Трехходовой клапан для отопления: устройство, разновидности, особенности

Варианты рабочих схем подключения

Отопительные системы отличаются большим разнообразием и наличие обратного клапана обязательно далеко не во всех. Рассмотрим несколько случаев, когда его монтаж необходим. Прежде всего, обратный клапан обязательно устанавливается на каждый из отдельных контуров в схеме закрытого типа при условии, что они оборудованы циркуляционными насосами.

Некоторые умельцы настойчиво рекомендуют установить обратный клапан пружинного типа перед входным патрубком единственного в одноконтурной системе циркуляционного насоса. Они мотивируют свой совет тем, что так насосное оборудование можно защитить от гидроударов.

Это ни в коей мере не соответствует действительности. Во-первых, монтаж обратного клапана в одноконтурной системе вряд ли оправдан. Во-вторых, его всегда устанавливают после циркуляционного насоса, иначе использование устройства теряет всякий смысл.

Если в схему отопления включено два или больше котлов, возникновение паразитарных потоков неизбежно. Поэтому подключение обратного клапана обязательно

Для многоконтурных систем наличие запорного устройства обратного действия жизненно необходимо. Например, когда для отопления используются два котла, электрический и твердотопливный, или любые другие.

При отключении одного из циркуляционных насосов давление в трубопроводе неизбежно изменится и появится так называемый паразитарный поток, который двинется по малому кругу, что грозит неприятностями. Здесь без запорной арматуры обойтись невозможно.

Похожая ситуация возникает и при использовании бойлера косвенного нагрева. Особенно при наличии у оборудования отдельного насоса, если отсутствуют буферная емкость, гидрострелка или распределительная гребенка.

Здесь тоже велика вероятность возникновения паразитарного потока, для отсечения которого необходим обратный клапан, применяемый именно для обустройства ветки с бойлером.

Обязательно использование запорной арматуры и в системах с байпасом. Такие схемы обычно используются при переделке схемы с гравитационной циркуляции жидкости на принудительную.

В этом случае клапан ставится на байпас параллельно циркуляционному насосному оборудованию. Предполагается, что основным режимом работы будет принудительный. Но при отключении насоса из-за отсутствия электроэнергии или поломки система автоматически перейдет на естественную циркуляцию.

При обустройстве байпасных узлов для отопительных схем использование обратных клапанов считается обязательным. На рисунке представлен один из возможных вариантов подключения байпаса

Это произойдет следующим образом: насос прекращает подавать теплоноситель, исполнительный узел обратного клапана перестает испытывать давление и закрывается.

Затем возобновляется конвекционное движение жидкости по основной линии. Этот процесс будет длиться до тех пор, пока не заработает насос. Кроме того, специалисты предлагают ставить обратный клапан и на трубопровод подпитки. Это необязательно, но крайне желательно, поскольку позволяет избежать опустошения отопительной системы по самым разным причинам.

Например, владелец открыл кран на трубопроводе подпитки, чтобы увеличить давление в системе. Если по неприятному стечению обстоятельств в этот момент водоснабжение перекрыто, теплоноситель попросту выдавит остатки холодной воды и уйдет в трубопровод. В результате отопительная система останется без жидкости, давление в ней резко упадет и котел остановится.

В описанных выше схемах важно использовать правильно выбранные клапаны. Для отсечения паразитарных потоков между соседними контурами целесообразно устанавливать дисковые или лепестковые устройства. При этом гидравлическое сопротивление будет меньшим у последнего варианта, что нужно учесть при выборе

При этом гидравлическое сопротивление будет меньшим у последнего варианта, что нужно учесть при выборе.

В отопительных системах с естественной циркуляцией теплоносителя использование пружинных обратных клапанов нецелесообразно. Здесь могут быть установлены только лепестковые поворотные устройства

Для обустройства байпасного узла предпочтительнее выбирать шаровой клапан. Это обусловлено тем, что он дает практически нулевое сопротивление. На подпиточный трубопровод можно установить клапан дискового типа. Это должна быть модель, рассчитанная на довольно высокое рабочее давление.

Таким образом, обратный клапан может быть установлен не во всех отопительных системах. Он обязательно используется при обустройстве байпасов всех типов для котлов и радиаторов, а также в точках разветвления трубопроводов.

Как работает клапан и для чего он нужен

Стремление к экономии энергоресурсов приводит к созданию всё новых видов оборудования, которое позволяет решать эту задачу. По своей конструкции трёхходовые клапаны объединяют в себе пару двухходовых устройств. Однако они не перекрывают течение теплоносителя, а выполняют функцию регулировки интенсивности водного потока для достижения нужного температурного режима.

У трехходового клапана бывают внешне различные конфигурации и разные типы приводов, но задача одна: смешать два потока воды разной температуры в один поток с установленным температурным уровнем. Жидкость при этом будет перемещаться от одного патрубка к другому, пока температура не дойдёт до необходимой величины. После этого привод будет поэтапно впускать теплоноситель из третьего патрубка для поддержания температуры требуемого температурного уровня. Поэтому и называют его «трёхходовой клапан», так как все действия происходят в три шага.

Главное назначение трехходового смесительного клапана для котла — стабильное поддержание в помещении комфортного теплового баланса. При этом такая задача решается не путём уменьшения температуры теплоносителя, а путём изменения количества жидкости. Это особенно актуально в случаях, когда температуру теплоносителя другим путём понизить невозможно. Несмотря на то, что устройство выполняет такую сложную задачу, по своей конструкции оно достаточно простое.

Что такое трехходовой клапан и для чего он необходим в системе обогрева

Установка данного устройства оправдана там, где отопительная система учитывает разбитие циркуляционного потока на 2 контура, выделяющиеся типом режима – постоянный и переменный. Постоянный режим очень часто применяется для использования в тех приборах, в которые нужно подавать качественный тепловой носитель в конкретном объеме в течении всего времени. Переменный же поток предназначается для тех потребителей, которым качественный показатель носителя тепла не важен. Для них основное, в первую очередь, строгое его кол-во, по которому и выполняется регулировка подачи.

Среди арматуры запорной существует и еще одна разновидность, которая исполняет аналогичные функции, но считается двухходовой. Но трехходовой клапан не прекращает работу абсолютно по другому. Его конструкция такая, что она не в состоянии закрыть контур, для которого важен постоянный гидравлический режим. Он всегда будет в открытом состоянии, и настроен собственно на необходимый объем носителя тепла. Значит, приборы-потребители всегда будут удовлетворены и в качественном и в количественном показателе подаваемого объема.

Трехходовой клапан не в состоянии закрыть поступление носителя тепла на тот контур, где важен постоянный поток. Этим он и разнится от двухходового. А вот с перекрытием переменного справляется очень удачно. Это дает способность регулировать как напор, так и расход носителя тепла. Кстати, от двухходовых клапанов тоже можно достичь того же эффекта, если два устройства объединить в одной конструкции. При этом, их необходимо настроить на реверсивную работу: когда закрывается один, открывается второй.

Какие трехходовые клапаны бывают

Эту запорную арматуру делят по принципу действия на разделительные и смесительные. Уже само наименование объясняет принцип их действия и чем они разнятся. Смесительный имеет один выход и два входа, благодаря чему он качественно смешивает два самых разных потока. Это, к примеру, нужно для уменьшения температуры носителя тепла для конкретных потребителей. К примеру, для полов с подогревом: в них вода должны подаваться при температуре не больше 65 градусов, в то время как в батареи отопления ее температура намного выше.

Чтобы качественно настроить подачу носителя тепла на потребителя с необходимой температурой, важно знать ее показатель на двоих потоках, высчитать пропорции смешивания и настроить клапан. Так мы приобретаем нужный режим температур. Трехходовой клапан разделительного действия ведет себя с точностью до наоборот

Его назначение – делить ключевой поток на 2 вторичных. В собственной конструкции он имеет всего один вход, зато – два выхода. Он используется очень часто при горячем водоснабжении, обеспечивая равноценное по количеству и качеству поступление горячей воды к потребителю. Также профессионалы его используют и для воздухонагревателей

Трехходовой клапан разделительного действия ведет себя с точностью до наоборот. Его назначение – делить ключевой поток на 2 вторичных. В собственной конструкции он имеет всего один вход, зато – два выхода. Он используется очень часто при горячем водоснабжении, обеспечивая равноценное по количеству и качеству поступление горячей воды к потребителю. Также профессионалы его используют и для воздухонагревателей.

Две разновидности трехходовых клапанов снаружи никак не выделяются. Но, если взглянуть на них в разрезе, то разница будет объяснима. В устройстве смесительного действия поставлен один шаровой клапан на штоке, который находится строго по самому центру и закрывает главный проход. А разделительный имеет два шаровых клапана, которые находятся на выводных патрубках. Когда первый закрывает один отрезок трубы, второй отрывает другой.

Как управляется трехходовой клапан

Как и каждая арматура запорного типа, трехходовой клапан, необходимый для определенной системы, рассчитывают по диаметру трубы, подводящей тепловой носитель, и по давлению в системе. Для того, чтобы провести сертификацию системы обогрева, есть конкретные Нормы по данным устройствам. И отклонение от них является грубым нарушением

Особое внимание уделяют несоответствию внутреннего давления отопительных систем и клапана

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:

Котел;
Четырехходовый термостатический смеситель;
Предохранительный клапан;
Редукционный вентиль;
Фильтр;
Шаровой кран;
Насос;
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

Общие принципы регулировки

Смесительные трехходовые клапаны в зависимости от вида механизма управления разделяют на несколько типов:

Стандартные. Регулировка в таких устройствах осуществляется за счет расширения теплоносителя в трубопроводе. Жидкость в системе нагревается до максимальных показателей и происходит давление на запорную часть в клапане преграждающую доступ холодной воды. В результате створка открывается, и охлажденный поток смешивается с горячим теплоносителем. Точность рабочего процесса у таких изделий не высокая.
С термоголовкой. В конструкцию трехходового вентиля входит термическая головка, которая оснащена специальным чувствительным элементом, который реагирует не только на температуру жидкости в системе а и на показатели нагрева воздушных масс.
Электрические. В клапанах с электроприводом команды подаются контролером, который приводит в действие термодатчики без дополнительных приспособлений.
Электронные. Регулировка температурного режима таким клапаном выполняется благодаря встроенному электромотору и контролирующему устройству, оснащенному термометрами.

Наиболее распространенными являются смесительные клапаны с термической головкой. Они оснащены датчиком и не требуют дополнительного подключения к электрической сети. При этом устройство отличается точностью и износостойкостью. Стандартные вентили устанавливаются в случае подачи воды в систему с постоянным температурным режимом.

Как выбрать клапан для теплого пола

Популярность водяных полов, которые все чаще применяются для обогрева частных домов и загородных коттеджей, дала толчок к появлению на рынке огромного выбора моделей. Но тут встает вопрос, какой именно трехходовой кран установить на теплый пол, какого производителя предпочесть. Ведь изобилие товаров усложняет покупку. При подборе устройства эксперты рекомендуют заранее определиться с тем, какого типа прибор необходим — двух- или трехходовой. Затем выбрать производителя:

Valtec. Компания представляет на рынке товары российско-итальянского производства. Их основное преимущество — бюджетная цена при отличных физико-технических качествах. На купленный трехходовой кран для теплого пола с терморегулятором производитель дает 7-летнюю гарантию. Продукция снабжается сертификатами качества, техническим паспортом, рекомендационным листом по установке и гарантийным талоном.
Esbe. Шведская компания предлагает высококачественные краны для теплого пола, выполненные из инновационных материалов. Устройства максимально устойчивы к эксплуатационным условиям, надежны и внешне привлекательные. При покупке шведских приборов рекомендуют внимательно отнестись к техническим характеристикам оборудования. Есть небольшая вероятность несовпадения параметров. Краны поставляются с сертификатами и гарантийными талонами, эксплуатационный срок свыше 5 лет.

Honeywell. Высокой технологичностью и отличным дизайном отличается термостатический смесительный клапан для теплого пола американской фирмы Ханивел. Главные преимущества ее товаров — практичность и упрощенный монтаж. Конструкция разработана таким образом, что максимально облегчить установку оборудования. Ошибки исключены. Компания гордится своими инновационными разработками, которые внедряет при изготовлении приборов. Так они становятся более эффективными и надежными, но при этом и более дорогостоящими.

У перечисленных производителей потребители покупают трехходовые клапаны на теплый пол уже проверенные временем. Но не стоит надеяться только на качество оборудования, ведь даже самый устойчивый и надежный прибор не сможет защитить систему, если установлен некорректно. При этом выбор должен опираться еще и на пропускную способность агрегата. Этот параметр стоит уточнить в технической документации к оборудованию. При проектировании системы вспомогательного прогрева воздушных масс снизу помещения обязательно просчитывается ее мощность, пропускная способность, потери тепла и т.д.

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.

Принцип работы трехходового клапана

Чаще всего используются золотниковые клапаны с ручной регулировкой

Усилие от приводного устройства подается на затвор, включающий седло и плунжер. Поршень перекрывает часть прохода, что ведет к снижению потока через клапан. Увеличивается скорость течения, а статическое давление в трубопроводе снижается. Плунжер размещается в седле при полном закрывании, и поток теплоносителя перекрывается, напор воды после клапана отсутствует.

Выпускаются односедельные и двухседельные клапаны, при этом поршень бывает стержневым, игольчатым или тарельчатого вида. Двухседельные используются чаще по причине хорошей уравновешенности затвора и эффективной герметичности. Их применяют для изменения давления до 6,3 мПа в магистралях диаметром до 300 мм.

Принцип действия трехходового крана для отопления клеточного действия заключается в том, что седло одновременно служит направляющим устройством (клеткой) и местом фиксации полого затвора при закрытии. Расход среды регулируется за счет перфорации в стенках клетки.

Мембранные клапаны используют в работе вынесенные или встроенные гидро- или электроприводы. В случае отдельного привода усилие поступает на штоковую опору через мембрану, затем на регулирующее звено. После снижения давления перепонка возвращается в первоначальную позицию. При встроенном приводе расход воды координируется перекрытием отверстия в мембране.

В золотниковых трехходовых кранах расход теплоносителя регулируется поворотом подвижного элемента на определенный угол. Модули используются в качестве регулирующих устройств.

Конструктивные особенности

В общем виде регулировочные краны для радиаторов отопления состоят из трех элементов. Это наружный герметичный корпус из металла, затвор с проходными каналами, отличающимися по показателю внутреннего сечения и патрубки. При этом в зависимости от спецификации регулировочный кран на радиатор отопления может отличаться по некоторым критериям.

Они подразумевают специфические характеристики, которые варьируются в зависимости от модели крана, это:

механика затвора (сальниковая или натяжная);
форма заглушки (встречается S-, L- и Т-образная форма);
тип затвора (шаровидный, цилиндрический или конусный);
принцип подсоединения к контуру (муфтовый, фланцевый, сварной, штуцерный и пр.);
способ управления (автоматика, полуавтоматика, ручное управление).

Виды трехходовых клапанов и особенности их работы

Прежде всего трехходовые термоклапаны классифицируются по назначению на разделительные и смесительные:

У смесительного клапана 2 направления работают на подачу теплоносителя разных температур (горячей и холодной), а 1 направление выводит уже смешанный поток жидкости. Настойка нужных температурных параметров осуществляется регулировкой температуры и пропорций подаваемых потоков.

У распределительного термоклапана 1 патрубок подает теплоноситель, а 2 других его делят между собой и распределяют в разных направлениях.

По способу управления трехходовые термоклапаны бывают автономными, ручными, термостатическими и электрическими. Два последних, как правило, работают в автоматическом режиме.

Простые автономные модели снабжены установленным внутрь корпуса термостатическим элементом с уже заданной в заводских условиях температурой теплоносителя на выходе. Это значение остается постоянным на протяжении всего срока службы.

Автономный смесительный трехходовой клапан
Плюсы	Минусы
Низкая цена	Необходимость подбора клапана под температурный режим обратки теплогенератора
Контроль температурного режима теплоносителя	Нельзя изменить установленный заводом-изготовителем температурный режим

Для ручного управления шток снабжается вентилем или поворотной ручкой и панелью управления с отметками, в соответствии с которыми регулируется тепловой режим.

Смесительный трехходовой клапан ручного управления
Плюсы	Минусы
Относительно низкая цена	Необходимость постоянного контроля со стороны человека, как следствие, затяжной характер реагирования на изменения условий окружающей среды
Контроль температурного режима теплоносителя
Возможность изменения температурного режима в процессе эксплуатации	Неравномерное прогревание отопительного контура

Трехходовой термостатический клапан с терморегулятором оборудован термостатом, наполненным жидкой или газовой средой, реагирующей на малейшие колебания температуры теплоносителя.

Как только теплоноситель нагревается до заданной температуры, за счет расширения реагента автоматически активизируется поршневая система термоклапана и перекрывается патрубок с горячим потокам.

Трехходовые клапаны с терморегулятором могут быть механическими и электронными. Достоинство механических моделей в их абсолютной автономности. Электронные же требуют подключения к сети электропитания или питаются от батареек.

Однако этот недостаток сглаживается полной автоматизацией процесса, удобством настройки и расширенным функционалом – автоматическое изменение температурного режима по времени суток, дням недели и пр.

Смесительный трехходовой клапан с терморегулятором
Плюсы	Минусы
Автоматический контроль температурного режима теплоносителя	Высокая цена
Возможность изменить температурный режим	Требуется предельно четкая настройка, ошибки в выставленных параметрах дают небольшую погрешность в работе системы
Равномерное прогревание отопительного контура

Трехходовые термоклапаны с электроприводом управляются за счет электронного блока управления, работающего на сервоприводе. Выход температурного режима теплоносителя за пределы установленных значений фиксируется установленным в модуль термостатом, который сигнализирует об этом контроллеру. Тот передает команду на привод, регулируя поток холодного или горячего теплоносителя в системе.

При этом ни один из патрубков полностью, как правило, не перекрывается, а регулируется лишь объем подаваемого охлажденного и горячего теплоносителя.

Смесительный трехходовой клапан с электроприводом
Плюсы	Минусы
Автоматический контроль температурного режима теплоносителя	Высокая цена
Возможность изменения температурного режима	Повышенный расход электроэнергии
Точная регулировка температуры потока теплоносителя	Увеличенный расход теплоносителя
Равномерное прогревание отопительного контура