Двухходовой регулирующий клапан: принцип работы, виды

Одним из важных элементов системы домашнего (и не только) водоснабжения является обратный клапан. Это механическое устройство выполняет функцию предохранителя, заставляя жидкость или пар двигаться по трубам только в определенном направлении. Какими бывают обратные клапаны, как именно они работают, где чаще всего применяются, как выбирать арматуру, мы расскажем в этой статье.

Особенности и принцип работы

Главная отличительная особенность, которой характеризуется двухходовой клапан — это возможность пропускать воду исключительно в одном направлении. При его обратной установке, он может давать сбои или вовсе выйти из строя.

Очень часто перед самим двухходовым клапаном монтируются фильтры, которые не позволяют твердым частицам проникать в него. По большому счету двухходовой клапан по своей конструкции напоминает обычные вентили, однако все-таки есть ряд отличий. Например, у регулирующего двухходового клапана в качестве запорного элемента выступает либо шток, либо шар. Другими словами, процесс прохождения жидкости или пара регулируется либо движением штока в вертикальном направлении, либо поворотом шара с отверстием вокруг оси на 90°. Вся эта последовательность действий выполняется посредством электрических и пневматических приводов, которые подсоединены к датчикам давления и температуры.

Электромагнитный двухходовой клапан снабжен двумя патрубками для возможности осуществлять подключение к трубопроводу. Основным его предназначением является ограничение расхода воды. Исходя из того, какая конструкция у запорного клапан, принцип работы устройства идентичен принципу функционирования седельного клапана (вентиля) или шарового крана.

Двухходовый регулирующий клапан нашел свое активное применение в инженерных системах зданий с централизованным теплоснабжением. Это связано с тем, применяя его, можно снизить потребление теплоносителя и при этом сохранить нужный коэффициент смешения, чего не сделаешь при помощи трехходового клапана.

Двухходовые регулирующие клапана применяются для управления теплоотдачей теплообменных аппаратов систем горячего водоснабжения и обособленных отопительных систем, для управления процессом смешения в тепловых пунктах с зависимым подключением к тепловой сети.

Что такое трехходовой клапан и зачем он нужен?

Из названия трехходового клапана понятно, что он имеет три резьбовых или фланцевых соединения. Существуют два вида таких клапанов:

  • Термосмесительные — применяются для организации подмеса холодного теплоносителя из «обратки» к горячему теплоносителю «подачи». Используется это в водяных теплых полах, тепловых узлах зданий и для защиты теплообменников котлов. Такие «трехходовики» отличаются по диаметру резьбового соединения и диапазону регулировки температуры.
  • Переключатели потока — они изменяют направление течения теплоносителя, а точнее сказать они меняют контур, по которому он протекает. Так, например, переключатели потока широко используются для подключения бойлеров косвенного нагрева к отопительным котлам. В такой схеме трехходовой клапан через сервопривод подключен к термостату бойлера и при достижении пороговой температуры происходит переключение клапана и включение загрузочного насоса. После этого горячий теплоноситель начинает течь через теплообменник бойлера и нагревать воду внутри него.

Если вам интересно, то есть отдельная статья о бойлерах косвенного нагрева и схемах его подключения. Читайте и расширяйте свой кругозор.

Внутреннее устройство трехходовых клапанов.

Теперь давайте рассмотрим техническое устройство трехходовых клапанов. Начнем по порядку с устройства термосмесительного клапана. Для того, чтобы иметь наглядное представление о его внутреннем строении, посмотрите на следующий рисунок:

  1.  Маховичок клапана.
  2. Вход горячей воды.
  3. Термочувствительный элемент.
  4. Выход смешанной воды.
  5. Вход холодной воды.

Термочувствительный элемент расширяется или сжимается в зависимости от температуры. Это позволяет выдерживать определенную температуру на выходе подмеса (4). Колебания температуры обычно лежат в пределах двух или трех градусов в зависимости от разности давлений горячей и холодной воды. Наличие в термосмесительном клапане накипи также уменьшает точность его регулировки. Температура воды на выходе клапана может быть задана жестко при изготовлении клапана, либо может изменяться в некоторых пределах. Делается это при помощи вращения регулировочного колеса.

Теперь перейдем к рассмотрению другого вида клапанов — переключателей направления потока. Собственно, такие клапаны могут работать и как смесительные, но управляются они при помощи ручной настройки или сервопривода. Для большей наглядности смотрите рисунок ниже:

По сути своей такой клапан — шаровой кран, у которого отверстия в шаре не находятся на одной линии, а сделаны под прямым углом друг к другу. Для полного переключения потока необходим поворот шара на 90°. Давайте посмотрим вид такого клапана сверху:

Угловая шкала указывает на то в каком положении находится шар внутри клапана. Как я уже говорил, чаще всего такие клапана используют для подключения бойлера косвенного нагрева к котлу. Схема подключения будет выглядеть следующим образом:

В этой схеме теплоноситель будет циркулировать либо через теплообменник бойлера, либо через радиаторы отопления. Сервопривод клапана будет управляться термостатом бойлера. Теперь давайте поговорим о наиболее важных технических характеристиках таких клапанов:

  • Диаметр подключения — диаметр резьбы в дюймах.
  • Рабочая температура — температура теплоносителя, при которой клапан отработает весь срок эксплуатации.
  • Материал корпуса и уплотнений — чаще всего, такие клапаны изготавливаются из латуни, а в качестве уплотнений может быть использован эластомер (резина) типа EPDM.
  • Номинальный поток — измеряется в кубических метрах за час и определяет предел пропускной способности клапана. Номинальный поток прямо пропорционален диаметру подключения клапана.
  • Рабочая среда — этот параметр определяет то, в какой среде может работать данный узел. Например, это может быть только вода, либо растворы гликолей (антифризов для отопления).
Читайте также:  1 — Искусственный камин из старого комода

Давайте двигаться дальше, следующая остановка — сервопривод!

Трехходовой клапан: технология подбора и самостоятельной установки

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:

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.

Заключение

Нельзя сказать, что установка четырехходового крана проста и не требует финансовых вложений. Наоборот, реализация подобных схем выльется в ощутимые финансовые затраты. С другой стороны, они не настолько велики, чтобы отказаться от преимуществ таких систем – эффективности работы и в результате – экономичности. Важное условие – наличие надежного электроснабжения, так как без него перестанет работать привод клапана.

Рекомендуем: Предохранительный клапан для бойлера Как правильно подобрать трехходовой клапан для твердотопливного котла Как работает трехходовой термостатический смесительный клапан в системе отопления

Как выбрать оборудование?

Термостатические приборы выбирают в зависимости от пропускной способности теплоносителя. Она должна соответствовать объёму жидкости, которая нагнетается в систему отопления. Данные указываются в техническом паспорте к котлу.

Для горячего и холодного контура используют металлические трубы диаметром 26*2 мм. Такой же диаметр должен быть и у патрубков трёхходового смесителя. В противном случае придётся устанавливать переходники, что не желательно для системы отопления. На швы приходится высокая нагрузка. Необходимо всегда следить за их герметичностью.

Рекомендуем: Как установить тёплый пол под пробку?

Температура жидкости в напольной магистрали 55-35 0С. Оборудование выбирают в зависимости от определённого теплового режима, который возможно установить на термостате. Для радиаторного обогрева требуются более широкий температурный диапазон, до 80 0С.

Читайте также:  Как сделать печь длительного горения для теплицы

Для управления температурным режимом в помещении при водяном напольном обогреве используют термостатическое оборудование. Автоматика облегчит эксплуатацию системы отопления, обеспечит нормальный микроклимат в отдельных комнатах коттеджа, сэкономит электроэнергию.

При использовании устройства с программным обеспечением появляется возможность регулировать температуру напольной магистрали в зависимости от времени суток, дней недели.

    Похожие записи
  • Как можно сделать тёплые полы?
  • Как уложить тёплый пол под ламинат на деревянный пол?
  • Какие трубы лучше выбирать для тёплого пола?
  • Как установить тёплый пол под керамогранит?
  • Как сделать тёплый пол?
  • Какая подложка нужна под ламинат для тёплого водяного пола?

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.

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

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

К примеру, можно настроить температуру по комнатам, распределяя теплоноситель в зависимости от удаленности помещения от нагревательного котла. Или обеспечить совмещение с системой теплого пола. Большие по проходимости приборы устанавливают на теплопроводах между зданиями.

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.

Несколько практических советов

  1. Необходимо ознакомиться поподробнее со следующими характеристиками приобретаемого клапана: наличие возможности установки сервопривода; расход воды (пропускная способность) через сечения труб в системе; диаметры концов труб, к которым будет присоединяться клапан.
  2. Трёхходовой клапан присоединяется к системе перед циркулярным насосом первого контура. При этом следует обратить внимание на стрелку на корпусе изделия: её направление должно совпадать с направлением циркуляции жидкости в контуре.
  3. При проведении сварочных работ необходимо избегать попадания окалины в корпус клапана.
  4. В процессе работы отопительно системы требуется периодическая проверка работоспособности трёхходового клапана, которую должны выполнять специалисты соответствующих организаций.
  5. В месте стыка трубопровода и входного-выходного отверстия клапана температура не должна превышать 100 градусов по Цельсию.
  6. Выбор типа привода является вопросом предпочтений и возможностей заказчика. Следует только помнить, что изделия с ручным приводом дешевле изделий с электромеханическим приводом, но они значительно уступают им по функциональности и точности регулировки, по уровню автоматизации процесса поддержания стабильной температуры. Проще говоря, говорить об уровне автоматизации у клапанов с ручным приводом вообще не приходится.
  7. Приобретая трёхходовой клапан, клиент обратит внимание на фирму-изготовитель. Солидная компания не станет портить свой имидж и терять завоёванные на рынке позиции из-за выпуска партии бракованной продукции.
  8. Материал клапана тоже может играть важную роль. Следует учитывать, что бронзовые и латунные корпуса клапанов долговечней стальных и чугунных, но и намного дороже. Чугунные корпуса являются самыми дешёвыми, но они отличаются массивностью.
  9. В процессе использования системы отопления хорошей привычкой может стать знание инструкций по эксплуатации всех её элементов.
  10. При использовании смесителя на фитинги Рехау клапана с термостатической системой требуют проверки. При минимальной температуре в один из патрубков делается заливка горячей воды. Через некоторое время происходит закрытие потока. В обратном трубопроводе на входе в котёл температура воды не должна отличаться от установленной температуры в термостате. Разумеется, это относится к уже смонтированной системе.
  11. Перед клапаном рекомендуется установить фильтр механической очистки воды.

Одна из областей применения трёхходового клапана – система теплого пола

В качестве одной из сфер использования трёхходового клапана выступает управление отоплением пола. Для этого обычно используется прибор с термоголовкой и внешним датчиком температуры. Схема обеспечивает подачу теплоносителя во все комнаты с одинаковой температурой. Клапан в этом случае необходим для того, чтобы исключить перегрев, ведь напольные системы не предусматривают необходимости в такой горячей воде, которая поступает из котельной установки.

С помощью насосного оборудования удается обеспечить циркуляцию во всех контурах, тогда как клапан своевременно подмешивает горячий теплоноситель в подающий коллектор. Подобный смесительный узел имеет вид одного из самых простых вариантов подключения, а схема усложняется, когда необходима регулировка температуры в каждой комнате отдельно.

Популярные производители

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.

Виды смесительных клапанов

Основной элемент, по конструкции которого отличают узлы, – это регулирующий клапан. В основном используется два их типа – двух и трехходовой. Отличия в их внутренней конструкции и определяют различный принцип работы. А какую из них выбрать в прежде всего зависит от площади поверхности теплого пола.

Двухходовой

Это – наиболее востребованный тип подобного устройства. Он работает по следующему принципу – клапан периодически подпитывает магистраль с горячим теплоносителем из отопительной системы. Как правило, на корпусе устройства бывает указано значение требуемого нагрева. Его можно изменять, используя встроенный или дистанционный датчик. Последний монтируют во входной гребенке.

Теплоноситель после выхода из обратной гребенки циркулирует по трубопроводам. Достаточно жидкости охладиться ниже, чем указанный уровень, как клапан срабатывает и начинается подмес горячего теплоносителя. Шток закрывается только после того, как температура повысится до оптимального значения.

Такой принцип больше подходит для средних, менее 200 кв. м. В случае большей квадратуры частота работы двухходового клапана возрастает. Это легко объяснить постоянными сигналами о понижении температуры теплоносителя, поступаемыми от термостата. Если учесть насколько протяженной в этом случае может оказаться магистраль, то становится очевидным, что ее отличают большие перепады температур. Иначе говоря, жидкость по ходу своего продвижения по магистрали сильно остывает, поэтому приходится ее постоянно пополнять горячим теплоносителем из системы отопления.

Внимание

Большой объем горячей воды может негативно сказаться на целостности труб и работы всего теплого пола. Появляется большая вероятность превышение значения 50°С, что является недопустимым. Поэтому в качестве управляющего устройства необходимо использовать регулирующий клапан другой конструкции.

Трехходовой

Двухходовая модель имеет только следующие рабочие режимы – заслонка открыта либо закрыта. Для постоянного смешения теплоносителя с разной температурой требуется трехходовой клапан для теплого пола.

Объем потока за счет изменения пропорции смешивания регулирует особая заслонка и, можно сказать, что в магистрали постоянно присутствует и остывшая, и горячая жидкость. Положение заслонки корректируют при помощи терморегулятора, имеющего сервомеханизм плавного хода.

Основные проблемы, возникающие при эксплуатации трехходового устройства, – это большой объем горячей жидкости, попадающий в систему, поэтому и малый сбой механизма регулирования положения заслонки или термодатчика могут стать причиной резкого возрастания нагрева пола и, соответственно, повредить магистраль.

На заметку

В низкоотопительных системах, работающих в режимах 70 на 50 либо 65 на 50 устройство узла смешения вообще необязательно.