Как выбрать и применить трехходовой клапан

Трехходовой клапан нужно правильно подобрать по пропускной способности. Также он должен иметь нужный диаметр резьб (1/2 или 3/4 дюйма), и совмещаться должным образом с термоголовкой или сервоприводом.

Есть варианты конструкций клапана со встроенным температурным датчиком, поэтому он в термоголовке не нуждается.

В перечнях оборудования компаний можно встретить весьма много устройств подобного типа, из всего этого предстоит выбрать то, что нужно, что не всегда просто. Во многом сделать правильный выбор помогут знающие специалисты торгующей организации. Но полагаться только на их мнение не следует, лучше разобраться в вопросе самостоятельно.

Смесительные и разделительные трехходовые клапана

Трехходовой клапан представляет из себя узел смешения (разделения) потоков жидкости с тремя подключениями. На корпусе клапана стрелками указывается выполняемая им функция. Например, устройство смешивает 2 потока в разных пропорциях в зависимости от положения тарельчатого клапана.

В первом крайнем положении на выход попадет только первый поток, в другом крайнем – только второй поток, в среднем положении потоки смешаются в равных пропорциях, например.

• Если подаются жидкости с разной температурой, то с помощью клапана можно регулировать температуру жидкости на выходе, получаемую в результате смешения двух потоков.

Клапан разделения будет разделять потоки на 2 направления, подмешивая в той или иной пропорции теплоноситель в разные ветви. Его применение точно такое же, как и клапана смешения, только установка по ветвям зеркальная.

• На основе обоих клапанов можно создать узлы регулировки температуры в отопительных сетях. При этом температура на выходе может настраиваться встроенным термодатчиком или клапан может регулироваться термоголовкой, с выносным температурным датчиком.

Конструкции трехходовых клапанов

Чаще применяются седельные клапана, в которых седло перемещается на подпружиненном штоке и перекрывает входные отверстия. Это распространенная конструкция, которая применяется с термоголовками нажимного действия.

Другой вариант – поворотно-шарикового переключения. Переключение между потоками происходит при поворачивании регулятора, что обычно делается сервоприводом по команде от термодатчика. Такая система дороже и энергозависимая.

Схема применения трехходового клапана

Типичная схема подключения трехходового клапана, для защиты теплообменника твердотопливного котла от холодной обратки. Осуществляется подмес теплоносителя с подачи в обратку по малому кругу. Цель – поддерживать на обратке всегда больше, чем 55 градусов, чтобы не происходило конденсации водяных паров на теплообменнике, и соответственно, чтобы не было значительных загрязнений и кислотной коррозии.

Сильфонный датчик термоголовки устанавливается на обратке и дает команду термоголовке о степени нажима на шток седельного трехходового клапана смешения. Предварительное открытие регулируется вращением настройки.

Где еще применяются трехходовые клапаны

Типичное применение регулировки температуры теплоносителя с помощью трехходовых клапанов следующее.

• Регулировка температуры теплоносителя подаваемого с буферной емкости. В заряженном теплоаккумуляторе может быть слишком горячая жидкость, не востребованная в доме. Поэтому клапаном осуществляется подмес холодной обратки в подающую струю согласно настройкам владельцев.

• Поддержание температуры теплоносителя в контурах теплого пола. Для нормальной работы теплых полов, температура на подаче не должна превышать 55 град. Котлы же для радиаторной сети выдают обычно побольше. В большинстве схем теплых полов устанавливаются насосно-смесительные узлы поддерживающие стабильную температуру при перепадах давления и расхода теплоносителя.

• В сложных схемах отопления, где после выравнивателя давления (буфера, гидрострелки, кольца) подключены контуры с разной потребностью в температуре. Регулировку надежней выполнить не путем уменьшения расхода по контуру, а смесительным узлом на основе трехходового клапана.

Вместо трехходового клапана во многих схемах может применяться двухходовой, регулирующий количество потока, который затем будет подмешиваться на тройнике в основную струю. Но эти узлы требуют стабильного давления, а также особого расчета, поэтому двухходовой клапан можно встретить в заводских насосно-смесительных узлах.

Иногда требуется только фиксированная температура на выходе. Клапан с терморегулирующим устройством дешевле…

Как подобрать трехходовой клапан по пропускной способности

Основной характеристикой трехходового клапана является условная пропускная способность, обозначенная как Kvs, м³/ч. Она указывается при условии разницы давлений на штуцерах клапана 1 Бар.

Например, в каталоге (в характеристиках) можно встретить Kvs = 2,5 в м³/ч, это значит, что при давлении 1 бар через полностью открытый клапан за час пройдет 2,5 куба теплоносителя. Но как пользоваться этой цифрой в реальных условиях?

• Во первых, нужно узнать, сколько нам нужно пропустить жидкости через такой клапан? Во вторых, — какой перепад давления будет на клапане в нашей схеме?

Требуемый расход жидкости Ктр, м куб./час через клапан для любой схемы не сложно вычислить по формуле:

Расчет трехходового клапана

Ктр=0,86 Q/∆t, где Q – мощность ветви (тепловая нагрузка), для котла или цепи отопления всего дома принимается по мощности теплогенерации кВт, ∆t – разница температур подачи и обратки, обычно это 20 град, а для теплого пола – 10 град.

Тогда для обвязки 20 кВт-ного котла через клапан должно проходить жидкости не менее чем Ктр=0,86 20/20=0,86 м куб/час, при перепаде давления 1 бар.

Но у нас перепад давления намного меньше – порядка 0,2 бар. При таком давлении пропускная способность клапана должна быт значительно больше. Какая именно?

• Перепад давления для любой схемы между подачей и обраткой не будет превышать 0,2 бар, типично находится в пределах 0,1 – 0,2 бар.

Существует некая импирическая формула на этот счет, — пропускная способность клапана в нашей схеме должна быть не менее, чем

К= Ктр/√р, м куб/час, К= 0.86 / √0.2 = 1.9 м³/ч.

Подбираем клапан с большей характеристикой: Kvs больше чем К, но не намного, чтобы не сильно переплачивать за объемность конструкции, подходит Kvs =2,5 м³/ч.

Подбираем трехходовой смесительный клапан с такой пропускной способностью от известного производителя и считаем, что он обеспечивает нам нормальное смешения в схеме с мощностью 20 кВт.

В целом, подбор термоголовок, их размещение, настройка работы с выбранным трехходовым или двухходовым клапаном является не столь простой задачей. Для новичков желательна консультация, по крайней мере, опытного продавца с демонстрацией монтажа и инструкцией по применению, созданию смесительного узла, и определению подходит ли он для конкретной схемы. Тем более, если планируется применять электропривод. Или остается доверить эту работу специалисту.

Зачем нужен трехходовой клапан и на что обращать внимание, выбирая его?

Проблема поддержания комфортной температуры, решенная в большинстве многоквартирных домов подключением к централизованному отоплению, в частном доме требует подчас использования сложных и дорогостоящих технических устройств.

Основной задачей в этом случае становится поиск оптимального баланса между стоимостью отопительного оборудования и трубопроводов, эффективностью их работы, расчетным ресурсом и эксплуатационными затратами. Упростить регулирование температуры, а также создать комфортный микроклимат в отдельных помещениях с минимальными потерями, призваны трехходовые клапаны.

Устройство и принцип работы трехходового клапана

Трехходовой клапан – это специфичный вид запорно-регулирующей арматуры, способный контролировать соотношение холодного и горячего потоков в двух замкнутых контурах. Проще говоря, он добавляет к основному отопительному контуру еще один, в котором можно поддерживать ту же температуру, либо изменять ее, настраивая клапан по своему усмотрению.

Следует различать трехходовой клапан и трехходовой кран. Работа первого точна и отчасти автоматизирована, что не только сказывается на общей надежности и эффективности системы отопления, но и упрощает создание сложных многоконтурных схем.

Условно трехходовой клапан можно представить в виде пары двухходовых клапанов, работа которых обратно пропорциональна: открытие одного ведет к прикрытию другого на равную величину. Важно понимать, что при этом общая интенсивность потока остается неизменной.

В зависимости от принципа работы, выделяют три основные группы трехходовых клапанов:

Смесительный трехходовой клапан

Имеет два входных и один выходной патрубок. Применяется для регулирования температуры ведомого контура путем смешивания двух раздельных потоков с разной температурой в заданной пользователем пропорции.

Разделительный трехходовой клапан

Имеет один входной и два выходных патрубка. Используется для регулирования температуры путем изменения количества циркулирующего в ведомом контуре теплоносителя, а также перед системами дополнительно подогрева/охлаждения – в них подается отобранная клапаном часть потока.

Переключающий трехходовой клапан

Способен переключать поток между контурами, не влияя на его температуру и интенсивность. Переключение может осуществлять по схеме «вход-вход-выход» или «вход-выход-выход».

На рисунках выше показаны схемы трехходовых клапанов седельного типа. Существуют также конструкции поворотного типа, однако они менее долговечны и могут устанавливаться лишь в контурах с небольшим внутренним давлением. В большинстве случаев приобретение седельного клапана предпочтительнее.

Внешне трехходовой клапан представляет собой Т-образную цилиндрическую развилку, концы который оснащены унифицированной резьбой. В моделях, рассчитанных на большую интенсивность потока, роль соединительного элемента может играть торцевой фланец.

Корпуса клапанов изготавливаются из распространенных в отопительных системах материалов: чугуна, нержавеющей стали, латуни, бронзы. Элемент трехходового клапана, осуществляющий регулирование выходящего потока или потоков, называют затвором.

Конструктивно он может быть:

• шаровым – характеризуется плавностью работы, но может изнашиваться быстрее, чем аналоги других форм;
• цилиндрическим или плоским – имеет повышенный ресурс за счет большей площади контакта с гнездом;
• конусным – позволяет уменьшить габариты клапана.

Седла затвора обычно оборудуются уплотнителем из эластичного материала, что повышает герметичность и снижает износ взаимодействующих деталей. Однако для переключения или регулирования потоков жидкости одного клапана недостаточно.

Клапан должен быть оборудован надежной системой привода, которая может быть:

1. Механической – регулирование рабочего режима осуществляется путем поворота головки на необходимый угол.
2. Электронной – угол поворота затвора устанавливается электрическим сервоприводом, сигнал которому передается датчиком или системой климат-контроля.
3. Термостатическим – конструкция клапана дополняется термическим элементом, который, при повышении температуры теплоносителя на определенное значение, расширяется, поворачивая затвор.

Трехходовые клапаны с ручным управлением наиболее надежны, хотя и не предоставляют такой гибкости и оперативности настроек, как их автоматизированные аналоги. Кроме того, на ресурс клапана любого типа оказывает большое влияние наличие абразивных частиц в теплоносителе, поэтому контуры, работающие с подобной высокоточной фурнитурой, рекомендуется оборудовать улавливающими фильтрами.

Выбираем трехходовой клапан для дома

Прежде, чем отправляться в магазин или на популярные веб-площадки за трехходовыми клапанами, важно понять, какими свойствами они должны обладать. В первую очередь, определяется общее количество контуров в будущей системе отопления, ведь каждый контур потребует установки отдельного клапана, которые, к слову, могут существенно отличаться друг от друга по своей конструкции и свойствам.

Для каждого из них придется определить:

• тип работы: разделение, переключение или смешивание;
• материал изготовления корпуса и внутренних деталей;
• фактическая и требуемая температуры в контуре;
• расчетное давление теплоносителя в системе;

• необходимую пропускную способность;
• особенности управления клапаном;
• стандарт соединения с трубопроводами (в ряде случаев можно воспользоваться переходниками).

Могут потребоваться и более специфичные данные, например, информация об окислительных свойствах теплоносителя, совместимость блоков электронно-управляемых клапанов с конкретной системой климат-контроля и др.

На современном рынке представлено немало трехходовых клапанов на любой вкус и кошелек. В самой бюджетной нише лидируют китайские бренды TIM и ViEiR, товары которых обладают на удивление хорошей сборкой.

Классом выше расположился отечественный Valtec, созданный в сотрудничестве с итальянскими инженерами, а в высшей лиге играют импортные Esbe, Honeywell и Danfoss. Ниже дан краткий обзор самых популярных моделей трехходовых клапанов для бытового использования.

Tim BL7661X04

Средняя цена: 600 руб.

Характеристики:

• Тип: смесительный
• Управление: термостатическое
• Материал: чугун/латунь
• Соединение: резьба 25 мм

Преимущества:

• Дешевизна, простота в монтаже и настройке

Недостатки:

• Чувствительный к ударным нагрузкам корпус, низкая точность работы термостата

Tim BL3804

Средняя цена: 1000 руб.

Характеристики:

• Тип: смесительный
• Управление: механическое
• Материал: латунь
• Соединение: резьба 25 мм

Преимущества:

• Хороший баланс цены и качества изготовления, простота монтажа

Недостатки:

• Неустойчивая работа в нагруженных контурах, быстрый износ внутреннего механизма

ViEiR VR291

Средняя цена: 1600 руб.

Характеристики:

• Тип: смесительный
• Управление: электронное
• Материал: латунь
• Соединение: резьба 25 мм

Преимущества:

• Возможность работы с электронным приводом, невысокая стоимость

Недостатки:

• Неустойчивая работа в нагруженных контурах, быстрый износ внутреннего механизма

Tim BL8804

Средняя цена: 3500 руб.

Характеристики:

• Тип: смесительный
• Управление: термостатическое
• Материал: хромированная латунь
• Соединение: резьба 25 мм

Преимущества:

• Качественный термостат, оперативное и плавное регулирование потоков, высокое качество изготовления

Недостатки:

• Недолговечное хромированное покрытие

Uni-Fitt ВН.Р. 1

Средняя цена: 4500 руб.

Характеристики:

• Тип: разделительный
• Управление: механическое или термостатическое
• Материал: латунь
• Соединение: резьба 25 мм

Преимущества:

• Возможность работы с разными типами привода, высокое качество, надежность и долговечность

Недостатки:

• Сложности использования для смешивания потоков, по сути, клапан можно бесперебойно использовать лишь в разделительном режиме

Esbe VRG131

Средняя цена: 5000 руб.

Характеристики:

• Тип: смесительный
• Управление: механическое Материал: латунный сплав
• Соединение: резьба 25 мм

Преимущества:

• Очень высокое качество материалов и сборки, бесперебойная работа в любых условиях

Недостатки:

• Сложности использования внешних приводов

Valtec Thermomix MT10RU

Средняя цена: 7500 руб.

Характеристики:

• Тип: смесительный
• Управление: термостатическое
• Материал: никелированная латунь
• Соединение: резьба 12 мм

Преимущества:

• Высокое качество изготовления, надежное и эстетичное покрытие, исключающее окисление корпуса, стабильная работа

Недостатки:

• Склонность к «старению» термостата, не самый распространенный стандарт резьбы

Stout SVM-0070-300025

Средняя цена: 8500 руб.

Характеристики:

• Тип: переключающий
• Управление: электронное или термостатическое
• Материал: латунь
• Соединение: резьба 25 мм

Преимущества:

• Стойкость к значительным нагрузкам и высоким температурам, оперативное переключение потоков

Недостатки:

• Малопригоден для плавного регулирования

Stout SVM-0003-015001

Средняя цена: 14 000 руб.

Характеристики:

• Тип: смесительный
• Управление: механическое
• Материал: латунь
• Соединение: резьба 50 мм

Преимущества:

• Стойкость к значительным нагрузкам и высоким температурам, высокое качество изготовления

Недостатки:

• Редко встречающийся в бытовых условиях стандарт крепления

ESBE 3F 50

Средняя цена: 24 500 руб.

Характеристики:

• Тип: комбинированный
• Управление: электронное
• Материал: чугун
• Соединение: фланец

Преимущества:

• Возможность работы в самых тяжелых эксплуатационных условиях, очень высокое качество изготовления и сборки, наличие электронного привода высокой мощности

Недостатки:

• Редко встречающийся в бытовых условиях стандарт крепления

Danfoss VRB3

Средняя цена: 38 000 руб.

Характеристики:

• Тип: комбинированный
• Управление: электронное
• Материал: бронза
• Соединение: резьба 25 мм

Преимущества:

• Бескомпромиссное качество изготовления и сборки, долговечные материалы, универсальность, возможность подключения любого привода

Недостатки:

Надеемся, этот обзор был полезен и помог Вам подобрать трехходовой клапан, в полной мере соответствующий особенностям Вашей отопительной системы. Желаем тепла в Вашем доме!

Видео-совет, как правильно установить трехходовой клапан

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!