Клапан для горячего водоснабжения. Трехходовой клапан с сервоприводом для гвс. Электрическая схема с котлом и бойлером

С. Дейнеко

Для систем централизованного горячего водоснабжения во всем мире актуальным является вопрос защиты от легионелл. В особенности это касается разветвленных систем ГВС многоквартирных домов. Использование же специальных балансировочных клапанов помогает не только снизить риск размножения бактерий, но и в значительной степени экономить воду

При образовании застойных зон в системах ГВС, при определенной температуре, в них активно размножаются опасные для человеческого организма бактерии - легионеллы (Legionella pneumophila). Они являются возбудителями легионеллеза - болезни схожей по симптомам с пневмонией, что затрудняет постановку точного диагноза.

Впервые болезнь была диагностирована в США после инцидента, случившегося в 1976 г. во время съезда участников Американского легиона - организации, объединяющей ветеранов различных военных конфликтов (отсюда и название болезни - "легионеллез"). Среди делегатов, проживавших в одном из отелей Филадельфии, произошла вспышка ранее неизвестной болезни, которая в течение месяца унесла жизни 34 из 220 занемогших.

С тех пор во многих цивилизованных странах мира ежегодно регистрируются сотни случаев заболевания, в том числе и со смертельным исходом. Источники размножения бактерий обусловлены оптимальной для их жизнедеятельности температурой - 20-50 °С (рис. 1). Это системы кондиционирования и вентиляции, ГВС, низкотемпературного отопления.

Рис. 1. Влияние температурного режима на жизнедеятельность легионелл

Попадает легионелла во внутренние инженерные сети из природных источников - пресных водоемов и почвы. Наиболее подходящая среда для размножения болезнетворных бактерий - биоколонии, формирующиеся на стенках трубопроводов (поэтому менее предрасположены к этому пластиковые трубы с гладкой внутренней поверхностью) и других элементов систем. Риск образования таких субстанций особенно велик в водопроводных сетях с длинными и разветвленными трубопроводами, где из-за разбалансирования во время отсутствия разбора воды наблюдается её застой.

Для борьбы с легионеллой применяются такие способы, как обеззараживание воды хлором или озоном. Однако в случае с ГВС наиболее приемлемым и эффективным является термическое воздействие. Оно заключается в поддержании высокой температуры воды в трубопроводах системы с предотвращением застойных явлений, а также кратковременном нагреве воды до критических для выживания бактерий значений.

Балансировка

Для систем ГВС многоквартирных домов характерна следующая ситуация - при разборе воды горячая вода идет через ближайший от источника тепла водоразборный узел. В то же время к точкам подключения, расположенным этажами выше, поступает менее нагретая вода, остывшая за период отсутствия разбора воды (например, в ночное время). Таким образом, потребитель вынужден сливать эту воду до тех пор, пока не дождется потока с необходимой ему температурой. И чем протяженнее трубопроводы, тем больше воды сливается в канализацию. Как следствие - большие потери в системе водоснабжения. Кроме того, последний потребитель на линии может и не дождаться горячей воды с нормативными параметрами.

Особенно это актуально для зданий, введенных в эксплуатацию в 70-80-х годах прошлого столетия, в системах ГВС которых отсутствует циркуляционная линия или система циркуляции не функционирует в силу физического износа.

Однако и в домах с действующей циркуляционной линией требуемая температура воды не всегда достигается сразу после открытия водоразборного узла. Ведь до последнего времени циркуляционные линии (Т4 на рис. 2) обустраивались только по принципу изменения гидравлического сопротивления разных диаметров трубопроводов, то есть диаметр циркуляционной трубы изменялся, в зависимости от удаленности от источника нагрева воды и был меньше диаметра подающего трубопровода системы ГВС (Т3). При этом температура в циркуляционной линии не контролировалась и не учитывалась, что также приводило к перерасходам электроэнергии на работу циркуляционных насосов.

Во избежание подобных ситуаций в новостройках уже несколько лет на циркуляционные линии устанавливают специальные балансировочные клапаны. Также их можно использовать и при реконструкции существующих систем ГВС.

Эти клапаны отличаются тем, что кроме заданного расхода через циркуляционную линию, используя так называемый термальный привод, можно выставлять необходимую температуру воды в циркуляционной линии, например, в диапазоне от 40 до 65 °С. Если температура падает, клапан открывается и пропускает воду для подогрева. При этом постоянной потребности в циркуляции горячей воды нет. Она появляется лишь тогда, когда в системе отсутствует разбор воды. Расчетное значение температуры воды в циркуляционной линии составляет, как правило, не более 5-10 °С от температуры воды в системе ГВС. Влияние на данный показатель имеют:

• диаметры и протяженность трубопроводов;
• температура воздуха в местах, в которых расположены трубопроводы;
• эффективность и состояние теплоизоляции.

Балансировочный клапан позволяет отрегулировать расход воды через циркуляционную линию. Использование вместе с ним термального привода дает возможность регулирования температуры воды: при её снижении в циркуляционной линии, клапан будет открыт до тех пор, пока температура не достигнет заданного значения. После этого термальный привод перекрывает проток и отключается циркуляционный насос.

Таким образом, за счет применения балансировочных клапанов с термальными приводами поддерживается постоянная температура в системе ГВС. Это уменьшает нерациональные затраты воды, а также снижает риск развития бактерий.

На рис. 2 показаны места для достижения наибольшей эффективности работы балансировочных клапанов в системе ГВС, т.е. они должны располагаться после последней водоразборной точки. Существуют модификации балансировочных клапанов с термальными приводами для систем, в которых предусмотрена термическая дезинфекция воды.

Рис. 2. Схема циркуляционной системы ГВС с балансировочными клапанами

Термическая дезинфекция

Для полного уничтожения легионелл в системах ГВС используется кратковременное нагревание котлом воды в системе до критических для жизнедеятельности бактерий температур - например, выше 60 °С в течение получаса. Как правило, это производится в ночное время в отсутствие разбора воды.

Термальный привод (рис. 3) балансировочных клапанов, предназначенных для систем с термической дезинфекцией, при этом действует по следующему принципу. При увеличении температуры выше 62 °С привод не закрывается, а, достигнув предела, наоборот открывается.

Рис. 3. Термальный привод

Конструктивно и технически это действует довольно оригинально. Вставка из штока с определенным набором шайб при большом повышении температуры проваливается дальше предела перекрытия потока. Процесс происходит за счет механического расширения. Но если температура поднимется выше 72 °С, то клапан снова закроется (рис. 4) во избежание термических ожогов потребителей.

Рис. 4. Регулировочные характеристики балансировочного клапана с функцией термической дезинфекции

Функция термической дезинфекции поддерживается многими современными контроллерами, например, типа Smile (Honeywell). При осуществлении этого процесса важно, чтобы требуемая высокая температура была достигнута во всех точках системы. Поэтому насос должен включаться в режим повышенной циркуляции, а автоматические балансировочные клапаны обеспечивать нужный гидравлический баланс.

В частном строительстве и в квартирах с электрическим бойлером можно проводить дезинфекцию вручную. Периодически (раз в месяц) до предела разогревать бойлер и прогонять воду через систему. Это особенно рекомендуется осуществлять перед сезонным пользованием бойлером (при летних отключениях централизованного горячего водоснабжения).

Примеры устройств

Установка балансировочных клапанов на линиях рециркуляции систем ГВС практикуется в Украине сравнительно недавно - порядка 3-4 лет. Сейчас в новых зданиях с разветвленной системой ГВС обязательно предусматривается их установка. Ведь без гидравлической балансировки, например, для многоэтажного дома с 6-10 подъездами и с несколькими стояками в каждом, практически невозможно гидравлически «увязать» циркуляционные линии первых и последних подъездов.

Важно знать, что в системах ГВС недопустимо использование балансировочных клапанов, предназначенных только для систем отопления. Ведь, не смотря на схожесть решаемых задач, есть ряд особенностей. Например, клапаны для циркуляционных систем ГВС выполняются из материалов, устойчивых к коррозии и удовлетворяющих соответствующим гигиеническим требованиям.

На украинском рынке представлены балансировочные клапаны для систем ГВС производства компаний Danfoss (Дания), Honeywell (Германия), Oventrop (Германия) и других.

Например, балансировочные клапаны для ГВС Alwa-Kombi-4 (Honeywell) (рис. 5) выполнены из стойкой к коррозии красной бронзы марки Rg5. Гидравлическая балансировка проводится путем ручной установки расхода воды через клапан, согласно расчетам по необходимому перепаду давления для каждого контура. Для автоматического регулирования температуры воды клапан оснащают термальным приводом. В обычном исполнении с его помощью поддерживается необходимая температура воды в диапазоне 40-65 °С (вставка с колпачком черного цвета), в специальном исполнении предусмотрен термальный привод с функцией поддержки термической дезинфекции (поставляется с оранжевым колпачком). Дооснащение Alwa-Kombi-4 термальным приводом может производиться в любое время, в том числе, после установки на системе. Клапаны устойчивы к высоким температурам (до 130 °С) и давлению (до 16 бар). Диаметры - от 15 до 40 мм.

Рис. 5. Балансировочный клапан для системы ГВС (Alwa-Kombi-4)

Существуют также автоматические смесительные клапаны, которые обеспечивают постоянную температуру воды после смешения. Их устанавливают как на отдельные точки водоразбора (умывальник, душ и др.), так и на их небольшие группы, например, в детских дошкольных учреждениях или школах.

Защита от противотока

Для защиты систем водоснабжения от попадания загрязнений и патогенных бактерий при порывах или проникновения путем противотока в странах ЕС применяют специальные отсекающие устройства (Backflow Preventer, англ. - «устройство предотвращения противотока»).

По европейским нормам EN 1717 они должны монтироваться на каждой установке водоснабжения - на вводе в здания, а также на распределительных линиях - вплоть до квартиры. Цель их применения - предотвращение попадания загрязненных вод в систему централизованного водоснабжения.

Устройства имеют три камеры (рис. 6), которые перекрываются в случае резкого снижения входного давления или повышения обратного напора воды от потребителя. При этом загрязненная вода отсекается и дренируется в канализацию. Таким образом, нежелательные примеси не попадают во внутренние и внешние сети системы водоснабжения.

Рис. 6. Устройство предотвращения противотока (BA-295, Honeywell)

Существуют различные модификации отсекающих клапанов, в зависимости от категории зданий. Однако в Украине массового распространения они пока не получили по причине отсутствия отечественных нормативов по их обязательному применению.

Больше важных статей и новостей в Telegram-канале AW-Therm . Подписывайтесь!

Просмотрено: 8 083

Для многих начинающих сантехников таит много таинств и загадок. В этой статье я постараюсь объяснить, как будет работать с сервоприводом трех разных моделей. Мы рассмотрим логику работы и электрическую схему подключения .

Вариант 1: Цена от 6300 до 9200 рублей. Могут быть варианты артикулов.

Вариант 2: Цена около 2500-5000 рублей, если попытаться найти его на китайском сайте и заказать с Китая.

Вариант 3. Дорогой вариант, но зато вариантов очень много. Цена может быть около 15-20 тыс. руб.

Схема подключения трехходового клапана с сервоприводом для ГВС

Клапан может быть установлен как на подающую линию (подачу), так и на обратную линию трубопровода (обратку).

Многие зададут вопрос: - А куда лучше? На подачу или на обратку?

По функционалу ГВС это не принципиально. Но есть некоторые нюансы, почему надо поставить на подачу или на обратку.

Нюансы между подачей и обраткой:

Кто-нибудь из Вас знает, почему нужно ставить гидроаккумулятор на обратную линию насоса? Или полагает, что его можно поставить куда угодно? А Вы знаете, почему насос ставится на подачу или на обратку? Ответ: Все потому, что от того где находятся данные элементы меняется распределение давления в разных точках трубопровода. А в некоторых случаях опять причиной становится удобство заливать и сливать теплоноситель в системе отопления. Также помогает избежать завоздушивания и многое другое.

А почему в инструкции котлового оборудования рекомендуют держать давление не менее 1,5 Bar? Потому что в теплообменнике котла нельзя снижать давление! Снижение давление приводит к кавитации теплоносителя в теплообменнике. Также приводит к раннему закипанию теплоносителя. А это все приводит не только к понижению мощности котла, но и отложению накипи в теплообменниках, что приводит к отложению накипи и зарастанию теплообменников. Что в свою очередь приведет к малому сроку службы котлового оборудования.

А Вы думаете , если манометр показывает 1,5 Bar, это означает, что давление меньше 1,5 Bar не может присутствовать в системе на той же высоте где манометр? Ответ: Такое может быть и чаще это происходит у хозяев, которые самостоятельно придумывают, где будет стоять насос и гидроаккумулятор. И не понимают, как после этого будет распределяться давление.

Также как влияет гидроаккумулятор на распределение давления: http://santeh-baza.ru/viewtopic.php?f=2&t=93

Зачем нужен трехходовой клапан для ГВС?

Основная задача трехходового клапана для ГВС это перенаправить движение теплоносителя от системы отопления в сторону Бойлера косвенного нагрева (другого теплообменника) и обратно в автоматическом режиме.

Как только пришла команда нагревать бойлер косвенного нагрева, то нужно перенаправить теплоноситель в сторону змеевика БКН. Сигнал о нагреве генерируется специальным реле, который находится у БКН(Бойлера Косвенного Нагрева). То есть БКН имеет встроенное электрическое термо-реле, которое дает контакт переключения.

Как выглядит трехходовой клапан для ГВС?

Электрическая схема работы клапана для ГВС котла Thermona?

Электрическая схема с котлом и бойлером

У сервопривода есть три контакта один общий. Если дать напряжение 220 Вольт на два контакта (направление 1 + общий) Будет одно положение. На другое положение нужно дать напряжение 220 Вольт на другой контакт (Направление 2 + общий). Фаза и ноль сети 220 Вольт не принципиально.

Вариант 3. Самый сложный вариант, который требует более детального изучения. Имеет разнообразный функционал работы.

Если у Вас имеется более производительная система отопления + ГВС с большими расходами. То использовать клапаны варианта 1 и 2 не имеет возможности, так как они имеют малую пропускную способность!

Данное устройство состоит из двух деталей:

1. Ротационный смесительный клапан (диаметр на выбор)

Сервопривод ESBE

Модель сервопривода: ESBE ARA641 на 220 Вольт. 30 секунд. Номер артикула 12101100

Характеристики привода:

1. Поворот 90 градусов. Есть настройка корректировки градуса. Можно сделать чуть больше или чуть сдвинуть в сторону.

2. 3х точечное управление. То есть 3 контакта 220 Вольт для управление: Клемма 1, клемма 2 и общая клемма.

3. Время, за которое привод повернется на 90 градусов зависит от модели. Модель ARA641 30 сек.

4. Кабель провода 1,5 метра.

5. Крутящая сила: 6 Нм.

Электрическая схема сервопривода: ESBE ARA641

У данного устройства есть три проводника: Синий, коричневый и черный.

Синий – общий проводник, обычно на него замыкают Ноль

Коричневый и черный это проводники положения 1 и 2.

Когда идет напряжение 220 Вольт на синий и черный привод поворачивается в одну сторону на 90 градусов.

Когда идет напряжение 220 Вольт на синий и коричневый привод поворачивается в другую сторону на 90 градусов.

У таких сервоприводов есть кнопочка для отключения направления движения . То есть принудительно можно направить клапан в нужное положение во время ремонта или теста.

Обратите внимание, чем больше тем, больше может потребоваться крутящая сила.

В каталоге ESBE Вы можете подобрать другие клапаны и сервоприводы!

Например,

1. Выбрать не трехточечное (трехконтактное) управление, а двухточечное управление. То есть на один контакт идет постоянное напряжение, а на второй контакт вы просто даете или отбираете напряжение.

2. Угол поворота может быть более 90 градусов. Например, 180 градусов.

3. Время закрытия не 30 секунд, а намного больше. Например, может понадобиться плавный переход до 1200 секунд.

4. Взять привод с другой силой крутящего момента.

5. Привод на 24 или 220 вольт.

6. Можно подобрать не только для переключения, но и для получения нужной температуры смешиванием.

Скачать каталог ESBE для подбора клапана и сервопривода: esbekatal.pdf

Если у кого-то есть двухточечный сигнал от бойлера косвенного нагрева или от какого-нибудь термостата имеющий только двухточечный контакт, то можно использовать электромагнитное переключающее реле.

Эту модель нужно искать в специализированных магазинах электрики и электроники.

Модель: ABB CR-P230AC2. На контакт 1 и 2 подается 220 вольт. Нагрузка переключающих контактов на 8 ампер не превышать. 8 А х 220 Вольт = 1700 Вт. Выдержит оборудование до 1700 Вт. К насосам и лампам накаливания не относится так как первый пуск требует больших токов.

Для того, чтобы ее подключить к проводам используется специальный разъем:

Цоколь ABB CR-PLSх (логический) для реле CR-P

Должно получиться следующее:

Вот собственно и все. Задавайте вопросы! Все ли Вы поняли? Может чего-то не хватает?

Комментарии (+) [ Читать / Добавить ]

Серия видеоуроков по частному дому
Часть 1. Где бурить скважину?
Часть 2. Обустройство скважины на воду
Часть 3. Прокладка трубопровода от скважины до дома
Часть 4. Автоматическое водоснабжение
Водоснабжение
Водоснабжение частного дома. Принцип работы. Схема подключения
Самовсасывающие поверхностные насосы. Принцип работы. Схема подключения
Расчет самовсасывающего насоса
Расчет диаметров от центрального водоснабжения
Насосная станция водоснабжения
Как выбрать насос для скважины?
Настройка реле давления
Реле давления электрическая схема
Принцип работы гидроаккумулятора
Уклон канализации на 1 метр СНИП
Схемы отопления
Гидравлический расчет двухтрубной системы отопления
Гидравлический расчет двухтрубной попутной системы отопления Петля Тихельмана
Гидравлический расчет однотрубной системы отопления
Гидравлический расчет лучевой разводки системы отопления
Схема с тепловым насосом и твердотопливным котлом – логика работы
Трехходовой клапан от valtec + термоголовка с выносным датчиком
Почему плохо греет радиатор отопления в многоквартирном доме
Как подключить бойлер к котлу? Варианты и схемы подключения
Рециркуляция ГВС. Принцип работы и расчет
Вы не правильно делаете расчет гидрострелки и коллекторов
Ручной гидравлический расчет отопления
Расчет теплого водяного пола и смесительных узлов

Трехходовой смесительный клапан предназначен для смешивания двух входящих в него потоков (холодного и горячего) в один исходящий с заданной температурой. Данные клапаны особенно востребованы в бытовых системах горячего водоснабжения для защиты потребителей от ошпаривания. Они также могут обеспечивать горячее водоснабжение непосредственно от водонагревателей проточного или накопительного типа или использоваться на предварительном этапе подмешивания. Не менее часто применяются и для поддержания стабильной температуры подачи в системах теплых полов.

Принцип работы.

Внутреннее регулирование клапанов осуществляется автоматически благодаря наличию термочувствительного элемента, который контактирует со смешанным потоком и сжимается или расширяется в зависимости от отклонения температуры смеси от заданного выходного значения, тем самым, увеличивая, либо уменьшая входные отверстия горячей или холодной воды.

Как действует защита от ожогов?

Большинство присутствующих сейчас на рынке термостатических клапанов имеют устройство температурной защиты – «защита от ошпаривания». В случае неожиданного прекращения подачи холодной воды в клапан автоматически перекрывается и подача горячей воды, тем самым исключается возможность подачи горячей воды без предварительного подмеса потребителю.

Направление потоков.

Существует две схемы направления потоков в термостатическом клапане – симметричная и асимметричная. Выбор определенной схемы зависит от типа установки и удобства монтажа в той или иной системе отопления или ГВС. Рассмотрим подробнее каждую из них.

ГВ - горячая вода;

ХВ - холодная вода;

СВ - смешанная вода.

Симметричная Т- образная схема направления потоков

Подача холодной и горячей воды производится с противоположных сторон, смешение происходит в середине. Данная схема очень распространена в Европе, что связано с компактностью клапанов.

Асимметричная L – образная схема направления потоков

Подача горячей воды осуществляется сбоку, холодной- снизу. Получила свое распространение благодаря универсальности и простоте получаемого смесительного узла.

Примеры внешнего вида термостатических клапанов c симметричной и асимметричной схемой направления потоков:

	Watts AquaMix (Германия)	Danfoss TVM-H (Дания)

Именно о термостатических клапанах с асимметричной схемой расположения потоков далее и пойдет речь.

Сферы применения термостатических смесительных трехходовых клапанов.

Конструкция обратного клапана:

Обратный клапан - тип , предназначенный для предотвращения образования обратного потока. Обратные клапаны пропускают поток рабочей среды в одном направлении и предотвращают его движение в противоположном, действуя при этом автоматически и являясь арматурой прямого действия.

С помощью обратных клапанов защищается различное оборудование, трубопроводы, насосы и сосуды под давлением, а также возможно существенно ограничить течь рабочей среды из системы при разрушении её участка.

В зависимости от конструкции и принципа работы запорного органа , обратные клапаны можно разделить на: подъемные, шаровые, откидные и осевые, а так же поворотные обратные клапаны.

Самые простые по конструкции и технологии изготовления - подъемные клапаны . Запорным органом в них служит золотник, который перемещается возвратно-поступательно по направлению потока рабочей среды. При отсутствии потока среды через арматуру золотник в обратном клапане под действием собственного веса или пружины находится в положении «закрыто», то есть запорный орган находится в седле корпуса. При возникновении потока золотник под действием его энергии открывает проход через седло. Если поток меняет свое направление, золотник возвращается в закрытое положение и дополнительно прижимается давлением самой среды.

Подъемные клапаны устанавливаются только на горизонтальных участках трубопроводов. Обязательное условие – вертикальное расположение оси клапана. Основное преимущество обратного подъемного клапана – возможность ремонта без демонтажа всего клапана. Недостаток – высокая чувствительность к загрязненности среды.

В шаровых обратных клапанах запорным органом служит шаровой элемент, а прижимным элементом - пружина. Шаровые обратные клапаны обычно применяются на малых диаметрах трубопроводов, в основном в сантехнике.

Самая компактная конструкция среди обратных клапанов - у осевых и двухстворчатых откидных клапанов. У пружинного дискового клапана затвором служит диск с прижимным элементом – пружиной. В рабочем состоянии диск под давлением воды отжимается, обеспечивая свободный проток. При понижении давления пружина прижимает диск к седлу, перекрывая проточное отверстие. В сложных гидросистемах применяются двухстворчатые клапаны. В них запорный диск под действием потока воды складывается пополам. Обратный поток возвращает диск в исходное состояние, прижимая его к седлу. Диапазон размеров 50 мм – 700 мм, еще больше, чем у пружинных дисковых клапанов.

Основными преимуществами межфланцевых дисковых обратных клапанов являются меньшие размеры и малый вес. В их конструкции отсутствуют фланцы для крепления к трубопроводу. За счет этого вес снижается в 5 раз, а общая длина в 6-8 раз по сравнению со стандартными обратными клапанами данного проходного диаметра. Достоинства: простота монтажа, эксплуатации, возможность устанавливать кроме горизонтальных участков трубопровода, также на наклонные и вертикальные. Недостаток – необходим полный демонтаж при ремонте клапана.

Поворотные обратные клапаны , или обратные затворы используются для весьма больших диаметров трубопроводов. В данной конструкции запорным элементом является золотник – «захлопка». Ось поворота «захлопки» находится выше проходного отверстия. Под действием напора «захлопка» откидывается и не препятствует прохождению воды. При понижении давления ниже допустимого золотник падает и захлопывает проходной канал. При диаметре трубопровода более 400 мм поворотные обратные клапаны снабжаются специальными устройствами, которые делают посадку захлопки на седло более плавной и мягкой. В качестве таких устройств применяются гидравлические демпферы и грузы, устанавливаемые на захлопку непосредственно, или с помощью рычага. Существенный минус безударных конструкций заключается в невозможности их установки на любых участках трубопровода, кроме горизонтальных. В целом обратные затворы имеют ряд преимуществ перед обратными клапанами, среди которых меньшая чувствительность к загрязнённым средам.