Трехходовой клапан — особенности выбора

Принцип функционирования клапанов с другим устройством

Термостатические смесительные клапаны иногда имеют несколько отличающийся от описываемого внутренний механизм. В этом случае конструкция походит на шаровой кран. Подобный клапан взамен конуса и седла имеет шар с выборкой нужной формы. Для перераспределения потоков воды в таких конструкциях происходит вращение, а не нажатие на шток.

Если оборудование имеет шаровой элемент, то оно не должно обладать внушительной пропускной способностью. Его используют в бытовых системах отопления. Существует еще одна разновидность механизма, при которой на штоке располагается сектор, а не шар, его рабочая часть частично или полностью перекрывает один или два потока.

Выбираем трехходовой клапан

Перед тем, как установить трехходовой клапан на теплый пол, его нужно правильно подобрать с учетом особенностей отопительной системы.

Факторы, влияющие на выбор данного приспособления, таковы:

пропускная способность труб в отопительной системе;
число контуров;
материал внешнего корпуса клапана;
строение и принцип управления прибором;
сечение входного патрубка.

Что касается числа линий в отопительной системе дома, то в данном вопросе сложностей быть не должно. А вот все прочие факторы предполагают наличие у потребителя определенных технических знаний. Не имея представления об основных принципах термодинамики, сложно подобрать даже размер клапана. Поэтому чтобы не рисковать, рекомендуем проконсультироваться со специалистами, прежде чем приобретать какое-либо приспособление.

Поскольку трехходовой клапан, в сущности, является обычным краном с термостатической головкой, при наличии электропривода он может функционировать без вмешательства человека. При этом горячая вода циркулирует с такой интенсивностью, которая необходима для обеспечения необходимой температуры. Никакие дополнительные пульты управления для этого не нужны, а потребитель может не волноваться, что система отопления перегреется.

Конструкция и назначение клапана

Стандартный трехходовой клапан состоит из следующих элементов:

трех патрубков, подключенных к контурам системы отопления;
смесительной камеры, внутри которой производится регулировка температурного режима;
штока, перекрывающего ход воды из какого-либо патрубка;
терморегулятора, приводящего шток в движение в зависимости от заданных пользователем параметров.

Трехходовой клапан в разрезе

Устройства данного вида могут быть использованы:

в отопительных системах жилых и производственных помещений для смешивания или разделения потока теплоносителя;
в системах теплый пол (по аналогии с предыдущим пунктом);
в системе горячего водоснабжения для исключения возможности повышения температуры воды.

Сервопривод для трехходового клапана

Сервопривод — это электродвигатель, управляемый через отрицательную обратную связь. В данном случае отрицательной обратной связью будет датчик угла поворота вала, который прекращает движение вала при достижении нужного угла.

Для наглядности рассмотрим устройство сервопривода по рисунку:

Как видно, внутри сервопривода расположены следующие составные части:
Электрический мотор.
Редуктор, состоящий из нескольких шестеренок.
Выходной вал, которым привод вращает клапан или другое устройство.
Потенциометр — эта та самая отрицательная обратная связь, с помощью которой осуществляется управление углом поворота вала.
Управляющая электроника, которая расположена на печатной плате.
Провод, по которому подводятся напряжение питания (220 или 24 В) и управляющий сигнал.

Давайте теперь подробно остановимся на управляющем сигнале. Сервопривод управляется импульсным сигналом с изменяемой шириной импульса. Для тех кто не знает о чем идет речь, привожу еще одну картинку:

То есть ширина импульса (по времени) определяет величину угла поворота вала. Настройка таких управляющих сигналов дело нетривиальное и зависит от конкретного привода. Количество управляющих сигналов зависит от того, сколько положений может занимать выходной вал.

Сервопривод может быть двухпозиционным (2 управляющих сигнала), трехпозиционным (3 управляющих сигнала) и так далее.

Клапан трехходовой регулирующий с электроприводом

В качестве электрического привода трехходовых регулирующих кранов с электроприводом выступают различные элементы.

Существует две разновидности:
трехходовые краны для отопления с электроприводом в виде электрического магнита;
трехходовые клапаны с сервоприводом на базе электрического мотора.

Исполнительный механизм получает команду прямиком от температурных датчиков или от управляющего контроллера. Модели трехходовых кранов для отопления с электроприводом наиболее эффективны, так как позволяют обеспечивать максимально точную регулировку тепловых потоков.

Трёхходовой регулирующий клапан — предназначен для смешения или разделения потока теплоносителя, поэтому их ещё называют смесительными и разделительными клапанами. Трёхходовые регулирующие клапаны имеют три патрубка для присоединения к трубопроводу.

Наиболее широкое распространение получили в системах теплоснабжения подключённых от автономных котельных, в которых нет необходимости в ограничении расхода при сохранении коэффициента смешения.

Они устанавливаются для управления теплоотдачей калориферов системы вентиляции, теплообменных аппаратов систем горячего водоснабжения и отопления подключённых по независимой схеме, управления процессом смешения в системах отопления с зависимым подключением в котельной.

Управляют клапаном с помощью электропривода, по сигналу электронного регулятора, либо от центральной системы диспетчеризации. Работа трёхходового клапана основана на создании в циркуляционном кольце контуров с постоянным и переменным гидравлическим режимом, за счёт разделения одного потока или смешения двух потоков теплоносителя.

Вне зависимости от положения штока в трехходовом клапане, циркуляция не прекращается, поэтому такой тип устройства не годится для уменьшения расхода теплоносителя. В этом основное отличие шарового трехходового крана с электроприводом от двухходовых кранов, регуляторов и других устройств.

Данный клапан предназначен для смешивания или разделения, распределения потоков. Разделительный клапан регулирует количество воды, пуская часть жидкости по байпасному пути вместо прямого. Два патрубка устройства служат для выхода, а один – для входа.

Принцип действия трехходового смесительного клапана с термоголовкой основан на подмешивании к горячему теплоносителю более холодного или к холодному более горячего. В результате качественная характеристика, а именно температура теплового потока изменяется, при этом уровень этого изменения зависит от установленной пропорции соединяемых струй.

Два порта для входа и один для выхода могут также выполнять разделительную функцию. Такие клапаны могут использоваться в различных съемах.

Часто актуально использование трехходовых клапанов для твердотопливных котлов, в камере которых выпадает конденсат в начале топки. В таком случае клапан помогает временно отсечь холодную воду, а по короткому контуру пустить часть нагретой жидкости.

Особенности выбора

При выборе трехходового клапана для установки в технологическом трубопроводе, необходимо сначала определиться с его назначением. Это обусловлено тем, что устройства для смешивания или разделения потоков среды отличаются принципом действия и особенностями конструкции

Кроме того, нужно обращать внимание на следующие параметры:

условный проход;
пропускную способность;
вид и характеристики исполнительного механизма;
рабочие и максимально допустимые показатели температуры и давления.

Основные характеристики клапанов указываются в сопроводительной документации и на корпусе изделий. Маркировка осуществляется согласно требованиям ГОСТ 4666-2015 и предусматривает следующие виды:

Литым способом на лицевой стороне корпуса с указанием материала, условного диаметра и давления. На обратной стороне должен находиться товарный знак изготовителя.
На прикрепленной к поверхности корпуса табличке указывают схему, по которой происходит подача транспортируемой среды.
В табличке, зафиксированной на крышке, должна быть отражена следующая информация — наименование производителя, маркировка согласно таблице фигур и заводской номер. Кроме того, указывают условное давление и диаметр, дату изготовления и знак обращения на рынке стран, входящих в Таможенный союз.

Наружные поверхности клапанов окрашивают в цвет, который выбирают в соответствии с ГОСТ или с учетом пожеланий оптовых покупателей. Каждому виду материала обычно соответствует свой цвет.

Особенности выбора смешивающих узлов

Обвязка котла и других компонентов системы отопления всегда производится стандартизированными трубами. При этом каждый разработчик старается использовать резьбовые соединения одного типоразмера по всей структуре труб. Здесь может проявиться особенность конструкции трехходового клапана, которая способна не позволить системе работать эффективно и надежно.

Несмотря на то, что диаметр присоединения смешивающего узла по резьбе может быть достаточно значительным, это не говорит о реальной пропускной способности. Проблема в том, что внутренний диаметр отверстий, которые перекрываются регулирующей головкой или шаром, может быть от 4 и выше раз меньше соединительной трубы. Поэтому в магазине обязательно нужно рассматривать техническую документацию.

Ключевой параметр, который должен учитываться при выборе того или иного изделия – пропускная способность. Квалифицированные разработчики системы отопления способны предоставить такую цифру для ориентирования. Но если все делалось “на глаз”, ориентироваться нужно на показатели нагревательного котла. Количество воды, которое он способен производить за час или минуту, должно сравниваться с пропускной способностью клапана.

Технические характеристики трехходового клапана

Трехходовой кран для отопления

Трехходовой кран отопления представляет собой тройник, в котором с помощью запорного механизма происходит перераспределение теплоносителя в системе отопления. Трехходовой кран используется там, где необходимо регулировать подачу тепла, уменьшая или увеличивая температуру теплоносителя.

Простой пример: теплоноситель при движении по протяженной системе отопления в начале «пути» имеет более высокую температуру, что приводит к более интенсивному нагреву радиаторов, и, как следствие, перегреву помещений, для устранения которого используют трехходовой кран.

Крана трехходовый — принцип работы

Для этого к крану одновременно подключают горячую и холодную воду. Как правило, схема подключения в виде стрелок с указанием направления движения, располагается на самом кране.
При этом горячая вода это теплоноситель, идущий от котла, называемый также подачей, а холодная вода это уже остывший теплоноситель, называемый также обраткой. При полностью открытом кране в него одновременно поступают подача и обратка и смешиваются. В результате температура воды на выходе из крана имеет некое усредненное значение.

Если кран полностью открыт, то к приборам отопления поступает теплоноситель, идущий напрямую от котла и обеспечивающий максимальный нагрев радиаторов. При закрытом кране, напротив, к приборам отопления поступает только обратка.

При не полностью открытом кране происходит смешивание обратки и подачи и получение теплоносителя с температурой усредненного значения.

Типы трехходовых кранов в системах отопления

В зависимости от конструктивных особенностей различают 2 вида трехходовых кранов: запорные и регулировочные. Принципиальной различия между ними нет: и тот и другой могут использоваться для полного перекрытия движения подачи и для регулирования температуры теплоносителя. Однако с помощью запорных кранов сделать это намного сложнее. Их конструкция в большей степени подходит для переключения движения потока воды из одной трубы в другую и не предусматривает плавного изменения потока. В большинстве случаев запорные краны оснащены шаровым механизмом.

Для регулирования применяют трехходовые краны, в конструкции которых имеется шток, управление движением которого может быть ручным или автоматическим.

От трехходового крана к трехходовому клапану

Трехходовой кран отопления позволяет вручную регулировать температуру теплоносителя в отопительных системах. Для автоматического регулирования предназначен трехходовой клапан отопления, в котором дополнительно установлено электромеханическое устройство, меняющее положение штока. Его подключают к термостату, с помощью которого выбирают нужный температурный режим в помещении.

Установка трехходовых клапанов в системе отопления позволяет эффективно управлять работой теплого пола, регулировать распределение тепла по комнатам и этажам, а также между отдельными строениями, если речь идет об отоплении нескольких отдельных объектов, например, теплицы и жилого дома.

В зависимости от принципа действия различают 2 вида трехходовых клапанов отопления:

Смесительный трехходовой клапан, в котором два входа и один выход. Его принцип действия такой же, как у трехходового крана отопления. Основное назначение смесительного клапана этого вида состоит в смешивании подачи и обратки для получения теплоносителя требуемой температуры, которое достигается изменением соотношения горячей и холодной воды.

Разделительный трехходовой клапан, в котором один вход и два выхода. При его работе происходит распределение потока теплоносителя на два русла, что бывает необходимо при включении в систему отопления бойлеров, конвекторов и т.д

Независимо от типа трехходового клапана (смесительный или разделительный) его установка и использование обеспечивает постоянный тепловой поток в системе отопления и не перекрывает движения теплоносителя, что особенно важно при отрицательных температурах.Меняться может только температура в сети. В этом основное отличие трехходового клапана отопления от двухходового клапана отопления

Иными словами, система отопления с трехходовым клапаном никогда не разморозится

Иными словами, система отопления с трехходовым клапаном никогда не разморозится.

Схема тёплого пола с трёхходовым клапаном

Трёхходовой вентиль может устанавливаться совместно со смесительно-распределительным узлом, или как отдельное устройство.

Трехходовой клапан. Устанавливаем правильно.

Watch this video on YouTube

Схема с отдельно установленным клапаном

Если клапан монтируется отдельно, то он берёт на себя все функции коллектора. Данная схема предназначена для маленьких комнат, не более 25 м2. Настройка температурного уровня производится специальным приспособлением и термостатом, они размещаются в клапане.

Минус применения клапана по такой схеме — нет возможности дозировать потоки.

Система выглядит так:

на трубе подачи горячего теплоносителя осуществляется установка трёхходового крана;
за ним крепится температурный датчик;
далее производится монтаж циркуляционного насоса, он будет доставлять воду с нужным градусом нагрева в половой трубопровод.

Схема без смесительного узла

Клапан со смесительным узлом

Он обеспечит бесперебойную работу полового отопительного устройства, а вода поступающая в магистраль пола будет нужной температуры и необходимого объёма.

Схема подключения следующая:

на трубу подачи производится установка насоса, он будет качать нагретый теплоноситель от источника;
затем осуществляется монтаж температурного датчика, он будет контролировать степень нагрева;
на следующем этапе крепится трёхходовой вентиль — он смешивает теплоноситель до заданного градуса;
на обратном контуре размещается кран, через который будет поступать в трёхходовый прибор охлаждённая вода.

Схема со смесительным узлом

То есть, в трубы тёплого пола будет подаваться теплоноситель нагретый до требуемой температуры.

Схемы подключения в зависимости от конструкции

Кроме того, схемы подсоединения различаются конструкцией и направлением теплоносителя в приборе, бывают:

L-образные — изделие оборудовано двумя отверстиями с боку и одним круглым снизу корпуса. Нагретая жидкость подаётся в боковой вход, а охлаждённая — в нижний. После смешивания, вода перемещается в ветки пола через другое боковое отверстие.
T-образные — оба потока, холодный и горячий, попадают в смеситель через боковые входы. Смешанный теплоноситель отправляется в пол по центральному нижнему выходу.

Определяясь со схемой для монтажа трёхпозиционного клапана, следует учитывать — как она впишется в обвязку магистрали.

Конструкция механизма

По конструкции устройства подразделяются на седельные и поворотные. Первый вид является смесительным типом. Принцип его действия заключается в попеременном передвижении штока вверх и вниз. Схема трёхходового крана — «шток-седло». Определённые модели имеют электромеханический привод. Главным элементом такой конструкции является вращающийся отдел. При повороте оказывает действие на заслонку, и она отсекает теплоноситель (частично или же полностью). Подобная схема работы называется «шарик-гнездо».

Эти приспособления имеют высокую степень износостойкости. Они сделаны специально для высоких амплитуд температурных перепадов и являются запорными арматурами. В хозяйственных постройках или частных домах их могут использовать в качестве смесителей. Главной особенностью такой конструкции является то, что она имеет два входа и один выход. Вентиль используется для регулирования температуры теплоносителя путём смешивания разных потоков. Также устройство может работать и на разделение.

Разделительный тип приспособления используют в тех случаях, когда необходимо подать жидкость сразу по нескольким направлениям. В таких ситуациях иногда используют и четырехходовой кран. Модели устройств могут отличаться между собой по следующим признакам:

1. Тип затвора. В разрезе можно увидеть конусный, цилиндрический или же шаровый.
2. Механика затвора. Различают натяжную и сальниковую.
3. Подсоединение к контуру. Для монтажа используются фланцы, различные муфты, сварочные операции и другое.
4. Форма заглушки.
5. Способ управления. В продаже можно найти краны с ручным, автоматическим и полуавтоматическим управлением.

В обычных смесительных устройствах находится только один шаровый клапан. С его помощью можно перекрыть подачу воды в любой момент. Разделительные краны имеют два клапана, которые устанавливаются на каждое выходное отверстие. Работают они несколько иначе.

Разделительный вентиль имеет литой корпус, изготовленный из бронзы или латуни с гальваническим напылением. Оно служит для выполнения защитных функций. Все штоки резьбовые. Максимальная допустимая регулировка температурных показателей жидкости в системе отопления варьируется от 20 до 60 градусов по Цельсию. Пропускная способность изменяется в диапазоне 1,5−2,5 кубометра в час.

Принцип работы балансировочного крана в системе отопления

Что это такое и зачем он нужен

Как уже понятно из названия, этот клапан имеет 3 хода. Можно даже назвать его краном, так как он относится к запорно-регулирующей арматуре. С виду это обычный тройник, но внутри его устройство гораздо сложнее. Грубо говоря, он служит для изменения температуры воды. Существует два способа: при первом обратка смешивается с подачей для понижения температуры; второй способ наоборот разделяет потоки, сбрасывая горячую воду в обратку. Это полезно в разных случаях:

Тёплые полы. К клапану подключают обратку и подачу отопления. Так как обратка холоднее, в полы подаётся вода пониженной температуры. При этом температура остального отопления остаётся прежней.
Поддержание температуры. Для нормальной работы практически любого отопительного оборудования нужно, чтобы обратка не была холоднее подачи на 60 градусов. Иначе долго котёл не прослужит. Поэтому клапан берёт из подачи воду и отправляет её в обратку.
Защита от конденсата. По этой же причине. Если в теплообменник попадает вода теплее точки росы, на нём начинает скапливаться конденсат.
Защита от перегрева. Современные котлы оборудованы различными датчиками. Если же это, например, простой твердотопливный котёл, он продолжит работать даже при перегреве. Трёхходовой клапан решает эту проблему.
Для обвязки бойлера косвенного нагрева. Чтобы в доме была горячая вода, можно подключить к котлу бойлер. И тогда вода будет нагреваться при помощи отопления. Трёхходовой кран служит для бесперебойной подачи горячей воды. Он открывается, когда температура воды в бойлере снижается.
При организации байпаса. В некоторых случаях требуется направить воду по альтернативному пути – байпасу. Например, для более эффективного обогрева. Сделать это проще всего через трёхходовой клапан. Он откроется и закроется в нужный момент.

Но зачем устанавливать клапан, если можно просто уменьшить температуру? Вопрос кажется логичным, однако на самом деле у обычных котлов при низкой температуре быстро выходит из строя теплообменник. Для такого режима работы лучше подходит конденсационный котёл , но цена у них гораздо выше. Поэтому лучше и проще установить трёхходовой клапан.

Покупка клапана: что важно?

Ручное управление потоками выполняется при помощи простых шаровых кранов. Внешний вид такой, как у обычного вентиля. Но есть «лишний» выход. Подобная арматура используется для того чтобы осуществлять принудительное ручное управление.

Автоматические устройства оснащаются электрическим мотором или реле. Они позволяют изменить положение штока. Этот привод соединяется с термостатом, чтобы можно было осуществлять корректировку температуры в магистрали

При покупке 3-х ходового клапана с приводом нужно обратить внимание на такие моменты:

Диаметр патрубков для соединения с отопительной магистралью. Как правило, значения лежат в интервале 20..40 мм. Но все зависит от конкретной магистрали и ее особенностей. В том случае, если не получается найти подходящие по диаметру приборы, можно смонтировать переходники.
Можно ли установить сервопривод на прибор. Ведь если есть такая возможность, то ручной клапан можно без особого труда превратить в автоматический.
Какая пропускная способность у магистрали.

Рейтинг производителей

Конечно, нельзя однозначно ответить, какой производитель изготавливает самые хорошие трехходовые клапаны. Продукция каждого имеет свои сильные и слабые стороны. В этом списке места распределены по соотношению цена/качество.

ESBE (Швеция);
Danfoss (Дания);
Watts (Евросоюз);
Valtec (Россия-Италия);
Caleffi (Италия);
Herz (Австрия);
Barberi (Италия).

В это статье мы постарались подробно рассказать про принцип работы трехходового клапана в системе отопления. также затронули многие другие темы, касающиеся этих устройств. Надеемся, она была для вас полезной. Не забывайте поделиться публикацией с друзьями!

Loading…

Принцип работы трехходового клапана

Трехходовой смесительный клапан устанавливается на тех участках трубопровода, где необходимо разделение основного потока теплоносителя на 2 контура:

с переменным гидрорежимом;
с постоянным.

Зачастую постоянный поток необходим для того, кому подается теплоноситель высокого качества и в установленных объемах. Его регулировка соответствует показателям качества. Касаемо же переменного потока, то он используется для объектов, где показатели качества не являются ключевыми. Здесь важную роль играет показатель коэффициента количества. Другими словами , подача тёплого носителя в этом случае осуществляется по требуемому количеству.

Обратите внимание! Одним из элементов запорной арматуры является и аналог прибора, о котором мы повествуем в данной статье, который называется двухходовой клапан. В чем его отличие? Он отличается от трехходового принципом своей работы

Дело в том, что один из элементов его конструкции, шток, не может перекрывать поток жидкости, имеющий постоянные гидравлические показатели.

Шток постоянно открыт, он настраивается на определенный объем жидкости. Исходя из этого, у пользователей появляется возможность получать требуемый объем как в плане количества, так и в плане качества. В общем, данный прибор не может остановить подачу жидкости для сети с постоянным гидравлическим потоком. А вот поток переменного типа он способен перекрыть, из-за чего появляется возможность регулировать давление/расход.

Можно создать один трехходовой клапан, соединив пару двухходовых. Но они должны работать в режиме реверса, то есть, при открытии одного, другой должен закрываться.

Трехходовой клапан для теплого пола или других целей работает со следующей последовательностью:

к коллектору, который является одним из элементов теплого пола, поступает горячая вода;
степень нагрева жидкости определяется во время ее прохождения через термосмесительный клапан;
в том случае когда температура превышает установленный уровень, открывается проход откуда поступает охлажденная жидкость;
оба потока смешиваются внутри;
после того как температура падает до установленного предела, проход для холодной воды закрывается.

К недостаткам трехходовых клапанов, можно отнести вероятность появления резких скачков температуры, которые могут происходить при запуске нагретой воды, что может оказывать негативное воздействие на состояние трубопровода при смешении.

Трехходовой термостатический смесительный клапан применяется для того, чтобы:

при необходимости перенаправлять потоки с разных трубопроводов;
смешивать потоки диаметрально разных температур, для получения потока установленной температуры;
динамически управлять направлением потоков для получения потока с постоянно установленной температурой;
в водопроводной системе, это получение потока с заданной стабильной температурой;
в отопительной системе, это получение отдельного смесительного узла со стабильно постоянной температурой циркуляции.

С помощью обычного шарового крана можно регулировать вручную. С виду он схож с обычным вентилем, но обладает такой особенностью как дополнительный выход. Данный вид арматуры используется для принудительного ручного управления.

Для автоматической регулировки используется особый трехходовой клапан, который оснащен электромеханическим прибором для того чтобы менять положение штока. Его нужно подключать к термостату для того, чтобы была возможность регулировать температурный режим в помещении.