Трехходовой клапан как работает – Трехходовой клапан принцип работы — Школа по утеплению дома

Трехходовой клапан на системе отопления: подключение и принцип работы

Регулировка подачи тепла – это важнейшая составляющая любой системы отопления. Данную функцию выполняет тройник, предназначенный специально для перераспределения теплоносителя, – трехходовой клапан на системе отопления. Основными отличительными особенностями данного устройства являются простота в эксплуатации, функциональность и компактный размер.

Описание и назначение

Кран для системы отопления с тройным ходом монтируется непосредственно в отопительную систему для обеспечения возможности регулирования температуры воды. Применяют такие устройства в отопительных контурах, водопроводных системах, а также в системах горячего водоснабжения.

Изделие оснащено одним выходным патрубком и пробкой с отверстиями, при помощи которых происходит регулирование потоков теплоносителя.

В чем отличие трехходового клапана от двухходового?

В отличие от двухходового, работа трехходового клапана имеет совершенно другой принцип. Шток в данном случае не перекрывает постоянный поток гидравлического режима. Он постоянно открыт и настроен на определенный объем. В результате потребители получают определенный объем в количественном и качественном эквиваленте. Другими словами, клапан не способен перекрыть движение на контур регулярного гидравлического потока. При этом он может перекрыть переменное направление, что позволяет контролировать расход и напор.

Трехходовой клапан на системе отопления был получен при совмещении пары двухходовых устройств. Только оба в обязательном порядке должны работать последовательно – когда закрывается один, свою работу начинает второй.

Области применения

Благодаря своей функциональности данный прибор можно встретить практически во всех сферах деятельности человека, в частности, в каждом доме, оснащенном индивидуальной отопительной системой: трехходовой клапан для котла, для теплых полов и т.д.

Кроме того, эти сантехнические устройства устанавливают на разветвленных контурах отопительных систем, где требуется периодическое перенаправление потока и изменение состояния среды. Также без них не обойтись и в промышленности.

Трехходовой клапан: принцип работы

В общем-то, принцип работы данного сантехнического устройства можно описать в нескольких предложениях. Обратный и подающий трубопроводы подходят к двум входам тройника. Требуемый температурный режим настраивается при помощи регуляторных механизмов.

При первом проходе теплоноситель идет, как положено. На обратном пути он уже охлажден, что моментально сказывается на общей температуре теплоносителя. На протяжении нескольких секунд датчик реагирует на изменение температуры и увеличивает содержание в системе горячей воды. Задвижку он будет раскрывать до того момента, пока вода в отопительной системе не обретет приемлемую температуру.

Главное преимущество, которым обладает трехходовой клапан, – принцип работы: данное устройство автономное и неприхотливое, так как работает самостоятельно. Требуются только настройки и проверка его работоспособности в процессе установки.

Достоинства

1. Простота в монтаже.
2. Долговечность.
3. Функциональность.
4. Практичность.
5. Возможность регулирования состояния системы посредством несложных действий.

Недостатки

1. Трехходовой клапан на системе отопления не предназначен для работы с грязной средой.
2. Стоимость этого устройства находится на высоком уровне.

Смесительный тип

Данные сантехнические устройства имеют два основных подвида. Каждый из них выполняет свою функцию: разделительную и смесительную. В общем-то, можно по названию понять, в чем заключается смысл их работы.

Устройство смесительного типа состоит из одного выхода и двух входов. Его основная функция – это смешивание двух потоков, что требуется для уменьшения температуры теплоносителя. Достигается это путем изменения соотношения горячей и холодной воды. Этот вариант незаменим при устройстве системы теплых полов и считается идеальным оборудованием, так как способен создать требуемую температуру.

Температура выходящего потока довольно легко регулируется. Чтобы получить на выходе необходимую температуру, следует знать, какой температуры входящие потоки, и постараться максимально точно рассчитать пропорции каждого.

Если установка и подключение трехходового клапана будут выполнены правильно, он может послужить и разделителем потоков.

Разделительный тип

Разделительный тип трехходового клапана предназначен для разделения на две части основного потока. Для этого на устройстве имеется два выходных отверстия и одно входное. Такой вариант требуется для распределения потоков теплоносителя на два течения. Если в систему включить бойлеры, конвекторы, то без такого клапана не обойтись. Клапан разделительного типа функционирует в системе горячего водоснабжения с целью разделения жидкости. Довольно часто его используют в обвязках воздухонагревателей.

Ручной и электрический привод трехходового клапана

По способу управления трехходовые краны подразделяются на устройства, оснащенные ручным и электрическим приводами. Наиболее популярным считается ручной вариант. Внешне он похож на классический шаровой кран, у него имеется три патрубка (выхода).

В частных домовладениях чаще всего можно встретить именно автоматические системы с электрическим управлением процессом распределения тепла. К примеру, можно настроить температуру для комнат и распределить теплоноситель в зависимости от степени удаленности помещения от отопительного оборудования (котла). Можно совместить с системой теплых полов. Устройства повышенной проходимости устанавливаются на теплопроводах между зданиями.

Подобно любому другому устройству, трехходовой клапан на системе отопления выбирается в зависимости от давления теплоносителя и диаметра подводящего трубопровода. Поэтому его нужно применять в соответствии с ГОСТ. Несоблюдение требований ГОСТа является грубейшим нарушением.

Подключение

Прежде чем приобрести трехходовой клапан, желательно ознакомиться с его характеристиками. К ним относятся:

1. Возможность установки сервопривода (если кран устанавливается для работы в автоматическом режиме).
2. Пропускная способность трубопроводов.
3. Диаметр трубопровода, к которому планируется подключение клапана (2-4 см).

Выполняя подключение трехходового клапана, необходимо учитывать направленность теплоносителя. На корпусе данного устройства присутствует пометка в виде стрелки. Клапан можно устанавливать как горизонтально, так и вертикально. Местоположение устройства никоим образом не отразится на выполнении им своей прямой функции.

В процессе приварки клапана требуется обеспечение безопасности внутренних полостей от попадания в них сварного грунта и окалины. В месте стыка клапана и трубопровода температура теплоносителя не должна быть более 100°C.

В систему отопления трехходовой клапан устанавливается перед циркуляционным насосом.

Клапаны необходимо проверять периодически на стабильность работы и производительность. На объектах их техническое обслуживание проводится соответствующей организацией в определенном порядке.

Важно, чтобы эксплуатация устройства осуществлялась в точном соответствии с инструкцией.

Советы по выбору

Прежде чем купить данное сантехническое оборудование, необходимо убедиться в том, что вам понятна схема трехходового клапана, вы разобрались в его характеристиках и определились с типом конструкции. Также многие обращают внимание на производителей. И действительно, разве может себе позволить производитель с хорошей репутацией плохой товар или изделия с браком. Он просто в этом не заинтересован.

Особенности конструкции и механизма клапана на выбор существенно не влияют. Выбор определенного металла зависит исключительно от ваших предпочтений. Бронза и латунь дороги, но они не поддаются коррозии и более долговечны. Сталь дешевле и прочнее, однако всем известны последствия от ее взаимодействия с водой. Для чугуна характерен большой вес и небольшая стоимость.

Самый важный момент – это выбор типа привода. Клапаны с ручным управлением дешевле, при этом функций у них меньше. Трехходовые клапаны с электрическим приводом стоят дороже и могут сломаться, но от их многочисленных функций большинство потребителей приходит в восторг.

fb.ru

Как работают трехходовые клапаны и сервоприводы

Оглавление статьи

Привет всем читателям этого блога! В данной статье будут обсуждаться трехходовые клапаны и сервоприводы. Написана статья на уровне ликбеза, поэтому специалистов попрошу громко не смеяться над обсуждаемыми здесь вопросами. Начнем обсуждение с трехходовых клапанов, а потом перейдем к сервоприводам. Переходим к делу.

Что такое трехходовой клапан и зачем он нужен?

Из названия трехходового клапана понятно, что он имеет три резьбовых или фланцевых соединения. Существуют два вида таких клапанов:

• Термосмесительные — применяются для организации подмеса холодного теплоносителя из «обратки» к горячему теплоносителю «подачи». Используется это в водяных теплых полах, тепловых узлах зданий и для защиты теплообменников котлов. Такие «трехходовики» отличаются по диаметру резьбового соединения и диапазону регулировки температуры.
• Переключатели потока — они изменяют направление течения теплоносителя, а точнее сказать они меняют контур, по которому он протекает. Так, например, переключатели потока широко используются для подключения бойлеров косвенного нагрева к отопительным котлам. В такой схеме трехходовой клапан через сервопривод подключен к термостату бойлера и при достижении пороговой температуры происходит переключение клапана и включение загрузочного насоса. После этого горячий теплоноситель начинает течь через теплообменник бойлера и нагревать воду внутри него.

Если вам интересно, то есть отдельная статья о бойлерах косвенного нагрева и схемах его подключения. Читайте и расширяйте свой кругозор.

Внутреннее устройство трехходовых клапанов.

Теперь давайте рассмотрим техническое устройство трехходовых клапанов. Начнем по порядку с устройства термосмесительного клапана. Для того, чтобы иметь наглядное представление о его внутреннем строении, посмотрите на следующий рисунок:

1.  Маховичок клапана.
2. Вход горячей воды.
3. Термочувствительный элемент.
4. Выход смешанной воды.
5. Вход холодной воды.

 

 

Термочувствительный элемент расширяется или сжимается в зависимости от температуры. Это позволяет выдерживать определенную температуру на выходе подмеса (4). Колебания температуры обычно лежат в пределах двух или трех градусов в зависимости от разности давлений горячей и холодной воды. Наличие в термосмесительном клапане накипи также уменьшает точность его регулировки. Температура воды на выходе клапана может быть задана жестко при изготовлении клапана, либо может изменяться в некоторых пределах. Делается это при помощи вращения регулировочного колеса.

Теперь перейдем к рассмотрению другого вида клапанов — переключателей направления потока. Собственно, такие клапаны могут работать и как смесительные, но управляются они при помощи ручной настройки или сервопривода. Для большей наглядности смотрите рисунок ниже:

По сути своей такой клапан — шаровой кран, у которого отверстия в шаре не находятся на одной линии, а сделаны под прямым углом друг к другу. Для полного переключения потока необходим поворот шара на 90°. Давайте посмотрим вид такого клапана сверху:

Угловая шкала указывает на то в каком положении находится шар внутри клапана. Как я уже говорил, чаще всего такие клапана используют для подключения бойлера косвенного нагрева к котлу. Схема подключения будет выглядеть следующим образом:

В этой схеме теплоноситель будет циркулировать либо через теплообменник бойлера, либо через радиаторы отопления. Сервопривод клапана будет управляться термостатом бойлера. Теперь давайте поговорим о наиболее важных технических характеристиках таких клапанов:

• Диаметр подключения — диаметр резьбы в дюймах.
• Рабочая температура — температура теплоносителя, при которой клапан отработает весь срок эксплуатации.
• Материал корпуса и уплотнений — чаще всего, такие клапаны изготавливаются из латуни, а в качестве уплотнений может быть использован эластомер (резина) типа EPDM.
• Номинальный поток — измеряется в кубических метрах за час и определяет предел пропускной способности клапана. Номинальный поток прямо пропорционален диаметру подключения клапана.
• Рабочая среда — этот параметр определяет то, в какой среде может работать данный узел. Например, это может быть только вода, либо растворы гликолей (антифризов для отопления).

Давайте двигаться дальше, следующая остановка — сервопривод!

Что такое сервопривод и как он устроен?

Давайте начнем с определения. Сервопривод — это электродвигаетль, управляемый через отрицательную обратную связь. В данном случае отрицательной обратной связью будет датчик угла поворота вала, который прекращает движение вала при достижении нужного угла. Чтобы наглядно себе представлять сервопривод, смотрите ниже на картинку:

Внутреннее устройство сервопривода.

Как обычно, для наглядности рассмотрим устройство сервопривода по рисунку:

Как видно, внутри сервопривода расположены следующие составные части:

• Электрический мотор.
• Редуктор, состоящий из нескольких шестеренок.
• Выходной вал, которым привод вращает клапан или другое устройство.
• Потенциометр — эта та самая отрицательная обратная связь, с помощью которой осуществляется управление углом поворота вала.
• Управляющая электроника, которая расположена на печатной плате.
• Провод, по которому подводятся напряжение питания (220 или 24 В) и управляющий сигнал.

Управляющий сигнал сервопривода.

Давайте теперь подробно остановимся на управляющем сигнале. Сервопривод управляется импульсным сигналом с изменяемой шириной импульса. Для тех, кто не знает о чем идет речь привожу еще одну картинку:

То есть ширина импульса (по времени) определяет величину угла поворота  вала. Настройка таких управляющих сигналов дело нетривиальное и зависит от конкретного привода. Количество управляющих сигналов зависит от того, сколько положений может занимать выходной вал. Сервопривод может быть двухпозиционным (2 управляющих сигнала), трехпозиционным (3 управляющих сигнала) и так далее.

Заключение статьи.

В этой статье я рассмотрел (очень кратко) трехходовые клапана и сервоприводы. Главное для чего они нужны — автоматизация управления инженерными сетями (водоснабжением, отоплением и так далее). Они стоят дорого и во многих случаях без них можно обойтись, но все же есть случаи когда без них не обойтись, например при описанной выше схеме подключения бойлера. На этом все, пишите свои вопросы в комментариях и нажимайте кнопки социальных сетей.

znayteplo.ru

Четырехходовой клапан для отопления: принцип работы, схема

Тот, кто хоть раз пытался изучить различные схемы отопительных систем, наверняка сталкивался с такими, где подающий и обратный трубопроводы чудесным образом сходятся воедино. В центре этого узла стоит некий элемент, к которому с четырех сторон подключаются трубы с теплоносителем разной температуры. Этот элемент — четырехходовой клапан для отопления, о назначении и работе которого пойдет речь в данной статье.

О принципе работы клапана

Как и его более «скромный» трехходовой собрат, четырехходовой клапан изготавливается из качественной латуни, но вместо трех присоединительных патрубков имеет целых 4. Внутри корпуса на уплотнительной втулке вращается шпиндель с цилиндрической рабочей частью сложной конфигурации.

В ней с двух противоположных сторон сделаны выборки в виде лысок, так что посередине рабочая часть напоминает заслонку. Сверху и снизу в ней сохранена цилиндрическая форма, чтобы можно было выполнить уплотнение.

Шпиндель со втулкой прижимается к корпусу крышкой на 4 винтах, снаружи на конец вала насаживается регулировочная рукоятка либо устанавливается сервопривод. Как выглядит весь этот механизм, поможет хорошо представить показанная ниже детальная схема четырехходового клапана:

Шпиндель вращается во втулке свободно, поскольку не имеет резьбы. Но при этом выборки, сделанные в рабочей части, могут открывать проток по двум проходам попарно либо позволять смешиваться трем потокам в разных пропорциях. Как это происходит, показано на схеме:

Для справки. Существует и другая конструкция четырехходового клапана, где вместо вращающегося шпинделя задействован нажимной шток. Но подобные элементы не могут смешивать потоки, а только перераспределять. Они нашли свое применение в газовых двухконтурных котлах, переключая поток горячей воды с отопительной системы на сеть ГВС.

Особенность нашего функционального элемента состоит в том, что поток теплоносителя, подведенный к одному из его патрубков, никогда не сможет пройти к другому выходу по прямой. Поток всегда будет поворачивать в правый или левый патрубок, но никак не попадет в противоположный. При определенном положении шпинделя заслонка позволяет теплоносителю проходить сразу вправо и влево, смешиваясь с потоком, идущим из противоположного входа. В этом и заключается принцип работы четырехходового клапана в системе отопления.

Следует отметить, что управление клапаном может осуществляться двумя способами:

вручную: требуемого распределения потоков добиваются путем установки штока в определенное положение, ориентируясь по шкале, находящейся напротив рукоятки. Способ используется редко, поскольку эффективная работа системы требует периодической корректировки, постоянно производить ее вручную невозможно;

автоматически: шпиндель клапана вращается сервоприводом, получающим команды от внешних датчиков либо контроллера. Это позволяет придерживаться заданных температур воды в системе при изменении внешних условий.

Практическое применение

Везде, где нужно обеспечить качественное регулирование теплоносителя, могут применяться клапаны четырехходового типа. Качественное регулирование – это управление температурой теплоносителя, а не его расходом. Добиться необходимой температуры в системе водяного отопления можно лишь одним способом – смешиванием горячей и остывшей воды, получая на выходе теплоноситель с нужными параметрами. Успешное выполнение данного процесса как раз и обеспечивает устройство четырехходового клапана. Приведем пару примеров установки элемента для таких случаев:

• в системе радиаторного отопления с твердотопливным котлом в качестве источника тепла;
• в контуре нагрева теплых полов.

Как известно, твердотопливный котел в режиме разогрева нуждается в защите от выпадения конденсата, от которого стенки топки подвергаются коррозии. Традиционная схема с байпасом и трехходовым смесительным клапаном, не позволяющим холодной воде из системы проникать в котловой бак, может быть усовершенствована. Вместо байпасной линии и смесительного узла ставится четырехходовой клапан, как это изображено на схеме:

Возникает закономерный вопрос: какая польза от такой схемы, где придется ставить второй насос, да еще и контроллер для управления сервоприводом? Дело в том, что здесь работа четырехходового клапана подменяет собой не только байпас, но и гидравлический разделитель (гидрострелку), буде в таковом есть нужда. В результате мы получаем 2 отдельных контура, обменивающихся между собой теплоносителем по мере необходимости. Котел дозировано получает охлажденную воду, а радиаторы – теплоноситель с оптимальной температурой.

Поскольку вода, циркулирующая по греющим контурам теплых полов, нагревается максимум до 45 °С, то запускать в них теплоноситель напрямую от котла недопустимо. С целью выдержать такую температуру перед распределительным коллектором обычно ставится смешивающий узел с трехходовым термостатическим краном и байпасом. А вот если вместо этого узла установить четырехходовой смесительный клапан, то в греющих контурах можно использовать обратную воду, идущую от радиаторов, что и показано на схеме:

Заключение

Нельзя сказать, что установка четырехходового крана проста и не требует финансовых вложений. Наоборот, реализация подобных схем выльется в ощутимые финансовые затраты. С другой стороны, они не настолько велики, чтобы отказаться от преимуществ таких систем – эффективности работы и в результате – экономичности. Важное условие – наличие надежного электроснабжения, так как без него перестанет работать привод клапана.

cotlix.com