Как работает 3х ходовой клапан

Трехходовой клапан — это вид запорной арматуры.

Она предназначена для смешивания или перенаправления потоков для достижения нужной температуры теплоносителя.

Устройства применяются для создания разделительных или смесительных узлов магистралей отопления вне зависимости от их вида и температурных условий.

Трехходовые клапаны для отопления: что это такое?

Термовентиль подготавливает теплоноситель с заданными параметрами и применяется:

• для управления системой подогреваемого пола;
• с целью регуляции и контроля отопления в комнатах одного здания, в том числе между этажами;
• для создания отопительных систем в нескольких отдельных зданиях.

Приборы выполняют регулировку выделения тепла, изменяя количество, а не температуру теплоносителя. Благодаря этому можно выполнять обогрев помещений разной интенсивности, не меняя размер радиаторов.

Конструкция

Трехходовой клапан — металлический тройник с тремя патрубками, сверху оснащённый шайбой регулировки. В смесительном кране два впускных отверстия и одно — выпускное. В разделительном — два выходных патрубка и один входной.

Для изготовления корпуса используются латунные сплавы, чугун, а также другие материалы с антикоррозийным покрытием.

Фото 1. Металлический трехходовой клапан для системы отопления, сверху располагается шайба регулировки.

Регулирующим элементом служит шток или шар, размещённый во внутренней части трехходового клапана. Когда температурные показатели превышают заданные значения, этот элемент снижает поступление жидкости из одного из каналов. Работает при помощи внешнего (гидравлического, электрического, пневматического) привода.

Справка! Пропускная способность больше у шаровых клапанов, поскольку их регулирующие элементы создают более низкое гидравлическое сопротивление.

По какой схеме работает?

Через один вход вентиля подаётся нагретый теплоноситель, через другой — обратка (остывший поток).

Фото 2. Схема, в которой отражается принцип работы трехходового клапана в системе отопления с твердотопливным котлом.

Из выпускного патрубка выходит смешанная до оптимальной температуры вода. Внутри под регулировочным элементом установлен термочувствительный датчик — ёмкость, наполненная жидкостью или газообразным веществом.

При нагреве содержимое ёмкости расширяется, действует на исполнительный узел, который заставляет работать механизм.

В каких местах ставят

Выбор схемы врезки трехходового клапана подбирается с учётом характера системы отопления. Смешивающие и разделяющие краны врезают в подающую трубу от источника тепла, коллектора в месте соединения с байпасом.

При таком подключении перегретый теплоноситель сможет циркулировать по малому кругу (разделение) или будет смешиваться с охлаждённой водой.

Для деления потоков контура устройство иногда ставят на трубу обратки на месте стыковки с перемычкой байпаса. Во всех случаях клапан монтируют в паре с циркуляционным насосом.

Байпас — резервный путь для теплоносителя, обеспечивающий работу системы при нештатных ситуациях. Выполняется в виде перемычки между трубами подачи и обратки.

Разновидности по принципу работы в системе

• Смесительные. Понижают температуру теплоносителя путём смешивания горячей воды и охлаждённого потока. Оснащены одним впускным отверстием и двумя выпускными. Применяются для регулировки температуры потока.
• Разделительные. Не изменяя температуру, разделят поток на два. Один входной патрубок, два — выходных. Применяются для перенаправления потока на разные контуры.

Фото 3. Разделительный трехходовой клапан, имеет два выходных патрубка и один входной.

Классификация по методу управления

Привод — управляющий элемент, заставляющий двигаться регулирующий шток (шар) и обеспечивающий функционирование всего устройства.

Приводные узлы могут быть как электромеханическими, пневматическими, гидравлическими, так и ручными. По принципу управления приводы трехходовых клапанов подразделяются на следующие виды:

• Термостатический. Во внутренней полости расположен теплочувствительный элемент, заключённый в специальную ёмкость. При нагревании увеличивается в объёме, воздействует на шток, заставляет работать весь механизм. Привод легко снимается, используется для изделий небольшого диаметра, применяемых в бытовом отоплении.
• Термостатическая головка. Оснащена термочувствительным датчиком, вынесенным в трубу и связанным с приводом специальной капиллярной трубкой. Выполняет более точную регулировку, чем термостат.
• Электропривод с контроллером. Чувствительные датчики замеряют температуру теплоносителя, передают информацию контроллеру, который даёт сигнал и заставляет работать механизм. Такое приводное устройство выполняет очень точную регулировку.

Фото 4. Трехходовой клапан с термостатическим смесительным приводом, заставляет работать весь механизм отопительной системы.

• Сервопривод. Упрощённая версия предыдущего вида. Контроллер в клапане отсутствует, привод получает сигналы от датчика и управляет штоком напрямую.

Важно! Самый простой по устройству привод — ручной. Регулировка выполняется поворотом колпачка, соединённым с верхней частью штока.

Четыре критерия выбора термостического смесительного устройства

1. Количество контуров. Для одноконтурного отопления, обогрева небольших помещений подходят клапаны с термоголовкой. Для сложных разветвлённых систем со множеством контуров надо установить смесительный узел, в котором используют клапаны с автоматическим электроприводом.
2. Диаметр. Чем меньше сечение входного патрубка, тем сильнее гидросопротивление, при котором прибор работает не корректно. Поэтому диаметр не должен быть меньше сечения контуров отопительного оборудования.
3. Пропускная способность. Для оптимального выбора сравните значение обозначенного в инструкции коэффициента пропускной способности клапана с общей производительностью структуры отопления.
4. Материал. Латунь имеют высокие показатели коррозионной стойкости и прочности. Кроме того, краны с корпусами из сплавов на базе меди заметно долговечнее и легче чугунных.

От чего зависит стоимость?

Самые дорогие модели — снабжённые высокоточными датчиками и программируемыми терморежимами.

Согласно заданным значениям автоматические регуляторы меняют температуру циркулирующей воды в зависимости от времени суток.

А также цена зависит от производителя, самую дорогостоящую запорную арматуру выпускают западные компании, самую доступную по стоимости — совместные предприятия с заводами на территории России (Valtec).

Внимание! Не рекомендуется экономить на функциональности оборудования, поскольку правильно подобранный трехходовой автоматический клапан поможет сократить расход топлива до 50%.

Монтаж и подключение: как его установить?

Устройства с любыми видами приводов устанавливаются одинаково. Основная сложность состоит не в подсоединении крана к системе, а в составлении правильной схемы отопления, определения в ней места клапана и выборе оборудования. Для точного расчёта системы нужно обладать специальными знаниями, поэтому установку лучше доверить квалифицированным специалистам.

Инструкция по установке

Термостатические элементы обычно имеют заводскую фиксированную настройку. Сервоприводы настраивают при помощи контроллеров, руководствуясь прилагаемой инструкцией.

• Подготовьте трехходовой клапан, инструменты для монтажа.
• Если контуры отопления эксплуатировались ранее — спустите воду.
• Расположите клапан по течению потока, соответственно стрелкам на корпусе.
• Проверьте отверстия изделия, в них не должны попасть остаточные частицы сварки, мусор, пыль.
• Ось термостатической головки расположите перпендикулярно оси трубопровода. Допускается любое положение монтажа, за исключением того, когда привод располагается под клапаном.
• Сделайте узел легко съёмным для возможной замены. Для этого монтируйте клапан с помощью специальных соединителей с внутренней или внешней резьбой и уплотнителями или «американки».

Общие рекомендации

• Трехходовой клапан врезается в контур перед насосом для отопления.
• Перед устройством устанавливается фильтр грубой очистки.
• Манометры обязательно монтируются до и после клапана.
• Не допускается действия на корпус нагрузок растяжения, кручения, сжатия, изгиба от водопровода.
• Для корректной работы при нестабильном давлении перед клапаном монтируются дросселирующие устройства.
• При установке привод всегда должен располагаться над краном.
• Учитывайте рекомендации производителя, указанные в техпаспорте.

Каким производителям можно доверять?

Рынок предлагает большой выбор запорно-регулировочной арматуры авторитетных брендов и неизвестных компаний.

В рейтинге популярности лидируют вентили шведского бренда Esbe, отличающиеся надёжностью и долговечностью. Не менее качественные изделия выпускает корейский концерн Navien.

Трехходовые полностью автоматические клапаны с высокой точностью регулировки изготавливает Danfoss (Дания). Изделия американской марки Honeywell отличаются простой конструкцией и удобством установки. Сочетание демократичной цены и качества — отличительная черта клапанов компании Valtec.

Полезное видео

В видео специалист рассказывает об особенностях установки трехходового клапана в отопительную систему.

Заключение

Правильный выбор и подключение трехходового клапана обеспечит корректную работу отопления с любым количеством контуров. При покупке отдавайте предпочтение моделям, снабжённым гарантией и технической документацией.

Бесперебойность работы любого оборудования для обогрева жилья зависит от множества факторов, в том числе, правильного выбора комплектующих, характеристики каждой из которых определяют степень эффективности и надежности системы отопления в целом.

Тёплые водяные полы — современное оборудование, корректность работы которого также обеспечивается целым рядом устройств, имеющих определённое предназначение.

В частности, поддержание в отапливаемом помещении оптимального температурного режима непосредственно связано с интенсивностью подачи теплоносителя в водяной контур, которая регулируется различными видами запорной арматуры. К таким регулирующим устройствам относится трехходовой клапан для теплого пола, без оснащения которым теплый пол не станет полноценной функциональной системой.

Одна из моделей трёхходового клапана

Получить поверхностное представление о том, какую работу выполняет трехходовой смесительный клапан, и насколько значима его роль в смесительном узле, позволяет любая схема тёплых водяных полов, независимо от количества и конфигурации контуров. Для лучшего ориентирования при выборе этого устройства разберёмся подробнее, что собой представляет эта комплектующая, и каков её принцип действия.

Основная функция, которая возложена на трехходовой клапан

Система отопления «водяной теплый пол» кардинально отличается от традиционно используемого нами, радиаторного обогрева. Все дело в том, что для отопительных контуров, лежащих на полу в теле бетонной стяжки, необходима невысокая температура теплоносителя. Теплые полы считаются низкотемпературной системой, подключение которой осуществляется к нагревательным приборам или к источнику горячей воды через смесительный узел.

Для того, что бы осуществлялся обогрев в соответствии с санитарными нормами, необходимо существенное снижение температуры воды, поступающей от источника нагрева в водяные контуры. Именно эта функция и возложена на смесительный узел или как его принято называть в среде профессионалов, узел подмеса. Автономный котел в рабочем режиме нагревает воду до отметки 95 0 С. Немногим прохладней является вода в системе центрального отопления. Для нормальной работы греющих полов оптимальная температура теплоносителя составляет 35-55 0 С, которая и получается на выходе из смесителя.

На заметку: не путайте смесительный узел с коллекторов. Первый представляет собой комплект различных узлов и агрегатов, обеспечивающих регулировку подачи воды в водяной контур, тогда как второй является лишь составной частью всего регулирующего блока.

Смесительный узел представляет собой комплект приборов и устройств, выполняющих свои определенные функции. Если о коллекторе информации более, менее предостаточно, а вот что такое трёхходовой клапан, мало кто из нас имеет представление. Задача этого устройства заключается в смешивании двух разных по температуре потоков жидкости. Поступающая из обратной трубы, остывшая вода и горячая вода, идущая по трубе от источника нагрева, посредством работы этого механизма соединяется в один поток, необходимой температуры. Основная деталь этого прибора – термочувствительный сердечник, элемент, который реагирует на изменение температуры водной среды, сжимаясь или расширяясь.

Именно за счет такой конструкции, осуществляется работа трехходового клапана, направленная на автоматизированную регулировку температуры теплоносителя в системе.

На заметку: это устройство используется не только в работе водяных теплых полов, но и стоит на оснащении практически всех автономных систем отопления, работающих на жидком теплоносителе.

На рисунке показана схема смесительного узла для теплых полов и место, которое занимает трехходовой клапан.

Схема смесительного узла для теплых полов и место расположения в ней трехходового клапана.

Основные конструктивные особенности и функции устройства

Имея приблизительное представление о принципе работы трехходового клапана, лучше детально изучить работу этого механизма. Название «трехходовой» определяет основную функцию устройства — через два входа в клапан поступает вода различного происхождения:

• горячий теплоноситель из подающей трубы, связанной с нагревательным прибором или со стояком системы центрального отопления;
• остывшая вода, возвращающаяся после прохождения водяного контура.

Смешиваясь между собой в клапане в определённой пропорции, потоки выходят через третий патрубок, имея заданную величину температуры. Клапан работает постоянно, так как на подмешивании к остывшему теплоносителю горячей воды основан принцип циклической работы теплых полов: нагрев — теплоотдача -подмес — теплоотдача — подмес.

Процесс смешивания двух потоков теплоносителя различных температур должен постоянно контролироваться, лучше — в автоматическом режиме. В противном случае интенсивность теплообмена тёплого пола с воздухом помещения не будет привязана к изменениям температуры в комнате, и придётся по мере необходимости изменять температуру нагрева теплоносителя вручную .

Осуществлять подмес горячего теплоносителя в автоматическом режиме позволяет термочувствительная головка, регулирующая пропускную способность клапана в зависимости от температур смешиваемых жидкостей для получения на выходе заданного значения.

В зависимости от назначения и условий эксплуатации, используются различные виды трёхходовых клапанов.

1. Отопительные системы

Для системы отопления с радиаторами, работающей от автономного котла, используется самый простой тип устройства. Такие трехходовые краны недороги и имеют относительно простую конструкцию, что позволяет устанавливать их самостоятельно. Регулировка объема смешивания в данном случае осуществляется вручную.

2. Системы горячего водоснабжения

В системах ГВС трёхходовые клапаны используются для поддержания в системе коммуникаций безопасных значений температуры воды, исключая вероятность получения ожогов. Конструкция таких устройств также достаточно проста и понятна. От клапанов для отопительных систем такие устройства отличаются наличием специального защитного блока, перекрывающего горячую воду при отсутствии в водопроводе холодной.

3. Теплые водяные полы

Устройства данного типа наиболее сложны, так как предназначены для поддержания заданной температуры теплоносителя в отопительных контурах с привязкой к температуре воздуха в помещении. Использование в смесительном узле таких устройств позволяет регулировать интенсивность отопления жилья в автоматическом режиме,

Важно! Использование в системе отопления трехходового клапана требует установки циркуляционного насоса — для поддержания в водяном контуре давления, необходимого для корректной работы узла подмеса.

Для теплых полов кран оснащен регулировочной рукояткой и мерной шкалой, с помощью которой осуществляется настройка прибора.

Варианты использования трёхходового клапана в системах водяных тёплых полов

В жилых помещениях небольшой площади (санузел или ванная комната), теплые полы монтируются без смесительного узла, в котором нет технической необходимости. Для корректной работы системы достаточно использования модели трёхходового вентиля с двумя отсечными клапанами.

На заметку: полноценный смесительный узел (с насосом, коллектором, предохранительными клапанами) стоит немалых денег, и при оборудовании теплого пола в ванной комнате расходы на узел подмеса превысят затраты на устройство водяного контура в несколько раз.

Такое устройство благодаря наличию термостата обеспечит регулировку температуры воды, поступающей в отопительный контур.

В системе отопления, рассчитанной на обогрев всей жилой площади, узел подмеса с трехходовым клапаном потребуется в обязательном порядке. Термостатические трехходовые клапаны станут гарантией бесперебойной подачи подготовленной воды во все петли отопительного контура.

Пример: использование для обогрева жилой комнаты в 20 м 2 одного водяного контура значительной длины тепловодов. Установка на подающую трубу регулирующего крана, снабжённого электроприводом, позволит в паре с насосом обеспечить необходимую циркуляцию теплоносителя. Данная схема предполагает установку клапана в месте соединения трубы обратки с байпасом. Работа термостатической головки настраивается таким образом, чтобы при чрезмерно высокой температуре теплоносителя вода циркулировала по малому кругу.

Отопление при помощи теплых полов жилых помещений в доме с двумя или более этажами, предполагает использование большого количества водяных контуров разной длины. Соответственно, надо будет устанавливать не один, а несколько смесительных узлов.

В этом случае используется связка совместимого трехходового клапана, сервопривода и контроллера, который фиксирует граничные параметры температуры теплоносителя, подающегося в отопительные контуры водных полов. Теплая вода в данном случае будет поступать после связки сразу в определенную отапливаемую комнату, либо идти на коллектор, после чего уже будет распределяться по греющим трубам.

Выбор клапана и особенности установки

Выбирать модель клапана необходимо с привязкой к характеристикам системы отопления.

Сегодня становится модным использовать для оснащения смесительных узлов трехходовые клапаны, оборудованные электроприводами, хотя и обычная, традиционная модель по своим технологическим характеристикам мало в чем уступает сложным устройствам. Во время покупки следует обратить внимание на следующие нюансы:

• наличие технической документации на изделие (сертификаты качества, гарантийные обязательства компании-изготовителя, инструкция по установке и эксплуатации);
• изделия, изготовленные из латуни или бронзы, предпочтительнее — эти металлы прекрасно взаимодействуют с горячей водой, имеют низкий коэффициент теплового расширения.

На заметку: при покупке определить материал, из которого изготовлен трехходовой клапан можно обычным взвешиванием. Возьмите прибор в руку — если изделие покажется достаточно тяжелым, оно сделано из цветного металла. Использовать краны, изготовленные из порошковых композитных материалов прессованием, означает обречь себя на лишние расходы и неприятности.

• соединительные патрубки выбранной модели клапана должны соответствовать параметрам места установки — если шаг резьбы отличается от того, каким вы пользуетесь при монтаже смесительного узла, установить узел не удастся. Габариты клапанов должны быть соизмеримы с площадью установки тёплых полов — нецелесообразно монтировать громоздкие узлы для отопления небольшой площади.

Выводы

Монтаж трехходового клапана — задача не сложная, но требующая соблюдения технических правил. Обычно смешивающие клапаны ставят перед смесителем на подающую трубу, в местах подключения байпаса и обратной трубы. Насос в системе располагается следом за трехходовым клапаном.

После сборки всего смесительного узла надежность соединений и функциональность клапана проверяется пробным пуском, по результатам которого при необходимости выполняется пусконаладка.

Правильно установленный клапан поддерживает заданный температурный режим в обогреваемом помещении и обеспечивает рациональный расход теплоносителя, а следовательно — и экономичность отопления.

Трехходовой клапан для отопления позволяет в автоматическом режиме поддерживать необходимую температуру в каждом из отопительных контуров, а также решать и некоторые другие задачи.

Трехходовой клапан для отопления

По принципу действия различаются три вида трехходовых клапанов:

• смесительный (обеспечивает необходимую температуру воды в отопительном контуре за счет подмешивания обратки в нагретый теплоноситель);
• разделительный (делит поток, направляя в два контура);
• переключающий (по очереди направляет подогретую воду по разным теплообменникам двухконтурного газового котла).

В современной системе отопления в первую очередь востребован смесительный трехходовой термостатический клапан.

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.

Устройство 3-х ходового клапана

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.

Управление комфортом

Трехходовой кран для отопления позволяет управлять отопительными контурами. В системе теплого пола 3-х ходовой клапан отвечает за оптимальную температуру теплоносителя – требуется подмешивать обратку в чрезмерно горячую воду, поступающую из котла.

В радиаторной системе с коллекторным подключением клапан для отопления с терморегулятором устанавливается на каждый контур и позволяет поддерживать в каждом из помещений собственный температурный режим, обеспечивая комфорт и экономя топливо.

Для управления радиаторным отоплением в автоматическом режиме используют трехходовой кран с электроприводом, для напольного контура достаточно установить регулирующий вентиль с термоголовкой, оснащенный выносным температурным датчиком.

Схема подключения трехходового клапана такова: в контуре между котлом и данным смесительным устройством должен быть установлен коллектор, а до него – циркуляционный насос, чтобы система функционировала независимо от того, перекрыл смесительный кран подающий поток или нет.

Схема подключения трехходового клапана в систему отопления

После коллектора на подающую трубу ставится трехходовой вентиль, он должен быть обращен полностью закрывающейся стороной к коллектору, к нижнему патрубку подсоединяется линия обратки, а после этого вентиля на подающую линию монтируется циркуляционный насос. Такое расположение насоса дает возможность обеспечивать циркуляцию в контуре, даже если поток нагретого теплоносителя перекрыт.

Трехходовой вентиль для защиты котла

Как работает трехходовой клапан в системе безопасности твердотопливного котельного агрегата? В процессе разогрева важно не допустить контакта холодного теплоносителя с рубашкой котла, иначе на стенках внутри котла образуется конденсат, способный сократить срок его службы или вывести отопительное оборудование из строя.

Защита котла от холодной обратки

Для этого монтируется первичный контур циркуляции, по которому перемещается постепенно нагревающийся теплоноситель. Работа трехходового крана заключается в том, что он перекрывает трубу, по которой обратка из отопительного контура дома попадает в работающий котел, пока температура воды в котле не достигнет 40-50°С (точное значение задается на термоэлементе вентиля). Когда теплоноситель достаточно нагреется, шток плавно открывает дорогу обратке.

В этом случае клапан в системе отопления подключается по следующей схеме: он монтируется на трубу обратки и должен быть обращен полностью перекрывающейся стороной в противоположную от котла сторону. Циркуляционный насос ставится между вентилем и котлом. К свободному патрубку трехходового вентиля подсоединяется байпас, который формирует первичный контур циркуляции.

Заключение

Регулировка температуры теплоносителя при помощи трехходовых вентилей – единственно возможное решение.

Внимание! При монтаже следует внимательно отнестись к обозначениям на корпусе устройства, где стрелками или буквами обозначен принцип подключения. Если перепутать направление потоков, система не сможет правильно функционировать.

Трехходовой клапан на системе отопления должны подбирать и устанавливать профессионалы, поскольку от правильного выбора и монтажа зависит работоспособность всей системы отопления.