Независимо от выбранной схемы и конфигурации контуров. С помощью этих нехитрых приспособлений производится настройка параметров теплоснабжения, обеспечение безопасности и стабильности работы системы. В этой публикации будут рассмотрены основные клапаны, применяющиеся в системах централизованного и автономного отопления, их назначение, принцип работы и конструктивные особенности.

Критерии выбора

Количество и параметры клапанов, необходимых для конкретной СО, выбирается еще на стадии расчетов и проектирования. Основными критериями, которые влияют на выбор данных элементов являются:

• Тип, схема и конфигурация СО.
• Температурный режим (номинальный и максимальный).
• (рабочее и максимальное).
• Сечение трубопровода и тип резьбы.
• Тип теплоносителя (вода, рассолы, антифризы).

Работа данных приборов стабилизирует СО, делает ее эффективной и безопасной. Всем кто занимается самостоятельной установкой в жилище отопительной системы необходимо знать назначение и их принцип действия. Все клапаны можно разделить по назначению на три категории: группа безопасности, управления и регулирования.

Всем известно, что любая СО является повышенным источником опасности, так как в системе находится под давлением. И чем выше температура – тем выше давление (в замкнутой СО). Далее, рассмотрим устройства, которые отвечают за безопасность работы СО

Предохранительный

В большинстве моделей производители предусматривают систему безопасности, «ключевой фигурой» которой является предохранительная арматура, включенная прямо в теплообменник котла или в его обвязку.

Назначение предохранительного клапана в системе отопления заключается в предотвращении повышения давления в системе выше допустимого, которое может привести: к разрушению труб и их соединений; протечкам; взрыву котельного оборудования

Конструкция данного рода арматуры проста и незатейлива. Прибор состоит из латунного корпуса, в котором размещена подпружиненная запирающая мембрана, соединенная со штоком. Упругость пружины является главным фактором, который удерживает мембрану в запертом положении. Регулировочной рукояткой производится настройка силы сжатия пружины.

При давлении на мембрану выше установленного, пружина сжимается, она открывается и происходит сброс давления через боковое отверстие. Когда давление в системе не сможет преодолевать упругость пружины, мембрана займет исходное положение.

Совет: Приобретайте предохранительное устройство с регулировкой давления от 1, 5 до 3,5 Бар. В это диапазон попадает большинство моделей твердотопливного котельного оборудования.

Воздухоотводчик

Достаточно часто В СО образуются воздушные пробки. Как правило, у их появления есть несколько причин:

• закипание теплоносителя;
• большое содержание воздуха в теплоносителе, автоматически добавляющегося напрямую из водопровода;
• В результате подсоса воздуха через негерметичные соединения.

Результатом воздушных пробок является неравномерный прогрев радиаторов и окисление внутренних поверхностей металлических элементов СО. Клапан сброса воздуха из системы отопления предназначен для отвода воздуха из системы в автоматическом режиме.

Конструктивно, воздухоотводчик представляет собой полый цилиндр, выполненный из цветного металла, в котором расположен поплавок, соединенный рычагом с игольчатым клапаном, который в открытом положении соединяет камеру воздушника с атмосферой.

В рабочем состоянии внутренняя камера устройства заполнена теплоносителем, поплавок поднят, а игольчатый клапан перекрыт. При попадании воздуха, который поднимается в верхнюю точку устройства, теплоноситель не может подняться в камере до номинального уровня, а следовательно, поплавок опущен, прибор работает в выпускном режиме. После выхода воздуха, теплоноситель поднимается в камере данного рода арматуры до номинального уровня, а поплавок занимает штатное место.

Обратный

В самотечный СО есть условия, при которых теплоноситель может поменять направление движения. Это грозит повреждением теплообменника теплогенератора вследствие его перегрева. То же может случиться и в достаточно сложных СО с принудительным перемещением теплоносителя, когда вода, через обходную трубу насосного узла попадает обратно в котел. Механизм действия обратного клапана в системе отопления достаточно прост: он пропускает теплоноситель только в одну сторону, блокируя его при движении обратно.

Существует несколько типов данного рода арматуры, которая классифицируется по конструкции запирающего устройства:

• тарельчатый;
• шаровый;
• лепестковый;
• двустворчатый.

Как уже понятно из названия, в первом типе в качестве запирающего устройства выступает стальной подпружиненный диск (тарелка), соединенная со штоком. В шариковом в качестве затвора выступает пластиковый шарик. Двигаясь «в правильном» направлении теплоноситель выталкивает шарик по каналу в корпусе или под крышку устройства. Как только прекращается циркуляция воды или меняется направление ее движения, шарик, под действием гравитации занимает исходное положение и перекрывает движение теплоносителя.

В лепестковом, запирающим устройством является подпружиненная крышка, которая опускается при изменении направления воды в СО под действием естественной гравитации. Двустворчатый элемент устанавливается (как правило) на трубы большого диаметра. Принцип их работы не отличается от лепесткового. Конструктивно, в такой арматуре, вместо одного лепестка, подпружиненного сверху, устанавливается две подпружиненные створки.

Данные приборы предназначены для регулировки температуры, давления, а также стабилизации работы СО.

Балансировочный

Любая СО требует гидравлической регулировки, другими словами — балансировки. Выполняется она различными способами: правильно подобранным диаметром труб, шайбами, с разным проходным сечением и пр. Наиболее эффективным и в то же время простым элементом настройки работы СО считается балансировочный клапан для системы отопления .

Назначение данного устройства в том, чтобы на каждое ответвление, контур и радиатор поддавался необходимый объем теплоносителя и количество тепла.

Клапан представляет собой обычный вентиль, но с установленными в его латунный корпус двумя штуцерами, которые дают возможность подключения измерительного оборудования (манометров) или капиллярной трубки в составе с автоматическим регулятором давления.

Принцип работы балансировочного клапана для системы отопления заключается в следующем: Оборотами регулировочной рукоятки необходимо добиться строго определенного расхода теплоносителя. Делается это замерами давления на каждом штуцере, после чего по диаграмме (обычно прилагаемой производителем к устройству) определяется количество поворотов регулировочной рукоятки для достижения нужного расхода воды на каждый контур СО. На контуры с количеством радиаторов до 5 шт устанавливают ручные балансировочные регуляторы. На ветки с большим количеством отопительных приборов – автоматические.

Перепускной

Это еще один элемент СО, предназначенный для выравнивания давления в системе. Принцип работы перепускного клапана системы отопления сходен с предохранительным, но есть одно отличие: если предохранительный элемент стравливает излишки теплоносителя из системы, то перепускной, возвращает его в обратную магистраль мимо отопительного контура.

Конструкция данного устройства также идентична предохранительным элементам: пружина с регулируемой упругостью, запорная мембрана со штоком в бронзовом корпусе. Маховиком настраивается давление, при котором данное устройство срабатывает, мембрана открывает проход для теплоносителя. При стабилизации давления в СО, мембрана возвращается на прежнее место.

Трехходовой

Существует практика добиваться определенной температуры теплоносителя в различных ветках и контурах СО методом смешивания или разделения потоков теплоносителя. Трехходовой клапан на системе отопления играет роль устройства, регулирующего температуру рабочей жидкости после теплогенератора.

Конструкция смесительной арматуры проста: в корпусе прибора есть три отверстия, два входа и один выход. Приборы разделительного типа имеют один вход и два выхода.

Основным управляющим устройством данного элемента является термоголовка, внутри которой расположен резервуар с жидкостью (сильфон). При нагреве выносного датчика жидкость в нем расширяется и поступает в сильфон. Объем данного резервуара увеличивается и оказывает воздействие на шток клапана, который открывает или перекрывает входы для смешивания или разделения потоков. В разделительных типах данного элемента СО используется тот же принцип, но шток не открывает проход для потоков, а разделяет один поток на два.

Управлять прибором может не только термостатическая головка. Достаточно популярны устройства с ручным управлением. Глубину нажатия штока определяет поворот управляющей рукоятки. Сегодня, на рынке климатической техники широко представлены данные устройства с электро – и сервоприводами.

Устройство автоматической подпитки

В силу различный обстоятельств (естественное испарение, работа предохранительного элемента и пр.), объем теплоносителя в СО может уменьшаться. Чем меньше теплоносителя – тем больше воздуха в системе, который неизбежно нарушает циркуляцию воды в СО и перегреву котельного оборудования. Чтобы воздух не поступал в систему необходимо вовремя пополнять количество теплоносителя. Делать это можно вручную, а можно установить клапан подпитки системы отопления , тем самым организовать автоматическое пополнение СО теплоносителем.

Конструкция данного рода арматуры практически не отличается от предохранительной арматуры, но принцип работы прямо противоположный: пока в СО есть необходимое давление, которое подпирает мембрану к седлу, пружина находится в сжатом состоянии. Когда давление падает ниже минимального, пружина распрямляется и отводит мембрану от седла, давая возможность поступлению воды из бака запаса или водопроводной сети попасть в СО. На рис. ниже показана конструкция данного устройства.

По мере заполнения СО, давление в ней усиливается, пружина сжимается, а мембрана садится в седло на корпусе, перекрывая подпитку.

Важно! Выбор клапанов – это сложный и важный процесс, который лучше всего доверить профессионалам.

Содержание

Водяная рубашка отопительного котла – емкость, функционирующая под давлением. С целью исключить риск разгерметизации системы вследствие избыточного давления, устанавливается предохранительный клапан для котла. Для безопасной эксплуатации котельного агрегата важно правильно подобрать и смонтировать защитное устройство.

Предохранительный клапан системы отопления

Назначение

Сбросной предохранительный клапан обеспечивает защиту отопительной системы от последствий, связанных с перегревом теплоносителя. Данное устройство – необходимый атрибут обвязки твердотопливного котла, а также входит в состав отопительной системы с теплообменником, установленным в печи.

В отличие от жидкотопливных, газовых и электрических котлов, твердотопливные агрегаты отличаются большой инертностью и отсутствием возможности оперативно регулировать интенсивность нагрева жидкости в водяной рубашке или теплообменнике. При перегреве теплоноситель вскипает, и в результате парообразования давление в замкнутом объеме резко повышается.

Это может обернуться :

• протечками в местах соединения элементов трубопровода;
• повреждением фитингов и труб, выполненных из полимерного материала;
• взрывом водяной рубашки котла, что опасно для людей и может вызвать короткое замыкание электрооборудования в котельной.

Клапан сброса избыточного давления может устанавливаться отдельно, но обычно это устройство является частью группы безопасности в комплекте с манометром и воздухоотводчиком.

Виды аварийных клапанов

Выпускаются различные виды аварийных устройств для котлов, которые различаются :

1. По механизму прижима тарелки:
   • пружинные;
   • рычажно-грузовые.
2. По высоте подъема запорного механизма:
   • малоподъемные (высота подъема тарелки не превышает 5% диаметра седельной части, устройства предназначены только для систем, заполненных жидкостью);
   • полноподъемные (затвор высоко поднимается, позволяя сбросить большой объем среды, устройство подходит для систем, рассчитанных на транспортировку жидкости и пара).
3. По скорости срабатывания:
   • пропорциональные (открытие затвора происходит плавно, в соответствии с ростом давления в трубопроводе, закрытие не вызывает гидроудар);
   • двухпозиционные (открываются резко и способны сбросить большой объем среды, за счет резкого закрытия провоцируют гидроудар).

Клапаны пружинного типа

Пружинный предохранительный клапан для отопления – самый распространенный вариант, рассчитанный на эксплуатацию в составе автономных отопительных систем. Отличается простой конструкцией и надежностью. Шток золотника прижимается при помощи пружины, сила прижима зависит от степени ее сжатия. Для настройки параметров срабатывания аварийного устройства предусмотрен регулирующий механизм.

Предохранительный клапан пружинистого типа

Клапаны рычажно-грузового типа

Клапан сброса давления рычажно-грузовой предназначен для использования на трубопроводах, диаметр которых составляет не менее 200 мм и редко применяется для отопительных систем в частных домах, где источником тепла служит котел. В таких устройствах для усиления на шток используется груз. Чтобы задать уровень давления, при котором клапан должен срабатывать, выполняют настройку, меняя массу груза на рычаге устройства.

Клапан рычажно-грузового типа

Конструктивные особенности и функционирование

Рассмотри подробно, как устроен клапан предохранительный с пружиной. Его корпус изготавливается по технологии горячего штампования из латуни. Основной рабочий элемент – пружина, которая поджимает мембрану, перекрывающую седло.

Клапан с пружинным механизмом

На штоке, соединенном с рукояткой, расположена шайба, которая служит упором для верхнего конца пружины. При помощи рукоятки меняется положение шайбы и, соответственно, прижимное усилие на мембрану. Для изготовления пружины используется сталь, рукоятка, уплотнители и мембрана выполнены из полимерных материалов.

Принцип действия устройства следующий: пока параметры теплоносителя не превышают заданных предельно допустимых значений, мембрана плотно перекрывает отверстие. Когда ситуация близка к аварийной, при возрастании давления перегретый теплоноситель (смесь воды с паром) приподнимает мембрану, преодолевая сопротивление пружины. Благодаря этому пароводяная смесь сбрасывается наружу через специальное отверстие. После сбрасывания лишнего объема пароводяной смеси давление в трубопроводе снижается, и теплоноситель снова теряет возможность поджать пружину.

Обратите внимание! Срабатывание устройства может происходить циклически, если котел эксплуатируется на пределе мощности, нагревая теплоноситель до 90-95 градусов. Такой режим функционирования негативно сказывается на защитном устройстве – после нескольких срабатываний подрывный клапан начинает подтекать из-за потери герметичности.

Критерии выбора

Предохранительный клапан в системе отопления выполняет ответственную функцию – предотвращает вскипание котла и снижает давление, поднявшееся до предельных значений.

• диапазон значений, при которых клапан способен сработать (подбирается в соответствии с параметрами отопительной системы);
• разновидность клапана – открытый или закрытый (в первом случае сброс теплоносителя выполняется в атмосферу, во втором – в обратный трубопровод);
• высоту подъема тарелки (выбирается исходя из пропускной способности).

Подбор устройства для сброса давления основывается на технических характеристиках отопительной системы - тепловой мощности котельного агрегата и максимальном давлении среды в трубопроводе.

Механизм

Аварийный клапан сброса должен срабатывать своевременно, что зависит от характеристик его механизма, ключевыми элементами которого являются шток, пружина и тарелка.

Устройство предохранительного клапана

Основная характеристика клапана – это процентная разница между показателями давления в трубопроводе в момент начала перемещения штока и показателями давления при полностью открытом проходе для сброса излишков теплоносителя. Данный параметр также зависит от номинального давления в системе отопления. Скорость срабатывания устройства зависит от рабочего давления в системе – чем оно выше, тем быстрее клапан должен открыться.

Важно, чтобы механизм регулировки не контактировал с теплоносителем. Витки пружины не должны касаться друг друга. При длительном простое клапана пружина может «залипнуть» - в этом случае устройство вовремя не сможет сработать. Специальный шток для оттягивания пружины вручную дает возможность время от времени проверять работоспособность клапана. Сбросный клапан также обеспечивается защитой от промерзания.

Обратите внимание! Клапан полностью открывается, когда давление в системе отопления повышается на 10% от заданного, а полностью закрывается, когда уровень давления падает на 20% относительно параметра срабатывания. Рекомендуется выбрать для установки модель, давление срабатывания которой превышает рабочие показатели отопительной системы на 20-30%.

Подвод трубопровода

Чтобы гидравлическое сопротивление не сказывалось на работе предохранительного устройства, диаметр клапана должен соответствовать диаметру подводящего патрубка или иметь большие размеры.

Вариант подвода трубопровода

Внимание! Чтобы снизить гидравлические потери при давлении теплоносителя на тарелку, аварийный клапан монтируют с уклоном в сторону котельного агрегата.

Материал изготовления

Для изготовления корпуса обычно применяется латунь, поскольку данный материал отличается низким температурным расширением, устойчивостью к коррозии, прочностью и доступной ценой.

Регулирующий блок выполняется из термостойкого пластика, который не меняет свою геометрию и сохраняет необходимую жесткость даже под воздействием доведенного до кипения теплоносителя.

Особенности установки

Устройство для стравливания избыточного давления воды устанавливается с учетом наличия в системе отопления расширительного бака – клапан срабатывает после того, как объем мембранного бака оказывается исчерпанным.

Группа безопасности котла

Предохранительное устройство монтируют на трубопровод, подсоединенный к выходному патрубку котла, на расстоянии 20-30 см от него.

При этом соблюдаются следующие условия :

• если клапан устанавливается отдельно, а не в составе группы безопасности, перед ним монтируют манометр для контроля давления;
• между котлом и предохранительным клапаном запрещается устанавливать запорную арматуру (краны, задвижки), а также циркуляционный насос (он не рассчитан на перекачку смеси воды и пара);
• к выходному патрубку клапана крепят сливную трубку, которая отводит излишки теплоносителя в трубу обратки или в канализацию;
• в системе с естественной циркуляцией теплоносителя аварийный клапан устанавливают в максимально высокой точке.

Аварийное устройство, установленное на отопительный котел, необходимо менять после 7-8 срабатываний, так как клапан теряет герметичность из-за износа тарелки и пружины.

Заключение

Такой элемент системы отопления как аварийный клапан для сброса давления – простое и надежное устройство. При выборе обратите внимание на параметры и качество изготовления изделия. Также важна правильная настройка устройства, поскольку от этого зависит, будет ли клапан вовремя срабатывать в аварийной ситуации.

Клапан для сброса давления - надежное средство в непредвиденной ситуации

Наличие регулярно появляющихся подтеков на клапане – повод к его замене. Если клапан часто работает, рекомендуется отрегулировать отопительную систему – это может быть связано с недостаточностью объема расширительного бака. В таком случае устанавливают дополнительный бачок.

В системе отопления является защитным устройством для тепловых генераторов и другого оборудования, отличающимся простотой работы. Его основная функция - сброс незапланированных нагрузок, возникающих в различных ситуациях.

Кроме того, данное устройство занимается регулированием потока теплоносителя в отопительной системе. Все остальное оборудование очень опасно, так как в результате высокого давления водяная рубашка считается взрывоопасной.

Назначение

Основное предназначение предохранительного клапана - защита системы отопления от возможных перепадов давления. Подобная ситуация характерна для домов с паровыми котлами. В системе водяного отопления и давление достигает предельных значений довольно редко.

Резкое повышение давления возможно по следующим причинам:

• Объем теплоносителя выходит за рамки допустимых значений в результате отказа автоматики.
• Резкое повышение температурного режима.

Предохранительный клапан в системе отопления: схема устройства

Данное устройство состоит из корпуса и двух литых элементов. Корпус выполнен из водопроводной латуни, изготавливаемой по технологии горячего штампования. Главной комплектующей клапана является стальная пружина. При помощи своей упругости она устанавливает силу давления, которое будет воздействовать на мембрану, перекрывающую проход наружу.

В свою очередь мембрана, находящаяся в седле, укомплектованном уплотнителем, поджимается пружиной. Верхняя часть пружины упирается в металлическую шайбу, закрепленную на штоке и прикрученную к пластмассовой рукоятке. Рукоятка требуется для того, чтобы в системе отопления.

Рассмотрим более подробно разновидности этих устройств.

Муфтовый клапан

Данные устройства изготовлены из латуни. Данный вид является прямоточным, другими словами, он открывается посредством силы давления. Несмотря на то что это наиболее дешевый вариант, он является еще и достаточно надежным. Муфтовый предохранительный клапан в системе отопления имеет простую конструкцию: шток с прокладкой и с двух сторон - резьба.

Устройство из латуни

Это оборудование отличается более сложной конструкцией. Его необходимо устанавливать в отопительную систему сразу после циркуляционного насоса. Шток и пружина в этой конструкции выполнены из нержавеющей стали. Латунный предохранительный клапан в системе отопления способен выдержать температуру теплоносителя до 1200 °C.

Обратный клапан

Является предохранительным устройством, которое препятствует противотоку теплоносителя в отопительной системе при падении давления.

Принцип действия

На сегодняшний день можно встретить два основных типа клапанов - пружинный и рычажно-грузовой. И прежде чем выполнить подбор предохранительного клапана для системы отопления, необходимо более подробно рассмотреть эти типы.

Рычажно-грузовой

Данный тип предохранительного клапана внешне представляет запорное оборудование, конструкцией которого предусмотрен специальный груз, связанный с золотником при помощи рычага. Перемещение груза по направлению длины рычага осуществляет регулирование силы, с которой происходит придавливание золотника к седлу. Когда давление теплоносителя в системе отопления превышает норму, открывается предохранительный клапан, и излишняя жидкость вытекает через выходной патрубок.

Пружинный

В настоящее время большей популярностью пользуется клапан пружинного типа. От предыдущего варианта он отличается тем, что шток золотника прижимается не при помощи рычага с грузом, а посредством пружины. Принцип действия в целом мало чем отличается от рычажно-грузового устройства. За счет изменения степени сжатия пружины происходит регулирование клапана.

Варианты монтажа

Чтобы обеспечить надежное и безопасное функционирование клапана в системе отопления, рекомендуется производить монтаж в соответствии со всеми правилами. Найти их можно в специальной нормативной документации. Правила отличаются в зависимости от мощности и рабочего давления системы. Но основные принципы все же сохраняются, среди них:

• В отопительной системе данный прибор необходимо устанавливать на подающем трубопроводе непосредственно после котла. Если генератора велика, допускается устанавливать два клапана.
• Предохранительный клапан на обратном трубопроводе систем отопления монтируется только для обеспечения горячего водоснабжения в наивысшей точке бойлера.
• Также неприемлемо сужение канала в местах между магистралью клапаном, недопустимо устройство запорной арматуры.
• Сбросные патрубки следует выводить в канализационную систему или другое безопасное место. На данной линии совершенно недопустима установка запорных устройств.

Выбор

Очень важно сделать правильный выбор предохранительного клапана для системы отопления, который предотвратит закипание котла и понизит давление. Чтобы клапан работал правильно, необходимо:

• Выбрать пружинное оборудование, в котором пружина буде противодействовать давлению теплоносителя.
• Определиться с размером и типом устройства, чтобы давление в системе отопления не превышало допустимых значений, так как именно оно должно помочь работе системы.
• Клапан открытого типа необходимо выбирать в том случае, если в атмосферу сбрасывается вода, а закрытый - если вода сбрасывается в обратный трубопровод.
• Полноподъемный и низкоподъемный клапан желательно выбирать с учетом пропускной способности.
• При сбрасывании воды в атмосферу рекомендуется устанавливать устройства открытого типа. Для котлов, работающих на жидком топливе, следует выбирать низкоподъемные клапаны, для газовых котлов - полноподъемные.

Расчет

Расчет предохранительного устройства необходимо производить в соответствии с методикой, представленной в СНиП II-35 «Котельные установки».

Так как производители редко указывают в технических характеристиках реальную высоту подъема штока, в расчете данный параметр равен 1/20 диаметра седла. По этой причине типоразмер клапана в результате данного расчета получается несколько завышенным. В любом случае после подбора устройства необходимо сравнить тепловую мощность отопительной системы с рекомендуемой в техническом описании максимальной мощностью для выбранного типоразмера.

Установка предохранительного клапана требуется для защиты системы отопления от превышения уровня давления больше предельно допустимого значения. По этой причине расчет данного прибора должен сводиться к вычислению максимально допустимого прироста объема теплоносителя и определению возможных источников превышения давления.

Источниками прироста объема может послужить:

• Перегрев в теплообменном или котельном агрегате с последующим парообразованием. При парообразовании жидкость способна увеличить свой объем в 461 раз, поэтому данный фактор при выборе клапана является преобладающим.
• Выход автоматики управления подпиточных линий котельных и независимых отопительных систем из строя. Это может также послужить преобладающим фактором при подборе клапана.
• Теплоноситель, нагреваясь в теплообменном или котельном агрегате, увеличивается в объеме. При нагреве удельный прирост объема от 0 до 100 °C, что составляет всего 4%, поэтому при подборе типоразмера устройства данного типа, это не является основополагающим моментом.

Выбранное оборудование должно обеспечивать сброс рассчитанного количества теплоносителя, по наиболее существенному фактору прироста объема.

Предохранительный клапан в системе отопления: подбор

Диаметр входящего патрубка клапана должен быть равен или быть больше диаметра патрубка, полученного при расчете. Помимо соответствия диаметра патрубка, необходимо проверять предохранительный прибор на сброс рассчитанного прироста объема теплоносителя при возникновении аварийной ситуации. Важно также принять во внимание тот факт, что чем больше разница давлений между значениями в линии сброса и при открытии клапана, тем большее количество жидкости выйдет через предохранительное оборудование.

Подбирая данное устройство, также следует помнить, что его полное открытие достигается при превышении давления в отопительной системе над значением при срабатывании на 10%, а полное закрытие - во время снижения давления ниже параметра срабатывания на 20%. Исходя из этого, желательно выбирать оборудование с давлением срабатывания выше примерно на 20-30% фактического давления системы.

Условный диаметр

Определение условного диаметра данного предохранительного устройства осуществляется посредством специальных методик, которые были разработаны гостехнадзором. Для этих целей целесообразно пригласить квалифицированных специалистов.

При отсутствии такой возможности рекомендуется воспользоваться следующим принципом: диаметр клапана должен быть не меньше выходного патрубка котельного агрегата. В таком случае получается значительный запас, который позволит обеспечить безопасность системы.

Настройка предохранительного клапана системы отопления осуществляется таким образом, чтобы критическое давление было выше рабочего примерно на 10-15%. Работоспособность прибора можно проверить посредством принудительного его открытия. Регулировка предохранительного клапана системы отопления должна осуществляться ежегодно перед началом отопительного сезона.

Системы отопления требуют четкого контроля. Они работают в режиме повышенного давления, и это давление иногда по непредвиденным причинам может увеличиваться до критических пределов. Повышение температуры теплоносителя вследствие выхода из строя системы контроля теплообменников вызывает закипание воды. При этом образуется пар, который просто разрывает трубы. Дорогостоящий ремонт отопления, порча отделки помещения и ожоги кожных покровов - вот перечень последствий, которые могут возникнуть при халатном отношении к этому вопросу.

Устройствами контроля давления в тепловых коммуникациях являются манометр и автоматический клапан сброса избыточного давления КСИД. Первый помогает визуально оценить работу системы и вовремя предотвратить сбой. Второй оперативно реагирует в критических ситуациях, предотвращая разрушения.

Для чего нужен клапан сброса избыточного давления

Из названия устройства понятно, что нежелательное давление в любой системе должно быть отведено, и в этом - главная задача клапана. Но что такое избыточное давление? Элементы, из которых собран тепловой контур, а это в основном трубы, котел и насосы, рассчитаны на определенное давление внутри них, величина которого обусловлена толщиной стенок и материалом изготовления. При проектировке конкретной системы отопления все ее составляющие берут с запасом по прочности. Избыточным считается давление, превышающее номинальное рабочее давление системы, но не выходящее за пределы того, которое может разрушить любой элемент отопления.

Клапан сброса избыточного давления применим не только в системе обогрева, но везде, где есть давление выше атмосферного: горячее водоснабжение, паровые и газовые установки, воздушные компрессоры.

Устройство и принцип работы механизма клапана

Устройство всех видов защитных клапанов приблизительно одинаково. Оно включает основание и подвижную часть. Основание - это полый корпус, имеющий резьбовое соединение, при помощи которого он крепится к системе. Внутри корпуса имеется подвижный шток, который может перемещаться в продольном направлении. Этот шток в определенном положении удерживает пружина.

Когда давление в системе не превышает номинального, шток неподвижен и перекрывает отверстие сброса. Если по какой-либо причине давление в системе стало повышаться, то наступает такой момент, когда оно превышает силу сжатия пружины. Последняя начинает подаваться и высвобождает шток. Шток отходит в сторону и открывает отверстие. Лишнее давление высвобождается, и механизм возвращается в исходное положение. Этот процесс сопровождается резким шипением и обязательно должен привлечь к себе внимание.

В каких системах отопления применима группа безопасности

Наиболее нестабильными и уязвимыми в плане давления являются паровые системы отопления. Это обусловлено тем, что регулировку горения твердого топлива очень трудно контролировать, а в некоторых котлах это и вовсе не предусмотрено. За короткое время температура в таких тепловых контурах способна резко возрастать, приводя к закипанию воды. Это не страшно для открытых систем с наличием расширительного бака, но в настоящее время они редко используются. В закрытых контурах установка клапана просто необходима.

Кроме повышения температуры как причины выхода из-под контроля уровня давления, также могут сбоить устройства подкачки воды в систему. Обычно это мощные насосы, которые способны разорвать трубы либо, работая в холостую, попросту выйти из строя. В таких случаях также желательно использовать сбрасывающее устройство.

Если вопрос в экономии средств не стоит, то установить клапан сброса избыточного давления для отопления всегда будет правильно. Только электрические и газовые котлы на этот счет менее требовательны, так как имеют надежную систему датчиков уровня температуры теплообменников.

Типы предохранительных и регулирующих клапанов

Профессиональные системы отопления имеют не один, а несколько датчиков сброса давления, установленных в наиболее чувствительных местах. Полный комплект таких систем содержит:

• Автоматический клапан сброса избыточного давления. Устройства бывают разных конструкций и обычно вмонтированы в каждую ветвь системы отопления. Существуют регулируемые и нерегулируемые механизмы этого типа. В регулируемых можно выставлять любой порог давления.
• Обратный стравливающий клапан. Выполняет две функции: направляет поток воды в одну сторону и сбрасывает лишнее давление.
• Клапан сброса избыточного давления воды шаровой. Служит для регулирования давления в ручном режиме.
• Развоздушивающий клапан. Выпускает ненужный воздух, создающий пробки в теплотрассах и контурах. Бывает автоматического типа и ручной регулировки. Последние устанавливают на каждом отопительном радиаторе.
• Клапан, регулирующий подачу. Имеет внутри термостат, изменяющий пропускную способность клапана вплоть до его перекрытия. Этот тип механизма устанавливают в основном на входе в радиатор, чтобы корректировать температуру в нем.

Правила установки защитных клапанов

Чтобы клапан надежно работал и вовремя отреагировал в нужный момент, есть определенные правила его установки:

• Устройство врезают в систему на выходном патрубке котла, чтобы давление горячей воды можно было сразу сбросить.
• Размещают клапан по возможности в верхней точке.
• К сбрасывающему патрубку клапана подсоединяют отводящую трубку, которую направляют в канализационный сток.
• Диаметр входа в клапан не должен быть заужен в резьбовом соединении, чтобы не уменьшить пропускную способность механизма.
• В месте подключения клапана категорически запрещено ставить дополнительные вентили.
• Положение установки клапана должно быть в доступном месте для возможной замены и обслуживания.
• Крепление клапана лучше осуществить на быстросъемное соединение.

Выбор клапана по номиналу давления в системе

Каждая отдельная система отопления имеет свое рабочее давление. Оно определяется параметрами котла. Все клапаны предохранительного типа должны быть рассчитаны на работу в диапазоне этого давления. В зависимости от мощности системы выбирают клапаны соответствующей пропускной способности. Для стандартных типов котлов подходят следующие:

• Котлы газовые настенные, работающие при давлении в системе от 1,5 до 2 бар - клапан на 3 бара.
• Котлы газовые напольные, рассчитанные на номинал от 1 до 1,5 бара, - клапан на 3 бара.
• Котлы твердотопливные и печи с теплообменниками на давление до 1 бара - клапан на 1,5 бара.
• Системы подачи горячей воды с давлением до 4 бар - клапан сброса избыточного давления для водонагревателя на 6 бар.

Для справки: 1 бар равен 0,987 атмосферы.

Клапан сброса избыточного давления воздуха

Такой защитный клапан в основном ставят на компрессоры высокого давления. Они защищают от разрыва емкость накачки и часто совмещены с выключателем питания поршневого механизма. Принцип работы этих устройств аналогичен ранее рассмотренным сбрасывающим механизмам. Только вместо жидкости или пара давление на шток оказывает просто воздух. Еще одна особенность воздушного клапана компрессора в том, что после стравливания части воздуха клапан не возвращается в исходное положение. Его возврат и включение электричества происходят только при падении давления ниже определенного уровня. То есть клапан работает в определенном диапазоне давлений.

Заключение

Идеальный вариант для сохранения любой системы отопления - это включение в нее защитной группы, в которую входит клапан сброса избыточного давления, манометр и развоздушивающий клапан. Также в дополнение к ним имеет смысл поставить термодатчики, которые будут отключать нагревательное оборудование или включать дополнительную систему охлаждения при превышении температуры теплоносителя выше заданного уровня.

Современная отопительная установка – сложная, тонко сбалансированная система. Её главная задача – обеспечить в помещениях комфортные условия вне зависимости от погоды за окном. А это значит, что технологичная система отопления должна уметь подстраиваться под переменчивую погоду и изменять режимы своей работы. Побочный эффект такой гибкости и чувствительности – перегрузки, способные привести к снижению эффективности обогрева или аварийной разгерметизации контура. Чтобы отопление работало безотказно, применяется специальный тип запорно-регулирующей арматуры – предохранительные клапаны.

Зачем нужен предохранительный клапан

Клапанами называют устройства, которые постоянно либо при достижении конкретных условий регулируют или полностью закрывают поток транспортируемого в трубопроводах вещества. Предохранительные клапаны на отопление, как это становится понятно по названию, должны защищать трубы, теплообменники и сосуды (корпуса приборов) от вредоносных воздействий.

Например, давление в отопительной системе поднимается в следующих случаях:

• Когда теплоноситель набирает рабочую температуру и увеличивается в объёме.
• Если вода нагрета слишком сильно – до образования пара (объем увеличивается в несколько сот раз).
• При неполадках или полном выходе из строя автоматизированного узла подпитки. В данном случае давление обычно растёт до аварийной отметки, но иногда клапан устройства перестаёт держать, и происходит отток теплоносителя в обратном направлении, соответственно, давление в отопительной установке резко падает.

Клапан для бойлера является комбинированным устройством, он предотвращает обратный ток и сбрасывает избыточный объём воды

В основном речь идёт о нарастающем до критической отметки давлении. Но это далеко не единственная проблема, требующая мгновенного решения. Также есть клапаны, предотвращающие обратный ток воды или устраняющие завоздушивание системы. Все предохранительные клапаны в системе отопления, по сути, выполняют одну работу, но монтируются в разных местах и могут защищать отдельные узлы и устройства/приборы. Они устанавливаются:

• Для защиты автономных отопительных установок с закрытым контуром, в которых в качестве теплогенератора используются котлы на всех видах топлива, а также теплонасосы или солнечные коллекторы.
• Для парового отопления.
• В системах с ёмкостями, аккумулирующими тепло.
• В контурах ГВС, которые укомплектованы проточными, накопительными либо электрическими ТЭНовыми нагревателями.

Предохранительные клапаны в отопительных установках функционируют по разному принципу и решают разные задачи. Поэтому принято разделять их на несколько типов:

• регулирующие,
• перепускные,
• сбросные,
• обратные,
• воздушные.

Виды клапанов для систем отопления и ГВС

Воздушные клапаны

Воздух внутри контура сжимается теплоносителем в «пробки» и мешает процессу циркуляции, без которого работа водяного отопления невозможна. В трубы он попадает во время заполнения пустой системы, или когда осуществляется подпитка (в воде в растворённом виде содержится некоторое количество воздуха). Частично он проникает через уплотнения на стыках и соединениях, а также посредством диффузии сквозь стенки труб и теплообменников. В любом случае нужно предотвратить образование пробок.

Для этого на радиаторы ставят «краны Маевского» – клапаны с ручным управлением (нужно откручивать винт). Но есть также автоматические воздухоотводчики, которые без участия человека реагируют на воздух в трубах. Воздушный клапан для отопления имеет в своём корпусе поплавок, который, перемещаясь вверх/вниз, через коромысло двигает иглу и открывает или закрывает сбросное отверстие. Монтируют его в местах, где наиболее вероятно скопление воздуха (коллектор, верхняя точка стояка, насос с воздухоотделителем).

Обратный клапан

Устанавливают на трубопроводы, чтобы не дать теплоносителю пойти в обратном направлении. Обратные клапаны монтируют на входе в нагревательный или аккумулирующий бак, также их можно увидеть на основной линии байпасной развязки. Устройство является обязательной частью автоматического узла подпитки, где останавливает переток теплоносителя в трубы водоснабжения, если там устанавливается слишком низкое давление.

Устроен обратный клапан для отопления очень просто. Седло внутри корпуса перекрывает подпружиненная мембрана. По ходу движения вода/антифриз сжимает пружину и поднимает мембрану – проток открыт. Если вода пойдёт в обратном направлении, то пружина прижмёт мембрану к седлу (сама жидкость также поспособствует запиранию) – проток будет закрыт. В другой конструкции управляющим элементом устройства является пустотелый шар из металла или термостойкой резины. Этот «свободный» шар обладает плавучестью и легко поднимается потоком над проходным отверстием, но при обратном движении он плотно укладывается в седло.

Для бойлеров применяют специальные обратные клапаны с отводом для сброса воды. На самом деле «носик» – ещё один клапан, который сбрасывает лишний объём жидкости, появляющейся при нагреве воды и при отсутствии разбора. Он же может выпускать воду при слишком высоком давлении в водопроводе.

Клапан для сброса

Он срабатывает, когда напор в отопительной системе превышает заданное значение. Устройство просто сливает «лишний» теплоноситель, таким образом приводя давление в норму. Основными элементами сбросного клапана для отопления являются:

• запирающий узел (седло + затвор);
• чувствительный механизм, задающий давление срабатывания (пружина или подгруженное рычажное устройство).

В пружинных и рычажных клапанах теплоноситель с установленным давлением, превышающим усилие груза/пружины, подрывает придавленную мембрану и уходит в канализацию, собирающую ёмкость или приямок. Затем усилие нагруженного затвора начнёт преодолевать падающее давление воды, и клапан закроется.

Сбросной клапан (слева) входит в состав группы безопасности котла

Перепускные клапаны

По своей конструкции этот вид устройств схож со сбросными моделями. Только они не удаляют избыточный теплоноситель из системы, а перенаправляют его в обратный трубопровод. В каких случаях это нужно? Сейчас пользователи активно используют на радиаторах автоматические и ручные терморегуляторы. Но, «зажимая» проток, чтобы снизить теплоотдачу батареи (обычно – на всех сразу), мы снижаем скорость движения теплоносителя и повышаем давление на некоторых участках. А ведь циркуляционный насос работает, не сбавляя оборотов, что негативно сказывается на его долговечности. Чтобы не допустить подобных проблем, как раз и нужен перепускной клапан системы отопления, который позволяет воде идти по короткому кольцу. В отличие от сбросников, данное устройство функционирует на отвод воды длительное время, а не в отдельные моменты, когда высока вероятность аварии.

Регулирующий клапан

Данное устройство предназначено для управления потоком теплоносителя путём изменения сечения прохода. Это двухходовой исполнительный механизм, который может срабатывать при ручной установке или посредством различного вида приводов (чаще всего электрического). По типу запирающего элемента управляющие клапаны разделяются на:

• седельные,
• шаровые.

Некоторые виды регулирующих клапанов на отопление могут использоваться не только для балансировки расхода воды, но и для управления давлением. Применений у таких устройств много, но чаще всего их устанавливают на радиаторах и на контуре ГВС с баком косвенного нагрева.

Клапан, смонтированный на входе в батарею, позволяет ограничить проток через теплообменник и направить теплоноситель к другим отопительным приборам

Предохранительные клапаны повышают эффективность и безопасность отопительной системы. Это такие же важные элементы, как батареи, трубы и теплогенератор.

Видео: предохранительный клапан