Трехходовой кран - устройство и назначение, способы монтажа

Трехходовой кран (тройник) – это специальное устройство, регулирующие температуру потока воды. Он используется для перераспределения горячего потока в системе отопления. С его помощью происходит оптимизация работы полностью всего механизма, предотвращение и профилактика от гидравлических ударов.

Тройник применяется:

в системах водоснабжение горячей водой;
в контурах отопления;
в системах водопровода.

Как правило, устройство такого типа используется для отопительных конструкций с несколькими узлами и контурами, чтобы стабилизировать температуру во всех радиаторах. Использование такого изделия позволяет контролировать поток горячей воды, распределять ее по разным участкам (например, дом, летняя кухня, гараж) и регулировать температурный режим каждого радиатора, расположенного в любой комнате.

Что это такое и для чего он нужен

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

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.
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?

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.
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.
Также «тройники» устанавливаются в системах ГВС, оборудованных бойлером.
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:

Типоразмер, а точнее, диаметр условного прохода патрубков.
Пропускная способность, напрямую связанная с размером сечения патрубков.
Рабочее давление.
Максимально допустимый температурный режим.
Класс герметичности.
Срок службы, определяющий расчетное количество оборотов (циклов).
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:

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.
Бронза. Бронзовые изделия также отличаются превосходным качеством, но из-за стоимости менее востребованы.
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.
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.

Классификация по типу контроля механизма

Трехходовой кран управляется либо вручную, либо с помощью электроники. В последнем случае применяется дополнительная комплектация — датчики или термостаты.

Ручной режим управления

Дешевое устройство, внешне выглядит как стандартный шаровой кран. Смешивает потоки примерно в равных пропорциях. Основной недостаток — неравномерность и длительность прогрева удаленных от котла батарей отопления.

Автоматика

Позволяет регулировать нагрев теплоносителя в автоматическом режиме, не требует участия человека. Характеризуется более эффективным действием, обеспечивает равномерность прогрева всех участков. Управление осуществляется посредством сервопривода, пневматического или гидродинамического термостата.

Устройство и принцип работы трехходового крана

Конструкция трехходового смесителя включает такие элементы:

Герметичный корпус с тремя Т-образно расположенными патрубками.
Затвор с внутренними Т- или L-образными каналами. Чаще всего затворный механизм имеет форму шара, реже конуса или цилиндра.
Сальник.
Шток, передающий движение на затворный механизм.
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:

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

Схема работы клапана с седельным механизмом:

С седельным исполнительным механизмом

Конус (3), закреплённый на штоке (4) перекрывает седло (5).

Различающиеся по исполнительному механизму клапаны могут быть двух типов: разделительными и смесительными.

Смесительный клапан (СК) на один выход имеет два входа. Основное применение – для тёплых полов. На входы приходят разнотемпературные потоки, которые, смешиваясь, выравнивают температуру до задаваемого уровня.

Разделительный клапан (РК) имеет обратную ситуацию: на один вход приходится два выхода. Поток разделяется клапаном на два различных направления.

Различия связаны с количеством шариков: один – в СК, в РК – два. Они встроены в выходные патрубки. Сколько выходов – столько и шаровых клапанов. Движение воды указано стрелками.

СК используются больше в отопительных линиях. Разделительные – для ГВС. Один разделённый поток будет иметь постоянный тепловой режим (здесь важно качество жидкости), во втором потоке режим может меняться (важно только количество).

Регулировка штока позволяет достичь в постоянном контуре необходимую температуру. Переменный же контур может полностью перекрываться.

Плюсы и минусы трехходовых кранов

Достоинства	Недостатки
Компактность и эргономика	Ограниченный функционал
Удобное управление. Мягкое плавное движение затвора при переключении режимов	Ограниченный функционал
Возможность использования в загрязненной среде. Исключение – трехходовые смесители с керамическим затвором	Не предназначены для регулировки интенсивности потока и установки затвора в промежуточные положения
При установке в отопительном контуре выполняют функцию термостатического прибора, что позволяет оптимизировать энергоэффективность системы
Высокая герметичность затвора
Низкий уровень гидравлического сопротивления	Быстрый износ и частое заклинивание при работе в режиме регулировки
Конструкция «тройника» не допускает скапливания и застоя транспортируемой среды
Простая понятная конструкция и принцип работы
Легкость монтажа	Ограниченный температурный режим: максимум 200 °C
Удобство эксплуатации. Пониженные требования к регулярности проверок на предмет работоспособности
Длительный срок эксплуатации

Для чего нужно производить регулировку

Настройка оптимальной температуры батарей отопления позволяет создать внутри помещения максимально комфортные условия пребывания. Кроме этого, регулировка позволяет:

Убрать эффект завоздушивания в батареях, дать возможность теплоносителю свободно передвигаться по трубопроводу системы отопления, эффективно отдавая свое тепло внутреннему пространству помещения.
Снизить до 25% затраты на теплопотребление.
Не держать постоянно открытыми окна, при чрезмерном перегреве воздуха в помещении.

Настройкой отопления и регулировкой батарей, желательно заниматься перед началом отопительного сезона. Это нужно для того, чтобы потом не испытывать дискомфорта в квартире и не настраивать температуру нагрева батарей в авральном режиме. До настройки и регулировки радиаторов изначально летом нужно произвести теплоизоляцию всех окон. Кроме этого, нужно учесть особенности месторасположения квартиры:

В середине или в угловой части дома.
Нижний или верхний этаж.

Проанализировав ситуацию, желательно воспользоваться энергосберегающими технологиями для максимального сохранения тепла внутри квартиры:

Утеплить стены, углы, полы.
Провести гидро и теплоизоляцию швов между бетонными стыками панельного дома.

Без этих работ, регулировать температуру радиаторов будет бесполезно, так как львиная доля тепла будет обогревать улицу.

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:

Кран	Вентиль	Задвижка	Клапан
Функция затвора	+	+	+	+
Функция регулировки	Не рекомендована	+	+	+
Форма затвора	Шар, пробка	Клин	Диск, клин	Букса
Принцип движения затворного механизма	Вокруг собственной оси	Параллельно потоку	Перпендикулярно потоку	Параллельно потоку
Рукоятка управления	Рычаг	Маховик	Маховик	Рычаг, маховик
Возможность установки электропривода	+	+	+	+
Возможность установки термостата	Только внешний (для моделей с автоматическим управлением)	+	—	+
Компактность	+	—	—	+

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

Виды трехходовых кранов

Особенности конструкции предполагают деление трехходовых смесителей на несколько видов:

Параметры	Виды трехходовых кранов
Тип затворного механизма	Шаровые, пробковые (цилиндрические, конусные)
Диаметр проходного отверстия в затворе	Полнопроходные, редуцированные (диаметр канала в затворном механизме несколько сужен)
Форма канала в затворном механизме	Т-образные, L-образные
Способ управления	Ручные (рычаг, бабочка), с электроприводом, с пневмоприводом
Способ соединения	Резьбовые (муфтовые, штуцерные, цапковые), сварные, фланцевые

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

Особенности выбора

Для обеспечения максимальной отдачи от отопительного трехходового крана, необходимо его правильно подобрать. Для этого следует придерживаться некоторых рекомендаций:

Диаметр крана должен соответствовать диаметру трубопроводов. В этом случае не будет страдать пропускная способность контура, а монтаж будет произведен без использования переходников;
Тип соединения должен соответствовать имеющемуся. Например, штуцерное соединение невозможно будет согласовать с фланцевыми разъемами крана;
Заранее необходимо решить, будет ли на кране монтироваться сервопривод;
Не покупайте бытовые трехходовые краны для систем с высокими показателями давления теплоносителя. Для таких систем существует специальная арматура. Такие же ограничения рекомендуется соблюдать, если диаметр трубопровода превышает 4 см.

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:

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

Основные технические характеристики трехпроходного крана можно увидеть на корпусе.

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.

Блиц-советы

Перед началом запуска отопительной системы нужно проверить исправность и состояние трехходового крана и всей системы отопления.
Не следует монтировать кран на трубы с диаметром выше 40 мм.
В горячей среде открывать кран нужно очень аккуратно, чтобы избежать отказа гидравлического клапана.
Важно, чтобы шток вместе с регулирующим устройством или ручкой поворота выходили в сторону свободного к ним доступа.
Лучше покупать кран, выполненный из латуни. Он прослужит несколько дольше, чем из других материалов.
Самый оптимальный вариант – кран с пневмоприводным контролем работы.
Чтобы не допустить ошибок, посоветуйтесь предварительно со специалистом.

Правила монтажа трехходового крана

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

Упрощенные смесительные элементы с фиксатором температуры

Автономный трехходовой клапан упрощенного типа разрешается устанавливать в несложные отопительные системы загородных домов, где тепло получается от ТТ-котла. Для функционирования ему не требуется термоголовка с температурным датчиком, да и шток там отсутствует.

Термостатический элемент который устанавливается внутрь корпуса, настраивается на определенную температуру теплоносителя на выходе, например. 50 или 60 оС (должно отмечаться на корпусе).

Смесительный кран этого образца всегда поддерживает установленную температуру теплоносителя при выходе, данная настройка не изменяется. Отсюда появляются положительные и отрицательные моменты при использовании такой арматуры:

преимущество – более дешев, в отличии от узла с термоголовкой. Разница составляет около 30%;
недостаток – нет возможности регулировки нагрева выходящего теплоносителя. Если заводские установки настроены на 55°С, то он постоянно будет подавать воду с данной температурой ±2 °С;
перед тем как приобрести клапан упрощенной конструкции внимательно изучите документацию на твердотопливный котел, в ней обычно указывается минимальная температура обратки.

Термостатический трехходовой кран – это довольно полезная вещь в отопительной системе частного дома, которая дает возможность эффективно использовать нагреваемую жидкость, и тем самым экономить топливо. Более того эта деталь позволяет увеличить срок эксплуатации твердотопливных котлов, а также играет роль элемента безопасности. С другой стороны не стоит лепить клапан, где попало, лучше всегда проконсультироваться со специалистом, который в этом хорошо разбирается.

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:

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

Советы специалистов

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

Как выбрать и самостоятельно установить трехходовой кран: устройство и принцип монтажа