Трехходовой кран с термоголовкой: Смесительные клапаны для отопления и ГВС. Трехходовые клапаны термостатические.

Содержание

Клапан трехходовой распределительный термостатический с термоголовкой — MOREREMONTA

В современных системах отопления трехходовой клапан применяется довольно часто, поскольку является средством качественного регулирования теплоносителя – по температуре, а не по расходу. Ведь подача в радиаторы оптимально нагретой воды – лучший способ экономить энергоносители.

Есть у термосмесительных кранов и другие полезные функции, о которых вы узнаете из данной статьи. Но вначале стоит рассмотреть, как работает трехходовой клапан, а также разобраться в его внутреннем устройстве.

Разновидности 3-ходовых клапанов

Все термостатические трехходовые клапаны для отопления делятся на 3 вида по устройству и принципу работы:

смесительные;
разделительные;
переключающие.

О назначении каждой из 3 разновидностей можно судить по названию. Первый тип клапана смешивает два потока теплоносителя с различной температурой, второй – разделяет, третий занимается переключением воды между 2 линиями.

Распознать их внешне нетрудно, обычно принцип работы изображен на корпусе в виде рисунка. Вот как выглядит трехходовой смесительный клапан:

На заводском шильдике от фирмы Herz четко показано смешивание 2 потоков, значит, это смесительный вентиль

Похожее обозначение стоит на разделительном элементе. Что же касается переключающих кранов, то на их корпусе изображения может и не быть, зато есть значительные внешние отличия по форме.

Разделительный (фото слева) и переключающий (справа) 3-ходовой клапан

С помощью смешивания или разделения потоков добиваются оптимальной температуры теплоносителя, подаваемого в радиаторы системы отопления или контуры теплого пола. Переключение используется в газовых двухконтурных котлах, когда нагретую воду надо поочередно направлять в разные теплообменники.

Устройство и принцип работы

Внутри латунного корпуса с тремя патрубками методом литья устроены 3 камеры, проходы между которыми перекрываются тарельчатыми клапанами. Они закреплены на одной оси – штоке, выходящем из корпуса с четвертой стороны.

В смесительном 3-ходовом кране выходной патрубок (откуда идет смешанная вода) всегда открыт, остальные 2 штуцера поочередно закрываются термоголовкой

Принцип действия следующий: при нажатии на шток начнет открываться проход для одного потока и постепенно закрываться для другого, в результате чего в камере смешивания клапана получится вода необходимой температуры. Она покидает латунный корпус элемента через третий патрубок. Регулировка силы нажатия на шток осуществляется термоголовкой с выносным датчиком температуры, установленным в соответствии со схемой.

Весь процесс стоит разъяснить подробнее:

Представьте, что со стороны горячей воды поступает недостаточно прогретый теплоноситель. Тогда механизм пропускает его дальше, а третий патрубок закрыт. Выносной датчик наполнен термочувствительной жидкостью и посредством капиллярной трубки соединен с резервуаром (сильфоном) внутри термоголовки.
При нагреве датчика эта жидкость расширяется, ее объем в трубке и сильфоне увеличивается, в результате последний начинает нажимать на шток трехходового клапана. Момент нажатия определяется регулировкой на шкале термостатической головки, настроенной на требуемую температуру.
После этого к потоку разогретой воды подмешивается холодная из третьего патрубка и температура воды на выходе из термоклапана остается неизменной, хотя нагрев теплоносителя на входе продолжается.
Если входящая вода продолжает нагреваться сверх нормы, то для сохранения установленной температуры на выходе термостатический клапан может полностью перекрыть вход и открыть боковой проток. При этом шток опускается в крайнее нижнее положение.

Как только датчик отметит остывание теплоносителя, головка слегка отпустит шток, откроется седло клапана с горячей стороны и начнется подмешивание нагретой воды.

Способ регулировки трехходового крана термостатической головкой с датчиком – самый популярный, поскольку является достаточно точным и простым, причем не требующим электричества.

Если вести речь о разделительном клапане, принцип его работы практически такой же, только при нажатии на шток один поток начинает делиться на два. А вот в переключающем элементе направление движения меняет электропривод, о чем подробно рассказано на видео:

Использование приводов

Помимо термостатической головки, клапаном можно управлять и другими способами. Первый из них – ручной, когда глубину нажатия штока определяет поворот рукоятки снаружи корпуса. Не самый лучший вариант и годится только в том случае, когда температура воды, поступающей в патрубки, неизменна. Другой вариант – управление с помощью серво— и электропривода, получающего команды от контроллера. Для совместной работы с разными приводами используется и другой тип клапанов – поворотные, чье устройство показано на рисунке:

Этот клапан с 3 выходами очень похож на обычный шаровой кран с электроприводом

Здесь есть определенное сходство с шаровым краном, только рабочий поворотный элемент имеет другую форму отверстия, чтобы пропускать теплоноситель сразу в двух направлениях. Принцип работы здесь простой: ось поворачивается на требуемый угол, вращаемая приводом. Последний управляется контроллером, получающим импульсы от одного или нескольких датчиков. Обычно приводы на клапаны устанавливают в сложных либо автоматизированных системах отопления с погодным регулированием.

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:

Для защиты твердотопливного котла от воздействия конденсата и температурного шока после внезапных отключений электроэнергии.
Теплоноситель в контурах теплых полов должен прогреваться до 45 °С, температуру поддерживает смесительный узел с трехходовым краном.
Для поддержания необходимой температуры воды в разных ветвях системы.
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

Бюджетные элементы с фиксированной температурой воды

В несложные отопительные системы загородных домов, получающие тепловую энергию от ТТ-котла, допускается ставить трехходовой клапан упрощенного типа, действующий автономно. Для работы ему не нужна термоголовка с температурным датчиком, да и штока там нет. Управляющий термостатический элемент установлен внутрь корпуса и настроен на определенную температуру воды на выходе, например, 60 или 50 °С (указывается на корпусе).

Схема работы и устройство клапана со встроенным регулирующим элементом

Термосмесительный кран данного типа всегда поддерживает фиксированную температуру теплоносителя на выходе, изменить эту настройку нельзя. Отсюда возникает плюс и минус в использовании подобной арматуры:

Преимущество — более низкая цена, чем стоимость узла с термоголовкой. Разница существенная — около 30%.
Недостаток — нельзя регулировать нагрев выходящего теплоносителя. Когда элемент с завода настроен на 55 °С, то он всегда будет подавать воду с этой температурой ±2 °С.

Совет. Перед покупкой клапана упрощенной конструкции внимательно читайте техническую документацию на твердотопливный котел, в ней нередко указывается минимальная температура обратного теплоносителя. Больше информации по применению смесительной арматуры вы найдете в отдельной публикации.

Заключение

Термостатический трехходовой кран – очень полезная деталь системы отопления частного дома, позволяющая эффективно использовать нагреваемый теплоноситель, а значит, и экономить топливо. Кроме того, эта простая деталь играет роль элемента безопасности для твердотопливных котлов и позволяет продлить им срок службы. С другой стороны, не стоит ставить клапан без нужды и куда попало, по этому поводу всегда консультируйтесь со специалистом в данной области.

Трехходовой клапан от valtec + термоголовка с выносным датчиком

Две модели от valtec дают возможность создать смесительный узел. Что такое смесительный узел?

Смесительный трехходовой клапан: VT.MR02.N.0603

Термоголовка с выносным датчиком: VT.5012.0.0

Пропускная способность клапана: 3 Kvs. Что такое Kvs?

Обратите внимание на обозначения клапана ( + ; — ; М):

+ Вход горячего теплоносителя, подача от котла

— Вход холодного теплоносителя, обратка теплых полов

М — Выход теплоносителя с настроечной температурой.

Подробные характеристики указаны в паспортах.

Скачать паспорта: Смесительный клапан.pdf и Термоголовка.pdf

Смесительный трехходовой клапан: VT.MR02.N.0603 имеет центральное смешивание. Подробнее о принципах смешивания Вы найдете здесь:

Термоголовка дает возможность поучать настроечную температуру от 20 до 60 градусов. С гистерезисом не превышающим 0,6 градусов.

Смесительный клапан имеет конструкцию трехходового клапана. То есть это тройник, в котором два проходных патрубка регулируют проход. Третий проход (М) постоянно открыт.

Клапан первого патрубка (+) открывается, если фактическая температура ниже настроечной температуры. Клапан второго патрубка (-) в это время закрывается. Если фактическая температура ниже настроечной температуры, происходит обратное действие. Пороги температур, между открытием и закрытием клапана определяются гистерезисом. Гистерезис — это?

Если у Вас низкотемпературная система отопления, то будет полезно узнать, какими недостатками обладают некоторые смесительные узлы! Ссылка ниже:

В наличии трехходовые смесительные клапаны с боковым и центральным смешиванием, термоголовки с выносным датчиком. Продукция изготовлена заводом VALTEC. Поставки от российского дилера. Заказывайте профессиональную сантехнику оптом и в розницу по сниженным ценам. Размер текущей скидки в каталоге не указан, уточняйте информацию в отделе продаж: +7 (495) 175-76-73. Доставка заказа по Москве осуществляется за 1-3 дня. Возможны различные варианты оплаты: наличными курьеру и безнал.

Термоголовка с выносным погружным датчиком (диапазон регул-ки 20-60с) 2м. VALTEC VT.3011.0.0

Термостатическая головка с выносным настенным датчиком 6,5 — 28 * VALTEC VT.5010.0.0

Термоголовка с выносным погружным датчиком (диапазон регул-ки 20-60с) 2м. VALTEC VT.5011.0.0

Термоголовка с выносным накладным датчиком (диапазон регул-ки 20-60с) 2м. VALTEC VT.5012.0.0

Клапан трехходовой смесительный 1″ с боковым смешиванием, без полного перекрытия для водяного теплого пола VALTEC VT.MR01.N.0

Клапан трехходовой смесительный 1″ с центральным смешиванием для водяного теплого пола и обвязки котла VALTEC VT.

MR02.N.0603

Трехходовой клапан смесительный 1″ с боковым смешиванием, с возможностью полного перекрытия для обвязки котла VALTEC VT.MR03

Схемы смесительных узлов (так выглядит узел теплого пола в сборе):

Смесительный узел для теплого пола Valtec для 1 контура (до 20 м2.) с автоматической регулировкой

Смесительный узел для теплого пола Valtec от 2 до 4 контуров (20-60 м2.) с автоматической регулировкой

Компания «Сантехмонтаж» предлагает к продаже смесительные клапаны для теплого пола. Являясь официальным дистрибьютором торговой марки Valtec, мы поставляем только сертифицированные материалы и комплектующие для инженерного сопровождения объектов частного и общественного строительства.

Напольное водяное отопление давно перестало ассоциироваться с роскошью, сегодня это разумный способ создать комфортные и здоровые условия для жизни людей. Специальные исследования, данные которых были взяты за основу требований международных стандартов ISO 7730, показали, что самыми благоприятными для человека считаются такие домашние температурные условия, когда на уровне пола термометр показывает +22-24°С, а на уровне головы – около +20°С.

Как показывает практика, с помощью классических инженерных решений выдержать эти условия трудно, так как тепло, исходящее от обычных радиаторов, сразу поднимается вверх, а пол остаётся холодным. При напольном отоплении вся поверхность пола является, по сути, низкотемпературным радиатором, благодаря чему поток теплого воздуха распределяется в помещении равномерно.

В нашем интернет-магазине вы можете заказать необходимые для монтажа теплого пола смесительные клапаны термостатические фирмы VALTEC. Долговечные, качественные и надёжные – они упростят процесс работ и гарантируют долгую эксплуатацию без сбоев. Применение готовых модулей и узлов, разработанных именно для систем водяного отопления пола, позволит быстрее справиться с задачами, возникающими в процессе его создания.

Насосно-смесительные узлы Valtec

Представляем вашему вниманию трехходовые термостатические насосно-смесительные узлы Valtec Combi и Dual. Они создают управляемую циркуляцию в петлях теплого водяного пола; поддерживают температуру, сниженную относительно источника тепла; помогают разделить и связать отопительные контуры.

Узлы марки Valtec совместимы с распределительным коллектором водного пола (межосевая длина соединительных патрубков – 2 метра), размеры позволяют компактно поместить узлы в коллекторный шкаф.

В плане комплектующих деталей для термостатических узлов предлагаются термоголовки, дополненные выносным накладным (VT.5012) либо погружным (VT.5011) индикатором. Рекомендуется использование насосов немецкой фирмы Wilo.

Помимо создания инженерных систем типа «теплый водяной пол», готовые модули от Valtec находят применение для установки иных современных разновидностей панельного отопления, таких как потолочное или стеновое; используются для нагрева воздуха в садовых теплицах и на уличных террасах.

Смесительный клапан трехходовой, как применяется

Смесительный клапан смешивает потоки с разными температурами, позволяет на выходе получить нужную температуру. Важность устройства большая. Именно смесительные клапана поддерживают требуемую температуру теплоносителя — и для всего дома, и для теплого пола и возможно в какой то точке или контуре при необходимости.

Трехходовой смесительный клапан с сервоприводом

Трехходовой клапан может смешивать или разделять потоки

Трехходовые клапана принципиально различаются по внутреннему устройству и действию. Одна разновидность может смешивать два сходящихся потока, другая, наоборот, — разделять.

Специалист рекомендует: на корпусе клапана нанесены стрелки указывающие направление движения жидкости. Необходимо внимательно отнестись к выбору и представлять, что предстоит делать клапану в схеме — разделять или смешивать.

Путаница возникает потому, что оба устройства позволяют добиться одинакового результата. Выбор лишь в месте установки. Например, установленный на подаче распределительный клапан, будет часть потока сбрасывать на обратку. Наоборот — на обратке смесительное устройство примет такую же часть потока с подачи. В обоих случаях устройства создадут одинаковую температуру. Но если пользователь перепутает места установки (названия клапанов) — то ничего не создастся.

Также имеется еще другое похожее оборудование, которое не является смесительным, а просто переключающим — трехходовые шаровые клапаны поворотного действия, которое здесь не рассматривается.

Особенности работы двухховодого клапана

Подобный результат в отдельных гидравлических схемах может дать и применение двухходового регулировочного клапана. Принцип заключается в том, что это устройство регулирует количество проходящего теплоносителя (расход жидкости) только в одной ветви смесительного узла. Например, устанавливается на байпасе и регулирует расход через него по температуре на обратке, что возможно при стабильной разности давлений между подачей и обраткой, которая обычно создается отдельным насосом для данного узла. Двухходовые клапана дешевле, поэтому их установка по возможности целесообразней.

Как смесительный клапан работает в паре с термоголовкой

Термоголовка умеет при изменении температуры вдвигать или выдвигать шток. Установленная на трехходовой клапан, она будет регулировать его положение, в зависимости от температуры. Если речь идет об измерении температуры теплоносителя, то применяются термоголовки с выносной термоколбой (датчиком температуры), которая устанавливается на трубе в том месте, где должны выполняться измерения.

Управляясь колбой, термоголовка будет изменять положение клапана таким образом, чтобы была достигнута заданная температура, — настройка выполняется поворотной ручкой на устройстве. Далее на практических примерах рассмотрим принцип действия трехходового клапана с термголовкой.

Регулировка температуры теплого пола с помощью смесительного клапана

На приведенной схеме имеется двухходовой регулировочный клапан, которым изменяется температура в системе теплых полов, со своим насосом. Производители подобного оборудования предлагают сразу готовые решения — насосно-смесительные узлы, которые умеют создавать на выходе +30 — +55 градусов при стабильном давлении для работы теплого пола , когда на входе от котла — +60 — +80 град.

Стабилизация работы и защита твердотопливного котла

Для всех котлов желателен режим работы, при котором температура в обратке не ниже +60 град, тогда теплообменник окажется теплее чем точка росы и на нем не будет образовываться влага. Особенно важно это для твердотопливных котлов, работающих на инерционную систему отопления частного дома, когда в газах много разных веществ в результате смешения которых с водой образовываются кислоты, смолы, засоряющие и разрушающие котел. Трехходовой клапан с термоголовкой спасает положение и поддерживает на обратке нужную температуру.

Установка стабильной температуры для всего дома

Если в системе отопления присутствует теплоаккумулятор — буферная емкость, то тогда, не зависимо от работы твердотопливного котла, можно поддерживать на подаче в дом условно- стабильную температуру, например +70 град С. Регулировка может осуществляться и автоматизированной системой с термостатом (измерителем комнатной температуры), который управляет сервоприводом. Система может быть с плавной регулировкой напряжения — регулировка клапана будет в зависимости от напряжения, что предпочтительнее, когда речь идет о регулировке температуры всего дома, по сравнению с дешевыми вариантами сервопривод-термостат по типу «включил-выключил».

Какой смесительный клапан выбрать

Выбор смесительного клапана осуществляется в комплекте с другим оборудованием, в точности с требованиями проекта. Исходными данными для выбора клапана, как минимум являются диаметры подключения, способ управления (выдвижной-поворотный), тип устройства (смесительный — распределительный), расход, температура… и др.

трехходовой смесительный клапан с терморегулятором, термосмеситель, установка

Содержание:

Еще совсем недавно теплый пол относился к предметам роскоши. В настоящее время стало ясно, что такой вариант обогрева является наиболее предпочтительным для создания идеального микроклимата в помещении. При простой установке радиаторов теплый воздух сразу же поднимается вверх, оставляя пол полностью холодным. В итоге происходит отступление от стандартов, при которых температурные показатели были бы благоприятными для человека. В этой же статье мы поговорим о трехходовом клапане для теплого пола, опишем его характеристики и виды.

Идеальная температура в жилом помещении

Согласно принятым нормам температура воздуха на уровне головы должна достигать 20 ℃, а у ног она должна составлять порядка 22-24 ℃. Стоит отметить, что создать такие условия с помощью одних лишь настенных обогревателей невозможно. В силу особенностей циркуляции воздуха, нижние его слои будут прогреты наименее всего – неважно, какой тип отопления использован и насколько прогрето помещение.

Теплый воздух в районе пола можно получить только при условии укладки нагревательных элементов под напольное покрытие. В этом случае вам обязательно понадобится трехходовой термостатический смесительный клапан для теплого пола.

Назначение термостатического клапана

Основная функция термосмесителя для теплого пола состоит в перемешивании потоков для достижения оптимальной температуры в отопительном контуре. Регулирование показателей теплоносителя производится в автоматическом режиме.

Как понятно из названия, трехходовой клапан смешивает три потока жидкости. По способу смешивания различают несколько видов таких клапанов.

Разновидности по методу смешивания

По данному признаку различают два типа клапанов:

с функцией термостата;
термостатический.

Клапан с функцией термостата

Клапан данного типа регулирует интенсивность обоих потоков воды – и горячего, и холодного. Таким образом, достигается необходимое значение температуры и удержание на заданном уровне. Регулирование потоков происходит при помощи термостата, который реагирует на показатели жидкости и помогает сохранять стабильные значения температуры.

Такой трехходовой кран для теплого пола может быть использован также и для проведения трубопровода горячего водоснабжения. Благодаря наличию автоматического регулирования температуры воды, потребитель будет защищен от ошпаривания, когда откроет кран. Механизм действия клапана предполагает автоматическое перекрытие клапана с горячей водой в том случае, если холодной воды также нет. Кроме того, внутри клапана установлены термочувствительные датчики, которые определяют температуру входящих потоков жидкости и автоматически сокращают или расширяют отверстия, пока не будет достигнута оптимальная температура.

Термостатический клапан

Главным отличием термостатического клапана для теплого пола является регулирование интенсивности только потока горячей воды. В данном случае вместе с клапаном продается термоголовка с выносным термодатчиком.

В продаже можно найти разновидности трехходовых клапанов, которые не могут регулировать температуру теплоносителя самостоятельно. В сущности, это стандартные вентили, открывая или закрывая которые можно отрегулировать температуру воды вручную. Несмотря на простоту конструкции, они довольно часто используются в системах теплых полов.

Виды клапанов по направленности потоков

В зависимости от конфигурации отопительного контура теплого пола, можно выбрать один из таких типов клапанов:

С Т-образной схемой. В данном устройстве смешанный поток вытекает из центра клапана, а входящий горячий и холодный потоки входят симметрично с противоположных сторон.
L-образная схема является ассиметричной. В данном случае горячий поток входит сбоку, холодный – снизу, а смешанный поток вытекает с противоположной стороны от горячего.

Для каких целей применяют трехходовой клапан

Основное предназначение трехходовых клапанов заключается в комбинировании радиаторов с высокими температурами теплоносителя и более прохладного контура для теплого пола. Так, теплый пол может выдерживать до 40 ℃, тогда как в радиаторах теплоноситель может нагреваться до 90 ℃. Таким образом, перепад температур компенсируется трехходовым краном для теплого пола с терморегулятором. Хотя это не единственное приспособление, можно воспользоваться и другими средствами.

Альтернативные варианты

Если площадь помещения не превышает 10 м², то корректировку температуры можно осуществлять простыми вентилями. Понадобится всего два устройства – на подачу и на обратку. Если нужно повысить температуру, достаточно открутить вентиль сильнее, и наоборот, прикрутив кран, можно добиться снижения температуры теплоносителя. Правда, в отличие от термостатического трехходового смесительного клапана для теплого пола, вентиль нужно перекрывать вручную. Да и точные данные получить достаточно сложно – все определяется лишь опытным путем.

Термостатический клапан можно купить не только трехходовой, но и двухходовой. Такое устройство устанавливают в дополнение к обычному вентилю с одной из сторон. В таком случае, не будет необходимости в ручном регулировании – оно будет осуществляться автоматически.

В тех случаях, когда потребуется покрыть теплыми полами большую площадь, понадобится узел подмеса. Он представляет собой комплект из термостатического клапана, циркуляционного насоса, коллектора подающего и обратного потока.

Факторы выбора смесительного приспособления для теплого пола

Перед тем, как начать установку трехходового клапана на теплый пол или любого другого устройства, необходимо учесть ряд факторов. В частности, большое значение имеет отапливаемая площадь.

Наименее затратными с экономической точки зрения будут стандартные вентили, однако они используются только для маленьких помещений. В то же время, для оборудования небольшой комнаты, ванной или туалета например, совсем не нужно тратить большие деньги на узел подмеса. Несколько дороже будет установка трехходовых клапанов, однако они позволят автоматически регулировать температуру.

Безусловно, несколько дороже будут стоить устройства со встроенными терморегуляторами. Хотя различие между двухходовыми и трехходовыми клапанами будет не слишком большим. Намного дороже будет стоить узел подмеса.

Как вариант, если цена узла подмеса для большой комнаты кажется неподъемной, можно собрать его самостоятельно, если у вас есть необходимый опыт и багаж технических знаний. При желании, можно найти множество схем установки регуляторов для теплых полов, которые несложно выполнить самостоятельно. В любом случае, самостоятельная компоновка узла из отдельных элементов позволит существенно сэкономить.

Свой Сантехник — Трехходовой клапан и его применение

В современных системах отопления трехходовой клапан применяется довольно часто, поскольку является средством качественного регулирования теплоносителя – по температуре, а не по расходу. Ведь подача в радиаторы оптимально подогретой воды – наилучший способ экономить энергоносители. Есть у термосмесительных кранов и другие полезные функции, о которых вы сможете узнать из данной статьи.

Но вначале надо рассмотреть, как работает трехходовой клапан, а также разобраться в его внутреннем устройстве.

Разновидности и назначение термостатических трехходовых клапанов

Вначале стоит отметить, что термостатические трехходовые клапаны делятся на несколько видов по принципу действия:

смесительные;
разделительные;
переключающие.

О назначении каждого из трех видов устройств можно судить по названию. Первые смешивают два потока теплоносителя с различной температурой, вторые – разделяют, а третьи занимаются переключением воды по разным направлениям. Внешне распознать каждую разновидность нетрудно, обычно принцип работы изображен на корпусе в виде рисунка. Вот так выглядит трехходовой смесительный клапан для отопления:

Разделительный (слева) и переключающий (справа) клапаны

С помощью смешивания или разделения потоков добиваются оптимальной температуры теплоносителя, что применяется в различных контурах системы отопления. Переключение же используется в газовых двухконтурных котлах, когда нагретую воду надо поочередно направлять в разные теплообменники.

Устройство и принцип работы трехходовых клапанов

Чтобы разобраться, из чего состоит и как работает термосмесительный трехходовой кран самого распространенного седельного типа, следует изучить представленную ниже схему. Внутри латунного корпуса с тремя патрубками методом литья устроены 3 камеры, проходы между которыми перекрываются тарельчатыми клапанами. Они закреплены на одной оси – штоке, выходящем из корпуса с четвертой стороны.

Весь процесс стоит разъяснить подробнее. Представьте, что со стороны горячей воды поступает недостаточно прогретый теплоноситель. Тогда механизм пропускает его дальше, а третий патрубок закрыт. Выносной датчик наполнен термочувствительной жидкостью и посредством капиллярной трубки соединен с резервуаром (сильфоном) внутри термоголовки.

При нагреве датчика эта жидкость расширяется, ее объем в трубке и сильфоне увеличивается, в результате последний начинает нажимать на шток трехходового клапана. Момент нажатия определяется регулировкой на шкале термостатической головки, настроенной на требуемую температуру. После этого к потоку разогретой воды подмешивается холодная из третьего патрубка и температура воды на выходе из термоклапана остается неизменной, хотя на входе теплоноситель продолжает нагреваться.

Если входящая вода продолжает нагреваться, то для сохранения установленной температуры на выходе термостатический клапан может полностью перекрыть вход и открыть боковой проток. При этом шток опускается в крайнее нижнее положение. Как только датчик отметит остывание теплоносителя, головка слегка отпустит шток, откроется седло клапана с горячей стороны и начнется подмешивание нагретой воды.

Способ регулировки трехходового крана термостатической головкой с датчиком – самый популярный, поскольку является достаточно точным и простым, причем не требующим электричества.

Использование приводов для трехходовых клапанов

Схемы подключения трехходового 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 клапана производится в таких случаях:

— Для защиты твердотопливного котла от воздействия конденсата и температурного шока после внезапных отключений электроэнергии.

Теплоноситель в контурах теплых полов должен прогреваться не более чем до 45 °С, что обеспечивается смесительным узлом с трехходовым краном.

— Для поддержания необходимой температуры теплоносителя в разных местах системы.

— 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:

Следующий пример использования и подключение этой важной детали – обвязка твердотопливного теплогенератора и буферной емкости, являющейся 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.

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

Бюджетные элементы с фиксированной температурой воды

Преимущество — более низкая цена, чем стоимость узла с термоголовкой. Разница существенная — около 30%.

Недостаток — нельзя регулировать нагрев выходящего теплоносителя. Когда элемент с завода настроен на 55 °С, то он всегда будет подавать воду с этой температурой ±2 °С.

Совет. Перед покупкой клапана упрощенной конструкции внимательно читайте техническую документацию на твердотопливный котел, в ней нередко указывается минимальная температура обратного теплоносителя. Больше информации по применению подобной арматуры вы найдете здесь.

Заключение

Термостатический трехходовой кран – очень полезная вещь в системе отопления частного дома, позволяющая эффективно использовать нагреваемый теплоноситель, а значит, и экономить топливо. Кроме того, эта простая деталь играет роль элемента безопасности для твердотопливных котлов и позволяет продлить им срок службы.

клапан с терморегулятором для радиаторов, регулировочный вентиль для перепускной системы

Чтобы поддерживать тепловой баланс дома или квартиры, в схему отопительного контура подключают трехходовой клапан, который способствует равномерному распределению тепла в отапливаемом пространстве. Несмотря на столь важную техническую особенность, данное устройство не отличается сложностью конструкции.

Особенности

Вода, протекающая по трубам центрального отопления, поступает в систему радиатора с определенной температурой, повлиять на которую возможности нет. Для этого в систему отопления устанавливают трехходовой кран. Его основная задача заключается в регулировке количества пропускаемой жидкости. Благодаря этому отпадает потребность изменения площади радиатора отопления. В комнаты поступает необходимый уровень тепла, соответствующий мощности отопительной системы.

Внешний вид трехходового крана напоминает тройник, только функциональные возможности у них разные.

Трехходовые краны разделяются на три вида:

Разделительный. Применяется в случае одновременной подачи тепла в нескольких теплоносителях. Данный узел можно представить как смеситель, который формирует стабильность подачи потока воздуха с заданной температурой. Монтаж производится непосредственно в сеть.
Смесительный. Используется для объединения потоков и их последующей регулировки. Входящие потоки с различной температурой попадают в кран через два отверстия, выход происходит через третье.
Переключающий. Данный тип клапана занимается переключением воды в различных направлениях.

Приобрести трехходовой клапан и регулятор температуры можно по отдельности, но более приемлемым вариантом станет приобретение конструкции с терморегулятором в целом.

Виды

Все модели трехходовых кранов обладают рядом отличий – функциональность, система монтажа, материал и ценовая политика.

Все присутствующие на рынке краны делятся на два типа:

запорный, или регулировочный;
терморегулирующий.

На запорный тип кранов возложена задача осуществления контроля над расходом воды. На вид регулировочный клапан отличается угловой формой и прямой линией. Благодаря этим устройствам можно произвести ремонтные работы или прочистку любого радиатора, не отключая всю отопительную систему.

Выбирая модель, необходимо заострить внимание на материал крана – он должен отличаться стойкостью к возможному возникновению коррозии. Кроме того, от материала изделия зависит способ монтажа. На данный момент синтетическая латунь является наиболее часто используемым металлом в производстве клапанов. Изготовленные изделия обладают прореженной резьбой, которая свободно монтируется с металлическими и пластиковыми соединениями. Иногда при монтаже могут быть задействованы сантехнические фитинги.

На сегодняшний день довольно популярными стали клапаны, изготовленные из качественного полипропилена. Их поверхность покрывается металлическим напылением. Для установки такого крана придется воспользоваться сваркой. Но если клапан потребуется заменить, то без частичного вырезания отопительной системы не обойтись.

Самое распространенное и простое устройство – это шаровый кран. Его основная задача заключается в пропускании теплоносителя. Из-за своей простоты он оснащен всего двумя положениями – открытое и закрытое. При необходимости его можно оставить в промежуточном состоянии, но от этого возрастет уровень износа изделия.

Шаровый кран зачастую производят из бронзы, чуть меньше изделий сделаны из других видов металлов. Новейшая технология производства тщательно шлифует внутренний шарик. Чем глаже его поверхность, тем меньше риск протекания горячего теплоносителя. Гладкая поверхность шарика содействует легкому повороту вентиля. Шаровый кран присоединяется к батарее посредством гайки.

Особенности пропускной системы разделяют шаровые краны:

Стандартные. Пропускаемое количество жидкости – примерно 70% от общего потока.
Полнопроходные. Пропускаемое количество жидкости составляет 100%.

Для высокой эффективности работы на радиаторы требуется устанавливать полнопроходной кран.

У шаровых кранов также имеются разновидности, например, фланцевые модели, которые используют в домашних радиаторах, а муфтовые и приварные предназначены для трубопровода. Они отличаются прочностью и долговечностью, способны выдержать избыточное давление.

Приобретая шаровый кран необходимо понимать, с какими трубами будет производиться соединение – пластиковыми или металлическими. Сам процесс монтажа шарового агрегата довольно прост: один конец прикрепляется к трубе с подающей жидкостью, другой крепится с выпускающей стороны.

Наряду с шаровым краном, существует несколько других изделий, отвечающих за подачу и давление теплоносителя. Например, конусный кран. Отличительная особенность конусного изделия заключается в плавном режиме работы. С его помощью легко регулируется поток горячей жидкости.

Основные составные части конусного крана – шток с резьбой и рукоятка. Повернув рукоятку, шток движется по резьбе, тем самым приоткрывая поток воды, либо, наоборот, закрывая его. По достижении штоком нижнего уровня поток воды перекрывается.

В производстве конусных клапанов используют латунь и бронзу, но для выполнения бюджетных моделей применяют полипропиленовую основу. По своим характеристикам полипропилен не может похвастаться долгим сроком службы, поэтому их устанавливают на пластиковую основу.

К запорному ряду клапанов также относится радиаторный кран Маевского, или, как его еще называют, игольчатый кран. Его непосредственная задача заключается в устранении воздушной пробки в системе отопления.

Воздух проникает в батареи вместе с потоком жидкости, образуя воздушную пробку, которая впоследствии снижает температуру нагрева. Нежелательная воздушная прослойка поднимается по батарее и останавливается в самой верхней части. Поэтому кран Маевского располагается на верхушке радиатора с боковой стороны.

Разновидность модельного ряда игольчатых кранов подразумевает различный тип открывания. Это может быть отвертка либо специальный ключ. На практике многие пользователи утверждают, что устанавливать необходимо модель с отверточным открыванием, так как ключ легко теряется.

Принцип их работы довольно прост. Для открытия необходимо повернуть вентиль крана против часовой стрелки, пока не появится шипящий звук, который говорит о том, что нежелательный воздух покидает батарею. После окончательного выхода воздушной пробки вентиль закручивается в обратную сторону.

Отличительная черта крана Маевского заключается в небольшой пропускной системе, поэтому его устанавливают на стальные и алюминиевые радиаторы.

Кран Маевского – это механическое устройство, которое способно выводить воздух с помощью человеческого вмешательства. Но наряду с механическими изделиями, на рынке появились устройства автоматические. Крупногабаритные экземпляры устанавливают в автономных системах отопления, а маленькие устройства подходят для комнатных батарей. Важная особенность автоматического крана Маевского заключается в самостоятельности его работы. При необходимости кран сброса открывается, воздух выходит, и система автоматически закрывает выходной клапан.

Терморегулирующие краны оснащены способностью автоматического управления потоком воды, а также поддержания комфортной температуры воздуха в отдельных помещениях.

Основная составляющая устройства – это сифон, который располагается в рукояти изделия. Внутри сифона присутствует жидкость или газ. Как только происходит повышение температурного режима, содержимое сифона начинает расширяться. Увеличение внутреннего объема заставляет шток спускаться и перекрывать поток теплоносителя. При снижении температуры в радиаторе шток возвращается в исходную позицию, а поток жидкости увеличивается.

Ценовое соотношение между терморегулирующими вентилями с газовым и жидким наполнением практически одинаковое. Но в вопросе функциональности между этими изделиями присутствуют различия. Газовые изделия моментально чувствуют изменение температуры радиаторов, а модели с жидким наполнением более четко реагируют на поток горячего теплоносителя.

Изначальная установка необходимых параметров терморегулирующего вентиля производится механическим агрегатом, но лучше воспользоваться электронным терморегулятором, что позволит отрегулировать термоклапан. Эти устройства помогают определить крайние положения крана, за счет чего определяется диапазон работы.

Следует отметить, что при установке трехходового клапана в автономную отопительную систему необходимо дополнительно вмонтировать балансировочный кран.

Наравне с терморегулирующим клапаном рассматривается кран с электроприводом. В его устройстве присутствует маленький мотор – электродвигатель. Процесс работы изделия заключается в подаче команды от блока электронного управления в двигатель, который меняет положение штока внутри изделия.

В последнее время в системах отопления стал распространен предохранительный клапан. Его основная задача заключается в обеспечении безопасности пользователей отопительных радиаторов. Из-за перепадов температуры и всплеска давления может произойти сбой, который способен привести к самым печальным последствиям. Практически такой же защитой занимается клапан перепускной системы.

В стандартной системе отопления присутствует множество различных элементов, каждый из которых отвечает за определенные функции. В том числе присутствует обратный клапан, который является основным агрегатом, контролирующим поток теплоносителя.

Сфера применения

Трехходовой клапан способен обеспечить максимальную герметичность крепления в системе трубопровода и свести к минимуму количество протеканий. Сфера применения данного клапана весьма обширна. Особое внимание клапан получает при монтажных работах трубопровода. Системы отопления не смогут работать равномерно без присутствия в схеме трехходового крана.

Схема подключения

Изучив конструкцию трехходового клапана, становится понятным его принцип работы.

По большей степени, спрос на кран возникает в нескольких случаях:

Защита отопительного котла от появления конденсата и возможного температурного повышения, связанного со сбоями в подаче электроэнергии.
В системе теплых полов смесительный клапан следит за температурными колебаниями, где максимальный уровень нагревания составляет 45 градусов. В случае повышения тепла устройство принимает необходимые меры для снижения температуры.
Трехходовой кран поддерживает требуемую температуру в различных точках.

Для сохранности теплового устройства от возникновения конденсата следует знать важное правило – в процессе разогрева котла нельзя производить подачу прохладной жидкости из системы радиатора в бак.

Жидкость начинает свою циркуляцию по малому кругу, проходя через байпас, и так пока теплогенератор не прогрелся до рабочего состояния. При обратке температура воды составляет примерно 55 градусов, из чего следует, что приступить к работе должен трехходовой кран. Он начинает приоткрываться и добавлять холодную жидкость в теплоноситель. На следующем выходе байпас закупоривается, и основная часть теплоносителя протекает через радиаторы помещений.

В системе теплых полов трехходовой кран исполняет идентичные функции. Насос направляет жидкость по контуру системы полов, пока у него не начнет опускаться температура. Как только происходит понижение температуры, срабатывает специальное устройство, и трехходовой кран незамедлительно производит подачу горячей жидкости.

При обвязке теплогенератора и буферной емкости трехходовой агрегат является незаменимым элементом в системе подключения.

Для полного прогрева системы в самое короткое время достаточно, чтобы температура в теплоносителе составляла 80-85 градусов. Но для радиаторов отопления это может стать критическим состоянием. На помощь приходит трехходовой клапан, который с легкостью понизит температуру и спасет рабочую цепь системы.

При установке отопительной системы в загородных домах, где тепловая энергия проходит от ТТ-котла, используется упрощенная схема подключения. В данном случае устанавливается автономный трехходовой клапан. Для эффективной работы ему не потребуется термоголовка и датчик температуры. Управляющий элемент регулировки теплоносителя вмонтирован внутрь клапана и сразу установлен на определенную температуру жидкости на выходном отверстии. Настроенная температура указывается на корпусе клапана.

Установка

При монтаже трехходовых кранов необходимо обратить внимание на множество нюансов. Непосредственно от этих тонкостей зависит бесперебойная работа системы отопления. Для каждого вентиля у производителя имеется специальная инструкция, при соблюдении которой можно избежать неприятностей.

Самое главное – это установка вентиля в верном положении. При установке необходимо использовать подсказки, которые показаны на корпусе изделия. Они представлены в виде стрелок, указывающих направление водного потока, а также буквенными обозначениями. Знак «А» указывает на прямой поток, «В» – на перпендикулярное движение, «АВ» говорит о соединенном отверстии входа и выхода.

Существует несколько видов клапанов, зависящих от направления потока:

Т-образная схема – вода попадает в кран через боковые входы. После слияния теплоноситель проходит через центровое отверстие.
L-образная схема – горячий поток затекает с боковой стороны изделия, холодный с нижней части. После соединения вода вытекает сквозь второе боковое отверстие.

Еще один немаловажный нюанс – при установке смесительного крана нельзя ставить устройство головкой вниз.

Прежде чем начинать монтаж, необходимо провести подготовку:

перекрыть подачу воды;
проверить трубопровод и избавиться от возможных остатков жидкости, которая может стать причиной некачественной работы прокладки трехходового крана.

Клапан необходимо устанавливать в легкодоступное место, чтобы в будущем можно было его проверить, поменять или вовсе убрать. Монтаж смесительного крана в центральную систему отопления происходит двумя способами, выбор которого зависит от варианта соединения отопительной системы.

В случае, когда происходит повышение температуры жидкости в обратке, появляется избыточное давление. На этот случай монтируется специальная перемычка, которая дросселирует переизбыток напора. Она устанавливается параллельно трехходовому крану.

Необходимо помнить, при установке некоторых моделей кранов появляется небольшой гул и легкая вибрация. Виной тому – несовместимость движений потока в трубопроводе и клапане. По этой причине может упасть давление.

Установка разделительного клапана способствует смешиванию потоков, благодаря которому на окончательном этапе схемы в радиаторах протекает жидкость стандартной температуры, а не перегретая донельзя.

Советы

Чтобы добиться максимальной работоспособности от трехходового крана, необходимо следовать инструкции от производителя.

Его монтаж не отличается сложностью, но все же стоит прислушаться к некоторым рекомендациям:

При монтаже трехходового клапана можно не беспокоиться о его видимом расположении. Установив кран вертикально или горизонтально, работоспособность системы не изменится.
При монтаже необходимо обратить внимание на лицевую часть корпуса клапана. На ней будет отражена направляющая стрелка, которая указывает направление потока.
Следует учесть, что для последующих проверок работоспособности клапана, его замены или вовсе демонтажа, к нему должен быть доступ. Поэтому необходимо заранее просчитать и просмотреть удобное место для установки крана.

Монтаж клапана может производиться с помощью сварочного аппарата. Чтобы избежать возможного возгорания или задымления, лучше заранее прочистить трубопровод от мусора.
Кроме того, при проведении сварочных работ нельзя допустить нагревания крана. Чтобы обезопасить изделие, необходимо обеспечить теплоотвод.
В ожидании отопительного сезона необходимо проверить работоспособность системы.

Благодаря качественному трехходовому крану, который без ошибок встроен в систему отопления, можно самостоятельно регулировать температурный режим отопительных устройств, а также контролировать и менять температуру тепла и осуществлять подпитку системы в разных помещениях.

Подробная инструкция по установке трехходового крана представлена в видео ниже.

виды смесительных термостатических кранов, схема подключения своими руками

Я приветствую моего уважаемого постоянного читателя! Современные инженерные системы призваны сделать нашу жизнь более комфортной. Но они же требуют применения новых технических решений и устройств. Эта статья – об одном из таких устройств. В этой статье речь пойдет о том, для чего нужен и как работает трехходовой клапан для теплого пола.

Что это такое и для чего он нужен

Оптимальный современный способ обогрева – устройство в доме теплого пола. Теплый пол позволяет равномерно обогреть все помещение снизу и не тратить тепло на нагрев воздуха под потолком, обогреть только нужные комнаты или даже их отдельные участки. Обогрев с помощью системы теплого пола позволяет сэкономить до 30% топлива и финансов по сравнению с напольным и настенным отоплением.

В системе теплого пола используется теплоноситель с максимальной температурой +45 °С, а котлы нагревают теплоноситель до температуры 80…90 °С. Поэтому для обеспечения нужной температуры теплоносителя необходимо устройство, смешивающее горячую воду из котла и холодную воду из обратки. Для пола очень важно не превышать температуру теплоносителя. В качестве этого устройства в коллекторном узле и используется смешивающий трехходовой клапан.

Назначение и область применения

Трехходовой клапан применяется для регулирования температуры теплоносителя в трубопроводах, залитых в стяжку пола.

Теплые полы у нас пока еще не очень широко распространены, в основном их монтируют в частных домах. Но люди постепенно понимают надежность такого варианта отопления и видят экономию, и теплые полы постепенно завоевывают популярность как в общественных, так и офисных и административных зданиях.

Если взвесить все плюсы и минусы применения теплых полов, то значительная экономия перевешивает дороговизну и сложность монтажа всей системы.

Характеристики

Характеристики смесительных клапанов включают в себя:

Способ управления – механический или с помощью электропривода.
Диаметры патрубков.
Рабочее давление. Все трехходовые регуляторы рассчитаны на давление не меньше 1,6 МПа, а в частном доме в системе отопления пола давление не превышает 0,2-0,3 МПа, поэтому при покупке любой клапан по номинальному давлению подходит для частного дома.
Пропускную способность.

Из каких материалов изготавливают

Трехходовые смешивающие клапаны изготавливают из следующих материалов:

Латунь. Сплав меди с добавлением цинка не подвержен коррозии, латунная арматура прочна, долговечна. Иногда латунные изделия покрывают хромом или никелем – в эстетических целях, так как металл темнеет со временем. Это самый распространенный материал для регулирующих устройств отопления в жилых домах.

Бронза. Также сплав меди с оловом, алюминием, кремнием, бериллием. По качеству не уступает латуни, но встречается редко.

Нержавеющая сталь. Отличный материал для регулирующей арматуры. Ее долговечность, стойкость к коррозии и прочность выше, чем у латуни. Но нержавейка дороже, и использовать такие регуляторы в частном доме не имеет смысла.

Для регулирующих трехходовых клапанов используют также титан, углеродистую сталь с защитным покрытием, но это скорее варианты для промышленности. Керамику не применяют, она не выдерживает бесконечных срабатываний. Изредка встречаются дешевые изделия из силумина – сплава алюминия и кремния. По качеству изделия из силумина не выдерживают никакой критики – они очень быстро выходят из строя.

Практически всегда для монтажа систем теплого пола в частном доме используют латунные трехходовые вентили.

Принцип работы и устройство

Для регулирования степени нагрева теплоносителя в системе теплого пола применяется смесительный трехходовой клапан, имеющий один выход и два входа. Принцип действия: в устройство поступают два потока – горячая и холодная вода – и автоматически смешиваются в определенной пропорции.

Пропорция определяется настройкой терморегулятора. Клапан не меняет давление в трубопроводе (кроме незначительных потерь при прохождении воды через арматуру). Бывают модели с электроприводом – они позволяют очень точно регулировать температуру теплоносителя.

Конструкция клапана включает в себя корпус, регулирующие элементы (золотники), соединенные со штоком, термоголовку, управляющую штоком и через его движение золотниками. В корпусе имеются седла с уплотнителями. При повороте штока жестко связанные с ним золотники приоткрывают или перекрывают потоки холодной или горячей воды, меняя температуру воды на выходе из вентиля.

Шток поворачивает термоголовка, которая срабатывает при повышении и понижении температуры выходящего теплоносителя. Устройства с электроприводом срабатывают от автоматики: она включается, если поступает команда от датчиков температуры.

Существуют трехходовые клапаны, в основу конструкции которых взят шаровой кран. Регулирующий орган здесь имеет форму шара или сектора с отверстием сложной формы. Шток в таких приводах вращается.

Преимущества и недостатки

Преимущества трехходовых смешивающих клапанов:

Простая конструкция.
Стабильное регулирование.
Надежность.
Герметичность.
Достаточная точность регулировки (максимум точности – до 1°С).
Долговечность.
Относительно компактные габариты.

Самое большое достоинство применения трехходовых клапанов – трубопроводы и соответственно стяжка и покрытие пола не перегреваются, что предотвращает преждевременный выход из строя стяжки и покрытия.

Недостатки:

Гидравлическое сопротивление трехходовых конструкций выше, чем у обычного двухходового вентиля.
Конструкция корпуса и золотника допускает наличие застойных зон – периодически придется демонтировать устройство и очищать от окалины, мусора, органических примесей.
Недостаточная точность регулировки температуры в помещении. Регулировочный клапан достаточно точно регулирует только температуру выходящего теплоносителя, а температуру обогреваемого помещения – приблизительно.

Чтобы обеспечить комфортный уровень отопления, придется подбирать соотношение температуры выходящего потока и температуры в помещении «методом тыка». К сожалению, трубопроводы теплого пола намного больше радиатора, и точность регулировки обеспечить невозможно. Еще больше усложняет ситуацию инерционность теплого пола – 100-миллиметровая цементная стяжка прогревается очень медленно.

Но если стоически относиться к медленному нагреву или охлаждению помещения, то клапан с механической регулировкой вполне подходит для применения в системе отопления частного дома или квартиры.

Намного больший комфорт обеспечивают клапаны с электрическим приводом, управляемые системой «умный дом» с датчиками температуры в каждой комнате. Но такие устройства очень дороги.

Виды

Трехходовые клапаны подразделяются по принципу действия. Бывают разделительные и смесительные клапаны. В системах теплого пола (и в радиаторах) применяются смесительные устройства, регулирующие температуру выходящего теплоносителя путем смешивания холодной и горячей воды.

По способу приведения в действие трехходовые устройства бывают:

Ручные. Встречаются очень редко, стоят недорого. Удобны, если теплые полы смонтированы в 1-2 комнатах – например, ванной и детской.
Автоматические.

В ручных положение штока и регулировка температуры выходящей воды регулируется вручную рукояткой. В автоматических движением штока управляет либо термоголовка, либо электропривод, управляемый автоматикой с термодатчиками.

Автоматические клапаны бывают:

Самый простой вид – с термостатической головкой. Срабатывают при увеличении температуры (реагируют на повышение давления). Такие устройства используют для радиаторов. Жидкость в приводе при увеличении температуры расширяется и приводит в действие шток.
С термостатической головкой и выносным датчиком.
С электроприводом. Шток приводится в движение при помощи электродвигателя. Двигатель управляется контроллером, на который поступают сигналы с температурных датчиков. Привод может управлять клапаном с помощью соленоида (магнита) или механической передачи (сервопривода).
На производстве в системах с большими давлениями и диаметрами используются пневматические или гидроприводы.

Виды клапанов приведены на фото:

Маркировка клапанов

Трехходовые клапаны маркируются буквами и цифрами:

Название фирмы.
Серия и номер модели (например, VTA 321).
Условный диаметр в мм (DN 20).
Температурный режим, например 20-45С – режим от 20 до 45 °С.
Пропускная способность в м³ – KVS 1,6 – 1,6 м³/час.

Пример маркировки клапана фирмы ESBE выглядит следующим образом:

ESBE VTA 321 DN 20 20-45C, kvs 1,6

Типоразмеры: ½», ¾», 1″, 1¼» и так далее либо в мм – 15, 20, 25 мм и т.д.

Срок службы

Срок службы в первую очередь зависит от качества самого клапана, во вторую – от числа срабатываний. Можно рассчитывать на то, что клапан прослужит 10 лет и больше. Чаще выходят из строя термоголовки и электроприводы.

Как выбирать

Устройство теплого пола даже в частном доме – достаточно сложная инженерная система с неоднозначным результатом. При некачественной регулировке вся выгода может исчезнуть, поэтому нельзя экономить на коллекторном узле и регулировочной арматуре. Хорошие трехходовые клапаны недешевы, на рынке или в интернете велика вероятность приобрести некачественную продукцию.

Для системы теплого пола лучше покупать оборудование в гипермаркете или специализированном магазине. Сертификат должен быть обязательно! Или паспорт с «мокрой» печатью и заполненной гарантией. Чек нужно сохранить.

Обычно покупают изделия из латуни. Клапаны из нержавеющей стали стоят дороже и реже продаются. Силумин не стоит даже рассматривать – изделия из него плохо переносят постоянные открытия-закрытия, а регулировочная арматура стоит немало.

При покупке в магазине необходимо осмотреть клапан – чтобы не было сколов, трещин, замятий. Нужно постараться заглянуть внутрь клапана – на латунных изделиях без покрытия внутренняя часть должна быть золотистой (а не бело-серебристой, как у силумина). Можно сориентироваться по весу. Силуминовые изделия весят намного меньше латунных – плотность латуни примерно в три раза больше, чем у силумина.

Примерная цена

Таблица выше это цены на Трехходовой клапан с термоголовкой. Чтобы узнать, сколько стоит оборудование в вашем регионе, лучше обратиться в ближайший строительный гипермаркет. Примерные цены на трехходовой клапан с электроприводом:

Правила монтажа и эксплуатации

Монтаж трехходового клапана в систему теплого пола частного дома не слишком сложен, его вполне можно выполнить своими руками. Необходимо точно придерживаться инструкции, она прилагается производителем к каждому изделию.

На всех вводах-выводах трехходового клапана выбиты буквы:

А – подача основного теплоносителя (горячей воды). Обычно этот участок находится на одной оси с выходным патрубком.
С – второй ввод в вентиль. Обычно располагается перпендикулярно оси движения теплоносителя.
АВ – выход. Находится на одной оси с основным вводом.

При монтаже оборудования следует предусмотреть возможность демонтажа и осмотра – к клапану должен быть свободный доступ.

Необходимые инструменты и материалы

Для монтажа трехходового клапана понадобится:

Два разводных гаечных ключа.
Накидные гайки-американки, укомплектованные прокладками.
Возможно, лента ФУМ.

Ход работ

Клапан в систему устанавливают при помощи накидных гаек-американок. Перед установкой очищают торцы труб (точнее, фитинги на торцах труб) от грязи, заусенец, песка, пыли. То же проделывают с патрубками клапана. Проверяют наличие прокладок в гайках. Накручивают гайки на патрубки и слегка затягивают. При этом одним гаечным ключом закручивают гайку, вторым придерживают вентиль. Перед клапаном необходимо подсоединить механический фильтр.

Важно правильно расположить вентиль: ко вводу А подсоединяют трубопровод горячей воды; В – байпас от обратки; АВ – коллектор, к которому подходят трубопроводы отопления.

При установке привод не должен находиться над клапаном.

Видео по монтажу

На видео можно увидеть все тонкости правильной установки трехходового клапана для теплого пола.

Особенности эксплуатации

Перед клапаном следует в обязательном порядке установить фильтр.

Ошибкой будет установка клапана с термоголовкой в систему, регулирующую теплый пол в нескольких комнатах или расположенную в другом помещении (и в плотно закрытом распределительном шкафу). Необходимо устанавливать оборудование с выносными датчиками, расположенными в отапливаемой комнате.

Частые ошибки и проблемы при установке

Самая существенная ошибка при установке трехходового регулировочного клапана – неверно подсоединить трубопроводы с входящим и выходящим теплоносителем (например, когда к патрубку для ввода присоединяют трубу для подачи теплоносителя в отопительный контур). Необходимо быть внимательным при установке оборудования. На патрубках буквами указано назначение каждого отвода, при неправильном подсоединении трехходовой клапан работать не будет.

Необходимо точно соблюдать рекомендации производителя по длине прямых участков до и после вентиля, иначе работа регулятора будет нарушаться, а гарантия на такое оборудование не распространяется.

Советы специалистов

Перед выбором регулирующего оборудования необходимо определиться, какую площадь требуется обогреть. Если будет отапливаться ванная, часть пола спальни или детской комнаты, нет необходимости приобретать арматуру с термоголовкой – проще использовать трехходовой вентиль с ручным управлением, чем устанавливать полноценный дорогой смесительный узел.

Стоимость смесительно-распределительного узла с запорной и регулирующей арматурой, коллектором, манометром, краником Маевского превышает стоимость всех трубопроводов (если они выполнены из полимера, а не из дорогой меди).

Если система теплого пола включает несколько помещений, то необходимо перед монтажом заказать проект у квалифицированного инженера-сантехника – в нем будут указаны характеристики клапана. При большой площади теплых полов и большом количестве комнат понадобится один или несколько смесительных узлов.

Схема подключения каждого узла включает в себя коллектор – распределительную гребенку, к которой присоединены трубопроводы отопления. Перед коллектором устанавливается трехходовой смесительный вентиль и насос. Клапан может быть с термоголовкой или с датчиками, контроллером и электроприводом.

Заключение

Я прощаюсь с моим уважаемым читателем. Желаю вам использовать полезную информацию, полученную из статьи, на практике при устройстве теплого пола у себя дома. Подписывайтесь на обновления сайта, приводите на сайт друзей, делитесь интересной информацией с друзьями в соцсетях.

устройство, принцип работы, подключение трехходового клапана к котлу

Трехходовой клапан для отопления

На выходе из котельной установки теплоноситель имеет определенную температуру, которая автоматически поддерживается в пределах заданного пользователем значения. Но зачастую для нескольких контуров системы отопления требуется вода с различной температурой, что не может быть обеспечено автоматикой котла. В таком случае в схему добавляется трехходовой термостатический смесительный клапан, чьей задачей является поддержание необходимых параметров теплоносителя в малом контуре котельной установки и контурах системы отопления.

Конструкция и принцип работы трехходового крана

Чаще всего изделие напоминает с виду обычный тройник из латуни или бронзы, сверху которого установлена регулировочная шайба. Под ней находится термочувствительный элемент, который нажимает на рабочий шток, выходящий из корпуса. Внутри на штоке закреплен конус, герметично входящий в седло. Чтобы понять, как работает трехходовой клапан, нужно изучить его строение в разрезе:

Трехходовой термостатический смесительный клапан

Вода циркулирует через фронтальный и правый патрубки до тех пор, пока ее температура не вырастет или понизится до заданного значения. Задача и принцип действия трехходового клапана заключается в том, чтобы удержать температуру теплоносителя на выходе в заданных пределах, подмешивая холодную или горячую воду (в зависимости от схемы) из левого патрубка. Когда параметры теплоносителя выходят за указанные пределы, внешний привод нажимает на шток. При его перемещении конус выходит из седла и открывает сообщение между всеми тремя каналами. Процесс продолжается до полного перекрывания фронтального входного патрубка, если температурные параметры воды не перестанут изменяться.

Трехходовой клапан с термоголовкой

Существует внутренний механизм клапана другого типа, по конструкции он похож на шаровой кран. Такой трехходовой переключающий клапан вместо седла с конусом имеет внутри шар с выборкой специальной формы. Для перераспределения потоков теплоносителя в таких изделиях привод должен не нажимать, а вращать шток, на котором закреплен шар. Клапаны с шаровым элементом не производятся с большой пропускной способностью и применяются, как правило, в бытовых системах отопления. Другая разновидность механизма – на штоке установлен не шар, а сектор, чья рабочая часть перекрывает полностью или частично один или два потока соответственно.

Работа трехходового клапана

Типы приводов

В процессе работы управление трехходовым клапаном по температуре осуществляется внешним приводом, он бывает нескольких типов:

Простой термостатический привод нажимает на шток за счет расширения размещенной в нем жидкой среды, чувствительной к изменению температуры. Обычно бытовые трехходовые термостатические смесительные клапаны небольших диаметров изначально снабжены таким типом привода, его можно легко снимать для установки другого вида устройства.
Вместо штатного привода краном может управлять термостатическая головка, имеющая собственный чувствительный элемент, реагирующий на температуру окружающего воздуха. Чтобы осуществлять регулировку по температуре воды, трехходовой смесительный клапан с термоголовкой дополнительно снабжается выносным датчиком температуры. Последний помещен в трубопровод с теплоносителем и соединен с приводом капиллярной трубкой. Такое регулирование является более точным.
Воздействовать на шток может и электропривод, управляемый контроллером. Электрические датчики, называемые преобразователями температуры, непрерывно измеряют параметры теплоносителя и сигнализируют об их превышении контроллеру, от которого зависит работа трехходового клапана с электроприводом. Самый распространенный и наиболее точный способ регулирования.
Упрощенная разновидность предыдущего типа изделий — трехходовой смесительный клапан с сервоприводом. Разница заключается в отсутствии контроллера, привод управляет краном напрямую, получая сигналы от датчика температуры. Чаще всего применяется в комплекте с трехходовыми кранами, имеющими шаровой или секторный распределительный элемент.

Применение и схемы подключения

Для того чтобы холодный теплоноситель не попадал в рубашку твердотопливного котла при его разогреве, применяется схема подключения трехходового клапана с первичным контуром циркуляции:

Подключение трехходового клапана

Трехходовой кран отсекает холодную воду из обратного трубопровода, чтобы на внутренних стенках камеры твердотопливного котла не появлялся конденсат, который может значительно сократить срок службы агрегата. Теплоноситель циркулирует в первичном контуре, пока не нагреется до температуры, установленной на термоэлементе клапана, обычно это 40—50 ⁰С. По достижении этой температуры термостат воздействует на шток, постепенно приоткрывая поток холодной воды из системы отопления. Для гидравлической настройки всей системы в малый контур врезан балансировочный вентиль. Для правильной работы схемы обвязки котла циркуляционный насос должен устанавливаться после трехходового крана, а не перед ним, это очень распространенная ошибка.

Продолжением этой схемы может быть организация вторичного контура циркуляции, в котором задействован собственный насос и трехходовой клапан для отопления. Подключение осуществляется по такой схеме:

Трехходовой переключающий клапан

Во вторичном контуре происходит подмешивание в систему отопления горячей воды от котла по мере необходимости, а насос обеспечивает циркуляцию в этом контуре. Трехходовой кран и насос управляются контроллером, который получает данные о параметрах теплоносителя от датчиков. Отбор воды для бойлера производится между двумя контурами, где теплоноситель имеет максимальную температуру, подключение трехходового клапана к котлу в первичном контуре выполняется, как это было показано в предыдущей схеме.

Многие производители котельного оборудования устанавливают в своих отопительных агрегатах дополнительный контур для обеспечения потребителей ГВС. С целью выдержать параметры горячей воды на подаче в дом оборудование для переключения основного теплообменника на контур ГВС и обратно устанавливается внутри котла. Принцип работы и устройство трехходового клапана газового котла, задействованного в этом процессе, мало чем отличается от изделий, описанных выше. Есть небольшая разница в конструкции, которая представляет собой прямой коллектор, внутри него движется элемент, перекрывающий боковые патрубки. Шток вращается с помощью сервопривода по команде от встроенного блока управления котла.

Еще одна сфера применения – управление напольным отоплением, для этого обычно применяется трехходовой клапан с термоголовкой и выносным датчиком температуры. Общая схема выглядит таким образом:

Трехходовой смесительный клапан с термоголовкой

Схема обеспечивает подачу во все комнаты теплоносителя с одинаковой температурой. Трехходовой кран нужен для того, чтобы не допустить перегрева, так как для напольных систем отопления не требуется такая горячая вода, какая поступает из котельной установки. Насос создает циркуляцию во всех контурах, а клапан подмешивает в подающий коллектор горячий теплоноситель по мере необходимости. Такой смесительный узел – один из самых простых вариантов подключения, схема усложняется, когда требуется регулировка температуры в каждом помещении отдельно.

Заключение

Трехходовые клапаны, как устройства для приготовления теплоносителя требуемых параметров, не имеют себе альтернативы. Они применяются в смесительных узлах любого типа и для различных температур воды. Нужно только правильно выбрать клапан, схему подключения и тип привода, задействованного в этой схеме.

Узнайте больше о трехходовых клапанах HVAC

В отрасли HVAC используются два типа трехходовых клапанов: смесительные клапаны и отводные клапаны. Во избежание недоразумений, связанных с терминологией, мы будем рассматривать смесительные клапаны с двумя входами и одним выходом, а отводные клапаны — с одним входом и двумя выходами.

Рисунок 1.

Многие назовут все трехходовые клапаны смесительными клапанами. Трехходовые клапаны также могут называться байпасными клапанами, клапанами постоянного потока и многими другими терминами.

Примечание. Неправильное использование одного для другого вызовет вибрацию, гидравлический удар, вибрацию и повреждение системы.

Смесительные клапаны чаще используются в области HVAC. Смесительные клапаны являются хорошими регулирующими клапанами, хотя их можно использовать как двухпозиционные клапаны, перенаправляя полный поток от одного или другого входа к общему выходу.

Клапаны переключающие обычно используются как двухпозиционные. Поток полностью отклоняется в ту или иную сторону.Вообще говоря, отводные клапаны не являются хорошими регулирующими клапанами, хотя некоторые производители клапанов вставляют определенные заглушки в трехходовые отводные клапаны, чтобы их можно было использовать для регулирования. Производители клапанов обычно указывают в своих каталогах, предназначен ли клапан для смешивания или отвода.

После того, как будет принято решение о том, с каким трехходовым клапаном вы имеете дело, смешивающим или переключающим, регулирующим или двухпозиционным, выбор должен осуществляться так же, как двухходовые клапаны.Найдите коэффициент CV. Как и раньше, вам нужно знать полный расход и DP.

Трехходовые клапаны используются во многих приложениях с замкнутой системой. Примеры включают:

1. Изменение температуры подачи

2. Изменение объема потока

3. Первичные / вторичные насосные системы

4. Двух / четырехтрубные распределительные системы

Не существует «практических» способов определения расхода или доступного давления для трехходового клапана. Для определения расхода трехходового клапана необходимо знать все характеристики.

Рисунок 2.

На рис. 2 показан трехходовой клапан, изменяющий температуру потока. Обратите внимание, что количество воды в системе (показанной здесь змеевиком) не меняется. В этом случае желателен низкий DP. Используйте 20% доступного давления. В этом примере доступно 20 фунтов на квадратный дюйм. 4 фунта на квадратный дюйм будет DP, чтобы использовать, чтобы найти CV.

Рисунок 3.

На рисунке 3 мы меняем количество потока через змеевик. В этом случае желателен высокий перепад давления на клапане.Используйте 50% доступного давления, минимум 5 фунтов на квадратный дюйм, если возможно. В этом примере доступно 18 фунтов на квадратный дюйм, поэтому давление 9 фунтов на квадратный дюйм — это DP, который нужно использовать для определения CV. Если доступное давление упало ниже 10 фунтов на квадратный дюйм, скажем 8 фунтов на квадратный дюйм, используйте 5 фунтов на квадратный дюйм в качестве DP.

Как и в случае с двухходовыми клапанами, если выбранный трехходовой клапан меньше диаметра линии, не забывайте о коэффициенте FP. Измените размер клапана, применяя коэффициент FP, чтобы найти новое CV.

Для трехходовых клапанов, используемых в системах «охлажденная вода-горячая вода», с переключением «лето-зима», двухпозиционным смешиванием или отводом, используйте клапан размера линии.Это приложение с низким DP. Желателен полный сток.

Для определения статического давления, на которое должен быть рассчитан клапан, используется следующая формула:

Номинальное статическое давление (фунт / кв. Дюйм) = [(HFP + HT) + (HP — HF)] / 2,31

Где HFP = Давление заполнения в нижней точке системы в футах водяного столба.

HT = Расстояние клапана над нижней точкой системы.

л.с. = общий напор насоса в футах водяного столба.

And HF = Потери на трение в трубопроводе между клапаном и насосом в футах водяного столба.

К сожалению, может быть известна не вся информация для расчета номинального статического давления напора (SHPR). Для определения приближения SHPR можно использовать метод. Возьмите давление наполнения и добавьте давление напора самого большого насоса в системе. Убедитесь, что номинальное статическое давление корпуса клапана равно этой сумме или превышает ее. Вам нужны эти две части информации.

Номинальное давление закрытия для трехходовых клапанов в замкнутом контуре должно равняться или превышать общий перепад давления, который может возникнуть через любой порт, когда этот порт закрыт.

Рисунок 4.

На рисунке 4 максимальное давление, при котором клапан должен будет закрыться, будет равно сумме перепадов давления в змеевике, насосных участках змеевика и клапане с полным потоком от B к AB. Это потому, что, когда нет потока через байпас, от X до A, давления в X и A одинаковы. Максимальный перепад давления, при котором клапан должен закрыться, равен только перепаду давления от X до любого контура (A или B), имеющего наибольшее сопротивление максимальному потоку плюс падение давления через клапан.

Рисунок 5.

На рисунке 5 ситуация такая же. Клапан должен закрываться при максимальном падении давления от X до AB. К сожалению, в реальном мире выбора размеров клапана, необходимость DP для проверки давления закрытия трехходового клапана почти никогда не известна. Обычно, можно даже сказать, к счастью, клапан, выбранный по расходу и перепаду давления, будет иметь достаточно высокие параметры закрытия, чтобы работать.

Трехходовые клапаны, используемые в градирнях, представляют особые проблемы.Мы уже имеем дело не с замкнутыми циклами, а с открытыми. Системы с открытым контуром — это системы, открытые для атмосферы в некоторой части системы.

Когда конденсатор находится на том же уровне или выше градирни, рекомендуется использовать трехходовой переключающий клапан в байпасной секции. Не рекомендуется использовать трехходовой смесительный клапан в точке A, поскольку он будет находиться на стороне всасывания насоса и создавать условия вакуума, а не поддерживать атмосферное давление. См. Рисунок 6.

Рисунок 6.

Когда конденсатор находится ниже уровня градирни, рекомендуется байпас с использованием двухходового клапана.

DP от A до B при полном потоке должен равняться напору C-D. См. Рисунок 7.

Рисунок 7.

Metrex — 2- и 3-ходовые клапаны Metrex Регулирующие клапаны воды, клапаны R410a, клапаны регулирования давления воды, конденсаторный клапан морской воды, судовые клапаны

Как работают клапаны Metrex

Двухходовой клапан подает жидкость в одну сторону, а выходит в другую.Трехходовые значения либо смешиваются, вводя жидкость с помощью двух клапанов, а затем отправляя ее одним клапаном, либо отводя жидкости, вводя с помощью одного клапана, а затем отправляя ее двумя клапанами.

Metrex регулируют расход воды в ответ на изменения давления или температуры. Клапаны с приводом от давления регулируют поток воды в ответ на сигнал давления и в основном используются для стабилизации напора хладагента в системах охлаждения и кондиционирования воздуха с водяным охлаждением.

Благодаря регулирующему действию клапана поток отводящей тепло воды через конденсатор идет в ногу с нагрузкой на систему охлаждения, а давление хладагента поддерживается в относительно узком диапазоне.

В типичном холодильном оборудовании, когда нагрузка на чиллер увеличивается, давление и температура хладагента, поступающего в конденсатор, повышаются, вызывая открытие клапана и увеличение потока воды.

ДВУХСТОРОННИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ

2-ходовой клапан перед конденсатором

2-ходовой клапан после конденсатора

ТРЕХСТОРОННИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ

3-ходовой клапан в отводной конфигурации (стандартная конфигурация для всех 3-ходовых клапанов Metrex)

3-ходовой клапан в смешанной конфигурации (дополнительная конфигурация для некоторых 3-ходовых клапанов Metrex)

Примечания:

Ограничитель Опция : Рекомендуется для использования в системах с высоким перепадом давления, высоким давлением подачи насоса или большим перепадом давления между подачей и возвратом:> 25-35 PSI.Состоит из диафрагмы или пробкового клапана, размер / набор которых обеспечивает падение давления и уменьшение потока в конденсатор и регулирующий клапан воды. Может быть размещен в любом месте на общей линии до или после конденсатора и клапана, который контролирует общий расход контура. Правильный подбор сужения снижает высокоскоростной поток через седло клапана и устраняет необходимость в специальных внутренних размерах трима.
Опция балансировочного клапана : Используется для выравнивания сопротивления контура в обеих ветвях клапана, чтобы общее сопротивление и расход не изменялись при изменении открытия клапана.Также используется для обеспечения минимального необходимого перепада давления между входом клапана и соединением дренажной линии после клапана (не показано) на некоторых управляемых клапанах. Обратитесь к справочнику технических данных клапана для получения дополнительной информации.

Все, что вам нужно знать о применении трехходовых клапанов рекуперации тепла

Сегодня все больше и больше приложений используют «рекуперацию тепла» как средство обеспечения дополнительного или даже основного источника тепла.Рекуперация тепла может значительно снизить затраты на электроэнергию. Рекуперацию тепла лучше всего описать как процесс рекуперации тепла, которое обычно отводится наружным конденсатором. Обычно хладагент отводится к воздухоочистителю в зоне, где требуется тепло. Одно из старых применений рекуперации тепла — это супермаркет, поскольку в супермаркете постоянно поступает тепло, отводимое от множества охлаждаемых витрин и холодильников. Сегодня существует множество экономически эффективных применений рекуперации тепла в системах охлаждения, кондиционирования, осушения и тепловых насосов.

В то время как наиболее популярным применением рекуперации тепла является воздух, водяное отопление популярно в супермаркетах, магазинах и ресторанах, которые используют значительное количество горячей воды. По сути, любое применение, требующее тепла, может рекуперировать тепло от системы охлаждения или кондиционирования воздуха. Энергоэффективность рекуперированного тепла почти всегда будет более эффективной, чем у любого другого покупного источника тепла. Здравый смысл звучит так: «Зачем отказываться от тепла наружу, если дополнительное тепло требуется в любом другом средстве с умеренной температурой внутри системы или здания?» Трехходовые клапаны рекуперации тепла хладагента позволяют с легкостью утилизировать отбракованное или отработанное тепло.

Приложение

Клапаны могут быть установлены как в горизонтальном, так и в вертикальном положении. Однако его не следует устанавливать так, чтобы корпус катушки находился ниже корпуса клапана.

и параллельных трубопроводов

На рисунках 2 и 3 показаны типовые схемы трубопроводов для двух основных типов трубопроводов: последовательных и параллельных конденсаторов. Выбор расположения трубопровода будет зависеть от размера змеевика регенерации и схемы управления системой.

Если используется параллельная система трубопроводов, конденсатор регенерации должен быть рассчитан на обработку 100% отбракованного тепла в условиях и в то время, когда используется теплообменник регенерации.

Если используется последовательное расположение трубопроводов, необходимо принять меры предосторожности и безопасности для предотвращения смешивания переохлажденного хладагента с парами горячего газа. Эти меры безопасности могут включать управление блокировкой давления или температуры и реле задержки времени.

Как для параллельных, так и для последовательных трубопроводов, когда конденсатор холостого хода откачивается до давления всасывания, можно использовать небольшой электромагнитный клапан для повышения давления в конденсаторе холостого хода перед переключением трехходового клапана.Это может снизить вероятность поломки трубопровода хладагента из-за напряжения и усталости.

Рекуперация тепла с выпускным отверстием или без него

3-ходовые клапаны рекуперации тепла с 3-ходовыми пилотными клапанами доступны в различных размерах. Эти клапаны доступны с дополнительным «выпускным» отверстием, см. Рис. 1. Отверстие для выпуска воздуха позволяет отводить хладагент из змеевика рекуперации тепла или теплообменника, когда он не используется. Есть две причины, по которым хладагент удаляется из змеевика рекуперации тепла.Один из них — поддерживать надлежащий баланс хладагента в системе (то есть хладагент, оставшийся в теплообменнике регенерации, может привести к тому, что остальная часть системы будет работать с недостаточной заправкой). Вторая причина состоит в том, чтобы исключить возможность наличия конденсата хладагента в холостом змеевике. Когда в теплообменнике регенерации холостого хода конденсируется или даже переохлажден жидкий хладагент, находящийся в трубках, существует потенциальная проблема. Когда жидкий хладагент, насыщенный или переохлажденный, смешивается с хладагентом горячего газа, реакция смешения может вызвать сильный удар жидкости.Горячий газ, смешанный с жидкостью, может создавать силы в несколько тысяч фунтов и может привести к поломке трубопроводов хладагента и клапанов.

Альтернативный метод удаления хладагента из теплообменника рекуперации тепла заключается в использовании отдельного нормально открытого соленоидного клапана и дополнительного фиксированного дозирующего устройства, см. Рисунки 2 и 3. Отдельный электромагнитный клапан позволяет гибко откачивать теплообменник рекуперации, как жидкость вместо пара. Откачка рекуперативного теплообменника в виде жидкости дает два преимущества: (1) Удаление любого масла, которое может присутствовать в рекуперативном теплообменнике.(2) Охлаждающий эффект жидкости можно использовать для снижения перегрева пара, поступающего в компрессор, вместо охлаждения теплообменника с рекуперацией тепла. Sporlan рекомендует обращаться к признанным справочным материалам по трубопроводам для получения помощи в процедурах трубопроводов. Sporlan не несет ответственности за конструкцию системы, любой ущерб, возникший в результате конструкции системы, или за неправильное применение ее продукции.

Примечание: Обратный клапан должен быть установлен на линии откачки рекуперации тепла или выпуска воздуха всякий раз, когда рекуперативный теплообменник подвергается воздействию температур ниже, чем температура насыщения на всасывании системы.Это предотвратит миграцию хладагента в самое холодное место в системе.

Используйте дополнительный соленоидный клапан и трубопровод, если требуется откачка и используется клапан рекуперации тепла модели «C», см. Примечание 4. Необязательно опускать этот электромагнитный клапан и трубопровод в системах, использующих клапан рекуперации тепла модели «B».
Ограничитель
, номер по каталогу 2449-004, может потребоваться для управления скоростью откачки на неактивном конденсаторе.
Линия всасывания пилота должна быть открыта для общего всасывания вне зависимости от того, установлена ли змеевик рекуперации тепла во время установки, и независимо от модели / типа клапана рекуперации тепла.
Необходима надлежащая поддержка клапанов рекуперации тепла. Концентрированные напряжения, возникающие в результате теплового расширения или вибрации компрессора, могут вызвать усталостное разрушение трубок, колен и арматуры клапана. Усталостные отказы также могут возникать в результате образования пробок жидкости, перемещаемой парами, и удара, вызванного конденсацией.Рекомендуется использовать кронштейны для трубопроводов рядом с каждым фитингом 3-ходового клапана.

Типовая схема трубопроводов параллельного конденсатора

Используйте дополнительный соленоидный клапан и трубопровод, если требуется откачка и используется клапан рекуперации тепла модели «C», см. Примечание 4. Необязательно опускать этот электромагнитный клапан и трубопровод в системах, использующих клапан рекуперации тепла модели «B».
Этот обратный клапан необходим, если самая низкая рабочая температура окружающей среды ниже температуры испарителя.
Ограничитель
, номер по каталогу 2449-004, может потребоваться для управления скоростью откачки неактивного конденсатора.
Пилотная всасывающая линия должна быть открыта для общего всасывания вне зависимости от того, установлен ли теплообменник во время установки, и независимо от модели / типа клапана рекуперации тепла.
Необходима надлежащая поддержка клапанов рекуперации тепла. Концентрированные напряжения, возникающие в результате теплового расширения или вибрации компрессора, могут вызвать усталостное разрушение трубок, колен и арматуры клапана.Усталостные отказы также могут возникать в результате забивания жидкости, перемещаемой парами, и удара, вызванного конденсацией. Рекомендуется использовать кронштейны для трубопроводов рядом с каждым фитингом 3-ходового клапана.

Для получения дополнительной информации о 3-ходовых клапанах рекуперации тепла загрузите бюллетень Parker Sporlan 30-20 или посетите страницу продукта здесь.

HVACR Tech Tip Статья предоставлена Джимом Экелькампом, старшим инженером по применению, подразделение Sporlan компании Parker Hannifin

Дополнительные ресурсы:

Технический совет HVACR: Использование двунаправленных электромагнитных клапанов для тепловых насосов

Технический совет HVACR: 12 решений для устранения распространенных проблем TEV

Технический совет по HVACR: как определить общий объем заправки системы хладагента при использовании управления давлением напора

3-ходовой электромагнитный клапан — Whole Latte Love

Если у вас бюджетная полуавтоматическая эспрессо-кофемашина, вы делаете рюмку и снимаете портафильтр, и вы можете заметить, что это похоже на то, как машина чихает грязную, мутную смесь кофейной воды и измельчает.Может быть, вы видели, как легко свежезаваренная, но сухая кофейная шайба выбивается из портафильтра на других машинах, и вам интересно, почему вы постоянно сталкиваетесь с фильтром. Независимо от того, что вы делаете и что пытаетесь, всегда получается мокрый неаккуратный беспорядок. Хотя это может быть связано с необходимостью чистки заварной головки вашей машины, наиболее вероятная причина проблем вашей машины просто в том, что она не имеет трехходового соленоидного клапана.

История регулирующих клапанов приготовления кофе

В большинстве базовых моделей кофемашин эспрессо используется метко названный «Групповой клапан», подпружиненный резиновый обратный клапан, который закрывает головку группы, которая принудительно открывается при включении насоса, в то время как более дорогие модели обычно используют регулирующий клапан.В коммерческих и эспрессо-машинах Prosumer производители часто используют заварочные головки E-61 для контроля давления заваривания. Поскольку эти заварочные группы часто могут стоить больше, чем когда-либо была бы эспрессо-машина начального уровня, производители нашли способы упаковать ту же функциональность в меньший гидроэлектрический электромагнитный клапан. Хотя это звучит как техническая болтовня космической эры, этот тип варочного клапана использовался как в домашних, так и в коммерческих эспрессо-машинах уже более 40 лет. Они в основном входят в стандартную комплектацию домашних компьютеров более высокого класса, но почти никогда не встречаются в моделях начального уровня.

Механика трехходового электромагнитного клапана

В отличие от простого пассивного группового клапана, трехходовой электромагнитный клапан приводится в действие электрически, как правило, с помощью электромагнита, тянущего или толкающего металлический поршень вверх или вниз по трубе. Это позволяет клапану выборочно пропускать воду между двумя из трех его соединений, блокируя поток в третьем и выходящем из него. Чаще всего это приводит к следующим условиям:

Позвольте воде течь между заварочной головкой и сливным отверстием, перекрывая выходное отверстие бойлера.
Дайте воде течь между бойлером и заварочной головкой, закрыв сливное отверстие

Когда кофемашины эспрессо, оборудованные трехходовым клапаном, находятся в режиме ожидания или без питания, этот клапан находится в первом состоянии; это позволяет воде, воздуху и воде свободно течь между заварочной головкой и поддоном для капель, сохраняя при этом воду в бойлере аккуратно. Это сохраняет головку заварки сухой.

При нажатии кнопки заваривания питание подается через электромагнит клапана, переводя его в рабочее состояние; Сливное отверстие закрывается поршнем клапана.Вообще говоря, насос также включается, чтобы нагнетать воду в бойлер, хотя некоторые производители добавили в этот процесс схему задержки, чтобы обеспечить возможность предварительной инфузии.

Когда выстрел закончен и кнопка заваривания выключена, клапан возвращается в закрытое положение, снова закрывая бойлер и открывая сливное отверстие. Поскольку вода между бойлером и заварной головкой находится под высоким давлением (примерно 10 бар или 145psi !), Она выстреливает из открывшегося теперь дренажного отверстия в поддон для сбора капель.Но у этой воды тоже есть инерция и некоторое всасывание! Когда он уходит, он увлекает за собой большую часть застрявшей воды.

Помимо меньшего количества беспорядка и сухих шайб для кофе, эти клапаны гарантируют постоянный поток из бойлера через головку группы, делают возможной обратную промывку, помогают предотвратить подтекание варочной группы при приготовлении пара и снижают нагрузку на другие внутренние компоненты. Итак, если вы хотите приобрести новую машину или модернизировать ее, подумайте о машине с трехходовым электромагнитным клапаном. Это функция, которую вы обязательно оцените!

Модуляция против двухпозиционного управления — что лучше для оптимизации HVAC

Катушки HVAC

В системах отопления и охлаждения в современных зданиях используются оконечные устройства, такие как фанкойлы и охлаждающие балки, для создания необходимого комфорта в помещении.

Соотношение между выходной мощностью и расходом типичной катушки HVAC не является линейным, см. График ниже.

80% отопительного или холодного сезона соответствует потребляемой мощности ниже 60%, а теплообменники могут работать с расходом до 50%.

Почему важна оптимизация системы HVAC?

Оптимизация распределения жидкости в системе отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха снижает потребление энергии и улучшает управление и обеспечение комфорта внутри здания.Это наиболее экономичное решение, результаты оптимизации системы немедленные и существенные.

Выбор решения для регулирования и балансировки

Тип решения для регулирования и балансировки напрямую влияет на точность регулирования температуры, общий расход и напор насоса.

Выбор режима управления, 2- или 3-ходовые клапаны, а также двухпозиционное или плавное регулирование напрямую влияют на температуру обратки для источников тепла (конденсационные котлы, чиллеры, тепловые насосы и т. Д.).

3-ходовые клапаны с байпасами подают воду для отопления или охлаждения от оконечных устройств обратно к источникам тепла. Это отрицательно влияет на общую энергоэффективность.

Обычно рекомендуется использовать 2-ходовые регулирующие клапаны и системы с переменным расходом. В таких системах скорость насоса регулируется и регулируется электронным способом. Скорость потока постоянно меняется в зависимости от потребности в мощности. Когда достигается требуемая комнатная температура, 2-ходовые регулирующие клапаны перекрывают или уменьшают расход (в зависимости от типа привода), что приводит к снижению энергии.

Плавное регулирование

Плавное регулирование требует пропорционального управляющего сигнала от регулятора температуры в помещении или BMS, а также точного регулирующего клапана с пропорциональным приводом.

Пропорциональные управляющие сигналы обычно находятся в диапазоне напряжения 0-10 В, 2-10 В или тока 0-20 мА, 4-20 мА (все можно поменять местами).

Система управления выдает управляющий сигнал от 0% до 100%, чтобы обеспечить необходимую выходную мощность для поддержания постоянной температуры.Пропорциональный привод должен плавно открывать регулирующий клапан, чтобы точно обеспечивать требуемый расход (следовательно, температуру).

Преимущества плавного регулирования:

Стабильная температура
Низкий расход при низких затратах на перекачку.
Оптимальная температура возврата.
Низкие потери энергии в обратных трубопроводах.
Высокая энергоэффективность источников тепла.

Как уже было описано, для катушек HVAC требуется большое падение расчетного расхода, чтобы влиять на выходную мощность от 100% до 50%.

Но для выходной мощности от 50% до минимума требуется высокоточный контроль расхода. Форма характеристики в этой области крутая, как показано ниже.

Для достижения идеального и точного регулирования температуры необходимо использовать регулирующие клапаны, не зависящие от давления, с равнопроцентной характеристикой. Это обеспечит хороший отклик на расход при регулировании выходной мощности ниже 50%.

Что делает новый ТА-модулятор уникальным?

При разработке TA-Modulator мы уделили особое внимание тому, чтобы мы могли поддерживать высокую управляемость с точным контролем потока.

Это привело к появлению нашей новой управляющей пластины с уникальной формой EQM, которая обеспечивает лучший контроль хода. Это до 6 раз лучше по сравнению с линейным клапаном.

Модулятор
TA-Modulator разработан для пропорционального или 3-точечного управления во всех приложениях, требующих более жесткого контроля температуры, при этом обеспечивая экономию энергии.
TA-Modulator также хорошо работает с крупногабаритными оконечными устройствами.
В отличие от других клапанов, представленных на рынке, TA-Modulator может измерять как давление, так и истинный поток через клапан.Таким образом, легче проверить работоспособность установки перед передачей, правильно отрегулировать насосы с помощью индексного клапана, чтобы минимизировать затраты на электроэнергию и обнаружить любые потенциальные ошибки или неисправности.
Новый TA-Modulator представляет собой клапан, не зависящий от давления, и поддерживает почти постоянный перепад давления на регулирующем клапане.
Преимущества этого подхода:
Точный контроль температуры
Высший контрольный орган
Минимальные перемещения привода
Расчетное ограничение расхода, не зависящее от давления
В отличие от других клапанов на рынке, TA-Modulator может измерять как доступное давление, так и истинный поток через клапан.
Таким образом, легче проверить работоспособность установки перед передачей, правильно отрегулировать насосы с помощью индексного клапана, чтобы минимизировать затраты на электроэнергию и обнаружить любые потенциальные ошибки или неисправности.
Узнать больше
Чтобы узнать больше об этом новом уникальном регулирующем клапане от IMI TA, свяжитесь с одним из наших сотрудников.
Двухпозиционное управление
В двухпозиционном режиме управления регулирующий клапан в сочетании с двухпозиционным приводом обеспечивает либо максимальную мощность, либо полностью закрыт.Необходимо установить разницу температур между заданными значениями включения и выключения по отношению к желаемой температуре.
При включенном сигнале нагрева температура повышается (а при охлаждении понижается) до тех пор, пока температура не превысит заданное значение. Затем управляющий сигнал остается выключенным, и клапан закрывается до тех пор, пока температура не упадет (при охлаждении — увеличится) через дифференциал до нижнего установленного предела. Температура может продолжать расти в системах отопления из-за объема горячей воды (например, в радиаторах), которая все еще поставляет энергию в комнату.
Двухпозиционное регулирование приводит к колебаниям и колебаниям температуры. Колебание может быть уменьшено за счет более низкого перепада температур, но это увеличивает количество точек переключения и снижает срок службы элементов управления из-за их чрезмерного использования.
Принцип двухпозиционного управления

Подача только максимального потока к работающим оконечным устройствам влияет на температуру возврата. Высокая скорость воды не позволяет передавать энергию через змеевик в воздух.
Недостатки двухпозиционного управления:
Колебания температуры
Более высокий расход во всей установке с более высокими затратами на перекачку.
Температура обратной магистрали отрицательно сказывается.
Более высокие потери энергии в обратных трубопроводах.
Снижение энергоэффективности источников тепла.
Поговорите с экспертом
Узнайте о Steam | Регулирующие клапаны
Блок 6 контура пара и конденсата рассматривает практические аспекты управления, применяя основную теорию управления, обсуждаемую в Блоке 5, на практике.
Базовая система управления обычно состоит из следующих компонентов:
Регулирующие клапаны
Приводы.
Контроллеры.
Датчики.
Все эти термины являются общими, и каждый может включать множество вариаций и характеристик. С развитием технологий граница между отдельными предметами оборудования и их определениями становится менее четкой. Например, позиционер, который традиционно устанавливал клапан в определенное положение в пределах диапазона его перемещения, теперь может:
Принимать входные данные непосредственно от датчика и обеспечивать функцию управления.
Интерфейс с компьютером для изменения функций управления и выполнения диагностических процедур.
Измените движения клапана, чтобы изменить характеристики регулирующего клапана.
Интерфейс с системами цифровой связи предприятия.
Однако для ясности на данном этапе каждая единица оборудования будет рассматриваться отдельно.
Регулирующие клапаны
Несмотря на то, что существует большое количество типов клапанов, в этом документе основное внимание будет уделено тем, которые наиболее широко используются для автоматического регулирования пара и других промышленных жидкостей.К ним относятся клапаны типа
, которые имеют линейное и вращательное движение шпинделя.
К линейным типам относятся запорные и золотниковые клапаны.
Поворотные типы включают шаровые краны, дроссельные заслонки, пробковые краны и их варианты.
В первую очередь следует выбрать между двухходовыми и трехходовыми клапанами.
Двухходовые клапаны «дросселируют» (ограничивают) проход жидкости через них.
Трехходовые клапаны могут использоваться для «смешивания» или «отвода» жидкости, проходящей через них.
Двухходовые клапаны
Клапаны запорные
Проходные клапаны
часто используются для регулирования из-за их пригодности для дросселирования потока и легкости, с которой им можно присвоить определенную «характеристику», связывающую открытие клапана с потоком.
Два типичных типа шаровых клапанов показаны на рисунке 6.1.1. Привод, соединенный со шпинделем клапана, обеспечит движение клапана.
Основные составные части запорных клапанов:
Кузов.
Капот.
Седло клапана и плунжер клапана или трим.
Шток клапана (который соединяется с приводом).
Уплотняющее устройство между штоком клапана и крышкой.
Рисунок 6.1.2 представляет собой схематическое изображение односедельного двухходового проходного клапана. В этом случае поток жидкости толкает плунжер клапана и стремится удерживать плунжер от седла клапана.
Разница давлений на входе (P1) и выходе (P2) клапана, при которой клапан должен закрываться, называется перепадом давления (ΔP). Максимальный перепад давления, при котором клапан может закрыться, будет зависеть от размера и типа клапана, а также привода, с которым он работает.
В общих чертах сила, требуемая от привода, может быть определена с помощью уравнения 6.1.1.
В паровой системе максимальный перепад давления обычно считается таким же, как и абсолютное давление на входе. Это учитывает возможные условия вакуума после клапана, когда клапан закрывается. Перепад давления в замкнутой водяной системе — это максимальный перепад давления насоса.
Если более крупный клапан с большим отверстием используется для пропускания больших объемов среды, то усилие, которое должен развить привод, чтобы закрыть клапан, также увеличится.Там, где необходимо обеспечить очень большую пропускную способность с использованием больших клапанов или где существует очень высокий перепад давления, будет достигнута точка, когда становится нецелесообразным обеспечивать достаточное усилие для закрытия обычного односедельного клапана. В таких условиях традиционным решением этой проблемы является двухпозиционный двухходовой клапан.
Как следует из названия, двухседельный клапан имеет два плунжера клапана на общем шпинделе с двумя седлами клапана. Седла клапана можно сделать не только меньшего размера (поскольку их два), но и, как показано на рисунке 6.1.3 силы частично уравновешены. Это означает, что хотя перепад давления пытается удержать верхний плунжер клапана от седла (как и в случае с односедельным клапаном), он также пытается прижать и закрыть нижний плунжер клапана.
Однако потенциальная проблема существует с любым двухседельным клапаном. Из-за производственных допусков и различных коэффициентов расширения несколько двухседельных клапанов могут гарантировать хорошую герметичность при отсечении.
Запорная герметичность
Утечка в регулирующем клапане классифицируется по степени утечки в полностью закрытом клапане.Уровень утечки через стандартный двухседельный клапан в лучшем случае соответствует классу III (утечка 0,1% от полного потока), что может быть слишком большим, чтобы сделать его пригодным для определенных применений. Следовательно, поскольку пути потока через два порта различны, силы могут не оставаться в равновесии при открытии клапана.
Существуют различные международные стандарты, регламентирующие скорость утечки в регулирующих клапанах. Следующие значения утечки взяты из британского стандарта BS 5793, часть 4 (IEC 60534-4). Для несбалансированного стандартного односедельного клапана степень утечки обычно соответствует Классу IV (0.01% от полного потока), хотя можно получить класс V (1,8 x 10 ₅ x перепад давления (бар) x диаметр седла (мм). Как правило, чем ниже скорость утечки, тем больше затраты.
Сбалансированные односедельные клапаны
Из-за проблемы утечки, связанной с двухседельными клапанами, когда требуется плотная отсечка, следует выбрать односедельный клапан. Усилия, необходимые для закрытия односедельного шарового клапана, значительно увеличиваются с увеличением размера клапана. Некоторые клапаны разработаны с уравновешивающим механизмом для уменьшения необходимого усилия закрытия, особенно на клапанах, работающих с большим перепадом давления.В клапане с уравновешиванием поршня некоторая часть давления жидкости на входе передается по внутренним каналам в пространство над плунжером клапана, которое действует как камера уравновешивания давления. Давление, содержащееся в этой камере, создает прижимную силу на плунжере клапана, как показано на рисунке 6.1.4, уравновешивая давление на входе и помогая нормальной силе, прилагаемой приводом, для закрытия клапана.
Задвижки со шпинделем
Задвижки бывают двух разных конструкций; клиновой тип ворот и тип параллельного скольжения.Оба типа хорошо подходят для изоляции потока жидкости, поскольку они обеспечивают плотное перекрытие, а в открытом состоянии перепад давления на них очень мал. Оба типа используются как клапаны с ручным управлением, но если требуется автоматическое срабатывание, обычно выбирается параллельный золотниковый клапан, будь то для изоляции или управления. Типовые клапаны показаны на рисунке 6.1.5.
Параллельный золотниковый клапан закрывается с помощью двух подпружиненных скользящих дисков (пружины не показаны), которые проходят по пути потока жидкости, давление жидкости обеспечивает герметичное соединение между нижним по потоку диском и его седлом.Параллельные золотниковые клапаны большого размера используются в главных паропроводах и питающих линиях в энергетике и обрабатывающей промышленности для изоляции секций завода. Параллельные направляющие с малым проходом также используются для управления вспомогательными системами подачи пара и воды, хотя, в основном из-за стоимости, эти задачи часто выполняются с использованием шаровых кранов с приводом и клапанов поршневого типа.
Клапаны поворотного типа
Клапаны поворотного типа, часто называемые четвертьоборотными клапанами, включают пробковые клапаны, шаровые краны и дроссельные заслонки.Все они требуют вращательного движения для открытия и закрытия и легко могут быть оснащены приводами.
Эксцентриковые пробковые клапаны
На рисунке 6.1.6 показан типичный эксцентриковый плунжерный клапан. Эти клапаны обычно устанавливаются со шпинделем плунжера в горизонтальном положении, как показано на рисунке, и прикрепленным приводом, расположенным рядом с клапаном.
Плунжерные клапаны могут включать в себя соединения между плунжером и приводом для улучшения рычага и усилия закрытия, а также специальные позиционеры, которые изменяют внутреннюю характеристику клапана на более полезную равнопроцентную характеристику (характеристики клапана обсуждаются в Модуле 6.5).
Краны шаровые
На рисунке 6.1.7 показан шаровой кран, состоящий из сферического шара, расположенного между двумя уплотнительными кольцами в простой форме корпуса. В шаре есть отверстие, через которое проходит жидкость. При совмещении с концами трубы это дает либо полнопроходной, либо почти полнопроходной поток с очень небольшим перепадом давления. Поворот шара на 90 ° открывает и закрывает проточный канал. Шаровые краны, разработанные специально для целей управления, будут иметь характеристики шариков или седел, чтобы обеспечить предсказуемую картину потока.
Шаровые краны — это экономичное средство обеспечения контроля с плотной отсечкой для многих жидкостей, включая пар, при температурах до 250 ° C (38 бар изб., Насыщенный пар). Выше этой температуры необходимы специальные материалы седла или седла металл-металл, что может быть дорогостоящим. Шаровые краны легко приводятся в действие и часто используются для удаленного отключения и управления. Для критических приложений управления доступны сегментированные шары и шары с отверстиями особой формы для обеспечения различных характеристик потока.
Дроссельные заслонки
Рисунок 6.1.8 представляет собой простую принципиальную схему дроссельной заслонки, которая состоит из диска, вращающегося в цапфовых подшипниках. В открытом положении диск параллелен стенке трубы, обеспечивая полный поток через клапан. В закрытом положении он вращается напротив седла и перпендикулярно стенке трубы.
Традиционно дроссельные заслонки ограничивались низкими давлениями и температурами из-за ограничений, присущих используемым мягким седлам.В настоящее время доступны клапаны с более высокими температурами седел или высококачественные и специально обработанные седла металл-металл для преодоления этих недостатков. Стандартные дроссельные заслонки теперь используются в простых управляющих приложениях, особенно в больших размерах и там, где требуется ограниченный диапазон изменения.
Для более сложных задач доступны специальные дроссельные заслонки.
Жидкость, протекающая через дроссельную заслонку, создает низкий перепад давления, так как клапан оказывает небольшое сопротивление потоку в открытом состоянии.Однако в целом их пределы перепада давления ниже, чем у шаровых клапанов. Шаровые краны аналогичны, за исключением того, что из-за их различного уплотнения они могут работать при более высоких перепадах давления, чем эквивалентные поворотные дисковые затворы.
Опции
При выборе регулирующего клапана всегда необходимо учитывать несколько вариантов. Для шаровых клапанов они включают выбор материала набивки сальника шпинделя и конфигурации сальника, которые предназначены для использования клапана при более высоких температурах или для различных жидкостей.Некоторые примеры этого можно увидеть на простых схематических диаграммах на рис. 6.1.9. Стоит отметить, что некоторые типы сальникового уплотнения создают большее трение со шпинделем клапана, чем другие. Например, традиционный тип сальника создает большее трение, чем подпружиненный шеврон из ПТФЭ или сильфонный уплотнитель. Для большего трения требуется более высокая сила привода и повышенная склонность к случайным движениям.
Подпружиненное уплотнение повторно регулируется по мере износа.Это снижает потребность в регулярном ручном обслуживании. Клапаны с сильфонным уплотнением являются самыми дорогими из этих трех типов, но обеспечивают минимальное трение и лучший механизм уплотнения штока. Как видно на рисунке 6.1.9, клапаны с сильфонным уплотнением обычно имеют другой набор традиционных уплотнений в верхней части корпуса шпинделя клапана. Это будет последней защитой от любой утечки через шпиндель в атмосферу.
Клапаны
также имеют разные способы направления плунжера клапана внутри корпуса.Один из распространенных методов управления, показанный на рисунке 6.1.10, — это метод «двойной направляющей», когда шпиндель направляется как вверху, так и внизу его длины. Другой тип — это метод «направляемой пробки», когда пробку можно направлять с помощью клетки или рамы. Некоторые клапаны могут использовать перфорированные заглушки, которые сочетают в себе направление заглушки и снижение шума.
Электромагнитный клапан
— обзор
Электромагнитные клапаны используются там, где поток жидкости должен регулироваться автоматически, например, при автоматизации производства.Компьютер, на котором запущена программа автоматизации для заполнения контейнера некоторым количеством жидкости, может послать сигнал на соленоидный клапан на открытие, позволяя контейнеру заполниться, а затем удалить сигнал, чтобы закрыть соленоидный клапан, и, таким образом, остановить поток жидкости до тех пор, пока следующий контейнер на месте. Захват для захвата предметов на роботе часто представляет собой устройство с пневматическим управлением. Можно использовать электромагнитный клапан, чтобы давление воздуха могло закрыть захват, а второй электромагнитный клапан можно использовать для открытия захвата. Если используется двухходовой соленоидный клапан, два отдельных клапана в этом случае не нужны.Разъемы электромагнитных клапанов используются для подключения электромагнитных клапанов и реле давления.
(1) Принципы работы
Электромагнитные клапаны — это блоки управления, которые при включении или отключении электропитания либо перекрывают, либо пропускают поток жидкости. Привод внутри электромагнитного клапана имеет форму электромагнита. При возбуждении создается магнитное поле, которое натягивает плунжер или поворотный якорь против действия пружины. В обесточенном состоянии плунжер или поворотный якорь возвращается в исходное положение под действием пружины.
В зависимости от режима срабатывания различают клапаны прямого действия, клапаны с внутренним управлением и клапаны с внешним управлением. Еще одна отличительная особенность — это количество подключений к портам или количество потоков или «путей».
Электромагнитные клапаны прямого действия имеют уплотнение седла, прикрепленное к сердечнику соленоида. В обесточенном состоянии отверстие седла закрыто и открывается при подаче напряжения на клапан. В клапанах прямого действия силы статического давления увеличиваются с увеличением диаметра отверстия, что означает, что магнитные силы, необходимые для преодоления силы давления, соответственно становятся больше.Поэтому электромагнитные клапаны с внутренним управлением используются для переключения более высоких давлений в сочетании с отверстиями большего размера; в этом случае дифференциальное давление жидкости выполняет большую часть работы по открытию и закрытию клапана.
Двухходовые электромагнитные клапаны — это запорные клапаны с одним входным и одним выходным портами, как показано на Рисунке 4.17 (a). В обесточенном состоянии пружина сердечника при помощи давления жидкости удерживает уплотнение клапана на седле клапана, перекрывая поток.При подаче напряжения сердечник и уплотнение втягиваются в катушку соленоида, и клапан открывается. Электромагнитная сила больше, чем объединенная сила пружины и силы статического и динамического давления среды.
Рисунок 4.17. Принцип действия электромагнитных клапанов.
(Любезно предоставлено OMEGA)
Трехходовые электромагнитные клапаны имеют три соединения порта и два седла клапана. Одно уплотнение клапана всегда остается открытым, а другое закрытым в обесточенном режиме. Когда катушка находится под напряжением, режим меняется на противоположный.Трехходовой электромагнитный клапан, показанный на Рисунке 4.17 (b), спроектирован с сердечником плунжерного типа. Доступны различные операции клапана в зависимости от того, как текучая среда связана с рабочими портами. На Рисунке 4.17 (b) давление жидкости увеличивается под седлом клапана. Когда катушка обесточена, коническая пружина плотно прижимает нижнее уплотнение сердечника к седлу клапана и перекрывает поток жидкости. Порт A выпускается через R. Когда катушка находится под напряжением, сердечник втягивается, и седло клапана в порте R закрывается подпружиненным верхним уплотнением сердечника.Текучая среда теперь течет от P к A.
В отличие от версий с сердечником плунжерного типа, электромагнитные клапаны с поворотным якорем имеют все соединения портов внутри корпуса клапана. Изолирующая диафрагма предотвращает контакт текучей среды с камерой змеевика. Клапаны с поворотным якорем могут использоваться для управления любым трехходовым электромагнитным клапаном. Основной принцип конструкции показан на Рисунке 4.17 (c). Клапаны с поворотным якорем стандартно оснащены ручным дублером.
Электромагнитные клапаны с внутренним управлением оснащены двухходовым или трехходовым пилотным соленоидным клапаном. Мембрана или поршень обеспечивают уплотнение для седла главного клапана. Работа такого клапана показана на Рисунке 4.17 (d). Когда пилотный клапан закрыт, давление жидкости увеличивается с обеих сторон диафрагмы через выпускное отверстие. Пока существует перепад давления между впускным и выпускным портами, запорная сила доступна за счет большей эффективной площади в верхней части диафрагмы.Когда пилотный клапан открыт, давление сбрасывается с верхней стороны диафрагмы. Большая эффективная сила чистого давления снизу теперь поднимает диафрагму и открывает клапан. Как правило, клапаны с внутренним управлением требуют минимального перепада давления для обеспечения удовлетворительного открытия и закрытия.
Четырехходовые электромагнитные клапаны с внутренним управлением используются в основном в гидравлических и пневматических системах для приведения в действие цилиндров двустороннего действия. Эти клапаны имеют четыре соединения порта; впускной патрубок P, два штуцера порта цилиндра A и B и один штуцер выхлопного отверстия R.Четырех / двухходовой тарельчатый соленоидный клапан с внутренним управлением показан на Рисунке 4.17 (e). В обесточенном состоянии пилотный клапан открывается на соединении входа давления с пилотным каналом. Обе тарелки главного клапана теперь находятся под давлением и переключаются. Теперь соединение порта P соединено с A, и B может выпускаться через второй дроссель через R.
В этих типах для приведения в действие клапана используется независимая управляющая среда. На рисунке 4.17 (f) показан поршневой клапан с угловым седлом и закрывающей пружиной.В безнапорном состоянии седло клапана закрыто. Трехходовой электромагнитный клапан, который может быть установлен на приводе, управляет независимой управляющей средой. Когда электромагнитный клапан находится под напряжением, поршень поднимается против действия пружины, и клапан открывается. Версия с нормально открытым клапаном может быть получена, если пружина расположена на противоположной стороне поршня привода. В этих случаях независимая управляющая среда подключается к верхней части привода. Версии двойного действия, управляемые четырех- / двухходовыми клапанами, не содержат пружины.
(2) Основные типы
Электромагнитные клапаны открываются и закрываются с помощью соленоида, который активируется электрическим сигналом. В большинстве промышленных применений электромагнитные клапаны бывают следующих пяти типов.
(1) Двухходовые электромагнитные клапаны
Электромагнитные клапаны этого типа обычно имеют одно впускное и одно выпускное отверстия и используются для разрешения и перекрытия потока жидкости. Два типа операций для этого типа — «нормально закрытый» и «нормально открытый».
(2) Трехходовые электромагнитные клапаны
Эти клапаны обычно имеют три трубных соединения и два отверстия.Когда одно отверстие открыто, другое закрывается, и наоборот. Они обычно используются для попеременного приложения давления к давлению выхлопа от привода клапана или цилиндра одностороннего действия. Эти клапаны могут быть нормально закрытыми, нормально открытыми или универсальными.
(3) Четырехходовые электромагнитные клапаны
Эти клапаны имеют четыре или пять трубных соединений, обычно называемых портами. Один из них представляет собой входное отверстие для давления, а два других — это входные отверстия цилиндра, обеспечивающие давление в цилиндр или привод двойного действия, а также один или два выходных отверстия для выпуска давления из цилиндров.У них есть три типа конструкции; одиночный соленоид, двойной соленоид или одиночный пневмопривод.
(4) Электромагнитные клапаны прямого монтажа
Это двухходовые, трехходовые и четырехходовые соленоидные клапаны, которые предназначены для группового монтажа на различное количество клапанов. Любая комбинация нормально закрытых, нормально открытых или универсальных клапанов может быть сгруппирована вместе. Эти серии представляют собой стандартные электромагнитные клапаны, трубопроводные соединения и монтажные конфигурации которых были заменены монтажной конфигурацией, которая позволяет устанавливать каждый клапан непосредственно на привод без использования жестких трубопроводов или трубок.
(5) Коллекторные клапаны
Коллектор электромагнитных клапанов состоит из матрицы электромагнитных клапанов, установленных в модулях на салазках с регулируемыми ножками в одном направлении (рисунок 4.18). Количество клапанов зависит от подключаемых элементов и функций каждого из этих элементов. Множество электромагнитных клапанов расположено и размещено на монтажной поверхности коллектора, а также плата, образованная электрической цепью для питания этих электромагнитных клапанов (рисунок 4.18). Каждый соленоидный клапан включает в себя клапанную часть, содержащую клапанный элемент, и рабочую часть соленоида для приведения в действие клапанного элемента.Плата установлена на первой боковой поверхности коллектора под рабочей частью соленоида. Плата может быть прикреплена и отсоединена, оставив при этом электромагнитные клапаны установленными на коллекторе, соединители подачи и сигнальные лампы предусмотрены в положениях на плате, соответствующих соответствующим электромагнитным клапанам. Каждый питающий соединитель расположен в таком положении, что он подключается к приемному выводу соленоидного клапана втычным образом при установке соленоидного клапана на коллекторе.Каждая световая индикация расположена в таком положении, чтобы ее можно было визуально распознать сверху соленоидного клапана, оставив соленоидный клапан установленным на коллекторе.