Принцип работы трехходового клапана в системе отопления

Как работает трехходовой клапан в системе отопления

Принцип работы клапана заключается в смешивании потоков воды с разной температурой. Для чего это нужно делать? Если не вдаваться в технические подробности, можно ответить так: для продления срока службы отопительного котла и его более экономичной работы.

Трехходовой клапан смешивает нагретую воду с остывшей после прохождения по отопительным приборам и направляет ее снова в котел для нагрева. На вопрос, какую воду нагреть быстрее и легче – холодную или горячую – в состоянии ответить каждый.

Одновременно со смешиванием клапан потоки еще и разделяет. Возникает естественное желание автоматизировать сам процесс управления. Для этого клапан оснащается термодатчиком с терморегулятором. В этом случае лучше всего здесь справляется электрический привод. От устройства привода зависит качество функционирования всей системы отопления.

1. Такой клапан устанавливается в тех местах трубопровода, где необходимо разбить циркуляционный поток на два контура:
2. С постоянным гидравлическим режимом.
3. С переменным.

Обычно постоянный гидравлический поток используют потребители, для которых подается качественный теплоноситель определенного объема. Регулируется он в зависимости именно от качественных показателей.

Переменный поток потребляют те объекты, для которых качественные показатели не являются главными. Им важен количественный коэффициент. То есть для них регулировка подачи производится по требуемому количеству теплоносителя.

Есть в категории запорной арматуры и двухходовые аналоги. В чем отличие этих двух видов? Трехходовой клапан работает совершенно по-другому. В его конструкции шток не может перекрыть поток с постоянным гидравлическим режимом.

Он всегда открыт и настроен на определенный объем теплоносителя. А значит, потребители будут получать необходимый объем как в количественном, так и в качественном эквиваленте.

По сути, клапан не может перекрыть подачу на контур с постоянным гидравлическим потоком. А вот переменное направление он перекрывать способен, тем самым позволяя регулировать напор и расход.

Если совместить два двухходовых клапана, то получится трехходовая конструкция. При этом оба клапана должны работать реверсивно, то есть при закрытии первого обязательно открывается второй.

Виды трехходовых клапанов по принципу работы

• По принципу действия этот вид делится на два подвида:
• Смесительные.
• Разделительные.

Уже по названию можно понять, как работает каждый тип. У смесительного один выход и два входа. То есть он выполняет функцию смешивания двух потоков, что необходимо для понижения температуры теплоносителя. Кстати, для создания нужной температуры в системах теплых полов это идеальное устройство.

Регулировать температуру выходящего потолка достаточно просто. Для этого необходимо знать температуру двух входящих потоков и точно рассчитать пропорции каждого, чтобы на выходе получить требуемый температурный режим. Кстати, этот вид устройства, если его правильно установить и отрегулировать, может работать и по принципу разделения потоков.

Трехходовой кран разделительного действия разбивает основной поток на два. Поэтому у него два выхода и один вход. Этот прибор обычно используется для разделения горячей воды в системах горячего водоснабжения. Нередко специалисты устанавливают его в обвязках воздухонагревателей.

По внешнему виду оба устройства ничем не отличаются между собой. Но если рассмотреть их чертеж в разрезе, то есть одно различие, которое сразу же бросается в глаза. В смесительном приборе установлен шток с одним шаровым клапаном.

Он располагается в центре и перекрывает седло главного прохода. В разделительном таких клапанов два на одном штоке, и они устанавливаются в выходных патрубках. Принцип их действия таков — первый закрывает один проход, прижимаясь к седлу, а второй в это время открывается другой проход.

1. Современный трехходовой кран делится на два типа по способу управления:
2. Ручной.
3. Электрический.

Чаще приходится сталкиваться с ручным вариантом, который похож на обычный шаровой кран, только с тремя патрубками — выходами. Электрические автоматические системы чаще всего используются для распределения тепла в частном домостроении.

Особенности монтажа разделяющего клапана

Схема установки приведена в статье. Основная задача этого устройства заключается в том, чтобы выполнить количественную регулировку за счет изменения затраты теплоносителя. Ранее мы рассматривали принцип функционирования таких приборов, поэтому упоминать о них больше не будем. Установку следует производить в местах, где возможен переброс теплоносителя в обратку. При этом не допускается остановка циркуляции.

Обратите внимание, что потери на клапане-балансире байпаса и потребителя должны быть равны. Это позволит увязать гидроконтуры

Напор в системе создается за счет работы насоса. Установка 3-х ходового регулирующего клапана позволяет распределить потоки жидкости под напором в две магистрали. Но возможно реализовать такое исключительно в системах, в которых постоянно высокое давление. То есть, при условии наличия насоса.

Разновидности распределительных клапанов

Хотя назначение у всех клапанов одно и то же – распределять уровень нагрева теплоносителя в трубах, все-таки они отличаются по методам управления.

Различают такие виды устройств:

• ручные;
• с электрическим приводом;
• с термоголовкой;
• пневматические;
• с гидравликой.

Для частного жилого дома предпочтительным будет трехходовой клапан для отопления с электроприводом. Изменения в характеристиках теплоносителя вносятся благодаря специальным датчикам, которые через контроллер передают команды на электрический привод.

Нужный эффект по распределению температуры происходит автоматически, вне зависимости от того, какое отопительное оборудование установлено в доме – твердотопливный, газовый или электрический котел.

Обратите внимание, что специалисты рекомендуют остановить свой выбор на запорном трехходовом клапане с автоматикой, поскольку им намного легче оперировать. Как вариант, если встроить регулируемый клапан в готовую систему отопления нет физической возможности, можно остановиться на устройствах с термоголовками

Разновидности кранов

Классификация изделия по разным признакам:

В зависимости от вентиля, различают:Регулирующий.Он оборудован электромеханическим устройством, которое открывает нужные клапаны. Еще в его комплектацию входит шток с ручной или автоматической регулировкой

Важно!Шток не выбить даже самым сильным давлением воды, поскольку он расположен внутри устройства.

Запорный. В его комплекции есть шаровое приспособление, которое переключает поток воды

Особенность этого устройства в том, что его устанавливают на системы с низким давлением. Оно очень простое в конструкции, требует постоянного ухода и быстро изнашивается.

По материалу изделия:Латунь– наиболее востребованный материал, из-за длительного периода эксплуатации, небольших габаритов и низкого веса.

Углеродистая сталь – прекрасная альтернатива латуни.

Чугун – используется для труб большого диаметра (от 40 мм и больше). Для частных домов он не практичен.

Бронза – материал с длительным периодом эксплуатации.

В зависимости от способа монтажа:муфтовый;
фланцевый;
цапковый;
под приварку;
штуцерно-торцовый.

Для системы отопления используют такие виды, как:С постоянным режимом гидравлики– регулируется в соответствии с качественными показателями. Он подходит потребителям с качественными теплоносителями определенного объема.

С переменным режимом гидравлики – регулируется согласно с требуемым количеством воды. Он больше подойдет тем, для кого имеет значение количество.

От варианта проточной части устройства:пробно-спускной;
полнопроходной.

От типа встроенного затвора:конусный;
цилиндрический;
шаровой.

По форме клапана-заглушки различают такие типы:T-образные;
L-образные;
S-образные.

От механики затворного элемента:Сальниковые– контролирует регулировку водяной струи сверху арматуры за счет сальника;

Натяжные – контролирует регулировку водяной струи снизу арматуры за счет гайки.

В зависимости от обогрева корпуса:с обогревом;
без обогрева.

В зависимости от технических показателей различают такие вентили:Т-образный– регулировочная ручка может быть в 4-х положениях;

Г-образный – ручка регулировки имеет два режима, включая угол поворота на 180 градусов.

От механизма контроля устройства:Ручной– поводит соединение потоков воды в приблизительных пропорциях, дешевый, выглядит как стандартный шаровой вентиль;

Электропривод – для работы используется дополнительное оборудование двигатель либо магнитный способ, существует возможность получить удар от тока;

Пневмопривод – самый оптимальный для использования вариант. Важно! С электроприводом можно с легкостью сбалансировать тепло так, чтобы уровень температуры в дальних от котла комнатах, был такой же, как и в ближних.

Обзор производителей и моделей

Трехходовых клапанов выпускается огромное количество с диаметрами от 15 до 500 мм, а по специальному заказу и больше. Поэтому в данном разделе коснемся только небольших диаметров от 15 до 32 мм, для бытового использования.

Наиболее известными производителями трехходовых клапанов и приводов к ним, являются:

Производители	Модели
Baxi	KHG, Luna, Eco Four (для 2-х контурных котлов)
ESBE	VTC, VRG, VLA, VLE, VLB, VTA
FAR	FAR3950, Solar, Termo
FRICO	VOT20
Heiz	55-63C, 61C, 40-70C
Herz Armaturen	CALIS-TS-RD, 3D, ГЕРЦ
OVENTROP	Brawa-Mix, Tri-CTR, Tri-M TR, Tri-D TR
STOUT	SVM, KVs,
Uni-Fitt	KVs, 360G
WATTS Ind.	AQUAMIX, ZV3131
Valtec	VT.MIX, VT.MR, VT.MT

Принцип работы

Трехходовой кран оборудован тремя патрубками для подключения линий. Между ними устанавливается вентиль регулирующий подачу воды в два из трех ответвлений. В зависимости от ориентации крана и его подключения он выполняет две функции:

• смешивание двух потоков теплоносителя на один выход;
• разделение с одной линии на две выходные.

Трехходовой кран, как и четырехходовой, не осуществляет перекрытие каналов, подведенных к нему, а только перенаправляет жидкость от входа к одному из выходов. Единовременно может быть закрыт только один из выходов, либо частично перекрыты оба.

В самом простом варианте радиаторы напрямую подключаются к котлу, последовательно или параллельно. Настраивать отдельно каждый радиатор по тепловой мощности нельзя, допустимо только регулировать температуру теплоносителя в котле.

Чтобы все-таки регулировать отдельно каждую батарею, можно вставить байпас параллельно радиатору и после него регулирующий кран игольчатого типа, с помощью которого контролировать количество теплоносителя, проходящего через него.

Байпас при этом нужен для сохранения общего сопротивления всей системы, чтобы не нарушать работу циркуляционного насоса.

Однако такой подход весьма накладно реализовывать и сложно эксплуатировать.

Трехходовой клапан фактически совмещает точку подключения байпаса и регулирующей арматуры, делая подключение компактным и легким в управлении. Кроме этого за счет плавной регулировки легче добиться целевой температуры в ограниченном контуре, содержащем один или два радиатора в конкретном помещении.

Если ограничить часть тока теплоносителя от котла и дополнить его обраткой, водой, возвращающейся от радиатора к котлу, то снижается температура обогрева. Котел при этом продолжает работать в прежнем режиме, поддерживая установленный нагрев воды, скорость обращения воды в нем не снижается, зато уменьшается потребление топлива.

Если используется один циркуляционный насос на всю систему отопления, то он располагается со стороны котла по отношению к включению трехходового клапана. Устанавливают его на обратном входе котла, по которому поступает уже остывшая вода от радиаторов, выступая в роли разделителя потока.

По входу к нему подается горячий теплоноситель от котла, в зависимости от настройки клапана поток разделяется на две части. Часть воды идет к радиатору, а часть сразу же сбрасывается в обратный ход. Когда нужна максимальная тепловая мощность клапан переводят в крайнее положение, при котором соединены вход и выход, ведущий к радиаторам.

Если обогрев не нужен, то весь объем теплоносителя поступает по байпасу в обратку, котел работает только на поддержание температуры в отсутствие реальной теплоотдачи

Недостаток такого подключения – сложная балансировка отопления, чтобы в каждое ответвление и к каждому радиатору поступало одно и то же количество теплоносителя, кроме того при последовательном подключении к крайним радиаторам доходит уже остывшая вода.

Для теплого пола

В многоконтурных системах проще всего разрешить проблему с неравномерным распределением тепла – использование коллекторной группы с циркуляциями насосами на каждом отдельном контуре

Это особенно важно в домах с двумя и более этажами и большим числом радиаторов или при наличии теплого пола

Трехходовой клапан при этом работает на смешивание двух потоков. По одному вводу подключается линия от котла, а по второму от трубы обратки. Смешиваясь, вода поступает на выход, подсоединенный к теплообменнику.

Такая схема подключения особенно актуальна при подключении теплого пола

Она дает возможность ограничить максимальную температуру воды в контуре, что особенно важно, учитывая максимально допустимое значение в 35ºС при температуре теплоносителя от котла в 60ºС и выше

Циркуляция воды в трубах теплого пола постоянно поддерживается, что необходимо для равномерного нагрева без перекосов. Фактически горячая вода от котла поступает лишь для подогрева остывающего теплоносителя в контуре теплого пола, а излишек сбрасывается обратно к котлу.

Таким образом, даже в высокотемпературном отоплении, где котел греет воду до 75-90ºС, есть возможность обустроить теплые полы с нагревом 28-31ºС.

Правила установки арматуры

Обычно на корпусе трёхходового клапана производитель стрелками указывает движение протока воды. По этим ориентирам можно определить и вид клапана. Подключение к системе происходит так, как указано стрелками. Место установки должно быть удобным для последующих регулировок или замены в случае неисправности. Для этого подходит и обратка, и подача. Но внимательно читайте инструкцию, так как не все клапаны можно устанавливать на подачу.

Так как большинство клапанов внутри сделаны из керамики, они плохо переносят грязную воду. Поэтому лучше перед клапаном установить фильтр . Если этого не сделать, прибор может засориться. В некоторых случаях достаточно его почистить, но иногда даже это не спасает. Поэтому не стоит экономить на фильтрах.

Электропривод не должен располагаться внизу, да и механические термостатические смесители тоже не советуют так устанавливать, исключительно вертикально. Но я по своему опыту скажу, что в некоторых случаях такое возможно. Да и отзывы некоторых владельцев это подтверждают.

Критерии выбора клапана

Как выбрать трехходовой клапан? При выборе рекомендуется учитывать:

• назначение устройства;
• конструктивное исполнение;
• тип привода;
• дополнительные параметры.

Разновидности клапанов по назначению

Клапан трехходовой для котла или иного устройства может быть:

• смесительным, то есть основное назначение арматуры заключается в смешении разных потоков жидкости до заданной пользователем температуры. Используется смесительный клапан в системах теплого пола для предотвращения перегрева и выхода коммуникаций из строя и в системах горячего водоснабжения;
• разделительным. В отличие от предыдущего вида основное назначение устройства заключается в распределении подающего потока теплоносителя по разным веткам магистрали, например при монтаже дополнительного радиатора;

Различие в работе смесительного и разделительного клапана

переключающимся, то есть перераспределяющим поток жидкости в системе.

Назначение клапана указывается на корпусе устройства.

Отличия в конструкции

Регулирующий клапан в зависимости от конструкции может быть:

седельным – движение штока происходит по вертикали до седла. Как правило, функции такого типа оборудования – смешивание потоков с разной температурой;

Клапан со штоком, движущимся по вертикали

поворотным – при движении штока производится вращение заслонки, регулирующей направление и мощность потоков.

Устройство с запорной заслонкой

В бытовой сфере наибольшее распространение получили поворотные клапаны. Седельные механизмы устанавливаются только в случаях воздействия больших температур и высокой пропускной способности.

Разные типы приводов и их особенности

Шток трехходового клапана может быть приведен в действие:

термочувствительным элементом, установленным на терморегуляторе. Преимуществами такого типа управления является простота, высокая точность и отсутствие необходимости электропитания;

Трехходовой клапан с терморегулятором

электроприводом. Клапаны с электроприводом получают параметры, заданные пользователем с датчиков температуры, установленных в разных местах, или общего управляющего контролера. Стоимость такого оборудования высока, но основным плюсом является максимальная точность работы прибора.

Оборудование, приводимое в действие электроприводом

Дополнительно

При приобретении клапана для теплого пола или иной коммуникационной системы также рекомендуется учитывать:

• диаметр патрубков, который должен соответствовать диаметрам подходящих к устройству труб. Если подобрать параметр не получается, то потребуется установка переходника;
• показатель пропускной способности клапана (указывается в технической документации к оборудованию);
• назначение. Клапан для холодной или горячей воды, отопления, теплого водяного пола, газовый и так далее (указывается в документации);
• возможность подключения дополнительного оборудования, например, термоголовки, электропривода и так далее, если первоначальное устройство не оснащено какими-либо способами управления;
• производителя. Наиболее качественные клапаны выпускаются шведской компанией Esbe, американской компанией Honeywell и совместным предприятием России и Италии – Valtec.

Назначение обводного трубопровода

Основное назначение байпасного участка – сохранение циркуляции в магистрали отопления в случае поломки подключенного агрегата или отключения электричества.

Любой прибор, подключенный через байпас, можно отсоединить от гидравлической магистрали простым перекрытием двух кранов – на входе и выходе.

После этого весь поток теплоносителя пойдет по обходной трубе.

Прибор, отключенный от магистрали, спокойно ремонтируют или выполняют плановое обслуживание. Можно полностью отсоединить его и заменить новым. При этом не понадобится останавливать работу системы и сливать весь теплоноситель.

В зависимости от места применения, байпасное подключение имеет свои особенности.

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.

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.

Классификация клапанов

Без длительных введений отметим, что устройство может быть двух типов по принципу функционирования. Оно может быть:

• разделительным;
• смесительным.

Особенности действия каждого типа ясны уже из их названия. Смесительное устройство состоит из двух выходов и входа. Другими словами, оно необходимо для смешивания потоков жидкости, что может потребоваться в целях снижения ее температуры. К слову, это наиболее оптимальный вариант для того, чтобы задавать нужный режим в «теплом полу».

Сама процедура регулировки температурного режима предельно проста. Нужно лишь знать о текущих показателях температуры входящих потоков жидкости, с точностью просчитать требуемые пропорции каждого из них так, чтобы на выходе получить нужные показатели. Кстати, данное устройство при условии грамотного монтажа и регулировки способно функционировать и на разделение потока.

А вот разделительный клапан разделяет один поток надвое, следовательно, он оснащен одним входом и двумя выходами. Данное устройство применяется преимущественно для того, чтобы разделять поток горячей воды в системах ГВС. Хотя достаточно часто он встречается и в обвязке воздухонагревателей.

Внешне оба варианта практически идентичны. Но если ознакомиться с их чертежом в разрезе, то их основное отличие видно сразу. Шток, который установлен в устройстве смесительного типа, имеет один шаровой кран. Он располагается по центру и перекрывает основной проход.

Что же касается разделительных приборов, то в них шток имеет два таких клапана, которые устанавливаются на выходах. Они функционируют по следующему принципу: один из них придавливается к седлу, закрывая проход, а другой параллельно с этим открывает проход №2.

По методу управления современные модели могут быть:

• электрическими;
• ручными.

В большинстве случаев используется ручной прибор, который внешне напоминает обыкновенный шаровой кран, но оснащен тремя выходными патрубками. А вот электрические модели, имеющие автоматическое управление, применяются преимущественно в частных домах, а именно для того, чтобы распределять тепло. Например, пользователь может настроить температурный режим по комнатам, а рабочая жидкость будет поступать в соответствии с удаленностью комнаты от отопительного прибора. Как вариант – можно совместить его с «теплым полом».

Видео – Прибор в бойлерной группе

Трехходовые клапаны, равно как другие приборы, определяются в соответствии с давлением в системе и диаметром подвода. Все это регламентируется ГОСТом. И если требования последнего не будут соблюдаться, это будет расценено как грубое нарушение, в особенности, если речь идет о показателе давления в магистрали.

Латунные фитинги и трубопроводы из полиэтилена низкого давления

Советуем вам ознакомиться с нашим руководством по выбору и монтажу латунных фитингов для ПНД труб, все