Принцип работы трехходового клапана в системе отопления, виды, особенности выбора и установки

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.

Давать тепло в нужном месте – главное требование к системе отопления. В квартирах этот вопрос можно считать решенным.

В частных домах иногда хочется дополнительно оборудовать пол с подогревом. Причем не всегда электрическим. Вот здесь и начинаются проблемы.

Температура пола и радиатора обогрева не может быть одинаковой. Чтобы этого не происходило, в системе отопления устанавливается трехходовой клапан. Благодаря ему распределение тепловых потоков будет обеспечено. Пол теплый, радиаторы горячие – в доме тепло. Наличие такого устройства в системе ГВС (горячего водоснабжения) просто необходимо.

Основные параметры при выборе клапанов

Изделия из латуни имеют повышенный ресурс работы, не трескаются из-за механического воздействия

Трехходовой клапан должен максимально соответствовать особенностям системы, поэтому при выборе следует проверить все параметры: конструктивное устройство, технические характеристики.

• В первую очередь необходимо отсечь варианты, которые изготовлены из неподходящего металла. Силуминовые недорогие трехходовые клапаны исключают сразу, поскольку сплав алюминия с кремнием отличается низкой прочностью. Такие термоклапаны трескаются и буквально рассыпаются в процессе работы.
• Чугунные 3-ходовые клапаны не подвержены коррозии и достаточно прочны при статических нагрузках, но точечное механическое воздействие или резкий перепад температур могут стать причиной его поломки. Ремонту такие устройства не поддаются.
• Стальные устройства недороги и одновременно прочны, но со временем ржавеют. С целью защиты от коррозии изделия покрывают никелем и хромом.
• Термоклапаны из нержавейки стоят дороже, металл не подвержен окислению и коррозии, поэтому служить они будут долго.
• Латунные и бронзовые трехходовики предпочтительнее, поскольку материал наилучшим образом отвечает требованиям по сроку службы и коррозийности. Латунные изделия нельзя устанавливать в систему, где теплоноситель разогревается до температур, превышающих 200 градусов. Бронзовые устройства встраивают в контур отопления, изготовленный из меди.

Внутренний запорный механизм в некоторых изделиях может быть керамическим. При соблюдении условий эксплуатации керамика проявляет себя наилучшим образом: не ржавеет и служит долго. Но теплоноситель в системе должен быть высокого качества. При наличии механических включений керамические элементы быстро выйдут из строя.

Для теплого пола предпочтительно устанавливать клапаны с сервоприводом

• Для защиты котла от конденсата достаточно клапана с внутренним термостатом, настроенным на постоянную температуру теплоносителя.
• Если система состоит из нескольких ветвей и необходимо управлять нагревом каждой, устанавливают регулятор с термоголовкой и выносным датчиком.
• При самостоятельной сборке системы рекомендован к монтажу смесительный клапан. Новичку проще разобраться в схеме его работы, как его поставить, снять.
• Седельные разновидности, в отличие от поворотных, более точно позволяют регулировать температуру теплоносителя и напор.
• Для теплого пола рекомендованы электрические модели с сервоприводом.
• Для ГВС – разделительные клапаны, для отопления – смесительные.

Диаметр резьбы на клапане должен совпадать с диаметром труб отопления

Что касается технических характеристик, необходимо принять во внимание:

• способ соединения – бывает резьбовым и фланцевым;
• внутренний диаметр труб – должны совпадать с диаметром труб в месте установки;
• максимальное рабочее давление;
• максимальную температуру теплоносителя на участке монтажа;
• усредненный расход воды в час – условную пропускную способность;
• динамический диапазон регулирования (30:1, 50:1, 100:1) – указывает на разницу пропускной способности при полностью закрытом затворе и полуоткрытом.

Клапаны с диапазоном 100:1 показывают более широкие возможности регулировки.

Модели в зависимости от объема теплоносителя, марки ESBE

Данные указаны в паспорте к изделию. Чтобы правильно подобрать клапан по параметрам системы, необходимо также рассчитать расход теплоносителя на линии установки, потому что клапан должен пропускать нужный объем воды при разных положениях штока.

Последний, но не по значению, параметр – производитель. Популярные:

• Esbe (Швеция);
• Danfoss (Дания);
• Honeywell (США);
• Herz Armaturen (Австрия);
• Caleffi (Италия);
• Icma (Италия);
• Valtec (Россия).

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.

Область применения

Установка такого устройства необходима отопительным системам, особенно если нагрев носителя обеспечивается котлом на твердом топливе. Кроме этого, горячая вода для бытового пользования может иметь слишком высокую температуру (до 95 ºC ) и если не установлен смесительный клапан, могут быть ожоги у пользователей.

Требуется его установка и перед пластиковыми трубопроводными системами, чтобы не допустить перегрева материала, из которого сделаны трубы.

С помощью трехходового смесительного клапана решаются следующие задачи:

• перенаправляются потоки, которые поступают от разных трубопроводов;
• устанавливается необходимая температура жидкости на выходе (за счет смешивания холодного и горячего потока);
• происходит регулировка температуры под нужные параметры в разные промежутки времени.

Трехходовой термостатический смесительный клапан обязательно должен быть установлен в автономной системе отопления и горячего водоснабжения.

Применение трехходового клапана в системе отопления (теплый пол)

Эти системы используются в индивидуальном порядке и имеют собственный нагревательный котел. Как правило, они находятся в частных домах или квартирах, хозяева которых, не могут или не хотят пользоваться централизованной поставкой тепла и воды.

Принцип работы

Устройство имеет корпус с тремя отводами и регулирующую часть, которая находится внутри и выполнена в виде штока или шара. Шток движется вдоль своей оси, а шар может поворачиваться вокруг нее. Через первые два отвода жидкость (холодная и горячая) попадает внутрь корпуса.

Перемешавшись, выходит через третий отвод. Весь секрет заключается в том, сколько именно смешивается жидкости с разной температурой во внутреннем объеме корпуса клапана по объему. Перемещением штока (или поворотом шара) открываются или закрываются два потока в одну или другую сторону – больше открыт горячий поток, значит жидкость (вода) на выходе будет горячее.

Таким образом, потоки горячего и холодного носителя будут проходить в разных объемах, что изменит конечную температуру на выходе.

Поэтапно работа клапана выглядит так:

1. Горячая вода из нижнего патрубка свободно поступает в правый (выпускающий) патрубок до тех пор, пока термоголовка не разогреется до температуры проходящей среды.
2. После нагрева термочувствительной составляющей регулирующего механизма выше допустимой температуры, она расширяется, и перемещает клапан, перекрывая подачу горячей воды из нижнего патрубка. Одновременно с этим открывается подача холодной воды через левый патрубок.
3. При смешивании холодной и горячей воды, температура выравнивается и рабочий элемент сжимается. Подпружиненная тарелка клапана занимает исходное положение.

Монтаж и эксплуатация

Чтобы монтаж трехходового крана был выполнен успешно, важно следовать чертежам и пошаговым инструкциям

Также нужно обращать внимание на несколько нюансов предстоящей установки:

Чтобы правильно установить трехходовой кран, важно следовать чертежам и пошаговым инструкциям

Чтобы правильно установить трехходовой кран, важно следовать чертежам и пошаговым инструкциям

На корпусе тройника расположена специальная схема со стрелками, которые детально отображают направление потока воды. Ее наличие существенно упрощает монтажные работы и позволяет быстро и безошибочно подключить важные узлы.
Выполняя сварку металлических механизмов, нельзя допускать превышения потока температуры в зоне стыков более +100 °C

Важно следить за тем, чтобы в систему не проникали окалины или грязь, в противном случае это может привести к непоправимым последствиям.
Для установки тройника нужно выбирать такое место, к которому будет легко добраться для ремонта или обслуживания. Если крану придется пропускать недостаточно качественную жидкость, его рекомендуется дополнительно оснастить фильтрующими узлами.
Способ фиксации изделия может быть и вертикальным, и горизонтальным

На эффективность работы это никак не влияет. Что касается вентиля, то его устанавливают непосредственно перед циркуляционным насосом.

Чтобы тройник функционировал долго, надежно и качественно, необходимо учитывать правила эксплуатации и вовремя обслуживать его. От правильного и корректного использования зависит срок службы приспособления.

Назначение и устройство трехходового клапана

Это устройство служит для смешения и разделения потоков теплоносителя, циркулирующего в одной замкнутой системе. Разделение или смешение потока воды необходимо в случае, если в доме или квартире есть несколько контуров, которые должны работать в строго определенном диапазоне температур.

Классический пример такой системы — отопление дома или квартиры, в которой основной обогрев воздуха осуществляется за счет наружных радиаторов, а дополнительный подогрев выполняет система т.н. “теплого пола”. Если в жилище есть разные по площади комнаты, то логично, что для равномерного нагрева воздуха в помещениях необходимо разное количество теплоносителя. В большей комнате могут быть два и более радиатора или один большего размера, тогда как в остальных — стандартные батареи.

Трехходовой клапан служит для распределения теплоносителя с одновременной регуляцией его температуры. Для этого устройство клапана предусматривает три отвода, за счет чего механизм внешне напоминает обычный тройник. Функция трехходового клапана, в зависимости от назначения и устройства, ограничивается тремя задачами:

• смешивание нескольких потоков горячей воды в один;
• разделение одного общего потока теплоносителя по нескольким контурам;
• переключение потока рабочей среды в определенных направлениях.

Рекомендуем ознакомиться: Плинтус для труб системы отопления: как выбрать и установить

Устройство трехходового клапана представляет собой цельнометаллический корпус из нержавеющей стали, латуни или чугуна, защищенного гальванизацией. Форма корпуса — Т-образная, состоящая из двух боковых и одного нижнего патрубка. Внутри устройства находится камера смешивания и термоголовка, выполняющая функцию контроля температуры теплоносителя.

К термоголовке внутри клапана присоединен шток, имеющий одну или две плоские либо сферические (шаровые) задвижки. Перемещение задвижки внутри клапана открывает верхний проток для запуска горячей воды и перекрывает два другие протока.

Клапан подключается к системе отопления таким образом, чтобы теплоноситель проходил через устройство из подающего и отводящего контура. Регулирование температуры осуществляется за счет смешивания остывшего теплоносителя из т.н. обратки системы отопления с нагретой водой из котла или бойлера. Дозирование остывшей воды происходит автоматически за счет работы термодатчиков и электрического привода.

При заданном температурном диапазоне часть клапана, направляющего поток воды в один контур, остается открытой, чтобы остывшая вода беспрепятственно поступала в систему теплого пола. Как только теплоноситель достигнет нужной температуры, для предотвращения дальнейшего охлаждения клапан перекрывает приток холодной воды и открывает патрубок с горячей водой из подающего контура.

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.

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.

Ситуация #5 — при монтаже обводных труб

Установка байпаса разных типов в систему отопления имеет свои особенности.

При подключении радиаторов:

Монтаж байпаса радиатора можно проводить как при устройстве новой системы отопления, так и при модернизации уже существующей. Для этого подготавливаются патрубки соответствующих диаметров, два тройника и запорная арматура.

На выходной патрубок устанавливают шаровой или запорный кран.

Элементы соединяют между собой на сварку или резьбу. В любом случае следует обеспечить полную герметичность стыков, после сборки провести испытание и исключить протечки.

При подключении насоса байпас чаще всего является частью основной линии. Поскольку он обеспечивает течение теплоносителя в режиме естественной циркуляции, то ни в коем случае нельзя сужать его внутренний диаметр.

Насос устанавливается на обходной трубе, диаметр которой может быть меньше или равным диаметру основной магистрали.

Для установки проще приобрести готовый насосный узел необходимого размера и конфигурации. Это обеспечит правильное положение всех элементов и надежность соединений.

Однако и самостоятельное изготовление развязки перекачивающего агрегата не представляет сложности, если соблюдать некоторые правила.

Насос следует сориентировать таким образом, чтобы ось крыльчатки располагалась горизонтально, а крышка клеммной коробки смотреть вверх.

Так обеспечивают свободный доступ к клеммам, к которым подключают питание, и исключают попадание жидкости на них, если возникнут протечки.

В байпасный участок монтируют качественный обратный клапан или шаровой кран, чтобы обеспечить полное прохождение потока через насос и исключить возникновение обратного движения жидкости по обводу.

Несложное инженерное решение – байпас – позволяет сделать систему отопления наиболее эффективной и добиться комфортного теплового режима во всех помещениях. Поломка отдельных элементов магистрали или отключение электричества не доставит больших проблем. Теплоноситель будет циркулировать по магистрали и в доме будет тепло.

Ну, вот и пришло время заканчивать статью. Весь материал, которым я хотела поделиться – рассмотрен. Надеюсь, он Вам будет полезен, и вы будете им пользоваться при необходимости установить клапан для теплых полов своими руками Совершенствуйтесь в собственных практических навыках и получайте все новые знания, как говорят: «Учиться никогда не поздно!» На этом все, спасибо за внимания, удачного и легкого ремонта!