидравлическое сопротивление, которое увеличивается с установкой регулирующей арматуры.

В этом случае трёхходовой кран работает по принципу смешения двух потоков, направляя для обогрева пола смесь прямой и обратки. Важно поддержание максимальной температуры не выше 35 градусов, учитывая, что температура на выходе из котла 60−90 градусов.

В контуре тёплого пола постоянно поддерживается циркуляция.

Автоматическое регулирование системы отопления

Регулирование вручную имеет свои отрицательные стороны: неточность и длительность. Поворот крана осуществляется с помощью ручки или гайки. Для эффективного управления отоплением применяется автоматическое регулирование. Различают регулирование с электроприводом и терморегулятором.

С электроприводом

Принцип работы заключается в подаче сигнала от датчика температур на регулятор сервомотора. С помощью задатчика задаётся температурный режим всего дома или отдельных помещений.

Сигналы от датчика и задатчика поступают в регулятор, где производится сравнение заданной температуры с температурой в помещениях. От регулятора сигнал передаётся на регулирующий орган — сервопривод трёхходового крана. Сердечник крана поворачивается в нужное положение для обеспечения заданного температурного режима.

Сервопривод можно установить на любой кран, но лучше использовать готовую компактную установку. Без электронного регулирования применение сервомотора не имеет смысла. Современные программы «умный дом» позволяют регулировать температуру в комнатах посылая команду с телефона или компьютера владельца.

С терморегулятором

В этом случае применяется механический способ управления с использованием пневматического или гидродинамического термостата. Термоголовка термостата заполняется жидкостью или газом, объём которого изменяется в зависимости от температуры окружения. Термоголовка соединяется с краном через канал, изменяя положение сердечника. Система требует точной предварительной настройки, зато дешевле электроприводов.