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.

Как грамотно выбрать и подключить к системе отопления трехходовой клапан

В отоплении вода может достигать 80-90°C. И если для труб с радиаторами это еще нормально, то для тёплого пола такая температура слишком высокая. Чтобы на полах можно было нормально находиться, используют трёхходовой клапан. Хотя его устанавливают далеко не только для этих целей, он незаменим в системе практически с любым твердотопливным котлом. Давайте разберёмся, что это за механизм, для чего нужен и как правильно выбрать трёхходовой клапан для системы отопления и водоснабжения.

Читайте в статье

Что это такое и зачем он нужен

Как уже понятно из названия, этот клапан имеет 3 хода. Можно даже назвать его краном, так как он относится к запорно-регулирующей арматуре. С виду это обычный тройник, но внутри его устройство гораздо сложнее. Грубо говоря, он служит для изменения температуры воды. Существует два способа: при первом обратка смешивается с подачей для понижения температуры; второй способ наоборот разделяет потоки, сбрасывая горячую воду в обратку. Это полезно в разных случаях:

1. Тёплые полы. К клапану подключают обратку и подачу отопления. Так как обратка холоднее, в полы подаётся вода пониженной температуры. При этом температура остального отопления остаётся прежней.
2. Поддержание температуры. Для нормальной работы практически любого отопительного оборудования нужно, чтобы обратка не была холоднее подачи на 60 градусов. Иначе долго котёл не прослужит. Поэтому клапан берёт из подачи воду и отправляет её в обратку.
3. Защита от конденсата. По этой же причине. Если в теплообменник попадает вода теплее точки росы, на нём начинает скапливаться конденсат.
4. Защита от перегрева. Современные котлы оборудованы различными датчиками. Если же это, например, простой твердотопливный котёл, он продолжит работать даже при перегреве. Трёхходовой клапан решает эту проблему.
5. Для обвязки бойлера косвенного нагрева. Чтобы в доме была горячая вода, можно подключить к котлу бойлер. И тогда вода будет нагреваться при помощи отопления. Трёхходовой кран служит для бесперебойной подачи горячей воды. Он открывается, когда температура воды в бойлере снижается.
6. При организации байпаса. В некоторых случаях требуется направить воду по альтернативному пути – байпасу. Например, для более эффективного обогрева. Сделать это проще всего через трёхходовой клапан. Он откроется и закроется в нужный момент.

Но зачем устанавливать клапан, если можно просто уменьшить температуру? Вопрос кажется логичным, однако на самом деле у обычных котлов при низкой температуре быстро выходит из строя теплообменник. Для такого режима работы лучше подходит конденсационный котёл , но цена у них гораздо выше. Поэтому лучше и проще установить трёхходовой клапан.

Как можно заметить, способов применения достаточно много. В одних случаях его используют для повышения энергоэффективности системы. В других — это незаменимый прибор для подключения оборудования.

Определяемся с видом

Все трёхходовые клапаны разделяют на 3 вида. Они отличаются по устройству и принципу работы, которые понятны из названия. Смесительные клапаны смешивают горячую и холодную воду. Разделительные – разделяют. Их обычно используют для поддержания оптимальной температуры. Но есть и третий вид – переключающий, который переключает воду между двумя линиями. Их используют, например, в газовых настенных котлах или для создания контура ГВС.

Устройство и принцип действия трехходового клапана в системе отопления

Чтобы вам было проще понять принцип действия, предлагаю рассмотреть эту схему:

Конструкция трехходового клапана в разрезе.

Когда нужно добиться определённой температуры, шток поднимается, открывая проток. Это напоминает принцип действия перекрывных кранов. А сам механизм называется седельным. Вместо штока иногда используют шар или вращающийся сектор. Точно так же, как в обычных шаровых кранах. Этот механизм называется поворотным. На схеме их можно изобразить следующим образом:

О том, что именно управляет штоком или шаром, я расскажу чуть позже. Пока давайте разберём каждый вид. Начнём со смесительных клапанов:

Как видите, слева входит горячая вода, а снизу холодная. Шток при необходимости поднимается, позволяя смешивать два потока.

А так выглядит работа разделительного клапана. Здесь наоборот справа заходит горячая вода, а выходить может влево или вниз. Если температура нормальная, шток поднимается. Если требуется более высокая температура, шток опускается, отправляя горячую воду вниз. То есть в обратку.

Из инструкции к клапану типа VMR от Mut International.

Обычно термосмесительные и разделительные клапаны полностью не перекрываются. А вот переключающие, как вы можете увидеть, закрывают один из патрубков, а другой открывают. При этом смешивания или разделения не происходит.

Типичный трехходовой клапан в разрезе.

Как выбрать трехходовой клапан для системы отопления частного дома

Теперь вы знаете, для каких случаев используют те или иные виды клапанов. Но это не единственный критерий выбора, ведь у клапанов несколько способов регулировки температуры и разная пропускная способность. Да и материал изготовления может отличаться. Давайте разберёмся с этим более подробно.

Способ регулирования температуры

Начнём с ручной регулировки. Здесь шток соединён с вентилем или ручкой, под ними находятся отметки, с помощью которых и регулируют температуру. Это самый простой и дешёвый способ, поэтому некоторые относят его к более надёжному. Но я считаю, что всё зависит от фирмы: если клапан качественный, то и с автоматической регулировкой проработает не меньше, чем с ручной.

Преимущества	Недостатки
Низкая цена по сравнению с другими видами клапанов	Приходится самостоятельно реагировать на все изменения условий окружающей среды
Работает без подключения электричества	Отопительный контур прогревается неравномерно

Термостатические.

Если в конструкцию встроен терморегулятор, такой клапан называют термостатическим. Обычно его настраивают только один раз. Потом он сам подбирает положение штока, исходя из колебаний температуры. За это отвечает термочувствительная жидкость или газ: когда температура поднимается, они расширяются и начинают двигать шток. Такие клапаны бывают электронными и механическими. Трёхходовой клапан с терморегулятором намного удобнее ручного, поскольку работают автоматически, но и стоит дороже.

Преимущества	Недостатки
Автоматический контроль за температурой	Высокая цена по сравнению с ручным клапанами
Равномерный прогрев отопительного контура
Механические модели работают без электричества

С сервоприводом.

Самыми точными считаются трёхходовые клапаны с электроприводом. В них встроен термостат, но управление происходит с помощью электронного блока, который работает на сервоприводе. Когда температура изменяется, термостат передаёт сигнал на контроллер. А уже он управляет приводом, поднимая или опуская шток.

Преимущества	Недостатки
Не требует участия человека в контроле за температурой	Высокая стоимость
Самая высокая точность из всех видов трёхходовых клапанов	Зависимость от электричества
Самый качественный и равномерный прогрев отопления	По сравнению с электронными термостатическими клапанами повышенный расход электроэнергии

Я считаю, что лучше остановить выбор на среднем варианте. Ручная регулировка неудобная, а клапан с электроприводом дорогой. Да и такая точность в бытовых условиях редко требуется.

Материал изготовления

От материала, который используется для изготовления корпуса, зависит долговечность изделия. Сразу хочу сказать, что иногда встречаются клапаны, сделанные из силумина. Хоть они на порядок дешевле, я не советую на них обращать внимания. Да и существует много других надёжных материалов:

1. Клапаны из чёрной углеродистой стали прочные и сравнительно дешёвые. К сожалению, они подвержены коррозии, поэтому их обычно покрывают никелем или хромом. Нержавейку тоже часто используют, но такие изделия дороже.
2. Чугун прочный, долговечный и не подвержен коррозии. Но обычно это клапаны старого образца, так как сейчас используют более совершенные материалы.
3. Самыми популярными являются изделия из латуни и бронзы. Это долговечные, прочные и нержавеющие материалы. В промышленных условиях, где температура превышает 200 градусов, их использовать нельзя, но для бытовых нужд подходят идеально. Я советую выбирать именно такие трёхходовые клапаны, если материал не указан в характеристиках, его всегда можно определить по характерному цвету и текстуре.

Ещё хотелось бы сказать по поводу керамики. В качестве материала для корпуса её практически не используют. Зато внутренние детали часто делают из неё. Это связано с тем, что на керамику не воздействуют химические вещества. А ещё она долговечна.

Как выбрать и подключить к системе важнейший элемент – группу безопасности

Диапазон температур и рабочее давление

При выборе трёхходового клапана следует учитывать и диапазон регулировки температур. Например, термосмеситель для тёплого пола обычно настраивают на 30-40°C. Хотя и для получения горячей воды этот диапазон самый комфортный. Различается и максимальное давление, которое может выдержать клапан. Некоторые модели выдерживают до 16 бар. Хотя обычно в бытовых условиях больше 6 бар не требуется. А вообще, значения рабочего давления для этих приборов регламентируются ГОСТ 26349-84.

Другое

Конечно, не стоит забывать, что у трёхходовых клапанов бывает разный диаметр соединительных патрубков. Самые распространённые размеры для бытовых условий – это 1 и ¾ дюйма. Резьба может быть внутренней или наружной.

От показателей пропускной способности зависит количество литров, которое проходит через клапан за час. Выбирать следует так, чтобы у клапана коэффициент был чуть выше, чем результат расчётов. Например, если через систему проходит 2 м³ в час, следует выбирать клапан с пропускной способностью 2,5 м³ в час.

Но пропускная способность меняется в зависимости от того, открыт клапан полностью или приоткрыт. Отношение этих показателей называется динамическим диапазоном регулирования. Чем выше коэффициент, тем лучше сохраняется пропускная способность. Самым лучшим коэффициентом считается 100:1, но встречается он достаточно редко. Самые распространённые показатели — 50:1 или 30:1, клапаны с такими показателями можно спокойно брать.

Лучшие известные производители и модели: характеристики и цены

Теперь я хочу рассказать о самых популярных и надёжных трёхходовых клапанах, чтобы вам было проще выбрать подходящую модель.

Производитель из Китая. Предлагает довольно качественную продукцию для отопления и водоснабжения по сравнительно низкой цене.

Фото	Модель	Технические характеристики	Особенности	Стоимость, руб.
	(ZEISSLER) BL3110C04	Материал: латунь Диапазон температур: 35-60 Рабочее давление: 2-5 бар Диаметр: 1 дюйм	Смесительный, для отопления и ГВС	2 300-3 000
	BL8803	Материал: латунь Диапазон температур: 38-60 Рабочее давление: 3-10 бар Диаметр: ¾ дюйма	Смесительный, наружное подключение через американки	2 800-3 500
	BL8804A	Материал: латунь Диапазон температур: 38-60 Рабочее давление: 3-10 бар Диаметр: 1 дюйм	Смесительный, с электроприводом	2 000-2 600

Эта шведская компания занимается производством различных моделей клапанов и контроллеров. Я считаю, что товары этой фирмы самые качественные. Хотя и дорогие.

Фото	Модель	Технические характеристики	Особенности	Стоимость, руб.
	VTA321	Материал: латунь Диапазон температур: 35-60 Рабочее давление: 2-10 бар Диаметр: ¾ дюйма	Смесительный, для отопления и ГВС	6 000-6 500
	VTA372	Материал: латунь Диапазон температур: 20-55 Рабочее давление: 3-10 бар Диаметр: 1 дюйма	Смесительный, высокая пропускная способность	7 000-8 000
	VTC511	Материал: чугун Диапазон температур: 60-75 Рабочее давление: 3-10 бар Диаметр: 1 дюйм	Для твердотопливных котлов	8 000-9 000

STOUT

Совместное производство России, Италии, Испании и Германии. Изделия отлично адаптированы под российские условия.

Фото	Модель	Технические характеристики	Особенности	Стоимость, руб.
	SVM-0120-164325	Материал: латунь Диапазон температур: 20-43 Рабочее давление: 3-10 бар Диаметр: 1 дюйм	Смесительный, для отопления и ГВС	4 500-5 000
	SVM-0125-186520	Материал: латунь Диапазон температур: 30-65 Рабочее давление: 3-10 бар Диаметр: ¾ дюйма	Смесительный, для отопления	4 000-4 300
	SVM-0120-256025	Материал: латунь Диапазон температур: 35-60 Рабочее давление: 3-10 бар Диаметр: 1 дюйм	Смесительный, высокая пропускная способность	5 200-5 800

WATTS

Один из крупнейших производителей отопительного оборудования в Европе. Огромный ассортимент продукции.

Фото	Модель	Технические характеристики	Особенности	Стоимость, руб.
	Aquamix 61C	Материал: латунь Диапазон температур: 32-50 Рабочее давление: 3-10 бар Диаметр: ¾ дюйма	Смесительный, для ГВС	5 200-5 700
	Aquamix 63C	Материал: латунь Диапазон температур: 25-50 Рабочее давление: 1-10 бар Диаметр: ¾ дюйма	Смесительный, для тёплого пола	5 500-6 000
	V3GB Watts Classic	Материал: латунь Диапазон температур: 20-50 Рабочее давление: 3-10 бар Диаметр: 1 дюйм	Смесительный, с электроприводом	12 500-14 000

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.

Схемы расположения трехходового клапана в системе отопления

Как проверить трехходовой кран на работоспособность

В первую очередь следует провести внешний осмотр: на пластиковом и металлическом корпусе не должно быть трещин. Что касается регулятора, он должен плавно поворачиваться во все стороны. Чтобы проверить термоголовку, её нужно нагреть. Например, строительным феном. При этом шток должен двигаться в соответствии с показателями. Если у клапана установлен электропривод, проверить его работоспособность можно с помощью тестера, но для этого придётся электропривод разобрать.

Заключение

Трёхходовые клапаны только с виду напоминают тройник. Их устройство гораздо сложнее, а сферы применения достаточно разнообразны. Подходите к выбору клапана ответственно, рассматривайте модели лишь известных, зарекомендовавших себя производителей, к счастью, таких достаточно. И тогда этот маленький, но очень важный прибор проработает долгие годы, не доставляя проблем.