Предохранительный клапан для отопления: принцип работы и схема установки

Преимущества и недостатки

Сбросной клапан обладает рядом следующих преимуществ:

  • исключает гидроудары, скачки давления;
  • не допускают появление воздушных пробок в системе транспортировки жидких сред;
  • простая конструкция, которую легко обслуживать и ремонтировать;
  • относительно невысокая стоимость;
  • возможность автоматического контроля и сброса давления;
  • простая технология установки;
  • неприхотливость к условиям эксплуатации;
  • не требуют частого обслуживания.

Недостатки:

  • наличие погрешности срабатывания;
  • повышенный износ ответственных деталей;
  • ограниченный срок эксплуатации.

Простая конструкция 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 мощность теплового 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.

К чему приведет отсутствие устройства

Отсутствие предохранительного прибора, как и его неисправность, может привести к разрыву рубашки бака и течи воды из бака. Горячая вода может принести значительный ущерб отделке квартиры. Восстановить бак после этого очень проблематично и надежность водонагревателя окажется на низком уровне.

Теоретически даже возможен взрыв пара, если вода будет нагрета намного выше 100 , но для этого требуется очень мощный нагреватель.

При установке бойлера в квартире, в качестве резервного источника горячей воды, отсутствие обратного клапана, выполненного в одном корпусе с предохранительным, может привести к перетеканию горячей или холодной воды из одной системы в другую. Это создаст не только дискомфорт в пользовании, но и дополнительные денежные затраты, поскольку счетчик будет учитывать расход перетекающей воды, за который в последствии придется заплатить. Перетекание будет происходить из-за разницы в давлении между системой горячей и холодной воды. А соединены они будут через бойлер.

Впрочем, перетекание возможно и при наличии обратного клапана, если давление холодной воды выше горячей. Поэтому после бойлера следует устанавливать перекрывающий кран. При пользовании горячей водой из центральной системы, перекрывается бойлер. А при пользовании из бойлера, перекрывается входной кран по горячей воде.

Разновидности устройств и принцип действия

В конструкцию спускного клапана входят два обязательных компонента: запорная деталь, состоящая из седла и затвора, и задатчик силового воздействия. Различают несколько видов оборудования, имеющих свои особенности. Они классифицируются по определенным признакам.

Классификация #1 — по механизму прижима

В отопительных системах частных домов, квартир и промышленных установок небольшой мощности предпочтение отдается пружинному типу изделия.

Устройство отличается простым и надежным строением, компактными габаритами, возможностью комбинирования с другими элементами блока безопасности, доступной ценой. Сила сжатия пружинного механизма зависит от параметра давления, при котором срабатывает клапан. На диапазон настройки влияет упругость самой пружины.

Принцип действия пружинных предохранителей заключается в следующем:

  • на затвор устройства воздействует поток воды;
  • движение теплоносителя ограничивается усилием пружины;
  • критическое давление превышает силу сжатия, приподнимая шток золотника вверх;
  • жидкость отправляется в выходной патрубок;
  • внутренний объем воды стабилизируется;
  • пружина закрывает затвор, возвращая его в первоначальное положение.

Корпус пружинистого устройства делают из качественной высокопрочной латуни с применением технологий и методик горячего штампования. В производстве пружины используется сталь. Мембрану, уплотнители и рукоятку изготавливают из полимеров.

Некоторые торговые марки выпускают оборудование с уже установленными заводскими настройками. Также в ассортименте есть модели, настраиваемые по месту монтажа в период пусконаладочных работ.

Рычажно-грузовые предохранители распространены не так широко. В частных автономных системах с котлом их монтируют редко. Эксплуатация сосредоточена в промышленной отрасли на крупных производствах, где диаметр трубопроводов составляет не меньше 200 мм.

Усилие на шток в таких механизмах дает не пружина, а груз, навешенный на рычаг. Он передвигается по длине рычага, регулируя силу, с которой шток будет прижиматься к седлу.

Рычажно-грузовой клапан открывается, когда давление среды с нижней части золотника превышает показатели, исходящие от рычага. После этого вода уходит через специальное сбросное отверстие.

Давление срабатывания, как и диапазон настроек, определяется длиной рычага и массой груза. Рычажные предохранители не уступают пружинным приборам в плане надежности, но стоят дороже. Приспособления устанавливают на фланцевые соединительные детали труб с диаметром условного прохода от 50 и более.

Классификация #2 — по высоте подъема затвора

В малоподъемных предохранительных клапанах затвор поднимается не выше, чем на 0,05 диаметра седла. Механизм открытия в подобном оборудовании пропорциональный.

Ему свойственна низкая пропускная способность и самая примитивная конструкция. Малоподъемное оборудование применяют на сосудах с жидкой средой.

У полноподъемных приборов подъем затвора выше. Это означает, что их пропускная способность намного лучше, чем у предыдущего варианта, поэтому они способны сбрасывать более масштабные объемы излишков теплоносителя.

Классификация #3 — по скорости срабатывания

Затворная крышка пропорциональных предохранительных клапанов открывается постепенно. Как правило, величина открытия пропорциональна росту давления, оказываемого на внутреннюю поверхность. Одновременно с подъемом механизма плавно увеличиваются объемы сбрасываемого теплоносителя.

Конструкция устройств не ограничивает возможности их использования в сжимаемой среде, но все-таки они преобладают в системах с водой и другой жидкостью.

Особенность двухпозиционных клапанов – моментальное срабатывание с полным открытием после достижения граничных отметок давления в системе, при которых открывается затвор предохранителя.

Специалисты рекомендуют эксплуатировать эти приспособления в сжимаемых средах. К числу их главных недостатков относят наличие характерных автоколебаний затвора.

При монтаже двухпозиционного клапана в отопительной системе с жидким теплоносителем следует учитывать, что во время резкого открытия затвора произойдет сброс большого количества воды.

Из-за этого слишком быстро упадет давление. Клапан мгновенно закроется, что повлечет за собой гидравлический удар. Пропорциональные устройства подобных рисков не вызывают.

Принцип работы

Клапан, защищающий котел, имеет простое устройство и работает по принципу, понятному даже школьнику. Прибор состоит из прямого фитинга с отводом под углом 90 градусов и подпружиненного герметичного затвора, перекрывающего боковой проход. При увеличении давления в системе от перегрева, превышающего прижимное усилие пружины, удерживающей в неподвижном положении клапан, он поднимается вверх и открывает боковое отверстие.

Излишки жидкости начинают выливаться сбоку и отправляются в емкость, дренажную или канализационную систему. После стравливания части теплоносителя давление в системе и на клапан ослабевает, пружина ставит его на место, перекрывая боковой патрубок.

Конструктивное устройство пружинного вида

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.

Виды воздухоотводчиков

Для удаления воздушных пробок в центральной системе отопления предусмотрена установка сливных кранов на крайних радиаторах в каждой ветке. Вентильные краны дают возможность стравить воздух, вытесненный в крайнюю точку ветки при заполнении системы теплоносителем.

Автономные отопительные системы, а также новые радиаторы, подключенные к центральной теплосети, оснащаются особыми воздухоспускными клапанами. Различаются два типа устройств — автоматический клапан для выпуска воздуха и ручной клапан (кран Маевского).

Устройства подбираются с учетом принципа работы и удобства использования, монтируют их в тех местах отопительного контура, где максимально велик риск формирования воздушных пробок — на верхний коллектор каждого радиатора, в самой высокой точке отопительной системы.

Автоматический отводчик воздуха

Автоматический воздушный клапан состоит из полого цилиндра, внутри которого расположен пластиковый поплавок. Устройство устанавливается вертикально, его внутренняя камера в нормальном состоянии заполнена теплоносителем, который под давлением поступает через отверстие в нижней части камеры. Автовоздушник оснащен игольчатым выпускным клапаном — именно к нему на рычаге прикреплен поплавок.


Принцип действия автоматического отводчика воздуха

Когда в трубопроводе образуется воздушная пробка, она стремится к самой высокой точке радиатора или отопительного контура в целом. Если в этом месте установлен воздушный клапан, работающий в автоматическом режиме, теплоноситель из его внутренней камеры вытесняется газами. При вытеснении жидкости поплавок опускается вниз и открывает клапан, в результате чего стравливаются газы из трубопровода отопления, и камера вновь заполняется теплоносителем.

Обратите внимание! Клапан для автоматического сброса воздуха из системы отопления со временем заиливается, зарастает накипью. Это приводит к заеданию механизма, потере герметичности клапана – через него начинает просачиваться влага. Такое устройство требует замены — автоматические воздушники не подлежат ремонту

Такое устройство требует замены — автоматические воздушники не подлежат ремонту.

Количество автоматических воздухоотводчиков зависит от особенностей отопительной системы.

Устройство требуется для установки

  • в составе группы безопасности котельного агрегата на выходном патрубке водяной рубашки, где теплоноситель нагрет до максимальной температуры;
  • на самой высокой точке вертикальных стояков — именно туда поднимаются и скапливаются газообразные вещества;
  • на распределительные коллекторы теплых полов, чтобы можно было стравливать воздух из контуров;
  • на П-образные петли из полимерных труб, которые обустраиваются для компенсации теплового расширения трубопровода.

Ручной отводчик воздуха

Спускной клапан с ручным управлением широко известен как кран Маевского. Это устройство не имеет подвижных элементов, поэтому долговечнее и надежнее автоматического.

Цилиндрический корпус воздухоотводчика снабжен наружной резьбой. Продольное сквозное отверстие в корпусе перекрывается винтом с окончанием в виде конуса. От центрального отверстия отходит канал круглого сечения.

Принцип работы крана Маевского предельно прост: выкручивание винта освобождает проход в боковой канал, благодаря которому скопившиеся газы выходят наружу через отверстие в корпусе. После удаления воздушной пробки винт закручивается на место.


Тип ручного углового отводчика воздуха с запорным конусом

Ручные воздухоотводчики в стандартном исполнении предназначены для монтажа на трубопровод. Но наибольшим спросом пользуются радиаторные краны Маевского, которые монтируются на приборы отопления секционного и панельного типа.

Группа безопасности котла

Группа (блок) безопасности котла состоит из предохранительного клапана, манометра и воздухоотводчика. Установка этих элементов также входит в стоимость монтажа водяного отопления. Манометр показывает давление, а воздухоотводчик – отводит воздух из системы.

В случае неправильной эксплуатации или сбоя в оборудовании отопительной системы может возникнуть резкое повышение давления. Это может послужить причиной разрушения некоторых элементов отопительной системы, а в случае совсем неблагоприятного развития событий – разрушения строения и даже угрозы жизни людей. Именно поэтому в каждую отопительную систему отопления или горячего водоснабжения в обязательном порядке входит предохранительный клапан для отопления.

Группа безопасности котла

Как было замечено ранее, предохранительный клапан служит для того чтобы защитить систему отопления от чрезмерного давления. В данном случае самыми подверженными таким ситуациям являются системы с паровыми котлами. Но подобная ситуация может возникнуть и в более привычной для нас системе – водяном отоплении.

Случаи резкого повышения давления:

  • Резкое повышение температуры воды, вследствие чего появляется пар (обычно при спускании воды из системы);
  • Подпитка системы отопления частного дома слишком большим количеством воды (в случае отказа автоматических систем).

А ведь заполнение системы происходит с температурой около 15-ти градусов. Очевидно, что при отоплении температура носителя тепла увеличивается и расширяется в объеме. Именно для защиты системы и предназначена такая регулирующая арматура для отопления. Клапан входит в трубопроводную арматуру, которая в автоматическом режиме защищает систему отопления от чрезмерного давления за счет того, что часть теплоносителя удаляется из оборудования. Чаще всего применяются пружинные клапаны, они производят противодействие давлению силой пружины.

Клапаны открытого типа функционируют без использования противодавления и выводят излишнюю жидкость из отопительной системы. Регулирующий клапан на отопление закрытого типа сбрасывает носитель тепла в трубопровод, работая с применением противодавления.

Предохранительный клапан

Чтобы монтаж водяного отопления был сделан качественно и надежно, следует правильно установить предохранительные устройства. Правила установки прописываются в нормативных документах, они могут различаться зависимо от того, какая мощность оборудования и рабочее давление.

Основные принципы:

  • Предохранительный клапан в системе отопления должен ставиться на подающем трубопроводе непосредственно сразу после котла. При определенном уровне мощности два устройства врезаются и дублируются.
  • В системах со снабжением горячей воды клапан ставится на выходе горячей воды в верхней точке бойлера.
  • Монтаж системы водяного отопления предполагает отсутствие разнообразных устройств между клапанами и магистральными трубами. Также нельзя сужать трубы на диаметр менее, чем условный диаметр клапана.
  • Сбросные патрубки необходимо подсоединять к линии трубопроводов достаточного размера диаметра, выводятся они в специальное безопасное место или канализационную сеть.

Подбор условного диаметра клапана должен производиться по методикам, которые разработаны и утверждены соответствующими органами. Именно поэтому в данном случае необходимо обратиться к специалистам. Если нет такой возможности, то существуют специальные программы, производящие расчет водяного отопления частного дома.

Проверка работы клапана представляет собой принудительное его открытие, производить ее желательно регулярно. Проверка давления открытия и регулирование следует производить около 1 раза в год, как раз перед тем, как начнется отопительный сезон.

Устройство и принцип работы группы безопасности

Группа системы безопасности отопительного котла относится к устройствам, отвечающим за безаварийное обеспечение потребителя тепловой энергией. В комплект оборудования входит:

  • прибор для автоматического отвода воздуха;
  • клапан сбрасывающий, предохранительный;
  • манометр.

Модули контроля давления в системе теплоносителя установлены в металлическом корпусе, оснащённом резьбовыми разъёмами. Если контрольное оборудование устанавливается в холодном помещении, то выбор следует остановить на корпусе с термоизоляцией.

Отводчик воздуха

По условиям технических параметров отопительного котла устройство для стравливания воздуха, или кран Маевского, устанавливается выше корпуса обогревателя для удаления воздуха, выделяющегося при нагревании рабочей среды системы. Пузырьки кислорода также могут проникать в магистраль по ряду причин:

  • первичное заполнение системы рабочей средой;
  • подпитка трубопровода свежим теплоносителем;
  • дефекты в уплотнительных прокладках;
  • засор трубопровода частицами ржавчины;
  • некачественный монтаж магистрали и оборудования.

В процессе нагревания рабочая среда расширяется, освобождает молекулы кислорода, образующие воздушную пробку, влияющую на интенсивность циркуляции рабочей среды в магистрали. Предупредить повреждение труб поможет автоматический прибор для сброса давления, рабочие параметры которого регулируются без участия оператора.

Процесс регулировки давления в отопительной системе управляется поплавком, коромыслом, игольчатым клапаном. Образовавшаяся воздушная пробка давит на поплавок, коромысло открывает клапан и стравливает воздух. После снижения давления в системе клапан возвращается в исходное положение.

Клапан предохранительный

С целью увеличения безопасности котельной и всего отопительного оборудования вместе с контрольными автоматическими приборами устанавливается расширительный бак. В качестве дополнительной защиты в группу безопасности включается предохранительный клапан, предназначенный для сброса «лишней» жидкости в канализацию.

ВАЖНО! Чтобы в помещении котельной было всегда сухо – рекомендуется предохранительный клапан подключать к сливу в канализацию. Защитный элемент группы безопасности в генераторах тепловой энергии выполняет функцию контроля над давлением в магистрали с паровыми установками в случае возникновения аварийной ситуации:. Защитный элемент группы безопасности в генераторах тепловой энергии выполняет функцию контроля над давлением в магистрали с паровыми установками в случае возникновения аварийной ситуации:

Защитный элемент группы безопасности в генераторах тепловой энергии выполняет функцию контроля над давлением в магистрали с паровыми установками в случае возникновения аварийной ситуации:

  • сбой в работе автоматики;
  • повышение объёма теплоносителя в случае поломки термостата;
  • нарушение давления потока жидкости в линии трубопровода.

В конструкцию клапана предохранительного входит мембрана и стальная пружина, заключённые в латунный модуль с вентилем или рукояткой. При сбое в работе системы более чем на 15% через контрольный прибор за один выброс выпускается до 100 мл жидкости. На потребительском рынке представлены предохранительные приборы разных моделей, при выборе комплектующего элемента под обогревательный котёл индивидуального пользования необходимо купить клапан, выдерживающий давление 3 атмосферы и температуру жидкости 120 °C.

Манометр

Кроме предохранительного и стравливающего клапанов следить за ситуацией поможет манометр, входящий в группу безопасности котла. Показания бытового прибора понятны для любого пользователя благодаря наличию стрелок разного цвета: красного и чёрного. Рабочие значения красной стрелки устанавливаются вручную в соответствии с рекомендациями котла (порядка 2 атмосфер). Чёрная стрелка управляется давлением рабочей среды в линии трубопровода. Если показатели чёрной стрелки превышают положение красной, то система находится на грани аварии.

При выборе стрелочной гарнитуры необходимо учесть следующие факторы:

  • размер циферблата;
  • точность измерения;
  • допустимая погрешность;
  • измерительные единицы (бары или атмосферы);
  • допустимое давление.

Для частной котельной подойдёт манометр со шкалой до 4 атмосферы.

Монтаж оборудования

Для монтажа клапана своими руками понадобятся определенные инструменты.

Понадобятся:

1.ключи гаечные, разводные.

2.отвертка крестовая.

3.пассатижи.

4.герметик.

5.рулетка.

Выбирают место для установки прибора. Его устанавливают на участке трубопровода для подачи воды, около патрубка, идущего от котла. Расстояние между ними не должно превышать трехсот метров.

Все клапаны малых размеров имеют резьбу, с помощью которой стыкуют детали. Все стыки смазывают герметиком.

Внимание! Фум-лента для обработки стыков не подойдет, потому что материал не устойчив к высоким температурам. При установке следует опираться на инструкцию

При установке следует опираться на инструкцию.

При выборе условного диаметра опираются на требования госстандартов, лучше прибегнуть к помощи специалистов.

Если все расчеты ведутся самостоятельно, легче это сделать с помощью онлайн-калькулятора.

Внимание! Чтобы понизить гидравлические потери при давлении жидкости на клапан, следует монтировать прибор под наклоном к котлу. Прижимная конструкция влияет на регулировку работы прибора

В устройстве с пружиной имеется колпачок. Уровень сжатия пружинки настраивают, вращая ее. Регулировка механизма имеет высокую точность

Прижимная конструкция влияет на регулировку работы прибора. В устройстве с пружиной имеется колпачок. Уровень сжатия пружинки настраивают, вращая ее. Регулировка механизма имеет высокую точность.

В приборах с рычагом регулировка выполняется с помощью увеличения массы груза либо его перемещением.

Если клапан срабатывает свыше 8 раз, то пружина либо тарелка изнашиваются, нарушается герметичность прибора. В таком случае следует произвести замену клапана.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий