Принцип работы трехходового клапана в системе отопления

Смесительный узел относится к категории трубопроводной регулирующей арматуры. Трехходовой клапан для отопления смешивает разные потоки теплоносителя в один для получения стабильной температуры. Узел разделяет и переключает течения в другие магистрали при соответствующей схеме монтажа. Клапан работает автоматически при наличии привода и получения сигналов контролирующих датчиков.

Устройство и особенности трехходового клапана

Трехходовой клапан предназначен для смешивания различных потоков теплоносителя в системе отопления

Модуль используется в системе подогрева жидкости и в составе обвязки воздухонагревателей и воздухоохладителей. Трехходовые регуляторы подразделяются на разделительные и смесительные виды.

Клапаны похожи по конструкции и состоят из частей:

  • корпус;
  • соединительный фланец;
  • уплотняющий элемент;
  • звено для передачи усилия от привода к затвору;
  • плунжер различного профиля для определения типа регулировки;
  • седло для посадки плунжера в закрытой позиции.

Регулирующим элементом выступает ходовой шток или поворотный шар. Эти механические звенья перекрывают клапан не полностью, оставляя возможность для смешивания или перераспределения течений.

Виды по способу управления

Виды управления зависят от условий работы и назначения. Фиксирующие датчики тепловой магистрали передают команды контролерам, а те координируют действие поставщиков энергии.

Различают типы приводов:

  • с терморегулятором;
  • электропривод;
  • пневматический;
  • гидравлический.

Привод с ручной регулировкой встречается гораздо реже.

С ручным управлением

Клапан с ручным управлением 

Шток приводится в движение с помощью поворотной рукоятки или вентиля. Для удобства устанавливается управляющая панель, на которой нанесены отметки. Риски соответствуют определенным тепловым гидрорежимам.

  • К положительным моментам относится:
  • низкая стоимость ручного привода;
  • непосредственный контроль показателей режима;
  • возможность мгновенной смены порядка работы.

К минусам относится необходимость постоянного присутствия оператора для реагирования. Ручное управление не обеспечивает равномерное нагревание трубопровода.

С терморегулятором

Клапан с термоголовкой позволяет регулировать потоки теплоносителя

Трехходовой кран для отопления оснащается термостатом, в котором присутствует жидкость или газ. Внутренняя среда реагирует на все изменения температуры потоков. Нагрев до заданных параметров приводит в действие систему поршней термоклапана и поступление горячего течения блокируется.

Трехходовые узлы с терморегулятором бывают механического действия или электронного. Механические работают автономно, а электронным требуется подключение электроэнергии или питания от батарейки. Недостаток второго вида компенсируется абсолютной автоматизацией. Электронное регулирование позволяет задавать изменение порядка отопления по дням недели, времени суток.

С электроприводом

Устанавливается электромагнит (соленоид) или применяется комбинационный сервопривод, смонтированный на электродвигателе с передаточным механизмом. Привод координируется измерителями температуры или давления, которые ставятся в обвязочном контуре. Узел сразу комплектуется сервоприводом или поставляется без него, что дает возможность оптимального выбора устройства для приведения в действие.

Учитываются технические характеристики по току, напряжению, мощности, способности к перегрузкам. Выбирают экономичный и надежный, без высоких расходов на эксплуатацию, обращают внимание на окружающие условия работы и требования безопасности.

Гидравлические

Трехходовой клапан для отопления с терморегулятором снабжается термостатом, установленным внутри корпуса. Устройство работает по параметрам температуры воды на выходе, которые задаются в заводских условиях. Гидравлический привод включает корпус с мембраной в форме тарелки.

К положительным моментам использования относится невысокая цена. Отрицательной стороной считается потребность выбора гидропривода под температуру жидкости в тепловой магистрали. Вторым минусом является невозможность перемены нагревательного режима, установленного на заводе.

Пневматические

Пневмопривод автоматизирует работу распределительного клапана и применяется для дистанционного управления. Приводы представляют собой цилиндр с поршнем, который движется под действием сжатого воздуха.

Преимущества использования пневмоприводов:

  • быстрое управление при изменении условий окружающей среды;
  • простота конструкции и взаимозаменяемость;
  • изменение усилия достигается простым ограничением напора воздуха в приводе.

Пневматические устройства чаще используются для запорной арматуры. Требуется дополнительная установка компрессора сжатого воздуха для работы.

Принцип работы трехходового клапана

Чаще всего используются золотниковые клапаны с ручной регулировкой

Усилие от приводного устройства подается на затвор, включающий седло и плунжер. Поршень перекрывает часть прохода, что ведет к снижению потока через клапан. Увеличивается скорость течения, а статическое давление в трубопроводе снижается. Плунжер размещается в седле при полном закрывании, и поток теплоносителя перекрывается, напор воды после клапана отсутствует.

Выпускаются односедельные и двухседельные клапаны, при этом поршень бывает стержневым, игольчатым или тарельчатого вида. Двухседельные используются чаще по причине хорошей уравновешенности затвора и эффективной герметичности. Их применяют для изменения давления до 6,3 мПа в магистралях диаметром до 300 мм.

Принцип действия трехходового крана для отопления клеточного действия заключается в том, что седло одновременно служит направляющим устройством (клеткой) и местом фиксации полого затвора при закрытии. Расход среды регулируется за счет перфорации в стенках клетки.

Мембранные клапаны используют в работе вынесенные или встроенные гидро- или электроприводы. В случае отдельного привода усилие поступает на штоковую опору через мембрану, затем на регулирующее звено. После снижения давления перепонка возвращается в первоначальную позицию. При встроенном приводе расход воды координируется перекрытием отверстия в мембране.

В золотниковых трехходовых кранах расход теплоносителя регулируется поворотом подвижного элемента на определенный угол. Модули используются в качестве регулирующих устройств.

Особенности монтажа

Сборка трехходового клапана в системе отопления

Производители не всегда собирают в одну конструкцию привод и клапан. Иногда требуется замена вентиля без демонтажа подающего устройства.

Выполняются следующие действия:

  1. Ослабляется контргайка на клапане и стыковочной муфте. Контрящий элемент откручивается вниз при нажатии на поршень со штоком. Отвинчивается муфта и гайка по направлению вниз.
  2. Снимается по резьбе кольцевая гайка и соединитель от привода. Гайка сдвигается на шток поршня.
  3. Привод устанавливается вверх клапана и фиксируется гайкой.
  4. На информационной таблице привода уточняется описание диапазона регулирующих сигналов и тип устройства. Выясняется положение безопасности, и модуль ставится в позицию «шток привода выдвигается».
  5. В предохранительном положении подается воздух в штуцер нижней камеры под давлением, соответствующим началу работы. Положение изменяется на «шток привода втягивается» и напор дается в верхний отсек мембранного отделения, его величина соответствует окончанию регулировки.

Фиксационная муфта поворачивается до момента, когда она подойдет к приводу, затем докручивается на ¼ поворота и крепится контрящей гайкой. Ставится соединитель и завинчивается до упора. Индикационная шкала хода выставляется по вершине стыковочной муфты.

Нюансы выбора клапана

Фланцевый клапан для соединения в трубах

Трехходовой регулятор отбирается с учетом результатов гидравлического и теплотехнического расчета отопительной магистрали – контура, где он будет смонтирован. Обращается внимание на давление, температуру воды, расход теплоносителя в час.

Помимо этого учитываются характеристики:

  • вид механизма затвора;
  • способ управления;
  • сфера применения;
  • материал клапана.

Имеет значение диаметр стыковочных труб и способ соединения смесителя (фланцевый или резьбовой).

Популярные производители

Среди производителей выделяется пятерка лидеров. Они выпускают инженерную сантехнику, делают термостатические установки и внедряют передовые технологии.

  • IMI-HEIMEIER (Германия).
  • ESBE (Швеция).
  • HERZ (Австрия).
  • Danfoss (Германия).
  • Valtek (Россия, Италия).

Valtek — это отдельный проект совместной работы российских и итальянских инженеров. Продукция адаптирована к условиям российских отопительных магистралей. Характеризуется доступной стоимостью.