Схема трехходового клапана в системе отопления: принцип действия и схемы установки для разных случаев

Содержание

Подключение трехходового клапана до системы отопления

В современных системах отопления прибор, такой как трехходовой клапан, применяется очень часто, поскольку является очень важным прибором качественного и правильного регулирования теплоносителя, по температуре, а не по расходу. Ведь подача оптимально нагретого теплоносителя на систему отопления – является лучшим способом экономить энергоносители.

Трехходовые клапаны имеют также и другие полезные функции, о которых мы расскажем в данной статье. Вначале нужно рассмотреть вопрос «как работает трехходовой клапан» и разобраться в его внутреннем устройстве.

Трехходовые клапаны для отопления делятся на три вида по устройству и принципу работы:

Смесительные клапаны выполняют функцию смешивания двух потоков теплоносителя, которые имеют разную температуру.

Разделительные клапаны разделяют поток теплоносителя на два отопительных контура.

Переключающие клапаны предназначены для переключения потока теплоносителя между двумя линиями. Распознать данные клапаны внешне нетрудно, обычно принцип работы устройства изображен на корпусе смотрите на рисунке 1. Вот такой имеет вид трехходовой смесительный клапан:

Рисунок 1

Похожее значение также есть на разделительном приборе, а на переключающих устройствах изображение может и не быть, но есть значительные внешние отличия по форме. изображение смотрите ниже.

Рисунок 2

С помощью смешивания или разделения потоков теплоносителя достигается эффект оптимальной для Вас температуры теплоносителя, которые поддается на разные контуры, например, радиаторное отопление и контур теплого пола.

Переключающие клапаны применяются в газовых двухконтурных котлах, когда требуется нагретый теплоноситель поочередно направлять в разные теплообменники.

Для того чтобы разобраться из чего состоит смесительный трехходовой клапан и как он работает нужно изучить схему, которая находится ниже. Внутри корпуса с тремя патрубками оснащены три камеры, проходы между которыми перекрываются терельчатыми клапанами. Они зафиксированы на одной оси – штоке, выходящем из корпуса с четвертой стороны.

Принцип действия такой: при нажатии на шток, он начнет открывать проход

для одного потока и постепенно закрывать для другого. Итог будет такой: теплоноситель в камере смешивания клапана получится еобходимой температуры и будет выходить через третий патрубок. Регулировка силы нажатия на шток осуществляется термоголовкой с выносным датчиком температуры, который установлен в соответствии со схемой.

Рисунок 3

Кроме термостатической головки, есть и другие приборы, которые предназначены для управления трехходовыми клапанами. Первый из них является ручным, когда глубину нажатия штока определяет поворот рукоятки снаружи корпуса. Это является не самым лучшим вариантом, он годится только в том случае когда, теплоноситель, который поступает в патрубки неизменный.

Другой вариант – это управление с помощью сервопривода, который получает команды от командо-контроллера. Для совместной работы, с разными приводами используется другой тип клапанов – поворотные, данное устройство указано на рисунке 4.

Рисунок 5

Такое устройство имеет определенное сходство с шаровым краном, только рабочий поворотный элемент имеет другую форму отверстия, чтобы пропускать теплоноситель сразу в двух направлениях. Принцип работы следующий: ось поворачивается на нужный угол, которая вращается сервоприводом. Контроллер управляет приводом, который получает импульсы от одного или нескольких датчиком. Обычно такие приводы устанавливают в

автоматизированных системах отопления с погодным регулированием.

Когда уже есть понимание, что такое трехходовой клапан и в чем заключается его робота, можно рассмотреть различные схемы подключения до системы отопления, которые зависят от роли элемента в отоплении дома. Монтаж трехходового клапана проводится в таких случаях.

1. Для защиты твердотопливного котла от воздействия конденсата при низкой температуре теплоносителя обратного трубопровода, а также превышения температуры при внезапных отключениях электроэнергии.

2. Теплоноситель в контурах теплых полов должен прогреваться до 45°С, температуру поддерживает смесительный узел с трехходовым клапаном.

3. Для поддержания необходимой температуры воды в разных отопительных контурах системы отопления.

4. Когда нужно присоединить бойлер косвенного нагрева к одноконтурному газовому котлу.

Чтобы защитить отопительное оборудование, например твердотопливный котел от появления конденсата, не можно во время его растапливания допускать подачу теплоносителя в котел остывшей воды из системы отопления. Для этого используется следующая схема подключения с трехходовым смесительным клапаном.

Схема работает по следующему принципу. Пока твердотопливный котел не вышел на рабочую температуру, вода циркулирует по малому колу.

При нагреве теплоноситель в обратной линии составляет 50-55°С, трехходовой клапан начинает открываться и подмешивать холодным теплоноситель из системы. При выходе теплоносителя на рабочий режим малое коло перекрывается и весь поток идет через всю системы отопления.

В системе «теплый пол» трехходовой клапан выполняет те же функции. Циркуляционный насос подает теплоноситель по отопительным контурам до тех пор, пока он не начнет остывать. Только это произойдет, сработает датчик и термоголовка, после этого данный клапан станет добавлять в замкнутый контур горячую воду, которая идет из котла. Как

правильно и эффективно выполнить монтаж коллектора для теплого пола смотрите на рисунке 7.

Модель клапана	Темп. откр (°С)	Соединение	DN	Kvs
ARV 333	45	Rp 1″	25	9
ATV 334	50	Rp 1″	25	9
ATV 335	55	Rp 1″	25	9
ARV 336	60	Rp 1″	25	9
ATV 553	45	Rp 1 1/4″	32	12
ATV 554	50	Rp 1 1/4″	32	12
ATV 555	55	Rp 1 1/4″	32	12
ATV 556	60	Rp 1 1/4″	32	12

Модель клапана	DN	KVS	Соединение
ARV 388	20″	4	Rp 3/4″
ARV 382	20	6,3	Rp 3/4″
ARV 383	25	8	Rp 1″
ARV 384	25	12	Rp 1″
ARV 385	32	15	Rp 1 1/4″
ARV 386	40″	24	Rp 1 1/2″
ARV 387	50	40	Rp 2″

Модель клапана	Соединение	Темп. (°С)	KVS
ATM 331	BP 3/4″	20÷43	1,6
ATM 333	ВР 3/4″	35÷60	1,6
ATM 341	НРП 3/4″	20÷43	1,6
ATM 343	НРП 3/4″	35÷60	1,6
ATM 361	НРП 1″	20÷43	1,6
ATM 363	НРП 1″	35÷60	1,6
ATM 561	НРП 1″	20÷43	2,5
ATM 563	НРП 1″	35÷60	2,5

Рекомендуем посмотреть трехходовые клапаны для отопления

Понравилась статья? Расскажите друзьям

14 Ноября 2019

13762

Автор статьи — Сергій Була

Мы в Фейсбуке

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.

Трехходовой кран на систему отопления: принцип работы, выбор, установка

Для постоянного поддержания комфортного теплового баланса в доме необходим такой элемент, как трехходовой клапан на систему отопления, равномерно распределяющий тепло по всем помещениям включается в контур отопления.

Несмотря на важность этого агрегата, он не отличается сложной конструкцией. Давайте рассмотрим конструктивные особенности и принципы работы трехходового клапана. Каких правил следует придерживаться при выборе устройства и какие нюансы присутствуют при его установке.

Содержание статьи:

Особенности трехходового клапана
- Разделительно-смесительные устройства
- Конструкция трехходовых кранов
- Принцип работы устройства
- Привод 2
- Нюансы выбора крепления
- Трехходовые приборы производителей
- Особенности установки изделия
  - Общие рекомендации по установке
  - Вставка смесительного клапана
  - Монтаж разделительного устройства
- Выводы и полезное видео по теме
Особенности трехходового клапана
Вода, поступающая в радиатор, имеет определенную температуру, на которую зачастую невозможно повлиять . Трехходовой клапан регулирует изменение не температуры, а количества жидкости.
Это дает возможность, не изменяя площади радиатора, подавать в помещения необходимое количество тепла, но только в пределах мощности системы.
Устройства разделения и смешивания
Визуально трехходовой кран напоминает тройник, но выполняет совсем другие функции. Такой узел, оснащенный термостатом, относится к запорной арматуре и является одним из ее основных элементов.
Эти устройства бывают двух типов: разделительные и смесительные.
Первый используется, когда теплоноситель нужно подавать одновременно в нескольких направлениях. По сути, узел представляет собой смеситель, формирующий стабильный поток с заданной температурой. Монтируют его в сети, по которой подается нагретый воздух, и в системах водоснабжения.
Клапан трехходовой применяется как в качестве смесителя, так и в качестве распределителя воздуха или теплой воды
Изделия второго типа служат для объединения потоков и их терморегуляции. Для входных потоков, имеющих разную температуру, предусмотрено два отверстия, а для их выхода – одно. Они используются при устройстве теплых полов для предотвращения перегрева поверхности.
Трехходовой клапан и регулятор температуры можно приобрести отдельно. Для автономных систем отопления все же покупка конструкции с терморегулятором считается более рациональным и эффективным решением.
Конструкция кранов трехходовых
По конструкции задвижки делятся на седельные и поворотные. Принцип работы первого основан на ритмичном перемещении штока по вертикали – схема регулировки «шток-седло». Это мнение относится к смесительным клапанам. Часто управление осуществляется электромеханическим приводом.
Ключевым элементом поворотной конструкции является вращающийся сектор. При движении шток воздействует на шаровой кран, и тот частично или полностью перекрывает подачу теплоносителя. Эта схема регулировки называется «шарик-гнездо».
Эти устройства обладают повышенной износостойкостью. Они адаптированы к большим перепадам температур и относятся к классу клапанов. В частных домах, где вода расходуется в относительно небольших количествах, они могут выполнять функции смесителей.
Особенностью смесительного клапана является наличие одного выхода и двух входов. Он предназначен для регулирования температуры рабочей жидкости путем объединения высокотемпературных и низкотемпературных потоков. При соответствующей установке продукт также может разделять потоки.
Здесь схематично показана работа трехходового крана седельного смесительно-сепараторного типа
Клапан трехходовой разделительного типа применяется при необходимости подачи горячего теплоносителя в нескольких направлениях.
Все модели таких кранов кое-чем отличаются друг от друга:
- затвор механика — может быть как натяжной, так и сальниковой;
- заглушка — бывают Г, Т, S-образные;
- затвор тип — бывает цилиндрическая, сферическая, коническая;
- Соединение контура — с помощью муфты, фланца, сваркой и т. п.;
- способ управления — автоматический, полуавтоматический, ручной.
Смесительное устройство снабжено штоком, расположенным по центру, в нем один шаровой кран. Закрывает в нужный момент заслонку воздухозаборника.
В устройствах разъемного типа шток оборудован двумя вентилями, установленными на выходных патрубках.
Он работает немного по-другому. Работа трехходового клапана после детального разбора его конструкции становится более понятной.
Компонентами трехходового клапана являются: корпус (1), вкладыш клапана (2), конус клапана (3), полированный шток клапана (4), седло клапана (5), напорная камера (6), сальниковая коробка. уплотнение (7)
Корпус данного изделия литой. Изготавливается из латуни или бронзы с гальваническим никелированием. Он выполняет как защитные, так и декоративные функции. Для соединения с трубопроводом имеются отводы с резьбой – всего три штуки. Тип резьбового соединения зависит от выбранной модели.
Оптимальное давление в системе отопления для стабильной работы клапана 10 кг/см². Превышение этого значения может вызвать проблемы.
Есть ограничения по температурным показателям — 95º для котлов, 110º — для солнечных панелей. Допустимый контроль температуры охлаждающей жидкости в разных моделях находится в пределах 20-60º. Производительность колеблется в пределах 1,6–2,5 м ³/ч
Принцип работы устройства
За счет установки трехходового смесительного клапана можно добиться того, чтобы температура жидкости на выходе имела значение в пределах установленные лимиты.
Принцип работы закрытой системы отопления и системы ПБР одинаков. Отличие лишь в том, что в первом случае теплоноситель равномерно передает тепло от источника к радиаторам, а во втором – передает теплую воду бытовым приборам.
До достижения термодатчиком определенной температуры охлаждающая жидкость подается из передней трубы и беспрепятственно поступает вправо. Когда рабочий элемент достигает температуры выше установленного значения, он расширяется.
Это влечет за собой перемещение клапана вертикально вниз и, как следствие, перекрытие пути входа нагретого теплоносителя снизу. Далее открывается левый патрубок для подачи холодной жидкости.
На схеме показан порядок подключения трехходового клапана к автономной системе отопления. При его отсутствии возможно образование конденсата в контуре обратки в результате снижения температуры
Смешивание холодной жидкости с горячей уравновешивает температуру. Термочувствительный элемент принимает прежнюю форму, а заслонка — исходное положение.
Если трехходовой клапан установлен в обратном контуре, то процесс должен происходить в обратной последовательности. При остывании жидкости открывается прямой путь для горячей воды от бойлера.
Приводная шестерня
Тип привода также может различаться для клапанов. Привод может быть как гидравлическим, так и электромеханическим, пневматическим, ручным.
Электромеханический привод подразделяется на виды, наиболее распространенным из которых является простой термостатический. Он функционирует в результате расширения жидкости с термоактивным элементом в своем составе. Результат — давление на шток. Это легкосъемная конструкция, используемая в изделиях, устанавливаемых в бытовых системах.
Следующий вариант – привод с термостатической головкой, оснащенной термочувствительным элементом. Устройство дополнено выносным датчиком температуры, расположенным непосредственно в трубопроводе. Капиллярная трубка соединяет его с приводом.
Этот тип настройки считается наиболее точным. При желании простой термостатический привод можно легко заменить термостатической головкой.
Для клапана с электроприводом механизм срабатывания может включать в себя электромагниты, сервоприводы, на базе маломощных двигателей или систем трансмиссии
Возможен вариант для клапана трехходового с электроприводом. Он управляется контроллером, оснащенным датчиками температуры и выдающим команды основному механизму. Упрощенной версией привода с контроллером является сервопривод.
Непосредственно управляет клапаном. Самый простой привод – ручной. Здесь регулировка осуществляется поворотом пластикового колпачка, имеющего резьбовое соединение. Его дно соприкасается с концом стержня. При скручивании или откручивании шпуля перемещается.
Наличие электропривода или сервопривода позволяет программировать температурный режим с ориентацией по времени суток. Изначально трехходовой клапан не включает приводной механизм. Приобретается отдельно исходя из особенностей конкретной системы отопления. Вы можете использовать продукт в любой системе отопления.
Где используются трехходовые клапаны?
Существуют клапаны этого типа в различных исполнениях. Они включены в схему подключения. обеспечить равномерный прогрев всех его секций и исключить перегрев отдельных ветвей.
В случае с твердотопливным котлом в его камере часто наблюдается конденсат. Бороться с ней поможет установка трехходового крана.
Клапан, встроенный в систему «теплый пол», отвечает за поддержание температуры на нужном уровне, смешивание небольших порций горячей воды с теплоносителем
Трехходовой прибор эффективно работает в системе отопления, когда есть необходимость подключения контура ГВС и разделения тепловых потоков.
Использование клапана в жгуте радиатора устраняет необходимость в . Установка его на обратке создает условия для устройства короткого замыкания.
Нюансы выбора арматуры
Общие рекомендации при выборе подходящего трехходового клапана:
1. Предпочтительны известные производители. Часто на рынке встречается некачественная арматура неизвестных фирм.
2. Изделия из меди или латуни обладают большей износостойкостью.
3. Ручное управление более надежно, но менее функционально.
Ключевым моментом являются технические параметры системы, в которой предполагается его установка. Учитываются такие характеристики: уровень давления, максимальная температура теплоносителя в месте установки прибора, допустимый перепад давления, объем воды, проходящий через клапан.
Только клапан с подходящей пропускной способностью будет работать хорошо. Для этого вам необходимо сравнить производительность вашей сантехнической системы с коэффициентом пропускной способности устройства. Обязательная маркировка на каждой модели.
Для помещений ограниченной площади, таких как ванная, нерационально выбирать дорогой вентиль с термосмесителем.
На больших площадях с подогревом полов требуется устройство с автоматическим регулированием температуры. Руководящим принципом при выборе также должно быть соответствие продукции. ГОСТ 12894-2005 .
Стоимость может быть самой разной, все зависит от производителя.
В загородных домах с установленным контуром отопления не очень сложно. Здесь вполне подойдет трехходовой клапан упрощенной конструкции.
Работает автономно и не имеет термоголовки, датчика и даже стержня. Термостатический элемент, управляющий его работой, настроен на определенную температуру и расположен в корпусе.
Трехходовые клапаны производителей
На рынке представлен большой ассортимент трехходовых клапанов как известных, так и неизвестных производителей. Модель можно выбрать после того, как будут определены общие параметры изделия.
Первое место в рейтинге продаж занимает арматура шведской фирмы Эсбе . Это достаточно известный бренд, поэтому трехполосные изделия отличаются надежностью и долговечностью.
Трехходовой клапан Esbe смесительного типа используется как в системах отопления, так и в системах охлаждения. Они могут регулироваться вручную или автоматически.
Корейские потребители известны своими качественными трехходовыми клапанами. Навьен . Их следует приобретать при наличии котла этой же фирмы.
Большая точность регулировки достигается за счет установки датского устройства Danfoss . Он работает полностью автоматически.
Клапаны
отличаются хорошим качеством и доступной стоимостью. Valtec изготовлен совместно специалистами Италии и России.
Эффективная продукция американской компании Hanivel (Honeywell) . Эти клапаны имеют простую конструкцию, просты в установке.
Особенности монтажа изделия
При монтаже трехходовой арматуры есть много нюансов. От их учета зависит бесперебойное функционирование системы отопления. К каждому клапану производитель прилагает инструкцию, соблюдение которой впоследствии позволит избежать многих неприятностей.
Общие рекомендации по установке
Главное изначально установить клапан в правильное положение, руководствуясь подсказками, указанными стрелками на корпусе. Стрелки указывают траекторию течения воды.
Символ A указывает на прямой ход, B — перпендикулярное или обходное направление, AB — комбинированный вход или выход.
В зависимости от направления различают две модели клапанов:
- с симметричной или Т-образной схемой;
- с асимметричным или Г-образным.
При монтаже по первому из них жидкость поступает в клапан через торцевые отверстия. Выходит через центр после смешивания.
Во втором варианте теплый поток заходит с торца, а холодный снизу. Выход после смешения мультитемпературной жидкости происходит через второй конец.
Схема установки клапана, представленная на фото, применяется в системах отопления с питанием от напорного коллектора
Вторым важным моментом при установке смесительного клапана является то, что нельзя располагать его приводом или термостатической головкой вниз. Перед началом работ требуется подготовка: перед местом установки перекрывается вода. Далее проверьте трубопровод на наличие в нем остатков, которые могут привести к выходу из строя прокладки клапана.
Главное, выбрать место для установки так, чтобы к клапану был доступ. Возможно, вам придется проверить или разобрать его позже. Все это требует свободного места.
Вставка смесительного клапана
При установке трехходового смесительного клапана в систему централизованного теплоснабжения может быть несколько вариантов. Выбор схемы зависит от характера подключения системы отопления.
Когда по условиям эксплуатации котла допустимо такое явление, как перегрев теплоносителя в обратке, обязательно возникает избыточное давление. В этом случае установите перемычку, дросселирующую избыточное давление. Устанавливается параллельно смесительному клапану.
Данная схема используется при подключении системы отопления к безнапорному коллектору. Важно правильно подобрать вариант установки, исходя из особенностей вашего трубопровода
Схема на фото – гарантия качественного контроля параметров системы. Если трехходовой клапан подключается непосредственно к котлу, что чаще всего бывает в автономных системах отопления, требуется вставка балансировочного клапана.
Если пренебречь рекомендацией по установке балансировочного устройства, в порту АВ могут происходить значительные изменения расхода рабочей жидкости в зависимости от положения штока.
Подключение по приведенной схеме не гарантирует отсутствие циркуляции теплоносителя через источник. Для этого в его контур необходимо дополнительно подключить гидроизолятор и циркуляционный насос.
Смесительный клапан также установлен для разделения потоков. Необходимость в этом возникает, когда недопустимо полностью изолировать исходный контур, но возможен перепуск жидкости в обратку. Чаще всего такой вариант используется при наличии автономной котельной.
Балансировочный клапан монтируется на участке трубопровода трехходового клапана, подключенного к порту, обозначенному буквой B. Его гидравлическое сопротивление должно быть идентично сопротивлению котла
Необходимо учитывать, что некоторые модели могут вызывать вибрацию и шум. Это связано с несогласованными направлениями потоков в трубопроводе и продукта смешения. Из-за этого давление на клапане может упасть ниже допустимого значения.
Монтаж разделительного устройства
При температуре источника выше, чем нужно потребителю, в схему включается разделительный клапан потока. В этом случае при постоянном расходе как в контуре котла, так и у потребителя перегретая жидкость не будет поступать к последнему.
Для работы схемы необходимо наличие обеих схем.
Исходя из вышеизложенного, можно резюмировать общие рекомендации:
1. При установке любого трехходового клапана манометры устанавливаются до и после него.
2. Во избежание загрязнения перед изделием устанавливается фильтр.
3. Корпус устройства не должен подвергаться никакой нагрузке.
4. Должна быть обеспечена хорошая регулировка путем установки перед клапаном устройств, ограничивающих избыточное давление.
5. Во время установки клапан не должен находиться над приводом.
Также необходимо выдерживать рекомендованные производителем прямые участки до и после изделия. Несоблюдение этого правила повлечет за собой изменение заявленных технических характеристик. Гарантия на устройство действовать не будет.
Выводы и полезное видео по теме
Нюансы установки, учет которых гарантирует правильную работу клапана:

Детали установки клапана при устройстве теплого пола:

Узел в системе отопления, например термостатический трехходовой клапан, необходим, но не во всех случаях. Его наличие является гарантией рационального использования охлаждающей жидкости, что позволяет экономно расходовать топливо. Кроме того, он также выступает в роли устройства, обеспечивающего безопасную работу котла ТТ.
Тем не менее, перед приобретением такого устройства необходимо предварительно проконсультироваться о целесообразности его установки.
Если у вас есть необходимый опыт или знания по теме статьи и вы можете поделиться ими с посетителями нашего сайта, пожалуйста, оставляйте свои комментарии, задавайте вопросы в блоке ниже.
Размер регулирующего клапана для систем водоснабжения
Дом / Узнать о паре /
Размер регулирующего клапана для водяных систем
Содержимое
- Клапаны управления
- Пропускная способность регулирующего клапана
- Размер регулирующего клапана для водяных систем
- Размер регулирующего клапана для паровых систем
- Характеристики регулирующего клапана
- Приводы и позиционеры регулирующих клапанов
- Контроллеры и датчики
Назад, чтобы узнать о Steam
Размеры регулирующих клапанов для систем водоснабжения
В этом учебном пособии кратко описывается, как использовать коэффициенты расхода для определения размеров клапанов для систем водоснабжения, разница между использованием двухходовых и трехходовых клапанов и влияние этих клапанов на перепад давления, расход и расход воды. характеристики системы. Также объясняется важность авторитета клапана, а также причины и следствия кавитации и протечек при определенных условиях.
Чтобы подобрать размер клапана для воды, необходимо знать следующее:
- • Объемный расход через клапан
- • Перепад давления на клапане.
Размер регулирующего клапана можно настроить для работы при определенном перепаде давления с помощью графика, отражающего скорость потока, падение давления и коэффициенты расхода клапана.
В качестве альтернативы коэффициент текучести можно рассчитать по формуле. После определения коэффициент расхода используется для выбора клапана правильного размера из технических данных производителя.
Исторически формула для коэффициента расхода была получена с использованием имперских единиц измерения, предлагая измерение в галлонах в минуту при перепаде давления в один фунт на квадратный дюйм. Существует две версии имперского коэффициента, британская версия и американская версия, и при их использовании необходимо соблюдать осторожность, поскольку все они разные, даже несмотря на то, что принятый символ для обеих версий — «C 9».0343 в ’. Британская версия использует имперские галлоны, а американская версия использует. Американские галлоны, что составляет 0,833 объема имперского галлона. Принятый символ для обеих версий – C _v.
. Метрическая версия коэффициента расхода первоначально была получена в кубических метрах в час (м³/ч) расхода для перепада давления, измеряемого в килограммах силы на квадратный метр (кгс). /м²). Это определение было получено до того, как существовал согласованный европейский стандарт, определяющий K _v в единицах СИ (бар). Однако стандарт SI существует с 1987 года в форме IEC 534-1 (теперь EN 60534-1). Стандартное определение теперь относится к расходу в единицах м³/ч при перепаде давления 1 бар. Обе метрические версии по-прежнему используются с принятым символом K _и, и хотя разница между ними довольно мала, важно быть уверенным или четко указать, какая из них используется. Некоторые производители ошибочно указывают значения преобразования K _в без указания единицы перепада давления.
Таблица 6.3.1 преобразует различные типы коэффициентов расхода, упомянутые выше:
Например, умножьте K _v (бар) на 1,16, чтобы преобразовать в C _v (США).
Версия K _v , указанная в этих модулях, всегда измеряется в единицах K _v (бар), то есть в единицах м³/ч бар, если не указано иное.
Обычно для потока жидкости формула для K _v показана в уравнении 6.3.1.
Иногда необходимо определить объемный расход, используя коэффициент расхода клапана и перепад давления.
Для воды G = 1, поэтому уравнение для воды можно упростить до уравнения 6.3.2.
Пример 6.3.1
10 м³/ч воды прокачивается по контуру; определить перепад давления на клапане с K _v, равным 16, используя уравнение 6. 3.2:
Альтернативный вариант , для этого примера можно использовать диаграмму, показанную на рис. 6.3.1. (Примечание: более полная диаграмма воды K _и показана на рис. 6.3.2):
1. Введите диаграмму слева при расходе 10 м³/ч.
2. Спроецируйте линию горизонтально вправо, пока она не пересечет K _v = 16 (приблизительно).
3. Спроецируйте линию вертикально вниз и считайте падение давления по оси «X» (примерно 40 кПа или 0,4 бар).
Примечание. Перед выбором размеров клапанов для жидкостных систем необходимо знать характеристики системы и входящих в нее устройств, таких как насосы.
Насосы
В отличие от паровых систем, в жидкостных системах для циркуляции жидкости требуется насос. Часто используются центробежные насосы, характеристическая кривая которых аналогична показанной на рис. 6.3.3. Обратите внимание, что по мере увеличения расхода давление нагнетания насоса падает.
Характеристики циркуляционной системы
Важно учитывать не только размер гидрораспределителя, но и систему, в которой циркулирует вода; это может иметь отношение к тому, какой тип и размер клапана используется и где он должен быть расположен в контуре.
При циркуляции воды в системе возникают потери на трение. Эти потери на трение можно выразить как потерю давления, и они будут возрастать пропорционально квадрату скорости. Расход можно рассчитать через трубу постоянного диаметра при любых других потерях давления с помощью уравнения 6.3.3, где v̇ ₁ и v̇ ₂ должны быть в одних и тех же единицах, а P ₁ и P ₂ должны быть в тех же единицах измерения, которые определены ниже.
Пример 6.3.2
Наблюдается, что расход v̇ ₁ через трубу определенного размера составляет 2500 м³/ч, когда потеря давления (P ₁ ) составляет 4 бар. Определите потерю давления в трубе того же размера (P2), если скорость потока v̇ ₂ составляет 3 500 м³/ч, используя уравнение 6. 3.3.
Можно видеть, что чем больше жидкости перекачивается через трубу того же размера, тем выше скорость потока. На этой основе кривая характеристики системы, подобная той, что показана на рисунке 6.3.4, может быть создана с использованием уравнения 6.3.3, где скорость потока увеличивается в соответствии с квадратичным законом .
Фактическая производительность
По характеристикам насоса и системы видно, что по мере увеличения расхода и трения насос обеспечивает меньшее давление. В конечном итоге достигается ситуация, когда давление насоса равняется трению в контуре, и скорость потока больше не может увеличиваться.
Если кривая насоса и кривая характеристики системы нанесены на один и тот же график (рис. 6.3.5), точка, в которой кривая характеристики насоса и кривая характеристики системы пересекаются, будет фактической производительностью комбинации насос/контур.
Трехходовой клапан
Трехходовой клапан можно рассматривать как клапан с постоянным расходом, поскольку независимо от того, используется ли он для смешивания или отвода, общий расход через клапан остается постоянным. В приложениях, где используются такие клапаны, водяной контур естественным образом разделяется на два отдельных контура: с постоянным расходом и с переменным расходом.
Простая система, показанная на рис. 6.3.6, представляет собой смесительный клапан, поддерживающий постоянный расход воды через «нагрузочный» контур. В системе отопления контур нагрузки относится к контуру, содержащему источники тепла, такие как радиаторы в здании.
Количество тепла, выделяемого радиаторами, зависит от температуры воды, протекающей через контур нагрузки, которая, в свою очередь, зависит от того, сколько воды поступает в смесительный клапан из котла и сколько возвращается в смесительный клапан через балансировочную линию.
Необходимо установить уравнительный клапан на уравнительной линии. Балансировочный клапан настраивается на поддержание такого же сопротивления потоку в части трубопроводной сети с переменным расходом, как показано на рисунках 6.3.6 и 6.3.7. Это помогает поддерживать плавное регулирование клапана при изменении его положения.
На практике смесительный клапан иногда сконструирован так, чтобы порт А не закрывался полностью; это гарантирует, что минимальный расход будет постоянно проходить через котел под воздействием насоса.
В качестве альтернативы котел может использовать первичный контур, который также имеет насос, чтобы обеспечить постоянный поток воды через котел, предотвращая перегрев котла.
Простая система, показанная на рис. 6.3.7, представляет собой отводной клапан, поддерживающий постоянный расход воды через контур постоянного расхода. В этой системе контур нагрузки получает воду с переменным расходом в зависимости от положения клапана.
Температура воды в контуре нагрузки будет постоянной, так как он получает воду из контура котла независимо от положения клапана. Количество тепла, поступающего в радиаторы, зависит от количества воды, протекающей через контур нагрузки, что, в свою очередь, зависит от степени открытия отводного клапана.
Результат отсутствия установки и настройки балансировочного клапана можно увидеть на рис. 6.3.8. Это показывает кривую насоса и кривую системы, которые меняются в зависимости от положения клапана. Две системные кривые иллюстрируют разницу в давлении насоса, требуемого между контуром нагрузки P1 и контуром байпаса P2, в результате более низкого сопротивления, предлагаемого контуром балансировки, если не установлен балансировочный клапан. Если цепь неправильно сбалансирована, это может привести к короткому замыканию и голоданию любых других подцепей (не показаны), а цепь нагрузки может быть лишена воды.

Двухходовые клапаны
При использовании двухходового клапана в системе водоснабжения, когда клапан закрывается, расход уменьшается, а давление перед клапаном увеличивается. Изменения напора насоса будут происходить по мере того, как регулирующий клапан будет закрываться. Эффекты показаны на рисунке 6.3.9.
Падение расхода не только увеличивает давление насоса, но также может увеличить мощность, потребляемую насосом. Изменение давления насоса может быть использовано в качестве сигнала для работы двух или более насосов с различной производительностью или для подачи сигнала на привод(ы) насоса с регулируемой скоростью. Это позволяет привести скорость откачки в соответствие с потребностями, экономя затраты на мощность перекачки.
Двухходовые регулирующие клапаны используются для управления расходом воды в процессе, например, для контроля уровня парового котла или для поддержания уровня воды в питающем резервуаре.
Они также могут использоваться в процессах теплообмена, однако, когда двухходовой клапан закрыт, поток воды в участке трубы, предшествующем регулирующему клапану, останавливается, создавая «мертвую ветвь». Вода в тупике может потерять температуру окружающей среды. Когда регулирующий клапан снова откроется, более холодная вода попадет в змеевики теплообменника и нарушит температуру процесса. Чтобы избежать этой ситуации, система управления может включать устройство для поддержания минимального расхода через трубу малого диаметра и регулируемый шаровой клапан, которые обходят регулирующий клапан и контур нагрузки.
Двухходовые клапаны успешно используются в больших отопительных контурах, где в общую систему включено множество клапанов. В больших системах крайне маловероятно, что все двухходовые клапаны будут закрыты одновременно, что приводит к присущей им характеристике «самобалансировки». В этих типах систем также обычно используются насосы с регулируемой скоростью, которые изменяют свои характеристики потока в зависимости от требований к нагрузке системы; это помогает работе самобалансировки.
При выборе двухходового регулирующего клапана для области применения:
- Если в системе будет установлен двухходовой регулирующий клапан очень маленького размера, насос будет потреблять большое количество энергии просто для того, чтобы пропустить достаточное количество воды через клапан.
Если предположить, что через клапан может быть пропущено достаточное количество воды, управление будет точным, поскольку даже небольшие приращения движения клапана приведут к изменению расхода. Это означает, что весь ход клапана может использоваться для достижения контроля.
- Если бы в той же системе был установлен двухходовой регулирующий клапан огромных размеров, потребление энергии насосом уменьшилось бы, а перепад давления на клапане в полностью открытом положении был бы небольшим.
Однако начальный ход клапана от полностью открытого до закрытого положения мало повлияет на скорость потока в процессе. Когда будет достигнута точка, в которой будет достигнут контроль, большое отверстие клапана будет означать, что очень малые приращения хода клапана будут иметь большое влияние на расход. Это может привести к неустойчивому управлению с плохой стабильностью и точностью.
Требуется компромисс, который уравновешивает хороший контроль, достигаемый с помощью маленького клапана, и снижение потерь энергии из-за большого клапана. Выбор клапана будет влиять на размер насоса, капитальные и эксплуатационные расходы. Рекомендуется учитывать эти параметры, поскольку они влияют на общую стоимость жизненного цикла системы.
Эти балансы могут быть реализованы путем расчета «авторитета клапана» относительно системы, в которой он установлен.
Авторитет клапана
Авторитет клапана можно определить с помощью уравнения 6.3.4.

Значение N должно быть близко к 0,5 (но не больше) и уж точно не ниже 0,2.
Это гарантирует, что каждое приращение движения клапана будет влиять на расход без чрезмерного увеличения стоимости насосной мощности.
мощность.

Пример 6.3.3
Общий перепад давления ΔP1 + ΔP2 в контуре, включая регулирующий клапан, составляет 125 кПа.
a) Если регулирующий клапан должен иметь авторитет клапана (N) 0,4, какой перепад давления используется для выбора размера клапана?
b) Если расход контура/системы () составляет 3,61 л/с, какой требуется клапан K _v ?
Часть а) Определение ΔP

Следовательно, Δ P 50 кПа используется для определения размера клапана, оставляя 75 кПа (125 кПа — 50 кПа) для остальной части контура.
Часть b) Определить K _v

В качестве альтернативы можно использовать график воды K _{v 903.4.}
Трехходовые регулирующие клапаны и управление клапаном
Трехходовые регулирующие клапаны используются как в смесительных, так и в отводящих системах, как объяснялось ранее в этом модуле. При выборе клапана для отвода:
- Трехходовой регулирующий клапан очень маленького размера потребует больших затрат на откачку, а небольшие приращения движения повлияют на количество жидкости, направляемой через каждое из выпускных отверстий.
- Клапан большого размера снизит затраты на перекачку, но движение клапана в начале и в конце хода клапана окажет минимальное влияние на распределение жидкости. Это может привести к неточному управлению при резких изменениях нагрузки. Слишком большой клапан также будет дороже, чем клапан соответствующего размера.
Та же логика может быть применена к приложениям для микширования.
Опять же, авторитет клапана обеспечит компромисс между этими двумя крайностями.
Для трехходовых клапанов авторитет клапана всегда рассчитывается с помощью P2 по отношению к контуру с переменным расходом. На рис. 6.3.10 это показано схематически.
Примечание: Поскольку в системах смешивания и отвода используются трехходовые клапаны в «сбалансированном» контуре, ожидаемый перепад давления на трехходовом клапане обычно значительно меньше, чем на двухходовом клапане.
В качестве приблизительного ориентира:
- Трехходовой клапан будет иметь «линейный размер», если он основан на движении воды с рекомендуемыми скоростями (обычно в диапазоне от 1 м/с для DN25 до 2 м/с для DN150).
- 10 кПа можно считать типичным перепадом давления на трехходовом регулирующем клапане.
- Старайтесь, чтобы авторитет клапана (N) находился в пределах от 0,2 до 0,5, чем ближе к 0,5, тем лучше.
Кавитация и вскипание
Другие симптомы, иногда связанные с протеканием воды через двухходовые клапаны, связаны с «кавитацией» и «вскипанием».
Кавитация в жидкостях
Кавитация может возникать в клапанах, регулирующих поток жидкости, если перепад давления и, следовательно, скорость потока достаточны для того, чтобы локальное давление после седла клапана упало ниже давления паров жидкости . Это приводит к образованию пузырьков пара. Затем давление может восстановиться ниже по потоку, что приведет к быстрому схлопыванию пузырьков пара. Когда пузырьки схлопываются, создаются очень высокие локальные давления, которые, если они соприкасаются с металлическими поверхностями, могут привести к повреждению трима клапана, корпуса клапана или трубопровода, расположенного ниже по потоку. Это повреждение обычно имеет очень грубый, пористый или губчатый вид, который легко распознать. Другие эффекты, которые можно заметить, включают шум, вибрацию и ускоренную коррозию из-за многократного удаления защитных оксидных слоев.
Кавитация имеет тенденцию возникать в регулирующих клапанах:
• В приложениях с высоким перепадом давления из-за высокой скорости в области седла клапана, вызывающей локальное снижение давления.
• Там, где давление на выходе ненамного превышает давление паров жидкости. Это означает, что кавитация более вероятна при использовании горячих жидкостей и/или низкого давления на выходе.
Кавитационное повреждение, вероятно, будет более серьезным при больших размерах клапанов из-за увеличения мощности потока.
Вскипание в жидкостях
Вскипание – это симптом, аналогичный кавитации, но возникающий, когда давление на выходе из клапана ниже давления паров. В этих условиях давление в корпусе клапана не восстанавливается, и пар будет продолжать поступать в патрубок. Со временем давление пара в трубе восстановится, и схлопывающийся пар будет вызывать шум, аналогичный шуму, возникающему при кавитации. Вспышка уменьшит пропускную способность клапана из-за дросселирующего эффекта пара, имеющего больший объем, чем вода. На рис. 6.3.11 показаны типичные профили давления через клапаны из-за явлений кавитации и вскипания.
Предотвращение кавитации
Не всегда возможно гарантировать, что перепад давления на клапане и температура воды будут такими, чтобы не возникала кавитация. В этих обстоятельствах одним из возможных решений является установка клапана с плунжером и седлом, специально разработанными для решения этой проблемы. Такой набор внутренних элементов можно было бы классифицировать как «антикавитационный» трим.
Антикавитационный трим состоит из стандартного равнопроцентного плунжера клапана, работающего внутри седла клапана, оснащенного перфорированной клеткой. Используется нормальное направление потока. Падение давления распределяется между плунжером и клеткой, что ограничивает падение давления на каждой ступени и, следовательно, имеет самое низкое давление. Несколько путей потока в перфорированной клетке также увеличивают турбулентность и снижают восстановление давления в клапане.
No related posts.