Принцип работы трехходового крана и его конструкция

Устройство трехходового клапана для отопления

Чтобы понять, как работают трехходовые клапаны в системе отопления, важно разобраться в его устройстве. Конструкция трехходового клапана для отопления. Конструкция трехходового клапана для отопления

Конструкция трехходового клапана для отопления

Визуально данный прибор выглядит как обычный металлический тройник. В качестве материала для изготовления клапана обычно используют латунь, иногда берется чугун или сталь. В корпусе прибора три патрубка.

Однако, внутри тройника находится механизм, на котором и основан принцип работы трехходовых клапанов. Он автоматически регулирует тепловые потоки, позволяя поддерживать в комнате комфортный микроклимат.

4 Приводной вентиль

Наиболее точным видом является привод, имеющий термостатическую головку. В его конструкции есть чувствительный элемент, срабатывающий от изменений температуры. Также устройство дополнено выносным датчиком. Его закрепляют непосредственно на трубах. Соединение с основным элементом происходит за счёт капиллярной трубки.

Существуют приспособления с электрическим приводом. Управляются они с помощью контроллера, который передаёт команды на главный механизм. Такое устройство оснащается термодатчиком. Наиболее простым вариантом этого вида является конструкция с сервоприводом. Управление краном происходит напрямую. Также бывает ручной привод. Это наиболее распространённый вид трёхходовых вентилей. Регулировка происходит за счёт поворота колпачка, который соединён со штоком.

С помощью электрического или сервопривода можно программировать температуру теплоносителя в зависимости от времени суток. В стандартную комплектацию приводной механизм не входит. Его необходимо покупать отдельно исходя из конкретной тепловой сети. Применять такой прибор можно для любой отопительной системы.

Краны этого типа имеют разное назначение. Их применяют, например, при монтаже тёплых полов или во время эксплуатации твердотопливного котла. Довольно часто в его камере появляется конденсат. Трёхходовой топливный кран позволяет с этим бороться. Также с помощью такого устройства можно обходиться без байпаса.

https://youtube.com/watch?v=3PW9GIQ8DoA

Принцип работы и устройство трехходового крана для систем отопления

В основе конструкции трехходового крана лежит обычный Т-образный тройник. Два входящих патрубка (на схеме справа и сверху) служат для подачи холодной и горячей воды. Выходящий патрубок (на схеме слева) отводит смешанный поток. В центральной камере на оси вращается регулирующий сектор, частично перекрывающий входящие патрубки. На рисунке видно, как работает секторный трехходовый кран

Рисунок 2. Принцип работы секторного клапана

Перекрытие может составлять от 0 до 100%. Особенность конструкции в том, что чем больше открывается просвет для одного из входящих патрубков, тем меньше становится просвет для другого. Если сектор стоит в среднем положении, пропускается по 50 % каждого потока. Смещая сектор, например, к верхнему патрубку, можно получать пропорции холодная/горячая:

И так далее до полного перекрытия холодной воды (0/100%), в этом случае в выходной патрубок будет поступать только горячая вода

Управление клапаном может осуществляться вручную и помощью биметаллического термостатического устройства.

Рисунок 3. Схема работы клапана с термостатическим управлением.

Такую функцию можно выполнить и с помощью двух двухходовых кранов и обычного тройника, используемых совместно. Именно так происходит в двухвентильных смесителях. Чтобы обеспечить постоянный напор и точно управлять пропорцией смешения горячего и холодного потока, следует обеспечить открывание двух кранов в противофазе (один открывается- другой пропорционально закрывается), например, насадив их на единую ось.

Трехходовые клапаны разделяются на две большие группы. Они могут быть:

• Разделительные. Служат для пропорционального разделения входящего потока на два выходящих.
• Смесительные. Предназначены для смешивания двух входящих потоков в один суммирующий

Рисунок 4. Схема работы смесительного и разделительного трехходового клапана

Из схемы видно, что конструкция смесительного и разделительного клапана практически идентична. Различаются они лишь направлениями потоков. При правильном монтаже смесительный клапан буде работать и в качестве разделительного. Нужно только правильно настроить систему управления. В случае ручного управления никаких проблем не будет. Сложнее, но также возможно будет настроить и электронное управление. А вот термостатический модуль управления в случае подключения по разделительной схеме будет распределять потоки в зависимости температуры входящего потока. Это придется учитывать при проектировании системы отопления.

Сколько положений имеет секторный кран с электроприводом, показано на рис. 5

Рисунок 5. Варианты использования крана с электроприводом

Кроме секторных трехходовых кранов, выпускаются также и седельные. Принцип действия у них такой же, но имеются конструктивные различия.

Рисунок 6. Седельный, или шаровый тип крана

Смесительный седельный кран имеет двигающийся на штоке шарообразный рабочий орган, он запирает по очереди седла, через которые в камеру и далее в выходной патрубок проходят смешиваемые потоки. Разделительный клапан снабжен двумя рабочими органами, закрепленными на едином штоке и перекрывающие выходные потоки. Чем больше перекрыт один, тем больше открыт другой. Седельные клапаны не могут быть взаимозаменяемыми.

Кроме того, трехходовые устройства подразделяются по способу управления:

Электрические. Сектор поворачивается с помощью электродвигателя с редуктором. Такие устройства подключаются к компьютеризированной системе управления, считывающей показания датчиков температуры и в соответствии со встроенным алгоритмом управляющей потоком.

Рисунок 7. Кран с электроприводом

Ручные. Применяются в простых схемах с постоянной пропорцией распределения или смешения потоков. Угол поворота сектора выставляется вручную поворотом маховика.

Рисунок 8. Ручное управление

Термостатические. Управление осуществляется автономным термостатом. Его устанавливают на определенную температуру при настройке системы, в дальнейшем он самостоятельно поддерживает ее, перепуская часть входящего потока из радиатора по обходному патрубку (байпасу).

Рисунок 9. Трехходовой кран Esbe с термостатическим управлением

При необходимости поворотом маховика можно изменить заданную температуру. Часто устанавливается на входе радиаторов отопления для подстройки комфортной температуры в каждой комнате.

Популярные производители

В магазинах можно приобрести трехходовые краны от следующих известных производителей:

Трехходовой кран в системе отопления встречается нечасто. Причина в трехходовых клапанах, которые могут регулировать потоки теплоносителя по объему и в зависимости от необходимой температуры. И потому они вытеснили обычные.

К сожалению, многие пользователи путают краны с клапанами, из-за внешнего сходства. Но между этими устройствами есть существенное различие, по которому их легко отличить. Трехходовые краны могут только переключать потоки и не могут регулировать их объем. Трехходовые клапаны неспособны переключать потоки, но могут регулировать объем проходящего теплоносителя или полностью перекрыть только один выход.

Кроме того, внутреннее устройство крана и клапана, также имеет разные конструкции. В кране подвижной частью является пробка или шар с отверстиями. В клапане подвижной частью является сам клапан, неспособны перекрыть более одного отверстия.

Есть и принципиальное отличие. В трехходовом кране, при повороте штока, пропускное сечение всех, трех отверстий меняется одинаково. В трехходовом клапане, при повороте или смещении клапана, пропускное сечение меняется только у одного или двух отверстий (зависит от конструкции). Третье отверстие всегда остается с неизменным пропускным сечением.

В видеоматериале подробно описаны виды и модели для систем теплоснабжения:

https://youtube.com/watch?v=2Y2N2p-8M0s

Разновидности кранов для манометров

Устройства различаются по конструктивным особенностям и способами крепления.

Пробковые натяжные

Материалом для изготовления этого типа кранов служит латунь, что делает эти устройства недостаточно прочными, при затягивании гайки пробка на конце может сломаться, при этом запорный механизм требует приложение некоторых усилий для запуска.

Этот тип устройства имеет 4 разновидности:

• Конструкция с резьбой с обеих сторон, может быть как метрическая так и трубная резьба.
• Устройство, в котором с одной стороны трубная резьба, а с другой — метрическая.

• Более усовершенствованная конструкция, оснащенная затвором рычажного типа или в виде бабочки.
• Устройство также имеет отверстия с двух сторон с резьбой и дополнительно — фланец для присоединения прибора измерения.

Шаровой с дренажом

Наиболее современное и популярное устройство, поскольку пользоваться им намного удобней: это легкая конструкция, оснащенная рукояткой. Кран характеризуется высокими показателями герметичности и невозможности скопления загрязнений в проточной части.

Шаровой с муфтой

Выполняется из хромированной латуни. Манометр или дренаж в этом случае подключается к муфте, поэтому этот кран не является трехходовым в прямом смысле.

Рекомендуем ознакомиться: Виды и функциональные особенности обратного фланцевого клапана

Кнопочный

Отличается от всех других типов кранов наличием кнопки, с ее помощью происходит замер до тех пор, пока кнопка нажата, при отпускании, манометр автоматически отключается.

Поддержание комфортной температуры с помощью трехходового клапана для отопления

Есть два пути регулировки выделяемой радиатором энергии:

1. Качественное изменение свойств радиатора.
2. Количественное регулирование выделяемого тепла.

В обоих случаях необходимы манипуляции с циркулирующей по трубам жидкостью.

Качественное изменение свойств радиатора

Для того чтобы регулировать микроклимат в помещении, можно перевести генератор тепла в другой режим работы – в результате чего меняется температура поступающей к радиаторам воды.

Наличие трехходового клапана позволяет регулировать климат в помещении при любом типе отопления

Переключить режим можно на настенном котле, если речь идет о загородном доме. Однако, ситуация куда сложнее в случае с котельной городского микрорайона.

Полезный совет! В случае городской квартиры, когда у вас нет доступа к котельной, остается регулировать энергию, уже выделяемую теплоносителем.

В случае когда вы не можете повлиять на температуру воды, поступающей к радиатору, можно регулировать ее количество. Для этого и необходимо купить трехходовые клапаны для отопления с терморегулятором. Эти устройства позволяют ограничить количество воды, проходящей через радиатор, и в результате при одной и той же площади батареи в комнату будет поступать больше или меньше тепла, разумеется, в пределах, ограниченных мощностью системы.

Устройство трехходового смесительного клапана с термостатом

Трехходовой клапан для отопительной системы и регулятор температуры, устанавливаемый на радиаторе, могут использоваться по отдельности, однако в автономных отопительных системах современных квартир и частных коттеджей зачастую применяют комбинированный способ для повышения эффективности. Таким образом, целесообразна покупка трехходового клапана для отопления с терморегулятором.

Предел регулировки теплового потока

Важно учитывать, что принцип работы трехходового смесительного клапана позволяет повышать или понижать температуру радиатора лишь в установленных границах. Пределы эти продиктованы техническими характеристиками теплового прибора, а именно, значением его максимальной теплоотдачи, и зависят от каждого конкретного радиатора

Как работает трехходовой клапан в системе отопления

Принцип работы клапана заключается в смешивании потоков воды с разной температурой. Для чего это нужно делать? Если не вдаваться в технические подробности, можно ответить так: для продления срока службы отопительного котла и его более экономичной работы.

Трехходовой клапан смешивает нагретую воду с остывшей после прохождения по отопительным приборам и направляет ее снова в котел для нагрева. На вопрос, какую воду нагреть быстрее и легче – холодную или горячую – в состоянии ответить каждый.

Одновременно со смешиванием клапан потоки еще и разделяет. Возникает естественное желание автоматизировать сам процесс управления. Для этого клапан оснащается термодатчиком с терморегулятором. В этом случае лучше всего здесь справляется электрический привод. От устройства привода зависит качество функционирования всей системы отопления.

1. Такой клапан устанавливается в тех местах трубопровода, где необходимо разбить циркуляционный поток на два контура:
2. С постоянным гидравлическим режимом.
3. С переменным.

Обычно постоянный гидравлический поток используют потребители, для которых подается качественный теплоноситель определенного объема. Регулируется он в зависимости именно от качественных показателей.

Переменный поток потребляют те объекты, для которых качественные показатели не являются главными. Им важен количественный коэффициент. То есть для них регулировка подачи производится по требуемому количеству теплоносителя.

Есть в категории запорной арматуры и двухходовые аналоги. В чем отличие этих двух видов? Трехходовой клапан работает совершенно по-другому. В его конструкции шток не может перекрыть поток с постоянным гидравлическим режимом.

Он всегда открыт и настроен на определенный объем теплоносителя. А значит, потребители будут получать необходимый объем как в количественном, так и в качественном эквиваленте.

По сути, клапан не может перекрыть подачу на контур с постоянным гидравлическим потоком. А вот переменное направление он перекрывать способен, тем самым позволяя регулировать напор и расход.

Если совместить два двухходовых клапана, то получится трехходовая конструкция. При этом оба клапана должны работать реверсивно, то есть при закрытии первого обязательно открывается второй.

Виды трехходовых клапанов по принципу работы

• По принципу действия этот вид делится на два подвида:
• Смесительные.
• Разделительные.

Уже по названию можно понять, как работает каждый тип. У смесительного один выход и два входа. То есть он выполняет функцию смешивания двух потоков, что необходимо для понижения температуры теплоносителя. Кстати, для создания нужной температуры в системах теплых полов это идеальное устройство.

Регулировать температуру выходящего потолка достаточно просто. Для этого необходимо знать температуру двух входящих потоков и точно рассчитать пропорции каждого, чтобы на выходе получить требуемый температурный режим. Кстати, этот вид устройства, если его правильно установить и отрегулировать, может работать и по принципу разделения потоков.

Трехходовой кран разделительного действия разбивает основной поток на два. Поэтому у него два выхода и один вход. Этот прибор обычно используется для разделения горячей воды в системах горячего водоснабжения. Нередко специалисты устанавливают его в обвязках воздухонагревателей.

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. В смесительном приборе установлен шток с одним шаровым клапаном.

Он располагается в центре и перекрывает седло главного прохода. В разделительном таких клапанов два на одном штоке, и они устанавливаются в выходных патрубках. Принцип их действия таков — первый закрывает один проход, прижимаясь к седлу, а второй в это время открывается другой проход.

1. Современный трехходовой кран делится на два типа по способу управления:
2. Ручной.
3. Электрический.

Чаще приходится сталкиваться с ручным вариантом, который похож на обычный шаровой кран, только с тремя патрубками — выходами. Электрические автоматические системы чаще всего используются для распределения тепла в частном домостроении.

Как и любое устройство, трехходовой кран определяется по диаметру подводящей трубы и давлению теплоносителя. Отсюда и ГОСТ, который позволяет провести сертификацию. Несоблюдение ГОСТа является грубым нарушением, особенно, когда дело касается давления внутри трубопровода.

Плюсы и минусы трехходовых кранов

Правила установки арматуры

Обычно на корпусе трёхходового клапана производитель стрелками указывает движение протока воды. По этим ориентирам можно определить и вид клапана. Подключение к системе происходит так, как указано стрелками. Место установки должно быть удобным для последующих регулировок или замены в случае неисправности. Для этого подходит и обратка, и подача. Но внимательно читайте инструкцию, так как не все клапаны можно устанавливать на подачу.

Так как большинство клапанов внутри сделаны из керамики, они плохо переносят грязную воду. Поэтому лучше перед клапаном установить фильтр. Если этого не сделать, прибор может засориться. В некоторых случаях достаточно его почистить, но иногда даже это не спасает. Поэтому не стоит экономить на фильтрах.

Электропривод не должен располагаться внизу, да и механические термостатические смесители тоже не советуют так устанавливать, исключительно вертикально. Но я по своему опыту скажу, что в некоторых случаях такое возможно. Да и отзывы некоторых владельцев это подтверждают.

Устройство и принцип работы, сколько положений имеет прибор

Кран имеет Т-образную форму, в конструкцию входят:

• Корпус (латунный, бронзовый, чугунный или из углеродистой стали).
• Три патрубка.
• Запорное устройство.

Один из патрубков предназначен для подсоединения к трубопроводу горячей воды, другой — холодной. Положение вентиля (рычага) определяет выполняемое действие: разбиение потока воды на два выхода или объединение горячей и холодной воды.

Важно! Устройство перенаправляет поток, а не перекрывает его движение. Перекрыть полностью можно лишь один из патрубков, или — наполовину одновременно два

Краны, в зависимости от запорного устройства, перекрывающего поток, подразделяются на шаровые и штоковые.

Правила эксплуатации трехходового крана

Установленный в систему «тройник» требует периодического осмотра на предмет износа и протечек. При обнаружении протечки можно попробовать подтянуть резьбовое соединение. Если протечку устранить не получилось, смеситель придется разбирать. Очень часто изнашиваются именно уплотнительные кольца. Их замена и очистка элементов от окалины продлевает срок службы прибора.

Чтобы сократить степень износа устройства, его нужно периодически смазывать специальным сантехническим средством.

Частые ошибки и проблемы при установке трехпроходного крана

Ошибки, допущенные при установке «тройника», не только сокращают срок его службы, но и негативно отражаются на работе всей магистрали:

1. Неправильное подключение патрубков увеличивает гидравлическое сопротивление.
2. Использование моделей с уплотнителями из фторопласта в системах с рабочей температурой свыше 150 °C потребует замены трехходового смесителя уже через 2-3 месяца.
3. Монтаж в труднодоступном месте усложнит процедуру профилактического обслуживания.

Советы специалистов

1. При монтаже латунный корпус легко повредить. Чтобы этого не допустить, под гаечный ключ лучше подложить плотную тканевую прокладку.
2. Для установки трехходового клапана на пластиковые трубы нужны специальные переходники.
3. Вместо «тройника» можно использовать 2 обычных двухходовых крана. Работать они должны по реверсивной схеме: когда открывается один, другой закрывается.

Разновидности кранов

Классификация изделия по разным признакам:

В зависимости от вентиля, различают:
Регулирующий. Он оборудован электромеханическим устройством, которое открывает нужные клапаны

Еще в его комплектацию входит шток с ручной или автоматической регулировкой. Важно! Шток не выбить даже самым сильным давлением воды, поскольку он расположен внутри устройства. Запорный. В его комплекции есть шаровое приспособление, которое переключает поток воды

В его комплекции есть шаровое приспособление, которое переключает поток воды

Запорный. В его комплекции есть шаровое приспособление, которое переключает поток воды

Особенность этого устройства в том, что его устанавливают на системы с низким давлением. Оно очень простое в конструкции, требует постоянного ухода и быстро изнашивается.

По материалу изделия:
Латунь – наиболее востребованный материал, из-за длительного периода эксплуатации, небольших габаритов и низкого веса.

Углеродистая сталь – прекрасная альтернатива латуни.

Чугун – используется для труб большого диаметра (от 40 мм и больше). Для частных домов он не практичен.

Бронза – материал с длительным периодом эксплуатации.

В зависимости от способа монтажа:муфтовый;
фланцевый;
цапковый;
под приварку;
штуцерно-торцовый.

Для системы отопления используют такие виды, как:
С постоянным режимом гидравлики – регулируется в соответствии с качественными показателями. Он подходит потребителям с качественными теплоносителями определенного объема.

С переменным режимом гидравлики – регулируется согласно с требуемым количеством воды. Он больше подойдет тем, для кого имеет значение количество.

От варианта проточной части устройства:пробно-спускной;
полнопроходной.

От типа встроенного затвора:конусный;
цилиндрический;
шаровой.

По форме клапана-заглушки различают такие типы:T-образные;
L-образные;
S-образные.

От механики затворного элемента:
Сальниковые – контролирует регулировку водяной струи сверху арматуры за счет сальника;

Натяжные – контролирует регулировку водяной струи снизу арматуры за счет гайки.

В зависимости от обогрева корпуса:с обогревом;
без обогрева.

В зависимости от технических показателей различают такие вентили:
Т-образный – регулировочная ручка может быть в 4-х положениях;

Г-образный – ручка регулировки имеет два режима, включая угол поворота на 180 градусов.

От механизма контроля устройства:
Ручной – поводит соединение потоков воды в приблизительных пропорциях, дешевый, выглядит как стандартный шаровой вентиль;

Электропривод – для работы используется дополнительное оборудование двигатель либо магнитный способ, существует возможность получить удар от тока;

Пневмопривод – самый оптимальный для использования вариант. Важно! С электроприводом можно с легкостью сбалансировать тепло так, чтобы уровень температуры в дальних от котла комнатах, был такой же, как и в ближних

Конструктивные особенности

Кран выглядит как тройник с Т-образным расположением трубок. По этой причине сантехники стали называть его тройником. Что касается конструкции механизма, то она включает в себя:

1. Герметичный металлический корпус, который надежно защищен от проникновения влаги, коррозийных процессов и прочих негативных воздействий. В качестве материала для изготовления корпуса задействуют чугун, бронзу, сталь или латунь.
2. Затвор с несколькими проходными каналами, которые обладают разной формой.
3. Три отверстия (выходное, с подводом горячей и холодной воды).

Треххододовые краны могут отличаться некоторыми дополнительными характеристиками

Также тройник может отличаться рядом дополнительных свойств, которые указываются на его упаковке. В зависимости от типа затвора, вмонтированного в механизм, выделяют конусные, цилиндрические или шаровые изделия. Принцип крепления бывает фланцевым, муфтовым, вварным или штуцерно-торцовым. Управление механизмом осуществляется вручную, приводной системой или электронным регулятором. Что касается формы заглушки, то она бывает трех видов — S, T, L.

Похожие записи:

Дизайн интерьера в холле Бортик для ванной 5 советов по правильной и быстрой покраске стен Фильтр для воды на дачу: как правильно выбрать? 8 лучших схем детской площадки Карликовый тюльпан: разнообразие классов и сортов