Смесительный клапан трехходовой, как применяется

Смесительный клапан трехходовой, как применяется

Смесительный клапан смешивает потоки с разными температурами, позволяет на выходе получить нужную температуру. Важность устройства большая. Именно смесительные клапана поддерживают требуемую температуру теплоносителя — и для всего дома, и для теплого пола и возможно в какой то точке или контуре при необходимости.

Трехходовой смесительный клапан с сервоприводом

Трехходовой клапан может смешивать или разделять потоки

Трехходовые клапана принципиально различаются по внутреннему устройству и действию. Одна разновидность может смешивать два сходящихся потока, другая, наоборот, — разделять.

Специалист рекомендует: на корпусе клапана нанесены стрелки указывающие направление движения жидкости. Необходимо внимательно отнестись к выбору и представлять, что предстоит делать клапану в схеме — разделять или смешивать.

Путаница возникает потому, что оба устройства позволяют добиться одинакового результата. Выбор лишь в месте установки. Например, установленный на подаче распределительный клапан, будет часть потока сбрасывать на обратку. Наоборот — на обратке смесительное устройство примет такую же часть потока с подачи. В обоих случаях устройства создадут одинаковую температуру. Но если пользователь перепутает места установки (названия клапанов) — то ничего не создастся.

Также имеется еще другое похожее оборудование, которое не является смесительным, а просто переключающим — трехходовые шаровые клапаны поворотного действия, которое здесь не рассматривается.

Особенности работы двухховодого клапана

Подобный результат в отдельных гидравлических схемах может дать и применение двухходового регулировочного клапана. Принцип заключается в том, что это устройство регулирует количество проходящего теплоносителя (расход жидкости) только в одной ветви смесительного узла. Например, устанавливается на байпасе и регулирует расход через него по температуре на обратке, что возможно при стабильной разности давлений между подачей и обраткой, которая обычно создается отдельным насосом для данного узла. Двухходовые клапана дешевле, поэтому их установка по возможности целесообразней.

Как смесительный клапан работает в паре с термоголовкой

Термоголовка умеет при изменении температуры вдвигать или выдвигать шток. Установленная на трехходовой клапан, она будет регулировать его положение, в зависимости от температуры. Если речь идет об измерении температуры теплоносителя, то применяются термоголовки с выносной термоколбой (датчиком температуры), которая устанавливается на трубе в том месте, где должны выполняться измерения.

Управляясь колбой, термоголовка будет изменять положение клапана таким образом, чтобы была достигнута заданная температура, — настройка выполняется поворотной ручкой на устройстве. Далее на практических примерах рассмотрим принцип действия трехходового клапана с термголовкой.

Регулировка температуры теплого пола с помощью смесительного клапана

На приведенной схеме имеется двухходовой регулировочный клапан, которым изменяется температура в системе теплых полов, со своим насосом. Производители подобного оборудования предлагают сразу готовые решения — насосно-смесительные узлы, которые умеют создавать на выходе +30 — +55 градусов при стабильном давлении для работы теплого пола , когда на входе от котла — +60 — +80 град.

Стабилизация работы и защита твердотопливного котла

Для всех котлов желателен режим работы, при котором температура в обратке не ниже +60 град, тогда теплообменник окажется теплее чем точка росы и на нем не будет образовываться влага. Особенно важно это для твердотопливных котлов, работающих на инерционную систему отопления частного дома, когда в газах много разных веществ в результате смешения которых с водой образовываются кислоты, смолы, засоряющие и разрушающие котел. Трехходовой клапан с термоголовкой спасает положение и поддерживает на обратке нужную температуру.

Установка стабильной температуры для всего дома

Если в системе отопления присутствует теплоаккумулятор — буферная емкость, то тогда, не зависимо от работы твердотопливного котла, можно поддерживать на подаче в дом условно- стабильную температуру, например +70 град С. Регулировка может осуществляться и автоматизированной системой с термостатом (измерителем комнатной температуры), который управляет сервоприводом. Система может быть с плавной регулировкой напряжения — регулировка клапана будет в зависимости от напряжения, что предпочтительнее, когда речь идет о регулировке температуры всего дома, по сравнению с дешевыми вариантами сервопривод-термостат по типу «включил-выключил».

Какой смесительный клапан выбрать

Выбор смесительного клапана осуществляется в комплекте с другим оборудованием, в точности с требованиями проекта. Исходными данными для выбора клапана, как минимум являются диаметры подключения, способ управления (выдвижной-поворотный), тип устройства (смесительный — распределительный), расход, температура… и др.

Выбор и монтаж трехходового клапана для систем отопления

Трехходовой клапан – это устройство, предназначающееся для систем отопления, в том числе и теплого пола. Устанавливается клапан для разветвления основной магистрали, по которой в сеть поступает теплоноситель. Устройство также может выполнять и иные функции. Какова конструкция клапана? На основании каких критериев осуществляется подбор устройства? Как произвести монтаж арматуры самостоятельно?

Арматура для системы отопления

Конструкция и назначение клапана

Стандартный трехходовой клапан состоит из следующих элементов:

• трех патрубков, подключенных к контурам системы отопления;
• смесительной камеры, внутри которой производится регулировка температурного режима;
• штока, перекрывающего ход воды из какого-либо патрубка;
• терморегулятора, приводящего шток в движение в зависимости от заданных пользователем параметров.

Трехходовой клапан в разрезе

Устройства данного вида могут быть использованы:

• в отопительных системах жилых и производственных помещений для смешивания или разделения потока теплоносителя;
• в системах теплый пол (по аналогии с предыдущим пунктом);
• в системе горячего водоснабжения для исключения возможности повышения температуры воды.

Критерии выбора клапана

Как выбрать трехходовой клапан? При выборе рекомендуется учитывать:

• назначение устройства;
• конструктивное исполнение;
• тип привода;
• дополнительные параметры.

Разновидности клапанов по назначению

Клапан трехходовой для котла или иного устройства может быть:

• смесительным, то есть основное назначение арматуры заключается в смешении разных потоков жидкости до заданной пользователем температуры. Используется смесительный клапан в системах теплого пола для предотвращения перегрева и выхода коммуникаций из строя и в системах горячего водоснабжения;
• разделительным. В отличие от предыдущего вида основное назначение устройства заключается в распределении подающего потока теплоносителя по разным веткам магистрали, например при монтаже дополнительного радиатора;

Различие в работе смесительного и разделительного клапана

• переключающимся, то есть перераспределяющим поток жидкости в системе.

Отличия в конструкции

Регулирующий клапан в зависимости от конструкции может быть:

• седельным – движение штока происходит по вертикали до седла. Как правило, функции такого типа оборудования – смешивание потоков с разной температурой;

Клапан со штоком, движущимся по вертикали

• поворотным – при движении штока производится вращение заслонки, регулирующей направление и мощность потоков.

Устройство с запорной заслонкой

Разные типы приводов и их особенности

Шток трехходового клапана может быть приведен в действие:

• термочувствительным элементом, установленным на терморегуляторе. Преимуществами такого типа управления является простота, высокая точность и отсутствие необходимости электропитания;

Трехходовой клапан с терморегулятором

• электроприводом. Клапаны с электроприводом получают параметры, заданные пользователем с датчиков температуры, установленных в разных местах, или общего управляющего контролера. Стоимость такого оборудования высока, но основным плюсом является максимальная точность работы прибора.

Оборудование, приводимое в действие электроприводом

Дополнительно

При приобретении клапана для теплого пола или иной коммуникационной системы также рекомендуется учитывать:

• диаметр патрубков, который должен соответствовать диаметрам подходящих к устройству труб. Если подобрать параметр не получается, то потребуется установка переходника;
• показатель пропускной способности клапана (указывается в технической документации к оборудованию);
• назначение. Клапан для холодной или горячей воды, отопления, теплого водяного пола, газовый и так далее (указывается в документации);
• возможность подключения дополнительного оборудования, например, термоголовки, электропривода и так далее, если первоначальное устройство не оснащено какими-либо способами управления;
• производителя. Наиболее качественные клапаны выпускаются шведской компанией Esbe, американской компанией Honeywell и совместным предприятием России и Италии – Valtec.

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

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

Что такое трехходовой термостатический клапан и как он работает в системе отопления

В современных системах отопления трехходовой клапан применяется довольно часто, поскольку является средством качественного регулирования теплоносителя – по температуре, а не по расходу. Ведь подача в радиаторы оптимально нагретой воды – лучший способ экономить энергоносители.

Есть у термосмесительных кранов и другие полезные функции, о которых вы узнаете из данной статьи. Но вначале стоит рассмотреть, как работает трехходовой клапан, а также разобраться в его внутреннем устройстве.

Разновидности 3-ходовых клапанов

Все термостатические трехходовые клапаны для отопления делятся на 3 вида по устройству и принципу работы:

• смесительные;
• разделительные;
• переключающие.

О назначении каждой из 3 разновидностей можно судить по названию. Первый тип клапана смешивает два потока теплоносителя с различной температурой, второй – разделяет, третий занимается переключением воды между 2 линиями. Распознать их внешне нетрудно, обычно принцип работы изображен на корпусе в виде рисунка. Вот как выглядит трехходовой смесительный клапан:

На заводском шильдике от фирмы Herz четко показано смешивание 2 потоков, значит, это смесительный вентиль

Похожее обозначение стоит на разделительном элементе. Что же касается переключающих кранов, то на их корпусе изображения может и не быть, зато есть значительные внешние отличия по форме.

Разделительный (фото слева) и переключающий (справа) 3-ходовой клапан

С помощью смешивания или разделения потоков добиваются оптимальной температуры теплоносителя, подаваемого в радиаторы системы отопления или контуры теплого пола. Переключение используется в газовых двухконтурных котлах, когда нагретую воду надо поочередно направлять в разные теплообменники.

Устройство и принцип работы

Чтобы разобраться, из чего состоит и как работает термосмесительный трехходовой кран самого распространенного седельного типа, следует изучить представленную ниже схему. Внутри латунного корпуса с тремя патрубками методом литья устроены 3 камеры, проходы между которыми перекрываются тарельчатыми клапанами. Они закреплены на одной оси – штоке, выходящем из корпуса с четвертой стороны.

В смесительном 3-ходовом кране выходной патрубок (откуда идет смешанная вода) всегда открыт, остальные 2 штуцера поочередно закрываются термоголовкой

Принцип действия следующий: при нажатии на шток начнет открываться проход для одного потока и постепенно закрываться для другого, в результате чего в камере смешивания клапана получится вода необходимой температуры. Она покидает латунный корпус элемента через третий патрубок. Регулировка силы нажатия на шток осуществляется термоголовкой с выносным датчиком температуры, установленным в соответствии со схемой.

Весь процесс стоит разъяснить подробнее:

1. Представьте, что со стороны горячей воды поступает недостаточно прогретый теплоноситель. Тогда механизм пропускает его дальше, а третий патрубок закрыт. Выносной датчик наполнен термочувствительной жидкостью и посредством капиллярной трубки соединен с резервуаром (сильфоном) внутри термоголовки.
2. При нагреве датчика эта жидкость расширяется, ее объем в трубке и сильфоне увеличивается, в результате последний начинает нажимать на шток трехходового клапана. Момент нажатия определяется регулировкой на шкале термостатической головки, настроенной на требуемую температуру.
3. После этого к потоку разогретой воды подмешивается холодная из третьего патрубка и температура воды на выходе из термоклапана остается неизменной, хотя нагрев теплоносителя на входе продолжается.
4. Если входящая вода продолжает нагреваться сверх нормы, то для сохранения установленной температуры на выходе термостатический клапан может полностью перекрыть вход и открыть боковой проток. При этом шток опускается в крайнее нижнее положение.
5. Как только датчик отметит остывание теплоносителя, головка слегка отпустит шток, откроется седло клапана с горячей стороны и начнется подмешивание нагретой воды.

Способ регулировки трехходового крана термостатической головкой с датчиком – самый популярный, поскольку является достаточно точным и простым, причем не требующим электричества.

Если вести речь о разделительном клапане, принцип его работы практически такой же, только при нажатии на шток один поток начинает делиться на два. А вот в переключающем элементе направление движения меняет электропривод, о чем подробно рассказано на видео:

Использование приводов

Помимо термостатической головки, клапаном можно управлять и другими способами. Первый из них – ручной, когда глубину нажатия штока определяет поворот рукоятки снаружи корпуса. Не самый лучший вариант и годится только в том случае, когда температура воды, поступающей в патрубки, неизменна. Другой вариант – управление с помощью серво— и электропривода, получающего команды от контроллера. Для совместной работы с разными приводами используется и другой тип клапанов – поворотные, чье устройство показано на рисунке:

Этот клапан с 3 выходами очень похож на обычный шаровой кран с электроприводом

Здесь есть определенное сходство с шаровым краном, только рабочий поворотный элемент имеет другую форму отверстия, чтобы пропускать теплоноситель сразу в двух направлениях. Принцип работы здесь простой: ось поворачивается на требуемый угол, вращаемая приводом. Последний управляется контроллером, получающим импульсы от одного или нескольких датчиков. Обычно приводы на клапаны устанавливают в сложных либо автоматизированных системах отопления с погодным регулированием.

Схемы подключения клапана к системе отопления

Когда есть понимание, что такое трехходовой клапан и в чем состоит его работа, можно рассмотреть различные схемы подключения, зависящие от назначения и роли элемента в отоплении дома. Установка термосмесительного 3-ходового клапана производится в 4 случаях:

1. Для защиты твердотопливного котла от воздействия конденсата и температурного шока после внезапных отключений электроэнергии.
2. Теплоноситель в контурах теплых полов должен прогреваться до 45 °С, температуру поддерживает смесительный узел с трехходовым краном.
3. Для поддержания необходимой температуры воды в разных ветвях системы.
4. Когда требуется подключить бойлер косвенного нагрева к одноконтурному газовому котлу.

Чтобы защитить тепловой агрегат на твердом топливе от образования конденсата, нельзя во время его разогрева допускать подачу в котловой бак остывшей воды из радиаторной сети. Для этого используется следующая схема подключения котла с байпасом и трехходовым смесительным клапаном:

Схема работает так. Пока теплогенератор не прогрелся, вода циркулирует по малому кругу через байпас. При нагреве теплоносителя в обратке до 50—55 °С клапан начинает открываться и подмешивать холодный теплоноситель из системы. При выходе отопителя на рабочий режим байпас перекрывается и весь поток идет через радиаторы. Подробнее эта тема раскрыта на видео:

В системе теплых полов данный элемент выполняет те же функции. Циркуляционный насос гоняет теплоноситель по греющим контурам до тех пор, пока он не начнет остывать. Как только это произойдет, сработает датчик и термоголовка, после чего трехходовой клапан станет добавлять в замкнутый контур горячую воду, идущую от котла. Как своими руками правильно выполнить монтаж коллектора теплых полов, насоса и клапана, показано на схеме:

Насос заставляет циркулировать воду по контурам теплого пола, а клапан поддерживает ее температуру на уровне 35…45 градусов

Следующий пример использования и подключение этой важной детали – обвязка твердотопливного теплогенератора и буферной емкости – аккумулятором тепла. Чтобы прогреть ее целиком достаточно быстро, температура подаваемого теплоносителя должна быть от 70 до 85 °С, каковая вовсе не нужна в системе радиаторного отопления. Понизить ее как раз и помогает трехходовой клапан, установленный за емкостью вместе с отдельным циркуляционным насосом.

В схеме с теплоаккумулятором и ТТ-котлом применяется 2 смесительных клапана, каждый регулирует температуру в своем контуре

Важно. Устанавливая смесительный клапан, помните, что насос должен располагаться с той стороны, где находится всегда открытый патрубок трехходового крана.

Сложная отопительная система большого коттеджа может иметь множество потребителей, подключаемых посредством гидрострелки и распределительного коллектора. Причем в каждый из контуров надо подать теплоноситель с разной температурой. Самая высокая нужна бойлеру косвенного нагрева, поэтому на подводке к нему регулирующей арматуры нет. Остальным потребителям нужен более холодный теплоноситель, а потому они подключены через трехходовые клапаны.

В каждом контуре схемы стоит трехходовой вентиль, поскольку нужно готовить воду с разной температурой. Только бойлер ГВС подключен к гребенке напрямую

В схеме с бойлером косвенного нагрева и одноконтурным газовым котлом тоже не обойтись без 3-ходового крана. Задача элемента – переключать поток теплоносителя на змеевик бойлера ГВС по команде контроллера (срабатывает электропривод).

Пока змеевик прогревает бойлер, отопление бездействует, поскольку клапан переключает поток между 2 линиями

Бюджетные элементы с фиксированной температурой воды

В несложные отопительные системы загородных домов, получающие тепловую энергию от ТТ-котла, допускается ставить трехходовой клапан упрощенного типа, действующий автономно. Для работы ему не нужна термоголовка с температурным датчиком, да и штока там нет. Управляющий термостатический элемент установлен внутрь корпуса и настроен на определенную температуру воды на выходе, например, 60 или 50 °С (указывается на корпусе).

Схема работы и устройство клапана со встроенным регулирующим элементом

Термосмесительный кран данного типа всегда поддерживает фиксированную температуру теплоносителя на выходе, изменить эту настройку нельзя. Отсюда возникает плюс и минус в использовании подобной арматуры:

1. Преимущество — более низкая цена, чем стоимость узла с термоголовкой. Разница существенная — около 30%.
2. Недостаток — нельзя регулировать нагрев выходящего теплоносителя. Когда элемент с завода настроен на 55 °С, то он всегда будет подавать воду с этой температурой ±2 °С.

Совет. Перед покупкой клапана упрощенной конструкции внимательно читайте техническую документацию на твердотопливный котел, в ней нередко указывается минимальная температура обратного теплоносителя. Больше информации по применению смесительной арматуры вы найдете в отдельной публикации.

Заключение

Термостатический трехходовой кран – очень полезная деталь системы отопления частного дома, позволяющая эффективно использовать нагреваемый теплоноситель, а значит, и экономить топливо. Кроме того, эта простая деталь играет роль элемента безопасности для твердотопливных котлов и позволяет продлить им срок службы. С другой стороны, не стоит ставить клапан без нужды и куда попало, по этому поводу всегда консультируйтесь со специалистом в данной области.

Тонкости поддержания комфортного теплового баланса: как работает трехходовой клапан для отопления?

Она предназначена для смешивания или перенаправления потоков для достижения нужной температуры теплоносителя.

Устройства применяются для создания разделительных или смесительных узлов магистралей отопления вне зависимости от их вида и температурных условий.

Трехходовые клапаны для отопления: что это такое?

Термовентиль подготавливает теплоноситель с заданными параметрами и применяется:

• для управления системой подогреваемого пола;
• с целью регуляции и контроля отопления в комнатах одного здания, в том числе между этажами;
• для создания отопительных систем в нескольких отдельных зданиях.

Приборы выполняют регулировку выделения тепла, изменяя количество, а не температуру теплоносителя. Благодаря этому можно выполнять обогрев помещений разной интенсивности, не меняя размер радиаторов.

Конструкция

Трехходовой клапан — металлический тройник с тремя патрубками, сверху оснащённый шайбой регулировки. В смесительном кране два впускных отверстия и одно — выпускное. В разделительном — два выходных патрубка и один входной.

Для изготовления корпуса используются латунные сплавы, чугун, а также другие материалы с антикоррозийным покрытием.

Фото 1. Металлический трехходовой клапан для системы отопления, сверху располагается шайба регулировки.

Регулирующим элементом служит шток или шар, размещённый во внутренней части трехходового клапана. Когда температурные показатели превышают заданные значения, этот элемент снижает поступление жидкости из одного из каналов. Работает при помощи внешнего (гидравлического, электрического, пневматического) привода.

Справка! Пропускная способность больше у шаровых клапанов, поскольку их регулирующие элементы создают более низкое гидравлическое сопротивление.

По какой схеме работает?

Через один вход вентиля подаётся нагретый теплоноситель, через другой — обратка (остывший поток).

Фото 2. Схема, в которой отражается принцип работы трехходового клапана в системе отопления с твердотопливным котлом.

Из выпускного патрубка выходит смешанная до оптимальной температуры вода. Внутри под регулировочным элементом установлен термочувствительный датчик — ёмкость, наполненная жидкостью или газообразным веществом.

При нагреве содержимое ёмкости расширяется, действует на исполнительный узел, который заставляет работать механизм.

В каких местах ставят

Выбор схемы врезки трехходового клапана подбирается с учётом характера системы отопления. Смешивающие и разделяющие краны врезают в подающую трубу от источника тепла, коллектора в месте соединения с байпасом.

При таком подключении перегретый теплоноситель сможет циркулировать по малому кругу (разделение) или будет смешиваться с охлаждённой водой.

Для деления потоков контура устройство иногда ставят на трубу обратки на месте стыковки с перемычкой байпаса. Во всех случаях клапан монтируют в паре с циркуляционным насосом.

Байпас — резервный путь для теплоносителя, обеспечивающий работу системы при нештатных ситуациях. Выполняется в виде перемычки между трубами подачи и обратки.

Разновидности по принципу работы в системе

• Смесительные. Понижают температуру теплоносителя путём смешивания горячей воды и охлаждённого потока. Оснащены одним впускным отверстием и двумя выпускными. Применяются для регулировки температуры потока.
• Разделительные. Не изменяя температуру, разделят поток на два. Один входной патрубок, два — выходных. Применяются для перенаправления потока на разные контуры.

Фото 3. Разделительный трехходовой клапан, имеет два выходных патрубка и один входной.