Трехходовой кран для отопления и его особенности

Что это такое и для чего он нужен

Трехпроходной кран – это «тройник» с запорным механизмом. Его задача:

1. Смешивать потоки разных транспортируемых по трубопроводу сред – теплоносителя в отопительном контуре, воды в системе ГВС, газов или других веществ в промышленных магистралях и пр. Упрощая, такие трехходовые краны можно сравнить с типичными кухонными смесителями, с той лишь разницей, что смешанную среду они выводят не в привычную для всех раковину, а в одну из магистральных веток.
2. Разделять поток транспортируемой среды и разводить его по разным контурам.

Отсюда и принципиальное деление трехходовых кранов на смесительные и разделительные.

Назначение и область применения трехходовых кранов

Основная задача трехходового крана – смешивание или разделение магистральных потоков. Но где эти функции могут понадобиться и, главное, зачем?

1. Термостатический смеситель – важная часть современной и, что принципиально важно, энергоэффективной системы отопления. Его установка на подающем контуре и одновременное подключение к «обратке» позволяет регулировать степени нагрева теплоносителя. Это не дает батареям перегреваться, обеспечивая комфортную температуру в помещении. То есть «тройник» – это своеобразныйрегулятор тепловой мощности.
2. Трехпроходные краны незаменимы в системах отопления «теплый пол», где температура нагрева теплоносителя строго регламентирована. Кроме того, они применяется в сложных отопительных контурах, где их установка позволяет стабилизировать температуру нагрева во всех радиаторах сети.
3. Также «тройники» устанавливаются в системах ГВС, оборудованных бойлером.
4. Трехходовые краны – обязательный элемент безопасности газопроводов и фонтанных систем, оборудованных манометром, перед которым, собственно, и устанавливаются.

Трехходовые смесители широко используются в промышленной сфере и аграрном секторе. Ими укомплектовывается разнообразное оборудование от привычных для нас стиральных машин и автомобилей до сложных инженерных комплексов в кораблях и паровозах.

Применяются трехходовые краники и в медицине. Ими укомплектовываются инфузионные магистрали – необходимая часть сложного медицинского оборудования.

Технические и эксплуатационные характеристики трехходовых кранов

Ключевые технические параметры трехходовых кранов:

1. Типоразмер, а точнее, диаметр условного прохода патрубков.
2. Пропускная способность, напрямую связанная с размером сечения патрубков.
3. Рабочее давление.
4. Максимально допустимый температурный режим.
5. Класс герметичности.
6. Срок службы, определяющий расчетное количество оборотов (циклов).
7. Тип магистрального соединения – резьбовой, фланцевый, штуцерно-торцовой, муфтовый, цапковый или сварной.

Все эти характеристики для запорной арматуры жестко регламентированы стандартами ГОСТов. Разница между ними зависит от модели изделия и материалов, из которых оно изготавливается.

Сколько положений имеет трехпроходной кран

Количество рабочих положений трехходовых кранов определяется формой канала в затворе и предназначением. Схема представлена ниже на фото:

• Трехходовые Т-образные смесители имеют 4 рабочих положения.

• Трехходовые L-образные краны с углом поворота на 90 или 180° имеют всего 2 рабочих положения.

• «Тройники», работающие в тандеме с манометром, вне зависимости от формы канала в затворе работают 4-х положениях. Пятое считается нейтральным (нерабочим) режимом.

На заметку! Трехходовые краны не предназначены для полного перекрытия потока во всех направлениях. Они лишь перенаправляют транспортируемую среду с одной ветки на другую или смешивают их, временно перекрывая один из патрубков.

Из каких материалов изготавливают трехходовые краны

Прочность запорной арматуры, ее эксплуатационные возможности определяет материал, из которого она изготовлена.

Для корпуса, штока и запорного элемента трехходовых кранов чаще всего исполдьзуется:

1. Сантехническая латунь. Отличные характеристики и относительно небольшой вес таких моделей объясняют, почему они чаще всего встречаются в бытовых системах отопления и водоснабжения. Для дополнительной защиты детали могут покрываться никелевым или хромовым составом.
2. Бронза. Бронзовые изделия также отличаются превосходным качеством, но из-за стоимости менее востребованы.
3. Углеродистая сталь. По сути это более дешевый аналог латуни. Однако к выбору запорной арматуры из углеродистой стали стоит подходить ответственно, т.к. низкокачественные сплавы существенно сокращают срок эксплуатации запорного механизма.
4. Чугун. Такие «тройники» используются разве что в инженерных системах коммунальных хозяйств и на промышленных магистралях. Обладая хорошими антикоррозийными свойствами, чугунные изделия крайне быстро изнашиваются, а их большой вес существенно снижает спрос.

В агропромышленном комплексе и в медицине часто используются трехходовые краны, изготовленные из полимеров.

Запорный элемент некоторых моделей может быть выполнен из керамики. Она надежна, отличается износоустойчивостью. Однако керамика крайне восприимчива к составу транспортируемой среды. Если носитель недостаточно чист, такой механизм очень быстро выходит из строя. Поэтому трехходовые краны с керамическим картриджем чаще всего устанавливаются в системах водоснабжения или отопительных контурах, работающих на очищенном антифризе.

Уплотняющие детали «тройника» (прокладки, сальник, седельные кольца) могут изготавливаться из тефлона. Его использование повышает рабочий температурный режим трехходового смесителя до 150 °C. Также кольца могут покрываться фторопластом.

Сферы применения

Современные клапаны пользуются широким спросом и активно применяются в разных сферах человеческой деятельности. Зачастую их устанавливают в современных отопительных магистралях, которые нуждаются в постоянной корректировке пропорций при смешивании различных потоков теплоносителя. Для таких целей принято задействовать электромагнитные приборы или модели с термоголовкой.

Что касается бытового использования, то в этом случае достаточно приобрести термостатический смесительный прибор, который позволит регулировать температуру теплоносителя. Ее подают как в систему трубопровода теплого пола, так и в отопительные радиаторы. А если бытовое устройство оснащено автоматическим управлением, то изменять температурный режим в помещении будет гораздо проще.

Применение трехходового крана в системе отопления выгодно и экономично

Следует отметить, что использование тройника в системе отопления для уравновешивания возможных температурных скачков не только выгодно, но и экономично. Устройство позволяет снизить объемы потребляемого топлива в несколько раз, при этом конечные показатели КПД системы заметно возрастут. В отдельных помещениях наличие такого прибора просто необходимо. Например, если в доме смонтирован теплый пол, то приспособление предотвратит чрезмерный прогрев напольного покрытия.

Устройство и принцип работы трехходового крана

Конструкция трехходового смесителя включает такие элементы:

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

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

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

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

На заметку! Схема монтажа указывается производителем в виде маркировки на самом «тройнике».

Положение затвора задается поворотом рукоятки:

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

Общая информация

Трехходовой кран детали

• Корпус из металла
• Затвор с проходными каналами
• Три патрубка. Два для холодной и горячей воды, третий для выхода нагреваемой жидкости отопления.

Как работает трехходовой кран в системе отопления

К трехходовому смесителю подключаются трубы с жидкостями из котла отопления и обратки. От угла поворота рычага или вентиля на регулирующем кране зависит, какой температуры жидкость через него будет течь.

• Затвор открыт – степень нагрева теплоносителя идентична уровню нагрева в котле
• Кран перекрыт – вода из обратки (остывшая) идет к батареям

Любое другое положение крана, дает воде смешаться. Таким образом, происходит контроль температуры жидкости в магистрали отопления.

Виды распределительных кранов

В торговых точках сантехники огромный выбор арматур данного типа разных моделей. Чтобы выбрать требующуюся модель крана трехходового для отопления надо знать: особенности изделия, его устройство, видеть различия между устройствами.

Модели изделия без внешних различий, все имеют три патрубка, но выполняемые ими функции отличаются в корне

1. Смесительный кран(регулировочный). Дает возможность перемешать жидкость из двух труб. Подключение делается к 2-ум трубам, а выход – по одной. Изделие оснащено штоком с клапаном
2. Распределительный кран (запорный). Делит жидкость из одной линии на два потока. Клапаны монтируются в патрубки. При открытии одного клапана, 2-ой закрывается. Жидкость попадает в кран по одной линии, а выход производится через две. Изделия данного типа устанавливают, чтобы поддерживать оптимальный температурный режим в нескольких помещениях.

Корпус изделия

• 
  Латунный – прочный, устойчивый к механическим повреждениям, без температурных ограничений сплав. Срок службы до 50 лет.

• Стальной – повышенная прочность (ниже латунного сплава), долгое время эксплуатации
• Чугунный – устанавливается в промышленных системах, на трубы диаметром от 4 см.

Способы установки

1. Муфтовое соединение
2. С применением фланцев
3. Методом сварки

Затвор

• Натяжной
• Сальниковый.

Вид изделия

• Шаровой
• Конусный
• Цилиндрический

Управление

Бытовые трехходовые краны, для отопительной системы, оснащены разным управлением.

1. Механическое управление. Кран оснащен поворотными рычагами, которые регулируют потоки жидкости. Изменение положения ручки создает разницу объемов жидкости поступающей из разных источников. Минус механического изделия в длительном и не ровном прогреве системы.
2. Автоматическое управление. Автоматическое изделие поддерживает установленную температуру без влияния человека. Установка автоматического крана гарантирует качественный и равномерный обогрев. Функционирующая система в постоянном контроле не нуждается.

Трехходовой клапан оснащен такими видами управления, как с помощью сервопривода, гидродинамическим или пневматическим термостатами.

Тройник для отопления с электроприводом

Элемент управления сервопривод – электрический двигатель. БЭУ сигнализирует сервоприводу о превышении заданного параметра, двигатель изменяет положение шара или штока. Электроблок измеряет степень нагрева носителя на выходе из регулятора или по нагреву обратки и жидкости из котла оптимизирует настройку.

Трехходовой клапан для отопления с терморегулятором

В термоголовке распределителя находятся газ или специальная жидкость, они откликаются на повышение и понижение температурного режима во внешней среде, их объем меняется, кран реагирует на изменения автоматически.

При монтаже изделия необходима его добросовестная и внимательная настройка. На финишные положения рычага, устанавливаются максимальная и минимальная допустимые температуры. Так создается диапазон работы, в рамках которого модель с термическим регулятором, для отопительной магистрали, корректирует нагрев жидкости в системе. Для этого выполняется механическая коррекция давления в клапане.

Жидкость будет протекать через тройник столько раз, сколь потребуется для достижения ей заданной температуры. Если показатель температуры пересечет установленные пределы, соотношение смешивания воды (ГВС и ХВС) в приборе измениться.

Главное достоинство модели с термической регулировкой – для его функционирования, не требуется БЭУ. Кран выполняет свои функции в автономном режиме и имеет лояльную цену.

Плюсы и минусы трехходовых кранов

Отличие трехходового крана от задвижки, вентиля и клапана

Кран, задвижка, вентиль и термоклапан относятся к классу запорно-регулирующей арматуры. Однако форма затворного механизма и принцип работы у них разные. Для большей наглядности сравнительные характеристики приборов я свела в таблицу:

Из данных таблицы видно, что кран менее функционален. Однако именно поэтому он более надежен и служит гораздо дольше своих собратьев.

Устройство и принцип действия трехходового клапана в системе отопления

Чтобы вам было проще понять принцип действия, предлагаю рассмотреть эту схему:

Конструкция трехходового клапана в разрезе.

Когда нужно добиться определённой температуры, шток поднимается, открывая проток. Это напоминает принцип действия перекрывных кранов. А сам механизм называется седельным. Вместо штока иногда используют шар или вращающийся сектор. Точно так же, как в обычных шаровых кранах. Этот механизм называется поворотным. На схеме их можно изобразить следующим образом:

О том, что именно управляет штоком или шаром, я расскажу чуть позже. Пока давайте разберём каждый вид. Начнём со смесительных клапанов:

Как видите, слева входит горячая вода, а снизу холодная. Шток при необходимости поднимается, позволяя смешивать два потока.

А так выглядит работа разделительного клапана. Здесь наоборот справа заходит горячая вода, а выходить может влево или вниз. Если температура нормальная, шток поднимается. Если требуется более высокая температура, шток опускается, отправляя горячую воду вниз. То есть в обратку.

Из инструкции к клапану типа VMR от Mut International.

Обычно термосмесительные и разделительные клапаны полностью не перекрываются. А вот переключающие, как вы можете увидеть, закрывают один из патрубков, а другой открывают. При этом смешивания или разделения не происходит.

Типичный трехходовой клапан в разрезе.

Виды трехходовых кранов

Особенности конструкции предполагают деление трехходовых смесителей на несколько видов:

Использование привода в комплекте с выносным термодатчиком, контроллером или ручным переключателем позволяет автоматизировать процесс управления. Модели с пневматическим приводом безопаснее электрических сервоприводных аналогов.

Срок службы трехходового крана

Период безаварийной работы прибора определяют:

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

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

Как выбирать трехходовый кран

Перед покупкой трехходового смесителя нужно решить такие вопросы:

1. Сфера использования.
2. Максимальная температура нагрева транспортируемой среды.
3. Диаметр трубы, к которой будет подсоединяться «тройник». При отсутствии подходящего размера сначала устанавливается переходник.
4. Рабочее давление системы.
5. Способ управления. Для «теплого пола» лучше брать модели с приводом.

Основные технические характеристики трехпроходного крана можно увидеть на корпусе.

Популярные производители трехходовых кранов

Современный ассортимент запорной арматуры способен ввести в смятение рядового обывателя. Но не все соответствуют стандартам качества. Среди тех, кто уже давно зарекомендовал себя на рынке инженерной сантехники, я бы выделила:

• Немецкий бренд Danfoss.
• Шведского производителя ESBE.
• Австрийскую компанию HERZ.
• Русско-итальянский бренд Valtec.

Примерные цены на трехходовые краны

Стоимость запорно-регулирующей арматуры зависит от:

• Габаритов.
• Материала, из которого она изготовлена.
• Технических параметров.

Устройства с ручным управлением стоят в 2-3 раза дешевле электро- и пневмоприводных.

Правила монтажа трехходового крана

1. К месту монтажа необходимо обеспечить свободный доступ.
2. «Тройник» устанавливается рычагом вверх или вбок (наружу). Рычаг управления должен свободно двигаться в нужном направлении.
3. Маркировка в виде стрелочек на корпусе прибора подскажет, как правильно его подключить к системе. Стрелки обозначают, в каком направлении будет двигаться поток.
4. При низком качестве теплоносителя перед трехходовым смесителем желательно установить фильтр.
5. В отопительном контуре «тройник» устанавливается перед циркуляционным насосом.
6. Резьбовое соединение обязательно уплотняется льняным волокном и обрабатывается герметиком.
7. При соединении под сварку необходимо избегать образования окалины внутри магистрали.

Схема подключения трехходового крана к отопительному контуру

Схема подключения трехпроходного крана к системе водоснабжения с водонагревателем

Разновидности кранов для манометров

Устройства различаются по конструктивным особенностям и способами крепления.

Пробковые натяжные

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

Этот тип устройства имеет 4 разновидности:

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

Обратите внимание! Третье отверстие крана в обоих случаях определяется как дренажное.

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

Шаровой с дренажом

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

Шаровой с муфтой

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

Рекомендуем ознакомиться: Особенности и назначение чугунных задвижек

Кнопочный

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

Правила эксплуатации трехходового крана

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

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

Частые ошибки и проблемы при установке трехпроходного крана

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

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

Советы специалистов

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

Использование в отопительных системах

Можно очень легко получить требуемую температуру потока воды на выходе из трёхходового вентиля. Нужно лишь правильно определиться с пропорциями горячей и холодной жидкости, чтобы создать приемлемый температурный режим. Если устройство правильно установлено в систему теплоснабжения, а также была проведена регулировка, то оно сможет выполнять свои прямые функции по разделению или смешиванию потоков.

Кран, который установлен так, чтобы получилось 2 выходных патрубка, будет иметь только один вход. Эти приборы зачастую применяются для разделения горячей воды на два разных потока. Их часто используют в системах водонагревателей.

Трёхходовой прибор может функционировать от ручного или электрического привода, но на практике зачастую применяется именно ручное управление. Такое изделие сильно напоминает стандартный шаровый кран. Краны на электричестве обычно используются для регулирования теплоотдачи радиаторами в системе отопления частных домов. Также их встраивают во время обустройства теплого пола.