Трехходовой клапан принцип работы

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.

Установка и эксплуатация

При монтаже следует пользоваться ключами, подходящими под размер гайки на его корпусе. Попытка удержать его сантехническим ключом за корпус, часто приводит к разрушению. Стенки корпуса намного тоньше граней гайки.

Нельзя допускать распределения веса присоединяемого оборудования и трубопроводов на корпус. Он не рассчитан на такие нагрузки. Необходимо применять опорные конструкции под оборудование и трубопровод рядом с краном.

Шаровые и пробковые краны, постоянно открытые, необходимо, не реже 1 раза в 3 месяца, открывать и закрывать 2 – 3 раза. Для очистки шара и предотвращения «залипания». Если он закрыт или приоткрыт, то процедуру проводят чаще, раз в месяц. Истирание фторопласта будет незначительно. Даже у слабых конструкций, указывается ресурс в 25 тысяч циклов.

Важно: в пробковых кранах при подтекании, следует произвести притирку пробки к внутренней части корпуса.

Популярные производители

В магазинах можно приобрести трехходовые краны от следующих известных производителей:

Бренд	Страна бренда	Страны производители
VALTEC	Италия	Италия, Россия, Китай, страны восточной Европы
ITAP	Италия	Италия, Россия
ESBE	Швеция	Швеция
ROYAL THERMO	Россия	Россия
Поток	Россия	Россия

Трехходовой кран в системе отопления встречается нечасто. Причина в трехходовых клапанах, которые могут регулировать потоки теплоносителя по объему и в зависимости от необходимой температуры. И потому они вытеснили обычные.

К сожалению, многие пользователи путают краны с клапанами, из-за внешнего сходства. Но между этими устройствами есть существенное различие, по которому их легко отличить. Трехходовые краны могут только переключать потоки и не могут регулировать их объем. Трехходовые клапаны неспособны переключать потоки, но могут регулировать объем проходящего теплоносителя или полностью перекрыть только один выход.

Кроме того, внутреннее устройство крана и клапана, также имеет разные конструкции. В кране подвижной частью является пробка или шар с отверстиями. В клапане подвижной частью является сам клапан, неспособны перекрыть более одного отверстия.

Есть и принципиальное отличие. В трехходовом кране, при повороте штока, пропускное сечение всех, трех отверстий меняется одинаково. В трехходовом клапане, при повороте или смещении клапана, пропускное сечение меняется только у одного или двух отверстий (зависит от конструкции). Третье отверстие всегда остается с неизменным пропускным сечением.

В видеоматериале подробно описаны виды и модели для систем теплоснабжения:

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

Сферы применения

Трехходовой клапан, принцип работы которого был рассмотрен выше, обладает достаточно широкой сферой применения. Так, такие его разновидности, как электромагнитное устройство или же прибор с термоголовкой, часто встречаются в современных магистралях, где требуется корректировка пропорций при смешивании двух разделенных потоков жидкости, но без снижения мощности или объема.

Что же касается использования в быту, то самым популярным здесь считается термостатический смесительный прибор, с помощью которого, как уже отмечалось выше, можно регулировать температуру рабочей жидкости. Эта жидкость может подаваться как в трубопровод «теплого пола», так и в отопительные радиаторы. А если клапан еще и имеет автоматическое управление, то контролировать температуру в жилище можно будет без каких-либо проблем!

Обратите внимание! Применение трехходового клапана в отопительной системе в целях уравновешивания перепадов температуры крайне выгодно не только в плане комфорта и удобства, но и в плане экономии средств. Дело в том, что путем регулирования температуры жидкости на «обратке» отопительного прибора можно значительно снизить объемы потребляемого топлива, да и на эффективности самой системы это отразится позитивно

В некоторых системах клапан попросту необходим. Например, в системе «теплого пола» данное устройство предотвращает перегрев напольного покрытия выше заданного уровня комфортности, тем самым избавляя пользователей от неприятных ощущений

Дело в том, что путем регулирования температуры жидкости на «обратке» отопительного прибора можно значительно снизить объемы потребляемого топлива, да и на эффективности самой системы это отразится позитивно. В некоторых системах клапан попросту необходим. Например, в системе «теплого пола» данное устройство предотвращает перегрев напольного покрытия выше заданного уровня комфортности, тем самым избавляя пользователей от неприятных ощущений.

Подобного рода регулирующие устройства также используются в системах водоподачи в целях получения перманентного потока с требуемой температурой. Простейшим примером является обыкновенный смеситель, при котором можно сделать воду горячее/прохладнее открытием/закрытием холодного крана.

Предохранительный клапан для бойлера

Ранее мы описывали как выбрать и подключить предохранительный клапан для бойлера, рассказывали о сферах его применения и внутреннем устройстве. В дополнение к этой статье рекомендуем ознакомится:

Как сделать систему отопления с четырехходовым клапаном

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

Конструкция четырехходового клапана

Термостатический смесительный кран выполняет такие функции:

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

Схема четырехходового смесителя

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

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

Работа клапана контролируется двумя способами:

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

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

Отопление с четырехходовым клапаном

Монтаж системы отопления с четырехходовым клапаном:

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

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

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

domotopim.ru

domotopim.ru

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.

Виды трехходовых кранов

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

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

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

По типу монтажа трехходовые краны делят на:

• муфтовые;
• фланцевые;
• сварные.

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

• трехходовой шаровой кран;
• конусный;
• цилиндрический.

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

Запорный трехходовой кран

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

Сферы использования крана рассматриваемого типа:

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

Регулировочный трехходовой кран

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

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

Трехходовой кран с сервоприводом

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

Трехходовой кран с терморегулятором

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

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

Разновидности кранов для манометров

Устройства различаются по конструктивным особенностям и способами крепления.

Пробковые натяжные

Материалом для изготовления этого типа кранов служит латунь, что делает эти устройства недостаточно прочными, при затягивании гайки пробка на конце может сломаться, при этом запорный механизм требует приложение некоторых усилий для запуска.

Этот тип устройства имеет 4 разновидности:

• Конструкция с резьбой с обеих сторон, может быть как метрическая так и трубная резьба.
• Устройство, в котором с одной стороны трубная резьба, а с другой — метрическая.

• Более усовершенствованная конструкция, оснащенная затвором рычажного типа или в виде бабочки.
• Устройство также имеет отверстия с двух сторон с резьбой и дополнительно — фланец для присоединения прибора измерения.

Шаровой с дренажом

Наиболее современное и популярное устройство, поскольку пользоваться им намного удобней: это легкая конструкция, оснащенная рукояткой. Кран характеризуется высокими показателями герметичности и невозможности скопления загрязнений в проточной части.

Шаровой с муфтой

Выполняется из хромированной латуни. Манометр или дренаж в этом случае подключается к муфте, поэтому этот кран не является трехходовым в прямом смысле.

Рекомендуем ознакомиться: Виды и функциональные особенности обратного фланцевого клапана

Кнопочный

Отличается от всех других типов кранов наличием кнопки, с ее помощью происходит замер до тех пор, пока кнопка нажата, при отпускании, манометр автоматически отключается.

Автоматические клапаны

Управление трехходовым краном по умолчанию выполняется вручную, для чего используется вывод штока с одной из сторон крана с поворотной ручкой или гайкой. Однако не всегда удобно пользоваться таким вариантом.

Процесс настройки мощности контура с помощью трехходового клапана не линейный и зависит от температуры обратки, подающей магистрали и мощности теплоотдачи. Если говорить проще, то ручным управлением определяется исключительно пропорция, в которой смешивается вода из разных линий, температура на конечном участке при этом может меняться достаточно долго и не всегда равномерно.

Эффективно управлять клапаном можно автоматически с помощью сервоприводов или специальных гидродинамичных и пневматических термостатных головок, которые смогут быстро и постоянно менять настройку трехходового кран в зависимости от температуры на выходе.

С электроприводом

Сервопривод является прямой аналогией ручному управлению, только сигнал к действию дает не человек напрямую, а электронный блок управления. Это двигатель, способный проворачивать шток и изменять его позицию в зависимости от пришедшего управляющего сигнала.

Практически любой трехходовой клапан с ручным управлением можно оборудовать сервоприводом, однако лучше использовать специальные конструкции, обладающие компактными размерами и оптимизированными для установки электропривода.

Блок управления ориентируется по показаниям температуры на выходе клапана в целевом контуре или же на температуру подающей линии и обратки для вычисления оптимальной настройки.

Как только получено нужное значение на сервопривод приходит управляющий сигнал, и он меняет положение штока или поворот шара внутри крана. Естественно без электронного блока управления использовать сервоприводы попросту бессмысленно.

Преимущество сервоприводов в возможности максимально автоматизировать работу системы отопления. При включении автоматики в систему «Умный дом» появляется возможность даже устанавливать параметры обогрева со своего мобильного гаджета.

С терморегулятором

Автоматическое регулирование трехходового крана достаточно доверить пневматическому или гидродинамическому термостату. Это механический способ управления. Используется термоголовка, наполненная жидкостью или газом, сильно реагирующим на изменение температуры окружающей среды. Основная реакция – это изменение объема.

Термоголовка соединена посредством канала с поршнем и подвижным клапаном трехходового крана. При изменении объема термочувствительной среды изменяется и установка крана.

Трехходовые краны с терморегуляторами требуют тщательной предварительной настройки

После установки важно определить предельные значения температуры в точке измерения и привязать к ним крайние положения крана, тем самым определяя диапазон регулировки

Установка целевой температуры контура с радиаторами или теплого пола производится вручную, регулируя давление в термоголовке. Далее при изменении значения текущего нагрева уже автоматически регулируется пропорция для смешения горячей воды и обратки в трехходовом кране.

Трехходовые краны с терморегулятором востребованы там, где необходимо снизить энергозависимость отопления или же снизить общую стоимость монтажа, так как они дешевле устройств с сервоприводами и не требуют дорогого контроллера для своего функционирования.