Клапан смесительный трехходовой с электроприводом – назначение, виды и устройство смесительной арматуры для отопления

first-apartment.ru

виды смесительных термостатических кранов, схема подключения своими руками

Я приветствую моего уважаемого постоянного читателя! Современные инженерные системы призваны сделать нашу жизнь более комфортной. Но они же требуют применения новых технических решений и устройств. Эта статья – об одном из таких устройств. В этой статье речь пойдет о том, для чего нужен и как работает трехходовой клапан для теплого пола.

Что это такое и для чего он нужен

Оптимальный современный способ обогрева – устройство в доме теплого пола. Теплый пол позволяет равномерно обогреть все помещение снизу и не тратить тепло на нагрев воздуха под потолком, обогреть только нужные комнаты или даже их отдельные участки. Обогрев с помощью системы теплого пола позволяет сэкономить до 30% топлива и финансов по сравнению с напольным и настенным отоплением.

В системе теплого пола используется теплоноситель с максимальной температурой +45 °С, а котлы нагревают теплоноситель до температуры 80…90 °С. Поэтому для обеспечения нужной температуры теплоносителя необходимо устройство, смешивающее горячую воду из котла и холодную воду из обратки. Для пола очень важно не превышать температуру теплоносителя. В качестве этого устройства в коллекторном узле и используется смешивающий трехходовой клапан.

Назначение и область применения

Трехходовой клапан применяется для регулирования температуры теплоносителя в трубопроводах, залитых в стяжку пола.

Теплые полы у нас пока еще не очень широко распространены, в основном их монтируют в частных домах. Но люди постепенно понимают надежность такого варианта отопления и видят экономию, и теплые полы постепенно завоевывают популярность как в общественных, так и офисных и административных зданиях.

Если взвесить все плюсы и минусы применения теплых полов, то значительная экономия перевешивает дороговизну и сложность монтажа всей системы.

Характеристики

Характеристики смесительных клапанов включают в себя:

1. Способ управления – механический или с помощью электропривода.
2. Диаметры патрубков.
3. Рабочее давление. Все трехходовые регуляторы рассчитаны на давление не меньше 1,6 МПа, а в частном доме в системе отопления пола давление не превышает 0,2-0,3 МПа, поэтому при покупке любой клапан по номинальному давлению подходит для частного дома.
4. Пропускную способность.

Из каких материалов изготавливают

Трехходовые смешивающие клапаны изготавливают из следующих материалов:

• Латунь. Сплав меди с добавлением цинка не подвержен коррозии, латунная арматура прочна, долговечна. Иногда латунные изделия покрывают хромом или никелем – в эстетических целях, так как металл темнеет со временем. Это самый распространенный материал для регулирующих устройств отопления в жилых домах.

• Бронза. Также сплав меди с оловом, алюминием, кремнием, бериллием. По качеству не уступает латуни, но встречается редко.

• Нержавеющая сталь. Отличный материал для регулирующей арматуры. Ее долговечность, стойкость к коррозии и прочность выше, чем у латуни. Но нержавейка дороже, и использовать такие регуляторы в частном доме не имеет смысла.

Для регулирующих трехходовых клапанов используют также титан, углеродистую сталь с защитным покрытием, но это скорее варианты для промышленности. Керамику не применяют, она не выдерживает бесконечных срабатываний. Изредка встречаются дешевые изделия из силумина – сплава алюминия и кремния. По качеству изделия из силумина не выдерживают никакой критики – они очень быстро выходят из строя.

Практически всегда для монтажа систем теплого пола в частном доме используют латунные трехходовые вентили.

Принцип работы и устройство

Для регулирования степени нагрева теплоносителя в системе теплого пола применяется смесительный трехходовой клапан, имеющий один выход и два входа. Принцип действия: в устройство поступают два потока – горячая и холодная вода – и автоматически смешиваются в определенной пропорции.

Пропорция определяется настройкой терморегулятора. Клапан не меняет давление в трубопроводе (кроме незначительных потерь при прохождении воды через арматуру). Бывают модели с электроприводом – они позволяют очень точно регулировать температуру теплоносителя.

Конструкция клапана включает в себя корпус, регулирующие элементы (золотники), соединенные со штоком, термоголовку, управляющую штоком и через его движение золотниками. В корпусе имеются седла с уплотнителями. При повороте штока жестко связанные с ним золотники приоткрывают или перекрывают потоки холодной или горячей воды, меняя температуру воды на выходе из вентиля.

Шток поворачивает термоголовка, которая срабатывает при повышении и понижении температуры выходящего теплоносителя. Устройства с электроприводом срабатывают от автоматики: она включается, если поступает команда от датчиков температуры.

Существуют трехходовые клапаны, в основу конструкции которых взят шаровой кран. Регулирующий орган здесь имеет форму шара или сектора с отверстием сложной формы. Шток в таких приводах вращается.

Преимущества и недостатки

Преимущества трехходовых смешивающих клапанов:

• Простая конструкция.
• Стабильное регулирование.
• Надежность.
• Герметичность.
• Достаточная точность регулировки (максимум точности – до 1°С).
• Долговечность.
• Относительно компактные габариты.

Самое большое достоинство применения трехходовых клапанов – трубопроводы и соответственно стяжка и покрытие пола не перегреваются, что предотвращает преждевременный выход из строя стяжки и покрытия.

Недостатки:

• Гидравлическое сопротивление трехходовых конструкций выше, чем у обычного двухходового вентиля.
• Конструкция корпуса и золотника допускает наличие застойных зон – периодически придется демонтировать устройство и очищать от окалины, мусора, органических примесей.
• Недостаточная точность регулировки температуры в помещении. Регулировочный клапан достаточно точно регулирует только температуру выходящего теплоносителя, а температуру обогреваемого помещения – приблизительно.

Чтобы обеспечить комфортный уровень отопления, придется подбирать соотношение температуры выходящего потока и температуры в помещении «методом тыка». К сожалению, трубопроводы теплого пола намного больше радиатора, и точность регулировки обеспечить невозможно. Еще больше усложняет ситуацию инерционность теплого пола – 100-миллиметровая цементная стяжка прогревается очень медленно.

Но если стоически относиться к медленному нагреву или охлаждению помещения, то клапан с механической регулировкой вполне подходит для применения в системе отопления частного дома или квартиры.

Намного больший комфорт обеспечивают клапаны с электрическим приводом, управляемые системой «умный дом» с датчиками температуры в каждой комнате. Но такие устройства очень дороги.

Виды

Трехходовые клапаны подразделяются по принципу действия. Бывают разделительные и смесительные клапаны. В системах теплого пола (и в радиаторах) применяются смесительные устройства, регулирующие температуру выходящего теплоносителя путем смешивания холодной и горячей воды.

По способу приведения в действие трехходовые устройства бывают:

1. Ручные. Встречаются очень редко, стоят недорого. Удобны, если теплые полы смонтированы в 1-2 комнатах – например, ванной и детской.
2. Автоматические.

В ручных положение штока и регулировка температуры выходящей воды регулируется вручную рукояткой. В автоматических движением штока управляет либо термоголовка, либо электропривод, управляемый автоматикой с термодатчиками.

Автоматические клапаны бывают:

• Самый простой вид – с термостатической головкой. Срабатывают при увеличении температуры (реагируют на повышение давления). Такие устройства используют для радиаторов. Жидкость в приводе при увеличении температуры расширяется и приводит в действие шток.
• С термостатической головкой и выносным датчиком.
• С электроприводом. Шток приводится в движение при помощи электродвигателя. Двигатель управляется контроллером, на который поступают сигналы с температурных датчиков. Привод может управлять клапаном с помощью соленоида (магнита) или механической передачи (сервопривода).
• На производстве в системах с большими давлениями и диаметрами используются пневматические или гидроприводы.

Виды клапанов приведены на фото:

Маркировка клапанов

Трехходовые клапаны маркируются буквами и цифрами:

• Название фирмы.
• Серия и номер модели (например, VTA 321).
• Условный диаметр в мм (DN 20).
• Температурный режим, например 20-45С – режим от 20 до 45 °С.
• Пропускная способность в м³ – KVS 1,6 – 1,6 м³/час.

Пример маркировки клапана фирмы ESBE выглядит следующим образом:

ESBE VTA 321 DN 20 20-45C, kvs 1,6

Типоразмеры: ½», ¾», 1″, 1¼» и так далее либо в мм – 15, 20, 25 мм и т.д.

Срок службы

Срок службы в первую очередь зависит от качества самого клапана, во вторую – от числа срабатываний. Можно рассчитывать на то, что клапан прослужит 10 лет и больше. Чаще выходят из строя термоголовки и электроприводы.

Как выбирать

Устройство теплого пола даже в частном доме – достаточно сложная инженерная система с неоднозначным результатом. При некачественной регулировке вся выгода может исчезнуть, поэтому нельзя экономить на коллекторном узле и регулировочной арматуре. Хорошие трехходовые клапаны недешевы, на рынке или в интернете велика вероятность приобрести некачественную продукцию.

Для системы теплого пола лучше покупать оборудование в гипермаркете или специализированном магазине. Сертификат должен быть обязательно! Или паспорт с «мокрой» печатью и заполненной гарантией. Чек нужно сохранить.

Обычно покупают изделия из латуни. Клапаны из нержавеющей стали стоят дороже и реже продаются. Силумин не стоит даже рассматривать – изделия из него плохо переносят постоянные открытия-закрытия, а регулировочная арматура стоит немало.

При покупке в магазине необходимо осмотреть клапан – чтобы не было сколов, трещин, замятий. Нужно постараться заглянуть внутрь клапана – на латунных изделиях без покрытия внутренняя часть должна быть золотистой (а не бело-серебристой, как у силумина). Можно сориентироваться по весу. Силуминовые изделия весят намного меньше латунных – плотность латуни примерно в три раза больше, чем у силумина.

Популярные производители

На первом месте по качеству – продукция шведской фирмы ESBE. Фирма более ста лет выпускает трубную арматуру различного назначения. Второе место занимает американская компания Honeywell. Распространена арматура фирм HEIMEIER, HERZ, Navien, Danfoss, Mut, Oventrop, Siemens. Стоимость этих изделий опережает качество. Более приемлемая цена у продукции совместного итальянско-российского производителя Valtec.

Примерная цена

Таблица выше это цены на Трехходовой клапан с термоголовкой. Чтобы узнать, сколько стоит оборудование в вашем регионе, лучше обратиться в ближайший строительный гипермаркет. Примерные цены на трехходовой клапан с электроприводом:

Правила монтажа и эксплуатации

Монтаж трехходового клапана в систему теплого пола частного дома не слишком сложен, его вполне можно выполнить своими руками. Необходимо точно придерживаться инструкции, она прилагается производителем к каждому изделию.

На всех вводах-выводах трехходового клапана выбиты буквы:

1. А – подача основного теплоносителя (горячей воды). Обычно этот участок находится на одной оси с выходным патрубком.
2. С – второй ввод в вентиль. Обычно располагается перпендикулярно оси движения теплоносителя.
3. АВ – выход. Находится на одной оси с основным вводом.

При монтаже оборудования следует предусмотреть возможность демонтажа и осмотра – к клапану должен быть свободный доступ.

Необходимые инструменты и материалы

Для монтажа трехходового клапана понадобится:

• Два разводных гаечных ключа.
• Накидные гайки-американки, укомплектованные прокладками.
• Возможно, лента ФУМ.

Ход работ

Клапан в систему устанавливают при помощи накидных гаек-американок. Перед установкой очищают торцы труб (точнее, фитинги на торцах труб) от грязи, заусенец, песка, пыли. То же проделывают с патрубками клапана. Проверяют наличие прокладок в гайках. Накручивают гайки на патрубки и слегка затягивают. При этом одним гаечным ключом закручивают гайку, вторым придерживают вентиль. Перед клапаном необходимо подсоединить механический фильтр.

Важно правильно расположить вентиль: ко вводу А подсоединяют трубопровод горячей воды; В – байпас от обратки; АВ – коллектор, к которому подходят трубопроводы отопления.

При установке привод не должен находиться над клапаном.

Видео по монтажу

На видео можно увидеть все тонкости правильной установки трехходового клапана для теплого пола.

Особенности эксплуатации

Перед клапаном следует в обязательном порядке установить фильтр.

Ошибкой будет установка клапана с термоголовкой в систему, регулирующую теплый пол в нескольких комнатах или расположенную в другом помещении (и в плотно закрытом распределительном шкафу). Необходимо устанавливать оборудование с выносными датчиками, расположенными в отапливаемой комнате.

Частые ошибки и проблемы при установке

Самая существенная ошибка при установке трехходового регулировочного клапана – неверно подсоединить трубопроводы с входящим и выходящим теплоносителем (например, когда к патрубку для ввода присоединяют трубу для подачи теплоносителя в отопительный контур). Необходимо быть внимательным при установке оборудования. На патрубках буквами указано назначение каждого отвода, при неправильном подсоединении трехходовой клапан работать не будет.

Необходимо точно соблюдать рекомендации производителя по длине прямых участков до и после вентиля, иначе работа регулятора будет нарушаться, а гарантия на такое оборудование не распространяется.

Советы специалистов

Перед выбором регулирующего оборудования необходимо определиться, какую площадь требуется обогреть. Если будет отапливаться ванная, часть пола спальни или детской комнаты, нет необходимости приобретать арматуру с термоголовкой – проще использовать трехходовой вентиль с ручным управлением, чем устанавливать полноценный дорогой смесительный узел.

Стоимость смесительно-распределительного узла с запорной и регулирующей арматурой, коллектором, манометром, краником Маевского превышает стоимость всех трубопроводов (если они выполнены из полимера, а не из дорогой меди).

Если система теплого пола включает несколько помещений, то необходимо перед монтажом заказать проект у квалифицированного инженера-сантехника – в нем будут указаны характеристики клапана. При большой площади теплых полов и большом количестве комнат понадобится один или несколько смесительных узлов.

Схема подключения каждого узла включает в себя коллектор – распределительную гребенку, к которой присоединены трубопроводы отопления. Перед коллектором устанавливается трехходовой смесительный вентиль и насос. Клапан может быть с термоголовкой или с датчиками, контроллером и электроприводом.

Заключение

Я прощаюсь с моим уважаемым читателем. Желаю вам использовать полезную информацию, полученную из статьи, на практике при устройстве теплого пола у себя дома. Подписывайтесь на обновления сайта, приводите на сайт друзей, делитесь интересной информацией с друзьями в соцсетях.

vseotrube.ru

Управление трёхходовым клапаном | LAZY SMART

Трёхходовой клапан (кран) — устройство смешения или разделения потоков рабочей среды (жидкости или газа). В быту чаще всего он  используется в системах вентиляции, отопления, ГВС и тёплых полов. С помощью трёхходового крана можно плавно менять расход воды через теплообменник, регулируя тем самым температуру в системе.

Проще говоря, трёхходовой кран применяют тогда, когда нужно перераспределять поток рабочей среды, а не просто открывать или закрывать, как в случае с обычным краном. Это позволяет поддерживать постоянную циркуляцию в системе, улучшить теплосъём и оптимизировать работу отопительных приборов.

Принцип работы трёхходового клапана

Трёхходовые клапаны бывают двух видов: смесительные и разделительные.

Как понятно из названия, первые смешивают два потока, а вторые, наоборот разделяют один поток на два. При этом они имеют схожий принцип работы: внутренний клапан перекрывает два отверстия в определённой пропорции. В этой же пропорции смешиваются или разделяются потоки.

Трёхходовой клапан с электроприводом

Для того чтобы управлять трёхходовым краном автоматически, на него устанавливают электропривод, который позволяет позволяет поворачивать кран на необходимый угол.

Сигналы управления формирует интеллектуальное устройство (контроллер или регулятор), примеры которых будут рассмотрены ниже.

Привод крана может управляться напряжением 220 В или 24 В.

По типу сигнала управления различают два вида приводов трёхходовых клапанов:

• привод с импульсным управлением
• привод с управлением аналоговым сигналом 0-10 В или 4-20 мА

Привод трёхходового клапана с импульсным управлением

Этот тип привода управляется с помощью электрических импульсов разной длительности. Электронная плата привода имеет два дискретных входа, один из которых отвечает за закрытие, а другой — за открытие.

При подаче напряжения на один из дискретных входов клапан начинает открываться или закрываться( в зависимости от того, на какой вход подано напряжение), и делает это до тех пор, пока управляющее напряжение не будет «снято» со входа. Подача напряжения на другой вход приведёт к началу вращения привода в противоположном направлении.

Таким образом, чем дольше подавать управляющее напряжение на вход, тем на больший  угол привод успеет повернуть клапан. Подача на дискретные входы импульсов различной длительности позволяет открывать (или закрывать) клапан «по чуть-чуть». Полное время закрытия/открытия клапанов сильно различается и может составлять от нескольких секунд до нескольких минут.

Приводы с импульсным управлением чаще всего имеют датчик положения, для определения текущей степени открытия клапана.  Сигнал с этого датчика может использоваться в контроллере для улучшения качества управления или визуализации положения клапана.

Привод трёхходового крана с аналоговым управлением

Электроника такого привода «принимает» на вход унифицированный аналоговый сигнал. Это либо токовый сигнал 4-20 мА, либо сигнал напряжения 0-10 В, либо может управляться любым из этих сигналов.

Принцип управления в данном случае достаточно прост: чем больше ток управляющего сигнала в диапазоне от 4 до 20 мА — тем больше открыт клапан. При сигнале тока 4 мА, он будет полностью закрыт, а при 20 мА — полностью открыт.

С управляющим сигналом по напряжению (0-10 В) всё аналогично.

В таких приводах датчик положения не так важен, поскольку по значению поданного управляющего напряжения можно однозначно определить его положение.

Контроллер управления трёхходовым клапаном

Для того чтобы управлять трёхходовым клапаном по температуре в системе, используют интеллектуальное устройство (контроллер или регулятор).

Для примера рассмотрим систему отопления. В качестве регулятора возьмём «ТРМ12» компании «ОВЕН».

Датчик температуры измеряет температуру в помещении и передаёт показания на регулятор, который управляет трёхходовым клапаном.

Если клапан будет полностью открыт, вся горячая вода от котла потечёт через теплообменник (показано красным цветом на схеме) и мощность нагрева будет максимальной. При полностью закрытом клапане вода будет циркулировать по малому кругу (показан синим цветом) через теплообменник, постепенно остужаясь. При понижении температуры в помещении регулятор будет приоткрывать трёхходовой вентиль, подмешивая горячую воду от котла в поток теплоносителя, циркулирующий через радиатор.

В результате регулятор «подберёт» такое положение вентиля, при котором количество подмешиваемой горячей воды обеспечит заданную температуру в помещении.

ТРМ12 работает по принципу ПИД-регулятора (о нём можно почитать тут). Пользователь задаёт необходимое значение температуры в помещении с управляющей панели прибора. По текущему значению температуры, полученному от датчика, и заданию пользователя контроллер вычисляет, на сколько нужно открыть трёхходовой кран, и посылает управляющие импульсы необходимой длительности.

Для управления приводом клапана с аналоговым входным сигналом ТРМ12 не подходит. Вместо него можно выбрать, например ТРМ10. Вот его функциональная схема:

Как видите, этот регулятор имеет универсальный аналоговый выход (о-10 В или 4-20 мА).

lazysmart.ru

Трехходовой клапан в системе отопления: назначение и правила монтажа

Здравствуйте!

Сегодня я расскажу о таком редко используемом элементе запорной арматуры отопительной системы, как терморегулирующий трехходовой клапан. К сожалению, в силу безграмотности многих так называемых мастеров это устройство нечасто встречается в быту. А ведь именно оно – один из столпов энергоэффективного отопления.

Предлагаю избавиться от дремучей невежественности и разобрать все плюсы и минусы трехходового термосмесительного клапана.

Что это такое и для чего он нужен

Трехходовой терморегулирующий клапан – это смеситель, предназначенный для изменения температурного режима теплоносителя в системе отопления.

Назначение и область применения устройства

Даже если учесть все теплопотери и обустроить отопительный контур в полном соответствии с данными теплового расчета, исключить сбой в тепловом балансе в результате воздействия внешних факторов (температурных перепадов, ветряных нагрузок и пр.) не получится.

Чтобы своевременно реагировать на эти процессы, на протяжении долгого времени в помещении поддерживая комфортную температуру, в магистраль устанавливаются запорно-регулирующие вентили – трехходовые термостатические клапаны.

Они применяются как в обычной радиаторной схеме отопления, так и в системах теплого пола, где обеспечивают:

• Перенаправление (распределение) потоков теплоносителя.
• Смешивание потоков теплоносителей с разными температурами для получения заданной температурной планки.
• Защиту напольного покрытия от перегрева (в системах теплого пола).

С этой же целью трехходовые термоклапаны часто используются в системах ГВС, где они выполняют функцию всем привычного смесителя.

Технические характеристики трехходовых клапанов

Основными техническими характеристиками трехходовых термосмесительных клапанов считаются:

• Пропускная способность: расход кубометров воды за час при номинальных значениях температуры (20°C) и давления.
• Внутренний диаметр патрубков.

Параметры пропускной способности и внутренних сечений всех 3 патрубков трехходовых клапанов, чаще всего, одинаковы.

• Максимальное рабочее давление.
• Динамический диапазон регулирования (отношение пропускной способности термоклапана в условиях полностью открытого затвора к аналогичному показателю при полузакрытом затворе).

На заметку! Такие показатели динамического диапазона регулирования трехходовых термостатических клапанов, как 50:1 или 30:1, относятся к классу среднестатистических. Наилучшие регулирующие свойства показывают приборы с показателем динамического диапазона регулирования в 100:1.

Типоразмеры и значения номинального рабочего давления трехходовых терморегулирующих клапанов регламентируются ГОСТ 28338-89 и 26349-84 соответственно.

Из каких материалов изготавливают трехходовые термоклапаны

Для производства трехходовых термостатических клапанов используются разнообразные металлы и сплавы. Если речь идет о промышленных объектах, то чаще всего применяется:

Чугун. Отличается антикоррозийными свойствами и достаточно высокой прочностью. Однако при нарушениях технологий производства и эксплуатации чугунные изделия могут быть достаточно хрупкими.

Черная углеродистая сталь. Материал прочный, дешевый, но подвержен коррозии. Для сглаживания последнего недостатка трехходовые клапаны никелируются и хромируются.

Нержавеющая (легированная) сталь. Параметры выше за счет добавления сплава никеля и хрома. Высокая прочность, стойкость к окислению и коррозии обеспечивают изделиям долгий срок жизни. Однако стоят такие термоклапаны существенно дороже.

Для систем отопления частных домов чаще всего применяются латунные трехходовые клапаны. Их температурный режим ограничивается 200 °C, но в дозволенном температурном диапазоне приборы из латуни способны проработать достаточно долго. Не менее популярны полимерные изделия, используемые в соответствующих отопительных или водопроводных контурах.

Дороже трехходовые клапаны из бронзы, не уступающие латунным аналогам в прочности. Бронзовые изделия устанавливают, как правило, в медных отопительных контурах.

Важно! Иногда в продаже можно встретить запорную арматуру из силумина (низкопрочного алюминиевого сплава с кремнием). Внешне они очень похожи на изделия из нержавеющей стали или латуни, но при этом стоят в разы дешевле и служат, к сожалению, ровно столько, во сколько оцениваются.

Внутренний запорный механизм в бытовых изделиях может изготавливаться из керамики (за исключением трехходовых термоклапанов с электроприводом). Керамические механизмы химически инертны и долговечны, но крайне чувствительны к чистоте транспортируемого теплоносителя. Его низкое качество – причина быстрого износа керамических элементов.

Устройство и принцип работы трехходового клапана

Конструкция трехходового термоклапана схожа с тройником. С 3 сторон расположены отрезки труб (патрубки):

1. Два (прямой и байпасный, на фото дальше обозначены как А и В) предназначены для входящего или исходящего потока в режиме смешивания или разделения соответственно.
2. Один (общий, на фото – АВ) – для исходящего или входящего (также в режиме смешивания или разделения теплоносителя).

Внутри корпуса расположены:

1. Шток, обеспечивающий движение затворного механизма.
2. Запорный механизм (затвор).
3. 2 седельных кольца, фиксирующие затвор (присутствует не во всех моделях).

В зависимости от конкретной модификации конструкция трехходового термостатического клапана может дополняться другими элементами, необходимыми для его полноценной работы.

Конструкция затворного механизма предполагает деление трехходовых клапанов на 2 основные группы – седельные и поворотные, несколько отличающиеся по принципу работы. Кроме того, различают смесительные и разделительные (распределительные) термоклапаны.

Седельные трехходовые клапаны оборудованы вращающимся штоком с закрепленным на нем шаровым, пластинчатым или цилиндрическим затвором. Поступательные движения штока приводят в действие затворный механизм. Его функции:

1. В режиме смешивания, находясь в крайнем верхнем положении, перекрывает ток жидкости из патрубка А, одновременно открывая патрубок В. Находясь в крайнем нижнем положении, перекрывает ход теплоносителя из патрубка В, открывая патрубок А.
2. В режиме разделения крайнее верхнее положение затвора приводит к закрытию патрубка В и одновременному открытию патрубка А. Крайнее нижнее положение, наоборот, закрывает патрубок А и открывает патрубок В.

Поворотные трехходовые клапаны оборудованы штоком радиального вращения на 90°:

1. В режиме смешивания поворот штока налево перекрывает патрубок В, открывает ход теплоносителю с патрубка А. Поворот штока направо перекрывает порт А и открывает патрубок В.
2. В режиме разделения потоков крайнее левое положение перенаправляет поток носителя в направление патрубка А, а крайнее правое положение – в направление патрубка В.

На заметку! Общий патрубок АВ ни в одном из вариантов не перекрывается, поэтому характеризуется постоянным гидравлическим режимом.

Достоинства и недостатки термостатических трехходовых клапанов

Несомненные плюсы использования трехходовых терморегулирующих клапанов:

1. Легкость влияния на температуру рабочей среды.
2. Практичность и энергоэффективность системы отопления.
3. Простой монтаж и обслуживание.
4. Долгий срок службы (зависит от материала, из которого изготовлен).

Из недостатков я бы отметила относительно высокую стоимость и необходимость фильтра в отопительном контуре для обеспечения высокой степени чистоты теплоносителя.

Виды трехходовых клапанов и особенности их работы

Прежде всего трехходовые термоклапаны классифицируются по назначению на разделительные и смесительные:

• У смесительного клапана 2 направления работают на подачу теплоносителя разных температур (горячей и холодной), а 1 направление выводит уже смешанный поток жидкости. Настойка нужных температурных параметров осуществляется регулировкой температуры и пропорций подаваемых потоков.

• У распределительного термоклапана 1 патрубок подает теплоноситель, а 2 других его делят между собой и распределяют в разных направлениях.

К сведению! При определенных условиях смесительный трехходовой клапан может работать в режиме распределения.

По способу управления трехходовые термоклапаны бывают автономными, ручными, термостатическими и электрическими. Два последних, как правило, работают в автоматическом режиме.

Простые автономные модели снабжены установленным внутрь корпуса термостатическим элементом с уже заданной в заводских условиях температурой теплоносителя на выходе. Это значение остается постоянным на протяжении всего срока службы.

Для ручного управления шток снабжается вентилем или поворотной ручкой и панелью управления с отметками, в соответствии с которыми регулируется тепловой режим.

Трехходовой термостатический клапан с терморегулятором оборудован термостатом, наполненным жидкой или газовой средой, реагирующей на малейшие колебания температуры теплоносителя.

Как только теплоноситель нагревается до заданной температуры, за счет расширения реагента автоматически активизируется поршневая система термоклапана и перекрывается патрубок с горячим потокам.

Трехходовые клапаны с терморегулятором могут быть механическими и электронными. Достоинство механических моделей в их абсолютной автономности. Электронные же требуют подключения к сети электропитания или питаются от батареек.

Однако этот недостаток сглаживается полной автоматизацией процесса, удобством настройки и расширенным функционалом – автоматическое изменение температурного режима по времени суток, дням недели и пр.

Трехходовые термоклапаны с электроприводом управляются за счет электронного блока управления, работающего на сервоприводе. Выход температурного режима теплоносителя за пределы установленных значений фиксируется установленным в модуль термостатом, который сигнализирует об этом контроллеру. Тот передает команду на привод, регулируя поток холодного или горячего теплоносителя в системе.

При этом ни один из патрубков полностью, как правило, не перекрывается, а регулируется лишь объем подаваемого охлажденного и горячего теплоносителя.

Срок службы трехходовых клапанов

Наиважнейшие факторы, влияющие на срок службы трехходового:

1. Материал, из которого он изготовлен.
2. Соответствие предписанным изготовителем условиям эксплуатации – температурному режиму и качеству теплоносителя.
3. Интенсивность эксплуатации.
4. Качество монтажа.

В среднем производители дают гарантию на свою продукцию в диапазоне от 5 до 7 лет, это значит, что трехходовой клапан с легкостью может проработать и в 2 раза дольше. А вот гарантия на пластиковые модели не превышает 1 года.

Самой надежной всегда признавалась арматура с ручной системой управления. Электронные и термостатические датчики гораздо быстрее выходят из строя, чем сам клапан, и требуют ремонта или полной замены.

Как выбирать трехходовой клапан

Ассортимент трехходовых термоклапанов крайне широк. Как подобрать модель, чтобы она подходила техническим характеристикам отопительной системы дома? Обращают внимание на такие параметры:

1. Вид затворного механизма – поворотный или седельный. Последний обеспечивает более плотное примыкание затвора и точнее регулирует напор даже в условиях высоких температур и перепадов давления.
2. Тип управления. Он может быть автономным, ручным, термостатическим и электрическим. Электрические сервоприводные модели больше всего подходят для водного теплого пола.
3. Сфера использования. Горячее водоснабжение, отопление – радиаторное или теплый пол. Для ГВС – разделительные, для отопительных контуров – смесительные.
4. Материал клапана. Латунная и медная арматура служит гораздо дольше.
5. Диаметр труб, к которым будет подсоединяться термоклапан.
6. Способ соединения – резьбовой или фланцевый. При сечении свыше 65 мм обычно устанавливаются фланцевые модели.

Дальше следует опираться на данные теплового и гидравлического расчета отопительного контура и конкретно того участка, где планируется установка трехходового клапана:

• Давление.
• Максимальная температура теплоносителя в месте монтажа клапана.
• Средний расход воды (м³ на 1 час).

Эти данные обязательно должны совпадать с маркировкой на самом клапане или информацией в сопроводительной документации к изделию.

На заметку! Не стоит путать трехходовой термосмесительный клапан с аналогичным краном. Несмотря на схожую конструкцию и принцип действия, разница в системе управления существенна. Для сложных систем отопления лучше использовать именно клапан, а для небольших и максимально простых вполне подойдет и управляемый вручную кран.

Популярные производители трехходовых клапанов

Среди многочисленных производителей трехходовых термоклапанов я бы выделила следующую пятерку лидеров. Они специализируются на производстве инженерной сантехники, термостатического оборудования и активно внедряют новейшие энергоэффективные технологии:

• ESBE (Швеция).
• IMI-HEIMEIER (холдинг, включающий в себя 3 производственных комплекса).
• Danfoss (Германия).
• HERZ (Австрия).
• Valtec (Италия, Россия).

Valtec – специальный проект, производство адаптированной к российским реалиям разнообразной инженерной сантехники. Особенный плюс – приемлемая цена и большой срок гарантии на продукцию.

Сколько стоят трехходовые клапаны

Стоимость устройства складывается из множества аспектов – материала, из которого они произведены, технической оснащенности, репутации бренда. Стоит ли за нее переплачивать, решать вам.

Правила монтажа трехходовых клапанов

Чтобы потребитель не мучился вопросом, как правильно установить трехходовой термосмесительный клапан, производитель снабжает свою продукцию тщательно проработанной инструкцией и наносит на каждое изделие специальную маркировку, помогающую безошибочно определить направление потоков:

1. Патрубок, обозначенный литерой «А», так называемый «прямой ход», предназначен для подсоединения к трубе с горячим теплоносителем.
2. Патрубок с литерой «В» («байпасный ход») соединяется с трубой, подающей охлажденную воду.
3. Патрубок с обозначением «АВ» (ход с постоянным гидравлическим режимом) подсоединяется к основной транспортной магистрали, предназначенной для транспортировки уже смешанного теплоносителя.

Место трехходового клапана в отопительном контуре

Для начала рассмотрим общие схемы подключения к отопительному контуру. Упрощенно их можно представить так:

Как видно из схемы, трехходовые термоклапаны могут устанавливаться как на тепловой ветке, идущей непосредственно от котла, так и на обратке. Однако это вовсе не значит, что так может устанавливаться абсолютно любой клапан. Возможности того или иного оборудования определяет допустимый тепловой режим, указанный изготовителем в техпаспорте.

Ниже представлена более сложная схема, позволяющая полностью автоматизировать работу системы отопления:

При установке следует соблюдать следующие правила:

1. Перед клапаном должны быть установлены: манометр, фильтр, дроссельная диафрагма (шайба).
2. После термоклапана устанавливается еще один манометр.
3. Перед клапаном желательно выдержать прямой участок трубы, равный 5 ее номинальным диаметрам, за термоклапаном длина прямого участка должна быть не менее 10 номинальных диаметров трубы.
4. В сложноконтурных или излишне длинных отопительных магистралях проблему низкого давления решают установкой циркуляционного насоса.
5. На горизонтальных участках сам клапан размещается таким образом, чтобы электропривод, термостатическая вставка или терморегулятор располагались над ним.
6. Резьбовые соединения стыкуются с применением льняного волокна, уложенного на резьбу в 2-3 слоя, и герметика.
7. В процессе закручивания следует избегать излишних усилий на сопрягаемые элементы, не допускается их растяжение, сжатие или изгиб.

Место трехходового клапана в системах водоснабжения

Представленная ниже схема монтажа трехходового клапана доступно иллюстрирует принцип его обвязки с водонагревателем и варианты установки в напорных и безнапорных системах водоснабжения:

Частые ошибки и проблемы при установке трехходового клапана

1. Неверное подсоединение патрубков ведет к общему сбою системы отопления – перегреву котла, холодным радиаторам и т.д.
2. Несоблюдение рекомендуемых длин горизонтальных участков и углов наклона магистрали могут провоцировать образование воздушной пробки в приборе, его заклиниванию.
3. Пренебрежение установкой фильтрующего элемента приводит к заклиниванию затворного механизма и его быстрому износу.

Советы специалистов

При определенном подходе трехходовой термоклапан можно заменить конструкцией из двух двухходовых клапанов, настроенных на реверсивный режим работы: при открытии одного второй автоматически должен закрываться.

Заключение

Как видите, сделать отопление энергоэффективным нетрудно. А смонтировать клапан своими руками, опираясь на рекомендации изготовителя, может каждый, кто умеет орудовать гаечным ключом. Если же собственных навыков недостаточно, всегда можно обратиться за помощью к специалистам.

Удачи вам! И не забывайте подписываться на рассылку и делиться полезностями со своими друзьями и знакомыми в соцсетях. До новых встреч!

vseotrube.ru

Esbe клапаны трехходовые VRG, 3F, электроприводы ARA. Термостатические клапаны Esbe.

www.altermo.ru

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

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.

Старый Оскол:

• Телефон: +7 (4725) 46-93-70, 46-94-70
• E-mail: [email protected], [email protected]
• Адрес: Котел, Промузел, площадка «Монтажная», проезд Ш-6, стр. 19
• Часы работы: С пн. по пт.: с 8:00 до 17:00, пятница — сокращенный день на 1 час.

Москва:

• Телефон: +7 (495) 229-45-77, 648-91-91 
• E-mail: [email protected]
• Часы работы: С пн. по пт.: с 9:00 до 18:00, пятница — сокращенный день на 1 час.

Казань:

• Телефон: +7 (843) 533-16-67, 570-00-47 
• E-mail: [email protected]
• Часы работы: С пн. по пт.: с 8:00 до 17:00, пятница — сокращенный день на 1 час.

saz-avangard.ru