Предохранительный клапан

Устройство клапана

Конструктивными элементами клапанов для предохранения от излишнего давления являются следующие основные элементы:

корпус
крышка
колпак
затвор
шток и пружина на нем
устройство для открытия клапана под «принуждением»

В корпусе на резьбе монтируется так называемое «седло». На него устанавливается золотник. Он фиксируется на оси клапана при помощи направляющей втулки. Седло вместе с золотником образуют затвор. В золотник вставляется шток. Он прижимает золотник к седлу за счет усилия пружины. Степень сжатия пружины регулируется нажимным винтом с контргайкой.

В колпаке размещено устройство принудительного открытия клапана. Оно состоит из рычага, который закрепляется на оси с вилкой. Для полного и быстрого открытия клапана предусмотрено специальное поджимное кольцо. Оно фиксируется отворотом стопорного винта.

Устройство принудительного открывания необходимо для проведения проверки работоспособности оборудования время о времени. Детали предназначенного для использования в жидкостях и газах оборудования покрываются специальным антикоррозийным составом.

Предохранительные клапаны в обязательном порядке проходят ревизию и проверку в специализированных лабораториях. Или непосредственно на месте применения (в случаях невозможности отправить прибор на обследование в лабораторию). Проверяется работоспособность оборудования, целостность деталей, качество уплотнителей. Срок проверки устанавливает организация с соответствующими полномочиями. Ревизия осуществляется по графику. Но не реже одного раза в год. Нужно это в первую очередь для того, чтобы ваша система отопления могла функционировать нормальным образом.

Как работает такой клапан?

Предохранительный клапан бойлера выполняет функции и обратного клапана, что отражается на его конструкции. Схематично изделие можно представить как два тонкостенных цилиндра, расположенных по отношению друг к другу под прямым углом, имеющих разные размеры, наделенных общей рабочей полостью.

Если посмотреть внутрь цилиндра большего размера, то можно увидеть установленный там обратный клапан, в конструкцию которого входит тарелка, пружина и седло, выточенное в корпусе изделия. Резьба, нанесенная с обеих сторон этой части защитного прибора, позволяет присоединять его к вводному патрубку электробойлера.

Внутри цилиндра меньшего размера также содержится запорное устройство, аналогичное по конструкции описанному выше обратному клапану, и отличающееся от него лишь наличием более жесткой пружины.

В большинстве моделей предохранительных клапанов имеется функция регулировки давления открытия, производимая путем изменения степени сжатия пружины. Дренажное отверстие находится непосредственно за запирающим механизмом. К данному отверстию рекомендуют подсоединять прозрачную трубку, позволяющую наблюдать за сбрасываемой из бака водой.

Вид с трех ракурсов на конструкцию предохранительного клапана, использующегося при подключении водонагревательного оборудования накопительного типа

Действует предохранительный клапан по следующему алгоритму.

При открытом положении крана, вмонтированном на вводной магистрали, вода беспрепятственно проходит в емкость сквозь отверстие, получившееся в результате оттягивания тарелки обратного клапана от седла. При этом к дренажному отверстию поступающая жидкость доступа не имеет, потому что предохранительная пружина имеет жесткость, рассчитанную на более высокое давление по сравнению с водопроводным значением этой величины.
В момент полного заполнения бойлера происходит выравнивание уровня давления в баке и в магистрали, из-за чего обратный клапан закрывается. Увеличение температуры нагреваемой воды в накопительной емкости вызывает рост силы давления на тарелку обратного клапана, которая еще крепче прижимается к седлу. Поэтому возвратиться нагретая вода в трубы холодного водоснабжения уже не может.
Когда пользователи начинают расходовать горячую воду на бытовые нужды, давление внутри водонагревателя начинает падать и достигает значения, меньшего, чем водопроводная величина. В этот момент тарелка отжимается от седла и начинается процесс наполнения бака водой.
Если произойдет поломка терморегулятора, то начнется бесконтрольный рост температуры, который вызовет повышение давления до критического уровня. Вот тут в результате сжатия пружины предохранительного клапана появится возможность для оттока лишней жидкости через дренажное отверстие в систему канализации через прозрачный шланг.

Маленький рычаг необходим для принудительного открытия дренажного отверстия, через которое происходит сброс воды и понижение давления

Название прибора говорит само за себя. Основная его функция — это сброс непредвиденных нагрузок, которые могут возникнуть при тех или других обстоятельствах. Плюс дополнительно регулировка потока теплоносителя.

Кстати, устанавливать его можно на любом участке трубопровода

При этом важно не место, а удобство обслуживания, если такая необходимость вдруг возникнет

Виды предохранительных клапанов

Самый простой вариант — это муфтовые предохранители из латуни. Конструкция их проста — с двух сторон нарезана резьба, а клапан представляет собой подпружиненный шток с прокладкой из EPDM. Это прямоточная модель, клапан которой открывается под давлением потока теплоносителя. Обратное давление перекрывает магистраль. Это один из самых дешевых приборов, но служит он очень долго, что проверено временем.
Есть еще один латунный вариант, но с более сложной конструкцией, где трубы подключаются в перпендикулярных плоскостях. Здесь используется шток и пружина из нержавеющей стали. Устанавливают его непосредственно после циркуляционного насоса. Принцип действия такого устройства достаточно прост. Давление теплоносителя сдавливает пружину, которая начинает давить на шток. Тот открывает канал, через который теплоноситель выдавливается наружу из системы, спасая ее от разрывов труб и других элементов. Кстати, максимальная температура, которую может выдерживать клапан, составляет 120С.
Существует большое количество разновидностей обратных клапанов, которые также входят в группу предохранительных. Их основная функция — не дать осуществиться противотоку теплоносителя, если в системе вдруг падает давление.

Есть несколько основных видов — дисковые, шаровые, флажковые и прочие. Но все они делятся на подпружиненные и беспружинные. С первыми все понятно — там основной упор делается на силу противодействия пружины. Второй вид — это когда возврат запорного элемента происходит под действием собственной массы.

Трехходовые клапаны. Этот вид запорной арматуры устанавливается в отопительные системы, где предусмотрены низкотемпературные контуры. К примеру, когда в схеме есть конденсационный котел. В настоящее время производители выпускают такой вид клапанов с ручным переключением или с электрическим. Во втором случае необходимо подключать прибор к сети переменного тока напряжением 220 вольт.

Трехходовые клапаны

Давайте подробнее остановимся на трехходовых клапанах, потому что потребители редко с ними сталкиваются, и многим они просто неизвестны. В их конструкции три отверстия — два выходных и одно входное. Поток теплоносителя регулируется заслонкой, которая может быть в виде штока или шара. Вращательное движение перераспределяет поток движущейся жидкости.

Мы уже упоминали о конденсационных котлах, но трехходовые клапаны используются не только в этих системах. Очень часто их применяют, когда от одного нагревательного котла работают разные системы отопления. К примеру, «теплые полы» и обычные радиаторы. Понятно, что для теплого пола не нужно нагревать теплоноситель до очень высокой температуры. Но что делать, если котел один, и греет он горячую воду до стандартной для всей системы температуры?

В этом случае трехходовой клапан выполняет сразу несколько функций:

Во-первых, он разделяет участки.
Во-вторых, разграничивает плотность потока по ветвям.
В-третьих, с его помощью происходит смешивание теплоносителя из магистрали подачи и обратки, до того как последний будет подан в систему отопления «теплый пол». То есть в половое отопление вода будет поступать с более низкой температурой, чем на радиаторы.

Несколько рекомендаций. Берите модель с сервоприводом. Это избавит вас от необходимости постоянного контроля над температурой теплоносителя. Подобное устройство является автоматическим и работает от датчика, вмонтированного в низкотемпературный контур. Изменение температуры влечет за собой срабатывание запорного устройства, которое открывает или закрывает подачу воды из обратной магистрали. Так что все просто.

И последнее. Сервопривод может входить в комплектацию клапана или продаваться в качестве отдельного элемента. А сами клапаны изготавливают из стали, чугуна или латуни. Последние используются в системах отопления жилых помещений.

Правила установки, регулярность замены

Устанавливается аварийный клапан всегда на подаче, после котла. При этом соблюдаются такие правила:

Если сбросной клапан устанавливается отдельно, перед ним ставится манометр — для контроля за состоянием системы.
Ставится на расстоянии 20-30 см от котла.
Отвод делают трубой того же диаметра, что и трубопровод подачи. Для максимально точного определения давления он может иметь небольшой уклон в сторону котла.
Между котлом и подрывным клапаном нельзя ставить запорные устройства (краны, обратные клапана и т.д.).
В системах с естественной циркуляцией это устройство ставят в самой высокой точке системы.

Ставится недалеко от котла (во многих моделях стоит в самом котле, в некоторых котлах есть место под установку) Для того чтобы сбрасываемый теплоноситель не вытекал на пол, на выходной патрубок можно надеть шланг. Его можно опустить в емкость или вывести в канализацию. Но в таком случае необходимо каким-то образом отслеживать срабатывание — поставить сигнализацию. Ведь он не просто так стравливает, а по какой-то причине.

Еще один важный момент: после нескольких срабатываний (5-6) клапан сброса избыточного давления надо заменить. Это связано с износом пружины. Устройство начинает работать некорректно. Стоит клапан немного, так что это ненакладно. Единственный неприятный момент — перед ним нельзя ставить запорные устройства. Поэтому снять аварийный клапан, можно только полностью остановив систему и снизив давление до атмосферного. Вот в этом вся загвоздка.

Где установить клапан сброса избыточного давления

Улучшить ситуацию можно, если поставить отсечные краны после подрывника. В этом случае хотя бы не придется сливать теплоноситель с системы, а только с котла, что уже не так страшно.

Как слить воду с водонагревателя через клапан сброса

Недостаток слива через предохранительный затвор – медленность, проход узкий, несколько миллиметров. Опорожнение бака на 50 л – 3 часа. Помимо этого, небольшое отверстие часто забивается накипью, шламом, что делает процедуру невозможной. Лучший способ – перекрыть холодную трубу, оставить смеситель открытым, полностью отсоединить входную подводку.

Алгоритм, как слить воду из накопительного водонагревателя через клапан сброса:

Отключить ЭВН от сети.
Перекрыть холодный отвод стояка.
Открыть горячий смеситель (чтобы воздух замещал вытекающую воду).
Под предохранительный узел или шланг от него подставить емкость или вывести трубку в канализацию.
Поднять подрывной рычажок.

Материал изготовления

Чаще всего корпус предохранительного элемента изготавливается из латуни. Это обусловлено тем, что данный материал характеризуется низким температурным расширением, надежностью, а также не подвержен коррозийным процессам и цена его вас приятно удивит.

Блок регулировки обычно делается из термостойкого пластика.

Подводя итог, стоит отметить, что предохранительный клапан — очень важное звено в защите отопительной системы. Роль этой детали очень велика, поэтому к выбору стоит подходить ответственно, т.к

безопасность системы обогрева вашего дома находится в непосредственной зависимости от нее.

Выбирая клапан, нужно уделить внимание всем техническим показателям и качеству изделия

Важно правильно настроить и установить предохранительный клапан, т.к. малейшие неточности могут привести к тому, что устройство не будет своевременно срабатывать в случае возникновения аварийной ситуации

малейшие неточности могут привести к тому, что устройство не будет своевременно срабатывать в случае возникновения аварийной ситуации.

Правила и стандарты

Применение предохранительной арматуры регулируется национальными и отраслевыми стандартами, правилами эксплуатации и техническими указаниями.

Для сосудов, работающих под давление, применяют следующие регламентирующие документы:

(ПБ 03-576-03). Правила безопасности для сосудов и установок давления.
«Boiler & Pressure Vessel Code» Американский стандарт.
ГОСТ 24570-81 Национальный стандарт по предохранительным клапанам.

Системы, защищаемые аварийной арматурой, в случае их нештатной работы или аварии, представляют собой значительную угрозу производственной и общественной безопасности. Поэтому их проектирование, комплектация, монтаж, эксплуатация курируются уполномоченными органами, следящими за соблюдением требований правил и стандартов на всех этапах жизненного цикла оборудования. В РФ это поручено Ростехнадзору.

Защитные отопительные клапаны

Помимо перепускного клапана отопления для нормальной работы системы необходим монтаж других типов регулирующей и защитной арматуры. В процессе работы теплоснабжения может появиться избыток воздуха, произойдет обратное движение теплоносителя. Для предотвращения этих явлений следует заранее предусмотреть монтаж воздушного клапана для отопления и обратного.

Виды защитных клапанов

В зависимости от функционального назначения существует два вида защитных клапанов – для удаления воздуха из системы и предотвращения обратного движения воды в трубах. Без этих элементов работа системы может быть нестабильна, что приведет к нарушению температурного режима, дестабилизации давления и созданию аварийных ситуаций.

В местах с наибольшей вероятностью появления избыточного давления – после котлов, циркуляционных насосов, на коллекторах;
На обратной трубе в обязательном порядке монтируется шариковый клапан отопления или его лепестковый аналог. Также необходима установка этого компонента в обвязке циркуляционного насоса;
В самой высокой точке схемы — для удаления воздуха из системы. На радиаторы и батареи устанавливается кран Маевского.

Защитные клапана не должны ухудшать показатели работы отопительной системы. В первую очередь они устраняют возможные сбои в работе теплоснабжения. В «неактивном» состоянии эти компоненты системы не должны ухудшать скорость движения теплоносителя, влиять на температурный режим.

Воздушный клапан отопления

Во время работы теплоснабжения в трубах и радиаторах могут образовываться воздушные пробки. Причиной этому является большое содержание кислорода в воде, значение температуры теплоносителя свыше +100°С. В результате происходит окисление металлических компонентов, изменяется температурное распределение. Во избежание этих ситуаций необходима установка клапанов для стравливания воздуха из системы отопления.

Принцип работы воздушного клапана

В первую очередь воздушный клапан для теплоснабжения монтируется в группе безопасности вместе со спускным и манометром. В схеме отопления они располагаются на прямой ветке, ведущей от котла. В этом месте наиболее высокая температура теплоносителя, а также максимальные показатели давления. В коллекторной схеме обязателен монтаж спускных клапанов теплоснабжения на каждой гребенке.

Кран Маевского. Устанавливается в радиатор (батарею) и нужен для удаления воздушных пробок;
Автоматический воздухоотводчик. Монтируется в самой высокой точке системы, а также в группах безопасности. Через него выходит воздух из системы отопления.

Для последней модели важно соблюдать условия эксплуатации. После долгого простоя велика вероятность, что некоторые подвижные компоненты «залипнут» и тогда воздухоотводчик не сработает

Во избежание этого следует регулярно проводить осмотр конструкции и в случае надобности – заменять на новую

Во избежание этого следует регулярно проводить осмотр конструкции и в случае надобности – заменять на новую.

Обратный клапан отопления

В гравитационных системах и в схемах отопления без циркуляционного насоса всегда есть вероятность изменения направления движения воды. В этом случае возможно повреждение теплообменника котла из-за перегрева, а также выхода из строя других компонентов. Для предотвращения подобных ситуаций монтируется обратный клапан.

Принцип работы обратного клапана

В больших схемах отопления устанавливают шариковый клапан теплоснабжения. Под действием обратного потока воды шар из полимера перекрывает трубопровод, тем самым предотвращая движение теплоносителя. Как только направление изменяется — он под действием гравитации опускается вниз. По такому же принципу работает электромагнитный клапан для системы отопления. Разница заключается в управляющем элементе – для этого используется соленоид или электромагнитная катушка.

Преимущества монтажа электромагнитного клапана в системе отопления заключаются в следующем:

Возможность подключения к программатору;
Установка режима срабатывания устройства в зависимости от внешних факторов – температуры или давления;
Надежность работы.

К недостаткам электромагнитных клапанов в теплоснабжении является их зависимость от подачи электроэнергии. В автономном отоплении применяется пружинный вариант обратного клапана. Напор воды постоянно действует на седло, сдавливая пружину. Как только изменится направление – произойдет автоматическое перекрытие движения теплоносителя.

Классификация предохранительных клапанов

Специалисты классифицируют устройства по различным параметрам.

По принципу действия:

Прямого. Это классический механический предохранительный клапан.
Непрямого. Используется датчик давления, автоматика управления, дистанционно управляемый вентиль. Датчик с вентилем могут быть разнесены по разным местам конструкции.

По способу открытия затвора:

пропорционального (для малосжимаемых рабочих сред);
двухступенчатые (для газов).

По способу нагружения золотника:

пружинные;
рычажно-грузовые;
магнито-пружинные.

Существуют и другие типы аварийных предохранительных клапанов, применяемых в специальных промышленных установках.

Поломки, причины, устранение

В принципе, предохранительный клапан для водонагревателя имеет только две поломки: из него или часто течет вода или не течет совсем.

В первую очередь надо сказать, что стравливание воды при нагреве — это норма. Именно так должна работать система. Может стравливаться вода и при отключенном бойлере, если давление в трубах подачи холодной воды будет выше, чем предел срабатывания клапана. Например, клапан на 6 Бар, а в водопроводе 7 бар. Пока давление не упадет, вода будет стравливаться. Если такая ситуация повторяется часто, необходима установка редуктора, и лучше всего на воде в квартиру или в дом, но есть компактные модели редукторов, которые можно установить на входе в бойлер.

Обвязка бойлера с предохранительным клапаном и редуктором

Как проверить исправность клапана? Если есть рычажок аварийного сброса это сделать просто. Пи выключенном бойлере надо несколько раз поднять рычаг, спустив избыточное давление. После этого капель прекращается и не возобновляется до тех пор, пока начнется нагрев.

Если вода продолжает стекать, возможно, засорилась пружина. Если модель обслуживаемая, устройство разбирается, чистится, после чего ставится на место. Если модель не разборная — надо только купить новый клапан и поставить.

Так выглядит редуктор — для стабилизации давления на бойлере

Постоянно капающая вода — это неприятно и «бьет» по кошельку, но не опасно. Намного хуже, если при нагреве воды у вас ни разу не появилась вода в патрубке. Причина — засорился клапан или забился штуцер вывода. Проверяете оба варианта. Не помогло — меняете клапан.

Для чего нужен обратный клапан на бойлере

Защитные краны водонагревателей, это разновидность трубопроводной арматуры прямого действия. Совмещают две функции:

Функция	Задачи
Для предотвращения обратного течения	Движение жидкости только в сторону к баку и точкам водоразбора. Внутри накопительного бойлера есть давление, без преграды при снижении в водопроводе напора жидкость из емкости выдавится назад. Пользователь не получит воды. Бак опорожнится, ТЭН будет работать всухую, перегореть ему не даст защита от перегрева, но рисковать не стоит.
Сбросной клапан для водонагревателя	бак обычно рассчитан до 0,8; 0,6 мПа. Повышение напора в трубопроводе, завоздушивание, нагрев приводит к чрезмерному увеличению мПа – возникает риск вздутий, разрывов, трещин стенок и защитного слоя. «Подрывник» среагирует автоматически – откроется и сбросит давление; дополнительная защита от скачков напора в трубопроводе, гидроударов; устраняет недостатки других узлов поддержанием температурно-барического баланса; удобно сливать бойлер, если есть рычажок.

Монтаж

Правил монтажа сантехнического и отопительного оборудования настолько много, что люди получают для этого профильное образование.

Однако в самых общих чертах принципы установки предохранительного клапана выглядят так:

как правило, монтаж производится в точке наибольшего парообразования – верхней точки всей системы до запорного крана;
клапан должен быть установлен вертикально, вниз носиком, чтобы выходящий пар, во-первых, никого не обжог, а во-вторых – мог конденсироваться внутри трубки, которую таким образом удобнее отвести к канализации;
устройство становится на линию с холодной водой.

Мнение эксперта Гребнев Вадим Савельевич Монтажник отопительных систем

Для монтажа необходимо перекрыть воду в контуре, остановить нагрев бойлера и отключить его от сети, а затем слить всю воду из контура. Резьба перед выходным каналом холодного трубопровода покрывается паклей, следом используется фум-лента.

Предохранительный клапан наверчивается с помощью разводного ключа, но без лишнего натяжения, чтобы избежать влияние вращающих сил. К носику подводится тонкая трубка, которая уходит в канализацию. Туда будет скапывать сконденсировавшийся пар.

Не забывайте, что столь важный элемент в отопительной система безопаснее установить специалисту, но общие принципы монтажа полезно понимать и самому, чтобы в случае небольшой поломки обойтись без вызова мастера. Надеемся, материал был вам полезен.

Предохранительный клапан в системе отопления: назначение и разновидности

Устройство клапана

Как работает такой клапан?