Трехходовой клапан для теплого пола. устройство. принцип работы

Виды трехходовых кранов

Необходимо знать отличия между разными конструкциями, поскольку при выборе легко сделать ошибку. По внешним характеристикам трехходовые краны мало чем отличаются. Все они имеют 3 ответвления. По принципу работы конструкции сильно отличаются. Они делятся на смесительные и запорные.

Есть и другие критерии, по которым классифицируют устройства. В зависимости от материала герметичного корпуса изделия бывают:

• Латунные – самый популярный вид кранов
• Стальные – характеризуются повышенной прочностью и устойчивостью к меняющимся условиям внешней среды
• Чугунные – используются только в промышленных целях.

По типу монтажа трехходовые краны делят на:

• муфтовые;
• фланцевые;
• сварные.

Отдельно стоит рассмотреть классификацию конструкций по виду запорного устройства, так, по этому критерию можно выделить:

• трехходовой шаровой кран;
• конусный;
• цилиндрический.

По принципу трехходовый кран бывает ручным и автоматическим. Первый имеет поворотные ручки, которые контролируют поток теплоносителя. Таким образом изменяются пропорции воды, подаваемые из нескольких линий. Главный недостаток конструкций с ручным управлением – долгое и неравномерное прогревание радиаторов. Автоматические трехходовые краны обеспечивают качественную работу отопительной системы без участия человеческого фактора. Управление трехходовым краном осуществляется посредством сервопривода или термостата.

Запорный трехходовой кран

Конструктивные особенности устройства заключаются в том, что у него есть 1 вход и 2 выхода. Внутри происходит не смешение потоков, а их разделение, поэтому этот трехходовой кран на отопление еще называют распределительным. Клапаны внутри системы работают поочередно, один из них открывает проход, второй же блокирует магистраль.

Сферы использования крана рассматриваемого типа:

• бойлерные системы;
• обвязки водонагревателей;
• горячее водоснабжение.

Регулировочный трехходовой кран

Этот вид конструкций напротив имеет 2 входа и 1 выход. По-другому регулировочный кран – это смеситель. Функции, которые он выполняет:

• объединяет потоки, поступающие из разных веток;
• устанавливает оптимальную температуру теплоносителя;
• оснащает системы с котлами, обеспечивающими теплом коллекторы.

Трехходовой кран с сервоприводом

Устройства подобного типа могут быть ручными или автоматическими. Первые необходимы для того, чтобы принудительно контролировать температуру. Для автоматического управления применяют несколько видов приводов: пневматический, гидравлический и электрический. Последний используется в бытовых отопительных системах с мощностью 12 и 24 В. С помощью электрического привода можно точнее контролировать температуру.

Трехходовой кран с терморегулятором

Такой вид крана поддерживает нужный температурный режим. Он не изменяет имеющуюся в терморегуляторе температуру, но позволяет поддерживать комфортные условия в жилом помещении. Трехходовой кран с термоголовкой не ставят на чугунные батареи, так как на них он неэффективен. Это связано с тем, что материал обладает слишком высокой тепловой инерцией. Подходящие радиаторы для установки кранов с терморегулятором – биметаллические и стальные.

Устройство изделия простое. На его верхней части расположен рычаг для контроля температуры. При повышении показателя жидкость расширяется и поступает в резервуар, который также увеличивается в размерах и давит на шток. Под его давлением открывается патрубок и через него поступает холодная вода. При снижении температуры открывается левый патрубок, пропускающий горячую воду. Терморегуляторы делятся на механический и электронные. Первые дольше служат, и их проще использовать. Электронный терморегулятор точнее, в нем больше функций и настроек.

Принцип работы и особенности монтажа

В систему обогрева, трёхходовой кран для отопления принцип действия которого предполагает подсоединение к источникам горячей и холодной воды, монтируется особым образом.

Для оптимизации работы системы обогрева необходимо не только купить подходящий трехходовой кран для отопления, но и правильно его подсоединить.

Схема отопления показывает с помощью стрелок необходимое движение горячего и холодного теплоносителя в контуре и согласно ее указаниям, строители осуществляют врезку крана в контур.

Предполагается, что источник горячего теплоносителя – это подача, идущая от котла. А источник охлажденного теплоносителя – это обратка. Таким образом, при частичном открытии вентиля, кран выступает в роли смесителя и в батареи поступает вода из обратки и подачи со средними температурными показателями. Если цилиндрические, конусные или шаровые краны для радиаторов отопления полностью перекрыть, то в радиаторы попадет только остуженный теплоноситель из обратки. Открытый кран способствует максимальному нагреву контура, поскольку в отопительные приборы подается горячий теплоноситель, циркулирующий напрямую от котла.

Что такое шаровой кран, для чего он нужен

Запорный элемент узла — шар из полированной нержавеющей стали, который расположен в корпусе. Шар со сквозным отверстием размещён внутри седла, произведённого из тефлонового уплотнителя.

Фото 1. Шаровой кран в разрезе. Внутри корпуса изделия расположен шарик из нержавеющей стали.

Чтобы отрегулировать поток, вращают рычаг или ручку крана, что приводит к изменению положения шара. За счёт плавного вращения этого элемента потоки смешиваются, что позволяет получить необходимую температуру воды.

При активном использовании устройства тефлоновые уплотнители изнашиваются, что приводит к нарушению герметичности. Однако, этот вариант пригоден для применения в домашней тепловой сети, так как шаровые модели более устойчивы к перепадам температуры.

Советы

Чтобы добиться максимальной работоспособности от трехходового крана, необходимо следовать инструкции от производителя.

Его монтаж не отличается сложностью, но все же стоит прислушаться к некоторым рекомендациям:

При монтаже трехходового клапана можно не беспокоиться о его видимом расположении

Установив кран вертикально или горизонтально, работоспособность системы не изменится.
При монтаже необходимо обратить внимание на лицевую часть корпуса клапана. На ней будет отражена направляющая стрелка, которая указывает направление потока.
Следует учесть, что для последующих проверок работоспособности клапана, его замены или вовсе демонтажа, к нему должен быть доступ

Поэтому необходимо заранее просчитать и просмотреть удобное место для установки крана.

• Монтаж клапана может производиться с помощью сварочного аппарата. Чтобы избежать возможного возгорания или задымления, лучше заранее прочистить трубопровод от мусора.
• Кроме того, при проведении сварочных работ нельзя допустить нагревания крана. Чтобы обезопасить изделие, необходимо обеспечить теплоотвод.
• В ожидании отопительного сезона необходимо проверить работоспособность системы.

Благодаря качественному трехходовому крану, который без ошибок встроен в систему отопления, можно самостоятельно регулировать температурный режим отопительных устройств, а также контролировать и менять температуру тепла и осуществлять подпитку системы в разных помещениях.

Подробная инструкция по установке трехходового крана представлена в видео ниже.

Как сделать систему отопления с четырехходовым клапаном

Четырехходовой клапан – это элемент системы отопления, к которому подключены четыре трубы, имеющие теплоносители разной температуры, используется, чтобы предотвратить перегрев твердотопливного котла. Термостатический клапан не допускает превышение температуры внутри котла выше 110 °C. Уже при температуре 95 °C он запускает холодную воду для охлаждения системы.

Конструкция четырехходового клапана

Термостатический смесительный кран выполняет такие функции:

• Смешивание потоков воды разных температур. Благодаря смешиванию работает плавное регулирование нагрева воды;
• Защита котла. Четерехходовой смеситель предотвращает появление коррозии, продлевая этим срок эксплуатации оборудования.

Схема четырехходового смесителя

Принцип работы такого клапана для отопления заключается во вращении шпинделя внутри корпуса. Причем это вращение должно быть свободным, так как втулка не имеет резьбы. Рабочая часть шпинделя имеет две выборки, через которые открывается поток по двум проходам. Таким образом, поток будет регулироваться и не сможет пройти напрямую ко второй выборке. Поток сможет поворачивать в любой из патрубков, расположенных с левой или правой стороны от него. Так, все потоки, идущие с противоположных сторон, смешиваются и распределяются по четырем патрубкам.

Существуют конструкции, в которых вместо шпинделя работает нажимной шток, но такие устройства не могут смешивать потоки.

Работа клапана контролируется двумя способами:

• Ручной. Распределение потоков требует установки штока в одном определенном положении. Регулировать это положение нужно вручную.
• Автоматический. Вращение шпинделя происходит в результате получаемой команды от внешнего датчика. Таким образом, в системе отопления постоянно удерживается заданная температура.

Четырехходовой смесительный клапан обеспечивает стабильный расход холодного и горячего теплоносителя. Принцип его работы не требует установки дифференциального байпаса, ведь клапан сам пропускает нужное количество воды. Устройство используется там, где необходима регулировка температуры. Прежде всего, это система радиаторного отопления с твердотопливным котлом. Если в других случаях регулирование теплоносителей происходит с помощью гидронасоса и байпаса, то здесь работа клапана полностью заменяет эти два элемента. В итоге котел работает в стабильном режиме, постоянно получая дозированное количество теплоносителя.

Отопление с четырехходовым клапаном

Монтаж системы отопления с четырехходовым клапаном:

1. Котел;
2. Четырехходовый термостатический смеситель;
3. Предохранительный клапан;
4. Редукционный вентиль;
5. Фильтр;
6. Шаровой кран;
7. Насос;
8. Отопительные батареи.

Смонтированную отопительную систему нужно обязательно промыть водой. Это необходимо, чтобы из нее удалились различные механические частицы. После этого должна быть проверена работа котла под давлением 2 бар и при выключенном расширительном баке

Следует обратить внимание на то, что между началом полноценной работы котла и его проверкой под гидравлическим давлением должен пройти небольшой промежуток времени. Ограничение по времени обусловлено тем, что при долгом отсутствии воды в отопительной системе, она будет подвержена коррозии. domotopim.ru

domotopim.ru

Автоматические клапаны

Выше упоминалось, что 3-ходовые краны могут управляться вручную с помощью штока, который находится на одной из сторон крана и оснащен поворотной ручкой или гайкой. Но такой способ управления не совсем удобен.

Как известно, мощность контура отопления настраивается с учетом температуры обратки, поэтому ручным методом удается определить только пропорцию смешивания воды с разными линиями. Изменение конечного температурного показателя может занимать слишком много времени, да и распределение теплового потенциала происходит неравномерно.

Из-за этой особенности в последнее время большой популярностью стали пользоваться автоматические клапаны, которые работают на основе сервоприводов или специальных гидродинамических и пневматических головок. Эти элементы способны моментально менять текущие конфигурации трехходового крана, учитывая выходную температуру.

Автоматические клапаны удобный в использовании, поэтому пользуются большей популярность чем ручные

По принципу работы электропривод аналогичен ручному управлению, но работает он без человеческого вмешательства, а на основе электронного блока управления. Сам узел представляет собой силовую установку, которая проворачивает шток и меняет его позицию с учетом сигнала.

Практически все трехходовые клапаны поддерживают монтаж сервопривода, но желательно покупать специальные конструкции, которые отличаются небольшими размерами и разрабатываются для электроприводов.

После получения нужных значений на сервопривод подается сигнал к действию, затем он начинает менять расположение штока или поворачивать шар внутри тройника. Бесперебойная и качественная работа системы обеспечивается действием электронного блока управления. Отсутствие этого узла делает установку бесполезной.

У сервоприводов есть масса преимуществ. Главное их достоинство заключается в возможности автоматизировать всю работу отопительной системы и лишить себя дополнительных хлопот. Если же присоединить узел с системой Умный дом, то это позволит еще и контролировать отопление непосредственно со смартфона.

Разновидности кранов

Классификация изделия по разным признакам:

В зависимости от вентиля, различают:
Регулирующий. Он оборудован электромеханическим устройством, которое открывает нужные клапаны

Еще в его комплектацию входит шток с ручной или автоматической регулировкой. Важно! Шток не выбить даже самым сильным давлением воды, поскольку он расположен внутри устройства. Запорный

В его комплекции есть шаровое приспособление, которое переключает поток воды

Запорный. В его комплекции есть шаровое приспособление, которое переключает поток воды

Особенность этого устройства в том, что его устанавливают на системы с низким давлением. Оно очень простое в конструкции, требует постоянного ухода и быстро изнашивается.

По материалу изделия:
Латунь – наиболее востребованный материал, из-за длительного периода эксплуатации, небольших габаритов и низкого веса.

Углеродистая сталь – прекрасная альтернатива латуни.

Чугун – используется для труб большого диаметра (от 40 мм и больше). Для частных домов он не практичен.

Бронза – материал с длительным периодом эксплуатации.

В зависимости от способа монтажа:муфтовый;
фланцевый;
цапковый;
под приварку;
штуцерно-торцовый.

Для системы отопления используют такие виды, как:
С постоянным режимом гидравлики – регулируется в соответствии с качественными показателями. Он подходит потребителям с качественными теплоносителями определенного объема.

С переменным режимом гидравлики – регулируется согласно с требуемым количеством воды. Он больше подойдет тем, для кого имеет значение количество.

От варианта проточной части устройства:пробно-спускной;
полнопроходной.

От типа встроенного затвора:конусный;
цилиндрический;
шаровой.

По форме клапана-заглушки различают такие типы:T-образные;
L-образные;
S-образные.

От механики затворного элемента:
Сальниковые – контролирует регулировку водяной струи сверху арматуры за счет сальника;

Натяжные – контролирует регулировку водяной струи снизу арматуры за счет гайки.

В зависимости от обогрева корпуса:с обогревом;
без обогрева.

В зависимости от технических показателей различают такие вентили:
Т-образный – регулировочная ручка может быть в 4-х положениях;

Г-образный – ручка регулировки имеет два режима, включая угол поворота на 180 градусов.

От механизма контроля устройства:
Ручной – поводит соединение потоков воды в приблизительных пропорциях, дешевый, выглядит как стандартный шаровой вентиль;

Электропривод – для работы используется дополнительное оборудование двигатель либо магнитный способ, существует возможность получить удар от тока;

Пневмопривод – самый оптимальный для использования вариант. Важно! С электроприводом можно с легкостью сбалансировать тепло так, чтобы уровень температуры в дальних от котла комнатах, был такой же, как и в ближних

Виды

На сегодняшний день существует два вида трехходовых кранов, используемых в системах отопления: запорные – позволяют переключать направления потоков теплоносителя благодаря наличию шарового механизма, регулирующие – позволяют с высокой точностью управлять подачей теплоносителя посредством штока на электромеханическом управлении.

Работу с запорными кранами в определенной степени усложняет конструкция основного механизма. Регулирующие краны переключаются плавно, а для подачи теплоносителя используются только необходимые каналы. Основным элементом, определяющим работу регулирующего крана, является современное электромеханическое устройство (электропривод).

Трехходовой кран с электроприводом

Краны с электроприводом

Преимущества:

• Главное преимущество кранов с электроприводом — лёгкий монтаж или демонтаж. Для того чтобы установить прибор от мастера не требуется быть высококвалифицированным специалистом, разбирающимся в тонкостях электрики, механики и просто в техническом ремесле. Установить оборудование может любой желающий, что снижает цену оплаты конечного итога покупки и установки добавочных материалов тепловой системы обогрева.

  Фото 1. Электропривод для трехходового клапана модели Elbi, , Италия.

• Сам дизайн прибора расширяет границы контроля положения крана при помощи двух микропереключателей, установленных удобно и имеющих многоцветные светодиоды, отвечающие за разную температуру как горячую или холодную, так и тёплую. Упрощение регулирования также осуществляется с помощью незамысловатого указателя-рукоятки ручного управления, позволяя контролировать температуру и задавать более точные параметры нагрева или охлаждения.
• Ещё одной положительной чертой, которой отличается трехходовой кран с электроприводом от обычного — это быстрое прикрепление крана за счёт дополнительных фитингов, входящих в комплект предоставленного теплового оборудования. Опять же, монтаж или демонтаж сможет осуществить и сам покупатель, не прибегая к помощи специалистов.

Принцип работы такого клапана не сильно отличается от обычного. Однако есть некоторые тонкости. В отличие от простого устройства, здесь температура регулируется электроприводом, который снимает показатели температуры (датчик). Далее, информация поступает в контроллер, тот отдаёт команду штоку или шару (сегменту) подняться или опуститься для достижения необходимого нагрева воды.

Особенности установки

Трехходовой клапан чаще всего входит в смесительную группу, которая помимо вентиля включает в себя:

• обратный клапан;
• насос циркуляционный;
• датчик температуры.

Согласно данной схеме установка выполняется в таком порядке:

• на подачу устанавливается насос, который закачивает горячую воду нагретую котлом;
• после него идет температурный датчик, определяющий уровень нагрева теплоносителя;
• затем монтируется трехходовой вентиль, осуществляющий смешивания потоков до заданной температуры.
• на обратном контуре фиксируется клапан с выходом и подключается к охлажденному теплоносителю, поступающему в смесительный трехходовой вентиль.

В результате в трубопровод водяного теплого пола поступает теплоноситель с необходимым для равномерного и эффективного обогрева температурным режимом.

Если предполагается монтаж системы обогрева половых покрытий в небольших помещениях, то установку трехходового клапана проводят без смесительного узла. Последовательность монтажа смесительного прибора в такой схеме несколько иная:

• на подаче горячей жидкости от котла крепится трехходовой клапан;
• после него устанавливается датчик температуры;
• затем монтируется циркуляционный насос доставляющий воду с отрегулированной температурой в контур теплого пола.

Трехходовые клапаны могут иметь различное расположение отверстий. Конструктивные особенности изделия зависят от направления теплоносителя. Согласно этому различают две основных модели смесительных вентилей:

1. L- образный. Устройство имеет два боковых отверстия и один проем с круглым сечением в нижней части корпуса. В процессе функционирования системы горячий теплоноситель поступает с боку и смешивается с охлажденной жидкостью, подающейся снизу. Вода нужной температуры походит в контур через второй боковой проем.
2. Т-образный. Согласно такой схеме горячий и холодный теплоноситель заходит в клапан в отверстия расположенные по бокам корпуса. После смешивания горячего и холодного потоков жидкость поступает в трубопровод теплого пола через центральный выходной проем.

Трехходовой клапан для теплого пола Т-образный

В процессе работы отопительной системы в трехходовой клапан подается нагретая до 80 градусов жидкость. После смешивания водяной  контур заполняется теплоносителем с оптимальными для теплого пола показателями температуры – 40 градусов.

Наиболее эффективной считается установка трехходового крана со смесительным узлом. Такая схема обеспечивает бесперебойный и полностью равномерный прогрев всей поверхности пола.

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.

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».

Мнение эксперта
Гребнев Вадим Савельевич
Монтажник отопительных систем

Существуют также комбинированные трехходовые клапаны, способные, в зависимости от способа установки, выполнять функции как смесительной, так и разделительной фурнитуры. Однако ввиду дороговизны и сложной конструкции они менее распространены.

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.

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.