Принцип работы трехходового клапана в системе отопления

Функции и виды

Трёхходовой термостатический клапан нужен для того, чтобы:

Одновременно подключить несколько водяных контуров и в то же время установить постоянный равномерный нагрев. Клапан применяют для подключения системы «тёплый пол», а также, если есть необходимость в отоплении нескольких зданий, стоящих отдельно, одновременно.
Чтобы из-за разницы температурного нагрева воды на подаче, а также обработке системы отопления не произошло несчастных случаев и поломки котла

Особое внимание стоит уделить теплообменникам из чугуна, так как они наиболее чувствительны к изменениям.

3х ходовой клапан для котла по принципу действия делят на несколько видов. Их название говорит о назначении:

1. Разделительный клапан.
2. Переключающий клапан.
3. Смесительный клапан.

Кроме всего существуют механические модели и на автоматике (в автоматических устройствах мембрана движется самостоятельно, а в механических — регулируется вручную, поэтому на каждой входящей трубе есть термометр для слежения за температурой).

Как выглядит внешне каждый из видов узнать не составит труда, ведь на самом изделии в виде схемы изображён принцип его действия. Разделительный клапан разделяет, переключающий по разным контурам переключает воду, а смесительный смешивает пару потоков теплоносителя с разной температурой.

Трёхходовой термостатический клапан

При помощи разъединения или перемешивания делают нужную оптимальную температуру носителя тепла. Переключение применяется же в газовых отопительных котлах с двумя контурами, когда тёплую воду нужно по очереди пускать в разные теплообменники.

Особенности монтажа трехходового клапана

Трехходовой клапан в системе отопления может устанавливаться как при одноконтурном, так и при многоконтурном распределении теплоносителя. Например, такой вариант отлично подойдет для двухконтурной системы, в которой теплоноситель направляется в радиаторы отопления, а также в систему «теплого пола».

Читайте в отдельной статье: Как подключить батареи отопления — различные схемы.

Установка арматуры особой сложности не представляет. На корпусе крана имеется стрелка, показывающая направление потока теплоносителя в системе. Поэтому установить арматуру неправильно практически невозможно

Единственное, на что необходимо обратить внимание, так это на место расположения клапана. Он должен быть врезан в магистраль до циркуляционного насоса

Это гарантирует нормальную работоспособность отопительной системы.

Расположение трехходового клапана в отопительной системе

Когда выполняется установка трехходового клапана, необходимо следить за тем, чтобы внутрь крана не попали посторонние предметы или мусор. Это требование особенно актуально в том случае, если кран устанавливается сварным способом. Кусочек окалины или капля расплавленного металла способны нарушить нормальную работу крана, а то и вовсе привести к его заклиниванию. Именно поэтому предпочтительней выглядит резьбовое соединение.

Технология установки клапана

Как правило, установка трехходового клапана осуществляется методом резьбового соединения. Герметичность резьбы достигается применением уплотнителя, в качестве которого может выступать ФУМ-лента, нить Тангит Унилок или обычная льняная нить совместно с изоляционными составами.

При монтаже следует соблюдать следующие правила:

1. клапан должен быть установлен только в полном соответствии с направлением движения теплоносителя, указанного стрелками на корпусе оборудования или буквами (А и В – вход, АВ – выход);

Правильный способ монтажа клапана

2. до и после оборудования рекомендуется установить манометры для контроля за давлением в системе;
3. для защиты клапана от воздействия примесей, содержащихся в центральных магистралях, устанавливается фильтр;
4. до и после клапана должны находиться прямые участки трубопровода, размер которых устанавливается производителем устройства и указывается в технической документации;
5. перед клапаном необходимо установить любое устройство, дросселирующее избыточное давление в системе;
6. оборудование не должно находиться под нагрузкой.

Схема установка клапана и дополнительного оборудования

Где и как правильно установить клапан, смотрите на видео.

Выполнить подбор и монтаж трехходового клапана можно самостоятельно. Однако при несоблюдении правил установки, рекомендуемых производителем оборудования, гарантия с клапана снимается.

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.

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.

Способы управления трехходовыми клапанами

Трехходовой клапан с термостатической головкой

Трехходовые клапаны по способу управления бывают:

• автономными;
• ручными;
• термостатическими;
• с электроприводом.

Если возможность управления отсутствует, термоклапан относится к автономному типу. Он настроен заводом-изготовителем на определенную температуру теплоносителя, т.е. температура в системе будет постоянной всегда. Главными преимуществами таких устройств является низкая стоимость и возможность поддержания одной и той же температуры. Но изменить предустановленные настройки нельзя, поэтому характеристики клапана должны соответствовать требованиям системы, подбирать его придется более тщательно.

Трехходовой клапан с ручным управлением оснащен устройством ручной регулировки, в роли которого выступают панель управления, поворотная ручка или вентиль. Контроль регулировки выполняется с помощью специальных отметок – шкалы. По сравнению с автономным регулятором, трехходовой термоклапан ручного управления более функционален: он позволяет изменять температурный режим в зависимости от конкретных нужд и будет поддерживать температуру на заданном уровне. Однако реагировать изменением температуры теплоносителя на трансформацию окружающих условий этот клапан «не умеет».

Клапан с электрическим приводом

Конструкцией изделия с терморегулятором предусмотрен термостат. Газовая или жидкая среда, находящаяся внутри него, реагирует на изменение температуры теплоносителя. Когда он нагревается до предустановленной температуры, патрубок с горячим теплоносителем перекрывается. По типу питания эта разновидность клапанов может быть механической и электронной. Механические работают автономно, а электронные требуют наличия электросети или периодической замены батареек. Хотя это неудобство полностью компенсируется преимуществами.

Самые продвинутые модели – термоклапаны с электроприводом. Чтобы их работа была постоянной, необходимо установить блок бесперебойного питания. Поток холодного или горячего теплоносителя регулируется с помощью контроллера, который регистрирует отклонения температуры от заданных значений, и сервопривода. Выходы не перекрываются полностью, но объем теплоносителя изменяется. Благодаря работе автоматики отопительный контур всегда равномерно прогрет, а температура теплоносителя всегда точно соответствует заданной. Возможность изменения режима также присутствует, но нужно быть готовым к высокому расходу ресурсов: теплоносителя и электроэнергии. Заплатить больше придется за сам термоклапан. Полностью автоматическое устройство стоит дороже.

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.

Виды трехходовых клапанов и особенности их работы

Прежде всего трехходовые термоклапаны классифицируются по назначению на разделительные и смесительные:

У смесительного клапана 2 направления работают на подачу теплоносителя разных температур (горячей и холодной), а 1 направление выводит уже смешанный поток жидкости. Настойка нужных температурных параметров осуществляется регулировкой температуры и пропорций подаваемых потоков.

У распределительного термоклапана 1 патрубок подает теплоноситель, а 2 других его делят между собой и распределяют в разных направлениях.

К сведению! При определенных условиях смесительный трехходовой клапан может работать в режиме распределения.

По способу управления трехходовые термоклапаны бывают автономными, ручными, термостатическими и электрическими. Два последних, как правило, работают в автоматическом режиме.

Простые автономные модели снабжены установленным внутрь корпуса термостатическим элементом с уже заданной в заводских условиях температурой теплоносителя на выходе. Это значение остается постоянным на протяжении всего срока службы.

Автономный смесительный трехходовой клапан
Плюсы	Минусы
Низкая цена	Необходимость подбора клапана под температурный режим обратки теплогенератора
Контроль температурного режима теплоносителя	Нельзя изменить установленный заводом-изготовителем температурный режим

Для ручного управления шток снабжается вентилем или поворотной ручкой и панелью управления с отметками, в соответствии с которыми регулируется тепловой режим.

Смесительный трехходовой клапан ручного управления
Плюсы	Минусы
Относительно низкая цена	Необходимость постоянного контроля со стороны человека, как следствие, затяжной характер реагирования на изменения условий окружающей среды
Контроль температурного режима теплоносителя
Возможность изменения температурного режима в процессе эксплуатации	Неравномерное прогревание отопительного контура

Трехходовой термостатический клапан с терморегулятором оборудован термостатом, наполненным жидкой или газовой средой, реагирующей на малейшие колебания температуры теплоносителя.

Как только теплоноситель нагревается до заданной температуры, за счет расширения реагента автоматически активизируется поршневая система термоклапана и перекрывается патрубок с горячим потокам.

Трехходовые клапаны с терморегулятором могут быть механическими и электронными. Достоинство механических моделей в их абсолютной автономности. Электронные же требуют подключения к сети электропитания или питаются от батареек.

Однако этот недостаток сглаживается полной автоматизацией процесса, удобством настройки и расширенным функционалом – автоматическое изменение температурного режима по времени суток, дням недели и пр.

Смесительный трехходовой клапан с терморегулятором
Плюсы	Минусы
Автоматический контроль температурного режима теплоносителя	Высокая цена
Возможность изменить температурный режим	Требуется предельно четкая настройка, ошибки в выставленных параметрах дают небольшую погрешность в работе системы
Равномерное прогревание отопительного контура

Трехходовые термоклапаны с электроприводом управляются за счет электронного блока управления, работающего на сервоприводе. Выход температурного режима теплоносителя за пределы установленных значений фиксируется установленным в модуль термостатом, который сигнализирует об этом контроллеру. Тот передает команду на привод, регулируя поток холодного или горячего теплоносителя в системе.

При этом ни один из патрубков полностью, как правило, не перекрывается, а регулируется лишь объем подаваемого охлажденного и горячего теплоносителя.

Смесительный трехходовой клапан с электроприводом
Плюсы	Минусы
Автоматический контроль температурного режима теплоносителя	Высокая цена
Возможность изменения температурного режима	Повышенный расход электроэнергии
Точная регулировка температуры потока теплоносителя	Увеличенный расход теплоносителя
Равномерное прогревание отопительного контура

Несколько практических советов

Необходимо ознакомиться поподробнее со следующими характеристиками приобретаемого клапана: наличие возможности установки сервопривода; расход воды (пропускная способность) через сечения труб в системе; диаметры концов труб, к которым будет присоединяться клапан.
Трёхходовой клапан присоединяется к системе перед циркулярным насосом первого контура

При этом следует обратить внимание на стрелку на корпусе изделия: её направление должно совпадать с направлением циркуляции жидкости в контуре.
При проведении сварочных работ необходимо избегать попадания окалины в корпус клапана.
В процессе работы отопительно системы требуется периодическая проверка работоспособности трёхходового клапана, которую должны выполнять специалисты соответствующих организаций.
В месте стыка трубопровода и входного-выходного отверстия клапана температура не должна превышать 100 градусов по Цельсию.
Выбор типа привода является вопросом предпочтений и возможностей заказчика. Следует только помнить, что изделия с ручным приводом дешевле изделий с электромеханическим приводом, но они значительно уступают им по функциональности и точности регулировки, по уровню автоматизации процесса поддержания стабильной температуры

Проще говоря, говорить об уровне автоматизации у клапанов с ручным приводом вообще не приходится.
Приобретая трёхходовой клапан, клиент обратит внимание на фирму-изготовитель. Солидная компания не станет портить свой имидж и терять завоёванные на рынке позиции из-за выпуска партии бракованной продукции.
Материал клапана тоже может играть важную роль. Следует учитывать, что бронзовые и латунные корпуса клапанов долговечней стальных и чугунных, но и намного дороже. Чугунные корпуса являются самыми дешёвыми, но они отличаются массивностью.
В процессе использования системы отопления хорошей привычкой может стать знание инструкций по эксплуатации всех её элементов.
При использовании смесителя на фитинги Рехау клапана с термостатической системой требуют проверки. При минимальной температуре в один из патрубков делается заливка горячей воды. Через некоторое время происходит закрытие потока. В обратном трубопроводе на входе в котёл температура воды не должна отличаться от установленной температуры в термостате. Разумеется, это относится к уже смонтированной системе.
Перед клапаном рекомендуется установить фильтр механической очистки воды.

Конструкционные особенности моделей, использующихся в системах отопления

В зависимости от способа управления механизмом затвора, различают три разновидности трехходовых клапанов:

• Механическая – управление потоками осуществляется вручную;
• Термостатическая – термореактивный материал, который находится в термостатической головке, под воздействием температуры теплоносителя расширяется. Он сдвигает шток, поднимая затвор патрубка, увеличивая интенсивность поступления холодного теплоносителя;
• Смесительная (механическая с электроприводом) – представляет собой модель с механической конструкцией. На внешнюю часть штока устанавливается электропривод, к которому подключается термочувствительный сенсор.

Каждая из представленных конструкций имеет свои достоинства и недостатки при установке в систему отопления с теплоаккумулятором и твердотопливным котлом.

Механический

Основным преимуществом является крайняя дешевизна изделия, простота и надежность устройства. В остальном же наблюдаются значительные недостатки при эксплуатации системы отопления. Механический трёхходовой клапан управляется вручную. В связи с этим пользователь должен самостоятельно определять температуру подачи теплоносителя от твердотопливного котла и теплового аккумулятора. И на основе этих данных устанавливать требуемую температуру поворотом ручки управления. Основная проблема заключается в том, что в процессе эксплуатации теплоноситель от ТТ котла и теплоаккумулятора будут иметь различные температуры и пользователю необходимо постоянно их замерять. Для этого в систему отопление на каждую трубу подачи и обратки необходимо устанавливать термометр. Такое решение не является оптимальным как с точки зрения экономических затрат, технических решений и трудоемкости дальнейшей эксплуатации.

Термостатический

Трёхходовой кран с термостатической головкой предоставляет гораздо больше удобств и преимуществ. Он поддерживает установленную температуру теплоносителя на выходе независимо от того, какую температуру теплоноситель имеет на поступлении. Это устройство является энергетически независимым. И, теоретически, идеально подходит для системы отопления на твердом топливе. Однако термостатические трехходовые краны имеют целый ряд недостатков и технических ограничений:

1. Небольшой диапазон рабочих температур. Одно из основных ограничений данного устройства. Большинство современных моделей может выполнять свои функции регулировки при температуре теплоносителя от 30°С(35°С) до 65°С. Этого достаточно для поддержания комфортного уровня тепла в помещении при минимальной температуре внешней среды -15°С (-17°С). Однако если температуры теплоносителя недостаточно для первоначального нагрева или более интенсивного обогрева помещения, термостатический трёхходовой кран необходимо исключить контура циркуляции теплоносителя. Для этого до и после трёхходового клапана устанавливается запорная арматура, а также байпас, по которому движется теплоноситель.
2. Низкая пропускная способность. Большинство моделей такого типа имеют показатель KVS около 3-4 м3 при перепаде давления в 1 бар. Этого достаточно для обеспечения управления системой теплоснабжения небольшого коттеджа или квартиры. Но в масштабных системах могут возникнуть проблемы с циркуляцией теплоносителя. Для решения этой проблемы используются более мощные циркуляционные насосы. Что в свою очередь может негативно сказаться на эффективности и работоспособности трубопроводов и системы отопления в целом.

Электромеханический (механический с электрическим сервоприводом)

В своей функциональности и эффективность управления теплоносителем смесительный электромеханический трёхходовой клапан не уступает термостатическому. Кроме того, имеет ряд существенных преимуществ:

• Высокая точность – контроль температуры теплоносителя может производиться с точностью до 1°;
• Широкий диапазон пропускной способности до 12 м3. Это обеспечивает потребности практически любой бытовой системы отопления;
• Возможность подключения внешнего термостата для контроля температуры в помещениях.

Электромеханический трёхходовой клапан не лишён определенных недостатков. Прежде всего, это энергозависимость. Однако он потребляет сравнительно немного электроэнергии и для непродолжительной работоспособности может подключаться к блоку бесперебойного питания.

Подписывайтесь так же на наш Youtube, группу , . Там много полезного и интересного контента!

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.
3. Привод устанавливается вверх клапана и фиксируется гайкой.
4. На информационной таблице привода уточняется описание диапазона регулирующих сигналов и тип устройства. Выясняется положение безопасности, и модуль ставится в позицию «шток привода выдвигается».
5. В предохранительном положении подается воздух в штуцер нижней камеры под давлением, соответствующим началу работы. Положение изменяется на «шток привода втягивается» и напор дается в верхний отсек мембранного отделения, его величина соответствует окончанию регулировки.

Заключение

Термостатический трехходовой кран – очень полезная вещь в системе 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.

Рубрика:

Схемы смесительных узлов (так выглядит узел теплого пола в сборе):

Компания «Сантехмонтаж» предлагает к продаже смесительные клапаны для теплого пола. Являясь официальным дистрибьютором торговой марки Valtec, мы поставляем только сертифицированные материалы и комплектующие для инженерного сопровождения объектов частного и общественного строительства.

Напольное водяное отопление давно перестало ассоциироваться с роскошью, сегодня это разумный способ создать комфортные и здоровые условия для жизни людей. Специальные исследования, данные которых были взяты за основу требований международных стандартов ISO 7730, показали, что самыми благоприятными для человека считаются такие домашние температурные условия, когда на уровне пола термометр показывает +22-24°С, а на уровне головы – около +20°С.

Как показывает практика, с помощью классических инженерных решений выдержать эти условия трудно, так как тепло, исходящее от обычных радиаторов, сразу поднимается вверх, а пол остаётся холодным. При напольном отоплении вся поверхность пола является, по сути, низкотемпературным радиатором, благодаря чему поток теплого воздуха распределяется в помещении равномерно.

Насосно-смесительные узлы Valtec

Представляем вашему вниманию трехходовые термостатические насосно-смесительные узлы Valtec Combi и Dual. Они создают управляемую циркуляцию в петлях теплого водяного пола; поддерживают температуру, сниженную относительно источника тепла; помогают разделить и связать отопительные контуры.

Узлы марки Valtec совместимы с распределительным коллектором водного пола (межосевая длина соединительных патрубков – 2 метра), размеры позволяют компактно поместить узлы в коллекторный шкаф.

В плане комплектующих деталей для термостатических узлов предлагаются термоголовки, дополненные выносным накладным (VT.5012) либо погружным (VT.5011) индикатором. Рекомендуется использование насосов немецкой фирмы Wilo.

Помимо создания инженерных систем типа «теплый водяной пол», готовые модули от Valtec находят применение для установки иных современных разновидностей панельного отопления, таких как потолочное или стеновое; используются для нагрева воздуха в садовых теплицах и на уличных террасах.

Опубликовано 02.06.2020 Обновлено 13.06.2020 Пользователем admin