Как грамотно выбрать и подключить к системе отопления трехходовой клапан

Как проверить трёхходовой клапан на работоспособность

Если температура в системе ГВС при эксплуатации бойлера косвенного нагрева оказалась слишком низкой, одна из причин неисправности может скрываться в работе трёхходового клапан. Как правило, проблема решается регулировкой заслонки и балансировкой системы.

В некоторых случаях возможна поломка запорной арматуры. Чтобы провести диагностику и проверить правильность работы трёхходового клапана, нужно выполнить следующие шаги:

Если трёхходовой клапан для бойлера косвенного нагрева с терморегулятором снабжён сервоприводом, необходимо снять защитный кожух с устройства и проверить наличие напряжения, замкнув клеммы щупами обычного электротехнического тестера.

• Если клапан приводится в действие с помощью термостатической головки при подаче сигнала с термодатчика, следует извлечь термопару и, приложив щуп к клеммам, попытаться нагреть её зажигалкой. При отклонении стрелки прибора можно сделать вывод, что датчик исправен.
• Если речь идёт о поломке механических частей трёхходового клапана, провести диагностику невозможно. Поломка может возникнуть при наличии твёрдых взвесей или продуктов коррозии, которые со временем оседают на уплотнительных кольцах, пружине или гибкой мембране клапана. При наличии неисправностей во время работы котла клапан подлежит замене.
• Если клапан плохо разделяет потоки теплоносителя, его следует демонтировать и очистить химическими средствами. Возможно, что отложения на механических частях блокируют или затрудняют работу мембраны.

Как работает трехходовой клапан в системе отопления

Принцип работы клапана заключается в смешивании потоков воды с разной температурой. Для чего это нужно делать? Если не вдаваться в технические подробности, можно ответить так: для продления срока службы отопительного котла и его более экономичной работы.

Трехходовой клапан смешивает нагретую воду с остывшей после прохождения по отопительным приборам и направляет ее снова в котел для нагрева. На вопрос, какую воду нагреть быстрее и легче – холодную или горячую – в состоянии ответить каждый.

Одновременно со смешиванием клапан потоки еще и разделяет. Возникает естественное желание автоматизировать сам процесс управления. Для этого клапан оснащается термодатчиком с терморегулятором. В этом случае лучше всего здесь справляется электрический привод. От устройства привода зависит качество функционирования всей системы отопления.

1. Такой клапан устанавливается в тех местах трубопровода, где необходимо разбить циркуляционный поток на два контура:
2. С постоянным гидравлическим режимом.
3. С переменным.

Обычно постоянный гидравлический поток используют потребители, для которых подается качественный теплоноситель определенного объема. Регулируется он в зависимости именно от качественных показателей.

Переменный поток потребляют те объекты, для которых качественные показатели не являются главными. Им важен количественный коэффициент. То есть для них регулировка подачи производится по требуемому количеству теплоносителя.

Есть в категории запорной арматуры и двухходовые аналоги. В чем отличие этих двух видов? Трехходовой клапан работает совершенно по-другому. В его конструкции шток не может перекрыть поток с постоянным гидравлическим режимом.

Он всегда открыт и настроен на определенный объем теплоносителя. А значит, потребители будут получать необходимый объем как в количественном, так и в качественном эквиваленте.

По сути, клапан не может перекрыть подачу на контур с постоянным гидравлическим потоком. А вот переменное направление он перекрывать способен, тем самым позволяя регулировать напор и расход.

Если совместить два двухходовых клапана, то получится трехходовая конструкция. При этом оба клапана должны работать реверсивно, то есть при закрытии первого обязательно открывается второй.

Виды трехходовых клапанов по принципу работы

• По принципу действия этот вид делится на два подвида:
• Смесительные.
• Разделительные.

Уже по названию можно понять, как работает каждый тип. У смесительного один выход и два входа. То есть он выполняет функцию смешивания двух потоков, что необходимо для понижения температуры теплоносителя. Кстати, для создания нужной температуры в системах теплых полов это идеальное устройство.

Регулировать температуру выходящего потолка достаточно просто. Для этого необходимо знать температуру двух входящих потоков и точно рассчитать пропорции каждого, чтобы на выходе получить требуемый температурный режим. Кстати, этот вид устройства, если его правильно установить и отрегулировать, может работать и по принципу разделения потоков.

Трехходовой кран разделительного действия разбивает основной поток на два. Поэтому у него два выхода и один вход. Этот прибор обычно используется для разделения горячей воды в системах горячего водоснабжения. Нередко специалисты устанавливают его в обвязках воздухонагревателей.

По внешнему виду оба устройства ничем не отличаются между собой. Но если рассмотреть их чертеж в разрезе, то есть одно различие, которое сразу же бросается в глаза. В смесительном приборе установлен шток с одним шаровым клапаном.

Он располагается в центре и перекрывает седло главного прохода. В разделительном таких клапанов два на одном штоке, и они устанавливаются в выходных патрубках. Принцип их действия таков — первый закрывает один проход, прижимаясь к седлу, а второй в это время открывается другой проход.

1. Современный трехходовой кран делится на два типа по способу управления:
2. Ручной.
3. Электрический.

Чаще приходится сталкиваться с ручным вариантом, который похож на обычный шаровой кран, только с тремя патрубками — выходами. Электрические автоматические системы чаще всего используются для распределения тепла в частном домостроении.

Как и любое устройство, трехходовой кран определяется по диаметру подводящей трубы и давлению теплоносителя. Отсюда и ГОСТ, который позволяет провести сертификацию. Несоблюдение ГОСТа является грубым нарушением, особенно, когда дело касается давления внутри трубопровода.

Виды регулирующих клапанов

Арматура различается по нескольким параметрам.

В зависимости от конструктивных особенностей выделяют 2 вида:

• проходные – в них патрубки имеют противоположное расположение;
• угловые – располагаются под углом в 90 градусов.

Обратите внимание, каким способом реализуется управление клапаном. По этому параметру выделяют 3 вида:

По этому параметру выделяют 3 вида:

• пневматические;
• гидравлические;
• оборудованные электроприводом.

Электрическим приводящим устройством служит маломощный электромотор или втягивающие соленоиды. Конечно, существуют изделия и с ручным управлением, но они сложнее в эксплуатации, так как не позволяют выставить точные параметры. Устройства работают от электрической сети, имеющей переменный ток 220 В или постоянный 24 В.

Определенные проходные узлы работают в автономном режиме, без электропитания. Такая арматура управляется и регулируется посредством мембраны и противодействующей ей пружины. В качестве обратной связи используется обводка, по которой перемещается теплоноситель – он же и направляет мембрану в нужную сторону.

Что дает двухходовой клапан:

• регулируется расход, распределяются и экономятся ресурсы (вода);
• более экономичный расход тепла;
• оборудование и сети получают защиту от перепадов давления;
• если правильно пользоваться клапаном, он продлевает срок службы подключенного оборудования и самой сети.

Крепятся устройства при помощи фланцев, на резьбу или сварным методом. Один из подвидов резьбового соединения – цапковое крепление, при котором клапан вворачивается в другое устройство. При сварном виде установки используются специальные патрубки.

Отдельно выделим клапан с дистанционным управлением, который наиболее прост в эксплуатации. Такие приборы дополняются электроприводами или пультами. Именно пультовые принимают все текущие характеристики и параметры системы. Дистанционно уменьшается, повышается давление или перекрываются определенные ветки теплосети.

Разновидность двухходового клапана

Технология установки клапана

Как правило, установка трехходового клапана осуществляется методом резьбового соединения. Герметичность резьбы достигается применением уплотнителя, в качестве которого может выступать ФУМ-лента, нить Тангит Унилок или обычная льняная нить совместно с изоляционными составами.

При монтаже следует соблюдать следующие правила:

1. клапан должен быть установлен только в полном соответствии с направлением движения теплоносителя, указанного стрелками на корпусе оборудования или буквами (А и В – вход, АВ – выход);

Правильный способ монтажа клапана

2. до и после оборудования рекомендуется установить манометры для контроля за давлением в системе;
3. для защиты клапана от воздействия примесей, содержащихся в центральных магистралях, устанавливается фильтр;
4. до и после клапана должны находиться прямые участки трубопровода, размер которых устанавливается производителем устройства и указывается в технической документации;
5. перед клапаном необходимо установить любое устройство, дросселирующее избыточное давление в системе;
6. оборудование не должно находиться под нагрузкой.

Схема установка клапана и дополнительного оборудования

Где и как правильно установить клапан, смотрите на видео.

Выполнить подбор и монтаж трехходового клапана можно самостоятельно. Однако при несоблюдении правил установки, рекомендуемых производителем оборудования, гарантия с клапана снимается.

Плюсы и минусы трехходового крана

К положительным качествам устройства принадлежат:

1. Компактный размер.
2. Высокий уровень функциональности.
3. Простота в использовании и техобслуживании.
4. Хорошая степень герметичности затвора.
5. Длительный период использования.
6. Низкий уровень гидравлического отпора.
7. Отсутствие зон застоя.
8. Легкий монтаж.
9. Нет необходимости в ежедневном уходе.
10. Удобное и легкое переключение.

Но, несмотря на все плюсы, существует несколько минусов в его работе.

К минусам относят:

1. Заклинивание вентиля из-за некорректной эксплуатации.
2. Дешевые изделия очень быстро выходят из строя.
3. Установка, как правило, происходит в отопительных системах с маленьким диаметром трубопровода.

Виды термоклапанов для систем отопления

Существует много разновидностей термоклапанов. Они различаются:

• а) по способу установки;
• б) по типу систем отопления;
• в) по разновидности вещества в термоэлементе;
• г) по виду термоэлемента;
• д) по типу регулировки;

По способу установки

Термостатические клапаны разделяются на прямые, угловые, осевые. А также для установки с левой и правой стороны радиатора. Это нужно учитывать при покупке термоклапана.

Прямой термостатический клапан Herz

Существуют также трехходовые термоклапаны, в которых осуществляется регулирование в узле «радиатор-байпас». Они более эффективно и сбалансировано позволяют контролировать температурный режим. Если температура в комнате поднялась до заданного уровня, то проход на радиатор закрывается и теплоноситель направляется в байпас. Как только температура в помещении понизилась байпас перекрывается, но не полностью, и основной поток теплоносителя направляется через батарею отопления.

Осевой термоклапан HEIMEIER

По типу систем отопления

Термоклапаны определяют в соответствии с тем, в какой именно системе отопления они применяются. Существуют термостатические клапаны для двухтрубных систем отопления с узким проходом для теплоносителя. И для однотрубных систем с более увеличенным проходом и большей пропускной способностью

Важно не перепутать их при приобретении и установке. Иначе система будет работать некорректно

Или вовсе не будет работать. Особенно при установке термоклапанов для двухтрубной системы на однотрубную. Впрочем, есть термостатические клапаны, которые позиционируются производителем для работы в обоих системах отоплениях.

По разновидности вещества в термоэлементе

Подразделяются на газовые, жидкостные и парафиновые термоклапаны. Здесь существует прямая зависимость цены термостатического клапана от скорости срабатывания. Самые быстрые и дорогие – газовые. Самые медленные и дешевые – парафиновые. А жидкостные, например такие, занимают золотую середину.

По виду термоэлемента

Термостатические клапаны имеют или термоголовку, или ручное регулирование. Разумеется с возможностью купить и установить термоголовку отдельно. А также в более продвинутом варианте – выносной термоэлемент. При выносном термоэлементе термодатчик устанавливается в стороне от радиатора, труб отопления, открытых форточек и других источников возможного сбоя установленного температурного режима. Выносной термоэлемент также применяется при нахождении радиатора в нише стены или закрытии его декоративной решеткой. А также при использовании плотных штор. Длина капиллярной трубки стандартно 2 метра. В более дорогих вариантах до 8-10 метров. Еще более сложная и дорогая система – управление термодатчиков каждого отопительного прибора от микроконтроллера.

Термоголовка Herz с выносным датчиком

По типу регулировки

Различаются на термоклапаны с открытой регулировкой. В них зазор для прохода теплоносителя можно подрегулировать в любой момент. А также на клапаны с предварительной настройкой. В них настройка зазора проводится специальным, приобретаемым отдельно, ключом. Такие клапаны обычно устанавливают в больших многоэтажных и многоквартирных домах. Предварительную настройку проводят специалисты, руководствуясь специальными расчетами и по проекту. Потребители тепла уже не могут регулировать термоклапаны, сбивая тем самым баланс системы отопления в целом. Неправильная регулировка одного или нескольких радиаторов в коттедже в большинстве случаях принесет лишь небольшой вред системе отопления. Та же ситуация в большом здании может вызвать в системе серьезный дисбаланс.

Способы управления трехходовыми клапанами

Трехходовой клапан с термостатической головкой

Трехходовые клапаны по способу управления бывают:

• автономными;
• ручными;
• термостатическими;
• с электроприводом.

Если возможность управления отсутствует, термоклапан относится к автономному типу. Он настроен заводом-изготовителем на определенную температуру теплоносителя, т.е. температура в системе будет постоянной всегда. Главными преимуществами таких устройств является низкая стоимость и возможность поддержания одной и той же температуры. Но изменить предустановленные настройки нельзя, поэтому характеристики клапана должны соответствовать требованиям системы, подбирать его придется более тщательно.

Трехходовой клапан с ручным управлением оснащен устройством ручной регулировки, в роли которого выступают панель управления, поворотная ручка или вентиль. Контроль регулировки выполняется с помощью специальных отметок – шкалы.  По сравнению с автономным регулятором, трехходовой термоклапан ручного управления более функционален: он позволяет изменять температурный режим в зависимости от конкретных нужд и будет поддерживать температуру на заданном уровне. Однако реагировать изменением температуры теплоносителя на трансформацию окружающих условий этот клапан «не умеет».

Клапан с электрическим приводом

Конструкцией изделия с терморегулятором предусмотрен термостат. Газовая или жидкая среда, находящаяся внутри него, реагирует на изменение температуры теплоносителя. Когда он нагревается до предустановленной температуры, патрубок с горячим теплоносителем перекрывается. По типу питания эта разновидность клапанов может быть механической и электронной. Механические работают автономно, а электронные требуют наличия электросети или периодической замены батареек. Хотя это неудобство полностью компенсируется преимуществами.

Самые продвинутые модели – термоклапаны с электроприводом. Чтобы их работа была постоянной, необходимо установить блок бесперебойного питания. Поток холодного или горячего теплоносителя регулируется с помощью контроллера, который регистрирует отклонения температуры от заданных значений, и сервопривода. Выходы не перекрываются полностью, но объем теплоносителя изменяется. Благодаря работе автоматики отопительный контур всегда равномерно прогрет, а температура теплоносителя всегда точно соответствует заданной. Возможность изменения режима также присутствует, но нужно быть готовым к высокому расходу ресурсов: теплоносителя и электроэнергии. Заплатить больше придется за сам термоклапан. Полностью автоматическое устройство стоит дороже.

Назначение и функции

Термостатический или балансировочный клапан устанавливают на узлах трубопровода, транспортирующего горячую рабочую среду. Этот вид трубопроводной арматуры позволяет регулировать напор и температуру жидкостей или газов, поступающих из основной магистрали в теплообменные или раздающие приборы. Использование регулирующего элемента обеспечивает удобство водозабора в кухнях и санузлах, простоту управления системой обогрева помещений и делает работу систем отопления и водоснабжения энергоэффективной, снижая затраты рабочей среды.

В системах водоснабжения балансировочный клапан служит для настройки параметров подаваемой из крана или душа воды. Обычно элемент регулировки в частных домовладениях устанавливают на смесители в ванных комнатах и кухнях, а в общественных помещениях – в санузлах. Здесь термоклапан регулирует процесс смешивания холодной и горячей воды в нужной пропорции.

В теплосетях термоэлемент поддерживает баланс температуры в тепловых контурах и теплообменниках. Устанавливают его обычно на входе в радиатор, регистр или горизонтальный теплообменный контур – теплый пол или теплый плинтус, чтобы получить возможность настраивать температуру теплоносителя. Уровень нагрева энергоносителя регулируется нагревательным аппаратом, а нагрев теплообменников регулируется путем настройки напора рабочей среды, для чего и нужен термостатический клапан.

Сервопривод для трехходового клапана

Сервопривод — это электродвигатель, управляемый через отрицательную обратную связь. В данном случае отрицательной обратной связью будет датчик угла поворота вала, который прекращает движение вала при достижении нужного угла.

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.

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.

Клапан трехходовой регулирующий с электроприводом

В качестве электрического привода трехходовых регулирующих кранов с электроприводом выступают различные элементы.

1. Существует две разновидности:
2. трехходовые краны для отопления с электроприводом в виде электрического магнита;
3. трехходовые клапаны с сервоприводом на базе электрического мотора.

Исполнительный механизм получает команду прямиком от температурных датчиков или от управляющего контроллера. Модели трехходовых кранов для отопления с электроприводом наиболее эффективны, так как позволяют обеспечивать максимально точную регулировку тепловых потоков.

Трёхходовой регулирующий клапан — предназначен для смешения или разделения потока теплоносителя, поэтому их ещё называют смесительными и разделительными клапанами. Трёхходовые регулирующие клапаны имеют три патрубка для присоединения к трубопроводу.

Наиболее широкое распространение получили в системах теплоснабжения подключённых от автономных котельных, в которых нет необходимости в ограничении расхода при сохранении коэффициента смешения.

Они устанавливаются для управления теплоотдачей калориферов системы вентиляции, теплообменных аппаратов систем горячего водоснабжения и отопления подключённых по независимой схеме, управления процессом смешения в системах отопления с зависимым подключением в котельной.

Управляют клапаном с помощью электропривода, по сигналу электронного регулятора, либо от центральной системы диспетчеризации. Работа трёхходового клапана основана на создании в циркуляционном кольце контуров с постоянным и переменным гидравлическим режимом, за счёт разделения одного потока или смешения двух потоков теплоносителя.

Вне зависимости от положения штока в трехходовом клапане, циркуляция не прекращается, поэтому такой тип устройства не годится для уменьшения расхода теплоносителя. В этом основное отличие шарового трехходового крана с электроприводом от двухходовых кранов, регуляторов и других устройств.

Данный клапан предназначен для смешивания или разделения, распределения потоков. Разделительный клапан регулирует количество воды, пуская часть жидкости по байпасному пути вместо прямого. Два патрубка устройства служат для выхода, а один – для входа.

Принцип действия трехходового смесительного клапана с термоголовкой основан на подмешивании к горячему теплоносителю более холодного или к холодному более горячего. В результате качественная характеристика, а именно температура теплового потока изменяется, при этом уровень этого изменения зависит от установленной пропорции соединяемых струй.

Два порта для входа и один для выхода могут также выполнять разделительную функцию. Такие клапаны могут использоваться в различных съемах.

Часто актуально использование трехходовых клапанов для твердотопливных котлов, в камере которых выпадает конденсат в начале топки. В таком случае клапан помогает временно отсечь холодную воду, а по короткому контуру пустить часть нагретой жидкости.

Трехходовой кран для отопления

Трехходовой кран отопления представляет собой тройник, в котором с помощью запорного механизма происходит перераспределение теплоносителя в системе отопления. Трехходовой кран используется там, где необходимо регулировать подачу тепла, уменьшая или увеличивая температуру теплоносителя.

Простой пример: теплоноситель при движении по протяженной системе отопления в начале «пути» имеет более высокую температуру, что приводит к более интенсивному нагреву радиаторов, и, как следствие, перегреву помещений, для устранения которого используют трехходовой кран.

Крана трехходовый — принцип работы

Для этого к крану одновременно подключают горячую и холодную воду. Как правило, схема подключения в виде стрелок с указанием направления движения, располагается на самом кране. При этом горячая вода это теплоноситель, идущий от котла, называемый также подачей, а холодная вода это уже остывший теплоноситель, называемый также обраткой. При полностью открытом кране в него одновременно поступают подача и обратка и смешиваются. В результате температура воды на выходе из крана имеет некое усредненное значение.

Если кран полностью открыт, то к приборам отопления поступает теплоноситель, идущий напрямую от котла и обеспечивающий максимальный нагрев радиаторов. При закрытом кране, напротив, к приборам отопления поступает только обратка.

При не полностью открытом кране происходит смешивание обратки и подачи и получение теплоносителя с температурой усредненного значения.

Типы трехходовых кранов в системах отопления

В зависимости от конструктивных особенностей различают 2 вида трехходовых кранов: запорные и регулировочные. Принципиальной различия между ними нет: и тот и другой могут использоваться для полного перекрытия движения подачи и для регулирования температуры теплоносителя. Однако с помощью запорных кранов сделать это намного сложнее. Их конструкция в большей степени подходит для переключения движения потока воды из одной трубы в другую и не предусматривает плавного изменения потока. В большинстве случаев запорные краны оснащены шаровым механизмом.

Для регулирования применяют трехходовые краны, в конструкции которых имеется шток, управление движением которого может быть ручным или автоматическим.

От трехходового крана к трехходовому клапану

Трехходовой кран отопления позволяет вручную регулировать температуру теплоносителя в отопительных системах. Для автоматического регулирования предназначен трехходовой клапан отопления, в котором дополнительно установлено электромеханическое устройство, меняющее положение штока. Его подключают к термостату, с помощью которого выбирают нужный температурный режим в помещении.

Установка трехходовых клапанов в системе отопления позволяет эффективно управлять работой теплого пола, регулировать распределение тепла по комнатам и этажам, а также между отдельными строениями, если речь идет об отоплении нескольких отдельных объектов, например, теплицы и жилого дома.

В зависимости от принципа действия различают 2 вида трехходовых клапанов отопления:

Смесительный трехходовой клапан, в котором два входа и один выход. Его принцип действия такой же, как у трехходового крана отопления. Основное назначение смесительного клапана этого вида состоит в смешивании подачи и обратки для получения теплоносителя требуемой температуры, которое достигается изменением соотношения горячей и холодной воды.

Разделительный трехходовой клапан, в котором один вход и два выхода. При его работе происходит распределение потока теплоносителя на два русла, что бывает необходимо при включении в систему отопления бойлеров, конвекторов и т.д

Независимо от типа трехходового клапана (смесительный или разделительный) его установка и использование обеспечивает постоянный тепловой поток в системе отопления и не перекрывает движения теплоносителя, что особенно важно при отрицательных температурах.Меняться может только температура в сети. В этом основное отличие трехходового клапана отопления от двухходового клапана отопления. Иными словами, система отопления с трехходовым клапаном никогда не разморозится

Иными словами, система отопления с трехходовым клапаном никогда не разморозится

Иными словами, система отопления с трехходовым клапаном никогда не разморозится.