Зміст:
- Про принцип роботи клапана
- Практичне застосування
- Висновок
Той, хто хоч раз намагався вивчити різні схеми опалювальних систем, напевно стикався з такими, де подаючий і зворотний трубопроводи чудесним чином сходяться воєдино. У центрі цього вузла стоїть якийсь елемент, до якого з чотирьох боків підключаються труби з теплоносієм різної температури. Цей елемент — чотирьохходовий клапан для опалення, про призначення і роботі якого піде мова в даній статті.
Про принцип роботи клапана
Як і його більш «скромний» триходовий побратим, чотирьохходовий клапан виготовляється з якісної латуні, але замість трьох приєднувальних патрубків має аж 4. Усередині корпусу ущільнювальної втулці шпиндель обертається з циліндричною робочою частиною складної конфігурації.
В ній з двох протилежних сторін зроблені вибірки у вигляді лисок, так що посередині робоча частина нагадує заслінку. Зверху і знизу в ній збережена циліндрична форма, щоб можна було виконати ущільнення.
Шпиндель з втулкою притискається до корпусу кришкою на 4 гвинтах, зовні на кінець вала насаджується регулювальна рукоятка або встановлюється сервопривід. Як виглядає весь цей механізм, допоможе добре уявити показана нижче детальна схема чотириходового клапана:
Шпиндель обертається у втулці вільно, оскільки не має різьблення. Але при цьому вибірки, зроблені в робочій частині, можуть відкривати проток за двома проходами попарно або дозволяти змішуватися трьох потоків в різних пропорціях. Як це відбувається, показане на схемі:
Для довідки. Існує й інша конструкція чотириходового клапана, де замість обертового шпинделя задіяний натискний шток. Але подібні елементи не можуть змішувати потоки, а тільки перерозподіляти. Вони знайшли своє застосування в газових двоконтурних котлах, перемикаючи потік гарячої води з опалювальної системи на мережу ГВП.
Особливість нашого функціонального елемента полягає в тому, що потік теплоносія, підведений до одного з його патрубків, ніколи не зможе пройти до іншого виходу по прямій. Потік завжди буде повертати в правий або лівий патрубок, але ніяк не потрапить в протилежний. При певному положенні шпинделя заслінка дозволяє теплоносію проходити відразу вправо і вліво, змішуючись з потоком, що йде з протилежного входу. У цьому і полягає принцип роботи чотириходового клапана в системі опалення.
Слід зазначити, що управління клапаном може здійснюватися двома способами:
вручну необхідного розподілу потоків домагаються шляхом встановлення штока в певне положення, орієнтуючись по шкалі, яка знаходиться навпроти рукоятки. Спосіб використовується рідко, оскільки ефективна робота системи вимагає періодичної коригування, постійно виробляти її вручну неможливо;
автоматично: шпиндель клапана обертається сервоприводом, отримують команди від зовнішніх датчиків або контролера. Це дозволяє дотримуватися заданих температур води в системі при зміні зовнішніх умов.
Практичне застосування
Скрізь, де потрібно забезпечити якісне регулювання теплоносія, можуть застосовуватися клапани чотириходового типу. Якісне регулювання – це керування температурою теплоносія, а не його витратою. Домогтися необхідної температури в системі водяного опалення можна лише одним способом – змішуванням гарячої і остиглої води, отримуючи на виході теплоносій з потрібними параметрами. Успішне виконання цього процесу як раз і забезпечує пристрій чотириходового клапана. Наведемо кілька прикладів установки елемента для таких випадків:
- в системі радіаторного опалення з твердопаливним котлом в якості джерела тепла;
- в контурі нагріву теплих підлог.
Як відомо, твердопаливний котел в режимі розігріву потребує захисту від випадання конденсату, від якого стінки топки піддаються корозії. Традиційна схема з байпасом і триходовим змішувальним клапаном, що не дозволяє холодній воді з системи проникати в котлової бак, може бути вдосконалена. Замість байпасній лінії та змішувального вузла ставиться чотирьохходовий клапан, як це зображено на схемі:
Виникає закономірне питання: яка користь від такої схеми, де доведеться ставити другий насос, та ще й контролер для керування сервоприводом? Справа в тому, що тут робота чотириходового клапана підміняє собою не тільки байпас, але і гідравлічний роздільник (гідрострілку), якщо в цьому є потреба. В результаті ми отримуємо 2 окремих контуру, які обмінюються між собою теплоносієм по мірі необхідності. Котел дозовано отримує охолоджену воду, а радіатори – теплоносій з оптимальною температурою.
Оскільки вода, що циркулює по гріючим контурах теплих підлог, нагрівається максимум до 45 °С, то запускати в них теплоносій безпосередньо від котла неприпустимо. З метою витримати таку температуру перед розподільними колектором зазвичай ставиться змішуючий вузол з триходовим термостатичним краном і байпасом. А ось якщо замість цього вузла встановити чотирьохходовий змішувальний клапан, то в гріючих контурах можна використовувати зворотну воду, що йде від радіаторів, що і показано на схемі:
Висновок
Не можна сказати, що установка чотириходового крана проста і не вимагає фінансових вкладень. Навпаки, реалізація подібних схем виллється у відчутні фінансові витрати. З іншого боку, вони не настільки великі, щоб відмовитися від переваг таких систем – ефективності роботи і в результаті – економічності. Важлива умова – наявність надійного електропостачання, так як без нього перестане працювати привід клапана.