Как работает трехходовой кран: устройство, принцип действия

Принцип работы

Трехходовой кран позволяет распределять теплоноситель на две независимые линии, либо смешивать два потока в один. Достигается это за счет использования вентиля, установленного между входным патрубком и двумя выходными. Изменением состояния вентиля можно добиться распределения потока со входного патрубка на два выходных в необходимых пропорциях. Кроме того, с помощью трехходового крана можно направить весь поток на один выход, полностью перекрыв второй.

Подобная схема обеспечивает возможность подмешивания горячей воды, поступающей от котла, к потоку обратки. Регулируя положение клапана, можно настраивать температуру, не прибегая к изменению настроек отопительного котла. Тем самым удается создать оптимальный режим работы отопительного оборудования и сохранить возможность регулирования температуры нагрева радиаторов отопления. Попутно это приводит к значительной экономии энергоносителей.

При наличии в системе единственного циркуляционного насоса его располагают на линии обратки между котлом и трехходовым краном. Такое подключение создает возможность работы отопительной системы в трех режимах:

• максимальная мощность, когда нагретая вода в полном объеме поступает в радиаторы. Теплоноситель со входного патрубка трехходового крана направляется в патрубок, идущий к радиаторам. Отвод на обратку перекрыт;
• комбинированный режим. Трехходовый кран распределяет горячий теплоноситель между отопительной магистралью и отводом в обратку. При этом появляется возможность плавного регулирования температуры нагрева радиаторов;
• рециркуляция. Патрубок отвода на магистраль отопления закрыт, весь поток сразу направляется в обратку. Этот режим используется при необходимости временного отключения отопления без выключения котла.

Возможности трехходовых клапанов задействуются при организации отопления теплыми полами. Максимальная температура в контуре теплого пола не может превышать 35С. В радиаторной же системе температура может достигать 60С и более.

Трехходвый кран в случае с теплыми полами позволяет перенаправит основной поток теплоносителя в обратку или в радиаторную систему. При этом в контуре теплого пола проток существенно уменьшается, не позволяя нагреваться ему сверх заданного уровня.

Примеры цен на некоторые изделия

Как видно из приведенных данных, колебания цен на краны различного устройства, весьма значительны. Это зависит от следующих факторов:

Трехходовой кран для отопления

Трехходовой кран отопления представляет собой тройник, в котором с помощью запорного механизма происходит перераспределение теплоносителя в системе отопления. Трехходовой кран используется там, где необходимо регулировать подачу тепла, уменьшая или увеличивая температуру теплоносителя.

Простой пример: теплоноситель при движении по протяженной системе отопления в начале «пути» имеет более высокую температуру, что приводит к более интенсивному нагреву радиаторов, и, как следствие, перегреву помещений, для устранения которого используют трехходовой кран.

Крана трехходовый — принцип работы

Для этого к крану одновременно подключают горячую и холодную воду. Как правило, схема подключения в виде стрелок с указанием направления движения, располагается на самом кране.
При этом горячая вода это теплоноситель, идущий от котла, называемый также подачей, а холодная вода это уже остывший теплоноситель, называемый также обраткой. При полностью открытом кране в него одновременно поступают подача и обратка и смешиваются. В результате температура воды на выходе из крана имеет некое усредненное значение.

Если кран полностью открыт, то к приборам отопления поступает теплоноситель, идущий напрямую от котла и обеспечивающий максимальный нагрев радиаторов. При закрытом кране, напротив, к приборам отопления поступает только обратка.

При не полностью открытом кране происходит смешивание обратки и подачи и получение теплоносителя с температурой усредненного значения.

Типы трехходовых кранов в системах отопления

В зависимости от конструктивных особенностей различают 2 вида трехходовых кранов: запорные и регулировочные. Принципиальной различия между ними нет: и тот и другой могут использоваться для полного перекрытия движения подачи и для регулирования температуры теплоносителя. Однако с помощью запорных кранов сделать это намного сложнее. Их конструкция в большей степени подходит для переключения движения потока воды из одной трубы в другую и не предусматривает плавного изменения потока. В большинстве случаев запорные краны оснащены шаровым механизмом.

Для регулирования применяют трехходовые краны, в конструкции которых имеется шток, управление движением которого может быть ручным или автоматическим.

От трехходового крана к трехходовому клапану

Трехходовой кран отопления позволяет вручную регулировать температуру теплоносителя в отопительных системах. Для автоматического регулирования предназначен трехходовой клапан отопления, в котором дополнительно установлено электромеханическое устройство, меняющее положение штока. Его подключают к термостату, с помощью которого выбирают нужный температурный режим в помещении.

Установка трехходовых клапанов в системе отопления позволяет эффективно управлять работой теплого пола, регулировать распределение тепла по комнатам и этажам, а также между отдельными строениями, если речь идет об отоплении нескольких отдельных объектов, например, теплицы и жилого дома.

В зависимости от принципа действия различают 2 вида трехходовых клапанов отопления:

Смесительный трехходовой клапан, в котором два входа и один выход. Его принцип действия такой же, как у трехходового крана отопления. Основное назначение смесительного клапана этого вида состоит в смешивании подачи и обратки для получения теплоносителя требуемой температуры, которое достигается изменением соотношения горячей и холодной воды.

Разделительный трехходовой клапан, в котором один вход и два выхода. При его работе происходит распределение потока теплоносителя на два русла, что бывает необходимо при включении в систему отопления бойлеров, конвекторов и т.д

Независимо от типа трехходового клапана (смесительный или разделительный) его установка и использование обеспечивает постоянный тепловой поток в системе отопления и не перекрывает движения теплоносителя, что особенно важно при отрицательных температурах.Меняться может только температура в сети. В этом основное отличие трехходового клапана отопления от двухходового клапана отопления. Иными словами, система отопления с трехходовым клапаном никогда не разморозится

Иными словами, система отопления с трехходовым клапаном никогда не разморозится.

Что такое трехходовой кран?

По-другому механизм именуют тройником. Его основные задачи:

1. Смешивать разные потоки воды в системе ГВС, отопительных магистралях и так далее. Упрощенно система работает, как смесительный клапан на кухне. Различие крана в том, что он выводит воду не в раковину, а в трубопровод.
2. Разделять поток воды по разным веткам и разводить по направлениям.

Устройство трехходового крана

По форме стандартная конструкция напоминает букву Т, поэтому строители называют ее еще кран тройник. Он включает в себя следующие основные элементы:

1. Герметичный корпус. Он защищает всю систему от попадания влаги и негативных условий внешней среды.
2. Затвор, имеющий несколько проходных каналов.
3. Несколько отверстий – входное и для холодной, горячей воды.

Принцип работы трехходового крана

Чтобы ознакомиться с тем, как эксплуатировать систему, необходимо изучить инструкцию и узнать схемы трехходового крана. Основным теплоносителем в системе является горячая вода, а холодная жидкость – отработанный материал. Между отверстиями, отвечающими за подачу горячей и холодной воды, имеется вентиль. В зависимости от его положения и способа монтажа существует несколько способов, как работает трехходовый кран:

• смешивает два потока в один;
• разделяет один поток на две линии.

Ошибочно полагать, что тройник перекрывает краны, подключенные к нему. Основная задача механизма – перераспределять жидкость, не отвечать за блокировку ее поступления. В простых системах радиатор подключают к котлу двумя вариантами: простым и параллельным. Настройку элементов выполняют одновременно, в противном случае получится наладить температуру только в котловом резервуаре.

Где используется кран шаровой трехходовой ½

Главная задача крана шарового трехходового ½ – разделение потоков с различной температурой либо их смешение в один с целью получения на выходе носителя требуемой температуры.

Такие краны успешно используются в работе центральных приточно-вытяжных установок систем приточной вентиляции для регулировки процессов охлаждения и нагревания воздуха.

Надежность работы крана шарового трехходового ½ обеспечивает запорно-регулирующий элемент в виде шара, имеющего сквозное отверстие определенной формы. Поворот крана меняет его проходное сечение и останавливает поток либо меняет его направление и силу.

Такая конструкция обеспечивает герметичность шарового крана и простоту его эксплуатации. Большое проходное сечение не оказывает заметного воздействия на проходящий поток, даже при значительном давлении в гидросистеме переключение шарового крана не требует больших усилий.

Краны шаровые трехходовые ½ используют для систем, наполненных воздухом, водой, гидравлическим маслом, охлаждающей жидкостью и т. д. под разным давлением – малым (до 10 Бар) и большим (до 500 Бар).

Свое применение они нашли и в индивидуальных автономных котельных, в которых также помогают регулировать температурный режим отопления и горячего водоснабжения.

Следует отметить, что простота и надежность в эксплуатации крана шарового трехходового ½ сделала его незаменимым в индивидуальном строительстве.

Сегодня строящиеся частные дома не обходятся без монтажа систем водоснабжения и отопления. Краны шаровые трехходовые ½ используются на системах индивидуального отопления, например, с двухконтурными котлами, где выполняют функцию распределения подачи теплоносителя на контуры.

Такое распределение помогает поднять температуру воды до максимальных значений или активизировать работу отопления.

Котел нагревает воду одной температуры. Снизив общую температуру нагрева котла, мы снижаем ниже допустимой температуру в радиаторах отопления, что фактически делает их работу бесполезной. Если мы повысим температуру нагрева котла до значений, необходимых для отопления, пластиковые трубы системы теплого пола могут не выдержать и деформироваться, при этом по горячему полу ходить будет неприятно.

Выйти из положения поможет трехходовой кран, который устанавливается на трубе обратки радиаторов вместе с коллектором теплого пола. При переключении крана в режим перемешивания потоков остывшая вода с обратки перемешивается с горячей водой из котла, в результате чего получается вода нужной для теплого пола температуры. Регулируя с помощью крана количество воды из обратки, можно получить теплоноситель нужной температуры.

Читайте материал по теме: 
Как выбрать трубопроводную арматуру

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.

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.

Область применения

Сфера использования распределительной арматуры очень широкая. Устройства активно устанавливают на производствах в таких областях промышленности:

1. Аграрно-технологической.
2. Пищевой.
3. Фармацевтической.
4. Нефте- и газодобывающей.
5. Химической.

Их применяют и в кораблестроении. Также трёхходовые шаровые клапаны последнее время начали использовать в магистральных отопительных системах.

В быту их часто встраивают в стиральные машинки, но при условии, что кран сделан из стали, которая не подвержена коррозии. Соединение с какими-либо другими элементами позволяет сделать абсолютно новую конструкцию, пригодную для различных нужд. Например, можно создать полуавтоматическую систему орошения приусадебного участка.

Разновидности клапанов для отопления

Без лишних введений скажем, что устройство бывает двух видов, которые различаются в принципе работы. Он бывает:

• разделительным;
• смесительным.

Принцип работы устройства виден из его названия. Конструкция смесительного устройства имеет два выхода и входа. Это нужно для того чтобы смешивать разные потоки жидкости для снижения ее температуры. Кстати, это является наиболее оптимальным вариантом для того чтобы устанавливать необходимый режим для «теплого пола».

Сам процесс регулировки температурного режима достаточно прост. Нужно только знать о том какова текущая температура входящих потоков жидкости для того, чтобы точно вычислить нужные пропорции каждого потока таким образом, чтобы получить на выходе необходимые показатели. Кстати, при правильном монтаже данное устройство регулировки, может работать и на разделение потока.

Разделительный же клапан делит один поток на два, исходя из этого у него один вход и два выхода. Данное устройство используется главным образом для разделения горячего потока в системах ГВС. Хотя довольно часто его можно встретить и в обвязке воздухонагревателей.

С виду оба варианты довольно схожи между собой. Но при рассмотрении чертежа, где устройства показаны в разрезе, можно увидеть основные отличия. В смесительном устройстве шток имеет один шаровой кран. Он расположен по центру и перекрывает основной проход.

Шток разделительных устройств оснащен двумя такими клапанами, установленными на выходах. Они работают следующим образом: один из них придавливается к седлу, закрывая проход, другой же в это время открывает второй проход.

Метод управления современных моделей бывает:

• ручной;
• электрический.

Чаще всего применяется прибор с ручным методом управления, внешне он схож с шаровым краном, но имеет три выходных патрубка. А вот модели с электроуправлением, обладают автоматическое управление, которое используется главным образом в частных домах. Его задача заключается в распределении тепла. К примеру, пользователь может настроить температурный режим в комнатах, а теплоноситель будет поступать соответственно с тем, насколько удалена комната от отопительного прибора. Как вариант – можно его присоединить к теплому полу.

Трехходовые клапаны, также как и прочие приборы делятся соответственно с давлением в системе и диаметром подвода. Все это определяется регламентирующими актами ГОСТа. И если эти требования не соблюдаются, это может быть расценено как грубейшее нарушение, особенно в тех случаях, когда это касается показателя давления внутри магистрали.

Рекомендации по монтажу

Хотя процесс установки агрегата в систему обогрева может показаться простым, есть несколько нюансов, о которых стоит знать. Перед началом работ по установке следует внимательно изучить инструкцию, что позволит избежать большого количества проблем. В первую очередь это касается правильного расположения прибора. На его корпусе находятся стрелки, указывающие направление движения теплоносителя. Устанавливать устройство необходимо в соответствии с этими указаниями

Также нельзя монтировать прибор термоголовкой или приводом вниз. Перед тем как приступить к установке, нужно перекрыть подачу теплоносителя и проверить трубопровод на наличие остатков воды. Не менее важным пунктом является и выбор места монтажа, ведь к устройству необходимо обеспечить свободный доступ.

5.1

Установка смесительного клапана

Существует несколько схем монтажа, а их выбор зависит от способа присоединения системы отопления. Если условия функционирования теплогенератора допускают перегрев обратки, то появления избыточного давления не избежать. В такой ситуации необходимо установить перемычку, которая будет дросселировать чрезмерный напор теплоносителя. Она монтируется параллельно клапану.

Если прибор подсоединяется непосредственно к теплогенератору, то предстоит врезать балансировочный клапан. Именно такая схема подключения трехходового крана в системе отопления чаще всего используется в автономных системах обогрева. Следует помнить, что она не может гарантировать отсутствия циркуляции теплонесущей жидкости через источник. Для решения поставленной задачи к его контуру стоит подсоединить циркуляционный насос и гидравлический разграничитель.

5.2

Врезка разделительного прибора

Если температура теплогенератора выше, чем требуется потребителю, в систему монтируется разделительный клапан. В результате достигается постоянный расход теплоносителя в контурах котла и потребителя, но в последний не поступает перегретый теплоноситель. Для работы такой схемы потребуется насосная установка.

Таким образом, можно дать несколько рекомендаций по монтажу:

• Во время установки любого клапана перед изделием и после него должны быть вмонтированы манометры.
• Чтобы в прибор не попали различные примеси, перед ним нужно поставить фильтр.
• Корпус клапана не должен подвергаться никаким нагрузкам.
• Чтобы улучшить процесс регулирования, перед изделием можно установить дросселирующее приспособление.

Использование прибора позволяет рационально расходовать теплоноситель, обеспечив тем самым экономию энергоносителя. Кроме этого, изделие способно повысить безопасность эксплуатации теплогенератора. Но перед приобретением клапана следует убедиться в целесообразности его установки.

Выбираем трехходовой клапан

Перед тем, как установить трехходовой клапан на теплый пол, его нужно правильно подобрать с учетом особенностей отопительной системы.

Факторы, влияющие на выбор данного приспособления, таковы:

• пропускная способность труб в отопительной системе;
• число контуров;
• материал внешнего корпуса клапана;
• строение и принцип управления прибором;
• сечение входного патрубка.

Что касается числа линий в отопительной системе дома, то в данном вопросе сложностей быть не должно. А вот все прочие факторы предполагают наличие у потребителя определенных технических знаний. Не имея представления об основных принципах термодинамики, сложно подобрать даже размер клапана. Поэтому чтобы не рисковать, рекомендуем проконсультироваться со специалистами, прежде чем приобретать какое-либо приспособление.

Поскольку трехходовой клапан, в сущности, является обычным краном с термостатической головкой, при наличии электропривода он может функционировать без вмешательства человека. При этом горячая вода циркулирует с такой интенсивностью, которая необходима для обеспечения необходимой температуры. Никакие дополнительные пульты управления для этого не нужны, а потребитель может не волноваться, что система отопления перегреется.

Температура горячей воды. Кто и как должен обеспечить температурный режим горячего водоснабжения (ГВС) в наших квартирах? ТРЖ – что это? Как устроен ТРЖ? Попробуем разобраться в обозначенных вопросах.

                Как Вам уже известно, что в соответствии с пунктом 2.4 СанПиН 2.1.4.2496-09 изменений к СанПиН 2.1.4.1074-01 «Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения», и согласно пункта 9.5.8 «Правил технической эксплуатации тепловых энергоустановок» зарегистрированных Минюстом РФ 02.04.03 за № 4358, температура горячей воды в местах водоразбора должна быть в пределах не ниже 60°С и не выше 75°С.

              А почему именно такая температура?  Да все очень просто, здесь соблюден компромисс между потребителями и «производителями» горячей воды.

         С одной стороны  потребителям выгоднее иметь более горячую воду, чтобы счетчик учитывал, как можно меньше кубических метров дорогой горячей воды, а разбавить ее холодной мы всегда сможем. В тоже время мы пользуемся водой (подставляем руки под горячую воду)  с температурой 40-50°С, и чем выше температура горячей воды, тем больше шансов ошпарить свое любимое тело, и не дай Бог, если это маленькие дети.  Пластиковые трубы, водомеры, смесители также рассчитаны на рабочую температуру 75-85°С.

         С другой стороны энергетикам и поставщикам ГВС выгоднее производить менее горячую воду, т.к. потребители ее будут использовать в большем количестве и соответственно количество кубических метров в показаниях счетчиков будет больше, а значит и энергетики получат больше денег. Менее горячую воду к тому же дешевле и быстрее нагреть, меньше нагрузка на оборудование и сети, меньше теплопотери в сетях.

       А если в отопительный период вода в сети 100°С и больше, без снижения температуры в ГВС нас могут серьезно ошпарить, т.к. это уже температура парообразования.

Что такое трехходовой клапан и для чего он необходим в системе обогрева

Установка данного устройства оправдана там, где отопительная система учитывает разбитие циркуляционного потока на 2 контура, выделяющиеся типом режима – постоянный и переменный. Постоянный режим очень часто применяется для использования в тех приборах, в которые нужно подавать качественный тепловой носитель в конкретном объеме в течении всего времени. Переменный же поток предназначается для тех потребителей, которым качественный показатель носителя тепла не важен. Для них основное, в первую очередь, строгое его кол-во, по которому и выполняется регулировка подачи.

Среди арматуры запорной существует и еще одна разновидность, которая исполняет аналогичные функции, но считается двухходовой. Но трехходовой клапан не прекращает работу абсолютно по другому. Его конструкция такая, что она не в состоянии закрыть контур, для которого важен постоянный гидравлический режим. Он всегда будет в открытом состоянии, и настроен собственно на необходимый объем носителя тепла. Значит, приборы-потребители всегда будут удовлетворены и в качественном и в количественном показателе подаваемого объема.

Трехходовой клапан не в состоянии закрыть поступление носителя тепла на тот контур, где важен постоянный поток. Этим он и разнится от двухходового. А вот с перекрытием переменного справляется очень удачно. Это дает способность регулировать как напор, так и расход носителя тепла. Кстати, от двухходовых клапанов тоже можно достичь того же эффекта, если два устройства объединить в одной конструкции. При этом, их необходимо настроить на реверсивную работу: когда закрывается один, открывается второй.

Какие трехходовые клапаны бывают

Эту запорную арматуру делят по принципу действия на разделительные и смесительные. Уже само наименование объясняет принцип их действия и чем они разнятся. Смесительный имеет один выход и два входа, благодаря чему он качественно смешивает два самых разных потока. Это, к примеру, нужно для уменьшения температуры носителя тепла для конкретных потребителей. К примеру, для полов с подогревом: в них вода должны подаваться при температуре не больше 65 градусов, в то время как в батареи отопления ее температура намного выше.

Чтобы качественно настроить подачу носителя тепла на потребителя с необходимой температурой, важно знать ее показатель на двоих потоках, высчитать пропорции смешивания и настроить клапан. Так мы приобретаем нужный режим температур. Трехходовой клапан разделительного действия ведет себя с точностью до наоборот

Его назначение – делить ключевой поток на 2 вторичных. В собственной конструкции он имеет всего один вход, зато – два выхода. Он используется очень часто при горячем водоснабжении, обеспечивая равноценное по количеству и качеству поступление горячей воды к потребителю. Также профессионалы его используют и для воздухонагревателей

Трехходовой клапан разделительного действия ведет себя с точностью до наоборот. Его назначение – делить ключевой поток на 2 вторичных. В собственной конструкции он имеет всего один вход, зато – два выхода. Он используется очень часто при горячем водоснабжении, обеспечивая равноценное по количеству и качеству поступление горячей воды к потребителю. Также профессионалы его используют и для воздухонагревателей.

Две разновидности трехходовых клапанов снаружи никак не выделяются. Но, если взглянуть на них в разрезе, то разница будет объяснима. В устройстве смесительного действия поставлен один шаровой клапан на штоке, который находится строго по самому центру и закрывает главный проход. А разделительный имеет два шаровых клапана, которые находятся на выводных патрубках. Когда первый закрывает один отрезок трубы, второй отрывает другой.

Как управляется трехходовой клапан

Как и каждая арматура запорного типа, трехходовой клапан, необходимый для определенной системы, рассчитывают по диаметру трубы, подводящей тепловой носитель, и по давлению в системе. Для того, чтобы провести сертификацию системы обогрева, есть конкретные Нормы по данным устройствам. И отклонение от них является грубым нарушением

Особое внимание уделяют несоответствию внутреннего давления отопительных систем и клапана