Техническая информация о трёхходовых и четырёхходовых кранах
Штоковые, трех- и четырехходовые краны-смесители
Современные тенденции развития систем отопления все более склоняются к низкотемпературным напольным и радиаторным системам, при которых температура подачи теплоносителя значительно ниже температуры, выдаваемой котлом. Как же добиться гибкого регулирования температуры теплоносителя в условиях постоянно меняющейся уличной температуры?
Для низкотемпературных систем отопления и системы «теплый пол» нужно принимать такие технические решения, в которых в трубу подачи подмешивается охлажденная вода из обратки. Этот процесс называется качественным регулированием системы отопления, то есть регулирование, при котором расход теплоносителя остается прежним, а температура его меняется в нужную нам сторону и при этом мы никоим образом не вмешиваемся в работу котла и его циркуляционного насоса. Количественное регулирование системы отопления отличается от качественного тем, что при нем температура теплоносителя не меняется, а меняется его расход, то есть на трубе попросту устанавливается вентиль, закрытие которого увеличивает гидравлическое сопротивление и циркуляция притормаживается либо совсем останавливается, уменьшается соответственно и расход теплоносителя через отопительные приборы.
Качественное регулирование производят с помощью трехходового крана и байпаса или четырехходового крана, расположенных непосредственно перед кольцом низкотемпературного отопления (рис. 26).
рис. 26. Принципиальная схема качественной регулировки температуры теплоносителя
Поворот рукояти трехходового крана в определенное положение открывает байпас, и циркуляционный насос втягивает охлажденную воду из обратки в подачу, где происходит смешивание с горячей водой подачи. Таким образом, температуру подачи теплоносителя можно отрегулировать до нужного значения. Трехходовой кран может работать очень гибко, он «умеет» перекрывать байпас или трубы подачи либо работать на смешивание обратной охлажденной воды с горячей водой подачи. Другими словами, если трехходовой кран закрывает байпас, то горячая вода подачи полностью попадает в кольцо отопления, если кран закрывает подачу, то кольцо отопления работает «на себя», теплоноситель будет крутиться в нем через байпас, пока не остынет, если кран открыт в промежуточном положении, то охлажденная вода через байпас попадает в кран и смешивается с водой подачи, далее в отопительный контур она попадает нужной нам температуры. Трехходовой кран, устанавливаемый для регулирования температуры теплоносителя, в данном случае, называют трехходовым смесителем (рис. 27). Температуру подачи горячей воды в систему отопления можно отрегулировать вручную по шкале на смесителе или с помощью датчика температуры и электрического сервопривода.
рис. 27. Трехходовые смесители
Применение четырехходовых кранов позволяет обойтись без трубы байпаса, но в работе эти краны различаются: одни, например, с Х-образными заслонками, могут только закрывать и открывать подачу и обратку, но не умеют смешивать воду, другие, например, с роторными заслонками, воду смешивают. При применении кранов с Х-образными заслонками горячая вода попадает в кольцо отопления и кран закрывается, а насос гоняет теплоноситель по внутреннему кольцу, как только теплоноситель остывает, кран открывается и во внутреннее кольцо из котла попадает новая порция горячей воды, а охлажденная сбрасывается в обратку. Четырехходовой кран такой конструкции делит каждый контур на две части, его работа напоминает регулировку температуры теплоносителя включением-выключением циркуляционного насоса. Но в отличие от насосной регуляции (включения и выключения насоса), регулирование здесь происходит в более мягком режиме, так как насос не выключается и циркуляция теплоносителя не останавливается. Разумеется, что применение четырехходовых кранов с Х-образными заслонками возможно только в автоматическом режиме, поскольку ручной поворот крана при каждом остывании теплоносителя во внутреннем контуре просто невозможен.
рис. 28. Четырехходовые роторные смесители
Четырехходовые смесители с роторными заслонками (и некоторыми другими) обеспечивают постоянный и одинаковый расход горячего и охлажденного теплоносителя и при этом позволяют устанавливать желаемую температуру теплоносителя как в ручном, так и в автоматическом режиме (рис. 28). Такая система отопления не нуждается в применении дифференциального байпаса, смеситель автоматически пропускает требуемое количество воды, иначе говоря, суммарное количество воды, поступающей в систему отопления, и воды, протекающей обратно, будет постоянным. Представленная система регулирования является одной из самых простых: в зависимости от положения клапана четырехходовой смеситель пропускает определенное количество воды, поступающей от котла в первичный контур; ровно столько же теплоносителя вытесняется в обратную магистраль.
рис. 29. Пример решения узла подключения «теплых полов» и работы штокового смесителя
Обычно системы низкотемпературного отопления снабжаются автоматическими контроллерами, измеряющими температуру теплоносителя или температуру воздуха отапливаемого помещения, и отдающими команды на электрические сервоприводы, которые «крутят» вентили трех- или четырехходовых смесителей. Кроме смесителей «на поворотных заслонках» существует и другая управляющая арматура, основанная на штоковых (рис. 29) трех- и четырехходовых вентилях. Регулирование (закрытие и открытие каналов смесителя) происходит благодаря опусканию и подниманию штока с конусной заслонкой. Управляется смеситель датчиком, основанным на термическом расширении некоторых материалов, например, парафина. Капсула с парафином помещается на трубу системы отопления, парафин при нагревании от трубы расширяется и замыкает или размыкает контакты термопары, то есть капсула работает как выключатель, который передает импульс на сервопривод, передвигающий шток трех- или четырехходового смесителя. Потом температура в трубе отопления снижается, парафин уменьшается в объеме и размыкает контакты — шток смесителя занимает прежнее положение.
рис. 30. Пример системы отопления, выполненной по классической схеме
Таким образом, система отопления с низкотемпературным контуром «теплых полов» и радиаторным высокотемпературным контуром может выглядеть следующим образом (рис. 30). Теплоноситель, нагреваясь в котле, поступает в коллектор горячей воды, откуда он распределятся по двум разводящим стоякам: радиаторного отопления и «теплых полов». Радиаторные стояки доставляют воду к отопительным приборам, где она охлаждается и поступает в коллектор охлажденной воды соединенный с трубой обратки котла. Теплоноситель побуждаемый циркуляционным насосом, постоянно циркулирует, в этом контуре и через котел. В отопительном контуре «теплых полов» происходит несколько иное движение теплоносителя. Циркуляционный насос закачивает теплоноситель из коллектора подачи не постоянно, а периодически, по мере того, как трехходовой смеситель открывает подачу. Все остальное время насос «крутит» по кольцу «теплых полов» собственную охлажденную воду. Здесь необходимо заметить, что при ручной регулировке трехходового смесителя насос будет постоянно подмешивать воду из коллектора подачи, а при регулировании смесителя автоматикой возможны два варианта работы: с полным отключением «теплых полов» от котла и с подмешиванием горячей воды. Дело в том, что производителями трехходовых смесителей выпускаются два варианта этих вентилей, в большинстве случаев, трехходовые смесители настраиваются таким образом, что ручное закрытие вентиля, показывающее на шкале прибора «подача горячей воды закрыта», на самом деле горячую воду полностью не закрывает, а оставляет чуть-чуть приоткрытой. Это так называемая защита «от дурака». Например, смонтировав систему радиаторного отопления с ошибкой, пользователь полностью перекрывает подачу в систему отопления «теплых полов», а котел в это время работает и нагревает воду, выталкивая ее в систему. И куда ей течь, если трехходовой вентиль закрыт? В системе создается избыточное давление и перегрев теплоносителя — возможен разрыв теплообменника котла или трубопровода. Трехходовой смеситель, имеющий маленькое отверстие, при, казалось бы, полном закрытии подачи, позволяет не останавливать циркуляцию и пропускать теплоноситель по низкотемпературному контуру отопления.
Трехходовой кран
В холодное время года особую актуальность приобретает вопрос регулирования тепловой мощности отопительных систем. Автономная система обогрева помещения предполагает установку котла с выбором основных рабочих параметров. Однако при неправильной настройке оборудования и регулировке теплоносителя, владелец рискует существенно снизить эффективность использования тепловых ресурсов и даже допустить их потерю. В том случае, когда один котел обогревает сразу несколько комнат или помещений, важно правильно распределить тепловую мощность. В этом вопросе подстройка параметров котельного оборудования не всегда позволяет достичь требуемого результата.
Современное решение проблемы, связанной с оптимальным обогревом сразу нескольких помещений с использованием одного источника тепла, основано на применении трехходового крана. Данный механизм позволяет распределять и регулировать циркуляцию тепла, а также мощность потока теплоносителя в отопительной системе. Таким образом, кран трехходовой конструкции выступает многофункциональным механизмом для обеспечения эргономичного обогрева помещения без выполнения дополнительных сложных настроек котла.
Принцип работы крана
Трехходовой кран – это важный элемент запорно-регулирующей арматуры, при помощи которого осуществляется равномерное смешивание нагретой воды, поступающей в систему от единого теплового носителя, а также и распределение тепловой энергии в целом. Такой кран обеспечивает поддержание одинаковой температуры во всех комнатах при обогреве помещения, а также позволяет подключать горячую и холодную воду.
Основными составляющими данного типа арматуры является три патрубка. Между данными патрубками в конструкции крана предусмотрено наличие вентиля, позволяющего теплоносителю любой температуры перетекать из одной линии в другие. Следует отметить, что указанный тип арматуры не является запорным в классическом значении этого понятия, поскольку кран не позволяет полностью перекрывать тепловой поток во всех патрубках. Перекрытым может оставаться только один из трех отсеков крана. Два других подвода, при этом, всегда остаются открытыми.
Важно также отметить, что начальная температура среды в системе регулируется на едином теплоносителе, то есть котле. Подключение одного или нескольких радиаторов осуществляется напрямую к котлу и отдельно регулировать их нельзя. Мощность потока будет перераспределяться и балансироваться, но от изначально единого центра подачи тепла. Данная схема является самым простым вариантом регулирования подачи и распределения тепловой энергии.
Более сложная конфигурация предполагает установку байпаса на каждую отдельную батарею. Для регулировки количества и мощности теплового потока в трубах, байпас следует монтировать перпендикулярно к радиатору, а под ним устанавливать игольчатый кран.
Итак, основные режимы работы клапана:
- нагревание батарей до максимальной температуры при односторонней подаче потока горячей воды (полное открытие крана);
- закрытие крана, что влечет за собой перекрытие подачи нагретой жидкости с подачей только холодной воды через другое отверстие;
- регуляция температуры воды в системе при частичном открытии клапанов.
Одной из основных полезных функций трехходового клапана считается снижение уровня потребления топлива в котле. Экономия достигается благодаря принципу работы самого крана. Так осуществляется сокращение потока, поступающего к котлу при возвращении переработанной (остывшей) воды в системе. Скорость движения теплоносителя при этом остается прежней, а температура нагрева немного снижается, однако топливо расходуется в меньшей степени.
Разделяет поток нагретой и холодной воды циркуляционный насос, который дополнительно устанавливают со стороны расположения трехходового крана. Такая система позволяет изначально делить весь поток теплоносителя на подачу в радиатор, а также на обратный ход. Таким образом, владельцу отопительной системы становятся доступно несколько режимов для полного обогрева и поддержания температуры без выработки дополнительной тепловой энергии. Основные рабочие режимы регулируются крайними положениями клапана, который перекрывает входной и выходной канал для движения жидкости с различной температурой.
Применение крана для обогрева пола
Функция поддержания постоянного и оптимального температурного режима в помещении позволяет использовать трехходовой кран для создания теплых полов. Обогрев полов, как правило, осуществляется посредством котла не с одним, а с несколькими контурами, каждый из которых оснащен своим циркуляционным насосом. Вместе они составляют комплексную систему теплоснабжения помещения.
Многоэтажные частные дома с установленными теплыми полами, зачастую имеют в системе теплообменники. С помощью трехходового клапана осуществляется смешивание двух потоков воды, которые далее направляются к теплообменнику, подсоединенному к нагревающему элементу. Главная особенность такой конструкции заключается в том, что предельно допустимое значение для обогрева составляет 35 градусов, тогда как максимальная температура нагрева в котле граничит на отметке в 60, а нередко и 90 градусов по Цельсию. Регуляционный механизм в виде клапана помогает поддерживать оптимальную температуру в системе обогрева, не превышая допустимых значений.
В результате котел продолжает все время работать в привычном режиме со стандартными настройками, а регулирующий кран с тремя ходами разбавляет и перераспределяет остывшую и нагретую воду в системе. Огромная экономия энергоресурсов в системе обусловлена тем, что нагревательный котел постоянного подогревает возвращающуюся воду. При выборе самой высокой мощности котла и температуре жидкости на выходе из него на уровне 90 градусов, в систему подогрева полов попадает вода с температурой не более 28-31 градуса.
Трехходовая конструкция
Мощная запорно-регулирующая арматура производится всегда из высокопрочных металлических сплавов. Самыми популярными на современном рынке являются трехходовые краны, выполненные из чугуна, латуни или стали. Такой материал изначально свидетельствует о высоком качестве изделия. По материалу изготовления также можно судить о возможности применения крана в той или иной системе. К примеру, чугунные клапаны, зачастую, производятся в больших размерах и предназначены для установки в промышленных отопительных системах с диаметром труб более 40 мм. Для домашней системы отопления самым оптимальным вариантом является клапан из латуни.
Довольно простая конструкция такого крана всегда предполагает наличие трех выходов, а также двух основных деталей – запорного и регулирующего механизма. В центре трехходового клапана может устанавливаться либо шток, либо хромированный шар. Данный элемент является основным механизмом контроля температурного режима. Следует знать, что шар присутствует как в штоковой, так и в непосредственно шаровой модели клапана.
Основная конструкция со штоком включает в себя следующие детали (сверху вниз):
- ручка (вентиль);
- полированный шток;
- сальник тефлоновый;
- тефлоновое кольцо;
- хромированный шар (в центре тройника).
Виды трехходовых кранов
В общепринятой классификации к двум основным категориям трехходовых кранов относят:
- запорный кран;
- регулирующий кран.
Кран запорного типа всегда включает в себя шаровой элемент. Данная часть конструкции во время движения осуществляет перенаправление потока жидкости из одного выхода в другие. По своим функциям, такой клапан практически не отличается от обыкновенного и не позволяет плавно осуществлять регулирование мощности потока в отопительной системе.
Регулирующий трехходовой кран характеризуется наличием штока. Данная деталь позволяет плавно регулировать поток тепла от носителя. Такая конструкция и тип клапана является наиболее распространенной и широко применяемой в автоматизированных отопительных системах. Регулирующий механизм в них, обычно, управляется при помощи электропривода.
Кроме двух основных видов кранов, на рынке также представлены и другие виды. Еще одна классификация трехходовых кранов разделяет их на:
- смесительный клапан;
- разделительный клапан.
Клапан-смеситель на два входа и один выход выполняет функцию, полностью соответствующую своему названию. Через два входных отверстия в корпус крана поступает холодная и горячая вода. Затем вода смешивается внутри с помощью регулирующего механизма и уже через третье отверстие (выход) поступает в систему с оптимальной температурой.
Клапан разделительного типа имеет прямо противоположную конструкцию. Такой кран оснащен всего одним входом и двумя выходами. На входное отверстие поступает общий поток. В центре крана он сталкивается с разделительным устройством, которое перенаправляет равные части потока на два выхода. Такой вид трехходовой арматуры позволяет владельцам системы устанавливать дополнительные элементы для повышения эффективности работы системы.
Автоматическое управление
Сам механизм трехходового крана в стандартной конструкции приспособлен к ручному управлению. Обычно, клапан регулируется механическим способом при помощи установленной ручки (вентиля), которая подсоединена к внутреннему штоку в кране. При помощи ручного воздействия происходит принудительное управление клапаном.
Все современные отопительные системы предполагают автоматизированный контроль и управление. Автоматически управлять клапаном можно при помощи различных устройств, включая:
- электрический привод;
- пневматический термостат;
- специальную гидравлическую головку;
- сервопривод.
Различные типы автоматизированного управления трехходовыми кранами позволяют быстро настроить необходимый температурный режим для длительной и бесперебойной работы системы.
Популярным и распространенным способом настройки, а также регулирования трехходового клапана, считается электропривод. Технология управления в этом случае достаточно проста и аналогична принципу ручного управления. Разница состоит лишь в том, что электронный блок управления посредством передающего устройства подает сигнал на двигатель, подключенный к штоку, который перемещается по заданной траектории.
К сведению владельцев отопительных систем с обыкновенными ручными клапанами – любой трехходовой кран можно оснастить электронным блоком управления. Обычно, такой блок имеет компактные размеры и значительно упрощает использование клапана.
Менее популярным, однако, также нередко применяемым способом управления краном с трехходовой конструкцией, является термостат. Он может быть, как пневматическим, так и гидравлическим. Суть его работы заключается в следующем: специальная головка, наполненная газом или жидкостью, надевается на кран и регулирует поток содержимого под давлением. Терморегулятор очень чувствителен к изменению среды, поэтому здесь требуется тщательная и квалифицированная настройка механизма во время его установки, для последующей эффективной эксплуатации данного устройства.
Монтаж трехходового крана
Такой вид запорно-регулирующей арматуры, как трехходовой кран, легко монтируется в любую отопительную систему. Самыми важными моментами, которые следует знать перед установкой, являются место расположения крана, а также способ установки ручки.
Монтаж стандартного клапана не требует высокой квалификации. Для установки арматуры потребуется:
- предусмотреть свободное пространство для проворачивания вентиля или ручки клапана;
- подобрать оптимальное место на трубе, по которой движется теплоноситель;
- подготовить комплект крепежных фитингов.
Для определения точного расположения крана, следует учесть особенности конструкции системы.
Советы по выбору трехходового крана:
- обратите внимание на технические характеристики крана, сравните их с требованиями, предъявляемыми к системе обогрева;
- при высоком качестве изготовления, но несоответствии параметрам системы, приобретите специальный переходник;
- размерный диаметр труб крана может варьироваться от 20 до 40 мм;
- выбирайте клапан с высокой пропускной способностью;
- по возможности отдавайте предпочтение механизму с установленным автоматическим приводом регулирования.
Качественный трехходовой кран с высокими техническими характеристиками может сделать отопительную систему действительно выгодной, эффективной и экономичной!
Трёхходовые краны шаровые в Казани
Трёхходовые краны шаровые производства компании «Динамика» относятся к запорно-распределительным устройствам с применением в промышленном кластере, на местных трубопроводах где необходимо перенаправление потоков жидких и газообразных веществ. Трубопроводные устройства выполняют эксплуатационную функцию распределения потоков жидких и газообразных сред при повороте затвора на определённый угол. Распределительная запорная арматура изготовлена из Российского сталепроката – углеродистой, хладостойкой или нержавеющей стали, в климатических исполнениях для умеренного и холодного климата, что позволяет их монтаж на трубопроводах диаметра от 15 до 150 миллиметров в широком диапазоне широт РФ.
Предприятие – производитель запорной арматуры промышленного назначения предлагает из наличия и под заказ широкий ассортимент продукции, изготовленной из отечественного сырья рассчитанной на давление до 160 кг/см 2 . В зависимости от спецификации применения, типа подключения к трубопроводным линиям предлагаем боле 20 типов трёхходовых кранов шаровых общепромышленного применения и применения на трубопроводных линиях высокого давления с установкой метрологического оборудования.
На предприятии введены внутризаводские обозначения видов трёхходовых кранов отражающие быстрые характеристики изделий, что отражено таблице номенклатуры ниже.
Треххододовые краны могут отличаться некоторыми дополнительными характеристиками
Системы могут отличаться положением и способом
Автоматические клапаны удобный в использовании, поэтому пользуются большей популярность чем ручные
Применение трехходового крана в системе отопления выгодно и экономично
При покупке трехходового крана важно провести некоторые измерения
Чтобы правильно установить трехходовой кран, важно следовать чертежам и пошаговым инструкциям 
Самым лучшим материалом для трехходового крана является латунь
Загрузка...
