Как выбрать и подключить трехходовой клапан для системы отопления: устройство и принцип работы механизма, лучшие модели и их цены, схемы обвязки

Бюджетные элементы упрощенного типа

Дешевые модели из силумина имеют низкую прочность, повреждаются в процессе работы

Упрощенными считаются трехходовые клапаны автономного типа. Их внутреннее устройство действительно упрощено, поскольку ни термоголовки с контроллером, ни штока в них не предусмотрено. Термостатический элемент установлен внутри и рассчитан на определенную температуру (зачастую 50°C или 60°C). Изменить настройки уже не получится, температура потока на выходе из клапана всегда будет соответствовать заданной ±2°С. Этот вариант для тех, кто устанавливает клапан в несложные системы отопления и хочет сэкономить. Стоимость упрощенных элементов примерно на 30% ниже средней стоимости основной массы регуляторов.

Термостатический трехходовой клапан необходим в сложных системах, включающих несколько контуров: ГВС, отопления, теплого пола. Он позволяет экономить топливо, более эффективно используя вырабатываемую котлом тепловую энергию. Несмотря на многие преимущества, установка клапана не всегда оправдана, поэтому следует проконсультироваться со специалистом относительно целесообразности его монтажа.

Покупка крана

Покупая трехходовой клапан, необходимо учитывать несколько особенностей и критериев выбора. В первую очередь нужно выполнить следующие действия:

Провести измерение диаметра труб общей магистрали, к которой будет присоединен тройник. Оптимальные показатели составляют 20-40 миллиметров, но бывают и нестандартные ситуации, когда приходится приобретать специальные переходники под индивидуальный размер.
Разобраться с пропускной способностью трубопровода в отопительных контурах. Для этого нужно провести несложный расчет и определить, сколько жидкости может пропустить через себя каждый патрубок, а также какой промежуток времени занимает этот процесс.
Уточнить, можно ли дополнительно подключить сервопривод, который сделает систему автоматической. Такой вариант особенно востребован для помещений с теплыми полами.

При покупке трехходового крана важно провести некоторые измерения

Устройство и принцип работы трехходового крана

Конструкция трехходового смесителя включает такие элементы:

Герметичный корпус с тремя Т-образно расположенными патрубками.
Затвор с внутренними Т- или L-образными каналами. Чаще всего затворный механизм имеет форму шара, реже конуса или цилиндра.
Сальник.
Шток, передающий движение на затворный механизм.
Блок управления – ручка (бабочка или рычаг) или привод.

Принцип работы трехходового крана построен на вращении затвора внутри корпуса. Высверленный в затворе L- или Т-образный ход служит для пропуска потоков. Поворачиваясь, затвор либо открывает все отверстия патрубков, либо перекрывает одно из них.

Рассмотрим принцип его работы на примере отопительного контура. Трехпроходной кран устанавливается в контур таким образом, чтобы один его патрубок был подключен к трубопроводу, идущему от котла.

Патрубок, расположенный посередине, через байпасное соединение подключается к «обратке», где теплоноситель имеет уже меньшую температуру. Третий патрубок соединяется с трубопроводом, идущим к радиаторам.

Положение затвора задается поворотом рукоятки:

В первой позиции смешиваются транспортируемые потоки, одновременно поступающие с подаваемого от теплогенератора контура и с «обратки».
Во втором положении в отопительный контур подается только горячий теплоноситель от котла.
В третьей позиции перекрывается поток горячего теплоносителя, в систему подается только остывшая вода с обратного контура.

Как выбрать трехходовой клапан терморегулятором

Существует несколько критериев выбора:

по способу регулировки температуры;
по пропускной способности;
по материалу.

По способу регулирования температуры

Есть ручные трехходовые клапаны:

Шток подсоединён к ручке или вентилю, которые выставляют на отметки, задающие температуру. Самый дешёвый и надёжный вариант, но сам реагировать на меняющуюся внешнюю среду не может, необходимо вмешательство человека.

В термостатических клапанах за регулировку t отвечает встроенный терморегулятор.

Его настраивают, далее он сам связывает положение штока с температурой проходящего потока. Принцип действия основан на специальной жидкости или газе, меняющих объём при малейшем изменении температуры. При повышении последней они увеличивают размеры и толкают шток.

Термостатические клапаны делятся на механические и электронные. Два их главных преимущества перед ручными клапанами: автоматическое отслеживание установленнойtи одинаковая прогретость воды во всей системе. Но гораздо дороже.

Самые точные регуляторы – электронные, с электроприводом. От термостата сигнал попадает на контроллер, который двигает шток по вертикали.

Материал изготовления

Силуминовые устройства лучше исключить из рассмотрения, слишком материал (низкопрочный сплав алюминия с кремнием) плох.

Чёрная сталь — изделия из неё отличаются прочностью и не дороги, но ржавеют. А хромированные или никелированные – значительно дороже. То же и с нержавейкой.

Чугун — прочный, по сути вечный, не боится коррозии, но хрупкий, может треснуть от резкого перепада температур. Область применения – с твёрдотопливными котлами.

Латунь и бронза — тоже всем хороши, но к промышленным условиям (tдо 200 0 С) не подходят. Зато для бытовых нужд подходят лучше остальных. В основном используется латунь, так как бронза дороже.

Пропускная способность

У клапана она должна немного превосходить расчётную способность общей системы отопления. При прохождении через контур 2 м 3 /час нужен клапан на 2,5 м 3 /час. Но влияет и состояние клапана – насколько он открыт или закрыт. Идеальной считается стократная разница потоков при этом. Но достаточно отношений 50:1 и даже 30:1.

Функциональные особенности

Аналогом является двухходовой клапан. Тоже считается запорной арматурой. Но трехходовой работает принципиально иначе. Постоянный поток не перекрывается полностью.

А вот с переменным потоком это вполне возможно. Благодаря таким особенностям и возможно регулировать расход/давление.

Из двух двухходовых клапанов можно получить один трёхходовой, если соединить их реверсно, то есть при закрытии одного должен открываться другой.

Срок службы трехходовых клапанов

Наиважнейшие факторы, влияющие на срок службы трехходового:

Материал, из которого он изготовлен.
Соответствие предписанным изготовителем условиям эксплуатации – температурному режиму и качеству теплоносителя.
Интенсивность эксплуатации.
Качество монтажа.

В среднем производители дают гарантию на свою продукцию в диапазоне от 5 до 7 лет, это значит, что трехходовой клапан с легкостью может проработать и в 2 раза дольше. А вот гарантия на пластиковые модели не превышает 1 года.

Самой надежной всегда признавалась арматура с ручной системой управления. Электронные и термостатические датчики гораздо быстрее выходят из строя, чем сам клапан, и требуют ремонта или полной замены.

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.

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

Современный трехходовой кран делится на два типа по способу управления:
Ручной.
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.

Трехходовой смесительный клапан с термоголовкой

Клапан с терморегулятором гарантирует практичность и эффективность функционирования системы. Трехходовые клапаны для отопления призваны регулировать тепловой поток, что обеспечивает комфорт в помещении и экономичность использования.

Прежде чем приступать к проектировке отопительной системы, производится тепловой расчет. На основе его результатов выбирается подходящая мощность и тип отопительных приборов, способных поддерживать оптимальный температурный режим в помещении.

В расчет берется площадь помещения, после чего анализируют возможные теплопотери. Исходя из этого, рассчитывается производительность отопительной системы, необходимая для создания в комнатах комфортного микроклимата. После чего для всех помещений составляется тепловой баланс.

Однако, данные расчеты производятся при конкретных условиях, которые могут меняться в процессе эксплуатации.

Факторы, влияющие на работу радиатора, различны:
температурные перепады на улице;
солнечная активность;
сила ветра;
наличие бытовых приборов, генерирующих тепло.

В результате, просчитанный температурный баланс нарушается, и в помещении становится жарко. Однако, изъять из комнаты части радиатора или заглушить тепловое излучение невозможно. Таким образом, возникает необходимость управлять генерируемой тепловыми приборами энергией, чтобы поддерживать в помещении комфортный микроклимат.

Есть два пути регулировки выделяемой радиатором энергии:
Качественное изменение свойств радиатора.
Количественное регулирование выделяемого тепла.
В обоих случаях необходимы манипуляции с циркулирующей по трубам жидкостью.

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.

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

Что это такое и зачем он нужен

Так выглядит классический трехходовой клапан для системы отопления. Как уже понятно из названия, этот клапан имеет 3 хода. Можно даже назвать его краном, так как он относится к запорно-регулирующей арматуре. С виду это обычный тройник, но внутри его устройство гораздо сложнее. Грубо говоря, он служит для изменения температуры воды. Существует два способа: при первом обратка смешивается с подачей для понижения температуры; второй способ наоборот разделяет потоки, сбрасывая горячую воду в обратку. Это полезно в разных случаях:

Тёплые полы. К клапану подключают обратку и подачу отопления. Так как обратка холоднее, в полы подаётся вода пониженной температуры. При этом температура остального отопления остаётся прежней.
Поддержание температуры. Для нормальной работы практически любого отопительного оборудования нужно, чтобы обратка не была холоднее подачи на 60 градусов. Иначе долго котёл не прослужит. Поэтому клапан берёт из подачи воду и отправляет её в обратку.
Защита от конденсата. По этой же причине. Если в теплообменник попадает вода теплее точки росы, на нём начинает скапливаться конденсат.
Защита от перегрева. Современные котлы оборудованы различными датчиками. Если же это, например, простой твердотопливный котёл, он продолжит работать даже при перегреве. Трёхходовой клапан решает эту проблему.
Для обвязки бойлера косвенного нагрева. Чтобы в доме была горячая вода, можно подключить к котлу бойлер. И тогда вода будет нагреваться при помощи отопления. Трёхходовой кран служит для бесперебойной подачи горячей воды. Он открывается, когда температура воды в бойлере снижается.
При организации байпаса. В некоторых случаях требуется направить воду по альтернативному пути – байпасу. Например, для более эффективного обогрева. Сделать это проще всего через трёхходовой клапан. Он откроется и закроется в нужный момент.

Но зачем устанавливать клапан, если можно просто уменьшить температуру? Вопрос кажется логичным, однако на самом деле у обычных котлов при низкой температуре быстро выходит из строя теплообменник. Для такого режима работы лучше подходит конденсационный котёл, но цена у них гораздо выше. Поэтому лучше и проще установить трёхходовой клапан.

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.

Правила монтажа трехходовых клапанов

Чтобы потребитель не мучился вопросом, как правильно установить трехходовой термосмесительный клапан, производитель снабжает свою продукцию тщательно проработанной инструкцией и наносит на каждое изделие специальную маркировку, помогающую безошибочно определить направление потоков:

Патрубок, обозначенный литерой «А», так называемый «прямой ход», предназначен для подсоединения к трубе с горячим теплоносителем.
Патрубок с литерой «В» («байпасный ход») соединяется с трубой, подающей охлажденную воду.
Патрубок с обозначением «АВ» (ход с постоянным гидравлическим режимом) подсоединяется к основной транспортной магистрали, предназначенной для транспортировки уже смешанного теплоносителя.

Место трехходового клапана в отопительном контуре

Для начала рассмотрим общие схемы подключения к отопительному контуру. Упрощенно их можно представить так:

Как видно из схемы, трехходовые термоклапаны могут устанавливаться как на тепловой ветке, идущей непосредственно от котла, так и на обратке. Однако это вовсе не значит, что так может устанавливаться абсолютно любой клапан. Возможности того или иного оборудования определяет допустимый тепловой режим, указанный изготовителем в техпаспорте.

Ниже представлена более сложная схема, позволяющая полностью автоматизировать работу системы отопления:

При установке следует соблюдать следующие правила:

Перед клапаном должны быть установлены: манометр, фильтр, дроссельная диафрагма (шайба).
После термоклапана устанавливается еще один манометр.
Перед клапаном желательно выдержать прямой участок трубы, равный 5 ее номинальным диаметрам, за термоклапаном длина прямого участка должна быть не менее 10 номинальных диаметров трубы.
В сложноконтурных или излишне длинных отопительных магистралях проблему низкого давления решают установкой циркуляционного насоса.
На горизонтальных участках сам клапан размещается таким образом, чтобы электропривод, термостатическая вставка или терморегулятор располагались над ним.
Резьбовые соединения стыкуются с применением льняного волокна, уложенного на резьбу в 2-3 слоя, и герметика.
В процессе закручивания следует избегать излишних усилий на сопрягаемые элементы, не допускается их растяжение, сжатие или изгиб.

Место трехходового клапана в системах водоснабжения

Представленная ниже схема монтажа трехходового клапана доступно иллюстрирует принцип его обвязки с водонагревателем и варианты установки в напорных и безнапорных системах водоснабжения: