Принцип работы трехходового клапана в системе отопления, виды, особенности выбора и установки

Содержание статьи

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.

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.

Особенности выбора и монтажа

Трехходовой кран для систем отопления должен соответствовать по диаметру трубам отопления. Обычно этот параметр изменяется от 20 до 40 мм. Если подходящего размера не нашлось, то стоит дополнительно приобрести переходники

Важно учитывать еще и пропускную способность трубы. Если арматура приобретается для обустройства системы теплого пола, можно подключить сервопривод

Правильно осуществить монтаж помогут стрелки на корпусе, они указывают на направление потока

При сварочных работах важно исключить нагрев элемента. Нужно подобрать место таким образом, чтобы в будущем к крану был обеспечен легкий доступ

Когда он работает с теплоносителем с примесями, важно дополнительно установить фильтры.

Трехходовой кран с электроприводом может располагаться вертикально или горизонтально, это не имеет значения

Важно соблюсти лишь направление потоков. При установке сварной конструкции нужно исключить попадание отходов на внутренние поверхности

Это предотвратит заедание механизма, а также скапливание окалины и примесей.

Особенности трёхходового отопительного крана

Проблема решается двумя способами. Первый заключается в количественном регулировании теплоносителя. Часть потока с помощью байпаса — обводной трубы — направляется помимо радиатора.

Байпас регулирует давление в теплосети, чтобы не сорвать работу циркуляционного насоса. Если мы перекрываем батареи в одном из помещений, давление в теплосети увеличивается, поэтому поток воды не перекрывают, а направляют помимо радиатора.

Второй способ решения задачи отопления — качественное регулирование с рециркуляцией теплоносителя. Остывшая вода из обратного трубопровода подмешивается к потоку, поступающему в батарею. Для манипуляции с теплоносителем используется трёхходовой кран.

Принцип работы и использование

В зависимости от установочной ориентации кран может выполнять разные задачи:

• производить смешение двух потоков в один;
• перераспределять один поток на два трубопровода.

Арматура системы регулирования имеет три патрубка для присоединения к потокам теплоносителя и кран, регулирующий подачу воды в двух трубах из трёх. Задача не перекрыть поток, а перераспределить его. В зависимости от положения, кран совсем перекрывает один из потоков или частично перекрывает два из них, регулируя температуру на выходе с помощью подмеса более холодного потока.

Сколько положений имеет смесительное устройство в схеме отопления:

• полностью открытое — температура теплоносителя соответствует уровню температуры на выходе из котла;
• полностью закрытое — через кран подаётся поток обратной сетевой воды;
• промежуточное положение — осуществляется подмес обратки к прямой в разных пропорциях.

Трёхходовой смесительный кран является точкой соединения байпаса и регулирующей арматуры и позволяет легко и плавно управлять температурным режимом в отдельно взятом помещении.

Этот способ регулирования широко применяется в теплообменных пунктах целых микрорайонов. Качественное регулирование приводит к экономии топлива.

Недостатки качественной системы регулирования:

• затруднение в распределении одинакового количества теплоносителя по разным ответвлениям теплосети;
• сниженная температура на входе в крайние обогреватели.

«Ведьмины кольца» в теплосети городов являются примером ошибочного регулирования подачи теплоносителя к объекту. Целые микрорайоны охвачены циркуляцией обратной сетевой воды, проходящей по кругу, минуя источник тепла.

При смешении потоков теплоносителя температура в обратке на выходе из теплового узла увеличивается. Количество теплоносителя и скорость остаются прежними, а подача топлива в котёл снижается, так как требуется меньше тепла для нагрева более тёплой воды. Это один из способов экономии топлива на электростанциях.

Устройство трёхходового крана

Смесители изготавливаются из латуни, нержавеющей стали и чугуна.

Чугунные применяют в системах отопления с трубами диаметром больше 40 миллиметров, что редко используется в частных домах. Наибольшей популярностью пользуются латунные краны. Они долговечны, малогабаритны и имеют небольшой вес.

Смеситель напоминает тройник с утолщением в месте соединения патрубков. По своей конструкции они бывают штоковыми или шаровыми.

В шаровом кране внутри находится цилиндр или шар, ограниченный стенками из тефлона. Шар поворачивается вокруг центральной оси, в нём имеется отверстие. При повороте шара отверстие частично или полностью открывается. При полном открытии закрывается один из входящих потоков, если отверстие шара частично открывается в два патрубка, появляется возможность регулировки температуры при смешении потоков.

Преимущество шарового крана в точной установке, но со временем гладкая поверхность шара, обращённая к потоку, покрывается солевыми отложениями. При движении шара мягкие тефлоновые перегородки истираются, это приводит к нарушению герметичности.

Штоковый кран по своей конструкции представляет устройство из седловины с двумя проходами, по центру седловины движется шток с клапанами, который может полностью перекрыть один из потоков или в среднем положении приоткрыть оба. Недостатком конструкции является высокое гидравлическое сопротивление, которое создаётся зауженной седловиной крана. При неправильном подборе клапанов увеличивается гидравлическое сопротивление, что приводит к перегрузу циркуляционного насоса и перерасходу электроэнергии.

https://youtube.com/watch?v=2Y2N2p-8M0s

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.

Принцип работы и устройство трехходового крана для систем отопления

В основе конструкции трехходового крана лежит обычный Т-образный тройник. Два входящих патрубка (на схеме справа и сверху) служат для подачи холодной и горячей воды. Выходящий патрубок (на схеме слева) отводит смешанный поток. В центральной камере на оси вращается регулирующий сектор, частично перекрывающий входящие патрубки. На рисунке видно, как работает секторный трехходовый кран

Рисунок 2. Принцип работы секторного клапана

Перекрытие может составлять от 0 до 100%. Особенность конструкции в том, что чем больше открывается просвет для одного из входящих патрубков, тем меньше становится просвет для другого. Если сектор стоит в среднем положении, пропускается по 50 % каждого потока. Смещая сектор, например, к верхнему патрубку, можно получать пропорции холодная/горячая:

И так далее до полного перекрытия холодной воды (0/100%), в этом случае в выходной патрубок будет поступать только горячая вода

Управление клапаном может осуществляться вручную и помощью биметаллического термостатического устройства.

Рисунок 3. Схема работы клапана с термостатическим управлением.

Такую функцию можно выполнить и с помощью двух двухходовых кранов и обычного тройника, используемых совместно. Именно так происходит в двухвентильных смесителях. Чтобы обеспечить постоянный напор и точно управлять пропорцией смешения горячего и холодного потока, следует обеспечить открывание двух кранов в противофазе (один открывается- другой пропорционально закрывается), например, насадив их на единую ось.

Трехходовые клапаны разделяются на две большие группы. Они могут быть:

• Разделительные. Служат для пропорционального разделения входящего потока на два выходящих.
• Смесительные. Предназначены для смешивания двух входящих потоков в один суммирующий

Рисунок 4. Схема работы смесительного и разделительного трехходового клапана

Из схемы видно, что конструкция смесительного и разделительного клапана практически идентична. Различаются они лишь направлениями потоков. При правильном монтаже смесительный клапан буде работать и в качестве разделительного. Нужно только правильно настроить систему управления. В случае ручного управления никаких проблем не будет. Сложнее, но также возможно будет настроить и электронное управление. А вот термостатический модуль управления в случае подключения по разделительной схеме будет распределять потоки в зависимости температуры входящего потока. Это придется учитывать при проектировании системы отопления.

Сколько положений имеет секторный кран с электроприводом, показано на рис. 5

Рисунок 5. Варианты использования крана с электроприводом

Кроме секторных трехходовых кранов, выпускаются также и седельные. Принцип действия у них такой же, но имеются конструктивные различия.

Рисунок 6. Седельный, или шаровый тип крана

Смесительный седельный кран имеет двигающийся на штоке шарообразный рабочий орган, он запирает по очереди седла, через которые в камеру и далее в выходной патрубок проходят смешиваемые потоки. Разделительный клапан снабжен двумя рабочими органами, закрепленными на едином штоке и перекрывающие выходные потоки. Чем больше перекрыт один, тем больше открыт другой. Седельные клапаны не могут быть взаимозаменяемыми.

Кроме того, трехходовые устройства подразделяются по способу управления:

Электрические. Сектор поворачивается с помощью электродвигателя с редуктором. Такие устройства подключаются к компьютеризированной системе управления, считывающей показания датчиков температуры и в соответствии со встроенным алгоритмом управляющей потоком.

Рисунок 7. Кран с электроприводом

Ручные. Применяются в простых схемах с постоянной пропорцией распределения или смешения потоков. Угол поворота сектора выставляется вручную поворотом маховика.

Рисунок 8. Ручное управление

Термостатические. Управление осуществляется автономным термостатом. Его устанавливают на определенную температуру при настройке системы, в дальнейшем он самостоятельно поддерживает ее, перепуская часть входящего потока из радиатора по обходному патрубку (байпасу).

Рисунок 9. Трехходовой кран Esbe с термостатическим управлением

При необходимости поворотом маховика можно изменить заданную температуру. Часто устанавливается на входе радиаторов отопления для подстройки комфортной температуры в каждой комнате.

Как выбрать

Выбор трёхходового крана производится на основе параметров имеющейся отопительной системы, размеров и типов присоединительных устройств трубопроводов, а также других критериев:

Несоответствие любых элементов вызовет либо полную невозможность установки трёхходового крана, либо потребует использования различных переходников, например, чтобы присоединить штуцерный тип к фланцу

Стандартные присоединительные размеры находятся в диапазоне 20–40 мм, но для систем с высоким давлением, предназначенных для обслуживания крупных зданий с большим количеством приборов потребления, используются трёхходовые краны с фланцевыми соединениями.
Важно обеспечить соответствие диаметров труб и крана, иначе давление в системе будет изменено, что повлечёт за собой перемену всех расчётных параметров. Для крупных и разветвлённых систем такое изменение может стать причиной отказов или сбоев, падения температуры теплоносителя и прочих проблем

Необходимо также приобретать краны, рассчитанные на давление, существующее в имеющейся системе.
При покупке надо иметь точное представление, нужен ли сервопривод, пневматический регулятор или настройка режима будет производиться вручную. Это важно, так как замена трёхходового крана во время работы представляет собой непростую задачу, требующую отключения от подачи теплоносителя. В зимнее время это мероприятие может стать причиной размораживания трубопроводов и выхода из строя.
Рекомендуется приобретать трёхходовые краны в латунных или медных корпусах. Они на практике показали своё превосходство перед стальными и чугунными устройствами в плане долговечности и надёжности.
Правильнее всего выбирать продукцию известных фирм. Стоимость таких кранов выше, чем у менее знаменитых или китайских образцов, но качество и соответствие рабочих параметров заявленным паспортным значениям будут гарантированы. Трёхходовые краны приобретаются не каждый день, поэтому можно один раз заплатить побольше.

Разновидности трехходовых кранов

Поскольку сейчас в продаже имеются распределительные краны различного предназначения, необходимо понимать разницу между ними, знать конструктивные особенности данных устройств. В этом случае можно будет сделать правильный выбор трехходового крана. Ниже мы рассмотрим, чем различаются изделия разных моделей.

По назначению и принципу работы

Внешне разные типы кранов ничем не отличаются, так как у них имеется 3 патрубка, но принцип работы у них прямо противоположный:

1. Смесительный кран (регулировочный). Производит смешивание двух потоков теплоносителя. Подвод осуществляется по двум патрубкам, а выход — по одному. Внутри прибора имеется шток с клапаном.
2. Распределительный кран (запорный). Не смешивает, а разделяет один поток на 2 части. В патрубках установлены клапаны. Когда один клапан открывает проход для теплоносителя, второй перекрывает свою магистраль. Теплоноситель входит в кран через один патрубок, а выходит через два. Такие устройства часто используются для обвязки водонагревателей, в системах с установленными бойлерами, для распределения тепла на несколько помещений.

Ручной шаровой трехходовой кран

Материал корпуса

1. Латунь. Это наиболее популярный сплав металлов, который отличается надежностью и практичностью.
2. Сталь. Можно встретить гораздо реже. Характеризуется повышенной прочностью, но меньшей, нежели у латуни, долговечностью.
3. Чугун. В быту не используется. Применяется для монтажа промышленных систем обогрева, в которых трубы имеют диаметр более 40 мм.

По принципу управления

Трехходовой кран для домашнего отопления может различаться по способу управления:

1. Ручное управление. Изделия такого типа имеют поворотные ручки, которыми и осуществляется управление потоками теплоносителя. При повороте ручки изменяется пропорция подаваемой из разных линий воды. Недостатком таких механизмов является неравномерное и долгое прогревание отдаленных радиаторов. Такая арматура отличается простым устройством и невысокой стоимостью.

2. Автоматическое управление. Краны, управляемые автоматикой, позволяют обеспечивать обогрев помещений до нужной температуры без участия человека. Причем, обогрев становится более эффективным, радиаторы прогреваются равномерно, нет необходимости постоянно контролировать работу отопительного контура. Управление распределительным краном может осуществляться посредством сервопривода, а также с помощью гидродинамического или пневматического термостата. Ниже мы рассмотрим особенности каждого их таких устройств.

Трехходовой кран с электроприводом

В качестве управляющего элемента используется сервопривод, представляющий собой электрический двигатель. От блока электронного управления на сервопривод поступает команда, согласно которой двигатель изменяет положение шара или штока внутри устройства. Блок управления определяет температуру на выходе из клапана или вычисляет оптимальную настройку по температурам обратки и поступаемой из котла воды.

Трехходовой кран с сервоприводом

Разумеется, устанавливать трехходовой кран для системы отопления с электроприводом без наличия управляющего блока не имеет смысла.

Распределительный кран с терморегулятором

Такое устройство представляет собой кран с термоголовкой, в которую помещены газ или специальная жидкость. Данные компоненты реагируют на изменение температурных показателей окружающей среды. В результате колебаний температуры изменяется объем жидкости или газа, что приводит к автоматическому срабатыванию клапана.

При установке прибора требуется его тщательная настройка. Определяются предельные значения температуры, которые связываются с крайними положениями крана. Тем самым определяется рабочий диапазон, в пределах которого трехходовой кран для отопления с терморегулятором будет изменять температуру теплоносителя. С этой целью производится ручная регулировка давления в термоклапане.

Трехходовой кран для системы отопления с терморегулятором

Теплоноситель циркулирует через устройство до тех пор, пока его температура не изменится до установленного значения. Как только температура выйдет за эти пределы, пропорция смешивания холодной и горячей воды в кране изменится.

Преимущество крана с терморегулятором состоит в том, что для его работы не требуется наличие блока управления. Такие устройства работают автономно, а также обладают приемлемой стоимостью.

Виды по способу управления

Виды управления зависят от условий работы и назначения. Фиксирующие датчики тепловой магистрали передают команды контролерам, а те координируют действие поставщиков энергии.

Различают типы приводов:

• с терморегулятором;
• электропривод;
• пневматический;
• гидравлический.

Привод с ручной регулировкой встречается гораздо реже.

С ручным управлением

Клапан с ручным управлением 

Шток приводится в движение с помощью поворотной рукоятки или вентиля. Для удобства устанавливается управляющая панель, на которой нанесены отметки. Риски соответствуют определенным тепловым гидрорежимам.

• К положительным моментам относится:
• низкая стоимость ручного привода;
• непосредственный контроль показателей режима;
• возможность мгновенной смены порядка работы.

С терморегулятором

Клапан с термоголовкой позволяет регулировать потоки теплоносителя

Трехходовой кран для отопления оснащается термостатом, в котором присутствует жидкость или газ. Внутренняя среда реагирует на все изменения температуры потоков. Нагрев до заданных параметров приводит в действие систему поршней термоклапана и поступление горячего течения блокируется.

Трехходовые узлы с терморегулятором бывают механического действия или электронного. Механические работают автономно, а электронным требуется подключение электроэнергии или питания от батарейки. Недостаток второго вида компенсируется абсолютной автоматизацией. Электронное регулирование позволяет задавать изменение порядка отопления по дням недели, времени суток.

С электроприводом

Устанавливается электромагнит (соленоид) или применяется комбинационный сервопривод, смонтированный на электродвигателе с передаточным механизмом. Привод координируется измерителями температуры или давления, которые ставятся в обвязочном контуре. Узел сразу комплектуется сервоприводом или поставляется без него, что дает возможность оптимального выбора устройства для приведения в действие.

Учитываются технические характеристики по току, напряжению, мощности, способности к перегрузкам

Выбирают экономичный и надежный, без высоких расходов на эксплуатацию, обращают внимание на окружающие условия работы и требования безопасности

Гидравлические

Трехходовой клапан для отопления с терморегулятором снабжается термостатом, установленным внутри корпуса. Устройство работает по параметрам температуры воды на выходе, которые задаются в заводских условиях. Гидравлический привод включает корпус с мембраной в форме тарелки.

К положительным моментам использования относится невысокая цена. Отрицательной стороной считается потребность выбора гидропривода под температуру жидкости в тепловой магистрали. Вторым минусом является невозможность перемены нагревательного режима, установленного на заводе.

Пневматические

Пневмопривод автоматизирует работу распределительного клапана и применяется для дистанционного управления. Приводы представляют собой цилиндр с поршнем, который движется под действием сжатого воздуха.

Преимущества использования пневмоприводов:

• быстрое управление при изменении условий окружающей среды;
• простота конструкции и взаимозаменяемость;
• изменение усилия достигается простым ограничением напора воздуха в приводе.

Выбор крана

Правильный выбор трехходового крана зависит от его технических параметров, а также особенностей его монтажа и использования.

Прежде всего, следует учесть, какой диаметр изделия необходим для подключения к трубопроводу. Обычно он составляет 2-4 см в зависимости от системы отопления. Если подобрать устройство необходимого диаметра невозможно – применяются переходники.

Не менее важно знать объем рабочей среды, который каждый трубопровод сможет пропустить через себя на определенном временном отрезке. Наличие возможности установки привода с автоматизированным управлением

Данное свойство необходимо в случае выбора устройства для использования в системе «теплый пол» водяного типа

Наличие возможности установки привода с автоматизированным управлением. Данное свойство необходимо в случае выбора устройства для использования в системе «теплый пол» водяного типа.

Нелишне обратить внимание на основу, из которой изготовлено устройство. Лучшими считаются латунные краны, которые в меньшей степени подвержены коррозии

Независимо от того, на каком типе изделия вы остановились, стоит проверить работу затворного механизма, а также поверхность крана на отсутствие повреждений и следов ржавчины.

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.

Особенности установки и эксплуатации

В процессе монтажа и эксплуатации запорной арматуры важно учитывать особенности данного устройства

При установке следует обратить внимание на направление потока теплоносителя, при этом положение затвора роли не играет – оно может быть как горизонтальное, так и вертикальное. Направление потока тепловой массы должно соответствовать направлению стрелки, расположенной на корпусе крана

Места установки устройства должны обеспечивать надлежащие условия для ремонтных работ и техобслуживания.

Важно, чтобы вентиль был установлен в контурах отопления перед циркуляционным насосом. Если монтаж крана выполняется сварным способом, температура потока не должна превышать 100 градусов Цельсия на участках соединения изделия с переходниками

В процессе сварки необходимо предупредить попадание частиц окалины и прочих примесей на внутренние поверхности, это защитит механизм от заклинивания

Если монтаж крана выполняется сварным способом, температура потока не должна превышать 100 градусов Цельсия на участках соединения изделия с переходниками. В процессе сварки необходимо предупредить попадание частиц окалины и прочих примесей на внутренние поверхности, это защитит механизм от заклинивания.

Настройка работы крана выполняется путем изменения местоположения поворотного затвора таким образом, чтобы при надобности можно было совершать полные и смешанные потоки на выход. Данное условие дает возможность обеспечить оптимальную температуру тепловой массы во всех контурах отопления.

Трехходовое запорное устройство не подходит для конструкций и сетей с высоким внутренним давлением и для установки на трубы диаметром свыше 4 см.

Эксплуатация изделия требует строгого соответствия документации по использованию, если таковые отсутствуют, эксплуатация крана воспрещена.

Загрузка…

Управление трёхходовым клапаном | LAZY SMART

Трёхходовой клапан (кран) — устройство смешения или разделения потоков рабочей среды (жидкости или газа). В быту чаще всего он  используется в системах вентиляции, отопления, ГВС и тёплых полов. С помощью трёхходового крана можно плавно менять расход воды через теплообменник, регулируя тем самым температуру в системе.

Проще говоря, трёхходовой кран применяют тогда, когда нужно перераспределять поток рабочей среды, а не просто открывать или закрывать, как в случае с обычным краном. Это позволяет поддерживать постоянную циркуляцию в системе, улучшить теплосъём и оптимизировать работу отопительных приборов.

Принцип работы трёхходового клапана

Трёхходовые клапаны бывают двух видов: смесительные и разделительные.

Как понятно из названия, первые смешивают два потока, а вторые, наоборот разделяют один поток на два. При этом они имеют схожий принцип работы: внутренний клапан перекрывает два отверстия в определённой пропорции. В этой же пропорции смешиваются или разделяются потоки.

Трёхходовой клапан с электроприводом

Для того чтобы управлять трёхходовым краном автоматически, на него устанавливают электропривод, который позволяет позволяет поворачивать кран на необходимый угол.

Сигналы управления формирует интеллектуальное устройство (контроллер или регулятор), примеры которых будут рассмотрены ниже.

Привод крана может управляться напряжением 220 В или 24 В.

По типу сигнала управления различают два вида приводов трёхходовых клапанов:

• привод с импульсным управлением
• привод с управлением аналоговым сигналом 0-10 В или 4-20 мА

Привод трёхходового клапана с импульсным управлением

Этот тип привода управляется с помощью электрических импульсов разной длительности. Электронная плата привода имеет два дискретных входа, один из которых отвечает за закрытие, а другой — за открытие.

При подаче напряжения на один из дискретных входов клапан начинает открываться или закрываться( в зависимости от того, на какой вход подано напряжение), и делает это до тех пор, пока управляющее напряжение не будет «снято» со входа. Подача напряжения на другой вход приведёт к началу вращения привода в противоположном направлении.

Таким образом, чем дольше подавать управляющее напряжение на вход, тем на больший  угол привод успеет повернуть клапан. Подача на дискретные входы импульсов различной длительности позволяет открывать (или закрывать) клапан «по чуть-чуть». Полное время закрытия/открытия клапанов сильно различается и может составлять от нескольких секунд до нескольких минут.

Приводы с импульсным управлением чаще всего имеют датчик положения, для определения текущей степени открытия клапана.  Сигнал с этого датчика может использоваться в контроллере для улучшения качества управления или визуализации положения клапана.

Привод трёхходового крана с аналоговым управлением

Электроника такого привода «принимает» на вход унифицированный аналоговый сигнал. Это либо токовый сигнал 4-20 мА, либо сигнал напряжения 0-10 В, либо может управляться любым из этих сигналов.

Принцип управления в данном случае достаточно прост: чем больше ток управляющего сигнала в диапазоне от 4 до 20 мА — тем больше открыт клапан. При сигнале тока 4 мА, он будет полностью закрыт, а при 20 мА — полностью открыт.

С управляющим сигналом по напряжению (0-10 В) всё аналогично.

В таких приводах датчик положения не так важен, поскольку по значению поданного управляющего напряжения можно однозначно определить его положение.

Контроллер управления трёхходовым клапаном

Для того чтобы управлять трёхходовым клапаном по температуре в системе, используют интеллектуальное устройство (контроллер или регулятор).

Для примера рассмотрим систему отопления. В качестве регулятора возьмём «ТРМ12» компании «ОВЕН».

Датчик температуры измеряет температуру в помещении и передаёт показания на регулятор, который управляет трёхходовым клапаном.

Если клапан будет полностью открыт, вся горячая вода от котла потечёт через теплообменник (показано красным цветом на схеме) и мощность нагрева будет максимальной. При полностью закрытом клапане вода будет циркулировать по малому кругу (показан синим цветом) через теплообменник, постепенно остужаясь. При понижении температуры в помещении регулятор будет приоткрывать трёхходовой вентиль, подмешивая горячую воду от котла в поток теплоносителя, циркулирующий через радиатор.

В результате регулятор «подберёт» такое положение вентиля, при котором количество подмешиваемой горячей воды обеспечит заданную температуру в помещении.

ТРМ12 работает по принципу ПИД-регулятора (о нём можно почитать тут). Пользователь задаёт необходимое значение температуры в помещении с управляющей панели прибора. По текущему значению температуры, полученному от датчика, и заданию пользователя контроллер вычисляет, на сколько нужно открыть трёхходовой кран, и посылает управляющие импульсы необходимой длительности.

Для управления приводом клапана с аналоговым входным сигналом ТРМ12 не подходит. Вместо него можно выбрать, например ТРМ10. Вот его функциональная схема:

Как видите, этот регулятор имеет универсальный аналоговый выход (о-10 В или 4-20 мА).

---

Трехходовой клапан | Школа ремонта. Ремонт своими руками

Клапан трехходовой смесительный. Схемы и описания. Принцип работы.

Также мы рассмотрим схемы и клапаны, которые способны стабилизировать заданную температуру воды, как для отопления, так и для водоснабжения. Рассмотрим схемы для теплых водяных полов.

Регулирующий трехходовой клапан — это устройство, предназначенное для переключения или смешивания двух разных потоков в один общий поток. В принципе — это основная работа трехходового клапана.
Для чего это нужно?

А если по конкретнее?

В качестве регулирующего элемента в клапане, обычно, применяется либо шток специальной конструкции, который может двигаться в вертикальном направлении, либо шар, который может поворачиваться вокруг оси. При этом регулирующий элемент не осуществляет полное перекрытие клапана, а перераспределяет потоки жидкостей, тем самым производя их смешивание.

Имейте в виду, что на рынке продаются трехходовые клапаны, которые не способны стабилизировать выходную температуру. Это обычные краны, которые только меняют потоки, служат в качестве балансировочной настройки потоков. Перед тем как покупать убедитесь в функциональности данного клапана. Лучше по паспорту ознакомиться с характеристиками таких клапанов.
Пример обычных клапанов, не способных стабилизировать температуру:

Хотя такие клапаны часто ставят на смесительные узлы теплых полов. Также на такие клапаны могут быть установлены электроприводы для их регулирования в автоматическом режиме. Об этом подробнее:

Чертежная схема трехходового клапана:

Чтобы понять, как работает трехходовой клапан, разложим его на два балансировочных клапана:

Что такое балансировочный клапан Вы можете узнать здесь.

Чтобы проще было давайте назовем вход 1 — точкой 1 (Т1), вход 2 — точкой 2 (Т2), выход 3 — точкой 3 (Т3) и будем на схеме обозначать Т1, Т2, Т3. То есть:

А проходы в виде балансировочных клапанов назовем Б1 и Б2.
Рассмотрим график обычного трехходового клапана без температурной стабилизации:

При повороте рукоятки трехходового клапана на 50%, входные клапаны становятся равны друг другу. И смешивание происходит равномерно. Если рукоятку повернуть до 100%, то по графику видно, что в точке 1 клапан поджат на 100% и поток в этом направлении не идет.
Это был общий график для всех трехходовых клапанов без стабилизации температуры. А поворот рукоятки у каждой модификации свой, поэтому я выразился в процентном соотношении. Такой трехходовой клапан является обычным балансировочным клапаном. Так как производится настройка проходимого сечения между двумя потоками. То есть настраивается баланс между двумя входными потоками.

Трехходовой клапан с поддержкой заданного уровня температуры или с функцией термостата.

Давайте теперь рассмотрим трехходовой клапан с функцией поддержания заданной температуры.
Чтобы это понять рассмотри такую схему:

Очень важно понять, что каждая точка имеет свое предназначение:

Обычно у большинство трехходовых клапанов со стабильным поддержанием заданной температуры точки имеют неизменные входы Т1, Т2, Т3. Эти точки всегда конкретные. Бывают, конечно, исключения, но для начала Вы должны осознать этот момент, что путать точки между собой нельзя. В схеме эти точки имеют конкретное значение.
Когда вы научитесь понимать принцип работы трехходовых клапанов, Вы сами сможете механическим путем проверить правильность заданных точек, либо прочитать это в паспорте.
И так вернемся к данной схеме:

Здесь t°1, t°2, t°3, в кружочке это термометры, которые показывают температуру проходящей жидкости.

Q1, Q2, Q3, — это расходомеры, которые показывают количество проходящего объема воды в единицу времени.
Q3=Q1+Q2
То есть количество проходящей жидкости в точке 3 всегда равно сумме проходящей жидкости в точке 1 и в точке 2.
(t3*Q3) = (t1*Q1) + (t2*Q2)
Следовательно:
t3 = ((t1*Q1) + (t2*Q2))/Q3
График регулирующего трехходового клапана с функцией термостата:

График построен при условии: Заданная температура настроена на 40 градусов.
Далее график для проходного сечения входных точек:

При условии, что в точке 2 температура неизменна и равна 20 градусам.
На графике видно, что температура входящего потока в точке 1 перекрывает сечение так, чтобы стабилизировать температуру на выходе в точке 3. При достижении температуры 40 градусов в точке 1, начинает прикрываться проходное сечение точки 1, тем самым уменьшая расход горячей воды в точке 1. Но, и в тоже, самое время начинает открываться точка 2, которая впускает холодный поток. Далее уже при 60 градусах, происходит интенсивное перемешивание двух поток на 50%. Тем самым разбавляя горячую воду с холодной, на выходе в точке 3, и получаем стабилизированную температуру.

Как работает трехходовой клапан?

То есть в трехходовом клапане с термостатом имеется такой механизм, который чувствуя выходную температуру стремиться производить балансирующую настройку входных потоков с целью стабилизировать выходную температуру. Открывая поток больше либо для точки 1, либо для точки 2.
Для водоснабжения это дает возможность иметь постоянно одну заданную температуру воды для горячего водоснабжения. В то время как водонагреватель в себе имеет воду с постоянно изменяющейся температурой.
Для систем отопления, это дает возможность иметь в некоторых контурах постоянно заданную температуру циркуляции. Например, для питания теплых полов с заданной температурой, или например, для стабилизации выходной температуры от котла или в котел.

Вот, например, клапан трехходовой esbe с функцией термостата:

Важный момент!
Большинство клапанов с функцией термостата имеют одну неприятную особенность, это проходное сечение входных точек. Они, как правило, сильно заужены. Это говорит об их значительном местном гидравлическом сопротивление. Даже если резьба у них 1. Или внутренний проход трубки 25мм. У них проходное сечение от резьбы в 4 раза меньше, а то и больше. Для точки 2 вообще, проходное сечение еще меньше. Ну, это для клапанов, предназначенных для водоснабжения. Для водоснабжения, как правило, не нужен большой расход в точке 2. Поэтому в точке 2 проходное сечение, намного ниже. Но даже такой клапан, можно поставить на смесительный узел теплых полов. Но, по особой схеме подключения, о которой будет рассказано ниже.
Вообще этот клапан с термостатом является универсальным устройством. Его можно использовать как для водоснабжения, так и для отопления. Нужно только правильно подобрать параметры и правильно подключить. Об этом ниже.
Даже если Вам консультанты магазина говорят, что этот клапан нужен только для водоснабжения. Уверяю Вас, я знаю, как сделать так, чтобы и это устройство служило для отопления. Нужно соблюсти некоторые правила, о которых будет описано ниже.
Да и еще чуть не забыл!
На рынке существуют еще альтернативы трехходовым клапанам — это трехходовой термостатический клапан. Они их обзывают также, но несут в себе термостатический клапан. То есть, если посмотреть на схему, то выглядит это так:

В комплекте, должна быть термоголовка с выносным датчиком. Точка 2 и точка 3 — открыты постоянно. Регулируется только точка 1. Этот трехходовой клапан подойдет только для смесительного узла теплых полов. Если решитесь брать себе такой, то убедитесь, нет ли заужений в точке 2. Способен ли поток, проходящий из точки 2 в точку 3, пройти без значительного гидравлического сопротивления. Проверьте наличия проходимого сечения, нет ли там заужений. Если есть заужения, то примите это во внимания. И не стоит делать ставку на хороший проход в этих точках. Можно для смесительного узла сделать альтернативное кольцо циркуляции, о котором расскажу ниже.
Схема подключения трехходового клапана различны, но принцип работы для всех один.

Собираем схемы для водоснабжения.

Самая распространенная схема подключение трехходового клапана для стабилизации температуры воды — это:

Здесь обратные клапаны служат для того, чтобы не производить обратные потоки течения. То есть, чтобы из динамического перепада давления между холодной и горячей водой не происходило течение горячей воды в холодную и наоборот. Обычно это редкое явление и может его и не быть, но иногда случаются такие казусы.
О том, как работает обратный клапан, Вы можете узнать здесь.
Вот фото где смонтирована такая схема:

Регулирующая барашка спрятана под черной крышкой, которая снимается.
На сегодняшний день для водоснабжения существует пока одна распространенная схема для стабилизации температуры.

Собираем схемы, используя трехходовой клапан для отопления.

Для отопления существуют пока только три направления, где такой клапан необходим:

Рассмотрим схему. Трехходовой клапан для теплого пола:

Давайте обозначим сам смесительный блок:

Основная задача смесительного узла, сделать дополнительный контур с отдельным кольцом циркуляции. Поэтому у каждого смесительного блока имеются 4 точки. Два слева (С1, С2) это циркуляция для получение тепла по мере надобности. А два справа (С3, С4) это непосредственное соединение распределительного коллектора для питания отдельных контуров теплого пола. Таким образом, на выходе (С3, С4) имеется постоянная циркуляция теплоносителя. А на входе (С1, С2) происходит поток по мере надобности для поддержания температуры на заданном уровне.

Схема смесительного узла с трехходовым клапаном с функцией термостата:

Стрелками обозначены направления потоков.
У Вас возникнут два вопроса! Зачем нужна линия 2 и зачем нужен перепускной клапан?
По поводу перепускного клапана можно прочитать здесь.
Линия 2, нужна для того, чтобы увеличить расход насоса. Это сделано потому, что у большинства трехходовых клапанов имеются заужения в точке 2, которые создают гидравлическое сопротивления. Тем самым как не крути, а расход насоса будет маленьким, если не поставить линию 2. А если расход насоса будет маленьким, то Вы получите не экономическую систему. Насос будет работать на большую нагрузку, что ведет к дополнительному расходованию электроэнергии. Также Вы не сможете прокачать большое количество контуров (например, 6-8 контуров).
Если Вы найдете трехходовой клапан, имеющий хороший проход в точке 2, то можно не ставить линию 2.
Не бойтесь про линию 1. На линии 1 всегда будет идти поток, даже, если Вы поставите на линию 2, трубу с максимальным диаметром. Например, 32мм. Обязательно проход линии 2 должен быть выполнен из оригинального диаметра, что и подходы к насосу.
При уменьшении потока или расхода на линии 1 до критического, может возникнуть ситуация, когда притока тепла в смесительный узел будет не достаточно. И контура теплого пола могут быть не достаточно нагретыми.
Если такое получается, и полы не могут нагреться, то это происходит по причине, того что маленькая циркуляция между точками С1 и С2. И соответственно тепла приходит не достаточно.
По каким причинам это происходит:

Если Вы подозреваете, что на линии 1 происходит не достаточный поток, то можно, либо заузить линию 2, либо поставить на линию 2, балансировочный клапан.
Балансировочным клапаном, Вы сможете настроить более точнее поток через клапан.

Обычно расход на циркуляции (С1, С2) всегда меньше расхода на циркуляции (С3, С4). Поджимая балансировочный клапан вы увеличиваете расход через линию 1, тем самым увеличивая расход на циркуляции (С1, С2). А также увеличиваете нагрузку на насос. Главное добиться хорошего баланса, между благоприятной нагрузкой на насос и циркуляции между (С1, С2).
Существует и такая схема:

Данная схема позволяет избавиться от балансировочного клапана. Только насос уже стоит за место линии 2. Имейте в виду, что при такой схеме выходной поток из смесительного узла будет равен температуре на вход к теплым полам. То есть точки С2 и С3 будут одинаковыми по температуре. Обратите внимание, что С3 и С4 поменял местами. То есть на данной схеме точка C3 внизу, а точка С4 наверху.
Вы можете, конечно, с экономить на материалах, и сделать теплый пол обычным трехходовым балансировочным клапаном, как на схеме:

К тому же обычные трехходовые балансировочные клапаны имеют хороший проход, что позволяет не использовать дополнительную линию 2.
Но согласитесь, с поддержанием заданной температуры куда надежней для системы теплого пола.
Давайте рассмотрим схему, как подключить другой трехходовой клапан с термостатическим клапаном, у которого есть термоголовка с выносным датчиком.

Выносной датчик прикладывается к подающему трубопроводу точки С3. На данной схеме вход точки 2 можно заглушить, так как она при выносном датчике совсем не играет роли. Данная схема может быть заменена двухходовым термостатическим клапаном:

Существуют, конечно, еще всякие модификации схем, но мы их рассматривать не будем, так как другие схемы, которые я видел, меня не впечатлили особым функционалом в полезности их действия.
Ну ладно пару схем покажу, которые мне не особо нравятся:

Как можно использовать трехходовой клапан с термостатом для одного контура?

К примеру, возьмем ситуацию: У Вас в частном доме имеется одно маленькое место, где Вы хотите сделать теплый водяной пол. Например, это ванная комната. Чтобы не городить сверхтяжелый смесительный узел, вы можете сделать теплый пол всего из одного контура. Вот схема:

Есть некоторые условия! Длинна трубы, не должна превышать 30-40 метров. Все зависит от загруженности вашей системы контурами. Превысив длину трубы, Вы получите слишком большое гидравлическое сопротивление и жидкость в трубе просто будет очень слабо бежать. Трехходовой клапан с термостатом, нужно ставить на обратный остывший трубопровод. По направлению как указано на схеме. Поток идет от точки 1 к точке 3. Точка 2 глушится и остается свободной. Таким образом, получается автоматическая регуляция температуры теплого пола. Остывший термостат пытается открывать поток, тем самым увеличивая расход, а когда приходит горячий поток, то это означает, что труба нагрета и поток прикрывается, тем самым уменьшая расход.
Но, если у вас большая площадь пола, то можно сделать параллельно два одинаковых контура по длине не превышающих 30-40 метров. Очень важно сделать два одинаковых контура по длине, чтобы они имели одинаковое гидравлическое сопротивление. Тогда жидкость по обоим контурам будет протекать равномерно:

Трехходовой клапан для котла.

Ну и напоследок покажу, как соединить котел для того, чтобы на входящий трубопровод котла не входил холодный поток. А для чего это надо? Спросите Вы меня!
И я отвечу! Для того, чтобы не образовывался конденсат на входящем трубопроводе и не было больших перепадов температур, которые способны привести к деформации трубопровода на местах соединения.
Вот схема:

Обычно по такой схеме подключают твердотопливные котлы, где температура может колебаться от 50 до 90 градусов. По такой схеме выполняется условие, при котором на вход котла не может попасть температура ниже 50 градусов. Это дает маленький перепад температур, при котором меньше возникает конденсата и перегрузки по температурному воздействию.
Конденсат не желателен, так как он разрушает железные трубы. То есть трубы могут зарастать ржавчиной и быстро войти в негодное состояние. Трубы при конденсате быстро ржавеют.
Обычно такую схему ставят на твердотопливные котлы большой мощности от 30кВт.
Да и еще на рынке существуют трехходовые клапаны для больших расходов. Например, существует трехходовой клапан с электроприводом. Обычно в таких клапанах хорошая проходимость и хороший расход.
Подробнее: Трехходовой клапан с электроприводом ESBE
Также, если у вас стоит твердотопливный котел, и имеются пластиковые трубы, то в таких схемах рекомендуется ставить трехходовой клапан, с целью устранить попадания в пластиковые трубы высокой температуры, дабы сберечь трубы от разрушения. Для пластиковых труб температура 85 градусов и выше пагубно действует. Поэтому не рекомендуется превышать 85 градусов. А лучше термостат настроить на 75 градусов.
Вот схема, которая препятствует проходу высокой температуры от котла в систему с пластиковыми трубами:

Про гидрострелку будет описано в других статьях, скажу лишь, что гидрострелка, необходима для разделения потоков при возможности передачи тепла. То есть гидрастрела около себя образует два циркуляционных кольца, которые перемешиваться друг с другом.
Для этой схемы не подойдут клапаны с функцией термостата, так как они имеют очень маленький проход сечения. Имейте ввиду! Может Вы, и найдете клапаны с хорошей проходимостью. Но я так на всякий случай Вас предупреждаю. Чтобы Вы обратили внимание на хороший проход в этих клапанах, чтобы расход в системе отопления был достаточным.
А так, Вы, конечно, сможете найти клапаны с большим расходом. Но обязательно при покупке спрашивайте и изучайте характеристики клапанов по графикам расходов. Чтобы не возникли те самые заужения, которые будут уменьшать расход системы отопления.
О том, как сделать теплые водяные полы можно прочитать здесь.
На этом мы закончим. Надеюсь, данная статья помогла Вам понять принцип работы этих клапанов. А дальше Вы уже сами сможете подбирать клапаны для вашей конкретной цели.
Схема подключения трехходового клапана уже для Вас известна. Подбор трехходового клапана по характеристикам уже ложится на ваши плечи. Я надеюсь, что кто-то и сам сможет производить монтаж трехходового клапана. Так как установка трехходового клапана не таит в себе чудо секретов. Достаточно намотать его на лен или ленту фум и прикрутить к трубопроводу как указано на схемах.
Главное понять физику течений жидкости, а остальное приложится опытом!

Схема и подключение трехходового регулирующего клапана

Трехходовой клапан – сантехнический фитинг из линейки продвинутых составляющих трубопровода, предназначенный не для простого соединения труб, а для регуляции состояния носителя, его смешения или разделения.

Трехходовой клапан из латуни

Трехходовой клапан отличается от обычного, поэтому и задачи для него ставят несколько иные. О них сейчас и поговорим.

Cодержание статьи

Особенности и назначение

Обычный муфтовый клапан – это устройство для соединения труб с возможностью контроля потока носителя. В клапане, как правило, есть запорный элемент или регулирующий механизм.

Запорный элемент может быть шаровыми или золотниковыми. Помимо клапанов в сантехнике присутствует такая разновидность как вентиль, со схожими свойствами, но большими возможностями в плане регулировки.

Стандартные клапаны называют двухходовыми, потому что у них есть два входа. Это привычные нам муфтовые краны с улучшенной системой контроля за состоянием потока.

Трехходовой клапан несколько иной. У него есть три входа (из них два принимают жидкость и один выпускает, или наоборот), поэтому он во многом напоминает тройник с установленным на нем краном.

Стандартный муфтовы резьбовой клапан трехходового типа

Тройник этот, не просто соединяет трубы, он становится своего рода переходником, регулятором потока. Его возможности куда шире, но они зависят от того, как и где осуществляется его подключение. Важна и схема трехходового вентиля, она влияет на его возможности. Одни фитинги способны выполнять распределительные функции, другие – смесительные. Третьи вообще сочетают свои функции с реализацией запорных механизмов.

Применяется трехходовой клапан в сантехнике. Преимущественно подключение трехходового клапана осуществляется в системах отопления, где нужно следить с качеством и температурой потока, регулировать его состояние и т.д.

Также трехходовой клапан удобен при распределении потоков в сантехнических трубопроводах водоснабжения. Простейший такой образец – смеситель Esbe. Без смесителей нам пришлось бы очень туго, ведь именно они смешивают воду, давая нам возможность пользоваться благами цивилизации без каких-либо усилий.

А между тем стандартный смеситель на водопроводном кране – суть тот же трехходовой клапан, только с немного измененной схемой.

Основные разновидности

Рассматривая трехходовой клапан или вентиль как рабочую деталь, нужно учесть множество его подвидов, с разными предназначениями.

Один и тот же вентиль в разных исполнениях будет выполнять разные задачи. Подвидов такой продукции хватает, но мы рассмотрим здесь только несколько самых популярных. Схема и у каждого из них своя.

Встречаются трехходовые фитинги:

• запорные;
• регулирующие;
• разделительные;
• смесительные.

Схема, которой оборудован запорный фитинг, очень проста. Запорный элемент устанавливается в сердцевине. Он может находиться в нескольких положениях.

Простейшие модели переправляют поток в один из выходов. Продвинутым моделям схема сборки позволяет полностью перекрыть поток, а также осуществлять некоторые регулировочные операции.

Схема базового запорного элемента работает за счет установки внутри шарового механизма.

Конструкция простого трехходового клапана

Регулирующие образцы, как уже понятно из названия, регулируют поток, позволяют распределить его так, чтобы на разных выходах количество носителя отличалось. Всю регулировку осуществляет автоматика или ручной вентиль.

Разделительные клапана работают по схожей процедуре, только они разделяют поток, в зависимости от конкретных направлений.

Схема смесительных клапанов отличается еще сильнее. Они принимают на вход две трубы, как правило, с носителями разной температуры и смешивают их в один. Смешивание может быть неравномерным. Вспомните тот же смеситель на водопроводном кране. Вкручивая вентиль, вы вольны усилить или ослабить подачу воды из той или иной ветки.

Результатом является вода комфортной температуры. Со смесительными трехходовыми клапанами схема почти та же. Только здесь вентиль будет один, либо он отсутствует вовсе, полностью заменяясь электроникой.

Автоматика или ручной контроль?

Трехходовые образцы клапанов преимущественно прячут в глубинах трубопроводных коммуникаций. Они стоят на разных трубах и выполняют разные задачи.

Одна из самых распространенных – регулировка и смешение потока в отопительных трубопроводах частного назначения. Клапана ставят на пересечениях труб подачи и обратки, дабы избежать лишних действий в процессе поддержки температуры теплового носителя.

Сантехники и инженеры давно уяснили, что делать всю свою продукцию полностью ручной – значит добавлять себе лишних проблем.

Взять для примера тот же смеситель на трубах отопления. Если поставить электромагнитный клапан с датчиками, то все что от вас потребуется в дальнейшем – просто настроить его и обслуживать время от времени.

С ручными образцами мороки гораздо больше. Не будете же вы каждый раз бегать к переключателю, чтобы выбрать одно из положений. Это как минимум, непрактично.

Электромагнитные клапаны

Для решения подобных задач были придуманы автоматические клапаны. Самый популярный образец – электромагнитный. Электромагнитный клапан называется так, потому что на нем смонтирован электромагнитный соленоидный привод.

Автоматический трехходовой клапан

За счет действия магнитных сил в сочетании с работой приводов и датчиков электромагнитный образец превращает контроль за состоянием системы в несколько базовых операций, повторяющихся с интервалом в несколько месяцев.

Электромагнитный клапан – не единственный в своем роде. Есть и другие решения. Почти все они работают благодаря современной электронике и оборудованы датчиками. Эти устройства подсоединяют к единому узлу автоматического контроля, настраивают рабочие параметры и оставляют работать.

Что касается промышленных трубопроводов, то с ними ситуация несколько иная. При всей той простоте и удобстве что дают нам автоматические трехходовые фитинги, оставлять их без присмотра на крупных предприятиях нельзя. Поэтому для контроля над стабильностью назначают оператора.

Подсоединение электромагнитного клапана (видео)

Способы соединения

Подключение рассматриваемого оборудования напрямую зависит от того, какой тип клапана мы выбрали. Если рассматривается фланцевый образец, то у него будет один алгоритм, если резьбовой – то другой.

По типу подключения или соединения клапан делят на:

1. Фланцевый.
2. Приварной.
3. Резьбовой.

Фланцевый клапан закупается для промышленных или центральных гражданских трубопроводов. Фланцевый тип соединения функционирует благодаря работе фланцев. Фланцевый фитинг оборудован фланцевыми пластинами на каждом из выходов.

Трехходовые клапана с автоматическим приводом и фланцами

При этом трубам, на которые кран следует монтировать, тоже нужно оборудовать фланцевый выход. Самое подключение происходит в процессе привинчивания болтов в ответных фланцах. Повозиться с ними придется порядочно, особенно если торцы труб к фланцам не готовы, зато позже фитинг можно быстро снять, заменить на другой, отремонтировать и т.д.

Приварной тип подключения знаком всем. Приварные детали оборудованы гладкими торцами. Сейчас используются редко, в виду невозможности сделать что-то с клапаном после установки.

Резьбовые считаются популярнее, особенно если они оборудованы качественными компрессионными зажимами.

В бытовых условиях, предпочтение отдают резьбовым образцам, их подключение осуществляется по простой и достаточно быстрой процедуре. В промышленности отдают предпочтение фланцевым моделям.

Как работают трехходовые клапаны и сервоприводы

Оглавление статьи

Привет всем читателям этого блога! В данной статье будут обсуждаться трехходовые клапаны и сервоприводы. Написана статья на уровне ликбеза, поэтому специалистов попрошу громко не смеяться над обсуждаемыми здесь вопросами. Начнем обсуждение с трехходовых клапанов, а потом перейдем к сервоприводам. Переходим к делу.

Что такое трехходовой клапан и зачем он нужен?

Из названия трехходового клапана понятно, что он имеет три резьбовых или фланцевых соединения. Существуют два вида таких клапанов:

• Термосмесительные — применяются для организации подмеса холодного теплоносителя из «обратки» к горячему теплоносителю «подачи». Используется это в водяных теплых полах, тепловых узлах зданий и для защиты теплообменников котлов. Такие «трехходовики» отличаются по диаметру резьбового соединения и диапазону регулировки температуры.
• Переключатели потока — они изменяют направление течения теплоносителя, а точнее сказать они меняют контур, по которому он протекает. Так, например, переключатели потока широко используются для подключения бойлеров косвенного нагрева к отопительным котлам. В такой схеме трехходовой клапан через сервопривод подключен к термостату бойлера и при достижении пороговой температуры происходит переключение клапана и включение загрузочного насоса. После этого горячий теплоноситель начинает течь через теплообменник бойлера и нагревать воду внутри него.

Если вам интересно, то есть отдельная статья о бойлерах косвенного нагрева и схемах его подключения. Читайте и расширяйте свой кругозор.

Внутреннее устройство трехходовых клапанов.

Теперь давайте рассмотрим техническое устройство трехходовых клапанов. Начнем по порядку с устройства термосмесительного клапана. Для того, чтобы иметь наглядное представление о его внутреннем строении, посмотрите на следующий рисунок:

1.  Маховичок клапана.
2. Вход горячей воды.
3. Термочувствительный элемент.
4. Выход смешанной воды.
5. Вход холодной воды.

 

 

Термочувствительный элемент расширяется или сжимается в зависимости от температуры. Это позволяет выдерживать определенную температуру на выходе подмеса (4). Колебания температуры обычно лежат в пределах двух или трех градусов в зависимости от разности давлений горячей и холодной воды. Наличие в термосмесительном клапане накипи также уменьшает точность его регулировки. Температура воды на выходе клапана может быть задана жестко при изготовлении клапана, либо может изменяться в некоторых пределах. Делается это при помощи вращения регулировочного колеса.

Теперь перейдем к рассмотрению другого вида клапанов — переключателей направления потока. Собственно, такие клапаны могут работать и как смесительные, но управляются они при помощи ручной настройки или сервопривода. Для большей наглядности смотрите рисунок ниже:

По сути своей такой клапан — шаровой кран, у которого отверстия в шаре не находятся на одной линии, а сделаны под прямым углом друг к другу. Для полного переключения потока необходим поворот шара на 90°. Давайте посмотрим вид такого клапана сверху:

Угловая шкала указывает на то в каком положении находится шар внутри клапана. Как я уже говорил, чаще всего такие клапана используют для подключения бойлера косвенного нагрева к котлу. Схема подключения будет выглядеть следующим образом:

В этой схеме теплоноситель будет циркулировать либо через теплообменник бойлера, либо через радиаторы отопления. Сервопривод клапана будет управляться термостатом бойлера. Теперь давайте поговорим о наиболее важных технических характеристиках таких клапанов:

• Диаметр подключения — диаметр резьбы в дюймах.
• Рабочая температура — температура теплоносителя, при которой клапан отработает весь срок эксплуатации.
• Материал корпуса и уплотнений — чаще всего, такие клапаны изготавливаются из латуни, а в качестве уплотнений может быть использован эластомер (резина) типа EPDM.
• Номинальный поток — измеряется в кубических метрах за час и определяет предел пропускной способности клапана. Номинальный поток прямо пропорционален диаметру подключения клапана.
• Рабочая среда — этот параметр определяет то, в какой среде может работать данный узел. Например, это может быть только вода, либо растворы гликолей (антифризов для отопления).

Давайте двигаться дальше, следующая остановка — сервопривод!

Что такое сервопривод и как он устроен?

Давайте начнем с определения. Сервопривод — это электродвигаетль, управляемый через отрицательную обратную связь. В данном случае отрицательной обратной связью будет датчик угла поворота вала, который прекращает движение вала при достижении нужного угла. Чтобы наглядно себе представлять сервопривод, смотрите ниже на картинку:

Внутреннее устройство сервопривода.

Как обычно, для наглядности рассмотрим устройство сервопривода по рисунку:

Как видно, внутри сервопривода расположены следующие составные части:

• Электрический мотор.
• Редуктор, состоящий из нескольких шестеренок.
• Выходной вал, которым привод вращает клапан или другое устройство.
• Потенциометр — эта та самая отрицательная обратная связь, с помощью которой осуществляется управление углом поворота вала.
• Управляющая электроника, которая расположена на печатной плате.
• Провод, по которому подводятся напряжение питания (220 или 24 В) и управляющий сигнал.

Управляющий сигнал сервопривода.

Давайте теперь подробно остановимся на управляющем сигнале. Сервопривод управляется импульсным сигналом с изменяемой шириной импульса. Для тех, кто не знает о чем идет речь привожу еще одну картинку:

То есть ширина импульса (по времени) определяет величину угла поворота  вала. Настройка таких управляющих сигналов дело нетривиальное и зависит от конкретного привода. Количество управляющих сигналов зависит от того, сколько положений может занимать выходной вал. Сервопривод может быть двухпозиционным (2 управляющих сигнала), трехпозиционным (3 управляющих сигнала) и так далее.

Заключение статьи.

В этой статье я рассмотрел (очень кратко) трехходовые клапана и сервоприводы. Главное для чего они нужны — автоматизация управления инженерными сетями (водоснабжением, отоплением и так далее). Они стоят дорого и во многих случаях без них можно обойтись, но все же есть случаи когда без них не обойтись, например при описанной выше схеме подключения бойлера. На этом все, пишите свои вопросы в комментариях и нажимайте кнопки социальных сетей.