Трехходовые клапаны в системе отопления: принцип действия и схемы установки

Какие существуют способы защиты отопительной техники от перегрева

Компании – производители стараются в целях повышения потребительской привлекательности своих товаров, вносить в технический паспорт котельного оборудования любые гарантии его безопасности. О средствах защиты отопительного котла от закипания, непосвященный потребитель не имеет малейшего представления.

Существуют на данный момент следующие способы обеспечения защиты твердотопливных агрегатов, используемых для автономных систем отопления. Действенность каждого способа объясняется условиями эксплуатации котельной техники, и конструкционными особенностями агрегатов.

В большинстве случаев в техпаспорте на отопительный прибор производители рекомендуют использовать для охлаждения водопроводную воду. В ряде случаев отопительные котлы на твердом топливе оснащаются встроенными дополнительными теплообменниками. Встречаются модели котлов с выносными теплообменниками. Для предотвращения перегрева используется клапаном безопасности. Предохранительный клапан рассчитан только на сброс чрезмерного давления в системе, тогда как клапан безопасности при перегреве котла открывает доступ водопроводной воды.

Превышение температуры теплоносителя отметки в 100 0С создает избыточное давление, открывающее клапан. Под действием водопроводной воды, которая подается под давлением в 2-5 бар, горячая вода из контура вытесняется холодной.

Первый аспект, который вызывает спорные моменты по поводу охлаждения водопроводной водой – отсутствие электричества, обеспечивающего работу насоса. Расширительная емкость не располагает достаточным объемом воды, достаточной для охлаждения котла.

Второй аспект, который отметает этот способ охлаждения, связан с использованием в качестве теплоносителя антифриза. При возникновении внештатной ситуации в канализацию вместе с поступающей холодной водой уйдет до 150 литров антифриза. Стоит ли этого такой способ защиты?

Наличие ИБП позволит сохранить в критической ситуации работу циркулирующего насоса, с помощью которого теплоноситель равномерно будет расходиться по трубопроводу, не успевая перегреваться. До тех пор пока хватит емкости аккумулятора, источник бесперебойной подачи питания гарантирует работу насоса. За это время котел не должен успеть нагреться до критических параметров, сработает автоматика, запускающая воду по запасному, аварийному контуру.

Другим способом выхода из критической ситуации станет установка аварийной схемы в обвязку твердотопливного агрегата. Отключение насоса может дублироваться работой запасного контура с естественной циркуляцией теплоносителя. Роль аварийного контура не в обеспечении обогрева жилых помещений, а только в возможности снять избыточную тепловую энергию при аварийной ситуации.

Такая схема организации защиты нагревательного агрегата от перегрева надежна, проста и удобна в эксплуатации. Особых средств на ее оборудование и установку от вас не потребуется. Единственными условиями для работы такой защиты являются:

• наличие расширительного бака или накопительной емкости в системе;
• использование обратного клапана только лепесткового типа;
• трубы второго контура должны быть большего диаметра, чем обычный отопительный контур.

Схема подключения трехходового клапана

В зависимости от направления потоков, термостатический клапан представлен двумя моделями.

Устанавливается смесительный кран, оборудованный терморегулятором, если требуется обеспечить стабильную температуру теплоносителя.

Рассматривая смесительный узел, можно выделить в нем следующие составные части:

• клапан обратный;
• датчик температурный;
• насос циркуляционный;
• смесительный трехходовой клапан.

Схема подключения включает циркуляционный насос, монтируемый на подачу. Затем устанавливается температурный датчик, необходимый для определения степени нагрева поступающей воды. После этого идет термостатический клапан. На «обратку» монтируется обратный клапан с выходом, который присоединяется к трубе с циркулирующей охлажденной жидкостью, направляемой к смесительному клапану.

При подобной схеме подключения теплоноситель движется по следующему маршруту.

• Закачивание горячей воды при помощи циркуляционного насоса в систему оборудуемого теплого пола. Температура теплоносителя может достигать 80°С.
• Смешивание с холодной водой при прохождении трехходового клапана. В результате достигается нужная температура.
• Распределение теплоносителя по трубам теплого пола.
• Возвращение остывшей воды в «обратку», откуда она забирается в трехходовой клапан для последующего смешивания с горячей жидкостью.

При подобном подключении регулирование степени нагрева поступающей в водяной контур воды осуществляет температурный датчик. Есть и другие способы управления. Самый неэффективный – это ручной метод, когда требуется изменять поступление потоков поворотом рукоятки. Есть вариант управления при помощи сервопривода, команды на который поступают от контроллера сообразно сигналам, поступающим от датчиков.

Термостатический кран при оборудовании водяного теплого пола играет важную роль. Не допуская перегревания поступающего в трубы теплоносителя, он позволяет экономить топливо. Кроме этого, обеспечивается безопасность при эксплуатации достаточно сложной системы обогрева и продляется срок безаварийной службы.

Внутреннее устройство

Есть два вида поворотных клапанов – седельные и поворотные. Они отличаются внутренним устройством и типом прилагаемого усилия для регулировки.

В поворотном трехходовом кране есть шаровая заслонка. Она проворачивается, перекрывая одно направление и открывая другое (см. рис). Внутреннее устройство такого крана схоже с шаровым вентилем.

Принцип работы поворотного трехходового клапана

В седельном трехходовом кране есть шток с одним (в смесительном) или двумя (в разделительном) запорными устройствами (см. рис). Они представляют собой металлические шарики, которые плотно усаживаются в гнездо. Когда один из них перекрывает поток, второй – полностью открыт.

Принцип работы седельного трехходового клапана.

Выбор и установка трехходового клапана в систему отопления

Даже в радиаторы запрещено подавать теплоноситель свыше 95°С, т.к. в случае любой незначительной аварии из-за резкого падения давления теплоносителя будет происходить интенсивное парообразование, людей заживо сварит, а теперь представьте, что из вашего смесителя пошел пар.  А вот здесь, чтобы обеспечить нормативную температуру горячей воды, обязаны поработать управляющие компании, обслуживающие организации и местный сантехник. С технической точки зрения с этой проблемой успешно справляются регуляторы температуры (ТРЖ – терморегулятор жидкости), которые должны быть установлены на каждую систему ГВС от ТЭЦ, т.е. в наших с вами домах.

         Приведем пример наиболее часто применяемых (в нашем случае и более дешевых) ТРЖ в российском ЖКХ.

Наиболее применяемый в ЖКХ регулятор температуры это ТРЖ сильфонного типа (см.эскиз):

1. Сварной стальной корпус
2. Сильфон (внутри заполнен легко испаряемым веществом), имеет вид цилиндрической металлической «гармошки».
3. Крышка корпуса.
4. Шток для регулировки температуры.
5. Сальниковое уплотнение штока.

Принцип работы очень простой: сетевая горячая вода поступает в ТРЖ сверху через гильзу с отверстиями, вода, остывшая после отдачи тепла в батареях, поступает справа, внутри ТРЖ они смешиваются и из левого патрубка вода уходит к потребителю в квартиры. Если вода очень горячая сильфон удлиняется, отверстия гильзы перекрываются  и уменьшается подача сетевой воды, если вода остыла, сильфон сжимается и горячей сетевой воды поступает больше. Все происходит в автоматическом режиме. ТРЖ можно отрегулировать вручную на подачу воды от 30 до 90°С. Поворотом штока по часовой стрелке мы поднимаем сильфон вверх и тем самым уменьшаем поступление горячей сетевой воды, против часовой — опускаем сильфон и вода на выходе будет горячее.

Пример  регуляторов температуры сильфонного типа: — ТРТС-50-ОС, — РТЕ-21М.        

1. Терморегулятор жидкости с термостатом.

         Для примера, наиболее применяемая и доступная модель ТРЖ-М-1. Принцип действия и регулировки аналогичен выше указанному прибору, но в отличие от него в ТРЖ-М-1  вместо сильфона установлен термостат, подобный автомобильному.

У данной модели есть преимущества и недостатки по сравнению с сильфонным ТРЖ.

      Преимущества:  в случае выхода из строя термочувствительного клапана,  можно заменить только датчик.  

      Недостатки:

1. Датчик регулирует температуру воды в диапазоне 15°С ( 45-55; 55-65; 75-85…), для каждого режима требуется свой датчик.
2. В летний период когда вода подается только по одному трубопроводу и температура воды превышает на 20°С верхнюю градацию установленного датчика, его нужно извлечь из корпуса ТРЖ, иначе он выйдет из строя и потребует замены.

Если у слесаря – сантехника на обслуживании 30-60 систем ГВС, это очень хлопотно.

Внешний вид термостата и датчиков устанавливаемых внутри корпуса ТРЖ-М-1 (как в двигателе автомашины).         

Сервопривод для трехходового клапана

Сервопривод — это электродвигатель, управляемый через отрицательную обратную связь. В данном случае отрицательной обратной связью будет датчик угла поворота вала, который прекращает движение вала при достижении нужного угла.

Для наглядности рассмотрим устройство сервопривода по рисунку:

• Как видно, внутри сервопривода расположены следующие составные части:
• Электрический мотор.
• Редуктор, состоящий из нескольких шестеренок.
• Выходной вал, которым привод вращает клапан или другое устройство.
• Потенциометр — эта та самая отрицательная обратная связь, с помощью которой осуществляется управление углом поворота вала.
• Управляющая электроника, которая расположена на печатной плате.
• Провод, по которому подводятся напряжение питания (220 или 24 В) и управляющий сигнал.

Давайте теперь подробно остановимся на управляющем сигнале. Сервопривод управляется импульсным сигналом с изменяемой шириной импульса. Для тех кто не знает о чем идет речь, привожу еще одну картинку:

То есть ширина импульса (по времени) определяет величину угла поворота вала. Настройка таких управляющих сигналов дело нетривиальное и зависит от конкретного привода. Количество управляющих сигналов зависит от того, сколько положений может занимать выходной вал.

Сервопривод может быть двухпозиционным (2 управляющих сигнала), трехпозиционным (3 управляющих сигнала) и так далее.

Клапан трехходовой регулирующий с электроприводом

В качестве электрического привода трехходовых регулирующих кранов с электроприводом выступают различные элементы.

1. Существует две разновидности:
2. трехходовые краны для отопления с электроприводом в виде электрического магнита;
3. трехходовые клапаны с сервоприводом на базе электрического мотора.

Исполнительный механизм получает команду прямиком от температурных датчиков или от управляющего контроллера. Модели трехходовых кранов для отопления с электроприводом наиболее эффективны, так как позволяют обеспечивать максимально точную регулировку тепловых потоков.

Трёхходовой регулирующий клапан — предназначен для смешения или разделения потока теплоносителя, поэтому их ещё называют смесительными и разделительными клапанами. Трёхходовые регулирующие клапаны имеют три патрубка для присоединения к трубопроводу.

Наиболее широкое распространение получили в системах теплоснабжения подключённых от автономных котельных, в которых нет необходимости в ограничении расхода при сохранении коэффициента смешения.

Они устанавливаются для управления теплоотдачей калориферов системы вентиляции, теплообменных аппаратов систем горячего водоснабжения и отопления подключённых по независимой схеме, управления процессом смешения в системах отопления с зависимым подключением в котельной.

Управляют клапаном с помощью электропривода, по сигналу электронного регулятора, либо от центральной системы диспетчеризации. Работа трёхходового клапана основана на создании в циркуляционном кольце контуров с постоянным и переменным гидравлическим режимом, за счёт разделения одного потока или смешения двух потоков теплоносителя.

Вне зависимости от положения штока в трехходовом клапане, циркуляция не прекращается, поэтому такой тип устройства не годится для уменьшения расхода теплоносителя. В этом основное отличие шарового трехходового крана с электроприводом от двухходовых кранов, регуляторов и других устройств.

Данный клапан предназначен для смешивания или разделения, распределения потоков. Разделительный клапан регулирует количество воды, пуская часть жидкости по байпасному пути вместо прямого. Два патрубка устройства служат для выхода, а один – для входа.

Принцип действия трехходового смесительного клапана с термоголовкой основан на подмешивании к горячему теплоносителю более холодного или к холодному более горячего. В результате качественная характеристика, а именно температура теплового потока изменяется, при этом уровень этого изменения зависит от установленной пропорции соединяемых струй.

Два порта для входа и один для выхода могут также выполнять разделительную функцию. Такие клапаны могут использоваться в различных съемах.

Часто актуально использование трехходовых клапанов для твердотопливных котлов, в камере которых выпадает конденсат в начале топки. В таком случае клапан помогает временно отсечь холодную воду, а по короткому контуру пустить часть нагретой жидкости.

Трехходовой смесительный клапан с термоголовкой

Клапан с терморегулятором гарантирует практичность и эффективность функционирования системы. Трехходовые клапаны для отопления призваны регулировать тепловой поток, что обеспечивает комфорт в помещении и экономичность использования.

Прежде чем приступать к проектировке отопительной системы, производится тепловой расчет. На основе его результатов выбирается подходящая мощность и тип отопительных приборов, способных поддерживать оптимальный температурный режим в помещении.

В расчет берется площадь помещения, после чего анализируют возможные теплопотери. Исходя из этого, рассчитывается производительность отопительной системы, необходимая для создания в комнатах комфортного микроклимата. После чего для всех помещений составляется тепловой баланс.

Однако, данные расчеты производятся при конкретных условиях, которые могут меняться в процессе эксплуатации.

• Факторы, влияющие на работу радиатора, различны:
• температурные перепады на улице;
• солнечная активность;
• сила ветра;
• наличие бытовых приборов, генерирующих тепло.

В результате, просчитанный температурный баланс нарушается, и в помещении становится жарко. Однако, изъять из комнаты части радиатора или заглушить тепловое излучение невозможно. Таким образом, возникает необходимость управлять генерируемой тепловыми приборами энергией, чтобы поддерживать в помещении комфортный микроклимат.

1. Есть два пути регулировки выделяемой радиатором энергии:
2. Качественное изменение свойств радиатора.
3. Количественное регулирование выделяемого тепла.
4. В обоих случаях необходимы манипуляции с циркулирующей по трубам жидкостью.

В случае, когда вы не можете повлиять на температуру воды, поступающей к радиатору, можно регулировать ее количество. Для этого и необходимо купить трехходовые клапаны для отопления с терморегулятором.

Эти устройства позволяют ограничить количество воды, проходящей через радиатор, и в результате при одной и той же площади батареи в комнату будет поступать больше или меньше тепла, разумеется, в пределах, ограниченных мощностью системы.

Устройство трехходового смесительного клапана с термостатом

Трехходовой клапан для отопительной системы и регулятор температуры, устанавливаемый на радиаторе, могут использоваться по отдельности, однако в автономных отопительных системах современных квартир и частных коттеджей зачастую применяют комбинированный способ для повышения эффективности.

Таким образом, целесообразна покупка трехходового клапана для отопления с терморегулятором.

Важно учитывать, что принцип работы трехходового смесительного клапана позволяет повышать или понижать температуру радиатора лишь в установленных границах. Пределы эти продиктованы техническими характеристиками теплового прибора, а именно, значением его максимальной теплоотдачи, и зависят от каждого конкретного радиатора

Как правильно выбирать

Прежде чем приступать к непосредственной покупке клапана, следует выяснить массу моментов, касательно используемого котла и особенностей системы отопления, это позволит повысить эффективность работы системы, в ином случае – это может привезти к ухудшению штатных показателей.

Главным в данном вопросе является определение рабочих параметров теплоносителя(это легко выяснить с помощью имеющейся документации). Кроме того, необходимо учитывать расход на обогрев и саму схему обвязки.

Определить расход и температуру теплоносителя можно с помощью проектной документации. В случае, если таковая отсутствует, использовать можно рекомендации, которые указаны в паспорте самого котла, который и используется в системе.

Все эти параметры нужны для того, что бы правильно подобрать клапан (выбирать предстоит сугубо по пропускной способности).

Система управления привода выбирается по типу системы обогрева и обвязке самого котла. Самые простые модели и варианты подразумевают использование обычного термостатического клапана (хотя бывают исключения). А, как уже говорилось, для обеспечения качественной работы подогрева пола, следует использовать изделие с термостатической головкой.

Если планируется работа со сложной системой обвязки, то производители рекомендуют использовать клапан с внешним управляющим контроллером.

Как бы то ни было, любая современная система отопления должна использовать трехходовой клапан, являющийся важным узлом во всей системе и заменить его попросту нечем – альтернатива не была придумана.

Исключением можно назвать используемые ранее элеваторные системы, которые уже длительный срок не эксплуатируются и считаются устаревшими (в силу малой свой эффективности и удобства).

Обязательно следует учитывать, что существует не только смесительный клапан, но и разделительный. Рассмотренный выше первый вариант подразумевает возможность смешения двух потоков в один, а второй вариант –разделительного клапана, предлагает возможность разделить один поток на два, при этом регулируя подачу в каждый из выходов.

Оба эти виды клапанов могут быть использованы в системе. Однако смесительный необходим в любом случае, а разделительный редко применяются в простых системах отопления.

Правильным выбор клапана можно назвать в том случае, если пользователь выбирает покупку не только по пропускной способности, но и по температуре. Если первый критерий отбора является основным – не учитывая его, нельзя рассчитывать на функциональность системы в целом, то второй критерий подразумевает длительность работы клапана – если он не рассчитан на функционирование в системе, где температура выше, чем допустимая у самого клапана – деталь будет изнашиваться быстрее и потребует замены, либо вообще не будет функционировать.

В современных системах обогрева помещений, работающих на твёрдом топливе, есть возможность установки трёхходового клапана для твердотопливного котла, который помогает регулировать режим температуры теплоносителя, идущего к батареям. Это актуально ещё и в связи с тем, что в системах, которые работают на твёрдом топливе, существует такая проблема, как резкие перегревы и закипание жидкости, выполняющей роль теплоносителя. Не всегда есть возможность проконтролировать этот процесс, поэтому установка такого оборудования ещё и выполняет роль системы безопасности.

Трехходовой кран для отопления

Трехходовой кран отопления представляет собой тройник, в котором с помощью запорного механизма происходит перераспределение теплоносителя в системе отопления. Трехходовой кран используется там, где необходимо регулировать подачу тепла, уменьшая или увеличивая температуру теплоносителя.

Простой пример: теплоноситель при движении по протяженной системе отопления в начале «пути» имеет более высокую температуру, что приводит к более интенсивному нагреву радиаторов, и, как следствие, перегреву помещений, для устранения которого используют трехходовой кран.

Крана трехходовый — принцип работы

Для этого к крану одновременно подключают горячую и холодную воду. Как правило, схема подключения в виде стрелок с указанием направления движения, располагается на самом кране.
При этом горячая вода это теплоноситель, идущий от котла, называемый также подачей, а холодная вода это уже остывший теплоноситель, называемый также обраткой. При полностью открытом кране в него одновременно поступают подача и обратка и смешиваются. В результате температура воды на выходе из крана имеет некое усредненное значение.

Если кран полностью открыт, то к приборам отопления поступает теплоноситель, идущий напрямую от котла и обеспечивающий максимальный нагрев радиаторов. При закрытом кране, напротив, к приборам отопления поступает только обратка.

При не полностью открытом кране происходит смешивание обратки и подачи и получение теплоносителя с температурой усредненного значения.

Типы трехходовых кранов в системах отопления

В зависимости от конструктивных особенностей различают 2 вида трехходовых кранов: запорные и регулировочные. Принципиальной различия между ними нет: и тот и другой могут использоваться для полного перекрытия движения подачи и для регулирования температуры теплоносителя. Однако с помощью запорных кранов сделать это намного сложнее. Их конструкция в большей степени подходит для переключения движения потока воды из одной трубы в другую и не предусматривает плавного изменения потока. В большинстве случаев запорные краны оснащены шаровым механизмом.

Для регулирования применяют трехходовые краны, в конструкции которых имеется шток, управление движением которого может быть ручным или автоматическим.

От трехходового крана к трехходовому клапану

Трехходовой кран отопления позволяет вручную регулировать температуру теплоносителя в отопительных системах. Для автоматического регулирования предназначен трехходовой клапан отопления, в котором дополнительно установлено электромеханическое устройство, меняющее положение штока. Его подключают к термостату, с помощью которого выбирают нужный температурный режим в помещении.

Установка трехходовых клапанов в системе отопления позволяет эффективно управлять работой теплого пола, регулировать распределение тепла по комнатам и этажам, а также между отдельными строениями, если речь идет об отоплении нескольких отдельных объектов, например, теплицы и жилого дома.

В зависимости от принципа действия различают 2 вида трехходовых клапанов отопления:

Смесительный трехходовой клапан, в котором два входа и один выход. Его принцип действия такой же, как у трехходового крана отопления. Основное назначение смесительного клапана этого вида состоит в смешивании подачи и обратки для получения теплоносителя требуемой температуры, которое достигается изменением соотношения горячей и холодной воды.

Разделительный трехходовой клапан, в котором один вход и два выхода. При его работе происходит распределение потока теплоносителя на два русла, что бывает необходимо при включении в систему отопления бойлеров, конвекторов и т.д

Независимо от типа трехходового клапана (смесительный или разделительный) его установка и использование обеспечивает постоянный тепловой поток в системе отопления и не перекрывает движения теплоносителя, что особенно важно при отрицательных температурах.Меняться может только температура в сети. В этом основное отличие трехходового клапана отопления от двухходового клапана отопления. Иными словами, система отопления с трехходовым клапаном никогда не разморозится

Иными словами, система отопления с трехходовым клапаном никогда не разморозится.

Устройство и принцип работы трехходового клапана

Трехходовой клапан – это специфичный вид запорно-регулирующей арматуры, способный контролировать соотношение холодного и горячего потоков в двух замкнутых контурах. Проще говоря, он добавляет к основному отопительному контуру еще один, в котором можно поддерживать ту же температуру, либо изменять ее, настраивая клапан по своему усмотрению.

Условно трехходовой клапан можно представить в виде пары двухходовых клапанов, работа которых обратно пропорциональна: открытие одного ведет к прикрытию другого на равную величину

Важно понимать, что при этом общая интенсивность потока остается неизменной

В зависимости от принципа работы, выделяют три основные группы трехходовых клапанов:

Смесительный трехходовой клапан

Имеет два входных и один выходной патрубок. Применяется для регулирования температуры ведомого контура путем смешивания двух раздельных потоков с разной температурой в заданной пользователем пропорции.

Разделительный трехходовой клапан

Имеет один входной и два выходных патрубка. Используется для регулирования температуры путем изменения количества циркулирующего в ведомом контуре теплоносителя, а также перед системами дополнительно подогрева/охлаждения – в них подается отобранная клапаном часть потока.

Переключающий трехходовой клапан

Способен переключать поток между контурами, не влияя на его температуру и интенсивность. Переключение может осуществлять по схеме «вход-вход-выход» или «вход-выход-выход».

Мнение эксперта
Гребнев Вадим Савельевич
Монтажник отопительных систем

Существуют также комбинированные трехходовые клапаны, способные, в зависимости от способа установки, выполнять функции как смесительной, так и разделительной фурнитуры. Однако ввиду дороговизны и сложной конструкции они менее распространены.

На рисунках выше показаны схемы трехходовых клапанов седельного типа. Существуют также конструкции поворотного типа, однако они менее долговечны и могут устанавливаться лишь в контурах с небольшим внутренним давлением. В большинстве случаев приобретение седельного клапана предпочтительнее.

Внешне трехходовой клапан представляет собой Т-образную цилиндрическую развилку, концы который оснащены унифицированной резьбой. В моделях, рассчитанных на большую интенсивность потока, роль соединительного элемента может играть торцевой фланец.

Корпуса клапанов изготавливаются из распространенных в отопительных системах материалов: чугуна, нержавеющей стали, латуни, бронзы. Элемент трехходового клапана, осуществляющий регулирование выходящего потока или потоков, называют затвором.

Конструктивно он может быть:

• шаровым – характеризуется плавностью работы, но может изнашиваться быстрее, чем аналоги других форм;
• цилиндрическим или плоским – имеет повышенный ресурс за счет большей площади контакта с гнездом;
• конусным – позволяет уменьшить габариты клапана.

Клапан должен быть оборудован надежной системой привода, которая может быть:

1. Механической – регулирование рабочего режима осуществляется путем поворота головки на необходимый угол.
2. Электронной – угол поворота затвора устанавливается электрическим сервоприводом, сигнал которому передается датчиком или системой климат-контроля.
3. Термостатическим – конструкция клапана дополняется термическим элементом, который, при повышении температуры теплоносителя на определенное значение, расширяется, поворачивая затвор.

Трехходовые клапаны с ручным управлением наиболее надежны, хотя и не предоставляют такой гибкости и оперативности настроек, как их автоматизированные аналоги. Кроме того, на ресурс клапана любого типа оказывает большое влияние наличие абразивных частиц в теплоносителе, поэтому контуры, работающие с подобной высокоточной фурнитурой, рекомендуется оборудовать улавливающими фильтрами.

Принцип работы

Трехходовой кран оборудован тремя патрубками для подключения линий. Между ними устанавливается вентиль регулирующий подачу воды в два из трех ответвлений. В зависимости от ориентации крана и его подключения он выполняет две функции:

• смешивание двух потоков теплоносителя на один выход;
• разделение с одной линии на две выходные.

Трехходовой кран, как и четырехходовой, не осуществляет перекрытие каналов, подведенных к нему, а только перенаправляет жидкость от входа к одному из выходов. Единовременно может быть закрыт только один из выходов, либо частично перекрыты оба.

В самом простом варианте радиаторы напрямую подключаются к котлу, последовательно или параллельно. Настраивать отдельно каждый радиатор по тепловой мощности нельзя, допустимо только регулировать температуру теплоносителя в котле.

Чтобы все-таки регулировать отдельно каждую батарею, можно вставить байпас параллельно радиатору и после него регулирующий кран игольчатого типа, с помощью которого контролировать количество теплоносителя, проходящего через него.

Байпас при этом нужен для сохранения общего сопротивления всей системы, чтобы не нарушать работу циркуляционного насоса. Однако такой подход весьма накладно реализовывать и сложно эксплуатировать.

Трехходовой клапан фактически совмещает точку подключения байпаса и регулирующей арматуры, делая подключение компактным и легким в управлении. Кроме этого за счет плавной регулировки легче добиться целевой температуры в ограниченном контуре, содержащем один или два радиатора в конкретном помещении.

Если ограничить часть тока теплоносителя от котла и дополнить его обраткой, водой, возвращающейся от радиатора к котлу, то снижается температура обогрева. Котел при этом продолжает работать в прежнем режиме, поддерживая установленный нагрев воды, скорость обращения воды в нем не снижается, зато уменьшается потребление топлива.

Если используется один циркуляционный насос на всю систему отопления, то он располагается со стороны котла по отношению к включению трехходового клапана. Устанавливают его на обратном входе котла, по которому поступает уже остывшая вода от радиаторов, выступая в роли разделителя потока.

По входу к нему подается горячий теплоноситель от котла, в зависимости от настройки клапана поток разделяется на две части. Часть воды идет к радиатору, а часть сразу же сбрасывается в обратный ход. Когда нужна максимальная тепловая мощность клапан переводят в крайнее положение, при котором соединены вход и выход, ведущий к радиаторам.

Если обогрев не нужен, то весь объем теплоносителя поступает по байпасу в обратку, котел работает только на поддержание температуры в отсутствие реальной теплоотдачи

Недостаток такого подключения – сложная балансировка отопления, чтобы в каждое ответвление и к каждому радиатору поступало одно и то же количество теплоносителя, кроме того при последовательном подключении к крайним радиаторам доходит уже остывшая вода.

В многоконтурных системах проще всего разрешить проблему с неравномерным распределением тепла – использование коллекторной группы с циркуляциями насосами на каждом отдельном контуре

Это особенно важно в домах с двумя и более этажами  и большим числом радиаторов или при наличии теплого пола

Трехходовой клапан при этом работает на смешивание двух потоков. По одному вводу подключается линия от котла, а по второму от трубы обратки. Смешиваясь, вода поступает на выход, подсоединенный к теплообменнику.

Такая схема подключения особенно актуальна при подключении теплого пола

Она дает возможность ограничить максимальную температуру воды в контуре, что особенно важно, учитывая максимально допустимое значение в 35ºС при температуре теплоносителя от котла в 60ºС и выше

Циркуляция воды в трубах теплого пола постоянно поддерживается, что необходимо для равномерного нагрева без перекосов. Фактически горячая вода от котла поступает лишь для подогрева остывающего теплоносителя в контуре теплого пола, а излишек сбрасывается обратно к котлу.

Таким образом, даже в высокотемпературном отоплении, где котел греет воду до 75-90ºС, есть возможность обустроить теплые полы с нагревом 28-31ºС.