Двухходовой клапан: принцип работы, виды, особенности монтажа

В узлах обвязки калориферов и охладителей очень часто применяется двухходовой клапан, который обеспечивает быструю и точную регулировку объемов подачи и отбора воды. Двухходовой регулирующий клапан — это ключевое, неотъемлемое звено отопительной системы, вентиляции, кондиционирования. В настоящее время широкой популярностью пользуется двухходовой клапан с электроприводом, который управляется различными датчиками. Подобные изделия характеризуются надежностью и простой установки. В статье мы рассмотрим, что представляет собой такое устройство и отметим ключевые особенности его работы.

p, blockquote 1,0,0,0,0 —>

Клапан двухходовой с сервоприводом

Отличительные особенности и принцип работы двухходового клапана

Главная отличительная особенность, которой характеризуется двухходовой клапан — это возможность пропускать воду исключительно в одном направлении. При обратной установке клапан регулирующий двухходовой может давать сбои или вовсе выйти из строя.
Очень часто перед самим двухходовым клапаном монтируются фильтры, которые не позволяют твердым частицам проникать в клапан.

p, blockquote 2,0,0,0,0 —>

По большому счету 2х ходовой клапан по своей конструкции напоминает обычные вентили , однако все-таки есть ряд отличий. Например, у регулирующего двухходового клапана в качестве запорного элемента выступает либо шток , либо шар. Другими словами, процесс прохождения жидкости или пара регулируется либо движением штока в вертикальном направлении, либо поворотом шара с отверстием вокруг оси на 90°. Вся эта последовательность действий выполняется посредством электрических и пневматических приводов, которые подсоединены к датчикам давления и температуры.

p, blockquote 3,0,0,0,0 —>

Электромагнитный двухходовой клапан снабжен двумя патрубками для возможности осуществлять подключение к трубопроводу. Основным его предназначением является ограничение расхода воды. Исходя из того, какая конструкция у запорного клапана, принцип работы устройства идентичен принципу функционирования седельного клапана ( вентиля ) или шарового крана.

p, blockquote 4,0,0,0,0 —>

Нашел он свое активное применение в инженерных системах зданий с централизованным теплоснабжением. Это связано с тем, что применяя его, можно снизить потребление теплоносителя и при этом сохранить нужный коэффициент смешения, чего не сделаешь при помощи трехходового клапана.

p, blockquote 5,0,0,0,0 —>

Двухходовые регулирующие клапана применяются для управления теплоотдачей теплообменных аппаратов систем горячего водоснабжения и обособленных отопительных систем, для управления процессом смешения в тепловых пунктах с зависимым подключением к тепловой сети.

p, blockquote 6,0,1,0,0 —>

p, blockquote 7,0,0,0,0 —>

Материал изготовления и применение

Устанавливать двухходовой клапан следует в тех участках, где трубы не разветвляются. Подобный тип запорной арматуры имеет угловое и прямое исполнение. Если клапан имеет один вход и выход, то вне зависимости от конфигурации он называется двухходовым.

p, blockquote 8,0,0,0,0 —>

Крепление подобных устройств может быть: фланцевым, резьбовым и сварным. Изредка резьбовое соединение бывает цапкового крепления (клапан вворачивается в тело какого-нибудь устройства). Сварной вид соединения клапан подразумевает наличие патрубков под сварку.

p, blockquote 9,0,0,0,0 —>

В качестве материала для запорно-регулирующих деталей зачастую выбирают чугун или сталь. Наибольшую популярность обрели стальные клапаны, поскольку они никак не уступают чугуну по прочности, но стоят намного дешевле.

p, blockquote 10,0,0,0,0 —>

Клапаны из стали и чугуна обычно устанавливаются в системах с большим расходом воды или пара.

p, blockquote 11,0,0,0,0 —>

Какая бы конструкция двухходового регулировочного клапана не была, наиболее качественными и эффективными признаны изделия, выполненные из стали. Процесс создания такого устройства получается наиболее технологичным, что позволяет сделать клапан ниже по стоимости, но при этом он будет высококачественным. Также популярностью пользуется и латунная арматура. При выборе роль играют также размер и показатели давления.

p, blockquote 12,1,0,0,0 —>

Латунный двухходовой регулировочный клапан — обычно небольшой по размеру и используется в узлах обвязки элементов узлов вентиляции, которые установлены в небольших помещениях. При этом двухходовой клапан может быть изготовлен в одно- и двухседельном вариантах.

p, blockquote 13,0,0,0,0 —>

Во втором случае, благодаря отличительным особенностям конструкции, можно перекрывать и регулировать поток, в котором происходит перепад давления, при котором односедельные клапаны функционировать не смогут. Стоит обратить внимание на то, что двухходовой клапан может быть сконструирован как отдельный обособленный элемент, к которому нужно подключать привод, так и с уже смонтированным приводом, обычно — электрическим. В комплектацию устройства могут входить различные электрические приводы, которые разнятся по принципу работы.

p, blockquote 14,0,0,0,0 —>

Электрический привод — электромотор, который имеет небольшую мощность. Главная его функция — втягивание соленоидов .

Клапан регулирующий двухходовой может выступать как ключевое звено управления калорифером или охладителем. В такой ситуации он может менять поступление теплоносителя к теплообменнику. Такой способ регулировки — очень простой, однако, есть у него и ряд недочетов, поэтому используется он в самых простых случаях.

p, blockquote 16,0,0,0,0 —>

Используется он для сборки смесительного узла для теплого пола.

p, blockquote 17,0,0,0,0 —>

p, blockquote 18,0,0,1,0 —>

Разновидности

Как уже отмечалось, название «двухходовый» говорит о том, что устройство имеет выход и вход. А вот угловое или прямое у него исполнение существенной роли не играет. Оно выбирается по надобности.

p, blockquote 19,0,0,0,0 —>

И прямые, и угловые краны могут быть оборудованы системой автоматического управления. Реализуется она обычно на электроприводе, который может работать самостоятельно. Также вы может управлять им посредством дистанционного пульта.

p, blockquote 20,0,0,0,0 —>

Регулирующий двухходовой клапан на автоматике

Выпускается такое устройство с комплектом из обвязки датчиков, электропривода и микроконтроллера. Благодаря микроконтроллерному управлению краном можно получать и обрабатывать сведения, которые подают датчики. Дальнейшее развитие событий зависит от того, как запрограммировано устройство.

p, blockquote 21,0,0,0,0 —>

Двухходовой клапан может не быть запорным, а только регулировочным. В таком случае он не сможет обеспечить вам качественное перекрытие потока жидкости. Именно поэтому необходимо дополнительно устанавливать отдельные запорные клапаны. Если же устройство является запорно-регулирующим, то во вспомогательных элементах запорной арматуры нет необходимости.

p, blockquote 22,0,0,0,0 —>

Бывают проходные узлы, которые могут функционировать автономно, при этом для их работы электрическое питание не требуется. Это штоковая арматура с мембраной и противодействующей ей пружиной. Шток управляется и регулируется посредством мембраны и пружины. Обратная связь обеспечивается при помощи обводки, по которой движется вода из трассы. Таким образом она будет направлять мембрану в верную сторону и заодно будет двигать шток, к которому привязан запорный элемент.

p, blockquote 23,0,0,0,0 —>

Клапаны с дистанционным управлением

Управлять двухходовым клапаном дистанционно гораздо легче и удобнее, чем трехходовым. Однако, такой способ управления обязательно предполагает наличие электрических приводов, пульта (одного или нескольких). В подобные пультовые будут приходить все сведения о состоянии разных участков теплотрассы. Из одного из таких помещений вы можете осуществлять руководство процессом функционирования теплосети. Вы можете уменьшать, повышать давление, перекрывать конкретные ветки.

p, blockquote 24,0,0,0,0 —> p, blockquote 25,0,0,0,1 —>

Подводя итог всего вышеописанного стоит упомянуть о достоинствах, которым обладает двухходовой регулирующий клапан:

• регулирует расход и распределение ресурсов (среды), тем самым обеспечивая их экономию;
• защищает сети и оборудование от перепадов давления;
• устройство легко устанавливается и ремонтируется;
• благодаря такому устройству приборы будут работать качественно и без сбоев на протяжении длительного времени, главное найти ему верное применение.

after —>

Регулирующие двухходовые и трехходовые клапана.Принцип действия регулирующего клапана

Как подобрать

Подбирая трехходовой кран, очень важно понимать несколько показателей. В ходе выбора отлично заручиться помощью умелого инженера-сантехника

В первую очередь необходимо оценить назначение устройства- разделительный или смесительный. Дальнейшим шагом необходимо определить установочное место на схеме системы, а еще способ управления устройством. Если предполагается автоматизированное управление теплоснабжением, нужно решить, как будет управляться данный кран- электрическим приводом, терморегулятором или ручным способом.

Дальше анализу подлежат следующие технические свойства:

• Пропускная способность магистрали. Это объем жидкости, проходящий за единицу времени. Пропускная способность крана должна быть не менее. Очень маленький просвет сделает нежелательное сопротивление потоку и осложнит работу всей системы.
• Максимальное и рабочее давление. Также обязано отвечать расчетным величинам для отопительной системы.
• Присоединительные размеры. Если точного соответствия диаметров добиться не получилось, то используют переходники-фитинги.
• Диапазон регулировки рабочих температур.

Руководствуясь перечисленными параметрами, необходимо отобрать из десятков предложений на рынке несколько моделей, соответствующих заданным требованиям.

На данном шаге настает время сопоставлять цену, срок гарантии, доступность обслуживания и, разумеется, репутацию фирмы- изготовителя. Гарантированным качеством обладают такие лидеры рынка, как:

• Honeywell. Компания из Америки второе столетие создает, поставляет, монтирует и эксплуатирует большой спектр элементов и целых систем управления теплоснабжением, вентиляции, безопасностью.
• Esbe. Шведская фирма также больше ста лет поставляет точные и чрезвычайно надежные клапана, арматуру и элементы систем, специализируясь на технике для отопления. Скандинавские традиции старательной и качественной работы совмещаются с технологическими подходами к конструированию.
• Valtec- Российско- итальянское предприятие положительно соединяет большое итальянское качество с семилетней гарантией и хорошими стоимостями. Полностью локализованное производство с европейской системой контроля качества не давно возникло на рынке, однако уже успело захватить известность.

На рынке есть также много поставщиков, не успевших захватить столь безупречную репутацию. Экономия на цене клапана может в последующем привести к его неустойчивой работе, очень высоким затратам либо даже к выходу из строя всей системы.

В большинстве случаев при установке трехходовых кранов подбирают одну из стандартных, отлично отработанных схем.

Безнапорный коллектор или гидравлический разделитель

В такой схеме в контуре №2 предусматривается насос, обеспечивающий циркуляцию носителя тепла. Его обозначение- два синих равносторонних треугольника, скреплённых вершинами.

Рисунок 10. Монтажная схема с безнапорным коллектором

Прямое подключение к источнику тепла

Важно! Если кран подсоединяется конкретно к водонагревателю косвенного нагрева на байпасе, подключенному к отрезку трубы В, перед прибором для определения величины давления придется собрать клапан с на гидравлике сопротивлением, равным сопротивлению теплового источника

Рисунок 11. Прямое подключение к источнику

В другом случае начнутся колебания расхода носителя тепла на участке A-B. Они будут вызываться колебаниями штока.

Регулятор перепада давления

В случае большого давления со стороны теплового источника между напорным коллектором и клапаном ставится манометрический дросселирующий регулятор, компенсирующий лишний напор носителя тепла.

Рисунок 12. Схема с дросселирующим регулятором

Профессионалы используют и иные схемы подсоединения, исходя из назначения системы и соотношения показателей теплового источника, системы трубопровода, клапана и потребителя.

Назначение и области применения

Трехходовые клапаны применяются в таких областях:

• В магистральных тепловых сетях. При помощи устройства к ключевому потоку носителя тепла добавляют определенное количество из обратного контура. Это выполняют, когда необходимо уменьшить температуру прямого потока без изменения напора и рабочего режима водонагревателя электрического накопительного. Краны оборудуют электромагнитным приводом или термочувствительным сенсором.
• В бытовых отопительных системах. Применяется термостатический привод, при помощи которого регулируют температуру носителя тепла, направляемого, к примеру, в оборудование «пола с подогревом» или в стеновые батареи. Установка модуля дистанционного управления существенно облегчает контроль над микроклиматом. Точное управление температурой жидкости в возвратном трубопроводе дает возможность значительно уменьшить затраты на теплоснабжение. Это способствует также уменьшить самую большую температуру пола с подогревом, защищая его от перегревания.

Рисунок 1. Схема включения трехходового крана в отопительную систему

• Для водообеспечения при регулировании температуры воды. Очень знаменитый пример- это традиционный водопроводный кран.
• Для водоподготовки. Для переключения контура протечки воды в обход фильтра на определенный период времени сервисных работ, к примеру, по замене кассет.

Применяются трехходовые клапаны и в трубопроводах инновационного назначения, везде, где требуется на время или регулярно перенаправлять потоки жидкостей или газов, а еще перемешивать такие потоки в конкретных пропорциях.

Рабочий принцип и устройство трехходового крана для отопительных систем

В основе конструкции трехходового крана лежит традиционный Т-образный тройник. Два входящих отрезка трубы (на схеме с правой стороны и сверху) служат для подачи горячей и холодной воды. Выходящий отрезок трубы (на схеме слева) отводит смешанный поток. В центральной камере на оси крутится выверяющий раздел, отчасти перекрывающий входящие отрезки трубы. На рисунке видно, как не прекращает работу секторный трехходовый кран

Рисунок 2. Рабочий принцип секторного клапана

Перекрытие может составлять от 0 до 100%. Конструкционную особенность в том, что чем больше открывается просвет для одного из входящих патрубков, тем меньше становится просвет для иного. Если раздел стоит примерно положении, пропускается по 50 % каждого потока. Смещая раздел, к примеру, к верхнему отрезку трубы, можно получать пропорции прохладная/горячая:

И так дальше до полного перекрытия холодной воды (0/100%), в подобном варианте в выходной отрезок трубы будет поступать только горячая вода

Управление клапаном может выполняться ручным способом и помощью биметаллического термостатического устройства.

Рисунок 3. Рабочая схема клапана с термостатическим управлением.

Такую функцию можно сделать и при помощи 2-ух двухходовых кранов и простого тройника, используемых вместе. Собственно так происходит в кранах двухвентильного типа. Чтобы обеспечить постоянный напор и точно управлять пропорцией смешивания горячего и холодного потока, необходимо обеспечить открытие 2-ух кранов в противофазе (один открывается- другой пропорционально закрывается), к примеру, насадив их на единую ось.

Трехходовые клапаны делятся на две обширные группы. Они бывают:

• Разделительные. Служат для пропорционального деления входящего потока на 2 выходящих.
• Смесительные. Предназначаются для смешивания 2-ух входящих потоков в один суммирующий

Рисунок 4. Рабочая схема смесительного и разделительного трехходового клапана

Из схемы видно, что конструкция смесительного и разделительного клапана почти что похожа. Отличаются они лишь направлениями потоков. При правильной установке смесительный клапан буде работать и в виде разделительного. Необходимо лишь правильно настроить систему управления. В случае ручного управления никаких проблем не возникнет. Труднее, но еще возможно будет настроить и электронное управление. А вот термостатический модуль управления в случае подсоединения по разделительной схеме будет распределять потоки в необходимости температуры входящего потока. Это придется иметь в виду во время проектирования отопительной системы.

Сколько положений имеет секторный кран с электрическим приводом, показано на рис. 5

Рисунок 5. Варианты применения крана с электрическим приводом

Помимо секторных трехходовых кранов, также выпускаются и седельные. Рабочий принцип у них аналогичный, однако есть конструктивные различия.

Рисунок 6. Седельный, или шаровый вид крана

Смесительный седельный кран имеет двигающийся на штоке шарообразный рабочий орган, он запирает попеременно седла, через которые в камеру и дальше в выходной отрезок трубы проходят смешиваемые потоки. Разделительный клапан снабжен 2-мя рабочими органами, закрепленными на едином штоке и перекрывающие выходные потоки. Чем больше перекрыт один, тем больше открыт другой. Седельные клапаны не могут быть взаимозаменяемыми.

Более того, трехходовые устройства делятся по методу управления:

Электрические. Раздел поворачивается при помощи электрического двигателя с редуктором. Данные устройства подсоединяются к компьютеризированной системе управления, считывающей показания термопреобразователей и соответственно с вмонтированным методом управляющей потоком.

Рисунок 7. Кран с электрическим приводом

Ручные. Используются в обычных схемах с постоянной пропорцией распределения или смешивания потоков. Поворотный угол сектора выставляется ручным способом поворотом маховика.

Рисунок 8. Ручное управление

Термостатические. Управление выполняется независимым терморегулятором. Его ставят на конкретную температуру при настройке системы, в последующем он собственными силами поддерживает ее, перепуская часть входящего потока из отопительного прибора по обходному отрезку трубы (циркулярному насосу).

Рисунок 9. Трехходовой кран Esbe с термостатическим управлением

При надобности поворотом маховика можно поменять установленную температуру. Часто ставится при входе отопительных радиаторов для подстройки оптимальной температуры во всех помещениях.