Расчёт Kvs трехходового клапана: формула
Kvs это расход воды в м³/ч при полном открытии и перепаде 1 бар (VALTEC, 2016, с. 2). Kv то же число при любом другом положении штока. Формула одна: Kv = G/√ΔP, где G в м³/ч, ΔP в барах. Перепад: ΔP = (G/Kvs)² × 100, кПа.
Расход берут по теплу, которое проходит через узел: G = 0,86 × Q/Δt, Q в кВт, Δt в °C (Danfoss VFM2, с. 27). Для трёхходового клапана считают расход через ход AB. Когда вода от котла остыла, клапан открыт на котёл целиком, и весь расход контура идёт по ходу A.
Подбор смесительного узла: какой трехходовой клапан выбрать для тёплого пола
Что нужно для расчёта смесительного узла:
- Тепло всех петель на узле, кВт.
- Температуру в пол после узла. Обычно 35–45 °C (VALTEC, «Водяной тёплый пол», с. 33), в примере VALTEC 45 °C.
- Разницу между подачей в пол и обраткой. Обычно 5–10 °C (VALTEC, раздел 4.2).
- Температуру воды, что приходит на ход A.
Для радиаторов и тёплого пола ESBE задаёт перепад на смесительном клапане от 3 до 15 кПа. Из подходящих размеров берут меньший (ESBE VRG130, с. 4).
| Тепло пола | Δt | Расход AB, м³/ч | Kvs | Ду | Перепад, кПа |
|---|---|---|---|---|---|
| 5 кВт | 10 °C | 0,43 | 1,6 | 15 | 7,2 |
| 10 кВт | 10 °C | 0,86 | 2,5 | 15 | 11,8 |
| 15 кВт | 10 °C | 1,29 | 4 | 15 | 10,4 |
| 20 кВт | 10 °C | 1,72 | 6,3 | 20 | 7,5 |
| 10 кВт | 5 °C | 1,72 | 6,3 | 20 | 7,5 |
| 20 кВт | 5 °C | 3,44 | 10 | 25 | 11,8 |
При разнице 5 °C воды через узел идёт вдвое больше, и размер выходит на шаг крупнее. Ду в таблице наименьший по каталогу ESBE, 2,5 и 4 там бывают и в Ду 20.
Пример расчёта
Пол 10 кВт, в пол 45 °C, обратка 35 °C, от котла 80 °C. Расход через AB: 0,86 × 10/10 = 0,86 м³/ч.
При 15 кПа нужен Kv = 0,86/√0,15 = 2,22, при 3 кПа Kv = 4,97. Первый Kvs ряда не меньше 2,22 это 2,5, Ду 15. Перепад на нём (0,86/2,5)² × 100 = 11,8 кПа.
Горячей воды по ходу A в расчётном режиме идёт 0,86 × 10/(80 − 35) = 0,19 м³/ч. Остальное подмешивается из обратки через B.
Насос узла должен перекрыть 11,8 кПа на клапане и потери петель с коллектором. Напор считает калькулятор циркуляционного насоса.
Принцип работы и регулировка узла с термоголовкой
Котловая вода по A смешивается с обраткой пола по B. Термоголовка или привод держит заданную температуру на выходе AB, насос узла гонит смесь по петлям. Термостатический смесительный клапан для тёплого пола выставляют по шкале термоголовки (VALTEC, с. 132). У головки VALTEC VT.5011 диапазон 20–60 °C. Вместо неё ставят сервопривод, тогда температуру задают на контроллере (с. 38).
Какой трехходовой клапан выбрать для твердотопливного котла: антиконденсационный термоклапан
Он стоит на обратке котла. Термостат внутри начинает открывать ход A, когда смешанная вода на выходе AB нагрелась до его температуры. Термостаты ESBE: у VTC300 на 45, 55 и 60 °C, у VTC500 от 50 до 70 °C с шагом 5. Когда вода в A на 10 °C горячее температуры открытия, ход B закрыт полностью. Защита нужна потому, что слишком холодная обратка, по словам ESBE, даёт смолу в котле, меньшую мощность и короткий срок службы (VTC500). Температуру открытия берут по паспорту котла.
Расход считают по мощности и разнице подачи и обратки. Дальше смотрят перепад. ESBE даёт термоклапаны с Kvs 2,8 и 3,2 для котлов до 30 кВт, 9 и 14 до 150 кВт. Перепад на них при смешении не выше 100 кПа (VTC300, VTC500, с. 1). Котёл 30 кВт при разнице 5 °C гонит 5,16 м³/ч: на Kvs 2,8 это 340 кПа, такой клапан не подходит.
| Мощность | Расход, м³/ч | Перепад, кПа, при Kvs 3,2 | при 9 | при 14 |
|---|---|---|---|---|
| 15 кВт | 1,29 | 16,3 | 2,1 | 0,8 |
| 20 кВт | 1,72 | 28,9 | 3,7 | 1,5 |
| 25 кВт | 2,15 | 45,1 | 5,7 | 2,4 |
| 40 кВт | 3,44 | нет | 14,6 | 6,0 |
| 60 кВт | 5,16 | нет | 32,9 | 13,6 |
Таблица для разницы 10 °C. В примере ESBE 60 кВт на клапане 9 м³/ч теряет около 32 кПа, по формуле выходит 32,9. В паспорте термоклапана окна 3–15 кПа нет. Совет ESBE: насос котла должен перекрыть перепад на клапане плюс котёл, трубы и бак, а если не тянет, пробуют другой Kvs (VTC500, с. 3).
| Что | Норма | Откуда |
|---|---|---|
| Расход по мощности: G = 0,86·Q/Δt | 0,86 м³·°C/(ч·кВт) | Danfoss VFM2, RC.08.V10.50, с. 27 |
| Kv задан при перепаде 1 бар, это | 100 кПа | VALTEC, техпособие по термоклапанам, 2016, с. 2 |
| Тёплый пол и радиаторы: перепад на клапане, от | 3 кПа | ESBE VRG130, data sheet, с. 4 |
| То же, до (из окна берут меньший Kvs) | 15 кПа | ESBE VRG130, data sheet, с. 4 |
| Термоклапан котла до 30 кВт, Ду 15 | 2,8 м³/ч (Kvs) | ESBE VTC300, data sheet |
| Термоклапан котла до 30 кВт, Ду 20 | 3,2 м³/ч (Kvs) | ESBE VTC300, data sheet |
| Котёл для термоклапанов Kvs 2,8 и 3,2, до | 30 кВт | ESBE VTC300, data sheet |
| Термоклапан котла до 150 кВт, Ду 25 | 9 м³/ч (Kvs) | ESBE VTC500, data sheet |
| Термоклапан котла до 150 кВт, Ду 32 | 14 м³/ч (Kvs) | ESBE VTC500, data sheet |
| Термоклапан котла: наибольший перепад при смешении | 100 кПа | ESBE VTC300 и VTC500, Technical data, с. 1 |
| Тёплый пол: рабочая температура в пол, обычно от | 35 °C | VALTEC, «Водяной тёплый пол», 2025-2026, с. 33 |
| То же, обычно до | 45 °C | VALTEC, «Водяной тёплый пол», 2025-2026, с. 33 |
| Котёл для термоклапанов Kvs 9 и 14, до | 150 кВт | ESBE VTC500, data sheet |
Схема подключения: куда смотрят порты A, B и AB
На тёплом полу узел смешивает: A от котла, B от обратки пола, AB к насосу узла. На твердотопливном котле B берёт горячую воду с подачи котла по перемычке, A холодную обратку системы или бака, AB уходит в обратный патрубок котла. Пока вода холодная, котёл греется по кругу через B. После температуры открытия термостат открывает A, а на 10 °C выше B закрыт полностью. Термоклапан ESBE ставят на обратку котла или в трубу к баку-аккумулятору. Первый вариант производитель советует, там проще разводка (VTC500, с. 1).
Частые ошибки
- Считают по ходу A на малый расход. В холодный момент ход A открыт целиком и должен пропустить весь расход пола.
- Берут размер крупнее «с запасом». Перепад падает, и на два шага крупнее уходит ниже 3 кПа, окна ESBE: на Kvs 6,3 при 10 кВт и Δt 10 °C выходит 1,9 кПа.
- Залили гликоль 30–50 % и не пересчитали. ESBE пишет, что у термоклапана мощность падает на 30–40 %.
Смету на узел и разводку компания может собрать в программе RemontCRM: работы в смете разложены по помещениям, а цену заказчик фиксирует до договора. Поменяли клапан или добавили контур по ходу работ: изменение оформляют допсоглашением, и договорённость не остаётся устной.