Трехходовой клапан на системе отопления: работа, правила выбора, схема и монтаж

Устройство и принцип работы трехходового клапана в системе отопления

Этот узел состоит из трех основных частей:

• корпуса;
• штока с запорной шайбой или металлическим шариком;
• муфты крепления.

Принцип работы трехходового крана несложен. Клапан регулируется механически или электрическим сервоприводом. При включении в схему термодатчика трехходовой клапан с приводом автоматически регулирует подачу разогретого теплоносителя и его смешивание с остывшим по заранее заданным параметрам. Шаровые клапана работают по принципу кухонного смесителя и управляются механически – поворотом ручки.

Корпус такой арматуры изготавливается из латуни или чугуна. Стоит отметить, что латунные изделия долговечнее, а вес их меньше

Чтобы наглядно разобраться в строении трехходового клапана, предлагаем обратить внимание на схематическое изображение этого узла ниже

Схематическое изображение трехходового клапана с разъяснениями

Установка клапана своими руками

В установке трехходового термосмесительного клапана своими руками надо учитывать схему вашего котла и теплообеспечения в доме. Четко выполнять все инструкции и пункты подключения. Также внимательно ознакомиться со схемой основных узлов. К узлам относятся все агрегаты, которые устанавливаются около нашего котла для телообеспечения дома.

1. Устанавливаем насос на обратке . Если он будет стоять на подаче из котла, то быстро испортится.
2. Необходимо подключение , который также можно сделать своими руками, он предохранит весь узел подключения воды от перегрева.
3. В системе естественной циркуляции теплоносителя труба подачи холодной воды подключается к входному патрубку котла (обычно внизу). Труба горячей воды – к котлу сверху (как показано на схеме). Надо учесть, что труба горячего теплоносителя должна быть сделана из хорошей стали, меди, чугуна или бисплава , так как температура воды может нагреваться до 100-105 градусов Цельсия.
4. Подключение расширительного бака (или на обратке, или на выходе – роли не играет, см. по схеме) служит своеобразным предохранителем и буфером в нашем узле.
5. Подключение к предохранительной группе безопасности: к манометру, показывающему давление в котле; к аварийному клапану сброса давления; автоматическому предохранительному воздухоотводчику. Эти предохранительные приборы ставятся на выходе из котла, чтобы контролировать нагретый теплоноситель (см. схему).
6. Установка и подключение по схеме теплового аккумулятора.
7. После него – подключение трехходового смесительного клапана строго в соответствии со схемой , именно он будет перемешивать горячую воду из теплоаккумулятора с холодной из обратки.

Если вы через поиск добрались до этой статьи, то наверняка уже что-то слышали о смесительной трубопроводной арматуре, применяющейся в системах отопления частных домов и квартир. Так что без долгих предисловий предлагаем обсудить 3 вопроса: как работает термостатический трехходовой клапан, где его нужно устанавливать и как правильно подобрать, чтобы не тратить лишних денег.

Задача любого 3-ходового вентиля – подать в магистраль воду требуемой температуры путем смешивания либо разделения 2 потоков. Соответственно, элемент оснащен тремя выходами, один из которых всегда открыт, а два других полностью или частично перекрываются в процессе работы. Отсюда и название крана – трехходовой (иногда еще говорят «трехходовый», что не есть правильно).

По способу приготовления теплоносителя нужной температуры термостатические клапаны делятся на 2 группы, изображенные на фото:

1. Смесительные. В них подается 2 потока воды – горячий и охлажденный (входы обозначают буквами «А» и «В»), а из третьего патрубка (маркировка «АВ») идет смесь установленной температуры. На латунном корпусе стоит метка в виде сходящейся с двух направлений стрелочки.
2. Разделительные или распределительные. Поступающий теплоноситель делится на 2 потока регулируемой величины. Маркировка на корпусе – 2 расходящиеся стрелки либо буквы «А», «В» на выходных патрубках и «АВ» на входе.

По принципу действия трехходовые краны тоже делятся на два типа – седельные и шаровые. Устройство первых похоже на обычные водопроводные вентили, только вместо резьбового штока используется нажимной. На нем закреплена тарелка, движущаяся между двумя седлами и перекрывающая 2 прохода поочередно. Нажатие на шток осуществляется тремя способами:

• встроенным термоэлементом
• термоголовкой с выносным температурным датчиком
• сервоприводом.

Шаровые термосмесительные клапаны работают по принципу таких же кранов, только с тремя выходами. Управляются вручную или от электропривода, вращающего шток по команде автоматики. Элементы являются полнопроходными и отличаются высокой пропускной способностью, а значит, меньшим гидравлическим сопротивлением. Недостаток – зависимость от напряжения в электросети и необходимость установки блока бесперебойного питания (ИБП).

Общая информация

Трехходовым клапаном называют устройство для регулировки трубопроводных сетей с жидкой рабочей средой. Если объяснять популярно, после включения в состав отопительной системы прибор будет выполнять функцию хорошо известного крана-смесителя, задача которого заключается в переключении или смешивании потоков.

Благодаря трехходовому клапану эсбе достигаются следующие результаты:

1. Перенаправление потоков из разных сетей.
2. Рабочая жидкость приводится к необходимому температурному показателю при помощи смешивания холодной и горячей жидкости.
3. Динамическое перенаправление дает возможность получить струю стабильной температуры.

Трехходовой смесительный клапан с термоголовкой

Клапан с терморегулятором гарантирует практичность и эффективность функционирования системы. Трехходовые клапаны для отопления призваны регулировать тепловой поток, что обеспечивает комфорт в помещении и экономичность использования.

Прежде чем приступать к проектировке отопительной системы, производится тепловой расчет. На основе его результатов выбирается подходящая мощность и тип отопительных приборов, способных поддерживать оптимальный температурный режим в помещении.

В расчет берется площадь помещения, после чего анализируют возможные теплопотери. Исходя из этого, рассчитывается производительность отопительной системы, необходимая для создания в комнатах комфортного микроклимата. После чего для всех помещений составляется тепловой баланс.

Однако, данные расчеты производятся при конкретных условиях, которые могут меняться в процессе эксплуатации.

• Факторы, влияющие на работу радиатора, различны:
• температурные перепады на улице;
• солнечная активность;
• сила ветра;
• наличие бытовых приборов, генерирующих тепло.

В результате, просчитанный температурный баланс нарушается, и в помещении становится жарко. Однако, изъять из комнаты части радиатора или заглушить тепловое излучение невозможно. Таким образом, возникает необходимость управлять генерируемой тепловыми приборами энергией, чтобы поддерживать в помещении комфортный микроклимат.

1. Есть два пути регулировки выделяемой радиатором энергии:
2. Качественное изменение свойств радиатора.
3. Количественное регулирование выделяемого тепла.
4. В обоих случаях необходимы манипуляции с циркулирующей по трубам жидкостью.

В случае, когда вы не можете повлиять на температуру воды, поступающей к радиатору, можно регулировать ее количество. Для этого и необходимо купить трехходовые клапаны для отопления с терморегулятором.

Эти устройства позволяют ограничить количество воды, проходящей через радиатор, и в результате при одной и той же площади батареи в комнату будет поступать больше или меньше тепла, разумеется, в пределах, ограниченных мощностью системы.

Устройство трехходового смесительного клапана с термостатом

Трехходовой клапан для отопительной системы и регулятор температуры, устанавливаемый на радиаторе, могут использоваться по отдельности, однако в автономных отопительных системах современных квартир и частных коттеджей зачастую применяют комбинированный способ для повышения эффективности.

Таким образом, целесообразна покупка трехходового клапана для отопления с терморегулятором.

Важно учитывать, что принцип работы трехходового смесительного клапана позволяет повышать или понижать температуру радиатора лишь в установленных границах. Пределы эти продиктованы техническими характеристиками теплового прибора, а именно, значением его максимальной теплоотдачи, и зависят от каждого конкретного радиатора

Нюансы установки трёхходового клапана в системе отопления своими руками

Для правильного монтажа всех элементов системы отопления следует ознакомиться с возможными нюансами. Только в таком случае можно гарантировать бесперебойность функционирования контура. К каждому такому изделию производитель прикладывает инструкцию, в которой подробно прописаны все основные требования.

Чтобы установка трёхходового клапана в системе отопления была выполнена правильно, следует обеспечить вентилю правильное положение, обратив внимание на подсказки, которые есть на каждом корпусе. Они указывают на направление движения потока воды

Расшифровать данные обозначения можно следующим образом:

1. А – прямой ход.
2. В – байпасное либо перпендикулярное направление.
3. АВ – совмещённый выход либо вход.

При этом следует учесть, какую модель клапана предстоит установить. Они могут быть с:

• Т-образной, либо симметричной схемой;
• L-образной, либо ассиметричной схемой.

В первом случае монтаж выполняется таким образом, чтобы термоноситель смог поступать внутрь клапана через торцевые отверстия, а выходить − через центральное. Во втором входными являются один торцевой и нижний, а выходным – второй торцевой.

Ещё один нюанс, который следует учесть в процессе установки: пространственное положение термостатической головки или привода. Они не должны быть направлены вниз.

Располагать клапан следует в том месте, где к нему будет свободный доступ. Местоположение арматуры должно позволять выполнить все необходимые манипуляции.

Watch this video on YouTube

Watch this video on YouTube

Рекомендации по монтажу

Хотя процесс установки агрегата в систему обогрева может показаться простым, есть несколько нюансов, о которых стоит знать. Перед началом работ по установке следует внимательно изучить инструкцию, что позволит избежать большого количества проблем. В первую очередь это касается правильного расположения прибора. На его корпусе находятся стрелки, указывающие направление движения теплоносителя. Устанавливать устройство необходимо в соответствии с этими указаниями

Также нельзя монтировать прибор термоголовкой или приводом вниз. Перед тем как приступить к установке, нужно перекрыть подачу теплоносителя и проверить трубопровод на наличие остатков воды. Не менее важным пунктом является и выбор места монтажа, ведь к устройству необходимо обеспечить свободный доступ.

Существует несколько схем монтажа, а их выбор зависит от способа присоединения системы отопления. Если условия функционирования теплогенератора допускают перегрев обратки, то появления избыточного давления не избежать. В такой ситуации необходимо установить перемычку, которая будет дросселировать чрезмерный напор теплоносителя. Она монтируется параллельно клапану.

Если прибор подсоединяется непосредственно к теплогенератору, то предстоит врезать балансировочный клапан. Именно такая схема подключения трехходового крана в системе отопления чаще всего используется в автономных системах обогрева. Следует помнить, что она не может гарантировать отсутствия циркуляции теплонесущей жидкости через источник. Для решения поставленной задачи к его контуру стоит подсоединить циркуляционный насос и гидравлический разграничитель.

Если температура теплогенератора выше, чем требуется потребителю, в систему монтируется разделительный клапан. В результате достигается постоянный расход теплоносителя в контурах котла и потребителя, но в последний не поступает перегретый теплоноситель. Для работы такой схемы потребуется насосная установка.

Таким образом, можно дать несколько рекомендаций по монтажу:

• Во время установки любого клапана перед изделием и после него должны быть вмонтированы манометры.
• Чтобы в прибор не попали различные примеси, перед ним нужно поставить фильтр.
• Корпус клапана не должен подвергаться никаким нагрузкам.
• Чтобы улучшить процесс регулирования, перед изделием можно установить дросселирующее приспособление.

Использование прибора позволяет рационально расходовать теплоноситель, обеспечив тем самым экономию энергоносителя. Кроме этого, изделие способно повысить безопасность эксплуатации теплогенератора. Но перед приобретением клапана следует убедиться в целесообразности его установки.

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.

Преимущества

Современный мир развивается стремительными темпами. Модернизация затрагивает многие стороны общественной жизни. Изменения коснулись и устройства трубопроводной арматуры. Сейчас мы имеем полуоборотные шаровые трехходовые краны, которые легко распределяют поток веществ. Раньше вместо них использовались вентили. Это приносило много неудобств.

1. Были нужны регулярные технические проверки.
2. Эти устройства имели весьма крупные размеры и большой вес. Это, безусловно, намного усложняло процесс эксплуатации.

Их преемники имеют ряд неоспоримых преимуществ. Среди них:

• герметичность при соединении;
• простота и лёгкость в управлении;
• возможность использования в загрязнённой и неудобной среде;
• отсутствие необходимости в постоянных проверках и техническом обслуживании;
• гладкий поворот;
• синхронизация с различными жидкостями (азот, углекислый газ, масла);
• компактность в размерах и весе;
• долговечность, прочность, устойчивость к различным воздействиям;
• возможность эксплуатации в местах холодного климата;
• простота конструкции;
• значительная экономия денежных средств на плате за отопление (имеют возможность регуляции температуры).

Шаровый трехходовый кран – очень полезное и удобное устройство. Хотя за время эксплуатации таких изделий были выявлены и некоторые небольшие недочёты. Например, их нельзя использовать в условиях, где температура выше 200 градусов по Цельсию

Но если сравнивать этот момент с вышеперечисленными достоинствами, то он теряет весомую важность, и не остаётся никаких сомнений в эффективности описанного устройства

Критерии выбора

Трехходовой клапан для твердотопливного котла

Перед тем как подобрать трехходовой клапан для котла, нужно выяснить рабочие параметры теплоносителя, его расход и схему обвязки. Температуру и расход теплоносителя определяют из проектной документации, если она отсутствует, то рекомендуемую температуру воды в обратном трубопроводе можно найти в паспорте на твердотопливный котел. Как правило, она составляет 45-50 ⁰С. Расход теплоносителя нужно знать для того, чтобы осуществить подбор трехходового клапана по его пропускной способности. При отсутствии данных надо просто воспользоваться формулой:

G = 3600Q / c (∆t), где:

• G – расход воды по массе, кг/ч;
• Q – тепловая мощность системы отопления;
• с – удельная теплоемкость воды, равна 4.187 кДж / (кг ⁰С);
• ∆t – разность температур в подающем и обратном трубопроводах.

Учитывая, что для воды значения массы и объема – величины идентичные, то расход может выражаться как в кг/ч, так и в дм 3 /ч. Рассчитав расход, сравнивают его значение с пропускной способностью крана, указанной в паспорте.

Выбирать изделие по типу привода надо в зависимости от схемы обвязки твердотопливной установки. В простейшей схеме подключения применяется трехходовой термостатический клапан для котла:

Здесь представлена обвязка отопительной установки с тепловым аккумулятором, вода в котором начинает прогреваться только после того, как твердотопливный котел нагреет до установленной температуры воду, циркулирующую по малому кругу (через патрубки № 3 и 1). Когда теплоноситель нагреется, то настроенный на одну из трех возможных температур трехходовой кран начнет открывать поток холодной воды из патрубка №2. Тогда горячая вода будет поступать в бак теплового аккумулятора, замещая уходящую холодную.

Более сложная схема обвязки предполагает использование твердотопливного котла с трехходовым клапаном с управлением внешним контроллером:

Схема использования твердотопливного котла с трехходовым клапаном

Тут применены смесительные краны с двумя видами приводов, работающие в двух контурах циркуляции теплоносителя. Первый, стоящий возле источника тепла – термостатический, работает по принципу, рассмотренному выше. Второй имеет электрический привод, управляемый контроллером в зависимости от сигналов датчиков. Здесь работа трехходового клапана направлена на поддержание необходимой температуры теплоносителя в контуре системы отопления. Устройство с электроприводом может быть задействовано и в первичном контуре, если в котельной работают два или несколько разных котельных установок под управлением одного контроллера.

Еще один критерий, по которому следует выбирать трехходовой клапан для твердотопливных котлов, — это диапазон устанавливаемых температур. Здесь речь идет об изделиях с термостатическим приводом, которые могут применяться как в котловых обвязках, так и в системах теплых полов или ГВС. Производители предлагают краны с разными диапазонами регулировки в зависимости от назначения изделия, например, от 20 до 43 ⁰С, от 35 до 60 ⁰С и так далее

На это нужно обратить внимание при покупке, в данном примере для подключения к твердотопливному котлу предпочтительнее второй вариант

Перед монтажом обвязки нелишним будет знать, как проверить трехходовой клапан, который вы недавно приобрели. Новое изделие испытать несложно: надо лишь установить минимальную температуру из регулируемого диапазона и в патрубок №3 (см. Рисунок) заливать горячую воду. Через некоторое время работоспособный кран его перекроет. Проверять клапан в уже смонтированной системе можно, измеряя температуру воды в обратном трубопроводе на входе в твердотопливный котел. Ее значение должно соответствовать установленному на термостате.

Критерии выбора при покупке

Нужно помнить о том, что во время приобретения обязательно обратите внимание на технические характеристики устройства, к которым относится следующее:

Диаметр соединения с отопительной магистралью. Чаще всего этот параметр колеблется в пределах от 2 до 4 сантиметров, хотя большая часть зависит от особенностей системы. Если не получается подобрать прибор необходимого диаметра, то нужно использовать специальный переходник.
Возможность монтажа сервопривода на прибор для обеспечения его автоматической работы

Особенно это важно, когда клапан планируется установить на систему теплого водяного пола.
Наконец, это пропускная способность трубопровода. Под этим понятием подразумевается объем жидкости, который сможет пройти через него за определенное время.

На отечественном рынке присутствует множество изготовителей трехходовых клапанов. Выбор той или иной модели зависит, прежде всего, от:

• вида механизма (а он, напомним, может быть механическим либо электрическим);
• сферы использования (ГВС, ХВС, «теплый пол», отопление).

Самым популярным прибором по праву считается Esbe – шведский клапан от компании, существующей уже более сотни лет. Это надежный, качественный и долговечный продукт, отлично зарекомендовавший себя во многих сферах. Сочетание европейского качества и современных технологий.

Другой популярной моделью является американский Honeywell – истинное детище высоких технологий. Простой управление, удобство и комфорт, компактность и надежность – вот отличительные особенности этих клапанов.

Наконец, относительно «юными», но перспективными приборами являются клапаны линейки Valtec – результат совместного сотрудничества инженеров Италии и России. Все изделия качественны, продаются с гарантийным сроком в семь лет. Отличаются тем, что имеют вполне доступную стоимость.