Как выбрать и установить трехходовой кран для систем отопления с терморегулятором и без

Как уже понятно из названия, этот клапан имеет 3 хода. С виду это обычный тройник, но его устройство и принцип работы гораздо сложнее. В статье мы рассмотрим какой трехходовой клапан лучше выбрать для системы отопления, как его установить и подключить.

Что это такое и зачем он нужен

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:

1. 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.
2. 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.
3. Защита от конденсата. По этой же причине. Если в теплообменник попадает вода теплее точки росы, на нём начинает скапливаться конденсат.
4. 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.
5. 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.
6. 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.

Как можно заметить, способов применения достаточно много. В одних случаях его используют для повышения энергоэффективности системы. В других — это незаменимый прибор для подключения оборудования.

Плюсы и минусы трехходового крана

К положительным качествам устройства принадлежат:

1. Компактный размер.
2. Высокий уровень функциональности.
3. Простота в использовании и техобслуживании.
4. Хорошая степень герметичности затвора.
5. Длительный период использования.
6. Низкий уровень гидравлического отпора.
7. Отсутствие зон застоя.
8. Легкий монтаж.
9. Нет необходимости в ежедневном уходе.
10. Удобное и легкое переключение.

Но, несмотря на все плюсы, существует несколько минусов в его работе.

К минусам относят:

1. Заклинивание вентиля из-за некорректной эксплуатации.
2. Дешевые изделия очень быстро выходят из строя.
3. Установка, как правило, происходит в отопительных системах с маленьким диаметром трубопровода.

Принцип действия

Чтобы изделие работало, к нему следует одновременно подсоединить холодный и горячий потоки воды. Сама схема монтажа представлена в виде стрелочек, обозначающих направление потоков. Поток с горячей водой выступает как теплоноситель (подача, которая идет от котла), а холодный – обратка.

Между патрубками крана установлен вентиль, который регулирует, чтобы вода подавалась в два отверстия из трех.

В соответствии с положением установки и ее подключения подразделяют две функции:

1. смешивание потоков холодной и горячей воды;
2. разделение с одной линии на два выхода.

В зависимости от положения вентиля возможны следующие ситуации:

1. вентиль открыт наполовину – у выходящего потока средняя температура воды;
2. вентиль открыт полностью – горячий поток идет напрямую из котла и вода имеет максимальную температуру;
3. вентиль закрыт – в выходящий поток идет только холодная вода.

Конструкция крана

Конструкция устройства по своей форме напоминает тройник с Т-образным направлением трубок.

Все устройство собирается в металлическом корпусе (поз.1). На предлагаемом примере корпус клапана изготовлен из латуни, что считается «золотой серединкой» по части качества. Бронзовые обычно надежнее, но цена у них может «кусаться». Чугунные тяжеловаты и не всегда точны в работе. , но доступная цена делает их вполне привлекательными.

А вот от силуминовых изделий нужно отказываться наотрез, даже не вникая в подробности. Это крайне ненадежный сплав, способный подвести в любой момент – корпус может треснуть или даже развалиться, что, естественно, будет сопровождаться серьёзнейшей аварией с протечкой воды. Кс лову, никто из ведущих производителей до силумина не «опускается», то есть, скорее всего, изделие – «левое», безо всякой гарантии качества.

Корпус имеет три входа (поз. 2 – один из них, левый), каждый из которых оснащен тем или иным участком (приспособлением) для врезки в систему. В демонстрируемом примере – это резьбовой патрубок, что позволяет переменить соединение с муфтой (поз. 3), снабжённой накидной гайкой-«американкой» (поз. 4). В сочетании с уплотнительной прокладкой (поз. 5) этот узел дает очень надежное соединение, а сам прибор – легко как устанавливать, так и демонтировать. Пожалуй, наиболее удобный вариант. На клапанах с диаметров входов более 1 дюйма могут встречаться фланцевые соединения. Наконец, есть изделия, предназначенные для врезки в контур труб посредством сварки.

Внутри корпус разделён на три камеры, перегородки между которыми имеют проходы четкой геометрической формы – так называемые седла. Одно седло – на перегородке между камерой на входе А и камерой смешения на выходе АВ (поз. 6), второе, соответственно, между камерой В и тоже выходом АВ (поз. 7). Именно эти седла необходимы для клапанного аппарата устройства.

А сам этот аппарат в данном случае состоит из подпружиненного штока, на котором размещены два тарельчатых клапана (поз. 8 и 9), каждый из которых «работает» со своим седлом. Полностью закрывая или приоткрывая поток жидкости со стороны своего входа. Расположение клапанов на штоке строго выверено, поэтому принцип работы устройства, при котором открытие одного входа сопровождается пропорциональным перекрытием второго, полностью соблюдён.

Смешение потоков происходит в отдельной камере, о которой уже упоминалось (поз. 12), и далее жидкость с требуемой температурой транспортируется в нужный участок системы отопления или водоснабжения.

Сверху на приборе хорошо заметен выход подпружиненного штока (поз. 10), разместившегося в крайнем верхнем положении. Именно на него, на шток, будет оказываться регулирующее воздействие от управляющего устройства, для закрепления которого на трехходовом клапане предусмотрена или, как в данном примере, резьба (поз. 11), или какое-то оригинальное замковое соединение.

Управляющее воздействие — это в данном случае всего лишь поступательное перемещение штока вверх-вниз в довольно-таки небольшом диапазоне. Но даже столь ограниченного движения бывает достаточно для очень точного регулирования температуры перекачиваемой воды на выходе.

Изделие включает в себя несколько частей:

1. Герметичный корпус, выполненный из металла (чугун, бронза, сталь углеродистая или латунь).
2. Затвор с разными по форме проходными каналами.
3. Три патрубка (отверстия):
   • выходное;
   • с подводом горячей воды;
   • с подводом холодной воды.

Тройник обладает и дополнительными характеристиками:

1. Тип вмонтированного в систему затвора (конусный, цилиндрический или шаровой).
2. Принцип крепления (фланцевый, цапковый, муфтовый, вварной или штуцерно-торцовый).
3. Механика (посадка) в затворе (натяжная либо сальниковая).
4. Метод управления (ручной, привод или электроника).
5. Форма клапана-заглушки (S, T, L).
6. Укомплектованность дополнительными датчиками или устройствами.

Разновидности кранов

Классификация изделия по разным признакам:

1. В зависимости от вентиля, различают:
   • Регулирующий. Он оборудован электромеханическим устройством, открывающим нужные клапаны, и шток с ручной или автоматической регулировкой.
   • Запорный. В его комплекции есть шаровое приспособление, которое переключает поток воды. Его устанавливают на системы с низким давлением.
2. 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.
3. В зависимости от способа монтажа:
   • муфтовый;
   • фланцевый;
   • цапковый;
   • под приварку;
   • штуцерно-торцовый.
4. 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.
5. От типа встроенного затвора:
   • конусный;
   • цилиндрический;
   • шаровой.
6. По форме клапана-заглушки различают такие типы:
   • T-образные;
   • L-образные;
   • S-образные.
7. От механики затворного элемента:
   • Сальниковые – контролирует регулировку водяной струи сверху арматуры за счет сальника;
   • Натяжные – контролирует регулировку водяной струи снизу арматуры за счет гайки.
8. В зависимости от обогрева корпуса:
   • с обогревом;
   • без обогрева.
9. 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.
10. 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.

Приводной механизм прибора

Разным у клапанов может быть и тип приводного механизма. Привод бывает как гидравлическим, так и электромеханическим, пневматическим, ручным.

Привод электромеханический делят на виды, самым распространенным среди которых является простой термостатический. Функционирует в результате расширения жидкости с термоактивным элементом в ее составе. В результате этого возникает давление на шток. Это легкосъемное исполнение, применяемое в изделиях, установленных в бытовых системах.

Следующий вариант — привод с термостатической головкой, укомплектованной чувствительным к изменению температуры элементом. Прибор дополнен выносным датчиком температуры, находящимся непосредственно в трубопроводе. С приводом его соединяет капиллярная трубка.

Этот вид регулировки считается наиболее точным. По желанию простой термостатический привод легко можно сменить на термостатическую головку.

Для клапана с электроприводом пусковым механизмом могут являться электромагниты, сервоприводы, основывающиеся на маломощных электродвигателях или системах передач

Существуют вариант трехходового клапана с электрическим приводом. Управление им осуществляется посредством контроллера, оснащенного температурными датчиками и подающего команды на основной механизм. Упрощенным вариантом привода с контроллером является сервопривод.

Он управляет клапаном напрямую. Самый простой привод — ручной. Здесь регулировку выполняют путем поворота пластмассового колпачка, имеющего резьбовое соединение. Его дно контактирует с концом штока. Путем закручивания или откручивания перемещают золотник.

Наличие электро- или сервопривода позволяет программировать температурный режим с ориентацией по времени суток. Изначально в комплектацию трехходового клапана не входит приводной механизм. Его приобретают отдельно исходя из особенностей конкретной теплосети. Использовать изделие можно в отопительной системе любого исполнения.

Нюансы выбора приспособления

Общими при выборе подходящего трехходового клапана являются следующие рекомендации:

1. Предпочтительнее авторитетные производители. Часто на рынке встречается некачественная запорная арматура от неизвестных фирм.
2. Большей износостойкостью обладают изделия медные или латунные.
3. Ручное управление более надежное, но менее функциональное.

Ключевым моментом являются технические параметры системы, в которую его предполагают устанавливать. Учитывают такие ее характеристики: уровень давления, наибольшая температура теплоносителя в точке монтажа прибора, допустимое снижение давления, объем воды, проходящей через клапан.

Хорошо будет работать только клапан с правильно подобранной пропускной способностью. Для этого нужно сравнить производительность своей водопроводной системы с коэффициентом пропускной способности прибора. Она в обязательном порядке обозначена на каждой модели.

Для комнат ограниченной площади, таких как санузел, дорогой клапан с термосмесителем выбирать нерационально.

На больших площадях с теплыми полами необходим прибор с автоматическим регулированием температуры. Ориентиром для выбора также должно являться соответствие изделия ГОСТу 12894-2005.

Стоимость может быть самой разной, все зависит от производителя.

В загородных домах с установленным твердотопливным котлом схема отопления не отличается большой сложностью. Здесь вполне подойдет трехходовой клапан упрощенной конструкции.

Он функционирует автономно и у него нет термоголовки, датчика, и даже штока. Термостатический элемент, управляющий его работой, настроен на какую-то определенную температуру и находится в корпусе.

Простейшая схема с балансировочным трехходовым клапаном

Одна из самых простых схем, дающая возможность сэкономить на приобретении комплектующих.

На первый взгляд, схема буквально переполнена сантехническими деталями и узлами. На деле – все не так страшно, просто рисунок исполнен не в масштабе, а с укрупненными изображениями элементов для большей ясности. Кроме того, некоторые детали не считаются обязательными — их можно отнести к рекомендуемым.

А чтобы в дальнейшем не перегружать схемы, некоторые детали на последующих   чертежах показываться не будут (но мы помним, что они рекомендуются к установке). При появлении новых деталей – это будет оговариваться.

Итак:

Синие крупные цифры: 1 – вход подачи из общей системы отопления; 2 – выход на обратку общей системы; 3 – выход подачи из смесительного на коллекторный узел; 4 – возвращение обратки из коллектора. Положение выходов на схемах может меняться, но нумерация с ее расшифровкой – остаются такими же.

Б1 – байпас №1.

Зеленые цифры:

1 – трубы, специально показаны разным цветом для большей наглядности, где подача, а где обратка.

2.1 ÷ 2.4 — краны, позволяющие отключить насосно-смесительный узел от остальных узлов системы отопления. Бывает нужно для проведения демонтажа в целях ремонта или профилактики, замены деталей, для других подобных целей. Важно – эти краны не выполняют никакой регулировочной миссии и должны иметь только два положения – полностью открыт и полностью закрыт. То есть должны использоваться шаровые, без промежуточных положений, свойственных вентильным.

3 – необязательный, но настоятельно рекомендуемый элемент — фильтр механической очистки теплоносителя. Понятно, что такой наверняка имеется в обвязке котла. Но стоит подобное устройство недорого, устанавливается несложно, а иметь дополнительную гарантию очистки жидкости перед клапанным регулировочным механизмом – никогда не помешает.

4.1 ÷ 4.3 – термометры, позволяющие отслеживать температуру теплоносителя в ключевых точках: на входе подачи из общей системы, на подаче к коллектору теплого пола (то есть – после этапа подмеса охлаждённой воды), и по возращению обратки из коллектора. Термометры могут иметь разное исполнение – особой роли это не играет, каждый выбирает тот, что ему кажется выгоднее и удобнее в монтаже.

5 – собственный циркуляционный насос этого смесительного узла. Собственный – так как в системе имеется еще как минимум один, в котельной, обеспечивающий общую циркуляцию теплоносителя по «большому кругу».

6 – трёхходовой клапан. В данном случае – с ручной предустановкой степени смешения потоков, то есть без термостатических возможностей.

7 – сантехнические тройники, которые, наверное, не требуют пояснений.

8 – перепускной клапан. Рекомендуется к установке для исключения ситуаций, когда в трубе подачи коллектора давление станет многократно выше, чем в обратной. А такое может быть, например, когда один или несколько контуров временно «заперлись» по термостатическим причинам, а насос продолжает усердно работать. В такой ситуации произойдёт срабатывание этого клапана с перепуском теплоносителя и выравниваем давлении до неопасных величин.

Такой клапан обычно настраивается на разность давления, близкое к номиналу насоса. Например, насос работает с напором 5 метров водяного столба – срабатывание клапана можно настроить на 3 или 4 метра. Такой подход сделает работу насоса стабильной в любой ситуации, не вызывая перегрузки.

9 – обратный клапан. Многие считают его необязательным в этой сборке. Но некоторые опытные сантехники могут поделиться весьма забавными случаями из своей практики.

Например, трехходовой клапан полностью временно прикрыт от подачи системы из-за выхода на максимально допустимую температуру. Но насос при этом работу не прекращает, гонит воду по малому кругу. Вполне может сложиться ситуация, что такое движение потока вызовет сначала легкое разряжение, а затем и подсос теплоносителя из системы по обратке, от точки 2. А температура в той обратке порой бывает значительно выше, чем подача в теплых полах! И система, дезориентированная такими условиями, может выйти из-под контроля.

Установкой обратного клапана, с движением потока только на выход, проблема полностью устраняется.

Как это работает? Да очень просто! В малом круге запущена циркуляция, а в зоне перед насосом от этого возникает некое поле разряжения, затягивающее горячую воду из подачи в малый круг.  Теплоноситель поступает по трубе подачи, минует фильтр и достигает трехходового балансировочного клапана. На нем заранее вставлены пропорции подмеса.

Горячий поток этими установками, естественно, «придушивается», но природа не терпит пустоты, и образующийся «дефицит» воды восполняется ее поступлением через байпас на вход В-клапана. Таким образом, происходит подмес остывшей воды, и теплоноситель поступает на коллектор с требуемой температурой.

Монтаж разделительного приспособления

Когда температура источника выше, чем необходимо потребителю, в схему включают клапан, разделяющий потоки. В этом случае при постоянном расходе как в контуре котла, так и потребителем, к последнему не придет перегретая жидкость.

Чтобы схема работала, в обоих контурах необходимо присутствие насоса.

На основе вышеизложенного можно подытожить общие рекомендации:

1. При монтаже любого трехходового клапана до и после него устанавливают манометры.
2. Во избежание попадания всяческих примесей перед изделием монтируют фильтр.
3. Корпус прибора не должен подвергаться каким-либо нагрузкам.
4. Хорошее регулирование необходимо обеспечить путем врезки перед клапаном приспособлений, дросселирующих избыточное давление.
5. При установке клапан не должен находиться над приводом.

Также необходимо выдерживать перед изделием и после него прямые участки, рекомендованные производителем. Несоблюдение этого правила повлечет за собой изменение заявленных технических характеристик. Гарантия на прибор не будет действовать.

Схемы подключения клапана к системе отопления

Когда есть понимание, что такое трехходовой клапан и в чем состоит его работа, можно рассмотреть различные схемы подключения, зависящие от назначения и роли элемента в отоплении дома. Установка термосмесительного 3-ходового клапана производится в 4 случаях:

1. Для защиты твердотопливного котла от воздействия конденсата и температурного шока после внезапных отключений электроэнергии.
2. Теплоноситель в контурах теплых полов должен прогреваться до 45 °С, температуру поддерживает смесительный узел с трехходовым краном.
3. Для поддержания необходимой температуры воды в разных ветвях системы.
4. Когда требуется подключить бойлер косвенного нагрева к одноконтурному газовому котлу.

Чтобы защитить тепловой агрегат на твердом топливе от образования конденсата, нельзя во время его разогрева допускать подачу в котловой бак остывшей воды из радиаторной сети. Для этого используется следующая схема подключения котла с байпасом и трехходовым смесительным клапаном:

Схема работает так. Пока теплогенератор не прогрелся, вода циркулирует по малому кругу через байпас. При нагреве теплоносителя в обратке до 50—55 °С клапан начинает открываться и подмешивать холодный теплоноситель из системы. При выходе отопителя на рабочий режим байпас перекрывается и весь поток идет через радиаторы. Подробнее эта тема раскрыта на видео:

В системе теплых полов данный элемент выполняет те же функции. Циркуляционный насос гоняет теплоноситель по греющим контурам до тех пор, пока он не начнет остывать. Как только это произойдет, сработает датчик и термоголовка, после чего трехходовой клапан станет добавлять в замкнутый контур горячую воду, идущую от котла. Как своими руками правильно выполнить монтаж коллектора теплых полов, насоса и клапана, показано на схеме:

Насос заставляет циркулировать воду по контурам теплого пола, а клапан поддерживает ее температуру на уровне 35…45 градусов

Следующий пример использования и подключение этой важной детали – обвязка твердотопливного теплогенератора и буферной емкости – аккумулятором тепла. Чтобы прогреть ее целиком достаточно быстро, температура подаваемого теплоносителя должна быть от 70 до 85 °С, каковая вовсе не нужна в системе радиаторного отопления. Понизить ее как раз и помогает трехходовой клапан, установленный за емкостью вместе с отдельным циркуляционным насосом.

В схеме с теплоаккумулятором и ТТ-котлом применяется 2 смесительных клапана, каждый регулирует температуру в своем контуре

Важно. Устанавливая смесительный клапан, помните, что насос должен располагаться с той стороны, где находится всегда открытый патрубок трехходового крана.

Сложная отопительная система большого коттеджа может иметь множество потребителей, подключаемых посредством гидрострелки и распределительного коллектора. Причем в каждый из контуров надо подать теплоноситель с разной температурой. Самая высокая нужна бойлеру косвенного нагрева, поэтому на подводке к нему регулирующей арматуры нет. Остальным потребителям нужен более холодный теплоноситель, а потому они подключены через трехходовые клапаны.

В каждом контуре схемы стоит трехходовой вентиль, поскольку нужно готовить воду с разной температурой. Только бойлер ГВС подключен к гребенке напрямую

В схеме с бойлером косвенного нагрева и одноконтурным газовым котлом тоже не обойтись без 3-ходового крана. Задача элемента – переключать поток теплоносителя на змеевик бойлера ГВС по команде контроллера (срабатывает электропривод).

Пока змеевик прогревает бойлер, отопление бездействует, поскольку клапан переключает поток между 2 линиями

Советы

1. Перед началом запуска отопительной системы нужно проверить исправность и состояние трехходового крана и всей системы отопления.
2. Не следует монтировать кран на трубы с диаметром выше 40 мм.
3. В горячей среде открывать кран нужно очень аккуратно, чтобы избежать отказа гидравлического клапана.
4. Важно, чтобы шток вместе с регулирующим устройством или ручкой поворота выходили в сторону свободного к ним доступа.
5. Лучше покупать кран, выполненный из латуни. Он прослужит несколько дольше, чем из других материалов.
6. Самый оптимальный вариант – кран с пневмоприводным контролем работы.
7. Чтобы не допустить ошибок, посоветуйтесь предварительно со специалистом.

Срок службы трехходового крана

Период безаварийной работы прибора определяют:

• Особенности конструкции.
• Материал, из которого он изготовлен.
• Соответствие его технических характеристик реальным условиям эксплуатации.

На стальные «тройники» производители дают гарантию в 5-7 лет, но при умеренной интенсивности они вполне могут прослужить и 50 лет. Срок службы пластиковых моделей, как правило, не превышает 2 лет.