Термостатические смесители и особенности их применения в системах водоснабжения

Устройство и принцип работы термостатического смесителя

В качестве примера, иллюстрирующего принцип действия термостатического смесителя, будет приведено стандартное изделие с механическим управлением. Функцию поддержания постоянной температуры воды в смесителе выполняет термостатический картридж, преобразующий температурные изменения в механическое движение. Конструктивно термостатический картридж состоит из:

• корпуса;
• перфорированного металлического цилиндра;
• пластикового цилиндра;
• чувствительного датчика-термоэлемента (клапана);
• в некоторых моделях также может быть установлен предохранитель, исключающий случайный сброс настроек смесителя (актуально, если устройством пользуются дети).

Термоэлемент, в свою очередь, включает латунный или медный стержень (шток) и колбу с расширяющимся материалом, закрытую диафрагмой. Функцию наполнителя обычно выполняет комбинация из нескольких видов воска; в некоторых моделях вместо воска или парафина могут быть установлены биметаллические пластины. При нагревании содержимое колбы расширяется и давит на диафрагму; движение передаётся через заглушку на шток, который смещает клапан и даёт возможность уменьшить поступление горячей воды при одновременном увеличении притока холодной. Если же температура выходящей воды становится ниже заданных значений, парафин в колбе сжимается, и шток под действием пружины сдвигает клапан в обратном направлении. Таким образом, температура смешанного потока возвращается в заранее установленные пределы.

Применение термостатических смесителей позволяет:

• сократить общий расход воды и время на настройку температуры, которые возрастают в процессе регулировки температуры воды;
• существенно (вплоть до 40%) сократить потребление тепловой энергии, затрачиваемой на нагрев воды, за счёт регулирования и автоматического поддержания на заданном уровне температуры смешанной воды — это свойство актуально в первую очередь для систем водоснабжения, основным элементом которых выступает газовый котёл либо электрический проточный водонагреватель;
• исключить вероятность получения ожога на фоне скачков температуры и давления в системе ГВС, а также в результате случайного включения горячей воды.

Основным недостатком термостатических смесителей является более высокая стоимость по сравнению с обычными. Кроме того, за счёт наличия дополнительных подвижных элементов, на поверхностях которых могут образовываться железоокисные отложения, термостатические смесители более чувствительны к качеству воды.

Классификация термостатических смесителей

Использование санитарно-технической водоразборной арматуры разных типов, включая термостатические смесители, регулируется следующими нормативными документами:

• ГОСТ 19681–2016 «Арматура санитарно-техническая водоразборная. Общие технические условия» (дата введ.: 01.07.2017);
• ГОСТ 25809–96 «Смесители и краны водоразборные. Типы и основные размеры» (дата введ.: 01.01.1998);
• СанПиН 2.1.4.2496–09 «Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения» (с изм. на 02.04.2018).

Они содержат требования в отношении характеристик изделий (максимально допустимое рабочее и испытательное давление, конструкция арматуры, размер резьбы для подключения к водопроводной сети и т. д.), а также касаемо сопроводительной документации, необходимой для вывода изделия на российский рынок. Эти требования действуют для всех разновидностей термостатических смесителей, вне зависимости от их назначения и особенностей конструкции.

По способу управления термостатические смесители подразделяются на следующие два вида:

1. Механические, управление которыми осуществляется при помощи рукоятки, вентиля или рычажка.

2. Электронные — более сложные с технической точки зрения модели, работающие от аккумулятора или от сети. Оснащаются электронными датчиками температуры и давления, которые автоматически реагируют на подачу воды и выводят соответствующие показатели на экран. Такие устройства могут иметь кнопочное, дистанционное (пульт) или сенсорное управление, продвинутые модели зачастую совместимы с системами «умный дом». Использование подобного оборудования в бытовых условиях в большинстве случаев является излишним, основные сферы их применения — организация водоразбора в медицинских учреждениях, бассейнах, саунах, общественных уборных и предприятиях общепита.

По назначению выпускаются следующие модели:

• для душа — отличительной особенностью является отсутствие излива и режима переключения «ванна/душ» (к таким устройствам можно подключить только шланг с душевой лейкой);
• для ванны — имеют неповоротный короткий излив, есть режим переключения ванна/душ и подключение шланга с душевой лейкой;
• универсальные — конструкция имеет длинный поворотный излив и предусматривает возможность переключения режима «ванна/душ», а также подключение душевого шланга с лейкой;
• для раковины — характеризуются компактным размером, излив фиксированный или поворотный;
• для кухни — излив более высокий, фиксированный или поворотный.

Помимо этого, термостатические смесители классифицируют по материалу, из которого изготовлен корпус прибора:

1. Медные, бронзовые или латунные. Отличаются высокой прочностью и долговечностью, в том числе при эксплуатации в условиях повышенных температур и давления. Минусы — сравнительно высокая стоимость покупки и ремонта. У латунных моделей также чаще встречаются погрешности в регулировке подачи воды.

2. Алюминиевые. Стабильно функционируют при перепадах температур, но хуже переносят вибрационные нагрузки.

3. Керамические. Критерием выбора обычно является презентабельный внешний вид. К числу недостатков относятся низкая износостойкость и восприимчивость к механическим нагрузкам.

4. Силуминовые и пластиковые. Самые доступные модели, но при этом и характеризующиеся наименьшим сроком службы.

Материалы, из которых выполнены внешние и внутренние детали приборов, должны иметь разрешение соответствующих органов Минздрава России для применения в системах питьевого водоснабжения. В частности, температура наружной поверхности органов управления в местах захвата не должна превышать 45°C (ГОСТ 19681–2016), а все видимые поверхности санитарно-технической водоразборной арматуры должны быть изготовлены только из коррозионно-стойких материалов либо иметь стойкое к коррозии защитно-декоративное покрытие, испытанное в соответствии с ГОСТ 34771–2021. Не допускаются также трещины, царапины, забоины и другие дефекты.

Рекомендации по выбору, установке и эксплуатации

Установка термостатических смесителей может осуществляться на стену, столешницу или сантехнический прибор либо методом открытого монтажа, либо закрытым способом (на виду остаются только элементы управления и излив, а все внутренние детали скрываются за облицовкой и декором).

В целом монтаж смесителей этого типа практически не отличается от установки аналога обычной конструкции. Большинство ошибок монтажа связано с некорректным подключением, которое обусловлено тем, что модели европейского производства адаптированы под европейские стандарты подведения воды (слева — горячая вода, справа — холодная). Такие изделия не допускается устанавливать в домах, где вода подведена по обратной схеме, без предварительного внесения изменений в разводку системы водоснабжения. Проще всего это сделать, поменяв местами подводящие трубопроводы при помощи гибких шлангов, однако в ряде случаев может потребоваться перестраивать разводку водопроводной системы в непосредственной близости с монтируемым краном. Здесь возможны два варианта: если подводящие трубопроводы проложены открыто, то можно воспользоваться шлангами и поменять выходы горячей и холодной воды местами, а если замоноличены в стену, то без изменения схемы разводки не обойтись.

Для электронных смесителей, работающих от сети, также требуется подключение к электросети. Оно может быть реализовано либо классическим способом (когда смеситель подключается напрямую к розетке), либо от трансформатора, который понижает напряжение до значений, необходимых по техническим характеристикам конкретного устройства.

В остальном же при подключении порядок работ будет следующим:

1. Перекрывается подача горячей и холодной воды у стояка.

2. При наличии действующего смесителя выполняется его демонтаж.

3. На трубы устанавливаются диски-эксцентрики с разведением их под новый прибор.

4. Осуществляется инсталляция прокладок и декоративных элементов.

5. Выполняется установка и фиксация термостатического смесителя.

6. Монтируются навесные части.

7. Восстанавливается подача воды, после чего проверяется работоспособность установленного прибора.

8. Производится калибровка температуры воды, поступающей из смесителя-термостата. Для этого необходимо снять защитную крышку прибора, включить воду и путём вращения вентиля настроить нужную температуру, опираясь на показания обыкновенного термометра.

Для корректной работы прибора рабочее давление воды в трубопроводе должно находиться в пределах 1–5 бар, максимально допустимое значение — 8 бар. Разница между давлением холодной и горячей воды при этом не должна превышать 10%. Если этот показатель выше (либо если давление в сети превышает 5 бар), требуется дополнительная установка редуктора пониженного давления.

Поскольку термостатический смеситель достаточно требователен к качеству поступающей в него воды, система водоснабжения должна быть оснащена обратными клапанами и фильтрами глубокой очистки (рекомендуемый размер ячейки — не более 315 мкм). Это, с одной стороны, позволяет защитить конструкцию от попадания ила и других отложений, а с другой — исключает даже потенциальный переток между трубами горячего и холодного водоснабжения. Эту арматуру можно не монтировать только в том случае, если она уже установлена в корпусе смесительного устройства.

Для продления срока службы термостатического смесителя рекомендуется выполнять регулярную диагностику и замену фильтров (при необходимости). В ходе профилактических мероприятий необходимо перекрыть запорную арматуру, а затем согласно инструкции разобрать, прочистить и заново собрать смеситель. Кроме того, следует избегать использования смесителя в то время, когда в здании выполняется ремонт системы водоснабжения. Такого рода работы могут вызвать гидроудар, способный вывести прибор из строя.

Заключение

Благодаря своим особенностям термостатический смеситель является популярным и востребованным решением прежде всего в многоквартирных домах, в которых могут случаться перепады давления в системе водоснабжения. Конструкция, исключающая ожог при контакте с водой или корпусом, также позволяет рекомендовать изделия этого типа для зданий и помещений, где системой ГВС пользуются дети и пожилые люди.