Рекомендации по ремонту котлов Elsotherm — Действия по устранению основных поломок

Устройство и принцип работы трехходового клапана для котла

Трехходовой клапан, регулирующий температуру теплоносителя в твердотопливных котлах
Конструктивное устройство термосмесительного клапана для твердотопливного котла или другого может значительно отличаться в зависимости от назначения элемента и производителя, однако принцип действия остается неизменным. Терморегулятор имеет три выхода: один из них всегда открыт, а другие перекрываются полностью или частично во время работы. По числу выходов клапан называется 3-х ходовым. Он используется для смешивания или разделения потоков жидкости или газа, посредством чего осуществляется регулировка температуры теплоносителя, переключение с одного контура на другой.

По виду он похож на тройник. Внутреннее устройство представлено запорным механизмом и штоком, который обеспечивает его движение – это основные элементы. В некоторых конструкциях предусмотрено два седельных кольца, фиксирующих затвор. Возможно дополнение другими элементами.

Устройство трёхходового клапана

Любой клапан имеет три отверстия: два входящих и одно выходящее. Внутри располагается специальный привод, регулирующий поступающие потоки.

Устройство и принцип работы трёхходового клапана

Проходы между тремя камерами, которые устроены способом литья внутри латунного корпуса с тройным патрубком, заграждаются клапанами тарельчатыми. Последние устроены на одной плоскости – штоке, который выходит из корпуса с четвёртой стороны.

Трёхходовой смесительный клапан для котла функционирует так, что при нажатии на шток откроется путь для одного потока и равномерно для другого закроется. По окончании всего в смесительной камере клапана получится вода требуемого нагрева. Через третью трубу вода удаляется из латунного корпуса.

С помощью термоголовки с выносным температурным датчиком происходит степень нажатия на шток и управление.

В разделительном клапане всё происходит таким же образом, только вот при нажатии на шток поток разветвляется на два, а в элементе переключения электропривод изменяет путь движения.

Корректировка трёхходового клапана термостатической головкой с регулятором является довольно распространённым способом, так как она вполне точная и лёгкая и, ко всему, не задействует электричества.

Также есть четырёхходовой смесительный клапан для отопления.

Разновидности клапанов

Функциональность клапанов различна. По этому признаку трехходовики подразделяются на переключающие, смесительные и разделительные.

Смесительные

Принцип работы трехходового клапана в системе отопления
На один вход подается холодный поток, на другой – горячий. На выходе они смешиваются, образуя один поток заданной температуры. Таким образом, благодаря термосмесителю регулируется температура теплоносителя, в частности осуществляется подмешивание обратки в теплоноситель на выходе из котла. Для этого клапан устанавливают на обратке трубы отопления.

Разделительные

Разделительные клапаны также называют распределительными. Они разделяют один поток на два. Используются в системе ГВС, обвязках воздухонагревателей.

Переключающие

Переключающие или перекидные выполняют переключение с контура на контур, например, с отопления на горячее водоснабжение. Переключение осуществляется с помощью электропривода.

Работа

Принцип работы клапана заключается в смешивании потоков воды с разной температурой. Для чего это нужно делать?
Если не вдаваться в технические подробности, можно ответить так: для продления срока службы отопительного котла и его более экономичной работы.

Трехходовой клапан смешивает нагретую воду с остывшей после прохождения по отопительным приборам и направляет ее снова в котел для нагрева. На вопрос, какую воду нагреть быстрее и легче – холодную или горячую – в состоянии ответить каждый.

Одновременно со смешиванием клапан потоки еще и разделяет. Возникает естественное желание автоматизировать сам процесс управления. Для этого клапан оснащается термодатчиком с терморегулятором. В этом случае лучше всего здесь справляется электрический привод. От устройства привода зависит качество функционирования всей системы отопления.

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.

Включение термостатического клапана для твердотопливного котла в систему позволяет автоматизировать процесс изменения температурного режима согласно времени суток, дням недели. Стоимость трехходового элемента с терморегулятором выше, чем стоимость более простых аналогов.

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.

Виды

Они различаются по способу управления.
Условно можно поделить на клапаны:

• с ручным управлением;
• с термоголовкой;
• с электроприводом;
• гидравлические;
• пневматические.

В частном доме наиболее приемлемым будет клапан с электроприводом. Установленные внутри датчики выдают команду через контроллер на привод, если изменяются контролируемые параметры воды. В результате становится теплее, или наоборот, прохладнее.

Термосмесительный эффект происходит автоматически. При этом не важно, какой котел установлен в системе – газовый или твердотопливный.

Если нет возможности в системе отопления установить регулируемый клапан, то лучшим решением в этом случае станет клапан с термоголовкой.

Назначение и функции

Смешивание потоков необходимо, чтобы в котле не образовался конденсат из-за холодной обратки
Трёхходовой клапан устанавливают в таких целях:

• Чтобы в котел не поддавался холодный теплоноситель и не выпадал из-за этого конденсат на внутренних стенках топки. Кроме того, если в водогрейном котле используется чугунный теплообменник, он может треснуть от перепада температур.
• Чтобы регулировать температуру теплоносителя в контурах. Эта необходимость может быть обусловлена сложностью системы, где требования по температуре для каждого контура различаются. При подключении к тепловому аккумулятору, а также когда теплоноситель задействуется в теплообменнике вентиляционной приточной установки, которая является частью системы воздушного отопления.
• Чтобы иметь возможность контроля нагрева теплоносителя в контуре теплого пола. Оптимальная температура для теплого пола составляет не более 50°C. Температура теплоносителя, поступающего от котла, может превышать этот показатель на 10-35°C. Остывшая вода, прошедшая через контур теплого пола, будет смешиваться с теплоносителем от котла, трехходовой клапан, установленный на распределительный коллектор, обеспечит подмешивание обратки.

Регулятор не стоит устанавливать, если в системе работает несколько источников отопления поочередно; если длина каждой петли водяного пола составляет не более 50-60 м (тогда вместо трехходового клапана устанавливают головки RTL); если отопление организовано по самотечной системе.

Установка трехходового клапана в системе отопления

Термостатический смеситель устанавливают в систему отопления в смесительном узле при одно – или многоконтурном распределении тепла. Таких контуров может быть несколько. Принципиальная схема не изменится. Добавятся лишь новые элементы.

Например, смесительный узел. Наличие дополнительного контура распределения теплоносителя является его главной отличительной особенностью. Зачем он нужен? Для подключения дополнительных теплопотребителей. Например, теплого пола.

При выполнении монтажных работ по установке клапана необходимо помнить, что он устанавливается перед насосом системы. От соблюдения этого требования зависит работоспособность всей системы.

Во время врезания клапана нужно следить, чтобы в него не попали отходы сварки (шлак, капли расплавленного металла). Так же необходимо предусмотреть возможность легкого снятия клапана в процессе его эксплуатации. Такое действие понадобится при периодической проверке его работоспособности.

Выбор

Чтобы правильно выбрать клапан нужно учитывать очень много различных нюансов.

В первую очередь:
• количество контуров в отопительной системе;
• конструктивная особенность управления клапаном;
• диаметр входного патрубка;
• пропускная способность трубопроводов системы отопления;
• материал, из которого изготовлен клапан.

С количеством контуров системы отопления легко разобраться самостоятельно. С остальными моментами выбора все обстоит намного сложнее. Чтобы узнать, как устроен и работает трехходовой клапан, достаточно вникнуть в этот вопрос.

А для того, чтобы правильно определить даже его размеры, необходимо иметь понятие в термодинамике.

По своей сути 3-ходовой клапан является вентилем с термостатической головкой. При автоматизированном приводе управления он в состоянии распределять потоки горячей воды в нужном направлении и в необходимом количестве.

Вентили с подобной задачей справиться не в состоянии, что говорит о необходимости наличия трехходового клапана в системе отопления. Используя клапан в системе отпадает необходимость придумывать какой-то выносной пульт управления ею. Все делается без участия человека.

Основные параметры при выборе клапанов

Изделия из латуни имеют повышенный ресурс работы, не трескаются из-за механического воздействия
Трехходовой клапан должен максимально соответствовать особенностям системы, поэтому при выборе следует проверить все параметры: конструктивное устройство, технические характеристики.

• В первую очередь необходимо отсечь варианты, которые изготовлены из неподходящего металла. Силуминовые недорогие трехходовые клапаны исключают сразу, поскольку сплав алюминия с кремнием отличается низкой прочностью. Такие термоклапаны трескаются и буквально рассыпаются в процессе работы.
• Чугунные 3-ходовые клапаны не подвержены коррозии и достаточно прочны при статических нагрузках, но точечное механическое воздействие или резкий перепад температур могут стать причиной его поломки. Ремонту такие устройства не поддаются.
• Стальные устройства недороги и одновременно прочны, но со временем ржавеют. С целью защиты от коррозии изделия покрывают никелем и хромом.
• Термоклапаны из нержавейки стоят дороже, металл не подвержен окислению и коррозии, поэтому служить они будут долго.
• Латунные и бронзовые трехходовики предпочтительнее, поскольку материал наилучшим образом отвечает требованиям по сроку службы и коррозийности. Латунные изделия нельзя устанавливать в систему, где теплоноситель разогревается до температур, превышающих 200 градусов. Бронзовые устройства встраивают в контур отопления, изготовленный из меди.

Внутренний запорный механизм в некоторых изделиях может быть керамическим. При соблюдении условий эксплуатации керамика проявляет себя наилучшим образом: не ржавеет и служит долго. Но теплоноситель в системе должен быть высокого качества. При наличии механических включений керамические элементы быстро выйдут из строя.

Для теплого пола предпочтительно устанавливать клапаны с сервоприводом
Разновидность клапана подбирают с учетом особенностей системы:

• Для защиты котла от конденсата достаточно клапана с внутренним термостатом, настроенным на постоянную температуру теплоносителя.
• Если система состоит из нескольких ветвей и необходимо управлять нагревом каждой, устанавливают регулятор с термоголовкой и выносным датчиком.
• При самостоятельной сборке системы рекомендован к монтажу смесительный клапан. Новичку проще разобраться в схеме его работы, как его поставить, снять.
• Седельные разновидности, в отличие от поворотных, более точно позволяют регулировать температуру теплоносителя и напор.
• Для теплого пола рекомендованы электрические модели с сервоприводом.
• Для ГВС – разделительные клапаны, для отопления – смесительные.

Диаметр резьбы на клапане должен совпадать с диаметром труб отопления
Что касается технических характеристик, необходимо принять во внимание:

• способ соединения – бывает резьбовым и фланцевым;
• внутренний диаметр труб – должны совпадать с диаметром труб в месте установки;
• максимальное рабочее давление;
• максимальную температуру теплоносителя на участке монтажа;
• усредненный расход воды в час – условную пропускную способность;
• динамический диапазон регулирования (30:1, 50:1, 100:1) – указывает на разницу пропускной способности при полностью закрытом затворе и полуоткрытом.

Клапаны с диапазоном 100:1 показывают более широкие возможности регулировки.

Модели в зависимости от объема теплоносителя, марки ESBE

Данные указаны в паспорте к изделию. Чтобы правильно подобрать клапан по параметрам системы, необходимо также рассчитать расход теплоносителя на линии установки, потому что клапан должен пропускать нужный объем воды при разных положениях штока.

Последний, но не по значению, параметр – производитель. Популярные:

• Esbe (Швеция);
• Danfoss (Дания);
• Honeywell (США);
• Herz Armaturen (Австрия);
• Caleffi (Италия);
• Icma (Италия);
• Valtec (Россия).

Рекомендуется выбирать изделия известных марок, тогда можно быть уверенным в соответствии маркировки и заявленных характеристик реальным параметрам трехходового клапана.

Устройство двухконтурного газового котла

Для того чтобы понять принцип работы газового двухконтурного котла, необходимо разобраться в его устройстве. Он состоит из множества отдельных модулей, которые нагревают теплоноситель в отопительном контуре и выполняют переключение на контур ГВС. Слаженная работа всех составляющих позволяет рассчитывать на беспроблемную эксплуатацию оборудования. Зная устройство двухконтурного котла, можно разобраться и в его принципе действия.

Мы не будем рассматривать устройство двухконтурных котлов с точностью до винтика, так как нам достаточно разобраться в назначении основных узлов. Внутри котла мы найдем:

Устройство моделей с двумя контурами: отопительным и контуром ГВС.

• Горелку, располагающуюся в открытой или закрытой камере сгорания – это сердце любого отопительного котла. Она нагревает теплоноситель и генерирует тепло для работы контура ГВС. Для обеспечения точной поддержки заданной температуры она наделяется системой электронной модуляции пламени;
• Камеру сгорания – в ней располагается вышеуказанная горелка. Она может быть открытой или закрытой. В закрытой камере сгорания (а точнее, над ней) мы найдем вентилятор, отвечающей за нагнетание воздуха и за удаление продуктов сгорания. Именно он и является источником тихого шума при включении котла;
• Циркуляционный насос – обеспечивает принудительную циркуляцию теплоносителя по отопительной системе и при работе контура ГВС. В отличие от вентилятора камеры сгорания, насос не является источником шума и работает максимально бесшумно;
• Трехходовой клапан – именно эта штука отвечает за переключение системы в режим генерации горячей воды;
• Основной теплообменник – в устройстве двухконтурного настенного газового котла он располагается над горелкой, в камере сгорания. Здесь происходит нагрев теплоносителя, используемого в контуре отопления или в контуре ГВС для нагрева воды;
• Вторичный теплообменник – именно в нем происходит подготовка горячей воды;
• Автоматику – она контролирует параметры работы техники, проверяет температуру теплоносителя и горячей воды, управляет модуляцией, включает и отключает различные узлы, контролирует наличие пламени, фиксирует ошибки и выполняет прочие полезные функции.

В нижней части корпусов располагаются патрубки для подключения отопительной системы, труб с холодной водой, труб с горячей водой и с газом.

В некоторых моделях газовых двухконтурных котлов используются сдвоенные теплообменники. Но принцип работы остается практически тем же самым.

Можно заметить, что устройство газовой колонки отличается только отсутствием контура отопления.

Мы выяснили устройство двухконтурного настенного газового котла – оно кажется немного сложным, но если разобраться в назначении тех или иных узлов, то сложности исчезнут. Здесь мы можем отметить схожесть с газовым проточным водонагревателем, от которого здесь осталась горелка с теплообменником. Все остальное взято от настенных одноконтурных котлов. Несомненным плюсом является наличие встроенной обвязки – это расширительный бачок, циркуляционный насос и группа безопасности.

Разбирая принцип работы и устройство газового двухконтурного котла, следует отметить тот факт, что вода из контура ГВС никогда не смешивается с теплоносителем. В отопительную систему теплоноситель заливается через отдельную трубу, подключенную к отоплению. Горячая вода подготавливается за счет части теплоносителя, циркулирующего через вторичный теплообменник. Впрочем, об этом мы расскажем чуточку позже.

Бюджетные элементы упрощенного типа

Дешевые модели из силумина имеют низкую прочность, повреждаются в процессе работы
Упрощенными считаются трехходовые клапаны автономного типа. Их внутреннее устройство действительно упрощено, поскольку ни термоголовки с контроллером, ни штока в них не предусмотрено. Термостатический элемент установлен внутри и рассчитан на определенную температуру (зачастую 50°C или 60°C). Изменить настройки уже не получится, температура потока на выходе из клапана всегда будет соответствовать заданной ±2°С. Этот вариант для тех, кто устанавливает клапан в несложные системы отопления и хочет сэкономить. Стоимость упрощенных элементов примерно на 30% ниже средней стоимости основной массы регуляторов.

Термостатический трехходовой клапан необходим в сложных системах, включающих несколько контуров: ГВС, отопления, теплого пола. Он позволяет экономить топливо, более эффективно используя вырабатываемую котлом тепловую энергию. Несмотря на многие преимущества, установка клапана не всегда оправдана, поэтому следует проконсультироваться со специалистом относительно целесообразности его монтажа.

Какой же выбрать теплообменник

При выборе двухконтурного котла отопления приходится решать, купить котел с битермическим теплообменником или с раздельными теплообменниками. Решать придется вам, потому что однозначного ответа нет. Вот критерии:

• С битермическим быстрее нагревается вода для ГВС, так как нагрев идет непосредственно от пламени горелки. То есть, меньше расходуете воды пока она нагреется, меньше идет впустую газа и электричества.
• Так как нагрев непосредственный, то точнее поддерживается температура.

  
  Определиться с теплообменником не так-то и легко

• У моделей с раздельными теплообменниками, они реже забиваются. К тому же есть возможность заменить только один из теплообменников.
• Если «полетит» битермический, не работают и отопление, и ГВС. В котле с раздельными теплообменниками, при выходе из строя вторичного, отопление продолжит работать.
• Как показывает практика, промыть «запущенный» битермический теплообменник бывает весьма непросто. Пластинчатые же после промывки могут оказаться в нерабочем состоянии (пластины одна от другой на расстоянии 2-3 мм). Но если теплообменник разборного типа, его можно разобрать, прочистить и собрать обратно. Так что проблемы могут быть только с паянными пластинчатыми теплообменниками. Советуем прочитать статью о том, как почистить теплообменник.
• У битермических меньше пропускная способность — труба разделена на секции. Для обеспечения одинакового расхода воды надо брать более дорогие модели (за счет большего расхода дорогих металлов на более производительные теплообменники).
• В летнем режиме (без отопления) более экономичен битермический теплообменник.
• Как правило, битермический теплообменник стоит дороже, чем два раздельных.

Мнение редакции сайта. Мы рекомендуем приобретать отопительные котлы с раздельными теплообменниками.

Теперь вы не только знаете как работает двухконтурный котел, но и то, какие теплообменники в нем могут быть установлены.