Как выбрать и подключить трехходовой клапан для системы отопления: устройство и принцип работы механизма, лучшие модели и их цены, схемы обвязки

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:

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:

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.

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.

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.

Многие задаются вопросом: «Для чего нужен трёхходовой клапан для отопления?» и ответ банален – для того, что обеспечить теплом определённое место. Например, такое приспособление необходимо вам если вам нужно обеспечить пол подогревом.

Благодаря клапану тепловые потоки будут одинаково расходится как на радиатор обогрева, так и на пол. Такой клапан необходим в случае, если вы пользуетесь горячим водоснабжением.

На самом деле, такой клапан представляет собой кран с двумя ходами в одно корпусе для того, чтобы водяные потоки осуществлялись равномерно – в этом и заключается принцип установки такого клапана в системе отопления помещений.

Как выбрать трехходовой клапан для системы отопления частного дома

Теперь вы знаете, для каких случаев используются определенные типы клапанов. Но это не единственный критерий выбора, потому что клапаны имеют разные методы регулирования температуры и разную пропускную способность. И материал изготовления может быть разным. Давайте рассмотрим это подробнее.

Способ регулирования температуры

Преимущества	Недостатки
Низкая цена по сравнению с другими типами клапанов	Вы должны самостоятельно реагировать на все изменения условий окружающей среды
Работает без подключения электричества	Отопительный контур нагревается неравномерно

Преимущества	Недостатки
Автоматический контроль температуры	Высокая цена по сравнению с ручными клапанами
Равномерное нагревание отопительного контура
Механические модели работают без электричества

Преимущества	Недостатки
Не требует участия человека в контроле температуры	Высокая цена
Максимальная точность всех 3-ходовых клапанов	Зависимость от электричества
Высочайшее качество и равномерный нагрев	Повышенное энергопотребление по сравнению с электронными термостатическими клапанами

Материал изготовления

Срок службы изделия зависит от материала, из которого изготовлен корпус. Сразу хочу сказать, что иногда встречаются силуминовые клапаны

Хотя они намного дешевле, не рекомендую обращать на них внимание. И есть много других надежных материалов:

1. Клапаны из черной углеродистой стали долговечны и относительно недороги. К сожалению, они подвержены коррозии, поэтому обычно покрываются никелем или хромом. Также часто используется нержавеющая сталь, но такие изделия стоят дороже.
2. Чугун прочный, долговечный и не вызывает коррозии. Но обычно это клапаны старого образца, так как сейчас используются более современные материалы.
3. Наибольшей популярностью пользуются изделия из латуни и бронзы. Это прочные, прочные и нержавеющие материалы. В промышленных условиях, где температура превышает 200 градусов, их использовать нельзя, но они идеальны для бытовых нужд. Советую выбирать именно эти трехходовые клапаны, если материал не указан в технических характеристиках, его всегда можно определить по характерному цвету и фактуре.

Отдельно хочу сказать о керамике. Практически не используется в качестве материала для тела. Но часто из него делают внутренние детали. Это связано с тем, что керамика не подвергается воздействию химикатов. Он также устойчив.

Диапазон температур и рабочее давление

При выборе трехходового клапана также необходимо учитывать диапазон регулировки температуры. Например, термомиксер для теплого пола обычно выставляют на 30-40 ° С. Хотя этот диапазон наиболее удобен для получения горячей воды. Максимальное давление, которое выдерживает клапан, тоже разное. Некоторые модели выдерживают давление до 16 бар. Хотя обычно в домашних условиях требуется не более 6 бар. В целом значения рабочего давления для этих устройств регламентируются ГОСТ 26349-84.

Другое

Конечно, не стоит забывать, что у трехходовых клапанов разный диаметр соединительных патрубков. Самые распространенные размеры домов — 1 и ¾ дюйма. Резьба может быть внутренней или внешней.

Количество литров, которые проходят через клапан за час, зависит от показателей расхода. Его следует подбирать так, чтобы у клапана был коэффициент чуть выше расчетного. Например, если в системе протекает 2 м³ в час, то необходимо выбрать клапан с производительностью 2,5 м³ в час.

Но расход меняется в зависимости от того, полностью или приоткрыт клапан. Соотношение этих показателей называется динамическим диапазоном регулировки. Чем выше коэффициент, тем лучше сохраняется производительность. Лучшим соотношением считается 100: 1, но бывает довольно редко. Самые распространенные показатели — 50: 1 или 30: 1, клапаны с такими показателями можно брать спокойно.

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.

Малые площади обогрева

Если решено проводить теплый пол на небольшой площади, установка полноценного оборудования для смешения нецелесообразна. Можно подобрать альтернативный метод смешения.

Приобретается специальное несложное оборудование для теплого пола, состоящее из термостатического клапана с термостатом и двух отсечных вентилей. Устройство закрывается специальной коробкой. Принцип работы оборудования следующий:

• Специальный маховик, находящийся внизу вентиля, управляет счетчиком температурного режима. Он регулирует оптимальный температурный режим основания.
• Скачок в заданном пороге температуры служит командой для датчика. Он перекрывает вентиль.
• Конструкция вентиля подразумевает наличие сенсорного датчика. Он способен отследить любые температурные колебания в атмосфере. Превышение порога установленной температуры позволяет датчику перекрыть клапан.

Так будет работать изделие в условиях малой площади обогрева.

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

Советы по выбору

Несведущий домовладелец, решивший в поисках трехходового клапана полистать каталог любой известной фирмы, может растеряться от количества и разнообразия предлагаемых изделий. Чтобы помочь вам выбрать нужный вентиль из широкого ассортимента, мы дадим несколько рекомендаций и начнем с перечня брендов, чьи каталоги вообще стоит открывать. Вот список известных фирм, чьи изделия заслуживают доверия:

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

3-ходовой термоклапан изобретен не вчера. На фото — изделие компании ESBE образца 1935 года

Теперь основной блок рекомендаций:

1. Для защиты твердотопливного котла от конденсата можно выбрать 2 вида трехходовых клапанов – с фиксированной настройкой и термоголовкой с выносным датчиком. Второй вариант обойдется дороже на 20—30% и не всегда оправдан, поскольку изменение температуры обратки здесь излишне. Приобретайте регулятор с внутренним термостатом, настроенным на температуру 50 либо 55 °С.
2. Чтобы управлять нагревом отдельных ветвей и контуров теплых полов, однозначно нужен 3-ходовой клапан с выносным датчиком и термостатической головкой. Колба датчика устанавливается на тот коллектор или трубопровод, чью температуру необходимо контролировать.
3. Шаровые (они же поворотные) регуляторы действуют в паре с электроприводом либо выставляются вручную. Если вы не хотите усложнять схему и зависеть от электричества, выбирайте подходящее по характеристикам изделие среди седельных клапанов, работающих от термоголовок.
4. Самый «ходовой» материал корпуса – латунь или бронза. Нержавеющие элементы стоят дороже, а чугунное литье боится температурного шока и обладает приличной массой.
5. В схемах с одинаковым успехом применяются как смесительные, так и разделительные трехходовые краны. Но если вы не являетесь специалистом в области отопления и собираете систему своими руками, то лучше возьмите клапан – смеситель. С ним проще разобраться и правильно поставить, о чем подробно расскажет эксперт в своем видеосюжете:

Краткий обзор производителей трехходовых кранов

Известно множество фирм, производящих подобное оборудование, но наибольшей популярностью пользуются три из них – это «Esbe», «Navien» и «Danfoss». Именно об этих марках и пойдет речь сегодня. Попутно узнаем и о мнении пользователей сети, установивших подобные краны в квартирах или частных домах.

Трехходовые клапаны «Esbe» с электроприводом

Термостатический клапан «Esbe» — надежность, проверенная временем

Интересна модель «ESBE VRG131». Рассмотрим ее подробнее. На прилавках магазинов она встречается только с регулировкой в ручном режиме, но никто не мешает установить вместо рукоятки автоматику.

Технические характеристики «ESBE VRG131» в сравнении с «ESBE VTA522»

Модель	Рабочее давление, бар	Max t, °С	Диаметр резьбы, дюйм	Пропускная способность, м3/ч
ESBE VRG131	10	110	3/4	6.3
ESBE VTA522	10	95	1	3.2

«Navien»: оборудование корейской сборки

Так повелось, что корейские товары всегда высококачественны. Это утверждение относится к любой технике, если она не подделана. Уважающие свою репутацию производители, такие как «Навьен» следят за всеми технологическим процессами. А низкая стоимость обусловлена именно тем, что в КНР производство дешевле, чем в других странах.

Трехходовой клапан «Навьен» родом из Кореи

Стоимость трехходовых клапанов «Навьен» ниже, чем у предыдущей марки, но это не значит, что они хуже. Здесь роль играет психология. Фирма-производитель менее известна, а значит и наценка на бренд меньше.

Трехходовые краны «Danfoss» и их особенности

При высоком качестве производимого оборудования, специалисты фирмы «Danfoss» предупреждают потребителя, что их приборы нельзя смазывать минеральными или полусинтетическими маслами. Использовать разрешается только синтетику. Также предъявляются высокие требования к качеству теплоносителя. В случае нарушения условий эксплуатации производитель снимает с себя всякую ответственность.

Оборудование для отопительных систем, фирмы «Danfoss»

Для примера рассмотрим модели, производства «Danfoss» — «RTR-N 15 UK» и «RA-NCX».

Модель	Рабочее давление, бар	Max t, °С	Диаметр резьбы, дюйм	Пропускная способность, м3/ч
RTR-N 15 UK	10	90	1/2	0.9
RA-NCX	10	100	1/2	1

Как видим, устройства практически идентичны, но стоимость «RTR-N 15 UK» — 1800 руб., а цена «RA-NCX» равна 2200 руб (цены указаны по состоянию на январь 2018 года).

Однако на российских прилавках достаточно и других достойных производителей. Попробуем обобщить информацию об их моделях в табличном виде.

Бывает, что терморегулятор идет в комплекте с радиатором отопления при покупке

Выбираем трехходовой клапан

Перед тем, как установить трехходовой клапан на теплый пол, его нужно правильно подобрать с учетом особенностей отопительной системы.

Факторы, влияющие на выбор данного приспособления, таковы:

• пропускная способность труб в отопительной системе;
• число контуров;
• материал внешнего корпуса клапана;
• строение и принцип управления прибором;
• сечение входного патрубка.

Что касается числа линий в отопительной системе дома, то в данном вопросе сложностей быть не должно. А вот все прочие факторы предполагают наличие у потребителя определенных технических знаний. Не имея представления об основных принципах термодинамики, сложно подобрать даже размер клапана. Поэтому чтобы не рисковать, рекомендуем проконсультироваться со специалистами, прежде чем приобретать какое-либо приспособление.

Поскольку трехходовой клапан, в сущности, является обычным краном с термостатической головкой, при наличии электропривода он может функционировать без вмешательства человека. При этом горячая вода циркулирует с такой интенсивностью, которая необходима для обеспечения необходимой температуры. Никакие дополнительные пульты управления для этого не нужны, а потребитель может не волноваться, что система отопления перегреется.

Температура горячей воды. Кто и как должен обеспечить температурный режим горячего водоснабжения (ГВС) в наших квартирах? ТРЖ – что это? Как устроен ТРЖ? Попробуем разобраться в обозначенных вопросах.

                Как Вам уже известно, что в соответствии с пунктом 2.4 СанПиН 2.1.4.2496-09 изменений к СанПиН 2.1.4.1074-01 «Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения», и согласно пункта 9.5.8 «Правил технической эксплуатации тепловых энергоустановок» зарегистрированных Минюстом РФ 02.04.03 за № 4358, температура горячей воды в местах водоразбора должна быть в пределах не ниже 60°С и не выше 75°С.

              А почему именно такая температура?  Да все очень просто, здесь соблюден компромисс между потребителями и «производителями» горячей воды.

         С одной стороны  потребителям выгоднее иметь более горячую воду, чтобы счетчик учитывал, как можно меньше кубических метров дорогой горячей воды, а разбавить ее холодной мы всегда сможем. В тоже время мы пользуемся водой (подставляем руки под горячую воду)  с температурой 40-50°С, и чем выше температура горячей воды, тем больше шансов ошпарить свое любимое тело, и не дай Бог, если это маленькие дети.  Пластиковые трубы, водомеры, смесители также рассчитаны на рабочую температуру 75-85°С.

         С другой стороны энергетикам и поставщикам ГВС выгоднее производить менее горячую воду, т.к. потребители ее будут использовать в большем количестве и соответственно количество кубических метров в показаниях счетчиков будет больше, а значит и энергетики получат больше денег. Менее горячую воду к тому же дешевле и быстрее нагреть, меньше нагрузка на оборудование и сети, меньше теплопотери в сетях.

       А если в отопительный период вода в сети 100°С и больше, без снижения температуры в ГВС нас могут серьезно ошпарить, т.к. это уже температура парообразования.