Привод трехходового клапана


Трехходовой клапан: 5 способов управления

Предназначением трехходового клапана является распределение теплоносителя по разным контурамОтопление – одно из важных составляющих домашнего уюта. Как известно, человек является довольно теплолюбивым организмом, для которого резкие или большие понижения температуры окружающей среды могут быть губительны. Холод сказывается на самочувствии и здоровье в целом. Именно поэтому мы так ценим тепло своего дома. В систему отопления, кроме привычных труб и радиаторов, входят котлы, насосы и специальный ходовой клапан. Он может быть трех видов: одноходовой, двухходовой, трехходовой, а также четырехходовой. Более подробно будем говорить о трехходовом клапане.

Содержание:

Клапан отопления трехходового типа применяется в отопительной системе частных домов довольно часто, особенно если встает вопрос о последующем монтаже теплого пола. Поэтому, если собираетесь самостоятельно проводить в своем доме, стоит изначально хорошенько обдумать вопрос по установке трехходового плана. В классификации данного элемента тепловой системы, можно выделить несколько пунктов со своими подпунктами. Относительно принципа действия их можно разделить на смесительные и разделительные. Смесительный клапан состоит из двух входов и одного выхода, он предназначен для смешивания двух потоков воды в один общий. У разделительного клапана, как уже понятно по логике, выделяют один вход, в который поступает общий поток воды и два выхода, где поток разделяется на два отдельных;

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

По способу управления клапаном специалистами принято выделять следующие типы:

  • Трехходовой клапан, в основе работы которого стоит ручное управление;
  • Клапан трехходового типа с наличием термоголовки;
  • Клапан, включающий в свой состав электропривод;
  • Гидравлический трехходовой клапан;
  • Пневматический тип клапанов трехходового типа.

Каждый из перечисленных типов можно встретить в составе системы отопления частного дома, но чаще всего строители, проектировщики и сами заказчики отдают предпочтение клапанам трехходового типа с электроприводом. Также, неплохим решением станет монтаж клапана с термоголовкой.

Кроме того, специалисты в области отопления и проектировки советуют настороженно относиться к установке клапана с ручным управлением, считается, что в этом случае проводить отопительные работы в доме будет крайне сложно. Теперь обсудим популярные виды трехходового клапана более подробно.

Характеристика трехходового клапана с электроприводом

Клапан, в комплектацию которого входит электрический привод, максимально хорошо подходит для однотрубных систем стоякового типа. В такой системе клапан удобнее установить и подключить к отопительному прибору и пустить горячий поток воды от, находящегося в газовом котле, нагревательного прибора по системе труб и радиаторов. Как отмечают специалисты и рядовые пользователи, сам по себе клапан трехходового типа с приводом в полной мере отвечает всем условиям безопасности при использовании горячей воды.

Трехходовой клапан с электроприводом состоит из двух отдельных модулей: клапана трехходового смесительного и электропривода для клапана, собирающихся в единый блок

В комплект клапана дополнительно входит специальная рукоять с блокировочной системой.

Клапан с электрическим приводом также называют термостатический. Стоит сказать, что главной его функцией является смешение двух потоков теплоносителя разными по температуре в один общий поток с необходимым вам уровнем тепла.

Предназначение клапана с электроприводом:

  • Обеспечение горячей водой;
  • Обеспечение функционирования теплых полов в доме;
  • Участие в отопительных работах, как часть системы отопления.

Исходя из функциональности данного типа клапанов, можно понять, почему он так популярен среди собственников частных домов.

Привод трехходового клапана

В комплектацию трехходового клапана для отопительной системы может входить привод, он в свою очередь бывает: ручного типа и электрический. По опросам, более популярным считают клапан с ручным приводом, но если прислушаться к мнению специалистов, то можно понять, что у данного типа приводов есть свои минусы, которые осложняют проведение регулировки работы самого клапана, а значит и интенсивности отопления.

Электрический привод встречается чаще в частных домах, благодаря своей автоматизации.

Собственники жилья и проектировщики автономного отопления уже давно поняли, что при помощи клапана с данным типом привода проще будет настроить температуру во всех комнатах дома или коттеджа. При этом есть возможность распределения теплоносителя (горячей воды) исходя из того, насколько помещения удалены от нагревательного прибора. Кроме того, именно трехходовой клапан с электроприводом позволяет устанавливать в доме дополнительно теплые полы. Также все вопросы по поводу подключения клапана с электроприводом решаются быстрее и проще, нежели клапана с ручным приводом.

Преимущества трехходового клапана для отопления с терморегулятором

Как уже говорилось ранее, самые удачные варианты клапанов в системе отопления частного дома – это модель с терморегулятором или с электрическим приводом.

Трехходовой клапан для отопления с терморегулятором – это очень функциональная и полезная деталь

Главной положительной стороной установки и работы клапана с терморегулятором является:

  • Быстрая реакция на установку режима работы клапана;
  • Столь же быстрая реакция на корректировку, выставленного ранее режима;
  • Точность реакции клапана на установки и корректировки в работе.

В зависимости от того, как быстро идет отклик клапана, будет зависеть его стоимость. Чем быстрее реакция, тем выше цена прибора.

Как работает трехходовой клапан с термоголовкой? Полученный с датчика сигнал отправляется на регистрацию прибора-контролера. Он отдает необходимую команду приводу на корректировку работы.

Проще говоря, если режимом работы установлена температура в комнате равная 25 оС, а воздух прогрет всего до 20 оС, то будет отдана команда по увеличению выработки тепла (увеличению температуры теплоносителя).

Если же температура воздуха выше, к примеру, 30 оС, то также будет отдана команда, но теперь на снижение температуры теплоносителя с целью понижения температуры комнатного воздуха. При этом, нет никакой разницы, на каком топливе работает отопительный прибор: твердом, жидком или газообразном.

Принцип работы трехходового крана

Поговорим о том, что такое трехходовой кран, как он выглядит, какие существуют виды кранов, а также какой принцип работы характеризует каждый вид крана. Сам по себе кран похож на обычный тройник, сделанный их бронзы, либо латуни. На верхней грани крана устанавливается вентиль. Трехходовой кран – это кран, регулирующий температурный показатель теплоносителя за счет изменения количества горячей или холодной воды, поступающей в общий поток (изменение пропорций).

Трехходовой кран представляет собой тройник, в котором с помощью запорного или регулирующего механизма происходит перераспределение теплоносителя в системе

Относительно типа управления можно выделить:

  1. Ручной кран – оснащены поворотными ручками. Именно при помощи них происходит регулировка потоков. При установке вентиля в необходимое положение, вы можете изменять температуру основного потока, то есть, вы лично должны производить все действия по регулировке температур. У данного типа кранов есть минус: прогревание труб и радиаторов происходит медленно и неравномерно.
  2. Электрический кран. Регулировка показателей температуры в системе отопления происходит за счет электронного блока. Функционирование основывается на согласованной работе блока управления и электрического двигателя. Блок необходим для своевременного фиксирования показателей температуры и при необходимости именно он отдает команды о регулировке теплого или холодного жидкого теплоносителя в трубах и радиаторах.
  3. Термостатический. Конструкция крана в этом случае предполагает наличие газа либо жидкости, выполняющей роль терморегулятора. Газ/жидкость предназначены на быстрое реагирование на какие-либо изменения внешней среды.

Если температура комнатного воздуха выше установленного, то расширяющийся терморегулятор заставляет поршень выдвигаться и перекрывать поток горячей воды. За счет этого вызывается понижение температуры воздуха.

Разновидности трехходового вентиля

Вентили так же могут быть двух видов: смесительными и разделительными. В основном, схема работы трехходового вентиля представляет собой процесс смешения горячего и холодного потоков теплоносителя, и нужен он для того, чтобы добиться оптимальных показателей температуры внутри системы отопления и сравнять температуру воздуха окружающей среды с теми показателями, которые вы сами решили установить.

Установка самого вентиля может производиться как специалистами, так и вами самостоятельно.

Специалисты в области отопительных приборов рекомендуют устанавливать клапан с терморегулятором в случаях, когда отмечается критичность энергонезависимости домашнего отопления. По сравнению с устройствами, оснащенными сервоприводами, трехходовой клапан с терморегулятором является более доступным в плане финансовых затрат.

Как работает трехходовой клапан (видео)

В заключение отметим, что лучше всего, когда всеми монтажными работами занимается знающий человек, он может сделать не только правильно, но и значительно быстрее. Он же может проверить, насколько хорошо работает вентиль и функционирует все трехходовое устройство.

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).

Трехходовой клапан — принцип работы, виды и применение в системах отопления

Системы жизнеобеспечения дома могут быть очень сложными по своей схеме, состоять как из высокотехнологичных, так и довольно простых по конструкции и принципу работы устройств и элементов. И одним из представителей таких несложных, но играющих важную роль приборов является трехходовой клапан.

Содержание:

Устройство трехходового клапана

Главная задача данного устройства – смешение или разделение, а также направление потоков жидкости с разной температурой для получения нужной температуры на выходе.

Основной принцип работы трехходового клапана – открытие-закрытие специального затвора внутри корпуса.

Регулирующая внутренняя деталь бывает в виде шара или штока. Этот элемент не закрывает полностью весь поток, а только выполняет ограничительные функции, благодаря чему и происходит добавление в нужных пропорциях горячего потока к холодному, набор и слив жидкости.

Сам прибор представляет собой корпус с тремя отверстиями, из которых два – входящие, а одно – исходящее. Это значит, что по двум каналам идет поступление потока, а один канал обеспечивает выход уже смешанного до нужной температуры. Выполняется корпус из металла (чугун, латунь, сталь) или специального антикоррозийного сплава.

Клапан трехходовой смесительный осуществляет свою работу с помощью автоматического привода, получающего информацию и сигнал к действию от различных датчиков в системе. Чем точнее привод, тем лучше регулирование.

Виды трехходовых клапанов

По своей конструкции бывают с различным типом привода:

— с гидравлическим приводом,

— с пневматическим приводом,

— с электрическим приводом.

Самую точную автоматическую регулировку обеспечивает трехходовой клапан с электроприводом. Он является самым востребованным в частных системах жизнеобеспечения зданий.

Применение трехходовых клапанов

Такой подвид регулирующей арматуры, как трехходовой электромагнитный клапан или же трёхходовой клапан с термоголовкой, распространен очень широко в любых современных сетях, где требуется без уменьшения силы и объема потока корректировать именно соотношение смеси двух раздельных линий жидкости.

Что касается чисто бытового применения, то здесь первую строчку рейтинга занимает трехходовой термостатический смесительный клапан, предназначенный для регулировки температуры теплоносителя. Поступать этот носитель может либо в радиатор отопительной системы, либо в нагревательный трубопровод системы теплого пола. Прибор с автоматическим управлением позволяет без лишних усилий регулировать температуру в комнате.

Использовать трехходовой клапан для отопления, чтобы уравновесить температурные перепады в помещениях с различной теплоизоляцией, очень выгодно не только с точки зрения удобства и повышения комфорта, но и из экономической целесообразности. Регулировка температуры воды на возвратном трубопроводе нагревательной аппаратуры помогает в значительной мере сократить потребление топлива, а энергоэффективность инновационных систем солнечного отопления значительно возрастает.

Для некоторых отопительных систем данный узел просто необходим. К примеру, трехходовой клапан для теплого пола позволяет не перегревать поверхность пола выше комфортной температуры, избавляя от неприятных ощущений.

Регулирующие приборы такой конструкции также применяют для систем водоснабжения, чтобы получить постоянный поток с необходимой температурой. Самый элементарный пример – обычный смеситель, когда открытие холодного крана делает горячую воду прохладнее и наоборот.

Производители трехходовых клапанов

На современном рынке подобной техники можно найти модели регулирующих клапанов от различных производителей, и выбор будет зависеть от двух главных параметров:

— сфера применения (отопление, водоснабжение, кондиционирование, теплый пол);

— тип исполнительного механизма (электрический или механический).

Одной из самых популярных моделей, получающей большое количество положительных отзывов, является трехходовой клапан с электроприводом Еsbe – прибор шведского производства от компании с более чем столетней историей. Качество, надежность и долговечность играют здесь ключевую роль, устройства этой марки отлично зарекомендовали себя во всех сферах использования. Клапан трехходовой Еsbe – это новые технологии в сочетании с богатым опытом и европейским качеством.

Еще одна известная уже больше века марка – американская корпорация Honeywell, занимающаяся самыми разными сферами автоматизации и регулирования. Клапан трехходовой Honeywell – представитель не только высокого качества, но и высоких технологий. Оптимальные условия работы, простое управление, долговечность и компактность выгодно отличают модели этой фирмы.

Результат успешного сотрудничества итальянских и российских разработчиков – молодая, но перспективная и уже очень популярная компания Valtec. Трехходовой клапан Valtec – это надежное устройство с семилетней гарантией производителя. Доступность по цене – один з главных плюсов продукции этой марки.

Как работает трехходовой кран в системе отопления

Трехходовой клапан для отопления позволяет в автоматическом режиме поддерживать необходимую температуру в каждом из отопительных контуров, а также решать и некоторые другие задачи.

Трехходовой клапан для отопления

По принципу действия различаются три вида трехходовых клапанов:

  • смесительный (обеспечивает необходимую температуру воды в отопительном контуре за счет подмешивания обратки в нагретый теплоноситель);
  • разделительный (делит поток, направляя в два контура);
  • переключающий (по очереди направляет подогретую воду по разным теплообменникам двухконтурного газового котла).

В современной системе отопления в первую очередь востребован смесительный трехходовой термостатический клапан.

Как устроен трехходовой клапан

Внешне он выглядит как бронзовый или латунный тройник с регулировочной шайбой на верхней части, а устройство трехходового клапана зависит от модели.

Вариант 1. В литом корпусе с тремя патрубками имеются три камеры, проходы между ними перекрывают тарельчатые элементы, закрепленные на штоке. Шток выходит из корпуса в верхней части. Принцип работы следующий: нажатие на шток плавно открывает проход для потока теплоносителя с одной стороны, одновременно закрывая проход для теплоносителя с другой стороны. В результате в центральной зоне теплоноситель смешивается до получения нужной температуры и поступает в контур.

Вариант 2. Переключающий элемент внутри тройника представляет собой шар, часть которого фигурно выбрана. Привод вращает шток с закрепленным на нем шаром, в результате чего потоки теплоносителя перераспределяются.

Вариант 3. Принцип действия тот же, что и у конструкции с шаром, но вместо шара на штоке закреплен сектор – его рабочая часть способна полностью перекрыть один поток теплоносителя, либо частично – два потока.

Устройство 3-х ходового клапана

Приводы на термосмесительный клапан

Для управления потоками теплоносителя, проходящими через клапан трехходовой, необходим внешний привод. От его типа зависит функциональность и удобство использования устройства.

  • Трехходовой термостатический смесительный клапан. Конструкция термостатического привода включает жидкую среду с высокой чувствительностью к изменению температуры. Именно она, расширяясь, нажимает на шток. Такой привод устанавливается на бытовые устройства небольшого сечения, он может быть заменен на привод другого типа.
  • Трехходовой смесительный клапан с термоголовкой. Термоголовка оснащена элементом, чувствительным к температуре воздуха в помещении. Для регулировки по температуре теплоносителя такое устройство дополнительно оборудуется температурным датчиком на капиллярной трубке, который помещают в трубопровод. В этом случае точнее регулируется температурный режим контура.
  • Клапан с термоголовокой смесительный
  • Трехходовой клапан с электроприводом. Электрический привод, воздействующий на шток, управляется контроллером, который получает от датчиков информацию об изменении температуры теплоносителя. Это самый точный и удобный вариант.
  • Трехходовой клапан с сервоприводом. Электрический привод напрямую управляет штоком, без контроллера, в соответствии с сигналами от датчиков. Сервоприводами обычно оснащаются секторные и шаровые смесительные устройства.

Управление комфортом

Трехходовой кран для отопления позволяет управлять отопительными контурами. В системе теплого пола 3-х ходовой клапан отвечает за оптимальную температуру теплоносителя – требуется подмешивать обратку в чрезмерно горячую воду, поступающую из котла.

В радиаторной системе с коллекторным подключением клапан для отопления с терморегулятором устанавливается на каждый контур и позволяет поддерживать в каждом из помещений собственный температурный режим, обеспечивая комфорт и экономя топливо.

Для управления радиаторным отоплением в автоматическом режиме используют трехходовой кран с электроприводом, для напольного контура достаточно установить регулирующий вентиль с термоголовкой, оснащенный выносным температурным датчиком.

Схема подключения трехходового клапана такова: в контуре между котлом и данным смесительным устройством должен быть установлен коллектор, а до него – циркуляционный насос, чтобы система функционировала независимо от того, перекрыл смесительный кран подающий поток или нет.

Схема подключения трехходового клапана в систему отопления

После коллектора на подающую трубу ставится трехходовой вентиль, он должен быть обращен полностью закрывающейся стороной к коллектору, к нижнему патрубку подсоединяется линия обратки, а после этого вентиля на подающую линию монтируется циркуляционный насос. Такое расположение насоса дает возможность обеспечивать циркуляцию в контуре, даже если поток нагретого теплоносителя перекрыт.

Трехходовой вентиль для защиты котла

Как работает трехходовой клапан в системе безопасности твердотопливного котельного агрегата? В процессе разогрева важно не допустить контакта холодного теплоносителя с рубашкой котла, иначе на стенках внутри котла образуется конденсат, способный сократить срок его службы или вывести отопительное оборудование из строя.

Защита котла от холодной обратки

Для этого монтируется первичный контур циркуляции, по которому перемещается постепенно нагревающийся теплоноситель. Работа трехходового крана заключается в том, что он перекрывает трубу, по которой обратка из отопительного контура дома попадает в работающий котел, пока температура воды в котле не достигнет 40-50°С (точное значение задается на термоэлементе вентиля). Когда теплоноситель достаточно нагреется, шток плавно открывает дорогу обратке.

В этом случае клапан в системе отопления подключается по следующей схеме: он монтируется на трубу обратки и должен быть обращен полностью перекрывающейся стороной в противоположную от котла сторону. Циркуляционный насос ставится между вентилем и котлом. К свободному патрубку трехходового вентиля подсоединяется байпас, который формирует первичный контур циркуляции.

Заключение

Регулировка температуры теплоносителя при помощи трехходовых вентилей – единственно возможное решение.

Внимание! При монтаже следует внимательно отнестись к обозначениям на корпусе устройства, где стрелками или буквами обозначен принцип подключения. Если перепутать направление потоков, система не сможет правильно функционировать.

Трехходовой клапан на системе отопления должны подбирать и устанавливать профессионалы, поскольку от правильного выбора и монтажа зависит работоспособность всей системы отопления.

Видео по теме:


Смотрите также