Принцип работы трехходового клапана в системе отопления

Что такое трехходовой термостатический клапан и как он работает в системе отопления

В современных системах отопления трехходовой клапан применяется довольно часто, поскольку является средством качественного регулирования теплоносителя – по температуре, а не по расходу. Ведь подача в радиаторы оптимально нагретой воды – лучший способ экономить энергоносители.

Есть у термосмесительных кранов и другие полезные функции, о которых вы узнаете из данной статьи. Но вначале стоит рассмотреть, как работает трехходовой клапан, а также разобраться в его внутреннем устройстве.

• 1 Разновидности 3-ходовых клапанов
• 2 Устройство и принцип работы
• 3 Использование приводов
• 4 Схемы подключения клапана к системе отопления
• 5 Бюджетные элементы с фиксированной температурой воды
• 6 Заключение

Разновидности 3-ходовых клапанов

Все термостатические трехходовые клапаны для отопления делятся на 3 вида по устройству и принципу работы:

• смесительные;
• разделительные;
• переключающие.

О назначении каждой из 3 разновидностей можно судить по названию. Первый тип клапана смешивает два потока теплоносителя с различной температурой, второй – разделяет, третий занимается переключением воды между 2 линиями. Распознать их внешне нетрудно, обычно принцип работы изображен на корпусе в виде рисунка. Вот как выглядит трехходовой смесительный клапан:

На заводском шильдике от фирмы Herz четко показано смешивание 2 потоков, значит, это смесительный вентиль

Похожее обозначение стоит на разделительном элементе. Что же касается переключающих кранов, то на их корпусе изображения может и не быть, зато есть значительные внешние отличия по форме.

Разделительный (фото слева) и переключающий (справа) 3-ходовой клапан

С помощью смешивания или разделения потоков добиваются оптимальной температуры теплоносителя, подаваемого в радиаторы системы отопления или контуры теплого пола. Переключение используется в газовых двухконтурных котлах, когда нагретую воду надо поочередно направлять в разные теплообменники.

Устройство и принцип работы

Чтобы разобраться, из чего состоит и как работает термосмесительный трехходовой кран самого распространенного седельного типа, следует изучить представленную ниже схему. Внутри латунного корпуса с тремя патрубками методом литья устроены 3 камеры, проходы между которыми перекрываются тарельчатыми клапанами. Они закреплены на одной оси – штоке, выходящем из корпуса с четвертой стороны.

В смесительном 3-ходовом кране выходной патрубок (откуда идет смешанная вода) всегда открыт, остальные 2 штуцера поочередно закрываются термоголовкой

Принцип действия следующий: при нажатии на шток начнет открываться проход для одного потока и постепенно закрываться для другого, в результате чего в камере смешивания клапана получится вода необходимой температуры. Она покидает латунный корпус элемента через третий патрубок. Регулировка силы нажатия на шток осуществляется термоголовкой с выносным датчиком температуры, установленным в соответствии со схемой.

Весь процесс стоит разъяснить подробнее:

1. Представьте, что со стороны горячей воды поступает недостаточно прогретый теплоноситель. Тогда механизм пропускает его дальше, а третий патрубок закрыт. Выносной датчик наполнен термочувствительной жидкостью и посредством капиллярной трубки соединен с резервуаром (сильфоном) внутри термоголовки.
2. При нагреве датчика эта жидкость расширяется, ее объем в трубке и сильфоне увеличивается, в результате последний начинает нажимать на шток трехходового клапана. Момент нажатия определяется регулировкой на шкале термостатической головки, настроенной на требуемую температуру.
3. После этого к потоку разогретой воды подмешивается холодная из третьего патрубка и температура воды на выходе из термоклапана остается неизменной, хотя нагрев теплоносителя на входе продолжается.
4. Если входящая вода продолжает нагреваться сверх нормы, то для сохранения установленной температуры на выходе термостатический клапан может полностью перекрыть вход и открыть боковой проток. При этом шток опускается в крайнее нижнее положение.
5. Как только датчик отметит остывание теплоносителя, головка слегка отпустит шток, откроется седло клапана с горячей стороны и начнется подмешивание нагретой воды.

Способ регулировки трехходового крана термостатической головкой с датчиком – самый популярный, поскольку является достаточно точным и простым, причем не требующим электричества.

Если вести речь о разделительном клапане, принцип его работы практически такой же, только при нажатии на шток один поток начинает делиться на два. А вот в переключающем элементе направление движения меняет электропривод, о чем подробно рассказано на видео:

Использование приводов

Помимо термостатической головки, клапаном можно управлять и другими способами. Первый из них – ручной, когда глубину нажатия штока определяет поворот рукоятки снаружи корпуса. Не самый лучший вариант и годится только в том случае, когда температура воды, поступающей в патрубки, неизменна. Другой вариант – управление с помощью серво— и электропривода, получающего команды от контроллера. Для совместной работы с разными приводами используется и другой тип клапанов – поворотные, чье устройство показано на рисунке:

Этот клапан с 3 выходами очень похож на обычный шаровой кран с электроприводом

Здесь есть определенное сходство с шаровым краном, только рабочий поворотный элемент имеет другую форму отверстия, чтобы пропускать теплоноситель сразу в двух направлениях. Принцип работы здесь простой: ось поворачивается на требуемый угол, вращаемая приводом. Последний управляется контроллером, получающим импульсы от одного или нескольких датчиков. Обычно приводы на клапаны устанавливают в сложных либо автоматизированных системах отопления с погодным регулированием.

Схемы подключения клапана к системе отопления

Когда есть понимание, что такое трехходовой клапан и в чем состоит его работа, можно рассмотреть различные схемы подключения, зависящие от назначения и роли элемента в отоплении дома. Установка термосмесительного 3-ходового клапана производится в 4 случаях:

1. Для защиты твердотопливного котла от воздействия конденсата и температурного шока после внезапных отключений электроэнергии.
2. Теплоноситель в контурах теплых полов должен прогреваться до 45 °С, температуру поддерживает смесительный узел с трехходовым краном.
3. Для поддержания необходимой температуры воды в разных ветвях системы.
4. Когда требуется подключить бойлер косвенного нагрева к одноконтурному газовому котлу.

Чтобы защитить тепловой агрегат на твердом топливе от образования конденсата, нельзя во время его разогрева допускать подачу в котловой бак остывшей воды из радиаторной сети. Для этого используется следующая схема подключения котла с байпасом и трехходовым смесительным клапаном:

Схема работает так. Пока теплогенератор не прогрелся, вода циркулирует по малому кругу через байпас. При нагреве теплоносителя в обратке до 50—55 °С клапан начинает открываться и подмешивать холодный теплоноситель из системы. При выходе отопителя на рабочий режим байпас перекрывается и весь поток идет через радиаторы. Подробнее эта тема раскрыта на видео:

В системе теплых полов данный элемент выполняет те же функции. Циркуляционный насос гоняет теплоноситель по греющим контурам до тех пор, пока он не начнет остывать. Как только это произойдет, сработает датчик и термоголовка, после чего трехходовой клапан станет добавлять в замкнутый контур горячую воду, идущую от котла. Как своими руками правильно выполнить монтаж коллектора теплых полов, насоса и клапана, показано на схеме:

Насос заставляет циркулировать воду по контурам теплого пола, а клапан поддерживает ее температуру на уровне 35…45 градусов

Следующий пример использования и подключение этой важной детали – обвязка твердотопливного теплогенератора и буферной емкости – аккумулятором тепла. Чтобы прогреть ее целиком достаточно быстро, температура подаваемого теплоносителя должна быть от 70 до 85 °С, каковая вовсе не нужна в системе радиаторного отопления. Понизить ее как раз и помогает трехходовой клапан, установленный за емкостью вместе с отдельным циркуляционным насосом.

В схеме с теплоаккумулятором и ТТ-котлом применяется 2 смесительных клапана, каждый регулирует температуру в своем контуре

Важно. Устанавливая смесительный клапан, помните, что насос должен располагаться с той стороны, где находится всегда открытый патрубок трехходового крана.

Сложная отопительная система большого коттеджа может иметь множество потребителей, подключаемых посредством гидрострелки и распределительного коллектора. Причем в каждый из контуров надо подать теплоноситель с разной температурой. Самая высокая нужна бойлеру косвенного нагрева, поэтому на подводке к нему регулирующей арматуры нет. Остальным потребителям нужен более холодный теплоноситель, а потому они подключены через трехходовые клапаны.

В каждом контуре схемы стоит трехходовой вентиль, поскольку нужно готовить воду с разной температурой. Только бойлер ГВС подключен к гребенке напрямую

В схеме с бойлером косвенного нагрева и одноконтурным газовым котлом тоже не обойтись без 3-ходового крана. Задача элемента – переключать поток теплоносителя на змеевик бойлера ГВС по команде контроллера (срабатывает электропривод).

Пока змеевик прогревает бойлер, отопление бездействует, поскольку клапан переключает поток между 2 линиями

Бюджетные элементы с фиксированной температурой воды

В несложные отопительные системы загородных домов, получающие тепловую энергию от ТТ-котла, допускается ставить трехходовой клапан упрощенного типа, действующий автономно. Для работы ему не нужна термоголовка с температурным датчиком, да и штока там нет. Управляющий термостатический элемент установлен внутрь корпуса и настроен на определенную температуру воды на выходе, например, 60 или 50 °С (указывается на корпусе).

Схема работы и устройство клапана со встроенным регулирующим элементом

Термосмесительный кран данного типа всегда поддерживает фиксированную температуру теплоносителя на выходе, изменить эту настройку нельзя. Отсюда возникает плюс и минус в использовании подобной арматуры:

1. Преимущество — более низкая цена, чем стоимость узла с термоголовкой. Разница существенная — около 30%.
2. Недостаток — нельзя регулировать нагрев выходящего теплоносителя. Когда элемент с завода настроен на 55 °С, то он всегда будет подавать воду с этой температурой ±2 °С.

Совет. Перед покупкой клапана упрощенной конструкции внимательно читайте техническую документацию на твердотопливный котел, в ней нередко указывается минимальная температура обратного теплоносителя. Больше информации по применению смесительной арматуры вы найдете в отдельной публикации.

Заключение

Термостатический трехходовой кран – очень полезная деталь системы отопления частного дома, позволяющая эффективно использовать нагреваемый теплоноситель, а значит, и экономить топливо. Кроме того, эта простая деталь играет роль элемента безопасности для твердотопливных котлов и позволяет продлить им срок службы. С другой стороны, не стоит ставить клапан без нужды и куда попало, по этому поводу всегда консультируйтесь со специалистом в данной области.

Принцип работы трехходового клапана в системе отопления

Смесительный узел относится к категории трубопроводной регулирующей арматуры. Трехходовой клапан для отопления смешивает разные потоки теплоносителя в один для получения стабильной температуры. Узел разделяет и переключает течения в другие магистрали при соответствующей схеме монтажа. Клапан работает автоматически при наличии привода и получения сигналов контролирующих датчиков.

1. Устройство и особенности трехходового клапана
2. Виды по способу управления
3. С ручным управлением
4. С терморегулятором
5. С электроприводом
6. Гидравлические
7. Пневматические
8. Принцип работы трехходового клапана
9. Особенности монтажа
10. Нюансы выбора клапана
11. Популярные производители

Устройство и особенности трехходового клапана

Трехходовой клапан предназначен для смешивания различных потоков теплоносителя в системе отопления

Модуль используется в системе подогрева жидкости и в составе обвязки воздухонагревателей и воздухоохладителей. Трехходовые регуляторы подразделяются на разделительные и смесительные виды.

Клапаны похожи по конструкции и состоят из частей:

• корпус;
• соединительный фланец;
• уплотняющий элемент;
• звено для передачи усилия от привода к затвору;
• плунжер различного профиля для определения типа регулировки;
• седло для посадки плунжера в закрытой позиции.

Регулирующим элементом выступает ходовой шток или поворотный шар. Эти механические звенья перекрывают клапан не полностью, оставляя возможность для смешивания или перераспределения течений.

Виды по способу управления

Виды управления зависят от условий работы и назначения. Фиксирующие датчики тепловой магистрали передают команды контролерам, а те координируют действие поставщиков энергии.

Различают типы приводов:

• с терморегулятором;
• электропривод;
• пневматический;
• гидравлический.

Привод с ручной регулировкой встречается гораздо реже.

С ручным управлением

Клапан с ручным управлением

Шток приводится в движение с помощью поворотной рукоятки или вентиля. Для удобства устанавливается управляющая панель, на которой нанесены отметки. Риски соответствуют определенным тепловым гидрорежимам.

• К положительным моментам относится:
• низкая стоимость ручного привода;
• непосредственный контроль показателей режима;
• возможность мгновенной смены порядка работы.

К минусам относится необходимость постоянного присутствия оператора для реагирования. Ручное управление не обеспечивает равномерное нагревание трубопровода.

С терморегулятором

Клапан с термоголовкой позволяет регулировать потоки теплоносителя

Трехходовой кран для отопления оснащается термостатом, в котором присутствует жидкость или газ. Внутренняя среда реагирует на все изменения температуры потоков. Нагрев до заданных параметров приводит в действие систему поршней термоклапана и поступление горячего течения блокируется.

Трехходовые узлы с терморегулятором бывают механического действия или электронного. Механические работают автономно, а электронным требуется подключение электроэнергии или питания от батарейки. Недостаток второго вида компенсируется абсолютной автоматизацией. Электронное регулирование позволяет задавать изменение порядка отопления по дням недели, времени суток.

С электроприводом

Устанавливается электромагнит (соленоид) или применяется комбинационный сервопривод, смонтированный на электродвигателе с передаточным механизмом. Привод координируется измерителями температуры или давления, которые ставятся в обвязочном контуре. Узел сразу комплектуется сервоприводом или поставляется без него, что дает возможность оптимального выбора устройства для приведения в действие.

Учитываются технические характеристики по току, напряжению, мощности, способности к перегрузкам. Выбирают экономичный и надежный, без высоких расходов на эксплуатацию, обращают внимание на окружающие условия работы и требования безопасности.

Гидравлические

Трехходовой клапан для отопления с терморегулятором снабжается термостатом, установленным внутри корпуса. Устройство работает по параметрам температуры воды на выходе, которые задаются в заводских условиях. Гидравлический привод включает корпус с мембраной в форме тарелки.

К положительным моментам использования относится невысокая цена. Отрицательной стороной считается потребность выбора гидропривода под температуру жидкости в тепловой магистрали. Вторым минусом является невозможность перемены нагревательного режима, установленного на заводе.

Пневматические

Пневмопривод автоматизирует работу распределительного клапана и применяется для дистанционного управления. Приводы представляют собой цилиндр с поршнем, который движется под действием сжатого воздуха.

Преимущества использования пневмоприводов:

• быстрое управление при изменении условий окружающей среды;
• простота конструкции и взаимозаменяемость;
• изменение усилия достигается простым ограничением напора воздуха в приводе.

Пневматические устройства чаще используются для запорной арматуры. Требуется дополнительная установка компрессора сжатого воздуха для работы.

Принцип работы трехходового клапана

Чаще всего используются золотниковые клапаны с ручной регулировкой

Усилие от приводного устройства подается на затвор, включающий седло и плунжер. Поршень перекрывает часть прохода, что ведет к снижению потока через клапан. Увеличивается скорость течения, а статическое давление в трубопроводе снижается. Плунжер размещается в седле при полном закрывании, и поток теплоносителя перекрывается, напор воды после клапана отсутствует.

Выпускаются односедельные и двухседельные клапаны, при этом поршень бывает стержневым, игольчатым или тарельчатого вида. Двухседельные используются чаще по причине хорошей уравновешенности затвора и эффективной герметичности. Их применяют для изменения давления до 6,3 мПа в магистралях диаметром до 300 мм.

Принцип действия трехходового крана для отопления клеточного действия заключается в том, что седло одновременно служит направляющим устройством (клеткой) и местом фиксации полого затвора при закрытии. Расход среды регулируется за счет перфорации в стенках клетки.

Мембранные клапаны используют в работе вынесенные или встроенные гидро- или электроприводы. В случае отдельного привода усилие поступает на штоковую опору через мембрану, затем на регулирующее звено. После снижения давления перепонка возвращается в первоначальную позицию. При встроенном приводе расход воды координируется перекрытием отверстия в мембране.

В золотниковых трехходовых кранах расход теплоносителя регулируется поворотом подвижного элемента на определенный угол. Модули используются в качестве регулирующих устройств.

Особенности монтажа

Сборка трехходового клапана в системе отопления

Производители не всегда собирают в одну конструкцию привод и клапан. Иногда требуется замена вентиля без демонтажа подающего устройства.

Выполняются следующие действия:

1. Ослабляется контргайка на клапане и стыковочной муфте. Контрящий элемент откручивается вниз при нажатии на поршень со штоком. Отвинчивается муфта и гайка по направлению вниз.
2. Снимается по резьбе кольцевая гайка и соединитель от привода. Гайка сдвигается на шток поршня.

Фиксационная муфта поворачивается до момента, когда она подойдет к приводу, затем докручивается на ¼ поворота и крепится контрящей гайкой. Ставится соединитель и завинчивается до упора. Индикационная шкала хода выставляется по вершине стыковочной муфты.

Нюансы выбора клапана

Фланцевый клапан для соединения в трубах

Трехходовой регулятор отбирается с учетом результатов гидравлического и теплотехнического расчета отопительной магистрали – контура, где он будет смонтирован. Обращается внимание на давление, температуру воды, расход теплоносителя в час.

Помимо этого учитываются характеристики:

• вид механизма затвора;
• способ управления;
• сфера применения;
• материал клапана.

Имеет значение диаметр стыковочных труб и способ соединения смесителя (фланцевый или резьбовой).

Популярные производители

Среди производителей выделяется пятерка лидеров. Они выпускают инженерную сантехнику, делают термостатические установки и внедряют передовые технологии.

• IMI-HEIMEIER (Германия).
• ESBE (Швеция).
• HERZ (Австрия).
• Danfoss (Германия).
• Valtek (Россия, Италия).

Valtek — это отдельный проект совместной работы российских и итальянских инженеров. Продукция адаптирована к условиям российских отопительных магистралей. Характеризуется доступной стоимостью.

Принцип работы трехходового клапана в системе отопления, виды, особенности выбора и установки

Обновлено: 11 мая 2020.

Каков принцип работы трехходового клапана в системе отопления? Зачем он нужен и где применяется? Какие бывают трехходовые клапаны и в чем различия их конструкции? В этой публикации вы получите ответы на свои вопросы.

В статье мы расскажем о видах трехходовых клапанов и их отличиях. Вы узнаете о принципе работы их приводных механизмов, областях применения. Также мы дадим вам советы касательно выбора и установки трехходового клапана.

Виды трехходовых клапанов

По принципу действия трехходовые краны делятся на смесительные и разделительные. Первые смешивают два потока воды или теплоносителя разной температуры. регулируется количество поступающей холодной или горячей жидкости, чтобы получить нужную температуру на выходе.

Разделительный клапан изменяет количество теплоносителя, поступающей из одной магистрали. Он регулирует количество жидкости, увеличивая его в одном направлении и уменьшая в другом. В сущности, разделительный кран работает как смесительный, но в обратном направлении.

Эти типы трехходовых клапанов имеют существенное отличие. В смесительном изменяется температура теплоносителя, а в распределительном – скорость потока.

Смесительный и разделительный трехходовые краны.

Регулировка приводного механизма

По типу управления пропускной способностью и потоками трехходовые клапаны делятся на четыре типа:

• Ручные;
• Гидравлические;
• Термостатические;
• Электрические.

Клапан с ручной регулировкой – самый просто и ненадежный вариант. При изменении температуры теплоносителя он не подстраивается под нее.

Гидравлический привод оснащен поршнем, наполненным жидкостью, чувствительной к перепадам температуры. при нагревании она расширяется и шток поршня перекрывает седельный механизм.

Термостатические трехходовые клапаны оснащены обычным термостатом. Они не регулируются и имеют узкий рабочий температурный диапазон. Такие клапана не распространены и используются для решения специфических задач.

Трехходовые клапаны с электроприводом (сервоприводом) – наиболее удобный и распространенный вариант. Их можно настроить на нужный температурный режим. Они снабжены датчиком температуры, который дает сигналы электромотору. Тот в свою очередь перенаправляет потоки теплоносителя. Современные трехходовые клапаны позволяют регулировать режимы работы в зависимости от времени суток.

Электрические клапаны выпускают в двух вариантах. В виде моноблока, где в одном корпусе собран датчик, моторчик и контроллер, и раздельном. В последнем контроллер может быть вынесен отдельно, что делает его удобным для установки в системах отопления частных домов и квартир.

Внутреннее устройство

Есть два вида поворотных клапанов – седельные и поворотные. Они отличаются внутренним устройством и типом прилагаемого усилия для регулировки.

В поворотном трехходовом кране есть шаровая заслонка. Она проворачивается, перекрывая одно направление и открывая другое (см. рис). Внутреннее устройство такого крана схоже с шаровым вентилем.

Принцип работы поворотного трехходового клапана

В седельном трехходовом кране есть шток с одним (в смесительном) или двумя (в разделительном) запорными устройствами (см. рис). Они представляют собой металлические шарики, которые плотно усаживаются в гнездо. Когда один из них перекрывает поток, второй – полностью открыт.

Принцип работы седельного трехходового клапана.

Особенности

Поворотные трехходовые клапаны отличаются большой износостойкостью и сроком службы. Они предназначены для систем с большой скоростью потока и давлением. в системе отопления с низкой нагрузкой поворотный кран может использоваться как смесительный, так и как распределительный. Все зависит от направления установки.

Седельные трехходовые краны менее устойчивы к нагрузкам. Их устанавливают в системах отопления с небольшой скоростью потока и давлением. они не универсальны, разделительные и смесительные отличаются своим внутренним устройством.

Принцип работы

Распределительный трехходовой клапан не регулирует объем тепла. Он просто распределяет его между двумя потоками. Если вы увеличите объем и скорость теплоносителя, поступающего в один поток, в другом он уменьшится.

Смесительный трехходовой клапан позволяет более точно регулировать температуру. Он выдает только один поток теплоносителя, в котором смешаны две жидкости – нагретая и охлажденная. Регулировка такого клапана позволяет обеспечить нужный температурный режим.

Применение

Смесительный трехходовой клапан

Смесительный клапан работает как своеобразный байпас. Функционирует он следующим образом:

1. Теплоноситель подается в контур (теплый пол, радиаторы);
2. По мере прохождения по контуру он отдает тепло и остывает;
3. На выходе из контура часть теплоносителя поступает в трехходовой клапан, где смешивается с нагретым;
4. Температура выравнивается и теплоноситель снова проходит по системе отопления.

Трехходовые смесительные клапаны целесообразно ставить в отдельных контурах. Например, в системе теплых полов, они устанавливаются сразу после коллектора.

Установка смесительного трехходового клапана в системе отопления

Распределительный трехходовой клапан

Такие трехходовые клапаны используются для разделения потока на два контура. Например:

• ГВС и отопление;
• Теплый пол и радиаторы;
• Два контура отопления.

Принцип работы системы отопления с распределительным клапаном следующий:

1. Нагретый теплоноситель одним потоком поступает от источника тепла;
2. Трехходовой клапан распределяет его по контурам в нужном соотношении;
3. После отдачи тепла теплоноситель возвращается в одну магистраль;
4. Через нее он одним потоком возвращается к источнику тепла.

Установка распределительного трехходового клапана в системе отопления

Советы по подбор и установке

При выборе трехходового клапана необходимо учитывать особенности системы отопления. в противном случае не избежать проблем

Если вам необходимо поддерживать постоянную температуру теплоносителя, достаточно будет гидравлического или термостатического клапана. Если вы планируете изменять температурный режим, стоит выбрать клапан с электрическим или ручным приводом.

При подборе особое внимание уделите следующим моментам:

• Максимальному рабочему давлению (оно должно соответствовать характеристикам системы отопления);
• Максимальной рабочей температуре (должна быть больше максимальной температуры теплоносителя);
• Пропускной способности – внутреннему диаметру патрубков клапана;
• Соответствию резьбовых соединений по шагу резьбы и диаметру;
• Материалу клапана – бронза и латунь служит дольше стали и чугуна.

Во время установки следите за следующими моментами:

• До и после клапана желательно установить манометры для контроля давления в системе и нагрузки на устройство;
• Перед клапаном установите дросселирующее устройство (компенсатор давления) на случай гидроудара;
• Перед монтажом тщательно очистите внутренние поверхности клапана;
• Трехходовой клапан должен быть расположен так, чтобы привод находился вверху;
• Если в системе есть вероятность перегрева теплоносителя, необходимо дополнительно установить перемычку (см. рис);
• Перед клапаном установите фильтр грубой (механической) очистки теплоносителя.

Установка смесительного трехходового клапана с перемычкой в системе отопления

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.

1. ESBE (Швеция);
2. Danfoss (Дания);
3. Watts (Евросоюз);
4. Valtec (Россия-Италия);
5. Caleffi (Италия);
6. Herz (Австрия);
7. 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!

Хотите получить помощь мастера, специалиста в этой сфере? Переходите на портал поиска мастеров Профи. Это полностью бесплатный сервис, на котором вы найдете профессионала, который решит вашу проблему. Вы не платите за размещение объявления, просмотры, выбор подрядчика.

Если вы сами мастер своего дела, то зарегистрируйтесь на Профи и получайте поток клиентов. Ваша прибыль в одном клике!

Трехходовой клапан для отопления с терморегулятором

Трехходовой клапан для отопления регулирует поток теплоносителя. Это возможно двумя способами: тепловые потоки прямой и обратной линий отопления (подачи и обратки) смешиваются, как результат температура потока уменьшается. И второй – поток разделяется, часть его с подачи сбрасывается в обратку.

Что из себя представляет трехходовой клапан

Трехходовой клапан для отопления с терморегулятором внешне выглядит как латунный тройник (иногда стальной или чугунный). Но работает иначе. Внутри него находится специальный терморегулирующий механизм. По устройству механизма различают два типа подобного механизма: поворотный и седельный.

В первом за счёт поднятия штока открываются патрубки, холодный с горячим потоки перемешиваются, общая температура выходящей жидкости снижается.

В основе другого (поворотного) – вращение сферической формы. Пространство между патрубками открывается полностью или частично поворотом шара с проёмом (напоминая шаровой кран).

Схема работы клапана с седельным механизмом:

С седельным исполнительным механизмом

Конус (3), закреплённый на штоке (4) перекрывает седло (5).

Различающиеся по исполнительному механизму клапаны могут быть двух типов: разделительными и смесительными.

Смесительный клапан (СК) на один выход имеет два входа. Основное применение – для тёплых полов. На входы приходят разнотемпературные потоки, которые, смешиваясь, выравнивают температуру до задаваемого уровня.

Разделительный клапан (РК) имеет обратную ситуацию: на один вход приходится два выхода. Поток разделяется клапаном на два различных направления.

Различия связаны с количеством шариков: один – в СК, в РК – два. Они встроены в выходные патрубки. Сколько выходов – столько и шаровых клапанов. Движение воды указано стрелками.

СК используются больше в отопительных линиях. Разделительные – для ГВС. Один разделённый поток будет иметь постоянный тепловой режим (здесь важно качество жидкости), во втором потоке режим может меняться (важно только количество).

Регулировка штока позволяет достичь в постоянном контуре необходимую температуру. Переменный же контур может полностью перекрываться.

Принцип работы клапана в системе отопления

Поток приходит в устройство слева. Он постепенно нагревается, с какого-то момента начинается расширение специальной жидкости в термоголовке. Что, в конечном счёте, приводит к опусканию штока с открыванием патрубка внизу для менее горячей воды из обратной линии отопления. Она смешивается с горячей водой приточки. На тёплые полы уже идёт менее горячий поток. Термоэлемент сжимается, шток опускается.

Пока теплоноситель нагревается, шток продолжает опускаться. Может опуститься до самого низа, прекратив поступление горячей воды, максимально открыв патрубок с тёплой. Это продолжится до момента охлаждения теплоносителя до необходимого уровня. Тогда откроется верхний клапан и опять пойдёт горячая вода из приточки.

Предназначение устройства

Даже при точном тепловом расчёте при проектировании домов микрорайона в квартире может появляться избыток тепла за счёт внешних факторов: жаркого солнца, сильного ветра, купленных хозяевами бытовых приборов, выделяющих тепло. Нет возможности для отдельных квартир уменьшить температуру теплоносителя, так как у простых котлов слабым местом является теплообменник, не выдерживающий низкую температуру. Нужен другой тип котла – конденсационный, но он существенно дороже. При наличии простого котла можно уменьшить количество горячей воды к радиатору.

Для чего и предусмотрен в подключение трехходовой клапан отопления.

Конкретные случаи использования трёхходового клапана:

• Обогрев полов (тёплые полы). На два входа клапана подаётся соответственно обратка и подача. Через выход идёт перемешанный (охлаждённый) поток. На остальном контуре это никак не отражается.

• Поддержание температуры в обратке. Котёл работает нормально, пока вода, приходящая в него, не холоднее выходящей больше, чем на 60 0 . Для этого вода из подачи разделяется, и часть её направляется в обратку для её подогрева.

• Чтоб не собирался конденсат. Вода в теплообменнике не должна пройти точку росы. Поэтому она охлаждается.

• Чтобы котёл не перегревался. Достигается аналогичным охлаждением.

• Совместная работа бойлера с котлом — терморегулятор клапана срабатывает, когда вода в бойлере охлаждается ниже заданного уровня, механизм открывается.

• Если нужен байпас — параллельный путь, то проще всего задействовать клапан.

Как выбрать трехходовой клапан терморегулятором

Существует несколько критериев выбора:

• по способу регулировки температуры;
• по пропускной способности;
• по материалу.

По способу регулирования температуры

Есть ручные трехходовые клапаны:

Шток подсоединён к ручке или вентилю, которые выставляют на отметки, задающие температуру. Самый дешёвый и надёжный вариант, но сам реагировать на меняющуюся внешнюю среду не может, необходимо вмешательство человека.

В термостатических клапанах за регулировку t отвечает встроенный терморегулятор.

Его настраивают, далее он сам связывает положение штока с температурой проходящего потока. Принцип действия основан на специальной жидкости или газе, меняющих объём при малейшем изменении температуры. При повышении последней они увеличивают размеры и толкают шток.

Термостатические клапаны делятся на механические и электронные. Два их главных преимущества перед ручными клапанами: автоматическое отслеживание установленнойtи одинаковая прогретость воды во всей системе. Но гораздо дороже.

Самые точные регуляторы – электронные, с электроприводом. От термостата сигнал попадает на контроллер, который двигает шток по вертикали.

Для жилых домов и прочих случаев, не требующих особой точности терморегулировки, оптимальным считается более простой термостатический клапан – механический.

Материал изготовления

Силуминовые устройства лучше исключить из рассмотрения, слишком материал (низкопрочный сплав алюминия с кремнием) плох.

Чёрная сталь — изделия из неё отличаются прочностью и не дороги, но ржавеют. А хромированные или никелированные – значительно дороже. То же и с нержавейкой.

Чугун — прочный, по сути вечный, не боится коррозии, но хрупкий, может треснуть от резкого перепада температур. Область применения – с твёрдотопливными котлами.

Латунь и бронза — тоже всем хороши, но к промышленным условиям (tдо 200 0 С) не подходят. Зато для бытовых нужд подходят лучше остальных. В основном используется латунь, так как бронза дороже.

Пропускная способность

У клапана она должна немного превосходить расчётную способность общей системы отопления. При прохождении через контур 2 м 3 /час нужен клапан на 2,5 м 3 /час. Но влияет и состояние клапана – насколько он открыт или закрыт. Идеальной считается стократная разница потоков при этом. Но достаточно отношений 50:1 и даже 30:1.

Функциональные особенности

Аналогом является двухходовой клапан. Тоже считается запорной арматурой. Но трехходовой работает принципиально иначе. Постоянный поток не перекрывается полностью.

А вот с переменным потоком это вполне возможно. Благодаря таким особенностям и возможно регулировать расход/давление.

Из двух двухходовых клапанов можно получить один трёхходовой, если соединить их реверсно, то есть при закрытии одного должен открываться другой.

Популярные производители клапанов

Установка трехходовых клапанов в системе отопления

Монтаж смесительного клапана

При монтаже СВ следует соблюдать несколько правил:

1. Следовать стрелкам на вентиле, показывающим направление потока. Также необходимо знать обозначения направлений: А – прямое, В – перпендикулярное, АВ – общий вход/выход.
2. Учитывать существование двух трехходовых моделей:

• симметричные;
• ассиметричные.

У симметричных потоки приходят с боковых торцов. На выходе через центральный торец поток уже смешанный. В случае ассиметричных – более тёплый поток поступает с торца, а тот, что холоднее – снизу. Выход уже смешанного потока – через второй торец.

3. Производить подключение клапана термоголовкой (приводом) вверх.

Врезка

Варианты врезки СК зависят от компоновки системы отопления.

1. Излишний нагрев теплоносителя в обратной линии отопления приводит к избыточному давлению в системе. Оно устраняется монтированием перемычки (к входу В).

Соединённые вершинами синие треугольники обозначают насос, благодаря которому происходит циркуляция воды в системе.

В автономных системах отопления клапан обычно присоединяется к котлу. Тогда врезается балансировочный клапан (синим цветом на схеме).

1. При возможности перепуска теплоносителя в обратку (обычно при автономной котельной) смесительный клапан выполняет и разделительные функции. Тогда врезается ещё один балансировочный клапан (ко входу В трёхходового клапана).

Монтаж разделительного клапана

Разделительный клапан используется при необходимости снизить температуру теплоносителя из источника. После разделения потока теплоноситель попадает к потребителю без перегрева.

Такая ситуация требует наличия насоса.

Рекомендации

Обязательные правила при монтаже любого трёхходового клапана:

• Обязательна установка манометров с обеих сторон клапана;
• перед устройством монтируется фильтр, чтобы защитить от всяких примесей;
• корпус устройства не нагружен;
• перед клапаном врезать приспособления, снижающие избыточное давление;
• клапан не располагают над приводом;
• с обеих сторон устройства выдерживать прямые участки, если это рекомендовано производителем.

Схемы расположения

1. Простейшая схема с твёрдотопливным котлом:

Трёхходовой клапан в такой схеме отопления защищает от конденсата и перегрева, поддерживает температуру в контуре.

1. Более сложная схема – с электрокотлом и тёплыми полами:

Для организации нескольких контуров полов применены гидроколлекторы.

1. Бойлер с трёхходовым клапаном и котлом позволяют обойтись одним контуром:

Как работает трехходовой термостатический смесительный клапан в системе отопления

Трехходовой клапан для отопления

На выходе из котельной установки теплоноситель имеет определенную температуру, которая автоматически поддерживается в пределах заданного пользователем значения. Но зачастую для нескольких контуров системы отопления требуется вода с различной температурой, что не может быть обеспечено автоматикой котла. В таком случае в схему добавляется трехходовой термостатический смесительный клапан, чьей задачей является поддержание необходимых параметров теплоносителя в малом контуре котельной установки и контурах системы отопления.

Конструкция и принцип работы трехходового крана

Чаще всего изделие напоминает с виду обычный тройник из латуни или бронзы, сверху которого установлена регулировочная шайба. Под ней находится термочувствительный элемент, который нажимает на рабочий шток, выходящий из корпуса. Внутри на штоке закреплен конус, герметично входящий в седло. Чтобы понять, как работает трехходовой клапан, нужно изучить его строение в разрезе:

Трехходовой термостатический смесительный клапан

Вода циркулирует через фронтальный и правый патрубки до тех пор, пока ее температура не вырастет или понизится до заданного значения. Задача и принцип действия трехходового клапана заключается в том, чтобы удержать температуру теплоносителя на выходе в заданных пределах, подмешивая холодную или горячую воду (в зависимости от схемы) из левого патрубка. Когда параметры теплоносителя выходят за указанные пределы, внешний привод нажимает на шток. При его перемещении конус выходит из седла и открывает сообщение между всеми тремя каналами. Процесс продолжается до полного перекрывания фронтального входного патрубка, если температурные параметры воды не перестанут изменяться.

Трехходовой клапан с термоголовкой

Существует внутренний механизм клапана другого типа, по конструкции он похож на шаровой кран. Такой трехходовой переключающий клапан вместо седла с конусом имеет внутри шар с выборкой специальной формы. Для перераспределения потоков теплоносителя в таких изделиях привод должен не нажимать, а вращать шток, на котором закреплен шар. Клапаны с шаровым элементом не производятся с большой пропускной способностью и применяются, как правило, в бытовых системах отопления. Другая разновидность механизма – на штоке установлен не шар, а сектор, чья рабочая часть перекрывает полностью или частично один или два потока соответственно.

Работа трехходового клапана

Типы приводов

В процессе работы управление трехходовым клапаном по температуре осуществляется внешним приводом, он бывает нескольких типов:

• Простой термостатический привод нажимает на шток за счет расширения размещенной в нем жидкой среды, чувствительной к изменению температуры. Обычно бытовые трехходовые термостатические смесительные клапаны небольших диаметров изначально снабжены таким типом привода, его можно легко снимать для установки другого вида устройства.
• Вместо штатного привода краном может управлять термостатическая головка, имеющая собственный чувствительный элемент, реагирующий на температуру окружающего воздуха. Чтобы осуществлять регулировку по температуре воды, трехходовой смесительный клапан с термоголовкой дополнительно снабжается выносным датчиком температуры. Последний помещен в трубопровод с теплоносителем и соединен с приводом капиллярной трубкой. Такое регулирование является более точным.
• Воздействовать на шток может и электропривод, управляемый контроллером. Электрические датчики, называемые преобразователями температуры, непрерывно измеряют параметры теплоносителя и сигнализируют об их превышении контроллеру, от которого зависит работа трехходового клапана с электроприводом. Самый распространенный и наиболее точный способ регулирования.
• Упрощенная разновидность предыдущего типа изделий — трехходовой смесительный клапан с сервоприводом. Разница заключается в отсутствии контроллера, привод управляет краном напрямую, получая сигналы от датчика температуры. Чаще всего применяется в комплекте с трехходовыми кранами, имеющими шаровой или секторный распределительный элемент.

Применение и схемы подключения

Для того чтобы холодный теплоноситель не попадал в рубашку твердотопливного котла при его разогреве, применяется схема подключения трехходового клапана с первичным контуром циркуляции:

Подключение трехходового клапана

Трехходовой кран отсекает холодную воду из обратного трубопровода, чтобы на внутренних стенках камеры твердотопливного котла не появлялся конденсат, который может значительно сократить срок службы агрегата. Теплоноситель циркулирует в первичном контуре, пока не нагреется до температуры, установленной на термоэлементе клапана, обычно это 40—50 ⁰С. По достижении этой температуры термостат воздействует на шток, постепенно приоткрывая поток холодной воды из системы отопления. Для гидравлической настройки всей системы в малый контур врезан балансировочный вентиль. Для правильной работы схемы обвязки котла циркуляционный насос должен устанавливаться после трехходового крана, а не перед ним, это очень распространенная ошибка.

Продолжением этой схемы может быть организация вторичного контура циркуляции, в котором задействован собственный насос и трехходовой клапан для отопления. Подключение осуществляется по такой схеме:

Трехходовой переключающий клапан

Во вторичном контуре происходит подмешивание в систему отопления горячей воды от котла по мере необходимости, а насос обеспечивает циркуляцию в этом контуре. Трехходовой кран и насос управляются контроллером, который получает данные о параметрах теплоносителя от датчиков. Отбор воды для бойлера производится между двумя контурами, где теплоноситель имеет максимальную температуру, подключение трехходового клапана к котлу в первичном контуре выполняется, как это было показано в предыдущей схеме.

Многие производители котельного оборудования устанавливают в своих отопительных агрегатах дополнительный контур для обеспечения потребителей ГВС. С целью выдержать параметры горячей воды на подаче в дом оборудование для переключения основного теплообменника на контур ГВС и обратно устанавливается внутри котла. Принцип работы и устройство трехходового клапана газового котла, задействованного в этом процессе, мало чем отличается от изделий, описанных выше. Есть небольшая разница в конструкции, которая представляет собой прямой коллектор, внутри него движется элемент, перекрывающий боковые патрубки. Шток вращается с помощью сервопривода по команде от встроенного блока управления котла.

Еще одна сфера применения – управление напольным отоплением, для этого обычно применяется трехходовой клапан с термоголовкой и выносным датчиком температуры. Общая схема выглядит таким образом:

Трехходовой смесительный клапан с термоголовкой

Схема обеспечивает подачу во все комнаты теплоносителя с одинаковой температурой. Трехходовой кран нужен для того, чтобы не допустить перегрева, так как для напольных систем отопления не требуется такая горячая вода, какая поступает из котельной установки. Насос создает циркуляцию во всех контурах, а клапан подмешивает в подающий коллектор горячий теплоноситель по мере необходимости. Такой смесительный узел – один из самых простых вариантов подключения, схема усложняется, когда требуется регулировка температуры в каждом помещении отдельно.

Заключение

Трехходовые клапаны, как устройства для приготовления теплоносителя требуемых параметров, не имеют себе альтернативы. Они применяются в смесительных узлах любого типа и для различных температур воды. Нужно только правильно выбрать клапан, схему подключения и тип привода, задействованного в этой схеме.