Принцип работы трехходового клапана в системе отопления

Содержание

Трехходовой смесительный (термостатический) клапан

Принцип работы трехходового клапана в системе отопления

Трехходовой смесительный клапан устанавливается в трубопроводные системы для регулировки температуры рабочей среды методом смешивания двух потоков — горячего и холодного.

Трехходовой клапан

Сравнить его можно с обычным бытовым смесителем, когда, открывая вентиль горячей и холодной воды на разные уровни, можно получить нужную температуру потока на выходе.

Область применения

Установка такого устройства необходима отопительным системам, особенно если нагрев носителя обеспечивается котлом на твердом топливе. Кроме этого, горячая вода для бытового пользования может иметь слишком высокую температуру (до 95ºC) и если не установлен смесительный клапан, могут быть ожоги у пользователей.

Требуется его установка и перед пластиковыми трубопроводными системами, чтобы не допустить перегрева материала, из которого сделаны трубы.

С помощью трехходового смесительного клапана решаются следующие задачи:

  • перенаправляются потоки, которые поступают от разных трубопроводов;
  • устанавливается необходимая температура жидкости на выходе (за счет смешивания холодного и горячего потока);
  • происходит регулировка температуры под нужные параметры в разные промежутки времени.

Трехходовой термостатический смесительный клапан обязательно должен быть установлен в автономной системе отопления и горячего водоснабжения.

Применение трехходового клапана в системе отопления (теплый пол)

Эти системы используются в индивидуальном порядке и имеют собственный нагревательный котел. Как правило, они находятся в частных домах или квартирах, хозяева которых, не могут или не хотят пользоваться централизованной поставкой тепла и воды.

Также вы можете подробнее прочитать про трехходовые клапаны для отопления .

Принцип работы

Устройство имеет корпус с тремя отводами и регулирующую часть, которая находится внутри и выполнена в виде штока или шара. Шток движется вдоль своей оси, а шар может поворачиваться вокруг нее. Через первые два отвода жидкость (холодная и горячая) попадает внутрь корпуса.

Перемешавшись, выходит через третий отвод. Весь секрет заключается в том, сколько именно смешивается жидкости с разной температурой во внутреннем объеме корпуса клапана по объему. Перемещением штока (или поворотом шара) открываются или закрываются два потока в одну или другую сторону — больше открыт горячий поток, значит жидкость (вода) на выходе будет горячее.

Такая конструкция очень эффективна и может работать в автоматическом режиме, если будет оснащена термоголовкой. При нагреве (охлаждении) этого элемента до определенной температуры, за счет теплового расширения, происходит самостоятельное смещение регулирующего механизма.

Таким образом, потоки горячего и холодного носителя будут проходить в разных объемах, что изменит конечную температуру на выходе.

Поэтапно работа клапана выглядит так:

  1. Горячая вода из нижнего патрубка свободно поступает в правый (выпускающий) патрубок до тех пор, пока термоголовка не разогреется до температуры проходящей среды.
  2. После нагрева термочувствительной составляющей регулирующего механизма выше допустимой температуры, она расширяется, и перемещает клапан, перекрывая подачу горячей воды из нижнего патрубка. Одновременно с этим открывается подача холодной воды через левый патрубок.
  3. При смешивании холодной и горячей воды, температура выравнивается и рабочий элемент сжимается. Подпружиненная тарелка клапана занимает исходное положение.

Основные функции

Главной задачей, с которой успешно может справиться трехходовой термостатический смесительный клапан Esbe, является поддержка заданной температуры рабочей среды (воды, антифриза, другой жидкости) в отдельно выделенных (автономных) системах.

Устройство трехходового клапана (вид изнутри)

Таковыми могут быть трубопроводы с паровым отоплением или горячей водой.

Используя такое устройство в домашних коммуникациях можно получить следующие результаты:

  • температура горячей воды никогда не превысит значения выше 60ºC, даже если нагревательный контур будет нагревать ее до 95ºC;
  • обратный контур системы отопления будет иметь достаточную температуру для исключения образования конденсата;
  • добавление холодной воды в магистраль с горячей водой позволит получить значительную (до 25%) экономию в затратах на электроэнергию или топливо для нагревательного устройства (котла).

Характеристики

При нормальных условиях эксплуатации, смесительный клапан может безаварийно проработать от 3-х до 5-ти лет. Во многом срок службы зависит от модели и качества изготовления. Варианты, поступающие в продажу, могут различаться между собой размерами, типом резьбового соединения, конкретным назначением (отопление или водоснабжение).

Среднестатистический вариант выглядит следующим образом:

  • корпус изготовлен из латуни или бронзы высокого качества, с хромовым или никелевым защитно-декоративным гальваническим покрытием;
  • установка допускается в системы с максимальным рабочим давлением до 10 кг/см²;
  • может устанавливаться в трубопроводы с температурой рабочей среды до 95ºC (отопительные котлы) и 110ºC (солнечные батареи или гелиостанции);
  • при ручном управлении, возможна регулировка температуры выходящего потока от 20 до 60ºC;
  • резьбовые соединения соответствуют следующим типоразмерам — Rp3/4; G3/4; G1; G1 ½ (в дюймах);
  • пропускная способность жидкости при стандартной работе, составляет 1,6-2,5 кубометра за час.

Схемы подключения к системам

Трехходовой клапан это своеобразное устройство управления, которое представляет собой узел:

  • установленный на безнапорном коллекторе;
  • имеющий низкий перепад давления получаемого от источника тепла;
  • создающий температурные параметры необходимые потребителю;
  • поддерживающий стабильную циркуляцию рабочей среды в контуре;
  • качественно регулирующий смешение двух потоков;
  • имеющий функцию разделения потока рабочей среды по необходимому объему.

Смешивающая функция

Такая схема предназначена для качественного регулирования у потребителя. Позволяет создать условия, когда теплоноситель у потребителя расходуется постоянно при полностью перекрытом источнике. Устанавливается у котлов, обеспечивающих теплом безнапорные коллекторы или гидравлические разделители. В этом случае необходим насос, который будет поддерживать циркуляцию теплоносителя через потребителя и источник.

Схема действия трехходового смесительного клапана

В случае прямого подключения к тепловому источнику, устанавливается балансировочный клапан, гидравлическое сопротивление которого такое же, как и у источника тепла.

Данная схема не рекомендована к применению, если тепловая сеть не имеет дросселирующих устройств.

Разделяющая функция

Применение этой схемы подключения позволяет регулировать количественное потребление. Устанавливается для систем нагрева воды и воздуха, которые подключены к автономным котлам.

Такой принцип подключения актуален для трубопроводов, которые имеют избыточный напор. Циркуляция в контуре задается избыточным напором, который создается отдельным (циркуляционным) насосом.

По этой схеме обеспечивается количественное регулирование. Применяется при условии, что расход в контуре источника не будет прекращен, а перенаправление рабочей среды из подающей магистрали в обратную возможен.

Такие схемы подключения широко применяются при обвязке воздухонагревательных (воздухоохладительных) систем и в узлах нагрева воды, которые находятся в автономных котельных.

Схема подключения разделительного трехходового клапана в системе отопления

Подмешивающий патрубок трехходового клапана, в этом случае, должен быть оборудован балансировочным клапаном, гидравлическое сопротивление которого сопоставимо с параметрами потребителя.

Циркуляция теплоносителя через контур потребителя и байпас происходит под избыточным напором, созданным в контуре источника. Если клапан правильно подобран и гидравлические параметры в связке байпас — контур потребителя соответствуют друг другу, расход по источнику тепла будет постоянным, а по контуру потребителя меняющимся.

Из-за того, что поток рабочей среды направлен в противоположную сторону потока в смешивающем клапане, возможно появление стороннего шума и небольшой вибрации. Эта особенность приводит к снижению допустимого уровня перепада давления действующего на клапан.

При непосредственном подключении к тепловому источнику или безнапорному коллектору, в одном из трубопроводов, подающему или обратном, устанавливается насос для принудительной циркуляции рабочей среды. Один насос может обслуживать несколько контуров.

Схему по подключению трехходового клапана, который разделяет поток в контуре потребителя и имеет дополнительный байпас, применяют в случае, когда температурный режим источника выше температурного режима потребителя.

Трехходовой разделительный клапан

Особенностями этой схемы подключения является необходимость установки насосов и в контуре источника, и в контуре потребителя. Кроме этого, расходы в контурах и потребителя и источника будут постоянными, но к потребителю не попадет перегретая рабочая среда.

Читайте также  Диаметр труб при двухтрубной системе отопления

Трехходовой автоматический смесительный клапан является надежным и простым в эксплуатации устройством, игнорировать которое при устройстве автономных тепло и водопроводных систем не стоит. Присутствие его в системе не только улучшит ее работу, но и позволит избежать многих неприятных последствий, которые могут возникнуть при его отсутствии.

Источник: http://trubypro.ru/dopolnitelnye-elementy/klapany/trehhodovoj-termostatycheskyj.html

Как работает трехходовой кран в системе отопления

Трехходовой клапан для отопления позволяет в автоматическом режиме поддерживать необходимую температуру в каждом из отопительных контуров, а также решать и некоторые другие задачи.

Трехходовой клапан для отопления

По принципу действия различаются три вида трехходовых клапанов:

  • смесительный (обеспечивает необходимую температуру воды в отопительном контуре за счет подмешивания обратки в нагретый теплоноситель);
  • разделительный (делит поток, направляя в два контура);
  • переключающий (по очереди направляет подогретую воду по разным теплообменникам двухконтурного газового котла).

В современной системе отопления в первую очередь востребован смесительный трехходовой термостатический клапан.

Как устроен трехходовой клапан

Внешне он выглядит как бронзовый или латунный тройник с регулировочной шайбой на верхней части, а устройство трехходового клапана зависит от модели.

Вариант 1. В литом корпусе с тремя патрубками имеются три камеры, проходы между ними перекрывают тарельчатые элементы, закрепленные на штоке. Шток выходит из корпуса в верхней части. Принцип работы следующий: нажатие на шток плавно открывает проход для потока теплоносителя с одной стороны, одновременно закрывая проход для теплоносителя с другой стороны. В результате в центральной зоне теплоноситель смешивается до получения нужной температуры и поступает в контур.

Вариант 2. Переключающий элемент внутри тройника представляет собой шар, часть которого фигурно выбрана. Привод вращает шток с закрепленным на нем шаром, в результате чего потоки теплоносителя перераспределяются.

Вариант 3. Принцип действия тот же, что и у конструкции с шаром, но вместо шара на штоке закреплен сектор – его рабочая часть способна полностью перекрыть один поток теплоносителя, либо частично – два потока.

Устройство 3-х ходового клапана

Приводы на термосмесительный клапан

Для управления потоками теплоносителя, проходящими через клапан трехходовой, необходим внешний привод. От его типа зависит функциональность и удобство использования устройства.

  • Трехходовой термостатический смесительный клапан. Конструкция термостатического привода включает жидкую среду с высокой чувствительностью к изменению температуры. Именно она, расширяясь, нажимает на шток. Такой привод устанавливается на бытовые устройства небольшого сечения, он может быть заменен на привод другого типа.
  • Трехходовой смесительный клапан с термоголовкой. Термоголовка оснащена элементом, чувствительным к температуре воздуха в помещении. Для регулировки по температуре теплоносителя такое устройство дополнительно оборудуется температурным датчиком на капиллярной трубке, который помещают в трубопровод. В этом случае точнее регулируется температурный режим контура.
  • Клапан с термоголовокой смесительный
  • Трехходовой клапан с электроприводом. Электрический привод, воздействующий на шток, управляется контроллером, который получает от датчиков информацию об изменении температуры теплоносителя. Это самый точный и удобный вариант.
  • Трехходовой клапан с сервоприводом. Электрический привод напрямую управляет штоком, без контроллера, в соответствии с сигналами от датчиков. Сервоприводами обычно оснащаются секторные и шаровые смесительные устройства.

Управление комфортом

Трехходовой кран для отопления позволяет управлять отопительными контурами. В системе теплого пола 3-х ходовой клапан отвечает за оптимальную температуру теплоносителя – требуется подмешивать обратку в чрезмерно горячую воду, поступающую из котла.

В радиаторной системе с коллекторным подключением клапан для отопления с терморегулятором устанавливается на каждый контур и позволяет поддерживать в каждом из помещений собственный температурный режим, обеспечивая комфорт и экономя топливо.

Для управления радиаторным отоплением в автоматическом режиме используют трехходовой кран с электроприводом, для напольного контура достаточно установить регулирующий вентиль с термоголовкой, оснащенный выносным температурным датчиком.

Схема подключения трехходового клапана такова: в контуре между котлом и данным смесительным устройством должен быть установлен коллектор, а до него – циркуляционный насос, чтобы система функционировала независимо от того, перекрыл смесительный кран подающий поток или нет.

Схема подключения трехходового клапана в систему отопления

После коллектора на подающую трубу ставится трехходовой вентиль, он должен быть обращен полностью закрывающейся стороной к коллектору, к нижнему патрубку подсоединяется линия обратки, а после этого вентиля на подающую линию монтируется циркуляционный насос. Такое расположение насоса дает возможность обеспечивать циркуляцию в контуре, даже если поток нагретого теплоносителя перекрыт.

Трехходовой вентиль для защиты котла

Как работает трехходовой клапан в системе безопасности твердотопливного котельного агрегата? В процессе разогрева важно не допустить контакта холодного теплоносителя с рубашкой котла, иначе на стенках внутри котла образуется конденсат, способный сократить срок его службы или вывести отопительное оборудование из строя.

Защита котла от холодной обратки

Для этого монтируется первичный контур циркуляции, по которому перемещается постепенно нагревающийся теплоноситель.

Работа трехходового крана заключается в том, что он перекрывает трубу, по которой обратка из отопительного контура дома попадает в работающий котел, пока температура воды в котле не достигнет 40-50°С (точное значение задается на термоэлементе вентиля). Когда теплоноситель достаточно нагреется, шток плавно открывает дорогу обратке.

В этом случае клапан в системе отопления подключается по следующей схеме: он монтируется на трубу обратки и должен быть обращен полностью перекрывающейся стороной в противоположную от котла сторону. Циркуляционный насос ставится между вентилем и котлом. К свободному патрубку трехходового вентиля подсоединяется байпас, который формирует первичный контур циркуляции.

Заключение

Регулировка температуры теплоносителя при помощи трехходовых вентилей – единственно возможное решение.

Внимание! При монтаже следует внимательно отнестись к обозначениям на корпусе устройства, где стрелками или буквами обозначен принцип подключения. Если перепутать направление потоков, система не сможет правильно функционировать.

Трехходовой клапан на системе отопления должны подбирать и устанавливать профессионалы, поскольку от правильного выбора и монтажа зависит работоспособность всей системы отопления.

по теме:

Источник: https://ProfiTeplo.com/tverdotoplivnye/18-trekhkhodovoj-klapan-dlya-otopleniya.html

Трехходовой клапан с терморегулятором в системе отопления

remontoni.guru > Системы отопления > Трехходовой клапан с терморегулятором в системе отопления

Водяное отопление заключается в передаче тепла по замкнутой цепи. Насосы перекачивают горячую воду из котла в трубы, а затем в радиаторы. Она отдаёт тепло помещению и возвращается назад. Так цикл повторяется. Трёхходовой клапан для отопления с терморегулятором — небольшая, но чрезвычайно важная часть отопительной системы. Такой клапан является видом запорно-регулирующей арматуры и нужен, чтобы перекрывать, регулировать, распределять поток воды.

  • Роль клапана в системе
  • Как повысить/понизить температуру с помощью трёхходового крана
  • Трёхходовой кран: принцип работы
  • Виды трёхходовых клапанов
  • Приводы трёхходового клапана
  • Трёхходовой клапан в системе отопления
  • Установка трёхходового клапана на тёплый пол
  • Установка трёхходового клапана на твердотопливный котёл

Роль клапана в системе

При проектировании зданий мощность приборов отопления подбирают исходя из площади и других факторов. Но эти расчёты не могут гарантировать, что в помещении всегда будет комфортная температура. Её может повысить или понизить множество факторов, например, сильный ветер, скачки температуры на улице.

Солнце через окна с южной стороны дома может излишне нагревать помещение снаружи, а бытовые электроприборы, плита, духовка — изнутри. В таких ситуациях спасает трёхходовой клапан с терморегулятором.

Благодаря ему в помещении поддерживается комфортная температура и вместе с тем отопительная система используется экономно.

Как повысить/понизить температуру с помощью трёхходового крана

  • Отрегулировать температуру воды, поступающей в радиатор. Это возможно, только когда дом отапливается отдельным котлом.
  • Изменить количество воды, поступающей в батареи. Способ подойдёт и владельцам автономных котлов, и хозяевам квартир, которые отапливаются городскими котельными. Разумеется, в случае централизованного отопления увеличивать поступление воды можно только в пределах, предусмотренных системой.

Трёхходовой кран: принцип работы

Трёхходовые клапаны изготавливают из разных сплавов, например, латуни, бронзы. Смесительный клапан очень похож на тройник с шайбой для изменения температуры сверху. Он имеет три патрубка и работает по принципу смесителя. Один вход — для поступления горячего теплоносителя.

Через второй патрубок проходит обратка, т. е. остывшая вода. Третий предназначен для выхода смеси нужной температуры. Внутри крана находится закрытая ёмкость цилиндрической формы, заполненная термочувствительным веществом. При нагревании вещество (газ или жидкость) увеличивается в объёме.

Расширяясь, оно давит на исполнительный элемент терморегулятора и приводит механизм в работу.

Трёхходовые краны с терморегулятором отличаются типом исполнительного элемента. Они делятся на седельные, шаровые и секторные.

1) Седельный механизм. ​

В кране имеется шток, выходящий за пределы корпуса. На конце штока закреплён конус, входящий в седло. Отсюда и название механизма — седельный. Вода идёт по патрубкам — переднему и правому — и чтобы изменить температуру, из левого к ней подмешивается охлаждённый или горячий теплоноситель. Когда цель достигнута, на шток давит внешний привод. Конус покидает седло, освобождая место между тремя патрубками. Пока фронтальный патрубок открыт — процесс продолжается.

Читайте также  Клапан подмеса воды в системе отопления

2) Шаровой механизм.

Клапан действует по идентичной схеме, только вместо седла и конуса — шар с проёмом. Привод вращает шток с закреплённым на нём шаром. Именно шар открывает и перекрывает движение воды между патрубками.

3) Секторный механизм.

Работает по сходному принципу, как и шаровой, только на конце штока находится сектор. Он наполовину или полностью перекрывает один или два потока теплоносителя.

Виды трёхходовых клапанов

  • Смесительные. Подмешивают к потоку горячей воды охлаждённую, чтобы понизить температуру. Имеют два входных патрубка и один выходной. Используются в системе водяных полов.
  • Разделительные. Делят поток теплоносителя на два, не меняя их температуру. Имеют один впускной патрубок и два выпускных. Используются, когда нужно разделить воду на два отопительных контура.

Приводы трёхходового клапана

Привод обеспечивает движение штока и всего смесительного клапана.

  • Термостатический привод. Термочувствительный элемент, замкнутый в специальной ёмкости, при повышении температуры расширяется. Он давит на шток и приводит в движение весь механизм. Бытовые трёхходовые краны, небольшие по диаметру, оснащены именно таким приводом. Но его нетрудно снять и заменить другим типом устройства.
  • Термостатическая головка. Она имеет собственный чувствительный к температуре элемент. Чтобы регулировать работу клапана в зависимости от температуры воды, термоголовка имеет температурный датчик. Он соединяется с приводом при помощи капиллярной трубки и находится в трубопроводе. Регулировка термостатической головкой считается более точной.
  • Электропривод под управлением контроллера. Он оснащён датчиками, который постоянно проверяют температуру теплоносителя. Если она повышена, датчики сигнализируют об этом контроллеру. Регулировка с помощью такого привода наиболее точная.
  • Сервопривод. Контроллер отсутствует. Вместо этого, привод, получив информацию от температурного датчика, управляет клапаном напрямую. В основном идёт в комплекте с секторными и шаровыми кранами.

Установка трёхходового клапана на тёплый пол

Радиаторы рассчитаны на очень высокую температуру — от +75 до +95. В квартиру из городской котельной поступает вода именно такой температуры. Тёплый пол не может быть горячее +35 градусов. Это максимум, прописанный в санитарных нормах.

Но рабочая температура тёплого водяного пола составляет примерно +50. Это связано с тем, что часть тепла трубопровод тёплого пола отдаёт стяжке, часть — напольному покрытию. Воду, поступающую в трубопровод системы тёплого пола, нужно немного остудить.

Если этого не делать, то можно обжечься и повредить покрытие.

При подключении тёплого водяного пола не обойтись без трёхходового смесительного клапана. Горячая вода из радиатора проходит через такой клапан, температура снижается. В результате в трубопровод водяного пола поступает теплоноситель нужной температуры. Трехходовый клапан подключают к отопительному контуру пола согласно схеме. Самой производительной считается последовательная схема.

На пути горячего теплоносителя к коллектору находится трёхходовой клапан с термостатом. Если температура входного потока превышает допустимую для тёплого пола, то срабатывает клапан. Холодная обратка подмешивается к горячей. Когда температура достигает нужного значения, термостат заставляет клапан сработать снова.

Установка трёхходового клапана на твердотопливный котёл

Если дом отапливается твердотопливным котлом, то достигнуть того, чтобы температура теплоносителя была неизменна, сложно. Прямое подключение котла к системе — это ошибка. Когда он не разогрет, а во входящий трубопровод поступает холодная вода, то образуется конденсат. Смесь пепла с конденсатом образует на стенках топки нагар — наросты, которые очень непросто удалить. Из-за нагара ухудшается теплообмен, снижается эффективность работы котла.

Ещё одна проблема — внезапное отключение электричества. В таком случае, отключается насос и снова возникает скачок температуры. Котлы, особенно чугунные, очень чувствительны к таким перепадам. Поэтому подключение котла к системе требует использования трёхходового смесительного крана. Он заставляет воду проходить по малому кругу до тех пор, пока она не достигнет нужной температуры.

Функции трёхходового клапана на твердотопливном котле

  • Распределение. Клапан распределяет входной поток на два отопительных контура, которые работают при одинаковой температуре. В таком случае кран имеет один входной и два выходных патрубка.
  • Смешивание. Клапан даёт возможность подключить к котлу систему пола с подогревом. Теплоноситель для тёплого пола и для радиаторов должны иметь разную температуру. Поэтому у трёхходового клапана для тёплого пола — два патрубка на вход горячей и холодной воды и один патрубок на выход.

Трёхходовой термостатический смесительный клапан незаменим в системе водяного отопления. Он позволяет регулировать температуру. При установке тёплого пола необходимо подключить трёхходовой кран по последовательной схеме. Он поддерживает разную температуру в радиаторах и в трубопроводе водяного пола. Без трёхходового термостатического крана невозможна нормальная работа твердотопливного котла.

Источник: https://remontoni.guru/sistemy-otopleniya/trehhodovoj-klapan-s-termoregulyatorom-v-sisteme-otopleniya.html

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.

Читайте также  Смешанная система отопления частного дома

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.

Особенности устройства и виды трехходовых клапанов, применение в системах отопления

Сложные многоконтурные системы отопления требуют специального инженерного оборудования, помогающего эффективно распределять теплоноситель по всем участкам системы.

Если источником теплоносителя выступает один водонагревательный котел, а разные контуры системы отопления настроены на разный температурный режим, то для равномерного разделения потоков горячей воды нужно использовать специальные приборы.

К современным видам запорно-регулирующей арматуры для систем отопления относится трехходовой клапан, который позволяет оптимизировать технический процесс обустройства отопления и упрощает его функционирование.

Назначение и устройство трехходового клапана

Это устройство служит для смешения и разделения потоков теплоносителя, циркулирующего в одной замкнутой системе. Разделение или смешение потока воды необходимо в случае, если в доме или квартире есть несколько контуров, которые должны работать в строго определенном диапазоне температур.

Классический пример такой системы — отопление дома или квартиры, в которой основной обогрев воздуха осуществляется за счет наружных радиаторов, а дополнительный подогрев выполняет система т.н. “теплого пола”.

Если в жилище есть разные по площади комнаты, то логично, что для равномерного нагрева воздуха в помещениях необходимо разное количество теплоносителя.

В большей комнате могут быть два и более радиатора или один большего размера, тогда как в остальных — стандартные батареи.

Трехходовой клапан служит для распределения теплоносителя с одновременной регуляцией его температуры. Для этого устройство клапана предусматривает три отвода, за счет чего механизм внешне напоминает обычный тройник. Функция трехходового клапана, в зависимости от назначения и устройства, ограничивается тремя задачами:

  • смешивание нескольких потоков горячей воды в один;
  • разделение одного общего потока теплоносителя по нескольким контурам;
  • переключение потока рабочей среды в определенных направлениях.

Внимание! Использование трехходового клапана позволяет упростить управление функцией отопления, состоящего из нескольких контуров, применение устройства заменяет большое количество запорной и регулирующей арматуры — переключатели, вентили, задвижки.

Устройство трехходового клапана представляет собой цельнометаллический корпус из нержавеющей стали, латуни или чугуна, защищенного гальванизацией. Форма корпуса — Т-образная, состоящая из двух боковых и одного нижнего патрубка. Внутри устройства находится камера смешивания и термоголовка, выполняющая функцию контроля температуры теплоносителя.

К термоголовке внутри клапана присоединен шток, имеющий одну или две плоские либо сферические (шаровые) задвижки. Перемещение задвижки внутри клапана открывает верхний проток для запуска горячей воды и перекрывает два другие протока.

Клапан подключается к системе отопления таким образом, чтобы теплоноситель проходил через устройство из подающего и отводящего контура. Регулирование температуры осуществляется за счет смешивания остывшего теплоносителя из т.н. обратки системы отопления с нагретой водой из котла или бойлера. Дозирование остывшей воды происходит автоматически за счет работы термодатчиков и электрического привода.

При заданном температурном диапазоне часть клапана, направляющего поток воды в один контур, остается открытой, чтобы остывшая вода беспрепятственно поступала в систему теплого пола. Как только теплоноситель достигнет нужной температуры, для предотвращения дальнейшего охлаждения клапан перекрывает приток холодной воды и открывает патрубок с горячей водой из подающего контура.

Разновидности трехходовых клапанов и их особенности

Существует общепринятая классификация трехходовых клапанов, в соответствии с которой они делятся на разделяющие и смешивающие. Внешне обе разновидности устройств идентичны, но внутри они имеют существенные отличия:

  • Смешивающие устройства имеют внутри одну сферическую задвижку, расположенную по центру камеры. Она перекрывает поток рабочей среды из подающего прохода.
  • У разделяющих клапанов внутри имеется два клапана, подсоединенных к штоку. При регулировании положения штока один из клапанов прижимается к седлу и перекрывает поток рабочей среды в один контур, открывая параллельно ход горячей воде в другой контур.

Рекомендуем ознакомиться:  Какие шаровые краны лучше для водопровода

По способу управления трехходовые клапаны делятся на устройства с ручным и механическим приводом:

  • Ручные клапаны имеют достаточно простую конструкцию, напоминающую обычный шаровой кран. Ручное запорное устройство можно устанавливать там, где нет необходимости строго регулировать температуру рабочей среды, например, при распределении теплоносителя между радиаторами отопления различной мощности.
  • Устройство с электроприводом работает с участием терморегулятора, оснащенного чувствительным датчиком температуры, что обеспечивает ему практически полную автономность. Для его функционирования достаточно установить температурный диапазон, и клапан будет сам дозировать остывшую и горячую воду для поддержания нужного гидрорежима.

Обратите внимание! Автоматические клапаны с электроприводом обычно устанавливают в системах, где вместе с обычной системой отопления к котлу подсоединен “теплый пол”.

Как выбрать устройство

При выборе трехходового клапана обращают внимание на несколько ключевых параметров:

  • диаметр присоединительного отверстия, который может варьироваться от 2 до 4 см (если нестандартный трубопровод, необходимо искать специальные предложения от продавца или делать заказ непосредственно производителю);
  • наличие или отсутствие сервопривода (автоматического устройства) для автономной работы устройства;
  • пропускная способность трубопровода, т.е. объем жидкости, которую способна пропустить система и, естественно, сам клапан.

К производителю трехходового клапана также следует относиться внимательно. Доверия заслуживают импортные бренды, занимающиеся выпуском инженерного оборудования. На отечественном рынке они представлены компаниями Esbe (Швеция), Danfoss (Дания), Honeywell (США) и Valtec (Италия).

Как установить клапан своими руками

Все виды трехходовых клапанов устанавливаются в систему с помощью резьбовых соединений (приобретаются специальные устройства с внутренней или наружной резьбой), а также обжимных (компрессионных) переходных элементов.

Установка трехходового клапана в зависимости от типа устройства имеет свои нюансы. Любое устройство требует строго соблюдения схемы установки в трубопроводе с учетом гидравлических параметров системы.

Монтаж клапана разделяющего

Разделяющий клапан устанавливается на обратном контуре системы отопления перед циркуляционным насосом, и его выходной патрубок должен находиться в открытом положении.

Внимание! Очень важно установить клапан в правильном положении, ориентируясь на стрелки, проставленные производителем на корпусе устройства. Стрелки указывают на направление движения рабочей среды. Если будет допущена ошибка в установке, то это может привести к неправильной работе системе или даже серьезной аварии.

Монтаж смешивающего клапана

Смешивающий трехходовой клапан может подключаться к системе через безнапорный коллектор, гидравлический разделитель или непосредственно к источнику тепла (котлу или бойлеру). При избыточном напоре теплоносителя вместе с клапаном устанавливают специальное дросселирующее устройство, чтобы предотвратить перерасход рабочей среды.

Источник: https://InfoTruby.ru/armatura/trehhodovoj-klapan

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Инженерные системы