Регулирующие двухходовые и трехходовые клапана.Принцип действия регулирующего клапана

Как подобрать

Подбирая трехходовой кран, очень важно понимать несколько показателей. В ходе выбора отлично заручиться помощью умелого инженера-сантехника

В первую очередь необходимо оценить назначение устройства- разделительный или смесительный. Дальнейшим шагом необходимо определить установочное место на схеме системы, а еще способ управления устройством. Если предполагается автоматизированное управление теплоснабжением, нужно решить, как будет управляться данный кран- электрическим приводом, терморегулятором или ручным способом.

Дальше анализу подлежат следующие технические свойства:

• Пропускная способность магистрали. Это объем жидкости, проходящий за единицу времени. Пропускная способность крана должна быть не менее. Очень маленький просвет сделает нежелательное сопротивление потоку и осложнит работу всей системы.
• Максимальное и рабочее давление. Также обязано отвечать расчетным величинам для отопительной системы.
• Присоединительные размеры. Если точного соответствия диаметров добиться не получилось, то используют переходники-фитинги.
• Диапазон регулировки рабочих температур.

Руководствуясь перечисленными параметрами, необходимо отобрать из десятков предложений на рынке несколько моделей, соответствующих заданным требованиям.

На данном шаге настает время сопоставлять цену, срок гарантии, доступность обслуживания и, разумеется, репутацию фирмы- изготовителя. Гарантированным качеством обладают такие лидеры рынка, как:

• Honeywell. Компания из Америки второе столетие создает, поставляет, монтирует и эксплуатирует большой спектр элементов и целых систем управления теплоснабжением, вентиляции, безопасностью.
• Esbe. Шведская фирма также больше ста лет поставляет точные и чрезвычайно надежные клапана, арматуру и элементы систем, специализируясь на технике для отопления. Скандинавские традиции старательной и качественной работы совмещаются с технологическими подходами к конструированию.
• Valtec- Российско- итальянское предприятие положительно соединяет большое итальянское качество с семилетней гарантией и хорошими стоимостями. Полностью локализованное производство с европейской системой контроля качества не давно возникло на рынке, однако уже успело захватить известность.

На рынке есть также много поставщиков, не успевших захватить столь безупречную репутацию. Экономия на цене клапана может в последующем привести к его неустойчивой работе, очень высоким затратам либо даже к выходу из строя всей системы.

В большинстве случаев при установке трехходовых кранов подбирают одну из стандартных, отлично отработанных схем.

Безнапорный коллектор или гидравлический разделитель

В такой схеме в контуре №2 предусматривается насос, обеспечивающий циркуляцию носителя тепла. Его обозначение- два синих равносторонних треугольника, скреплённых вершинами.

Рисунок 10. Монтажная схема с безнапорным коллектором

Прямое подключение к источнику тепла

Важно! Если кран подсоединяется конкретно к водонагревателю косвенного нагрева на байпасе, подключенному к отрезку трубы В, перед прибором для определения величины давления придется собрать клапан с на гидравлике сопротивлением, равным сопротивлению теплового источника

Рисунок 11. Прямое подключение к источнику

В другом случае начнутся колебания расхода носителя тепла на участке A-B. Они будут вызываться колебаниями штока.

Регулятор перепада давления

В случае большого давления со стороны теплового источника между напорным коллектором и клапаном ставится манометрический дросселирующий регулятор, компенсирующий лишний напор носителя тепла.

Рисунок 12. Схема с дросселирующим регулятором

Профессионалы используют и иные схемы подсоединения, исходя из назначения системы и соотношения показателей теплового источника, системы трубопровода, клапана и потребителя.

Назначение и области применения

Трехходовые клапаны применяются в таких областях:

• В магистральных тепловых сетях. При помощи устройства к ключевому потоку носителя тепла добавляют определенное количество из обратного контура. Это выполняют, когда необходимо уменьшить температуру прямого потока без изменения напора и рабочего режима водонагревателя электрического накопительного. Краны оборудуют электромагнитным приводом или термочувствительным сенсором.
• В бытовых отопительных системах. Применяется термостатический привод, при помощи которого регулируют температуру носителя тепла, направляемого, к примеру, в оборудование «пола с подогревом» или в стеновые батареи. Установка модуля дистанционного управления существенно облегчает контроль над микроклиматом. Точное управление температурой жидкости в возвратном трубопроводе дает возможность значительно уменьшить затраты на теплоснабжение. Это способствует также уменьшить самую большую температуру пола с подогревом, защищая его от перегревания.

Рисунок 1. Схема включения трехходового крана в отопительную систему

• Для водообеспечения при регулировании температуры воды. Очень знаменитый пример- это традиционный водопроводный кран.
• Для водоподготовки. Для переключения контура протечки воды в обход фильтра на определенный период времени сервисных работ, к примеру, по замене кассет.

Применяются трехходовые клапаны и в трубопроводах инновационного назначения, везде, где требуется на время или регулярно перенаправлять потоки жидкостей или газов, а еще перемешивать такие потоки в конкретных пропорциях.

Рабочий принцип и устройство трехходового крана для отопительных систем

В основе конструкции трехходового крана лежит традиционный Т-образный тройник. Два входящих отрезка трубы (на схеме с правой стороны и сверху) служат для подачи горячей и холодной воды. Выходящий отрезок трубы (на схеме слева) отводит смешанный поток. В центральной камере на оси крутится выверяющий раздел, отчасти перекрывающий входящие отрезки трубы. На рисунке видно, как не прекращает работу секторный трехходовый кран

Рисунок 2. Рабочий принцип секторного клапана

Перекрытие может составлять от 0 до 100%. Конструкционную особенность в том, что чем больше открывается просвет для одного из входящих патрубков, тем меньше становится просвет для иного. Если раздел стоит примерно положении, пропускается по 50 % каждого потока. Смещая раздел, к примеру, к верхнему отрезку трубы, можно получать пропорции прохладная/горячая:

И так дальше до полного перекрытия холодной воды (0/100%), в подобном варианте в выходной отрезок трубы будет поступать только горячая вода

Управление клапаном может выполняться ручным способом и помощью биметаллического термостатического устройства.

Рисунок 3. Рабочая схема клапана с термостатическим управлением.

Такую функцию можно сделать и при помощи 2-ух двухходовых кранов и простого тройника, используемых вместе. Собственно так происходит в кранах двухвентильного типа. Чтобы обеспечить постоянный напор и точно управлять пропорцией смешивания горячего и холодного потока, необходимо обеспечить открытие 2-ух кранов в противофазе (один открывается- другой пропорционально закрывается), к примеру, насадив их на единую ось.

Трехходовые клапаны делятся на две обширные группы. Они бывают:

• Разделительные. Служат для пропорционального деления входящего потока на 2 выходящих.
• Смесительные. Предназначаются для смешивания 2-ух входящих потоков в один суммирующий

Рисунок 4. Рабочая схема смесительного и разделительного трехходового клапана

Из схемы видно, что конструкция смесительного и разделительного клапана почти что похожа. Отличаются они лишь направлениями потоков. При правильной установке смесительный клапан буде работать и в виде разделительного. Необходимо лишь правильно настроить систему управления. В случае ручного управления никаких проблем не возникнет. Труднее, но еще возможно будет настроить и электронное управление. А вот термостатический модуль управления в случае подсоединения по разделительной схеме будет распределять потоки в необходимости температуры входящего потока. Это придется иметь в виду во время проектирования отопительной системы.

Сколько положений имеет секторный кран с электрическим приводом, показано на рис. 5

Рисунок 5. Варианты применения крана с электрическим приводом

Помимо секторных трехходовых кранов, также выпускаются и седельные. Рабочий принцип у них аналогичный, однако есть конструктивные различия.

Рисунок 6. Седельный, или шаровый вид крана

Смесительный седельный кран имеет двигающийся на штоке шарообразный рабочий орган, он запирает попеременно седла, через которые в камеру и дальше в выходной отрезок трубы проходят смешиваемые потоки. Разделительный клапан снабжен 2-мя рабочими органами, закрепленными на едином штоке и перекрывающие выходные потоки. Чем больше перекрыт один, тем больше открыт другой. Седельные клапаны не могут быть взаимозаменяемыми.

Более того, трехходовые устройства делятся по методу управления:

Электрические. Раздел поворачивается при помощи электрического двигателя с редуктором. Данные устройства подсоединяются к компьютеризированной системе управления, считывающей показания термопреобразователей и соответственно с вмонтированным методом управляющей потоком.

Рисунок 7. Кран с электрическим приводом

Ручные. Используются в обычных схемах с постоянной пропорцией распределения или смешивания потоков. Поворотный угол сектора выставляется ручным способом поворотом маховика.

Рисунок 8. Ручное управление

Термостатические. Управление выполняется независимым терморегулятором. Его ставят на конкретную температуру при настройке системы, в последующем он собственными силами поддерживает ее, перепуская часть входящего потока из отопительного прибора по обходному отрезку трубы (циркулярному насосу).

Рисунок 9. Трехходовой кран Esbe с термостатическим управлением

При надобности поворотом маховика можно поменять установленную температуру. Часто ставится при входе отопительных радиаторов для подстройки оптимальной температуры во всех помещениях.

Принцип работы и область применения двухходового клапана

В системах отопления, где в узлах обвязки используются калориферы и охладители, встречается характерный вид арматуры – двухходовой клапан. Прибор быстро и точно регулирует объемы подачи и отбора воды. Он востребован в системах отопления, вентиляции и кондиционирования. Сейчас большим спросом пользуются двухходовые клапаны, оборудованные электроприводом, которые управляются особыми датчиками. Это надежные и простые в установке устройства, об особенностях конструкции и различиях которых узнаем ниже.

Двухходовой клапан

Назначение и конструкция

Классическая комплектация прибора следующая:

• термостатический вентиль;
• термоголовка с выносным датчиком;
• вентиль термоголовки;
• ограничительный датчик, учитывающий температуру;
• измеритель;
• насос для циркуляции;
• водяной фильтр;
• обратный клапан.

Двухходовые регулировочные устройства используются повсеместно, но многое зависит от того, из какого материала они сделаны. Рассматривая конструкционные особенности, сразу оговоримся, что клапаны бывают с одним или двумя седлами. Используя вторую разновидность, регулируются и перекрываются потоки рабочей среды, причем допускаются существенные перепады давления, с которыми не справится клапан с одним седлом. Сама арматура выглядит как отдельная деталь с механическим или электронным приводом. Бывает, дополнительный источник энергии не предусматривается, поэтому его устанавливают уже после монтажа устройства.

Преимущества двухходового клапана:

• простая конструкция;
• легко устанавливается;
• для эффективной работы не требует вовлечения человека;
• ремонтопригоден;
• надежен;
• долго служит;
• герметичен;
• характеризуется малым гидравлическим сопротивлением;
• доступен.

Обратив внимание на конструкцию элемента, покажется, что он похож на стандартный вентиль, но механизмы значительно различаются. Например, основной запорный элемент клапана – шток или шар. То есть за ограничение расхода воды отвечает шток, находящийся в горизонтальном или вертикальном положении, или шар, поворачиваемый вокруг своей оси на 90 градусов. Работает устройство по простой схеме – открывается специальное отверстие и через него транспортируется жидкость. Чтобы эти структурные элементы функционировали, к клапану подключается привод, для которого требуется электричество или сжатый воздух. Сам привод объединяют с отдельными приборами, учитывающими давление в системе, температуру и другие характеристики.

Конструкция клапанов

Области применения

Как было замечено выше, этот вид регулирующей арматуры применяется в системах отопления, вентиляции и кондиционирования. Отдельно рассмотрим особенности его использования в контуре с «теплым полом».

Если в доме установлен котел, то его задача – нагрев воды и, как правило, ее температура довольно высокая, подходящая для радиаторов (от +75 до +95 градусов Цельсия). Для системы «теплый пол» такой нагрев не нужен, так как санитарные нормы регламентируют максимум +35 градусов Цельсия. Этого показателя достаточно, чтобы комфортно ходить по напольному покрытию. Если же температура будет выше, это не только причинит неудобства проживающим, но и негативно скажется на финишном покрытии пола. Например, линолеум или ламинат легко деформируются.

«Теплый пол» монтируется под стяжку, к тому же используются разные материалы напольного покрытия. Для этого теплоноситель прогревают до +50 градусов Цельсия. Когда теплый пол напрямую подключается к котлу или централизованной системе отопления, получаемая температура чересчур высокая. Чтобы ее понизить при входе в контур, монтируют смесительный клапан для теплого пола, с уже предусмотренным двухходовым или трехходовым краном. Исходя из названия, назначение такой арматуры – смешивание горячей и холодной воды, циркулирующей по контуру. То есть меняется процесс прохождения жидкости – для радиатора вода остается горячей, а к теплому полу поступает уже смешанная, имеющая меньшую температуру.

Установленный клапан

Из каких материалов изготавливается

Сейчас распространены чугунные, латунные и стальные изделия. Например, арматура из чугуна и стали устанавливается в трубопроводных системах с большим расходом воды или пара. Клапаны из латуни зачастую встречаются в вентиляционных системах. Их главное преимущество – компактные размеры, поэтому элемент монтируется даже в небольших помещениях, с ограниченным расходом воды.

Рекомендуется использовать стальной или чугунный регулировочный клапан. Распространены изделия из стали, которые такие же прочные, как и чугунные аналоги, но значительно дешевле. Выбирая материал, учитываются характеристики давления в системе и размеры самой арматуры.

Стальной клапан

Виды регулирующих клапанов

Арматура различается по нескольким параметрам.

В зависимости от конструктивных особенностей выделяют 2 вида:

• проходные – в них патрубки имеют противоположное расположение;
• угловые – располагаются под углом в 90 градусов.

Обратите внимание, каким способом реализуется управление клапаном.

По этому параметру выделяют 3 вида:

• пневматические;
• гидравлические;
• оборудованные электроприводом.

Электрическим приводящим устройством служит маломощный электромотор или втягивающие соленоиды. Конечно, существуют изделия и с ручным управлением, но они сложнее в эксплуатации, так как не позволяют выставить точные параметры. Устройства работают от электрической сети, имеющей переменный ток 220 В или постоянный 24 В.

Определенные проходные узлы работают в автономном режиме, без электропитания. Такая арматура управляется и регулируется посредством мембраны и противодействующей ей пружины. В качестве обратной связи используется обводка, по которой перемещается теплоноситель – он же и направляет мембрану в нужную сторону.

Что дает двухходовой клапан:

• регулируется расход, распределяются и экономятся ресурсы (вода);
• более экономичный расход тепла;
• оборудование и сети получают защиту от перепадов давления;
• если правильно пользоваться клапаном, он продлевает срок службы подключенного оборудования и самой сети.

Крепятся устройства при помощи фланцев, на резьбу или сварным методом. Один из подвидов резьбового соединения – цапковое крепление, при котором клапан вворачивается в другое устройство. При сварном виде установки используются специальные патрубки.

Отдельно выделим клапан с дистанционным управлением, который наиболее прост в эксплуатации. Такие приборы дополняются электроприводами или пультами. Именно пультовые принимают все текущие характеристики и параметры системы. Дистанционно уменьшается, повышается давление или перекрываются определенные ветки теплосети.

Разновидность двухходового клапана

Схема подключения

Для водяных теплых полов клапан чаще всего устанавливается по параллельной схеме. Для ее реализации должны использоваться 2 или 3 нагревательных контура с циркулирующим теплоносителем. Подача и давление воды регулируется одним или несколькими параллельно установленными клапанами. При параллельном смешивании теплоносителя следует заранее разъединить магистрали теплого пола.

Как правило, регулировочные краны настраивают самостоятельно, вручную, где выставляется необходимый объем пропускаемой воды.

Важно! Если используется параллельная схема, то байпас рекомендуется заменить перепускным клапаном. Делается это с целью снижения эксплуатационной нагрузки и экономии электроэнергии, подаваемой на насос.

Есть у схемы минус – теплоноситель, входящий в контур, будет той же температуры, что и вода, выходящая из обратного контура к котлу. Из-за этого горячая вода по контурам распределяется неравномерно.

Схема установки на теплый пол

Особенности установки

Сама процедура сводится к тому, что клапан подсоединяют к необходимым трубопроводам. Чтобы арматура работала долго и без проблем, следует правильно реализовать соединение, с учетом всех советов и рекомендаций. При нехватке опыта рекомендуется обратиться к специалистам. В ином случае система отопления не будет такой эффективной и экономной, какой должна быть.

Прежде чем приступать к монтажным работам, обратите внимание на двухходовой клапан – на его корпусе есть внешняя или внутренняя резьба, на которую и навинчивают накидную гайку (или фитинг) трубопровода. Для надежного соединения специалисты советуют обмотать резьбу уплотнителем, в качестве которого подходит ФУМ-лента.

В комплекте арматуры идут специальные прокладки, обеспечивающие надлежащий уровень герметичности. Если таковых не имеется, то приобрести их придется отдельно, соответствующей толщины и диаметра. Главная задача – обеспечить плотное соединение, без перекосов на резьбе, что позволит предотвратить возможные протечки. Не требуется наличие специальных инструментов и устройств.

Обратите внимание! Двухходовая арматура функционирует не в самых простых условиях, а именно – под воздействием высокой температуры. Из-за этого резьбовые соединения могут терять свою плотность, поэтому процедура подключения должна выполняться ответственно.

1. В ходе установки убедитесь, что в трубопроводе исключены любые усилия.
2. Прежде чем монтировать элемент на водопровод, последний следует тщательно зачистить, удалив все примеси. Они негативно сказываются на состоянии уплотнительных материалов, из-за чего нарушается герметичность клапана.
3. Со временем может потребоваться ремонт или демонтаж устройства, поэтому необходимо оставить достаточно свободного пространства около него.
4. Важно осуществить тщательный монтаж. Если используется фланцевое соединение, то соответствующие винты рекомендуется подтягивать попеременно, чтобы не возникало внутреннее напряжение. При резьбовом способе установки применяются регулировочные связи, что позволит в дальнейшем демонтировать клапан.
5. Если нужно продуть или промыть всю трубопроводную систему, клапан снимают, а на его место ставят переходник.

Установка представляет собой сложный процесс и во многом зависит от выбранной схемы. Во избежание ошибок рекомендуем заказать услугу установки клапана у специалистов.

Клапан в системе отопления

Заключение

Смесительный клапан для отопления с терморегулятором является основным элементом теплого пола, который напрямую воздействует на потоки горячей и холодной воды, поддерживая тем самым необходимую температуру. В смесительных узлах большая роль отводится двухходовому крану, который позволяет точно регулировать режим работы теплого пола. Важно выбрать подходящую модель клапана, с учетом многих особенностей.