Трехходовой клапан принцип работы

В широком ассортименте запорной арматуры, используемой для систем отопления, присутствует элемент, применяемый достаточно редко. Его форма напоминает тройник, хотя функции, которые он исполняет, совершенно иные. Мы говорим про трехходовой клапан, принцип работы которого будет рассмотрен в данной статье.

Принцип работы трехходового клапана

Что собой представляет данное приспособление, для чего оно вообще нужно?

Как это работает

Трехходовой клапан монтируется на тех участках магистралей, где требуется разделить поток циркулирующей жидкости на 2 контура:

• с переменным гидрорежимом;
• с постоянным.

В большинстве случаев постоянный поток требуется тем, для кого подается жидкость высокого качества и в обозначенных объемах. Его регулируют в соответствии как раз с показателями качества. Что же касается переменного потока, то он применяется для объектов, где показатели качества не являются основными. Там большое значение имеет коэффициент количества. Проще говоря, подача теплоносителя там осуществляется по необходимому количеству.

Обратите внимание! К запорной арматуре относится и аналог описываемого в статье прибора – двухходовой клапан. Чем он отличается? Дело в том, что трехходовой вариант работает по совершенно другому принципу. Шток, входящий в его конструкцию, неспособен перекрывать поток жидкости, который имеет постоянные гидравлические показатели.

Шток все время открыт, он настраивается на тот или иной объем жидкости. Следовательно, пользователи смогут получить нужный им объем как в плане количества, так и в плане качества. В целом, данный прибор неспособен прекратить подачу жидкости на сеть, в которой гидравлический поток постоянен. При этом поток переменного типа он вполне может и перекрыть, благодаря чему, собственно, и возникает возможность регулировки расхода/давления.

И если соединить пару устройств двухходового типа, то можно получить один, но трехходовой. Но нужно, чтобы оба работали на реверсе, другими словами, при закрытии одного клапана должен открываться следующий.

Видео – Трехходовой клапан принцип работы

Классификация клапанов

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

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:

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 подробности тут

Сферы применения

Трехходовой клапан, принцип работы которого был рассмотрен выше, обладает достаточно широкой сферой применения. Так, такие его разновидности, как электромагнитное устройство или же прибор с термоголовкой, часто встречаются в современных магистралях, где требуется корректировка пропорций при смешивании двух разделенных потоков жидкости, но без снижения мощности или объема.

Что же касается использования в быту, то самым популярным здесь считается термостатический смесительный прибор, с помощью которого, как уже отмечалось выше, можно регулировать температуру рабочей жидкости. Эта жидкость может подаваться как в трубопровод «теплого пола», так и в отопительные радиаторы. А если клапан еще и имеет автоматическое управление, то контролировать температуру в жилище можно будет без каких-либо проблем!

Обратите внимание! Применение трехходового клапана в отопительной системе в целях уравновешивания перепадов температуры крайне выгодно не только в плане комфорта и удобства, но и в плане экономии средств.

Дело в том, что путем регулирования температуры жидкости на «обратке» отопительного прибора можно значительно снизить объемы потребляемого топлива, да и на эффективности самой системы это отразится позитивно. В некоторых системах клапан попросту необходим. Например, в системе «теплого пола» данное устройство предотвращает перегрев напольного покрытия выше заданного уровня комфортности, тем самым избавляя пользователей от неприятных ощущений.

Подобного рода регулирующие устройства также используются в системах водоподачи в целях получения перманентного потока с требуемой температурой. Простейшим примером является обыкновенный смеситель, при котором можно сделать воду горячее/прохладнее открытием/закрытием холодного крана.

Предохранительный клапан для бойлера

Ранее мы описывали как выбрать и подключить предохранительный клапан для бойлера, рассказывали о сферах его применения и внутреннем устройстве. В дополнение к этой статье рекомендуем ознакомится: все подробности тут

Регулировка потоков рабочей жидкости. На что обращать внимание при покупке?

Ручная регулировка производится посредством обычного шарового крана. Визуально он очень похож на простой вентиль, но имеет дополнительный выход. Арматура подобного рода применяется для принудительного ручного управления.

Что же касается автоматической регулировки, то здесь применяется специальный трехходовой клапан, оснащенный электромеханическим прибором для изменения положения штока. Его следует подключать к термостату, дабы иметь возможность регулировки температурного режима в помещении.

Помните, что при покупке клапана необходимо в обязательном порядке принимать во внимание технические параметры прибора, к которым относится следующие.

• Диаметр подсоединения к отопительной магистрали. Зачастую данный показатель варьируется в пределах от 2 до 4 сантиметров, хотя многое зависит от особенностей самой системы. Если прибор подходящего диаметра найти не удалось, то придется воспользоваться специальными переходниками.
• Возможность установки сервопривода на трехходовой клапан, принцип работы рассмотрен в начале статьи. Благодаря этому прибор сможет работать на автомате. Данный момент очень важен, если прибор подбирается для эксплуатации в «теплых полах» водяного типа.
• Наконец, это пропускная способность трубопровода. Под этим понятием подразумевается объем жидкости, который сможет пройти через него за определенное время.

Популярные производители

На отечественном рынке присутствует множество изготовителей трехходовых клапанов. Выбор той или иной модели зависит, прежде всего, от:

• вида механизма (а он, напомним, может быть механическим либо электрическим);
• сферы использования (ГВС, ХВС, «теплый пол», отопление).

Самым популярным прибором по праву считается Esbe – шведский клапан от компании, существующей уже более сотни лет. Это надежный, качественный и долговечный продукт, отлично зарекомендовавший себя во многих сферах. Сочетание европейского качества и современных технологий.

Другой популярной моделью является американский Honeywell – истинное детище высоких технологий. Простой управление, удобство и комфорт, компактность и надежность – вот отличительные особенности этих клапанов.

Наконец, относительно «юными», но перспективными приборами являются клапаны линейки Valtec – результат совместного сотрудничества инженеров Италии и России. Все изделия качественны, продаются с гарантийным сроком в семь лет. Отличаются тем, что имеют вполне доступную стоимость.

Как установить смешивающий клапан своими руками

Данная схема установки используется преимущественно в котельных тех отопительных систем, которые подсоединены к гидроразделителю или же к безнапорному коллектору. А насос, расположенный в контуре №2, обеспечивает требуемую циркуляцию рабочей жидкости.

Обратите внимание! Если трехходовой клапан будет подключаться напрямую к источнику тепловой энергии на байпасе, подсоединенному к порту В, то потребуется и монтаж клапана с гидросопротивлением, равным аналогичному сопротивлению этого источника.

Если этого не сделать, то расход рабочей жидкости на отрезке А-В будет колебаться в соответствии с движением штока. Отметим также, что данная схема монтажа предусматривает возможное прекращение циркуляции жидкости через источник, если установка была произведена без циркуляционного насоса либо же гидроразделителя в основном контуре.

Нежелательно подключать клапан к теплосетям или напорному коллектору в отсутствие приборов, которые дросселируют чрезмерный напор. Иначе расход жидкости на участке А-В будет колебаться, причем существенно.

В случае если перегревание обрата допускается, от чрезмерного напора избавляются посредством перемычки, установленной параллельно к подмесу клапана в контуре.

Как установить разделяющий клапан своими руками

Обеспечение количественной регулировки за счет изменения затрат жидкости – вот основная функция, которую выполняет такой трехходовой клапан. Принцип работы его предельно прост и был рассмотрен выше. Он применяется там, где возможен перепуск жидкости на «обратку», а прекращение циркуляции, напротив, не допускается.

Обратите внимание! Эта схема подключения обрела широкую популярность в узлах водо- и воздухонагрева, которые подключены от индивидуальных котелен.

В целях увязки гидроконтуров необходимо, чтобы потери напора потребителя были равны потерям на клапане-балансире в байпасе. Приведенная здесь схема предназначается для установки на те трубопроводы, в которых имеет место чрезмерный напор. Жидкость в данном случае перемещается за счет сильного напора, образованного с помощью циркуляционного насоса.

Видео – Трехходовой клапан и принцип его работы

Как выбрать и установить правильный трехходовой смесительный клапан с электроприводом

Приветствую моего дорогого постоянного читателя! Эта статья посвящена рассказу о том, что представляет трехходовой клапан с электроприводом — вид трубопроводной арматуры, позволяющий смешивать или разделять два потока среды и регулировать параметры этого смешения с помощью электропривода и автоматики.

Мир вокруг нас стремится до минимума уменьшить нагрузку на человека и даже его присутствие при производственных процессах, и автоматические системы управления производством и инженерными системами зданий требуют применения современного автоматического оборудования.

Что это такое и для чего он нужен

Клапан — вид запорной арматуры для трубопроводов, имеющий три патрубка для подключения к трубопроводам. Трехходовой клапан является регулирующей арматурой, с его помощью можно:

• Регулировать подачу одновременно двух сред.
• Контролировать их расход.
• Полностью перекрывать трубопровод.

Электропривод применяется при использовании трехходовой арматуры в автоматизированных системах отопления, вентиляции, производственных устройствах подачи химических реагентов и т.д. Применение электропривода обязательно при эксплуатации арматуры на трубопроводах больших диаметров.

При отоплении частного дома термовентили помогают экономить расход тепла — при правильной регулировке нагрева экономия топлива может достигать 30%.

Подсчитав, сколько стоит оборудовать радиаторы трехходовыми клапанами и сравнив это с экономией финансов на топливе, можно сделать вывод, что выгоднее применить современные терморегуляторы с электроприводом.

Назначение и область применения

Трехходовые клапаны широко применяются в быту и во всех отраслях народного хозяйства.

Раньше в любом доме стоял смеситель — трехходовой клапан. Сейчас такие устройства заменили более удобными кранами-смесителями с электроприводами. Но инженерные коммуникации домов постоянно усложняются, и сегодня невозможно обойтись без регулирующих клапанов при организации современных инженерных систем зданий. Трехходовые устройства в частных домах применяются в основном для регулировки нагрева радиаторов отопления, отопления в целом и системы теплого пола.

Не обходятся без трехходовых клапанов с электроприводом и системы кондиционирования и вентилирования жилья. В последние годы такие регуляторы устанавливают на трубопроводы для горячей воды.

В промышленности без регулирующих трехходовых клапанов с электроприводом не обойтись — они распространены на многих производствах, на которых необходима транспортировка и дозированная подача газов и жидкостей. Регулирующая трехходовая арматура с электроприводом используется:

• В химической промышленности.
• В машиностроении.
• В металлургии.
• На горно-обогатительных предприятиях.
• В сельском хозяйстве.
• В пищевой промышленности.

Применяются клапаны с электроприводом и в многочисленных гидравлических транспортных трубопроводах и рабочем оборудовании (такие имеются почти на всех производствах).

Характеристики

Основные характеристики клапанов трехходовых:

• Разделительный или смесительный.
• Диаметр патрубков для подключения.
• Пропускная способность.

Из каких материалов изготавливают

Материалы для изготовления трехходовой арматуры с электроприводом:

1. Обычная углеродистая сталь. Стальные изделия прочны, дешевы, достаточно долговечны. Серьезный недостаток — сталь подвержена коррозии. Для защиты применяют покрытие из никеля или хрома.
2. Нержавеющая сталь с высоким содержанием хрома и никеля. Нержавейка долговечна, прочна, химически инертна (не подвержена коррозии). Существенный недостаток — дороговизна.
3. Латунь — сплав меди с цинком. Латунь не ржавеет, прочна, долговечна, но теряет прочность уже при 200 °C — это ограничивает ее применение на производстве.
4. Бронза — сплав меди с оловом (иногда с алюминием, кремнием, бериллием, свинцом). По технологическим свойствам бронза похожа на латунь.
5. Титан. Легкий и прочный долговечный материал, но дорогой.
6. Керамика. Новый материал. Долговечный, химически инертный, дорогой и хрупкий. Пока для изделий с электроприводом (и регуляторов вообще) практически не применяется.
7. Чугун. Архаизм, но еще встречается.
8. Силумин. Сплав алюминия с добавкой кремния. Качество и долговечность отсутствуют, на производстве не применяется. В быту продавцам иногда удается «втюхать» невнимательному или суперэкономному покупателю (поэтому будьте осторожны — скупой платит дважды).

Для инженерных систем в жилье обычно применяют трехходовые латунные изделия (реже бронзовые) — надежные, долговечные, нержавеющие и вполне доступные по цене.

Принцип работы и устройство

Трехходовые клапаны всегда имеют три патрубка для подключения. Принцип действия смесительной арматуры с электроприводом — смешивать две среды в одну с заданными параметрами (нужной температурой, нужным химическим составом газа или жидкости). Принцип действия разделительной арматуры — перераспределять поток среды на два выхода.

В любом случае клапан имеет:

• Корпус с седлом.
• Регулирующий элемент (плунжер на штоке, двигающийся в вертикальном направлении).
• Уплотнители.

При опускании-поднимании плунжер частично или полностью перекрывает просвет арматуры и регулирует поток среды (распределяет между двумя выходами).

Сейчас все чаще и чаще в быту трехходовыми клапанами называют и устройства на основе крана — у него рабочий орган имеет форму шара, сегмента, конуса или цилиндра, для регулировки рабочий орган поворачивается вокруг своей оси. Результат у обоих видов трехходовой арматуры одинаковый, поэтому в дальнейшем в статье я буду для простоты называть такую арматуру с электроприводом словом клапан (или вентиль).

Преимущества и недостатки

Преимущества и достоинства трехходовых клапанов:

• Простая надежная конструкция обеспечивает долговечность.
• Высокая герметичность (возможность применения для газо- и пневмопроводов, особенно важно это свойство при использовании в химической промышленности).
• Большой диапазон рабочих давлений и температур — от вакуума до 250 Мпа, от -200 до +600 °C.
• Медленный износ уплотнительных элементов урежает необходимость ремонтов.
• Простое обслуживание и ремонт.
• Относительно компактные габариты (например, по сравнению с задвижкой).

Недостатки трехходовых изделий:

• Высокое гидравлическое сопротивление трехходовых конструкций.
• Конструкция корпуса обуславливает наличие застойных зон, которые могут служить местом скопления мусора, окалины, примесей.
• Сложность регулировки потока среды при ручном управлении, впрочем, конструкции с ручным управлением постепенно уходят в прошлое. Уступая место электроприводу.

По принципу действия трехходовые клапаны подразделяются на:

• Разделительные.
• Смесительные (см. на фото).

Смесительные — смешивают две среды в определенной пропорции (например, горячую и холодную воду). Имеют два патрубка для подвода сред и один патрубок — для выхода. Применение в быту — для регулирования температуры среды в системах теплого пола. Для пола очень важно не допустить попадания слишком горячего теплоносителя в трубы и перегрев пола. Обычно трехходовой вариант устанавливается в коллекторном узле, получает информацию от нескольких датчиков, работает в автоматическом режиме от электропривода.

Разделительные (или распределительные) — имеют один вход среды и два выхода. Регулирующий элемент обычно не перекрывает ток теплоносителя, как двухходовой вентиль, а полностью или частично перераспределяет его между двумя выводами.

В быту это обычно термовентили на радиаторах и клапаны с электроприводом в обвязке котла отопления, в теплообменниках в системах вентиляции и кондиционирования. В любой системе с нагревательным прибором в обязательном порядке устанавливается байпас и трехходовой вентиль (при применении газовых котлов эти составляющие вмонтированы в котел).

При поступлении слишком горячей воды терморегулятор срабатывает от электропривода, часть воды подается на байпас — мимо радиатора. При установке за котлом часть воды подается на байпас и через обратку поступает в котел, терморегулятор при поступлении из обратки горячей воды отключает котел или снижает температуру нагрева.

По способу приведения в действие трехходовые клапаны подразделяются на:

Трехходовые автоматические в свою очередь подразделяются на:

• Термостатические — срабатывают от повышения давления при увеличении температуры. Это самый простой и недорогой тип термовентилей, его чаще используют для радиаторов.
• С термоголовкой — на клапане имеется датчик температуры.
• С электрическим приводом (поворот производится при помощи электродвигателя).

Привод может быть выполнен на основе соленоида (магнита) или электродвигателя:

• С механической передачей (сервоприводом).
• С пневматическим или гидроприводом (применяются на производстве в системах с большими давлениями).

Маркировка клапанов

На трехходовом клапане можно увидеть цифры и буквы. Сначала пишется название фирмы. Затем — серия и номер модели (в примере VTA 321). Затем условный диаметр в мм, например, DN 20. Затем температурный режим, например 20-43С — режим от 20 до 43 °С. Затем пропускная способность в кубах — KVS 1,6 — 1,6 м³/час. Для примера: полностью маркировка клапана с электроприводом фирмы ESBE выглядит следующим образом:

ESBE VTA 321 DN 20 20-43C, kvs 1,6

Типоразмеры ходовых вентилей (и с электроприводом, и без): ½», ¾», 1″, 1¼» и так далее.

Срок службы

Срок службы запорной арматуры во многом зависит от режима работы (частоты срабатываний) и качества терморегулятора. В любом случае можно рассчитывать лет на пять, но при редком срабатывании трехходовой вентиль может проработать и больше. В первую очередь выходят из строя терморегулятор или электропривод, сам клапан может прослужить 10 лет и больше.

Советы по выбору

Арматура для регулировки отопления довольно дорога, поэтому не стоит гнаться за дешевизной и покупать ее на рынке или в интернет-магазинах. Лучше закупать оборудование для инженерных систем в строительном гипермаркете или в специализированных магазинах.

• Сертификата.
• Чека.
• Гарантии (и печатей на гарантии или паспорте с гарантией).

До покупки определитесь с диаметрами подсоединительных патрубков (они должны быть равны диаметру труб или отверстия в пробке радиатора), формой вентиля (Т- или Г-образная). Оптимальный выбор материала — латунь или нержавейка.

Проверить арматуру в магазине не удастся, но обязательно посмотрите, чтобы не было повреждений, трещин, сколов, неправильной формы, замятостей, особенно в месте терморегулятора. Если вся партия товара имеет неодинаковую форму или дефекты — ищите другой магазин.

Регулирующая аппаратура ( в том числе с электроприводом) окупается через несколько лет использования, поэтому не следует сильно экономить — продукция сомнительного качества выйдет из строя быстро, придется покупать новые термоголовки и трехходовые клапаны.

Популярные производители

Лучшее качество у трехходовых клапанов, в том числе с электроприводом, у продукции шведской фирмы ESBE. Основательность шведов и более чем столетняя история фирмы тому подтверждение.

На втором месте американская компания Honeywell. К сожалению, цена изделий этих фирм опережает даже их качество.

Стоит упомянуть фирмы HEIMEIER, HERZ, Навьен, Danfoss.

Несколько более демократична по цене, но не хуже по качеству продукция совместного итальянско-российского производителя Valtec.

Примерная цена

На термовентиль для радиатора:

На трехходовой клапан с электроприводом для обвязки твердотопливного котла:

Правила монтажа и эксплуатации

В трубопроводы и радиаторы трехходовые клапаны разделительного типа с электроприводом устанавливаются при помощи накидных гаек-американок с уплотнениями.

Термовентили (неважно, с электроприводом или без) устанавливаются очень просто:

• Монтируются в отверстие в пробке верхнего отверстия радиатора.
• К одному выходному патрубку подсоединяется байпас, к другому — подвод теплоносителя.

Подключение трехходового вентиля смесительного типа с электроприводом в систему теплого пола производится в коллекторном шкафу. К одному вводному патрубку подключается подача горячего теплоносителя от котла, к другому — прохладная обратка. На выходной патрубок и далее на насос при помощи электропривода подается теплая вода (45 °С) для трубопровода теплого пола.

В схеме обвязки твердотопливного котла также в обязательном порядке устанавливаются трехходовые клапаны разделительного типа с электроприводом. В момент включения котла теплая вода из трубопровода подачи через байпас направляется в котел — это предохраняет камеру котла от выпадения конденсата.

По мере прогревания воды до 50-60 °C клапан постепенно подмешивает к воде, поступающей в котел, холодную воду из обратки. После полного прогрева системы клапан переключает на подачу в котел воды из обратки (температурой не ниже 50 °С). При более сильном охлаждении воды в обратке клапан опять включается электроприводом и подмешивает горячую воду в обратку.

Допускать попадания холодной воды в камеру сгорания котла нельзя! В таких схемах обязательно используют клапаны с приводом.

Частые ошибки и проблемы при установке

Самая частая ошибка при установке — подсоединение трубопроводов не к тем патрубкам. Например:

• Подсоединение байпаса на вводной патрубок при подключении термовентиля к батарее.
• Расположение клапана не в соответствии со стрелками, указывающими ток воды.

Обычно такие ошибки при подключении происходят при неправильном выборе типа или формы вентиля с электроприводом.

Советы специалистов

Термовентили с электроприводом не стоит устанавливать на чугунные радиаторы — у них очень большая тепловая инерция, практически регулировка таких радиаторов бессмысленна. Проще в случае перегрева прикрутить обычный кран на вводе теплоносителя в радиатор.

Достаточно неэффективна установка термовентилей при однотрубной системе отопления и в многоэтажных домах (у нас не топят до жары, а если бывает, проще временно накрыть батарею одеялом или картоном).

Зато подключение труб теплого пола без трехходового клапана может привести к очень неприятным последствиям — перегреву системы и конструкций пола (в отдельных случаях — даже к растрескиванию стяжки).

Еще более неприятные последствия при отсутствии клапана с электроприводом в системе обвязки твердотопливного котла. Попадание холодной воды из обратки в камеру сгорания твердотопливного котла приведет к выпадению конденсата на теплообменнике и стенках котла и в итоге быстро выведет котел из строя.

Заключение

Я прощаюсь с моим уважаемым читателем. Надеюсь, что статья помогла разобраться в особенностях применения и монтажа трехходовых клапанов с электроприводами для оптимизации систем отопления вашего дома или квартиры. Применение клапанов имеет свои плюсы и минусы, но существенная экономия топлива и финансов способна перевесить все минусы.

Подписывайтесь на новые статьи и делитесь полезностями с подписчиками в соцсетях — наша информация поможет вам приобрести популярность.