Для чего нужен трехходовой клапан

Трехходовой клапан – назначение, виды, устройство

Клапаны регулирующие трехходовые разделительные (смесительные) предназначены для управления технологическими процессами на различных производствах и в коммунальном хозяйстве. Они действуют в автоматическом режиме и в зависимости от исполнения обеспечивают разделение или смешивание потоков рабочей среды.

САЗ «Авангард» предлагает фланцевые трехходовые клапаны разделительные и смесительные собственного производства на выгодных для клиентов условиях. Ассортимент клапанов представлен моделями с номинальным диаметром от 15 до 100 мм, которые могут использоваться для регулировки рабочей среды в трубопроводах с давлением не более 1,6 МПа.

Оглавление статьи

1. Сфера использования
2. Виды и варианты комплектации
3. Нюансы конструкции и принцип действия
4. Перечень выпускаемых моделей
5. Основные критерии выбора

Сфера использования

Фланцевые клапаны 3-х ходовые применяют для регулировки рабочей среды на технологических трубопроводах пищевого, химического и нефтеперерабатывающего производства. Они также востребованы:

• в сетях горячего водоснабжения и отопления;
• в газопроводах;
• в системах кондиционирования и приточной вентиляции тепличных хозяйств.

Рабочей средой могут быть вода, природный газ, пар, нефтепродукты, аммиак, и другие жидкие и газообразные вещества, в которых скорость коррозии материала корпуса составляет не более 0,2 мм в год.

Область применения клапанов зависит от типа и конструктивного решения, а допустимые условия эксплуатации — от используемых материалов и климатического исполнения арматуры по ГОСТ 15150-69.

Виды и варианты комплектации

Назначение трехходовых клапанов определяется особенностями конструкции. Трехходовой смесительный клапан имеет два входных и один выходной патрубки, и смешивает проходящие через него потоки. В результате получают рабочую среду с заданными параметрами, а суммарный расход жидкости или газа остается неизменным.

У трехходового разделительного клапана один входной патрубок и два выходных. Он разделяет рабочую среду, при этом общий ее расход остается прежним. Клапаны 3-х ходовые не могут использоваться в качестве запорной арматуры, поскольку не обеспечивают полное перекрывание рабочей среды.

Управление клапанами осуществляется следующими исполнительными механизмами:

• Мембранным (пневматическим). Его конструкция включает мембранную головку, стойку и подвижную систему. Рабочие элементы трехходового клапана с мембранным исполнительным механизмом (МИМ) приводятся в движение с помощью пневматического входного сигнала. Он поступает из питающей сети и воздействует на мембрану.
• Электрическим. Он состоит из электродвигателя, редуктора и системы управления. При комплектации клапана электрическим исполнительным механизмом (ЭИМ) регулировка выполняется с помощью внешнего устройства, подающего сигналы для открытия или закрытия затвора.

Трехходовые клапаны с мембранным исполнительным механизмом (МИМ) энергонезависимы и могут использоваться в сложных условиях. Однако пневматический привод подвержен появлению конденсата, а его производительность меньше аналогичного показателя электропривода. Если клапаны 3-х ходовые с МИМ используют для взрывопожароопасных сред, то исполнительный механизм должен быть укомплектован электропневматическим позиционером во взрывозащищенном исполнении.

Фланцевые клапаны трехходовые с электроприводом сочетаются с измерительным оборудованием и отличаются точностью настроек. Они предусматривают возможность дистанционного управления и не наносят вреда экологии, но не могут выполнять свои функции при отключении электроэнергии и отсутствии альтернативного источника. Клапаны трехходовые с электроприводом чувствительны к уровню влажности воздуха, а при работе с взрывопожароопасными средами, должны быть укомплектованы ЭИМ во взрывозащищенном исполнении.

Нюансы конструкции и принцип действия

Клапаны трехходовые разделительные и смесительные производства САЗ «Авангард» имеют прочный литой корпус и три патрубка. Подача среды — односторонняя и совпадает с направлением стрелки на корпусе арматуры. Основной разъем «корпус-крышка» представляет собой фланцевое неподвижное соединение, для крепления которого используют шпильки, гайки и шайбы.

Помимо крышки и корпуса конструкция клапана 3-х ходового включает:

• Узел, позволяющий регулировать процессы в трубопроводе. Он состоит из двух седел и плунжера, направление которого обеспечивает крышка.
• Шток исполнительного механизма, который соединяется с плунжером с помощью резьбовой муфты.
• Мембранный или электрический исполнительный механизм. Он преобразует внешние сигналы в механическое перемещение, и обеспечивает возможность движения рабочих органов клапана.

Конструктивное исполнение уплотнения в затворе — конусное «металл по металлу». Сальниковое уплотнение и прокладки обеспечивают герметичность клапана относительно внешней среды.

Для фиксации трехходовых клапанов на месте монтажа используют фланцевое соединение. Конструкция, размеры и технические требования к фланцам — тип 21 по ГОСТ 33259-2015. Присоединительные размеры и размеры уплотнительных поверхностей соответствуют исполнению B ряд 2 или согласуются с заказчиком.

Ответные фланцы клапанов — приварные плоские тип 01 исполнение B ряд 2 по ГОСТ 33259-2015б или по согласованию с заказчиком. Фланцевое соединение отличается надежностью фиксации и может выполняться без использования специального оборудования. Оно легко демонтируется и позволяет многократно снимать и устанавливать клапаны при проведении ремонтных и профилактических работ.

Принцип работы трехходовых клапанов заключается в преобразовании внешнего электрического или пневматического сигнала в механическое движение. В зависимости от типа исполнительного механизма он подается:

• от внешнего автоматического регулятора давления или температуры;
• из питающей сети или через пневмопозиционер.

Усилие, которое развивают электрический или мембранный исполнительный механизм, передается на плунжер, который перемещается вверх и вниз. В результате перемещения он открывает и закрывает проходные отверстия седел, регулируя расход рабочей среды. При этом суммарный расход жидкости или газа на выходе AB у смесительных и на выходах A и B у разделительных клапанов остается неизменным.

При этом суммарный расход жидкости или газа на выходе AB у смесительных и на выходах A и B у разделительных клапанов остается неизменным.

Перечень выпускаемых моделей

САЗ «Авангард» производит трехходовые регулирующие клапаны для смешивания и разделения транспортируемой среды, которые согласно таблице фигур обозначаются цифрами 27 и 23 соответственно.

В качестве уплотнительной поверхности затвора клапанов используют коррозионно-стойкую сталь. Материальное исполнение остальных элементов отражено в таблице 1.

Наименование деталей	Материальное исполнение
	л	лс	нж
Корпус и крышка	Сталь 25Л	Сталь 20ГЛ	Сталь 12Х18Н9ТЛ
Седла и плунжер	Сталь 20Х13		Сталь 14Х17Н2
Сальниковое уплотнение	Фторопласт-4, ТРГ
Прокладка	ТРГ
Гайка и шпилька	Сталь 35	Сталь 20ХН3А	Сталь 14Х17Н2

В клапанах трехходовых смесительных и разделительных с корпусом из нержавеющей стали, которые используются для регулирования рабочих сред с температурой более +350 °C плунжер и седло изготовлены из стали 12Х18Н10Т.

В зависимости от диаметра клапаны комплектуются мембранным исполнительным механизмом (МИМ) 200, 250 и 320 или электрическим — ST mini, ST 0 и ST 0,1. Допустимые условия эксплуатации клапанов трехходовых смесительных и разделительных с электрическим или пневматическим приводом приведены в таблице 2.

Наименование параметров	Материалы корпуса и крышки
	л	лс	нж
	Климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69
	У1	ХЛ1	УХЛ1
Класс опасности рабочей среды	3,4	3,4	2,3,4
Температура рабочей среды	от -40 °C до + 425 °C	от -60 °C до + 425 °C	от -60 °C до + 560 °C
Температура наружного воздуха	с МИМ от -35 °C до +40 °C
	с ЭИМ от -25 °C до +50 °C
	от -40 °C до +40 °C		от -50 °C до +40 °C

Основные критерии выбора

Собираясь купить клапан 3-х ходовой, нужно определиться с его назначением и условиями эксплуатации. Для смешивания потоков жидких и газообразных рабочих сред требуются смесительные модели, а для разделения — разделительные. Интервалы допустимых температур транспортируемых веществ и наружного воздуха зависят от материального и климатического исполнения арматуры.

Основными характеристиками клапанов являются:

• величина условного прохода и пропускная способность;
• максимально допустимое и рабочее давление;
• тип и параметры исполнительного механизма.

Все необходимые данные указаны в сопроводительной документации и с помощью маркировке на корпусе клапана, которая должна соответствовать ГОСТ 4666-2015. Маркировка выполняется:

• С помощью литья на лицевой стороне корпуса указывают давление, условный диаметр и материальное исполнение. Товарный знак производителя располагают с обратной стороны.
• В виде таблички, зафиксированной на корпусе трехходового клапана, где отражена схема подачи рабочей среды.
• На крышке клапана. На ней закрепляют табличку с более полными данными, которые помимо диаметра и давления включают дату изготовления и наименование изготовителя. Также должны быть указаны заводской номер и маркировка трехходового смесительного клапана или разделительного по таблице фигур.

Способ обработки наружной поверхности корпуса арматуры определяет степень защиты металла от появления коррозии.

Трехходовые смесительные и разделительные клапаны производства САЗ «Авангард» окрашены эмалью НЦ-132, цвет которой подбирается в соответствии с ГОСТ 4666-2015 или согласно требованиям заказчика. Она надежно предохраняет корпус от воздействия влаги, препятствует образованию коррозии и продлевает ресурс оборудования. Для трехходовых регулирующих клапанов также характерно:

• безупречное качество изготовления;
• наработка на отказ не менее 10 000 часов и полный средний ресурс не менее 80 000 часов.

Благодаря тщательному отбору материалов и многоступенчатому контролю производства клапаны прослужат не менее 10 лет, сохраняя заявленные производителем функции и технические характеристики.

Трехходовой клапан – принцип работы

Для управления потоками, которые транспортируются по технологическим трубопроводам, применяются трехходовые клапаны. Они относятся к регулирующей трубопроводной арматуре и служат для изменения параметров среды.

Область использования

Промышленные трехходовые клапаны устанавливаются в системах автоматического типа и востребованы:

• в трубопроводах предприятий химической, пищевой, нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслей;
• в сетях приточной вентиляции и при сооружении магистралей горячего водоснабжения и отопления;
• в газовых хозяйствах.

Перечень сред, для управления которыми применяется клапан, включает продукты из нефти и углеводороды в жидком виде, пар и воду, аммиак и воздух, нефть и масляные фракции. Условия эксплуатации определяет климатическое исполнение трехходового клапана, а сферу применения — нюансы конструкции и принцип действия.

Совет! Обратите внимание! Температура окружающей среды, при которой устройства выполняют свои функции, может варьироваться от -25 (35) °C до +50 °C. Нижний предел зависит от вида исполнительного механизма.

Особенности конструкции

В отличие от двухходовых устройств конструкция трехходового клапана отличается наличием трех патрубков. Перечень основных деталей клапана включает:

• прочный и надежный корпус;
• крышку, которая фиксируется с помощью фланцев и крепежа;
• узел, предназначенный для регулирования, и состоящий из плунжера и двух седел;
• мембранный/электрический исполнительный механизм;
• шток, обеспечивающий соединение исполнительного механизма и узла для регулировки потоков.

Рабочий узел изготавливают из стали разных марок, а крышку и корпус — из углеродистой, легированной и нержавеющей стали. Герметичность соединений по отношению к окружающей среде достигается благодаря прокладкам и сальниковому уплотнению.

Трехходовые клапаны с фланцевым соединением отличаются следующими преимуществами:

• Высокими показателями герметичности. Чтобы исключить протечки в местах крепления с трубопроводом, используют прокладки из синтетической резины, фторопласта и других материалов.
• Простотой установки. Благодаря конструкции крепежных элементов при монтаже клапанов для регулировки перемещаемой среды не требуется сложного технологического оборудования.

Повышенный расход металла, который наблюдается при изготовлении фланцевых клапанов и способствует увеличению стоимости, компенсируется за счет продолжительного срока службы и ремонтопригодности. Наличие фланцев предусматривает многократный демонтаж и установку при проведении ремонтных и профилактических работ. Для поддержания герметичности соединений следует обеспечить своевременное подтягивание стыков устройств, используемых для регулировки потоков.

Виды и принцип действия

Нюансы функционирования трехходовых клапанов зависят от их назначения. Они устанавливаются в технологических трубопроводах и служат в качестве разделителя или смесителя (перепутали местами) потоков транспортируемой среды.

В первом случае устройства для регулировки имеют один входной и два выходных патрубка. Управление трехходовым разделительным клапаном осуществляется с помощью исполнительного механизма, который развивает определенное усилие и передает его на плунжер. Тот приходит в движение и перемещается вверх и вниз, обеспечивая открытие или закрытие проходных отверстий седел и осуществляя регулировку расхода транспортируемой среды.

Смесительный трехходовой клапан также управляется с применением исполнительного механизма, но имеет два входных патрубка и один выходной. При передаче усилия плунжер начинает двигаться вверх и вниз и способствует открытию или закрытию проходных отверстий седел, что позволяет регулировать расход перемещаемой по трубопроводам среды.

В этом заключается существенное различие трехходовых моделей от двухходовых клапанов. Они имеют два патрубка и обеспечивают регулировку потоков, изменяя расход перемещаемой среды через проходное сечение.

По своей конструкции смесительный и разделительный клапаны несколько схожи, так как состоят из корпуса, привода, рабочего узла, крепежных деталей и уплотнений. Основное различие заключается в строении элемента, предназначенного для регулировки потоков транспортируемых сред.

Обратите внимание! Трехходовой клапан нельзя применять в качестве запорной арматуры, поскольку он не обеспечивает полное перекрытие подачи транспортируемой среды. Закрытым может оставаться лишь один из патрубков, а два остальные всегда открыты.

Варианты исполнительных механизмов

Трехходовой клапан с МИМ

Трехходовой клапан с ЭИМ

Исполнительные механизмы представляют собой устройства, с помощью которых приводятся в движение рабочие органы разделительных и смесительных трехходовых клапанов. Обычно они состоят из элемента для регулировки, привода и прибора, который обеспечивает управление.

Различают следующие виды исполнительных механизмов:

• Электрический (ЭИМ).
• Мембранный (МИМ). Он относится к пневматическим устройствам, которые обеспечивают преобразование сигнала в механическое движение за счет давления сжатого воздуха.

Смесительный трехходовой клапан с электроприводом, как и разделительный клапан, отличается простотой монтажа и может взаимодействовать с различными измерительными приборами. Они обеспечивают оперативную передачу сигнала от управляющего устройства, в том числе и на удаленном расстоянии. Модели с электроприводом почти бесшумны во время работы, экологически безопасны, могут управляться дистанционно и имеют высокую точность настроек.

Среди недостатков такого оборудования можно выделить возможность отключение двигателя в случае повреждения электрической сети и повышенную чувствительность к влажности окружающего воздуха. Кроме того, тип электрического привода должен соответствовать условиям эксплуатации. К примеру, для устройств, с помощью которых можно разделить или смешать потоки транспортируемых взрывопожароопасных сред, понадобится взрывозащищенный электрический исполнительный механизм.

Для пневматического привода характерны следующие преимущества:

• простота функционирования;
• возможность использования в районах с экстремальной температурой;
• применение в трубопроводах, по которым перемещаются взрывопожароопасные среды;
• малый вес.

К недостаткам МИМ, которые используются для функционирования трехходовых клапанов, относятся вероятность появления конденсата и сравнительно низкий КПД. Они обеспечивают недостаточную точность и плавность хода без применения специальных дополнительных устройств.

Обратите внимание! На случай аварийной ситуации конструкция устройств, укомплектованных МИМ или ЭИМ, предусматривает ручное управление.

Нюансы монтажа и обслуживания

Перед установкой клапанов в технологическом трубопроводе необходимо визуально осмотреть все детали и исключить наличие внешних механических повреждений. Кроме того, нужно проверить состояние соединения устройства с ЭИМ или МИМ, а также плавность и легкость хода штока. Оборудование, с помощью которого можно разделить или смешать потоки транспортируемой среды, следует очистить от консервационной смазки и промыть растворителем.

Монтаж клапана осуществляется горизонтально, располагая его исполнительным механизмом вверх. Если устройство размещается под наклоном, то под ЭИМ или МИМ понадобится установить опоры. Монтаж ниже линии горизонта запрещается.

При установке клапанов в технологических трубопроводах нужно также выполнять следующие правила:

• Располагать устройство таким образом, чтобы стрелка на корпусе совпадала по направлению с движением транспортируемой среды.
• Обеспечить защиту изделий с ЭИМ от атмосферных осадков, если установка предполагается на открытом воздухе.
• Использовать фильтр при наличии в перемещаемой среде примесей, размер которых более 70 мкм.
• Устанавливать запорную арматуру, чтобы обеспечить возможность демонтажа разделяющих или смешивающих клапанов.
• Избегать воздействия вибрации и других нагрузок от трубопровода, для чего предусматривают опоры или компенсаторы.

Место установки оборудования должно быть доступным, чтобы создать необходимые условия для профилактического осмотра и проведения ремонтных работ.

Помимо соблюдения технологии монтажа для продолжительного функционирования клапанов важно своевременное и технически грамотное обслуживание. Его проведение осуществляется при отсутствии давления в трубопроводе и предусматривает каждые 6 месяцев проверку:

• общего состояния;
• герметичность сальникового уплотнения;
• крепежных соединений.

При этом запрещается использование уплотнений меньшего или большего сечения при замене расходных материалов. Также не допускается разборка клапана при наличии в нем остатков среды, подтяжка фланцевых соединений и применение устройства в качестве опоры для трубопровода. Органы управления оборудования должны быть защищены от самопроизвольного включения и иметь конечные выключатели для сигнализации.

Обратите внимание! Монтажные работы должны проводиться с соблюдением требований безопасности, а при использовании ЭИМ нужно обеспечить возможность подключения заземления.

Особенности выбора

При выборе трехходового клапана для установки в технологическом трубопроводе, необходимо сначала определиться с его назначением. Это обусловлено тем, что устройства для смешивания или разделения потоков среды отличаются принципом действия и особенностями конструкции. Кроме того, нужно обращать внимание на следующие параметры:

• условный проход;
• пропускную способность;
• вид и характеристики исполнительного механизма;
• рабочие и максимально допустимые показатели температуры и давления.

Основные характеристики клапанов указываются в сопроводительной документации и на корпусе изделий. Маркировка осуществляется согласно требованиям ГОСТ 4666-2015 и предусматривает следующие виды:

• Литым способом на лицевой стороне корпуса с указанием материала, условного диаметра и давления. На обратной стороне должен находиться товарный знак изготовителя.
• На прикрепленной к поверхности корпуса табличке указывают схему, по которой происходит подача транспортируемой среды.
• В табличке, зафиксированной на крышке, должна быть отражена следующая информация — наименование производителя, маркировка согласно таблице фигур и заводской номер. Кроме того, указывают условное давление и диаметр, дату изготовления и знак обращения на рынке стран, входящих в Таможенный союз.

Наружные поверхности клапанов окрашивают в цвет, который выбирают в соответствии с ГОСТ или с учетом пожеланий оптовых покупателей. Каждому виду материала обычно соответствует свой цвет.

Обратите внимание! Разъемные соединения новых устройств должны иметь гарантийные пломбы. Места их размещения указываются в сборочных чертежах и отмечаются пятнами эмали красного цвета.

Как работает трехходовой клапан в газовом котле

Трёхходовой клапан, при помощи которого выполняется регулировка распределения потоков в горячем водоснабжении, является одним из главных узлов двухконтурного котла. Такая конструкция характерна для оборудования, выпускаемого под брендами Navien, Baxi, Vaillant, Ariston, Protherm. Благодаря подобной арматуре, встроенной в автономную систему отопления, можно экономить топливо, а также повысить срок эксплуатации оборудования и обеспечить его защиту от неисправностей. Термостатический смесительный или распределительный 3 ходовой клапан данного типа выполняет роль регулятора и выступает в качестве элемента безопасности. Однако термосмеситель необходимо подбирать с умом, первый попавшийся устанавливать не стоит. Такое устройство должно соответствовать характеристикам системы отопления и отличаться повышенной функциональностью.

Как работает трёхходовой клапан

Через вход вентиля подаётся нагретый до определённой температуры теплоноситель, тогда как через другой – выходит обратно остывший поток. Речь идёт о смешанной до оптимальной температуры воде, для её вывода используется выпускной патрубок. Внутри арматуры непосредственно под регулировочным элементом монтируется термочувствительный датчик – специальная ёмкость с жидкостью или газом. Содержимое это расширяется под воздействием нагрева и взаимодействует с исполнительным узлом – именно он и принуждает механизм к работе.

Из чего состоит трёхходовой клапан

Трёхходовой клапан смесительного типа имеет три патрубка: два входных и один выходной. Именно с их помощью регулируются и смешиваются потоки теплоносителя, проходящие сквозь него. В результате удаётся получить ту рабочую среду, которая имеет заданные параметры, оставляя при этом неизменным расход теплоносителя. Технические характеристики арматуры подобного оборудования необходимо уточнять техпаспорте. Ни в коем случае не стоит пытаться сочетать с газовым котлом ту деталь, которая не подходит по размеру. Нормального функционирования трёхходового клапана в итоге достичь не получится.

Для изготовления распределительного трёхходового клапана используется бронза и нержавейка. Существуют также полимерные аналоги, однако они распространены незначительно. Можно прогнозировать, что далее их количество будет только увеличиваться, но при условии, если они неплохо проявят себя в эксплуатации и никак не скажутся на температуре. Пока традиционные решения используются в самых популярных торговых марках Navien, Baxi, Protherm.

Для чего нужен трёхходовой клапан в газовом котле

Устанавливают его, чтобы не подавать в котёл холодный теплоноситель. Аналогичным образом исключается выпадение конденсата на внутренних стенках топки. С помощью трёхходового смесительного клапана регулируется температура теплоносителя. Такая необходимость возникает из-за сложности системы отопления и различий в требованиях по температуре для каждого конкретного контура.

С помощью трёхходового клапана можно обеспечить полноценный контроль нагрева теплоносителя, если речь идёт об установке в контур тёплого пола. Для него оптимальная температура не превышает 50°C.

Подходящая схема врезки трёхходового клапана подбирается, исходя из особенностей отопительной системы. Монтаж смешивающего и разделяющего кранов осуществляется по направлению от источника тепла в трубу подачи, в том месте, где идёт соединение арматуры с байпасом. Подобный тип подключения позволяет обеспечить с помощью регулятора циркуляцию теплоносителя по малому кругу либо дополнительно смешивает его с охлаждённой водой. Для разделения потоков контура устройства в некоторых случаях монтируются на трубу обратки, в том месте, где выполнена стыковка с перемычкой байпаса. Монтаж 3 ходового клапана в каждой из перечисленных ситуаций осуществляется вместе с циркуляционным насосом.

Виды трёхходового клапана

Существует два вида трёхходовых клапанов – термостатический и термосмесительный.

Первый представлен моделью, функционирующей в автоматическом режиме с помощью насоса. С его помощью поддерживается нужный уровень температуры, и дополнительного вмешательства человека уже не требуется. Наиболее функциональные варианты дополнительно оборудуются системой безопасности. С её помощью можно перекрыть при необходимости движение теплоносителя определённой температуры, если циркуляция в какой-либо из входящих труб вдруг пропадёт. Это исключает закипание в батареях.

Термосмесительный 3 ходовой аналог распределительной арматуры комплектуется управлением автоматического и ручного типа. Главное отличие заключается в необходимости регулярно выполнять проверку состояния подобной системы отопления, это позволит исключить её перегрев.

Все приборы данного типа классифицируются на две большие группы: смесительные и распределительные. Первые незаменимы там, где нужно обустроить низкотемпературную систему отопления. Они обеспечивают максимально точную температуру до десятой доли градуса, смешение потоков теплоносителя напрямую зависит от выбранного сечения такого оборудования.

Распределительные аналоги настроены на перераспределение газов и жидкостей одновременно в нескольких направления. Так можно эффективно регулировать теплоотдачу в отопительной системе для радиаторов, например, при обустройстве систем водоснабжения и тёплого пола.

Делят трёхходовые клапаны также на ручные и электрические. Первые используются довольно часто, внешне они практически не отличаются от традиционных шаровых кранов. Разница — в установке трёх выходных патрубков, предназначенных для подключения к магистралям.

Электрические трехходовые клапаны отличаются полностью автоматизированным управлением, чаще всего они находят применение в частных домах. Тепло с помощью подобного оборудования распределяется максимально равномерно, а совершенная система управления обеспечивает возможность регулировать микроклимат в каждом отдельном помещении.

На какие критерии следует обратить внимание, выбирая клапан

Прибор подбирается по конкретным параметрам. Речь идёт о:

1. материале изготовления;
2. объёме теплоносителя;
3. модификации привода и схеме обвязки.

Самыми лучшими считаются медные и чугунные клапаны. От характеристик металлов напрямую зависят свойства устройства в целом. Объём потребления теплоносителя можно узнать, обратившись к техпаспорту или проектной документации системы отопления. Данный параметр следует соотносить с пропускной возможностью регулятора. Обвязка будет более сложная, если на кране дополнительно установлен контролёр. В этом случае потребуется не только двухконтурный, но и двухприводный смесители. Первый будет установлен в непосредственной близости с источником тепла. Второй работает от электричества и управляется с помощью контролёра, именно последний передаёт сигналы от датчика.

Как проверить трёхходовой клапан

Если арматура данного типа регулятора функционирует некорректно, то на КПД это сказывается не самым лучшим образом. Страдает и долговечность самого котла. Вероятность его перегрева и отключения возрастает, если теплоноситель подаётся в недостаточном объёме. Также следует выявить такие последствия, как несоблюдение температуры нагрева. Проверять распределительный трёхходовой клапан в газовом котле важно научиться с самого начала, в этом случае можно обнаружить все неисправности на зачаточной стадии.

Для выполнения подобной диагностики следует демонтировать оборудование. Далее проверяются приводы клапана. Электропривод, к примеру, диагностируется на целостность корпуса и наличие питания. Для проверки насоса и клапана с гидроприводом необходимо разобрать узел и посмотреть, нет ли на нём механических повреждений.

Вторым этапом является проверка распределителя потоков отопления. Рабочие элементы естественным образом в процессе эксплуатации изнашиваются, кроме того, на механизме допустимо оседание мелких частиц грязи.

Третьим этапом является проверка мембраны штока. Она должна функционировать корректно, в исправном состоянии движения её остаются плавными, а усилия прилагать нужно незначительные. В изначальное положение она возвращается без каких-либо заклиниваний.

Четвёртым этапом станет проверка уплотнителей. Дефекты проявляются в форме разрывов, деформирования и растрескивания. Выполнение диагностики по данному алгоритму позволяет определить самые распространённые неисправности трёхходового клапана газового котла.

Трехходовой клапан и его применение

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 подогретой воды – наилучший способ экономить энергоносители. Есть у термосмесительных кранов и другие полезные функции, о которых вы сможете узнать из данной статьи.

Но вначале надо рассмотреть, как работает трехходовой клапан, а также разобраться в его внутреннем устройстве.

Разновидности и назначение термостатических трехходовых клапанов

Вначале стоит отметить, что термостатические трехходовые клапаны делятся на несколько видов по принципу действия:

О назначении каждого из трех видов устройств можно судить по названию. Первые смешивают два потока теплоносителя с различной температурой, вторые – разделяют, а третьи занимаются переключением воды по разным направлениям. Внешне распознать каждую разновидность нетрудно, обычно принцип работы изображен на корпусе в виде рисунка. Вот так выглядит трехходовой смесительный клапан для отопления:

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 (слева) и переключающий (справа) клапаны

С помощью смешивания или разделения потоков добиваются оптимальной температуры теплоносителя, что применяется в различных контурах системы отопления. Переключение же используется в газовых двухконтурных котлах, когда нагретую воду надо поочередно направлять в разные теплообменники.

Устройство и принцип работы трехходовых клапанов

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.

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. 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.

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. После этого к потоку разогретой воды подмешивается холодная из третьего патрубка и температура воды на выходе из термоклапана остается неизменной, хотя на входе теплоноситель продолжает нагреваться.

Если входящая вода продолжает нагреваться, 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. 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.

Использование приводов для трехходовых клапанов

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:

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 трехходового 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 клапана производится в таких случаях:

— Для защиты твердотопливного котла от воздействия конденсата и температурного шока после внезапных отключений электроэнергии.

Теплоноситель в контурах теплых полов должен прогреваться не более чем до 45 °С, что обеспечивается смесительным узлом с трехходовым краном.

— Для поддержания необходимой температуры теплоносителя в разных местах системы.

— 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.

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:

Следующий пример использования и подключение этой важной детали – обвязка твердотопливного теплогенератора и буферной емкости, являющейся 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.

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.

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).

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

Преимущество — более низкая цена, чем стоимость узла с термоголовкой. Разница существенная — около 30%.

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 подобной арматуры вы найдете здесь.

Заключение

Термостатический трехходовой кран – очень полезная вещь в системе 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.