Предохранительный клапан теплового сброса в системе отопления: для чего нужен, принцип работы — Inomix.ru

Содержание

Как работает

Группа безопасности представляет собой набор элементов, отвечающих за общую безопасность системы отопления. В ее состав по умолчанию входят:

манометр;
воздухоотводчик;
предохранительный клапан.

Все три элемента закреплены на одной основе – консоли, представляющей собой отрезок трубы с набором необходимых штуцеров, входом и выходом. Опционально могут добавляться отводы для подсоединения расширительного бака, дополнительных датчиков или дублирующих систем, в том числе автоматизации.

Манометр указывает текущее фактическое давление в системе отопления, по которому можно судить об общем ее состоянии и предпринимать действия при недопустимых отклонениях. Повышенное давление всегда говорит о наличии проблемы, притом критической, требующей немедленных действий. Пониженное давление сигнализирует о недостаточном объеме теплоносителя, нарушении герметичности трубопровода, котла или радиаторов.

Воздухоотводчик включен в группу безопасности как предохранительный элемент, позволяющий не только решать проблему с воздушными пробками, способными свести на нет циркуляцию теплоносителя, но и для получения достоверных значений и адекватной работы манометра и защитного клапана.

Следует учесть, если клапан и манометр из группы безопасности нужны только в одном экземпляре, то воздухоотводчик должен устанавливаться и в группе, и во всех точках системы, где может скапливаться воздух, в том числе обязательно в наивысшей точке разводки.

Предохранительный клапан выполняет автоматический сброс теплоносителя при повышении давления выше допустимого порога. Клапан срабатывает в том случае, если по каким-то причинам расширительный бак не справился с поставленной перед ним задачей, или давление выросло на столько, что физически бака не хватило для устранения дисбаланса. Предохранительный клапан предохраняет систему от разрыва в случае закипания теплоносителя в котле или постепенного увеличения давления вследствие неконтролируемого накопления газов, например из-за химической реакции алюминия, в радиаторах с водой.

Для каждого элемента присущи особые характеристики, необходимые для адекватной работы. Манометр должен обладать диапазоном измерений, соответствующим проектному давлению в системе. Если по расчетам в котле давление должно составлять 3 атмосферы, то манометр должен уметь измерять давление до 4-5 атмосфер. Этого достаточно для диагностики.

Предохранительный клапан должен срабатывать по верхнему порогу допустимого давления для котла. Данное значение указывается в инструкции и техническом паспорте к котельному оборудованию. Соответственно и клапан подбирается строго под него.

Автоматический воздухоотводчик наиболее неприхотлив, достаточно знать, что он способен отвести воздух и в первую очередь именно в точке подключения группы безопасности, чтобы свести на нет любые погрешности в работе клапана и манометра.

Изготавливается консоль для группы из стали или латуни, единым блоком. Часто для сохранности или эстетичного внешнего вида консоль и установленные приборы закрываются в защитный кожух, общий пластиковый или металлический корпус.

Для твердотопливного

В твердотопливном котле риск закипания теплоносителя значительно выше, чем в любом другом. Основной элемент группы безопасности при этом – это предохранительный клапан

Его настройка и характеристики предельно важно подобрать в соответствии с требованием производителя котла. Всегда следует иметь про запас несколько съемных клапанов для быстрой замены, в случае если задействованное оборудование даст сбой

Манометр можно выбрать самый простой, с нужным диапазоном измерения. Диагностировать по минимальным изменениям давления неисправность в любом случае не получится. Важнее фиксировать лишь значительные колебания. Лучший вариант – это наличие дополнительных указателей стрелок, которые будут отмечать максимальное и минимальное значение, достигнутое за период наблюдений.

Для газового

В настенных газовых котлах практически всегда группа безопасности уже включена в состав оборудования, так что устанавливать дополнительную нет нужды

Однако этот момент важно проверить заранее. Группа при этом монтируется внутри корпуса как можно выше

Для напольных газовых котлов группу безопасности, скорее всего, придется устанавливать самостоятельно вне корпуса котла. Манометр для газового котла следует подбирать с минимальной погрешностью измерения и расширенной шкалой. Это позволит точнее диагностировать проблему с отоплением в случае нештатной ситуацией. Расшифровку показаний и необходимые действия следует искать в инструкции котла.

Принцип действия

Большинству рядовых пользователей, сталкивающихся с закрытыми системами водяного отопления, знаком только один вид предохранительной арматуры – простой пружинный клапан с фиксированной настройкой, изображенный на фото. Причина понятна – указанные элементы устанавливаются повсеместно на любые котлы, поскольку входят в состав группы безопасности вместе с манометром и воздухоотводчиком.

Давайте разберемся, как работает обычный аварийный клапан, показанный выше на схеме:

В нормальных условиях мембрана, прикрепленная к штоку и подпираемая пружиной, плотно сидит в седле и герметично перекрывает проход.
Если происходит перегрев теплоносителя, он расширяется и создает в закрытой системе избыточное давление, частично компенсируемое расширительным баком.
Когда величина подпора воды достигает порога срабатывания клапана (обычно – 3 Бар), пружина под ее воздействием сжимается и мембрана открывает проход. Автоматический сброс закипающего теплоносителя производится до тех пор, пока пружине не хватит силы снова закрыть проходное сечение.
При возникновении аварийной ситуации хозяин дома может сам выполнить сброс избыточного давления, повернув рукоятку в верхней части изделия.

Несколько слов о том, где ставится сбросной клапан вместе с группой безопасности в закрытой системе отопления. Его место – на участке подающей магистрали в непосредственной близости от котла (рекомендуется не далее 0.5 м).

Наглухо соединять патрубок изделия с канализацией не стоит – мокрые пятна либо лужицы укажут на срабатывание клапана и проблемы в отопительной сети. Например, вышел из строя расширительный бак или дал сбой циркуляционный насос при работе с твердотопливным котлом (возможно, отключали электричество). Нередко устройство начинает подтекать из-за попадания мусора между седлом и тарелкой. Больше о его работе рассказывается в видеосюжете:

Уточняющая информация. Сбросные пружинные клапаны мастера и монтажники называют подрывными, потому что напор теплоносителя сжимает пружину и вызывает подрыв мембраны. Не путайте их со взрывными элементами, устанавливаемыми на дымоходы промышленных котельных, сжигающих природный газ.

Назначение и принцип работы трехходовых предохранительных клапанов несколько отличается от других вариантов и вот ключевые их отличия:

применение допустимо в низкотемпературных системах отопления для охлаждения носителя;
есть возможность регулировать изделие вручную или с помощью электропривода;
наличие одного входного и двух выходных отверстий;
для регулировки потока есть специальная заслонка в виде шара или штока, который направляет его в нужное отверстие.

Такие клапаны чаще всего применяются в системах отопления, которые включают в себя «теплые полы». Таким способом вода для обогрева полов будет гораздо прохладнее, чем вода в радиаторе.

Для изготовления трехходовых предохранительных клапанов применяют:

сталь;
латунь;
чугун.

Латунные конструкции наиболее распространены при установке домашних систем отопления, а стальные и чугунные больше характерны для более крупных установок промышленного назначения.

Также стоит обратить внимание да взрывной предохранительный клапан, который способен предотвратить взрыв горючих газов или угольной пыли. Они сделаны таким способом, что если вещество взрывается, то повреждается лишь мембрана конструкции, а трубопровод остается невредимым

Изделие такого типа работает в автоматическом режиме. В зависимости от давления, их различают несколько их видов:

с давлением до 2 кПа;
до 40 кПа;
150 кПа включительно.

Предохранительный клапан для систем отопления — виды, назначение, установка

Назначение предохранительного клапана

Как уже говорилось выше, клапан предназначается для защиты систем отопления от чрезмерного роста давления. Наиболее подвержены подобным ситуациям системы с паровыми котлами, но возможно резкое повышение и в наиболее распространенном для обогрева домов водяном типе отопления, а также на сетях горячего водоснабжения. Чаще всего это происходит в следующих случаях:

Резкое повышение температуры теплоносителя и вследствие этого образование пара (чаще всего при спуске воды из системы);
Подпитка отопления излишним количеством воды (при отказе автоматических систем);

Принцип работы

Существует две разновидности защитных клапанов – пружинные и рычажно-грузовые. Рассмотрим каждый тип в отдельности.

Рычажно-грузовой защитный механизм представляет собой запорное устройство, золотник которого связан с рычагом, на который навешивается груз. Груз можно перемещать по длине рычага и таким образом регулировать усилие, с которым золотник прижимается к седлу. При давлении среды на нижнюю поверхность золотника большем, чем сила от давления рычага, происходит открытие клапана и вода из трубопровода, на который он был врезан, уходит через сбросной патрубок;

Пружинный предохранительный клапан отличается от рычажно-грузового тем, что давление на шток золотника осуществляется не с помощью рычага с грузом, а пружиной. Его регулировка осуществляется с помощью изменения степени сжатия пружины, принцип работы же ничем не отличается.

Наибольшее распространение для небольших систем отопления имеют пружинные устройства, это связано со следующими их достоинствами:

Меньшие габариты;
Невозможность изменить настройку без применения инструмента;
Шток золотника необязательно должен находиться в вертикальном положении;
Возможность комбинации с другими устройствами (для систем отопления небольшого дома производятся клапана совмещающие функции развоздушивающего устройства).

Где и как правильно монтируется предохранительный клапан

Для надежной и безопасной работы систем отопления важно соблюсти правила монтажа предохранительных устройств. Они описываются в нормативных документах и могут отличается в зависимости от мощности и рабочего давления

Но основные принципы неизменны, приведем их ниже:

Предохранительный клапан обязательно монтируется на подающем трубопроводе сразу после котла (при определенной мощности врезаются два устройства для дублирования друг друга);
В системах горячего водоснабжения клапан устанавливается на выходе горячей воды в верхней точке бойлера;
Между защитными устройствами и магистральными трубами систем отопления не допускается установка никаких дополнительных запорных или регулирующих устройств, а также сужение трубопроводов на диаметр меньший, чем условный диаметр клапана (о подборе и регулировке ниже);
Сбросные патрубки подсоединяются к линии трубопроводов достаточного диаметра и выводятся в безопасное место или канализационные сети. При этом не допускается установка на этих линиях запорной арматуры:

Условный диаметр и регулировка

Подбор условного диаметра предохранительного клапана осуществляется по методикам разработанным и утвержденным органами гостехнадзора, поэтому для его выбора желательно обратиться к специалистам. Если нет такой возможности можно воспользоваться программами для онлайн расчета, которые есть на сайтах специализированных компаний.

В крайнем случае (получится солидный запас) можно взять клапан с диаметром не меньше выходного патрубка котла.

Настраиваются клапана на давление на 15-25 % больше рабочего давления систем отопления. Проверку работы производится путем его принудительного открытия (желательно проводить ее постоянно), а проверку давления открытия и регулировку не реже одного раза в год (перед началом отопительного сезона).

Как выбрать клапан для отопительного котла

Подбирая предохранительный клапан для отопления, руководствуются следующими соображениями:

Определяющим фактором для выбора предохранительного клапана является его давление срабатывания. Обычный стандарт для бытовых приборов, применяемых в системе отопления, согласно расчетам — 3 бара. Данный показатель связан с тем, что в большинстве индивидуальных замкнутых контуров с радиаторами, использующих циркуляционные насосы, транспортируется теплоноситель со стандартным напором 1,5 бара. Его колебания при нагреве до самых высоких температур могут достигать 2,5 бара, а предельный показатель более 3 бар говорит о перегреве теплоносителя и может стать критическим для полимерных трубопроводов (котел выдерживает значительно большие гидравлические нагрузки).
Среди моделей, представленных на рынке, масса изделий из Китая малоизвестных брендов. Хорошим соотношением цены и качества обладает российско-итальянский продукт Valtex, клапаны от итальянского производителя котлов Бакси. Многие известные поставщики электрокотлов с брендами Вайлант, Аристон, Бакси дополнительно выпускают сопутствующее оборудование, куда входят и предохранительные клапаны.
С точки зрения стоимости, удобства монтажа и функциональности лучше всего приобретать группу безопасности. В блок дополнительно входят манометр (позволяет контролировать процесс настройки и давление в системе) и автоматический клапан для стравливания воздуха в контуре.

Механизм

В конструкции перепускного клапана основными элементами являются пружина, шток и тарелка, на которую воздействует давление теплоносителя. В совокупности они должны формировать надежный механизм с точно рассчитанными параметрами. Главными из них являются условия срабатывания предохранительного клапана для системы отопления, подбор, установка.

Различают два этапа в работе устройства – время начала движения штока и полное открытие прохода для удаления излишка воды. Процентная разница значения давления между ними является основной характеристикой клапана. Кроме этого, она зависит от номинального значения давления в системе отопления.

До 0,25 МПа – 15%;
Свыше 0,25 МПа – 10%.

Чем выше рабочее давление, тем быстрее должно срабатывать устройство. При этом витки пружины предохранительного клапана для отопления не должны соприкасаться друг с другом.

Так как при долгом простое возможно «залипание» пружины, то в устройстве должен присутствовать механизм проверки его работоспособности (шток для ручного оттягивания пружины).

Подвод трубопровода

Перед тем как подбирать предохранительный клапан для системы отопления, нужно правильно определиться с его диаметром. Он не должен быть меньше самого подводящего патрубка. В противном случае гидравлическое сопротивление не позволит устройству нормально выполнять свои функции. Обязательно предусмотрена защита сбросного предохранительного клапана для системы отопления от промерзания – воздействие минусовых температур негативно влияет на работу.

Что делать, если через сбросной клапан капает вода

Характер проблемы зависит от того, капает вода с предохранительного клапана или протекает ручьем.

Если теплоноситель капает, это свидетельствует о нормальной работе аварийной арматуры, но отопительная система при этом работает на пределе, поскольку температура в теплоносителя в ней повышена, давление превышает нормы. Проверить являются ли капли естественной работой механизма просто – достаточно снизить рабочую температуру, дав теплоносителю остыть. Если отвод воды прекратиться, значит все в порядке, необходимо лишь не допускать дальнейшего повторного перегрева.

Засорившийся вследствие загрязненного теплоносителя механизм. Частицы песка и грязи препятствуют полноценному закрытию штока, что является причиной протекания.

Если же капли не прекратились или теплоноситель сбрасывается в большом количестве, ручьем, это свидетельствует о неисправности предохранительного клапана: износилась пружина, резиновый или силиконовый уплотнитель, засорился штуцер, вследствие чего он неплотно прилегает. Разбирать механизм самостоятельно не рекомендуется, в таком случае необходимо заменить сбросной клапан (цена вопроса 400-900 руб).

Выбираем оптимальную модель

Пружинный предохранительный клапан в разрезе

Процесс подбора предохранительного клапана системы отопления должен основываться на ее эксплуатационных характеристиках. Для этого помимо параметров отопления нужно ознакомиться с нормативным документом – ГОСТ 24570-81, который подробно описывает критерии выбора.

Так как рычажно-грузовые механизмы применяются в больших трубопроводах, то будут рассмотрены условия для пружинных моделей предохранительного клапана для котла отопления. Они разделяются на несколько основных пунктов – требования к механизму, трубопроводам и материалу изготовления.

Регулировочный механизм обязательно защищен от непосредственного влияния горячей воды.

Подвод трубопровода

Во время монтажа предохранительный клапан системы отопления должен иметь уклон только в сторону котла. Это обеспечит минимальные гидравлические потери при воздействии давления на тарелку.

Материал изготовления

Корпус чаще всего изготавливается из латуни, так как этот материал имеет минимальный коэффициент температурного расширения, надежен и доступен в финансовом плане. Подбор предохранительного клапана системы отопления по этому параметру очень важен – при достижении максимального давления корпус не должен разрушаться.

Для предохранительного клапана отопления принцип работы заключается еще и в своевременной настройке значения давления срабатывания. Чтобы сделать это максимально быстро регулирующий блок изготавливается из специального термостойкого пластика. Он не изменяет своей геометрии и остается жестким даже при максимальной температуре воды.

Разновидности клапанов

Мембрана под действием напора перегретого теплоносителя поднимается и сбрасывается в сток

Для установки в систему обогрева подходят следующие виды механизмов:

Сбросной

По принципу самого простого защитного устройства функционирует сбросной клапан для отопления: образующиеся газы или теплоноситель после достижения границы избыточного давления надавливают на мембрану и оставляют систему.

Рычажно-грузовой

Подходит для труб с диаметром 0,2 м и больше. В отопительные системы, в которых источник тепла — котел, клапаны рычажно-грузового типа не устанавливаются. В этих механизмах для увеличения воздействия на мембрану применяют груз. С целью определения силы давления, при достижении которой клапан включается в работу, проводится настройка методом изменения массы груза.

Обратный

Аварийное устройство такого вида монтируют для сброса чрезмерного давления. Дополнительно он разрешает теплоносителю перемещаться по трубам лишь в одном течении, определенном проектом.

Пружинный

В шаровой конструкции клапана избыточное давление зависит от веса и размера шара

Наиболее востребованный прибор, используется для автономной системы обогрева. Устройство отличается прочностью, простенькой конструкцией: шток прижимается пружиной. Настроить параметры срабатывания устройства возможно присутствующим регулирующим механизмом. Сила воздействия определяется степенью сжатия.

Шаровый

Имеет очень простую конструкцию: отверстие закрывается обычным стальным шаром (силой веса). Давление срабатывания клапана вычислено предварительно, оно напрямую зависит от диаметра отверстия и веса шара.

Воздушный

Предназначение такого клапана — освобождать систему от образующихся газов, которые создают пробки и препятствуют правильной работе отопления.

Зачем нужна обвязка твердотопливного котла?

Подключенный твердотопливный котел

Итак, что получит владелец ТТ котла, если правильно подключит его ко всем системам? Преимуществ много и они весьма важны:

В системах с естественной циркуляцией теплоноситель будет равномерно циркулировать по всем трубам систем. Во всем, что касается систем с принудительной циркуляцией – там за движение теплоносителя отвечает насос.

Повышается уровень безопасной работы – это особенно актуально, если давление воды в системе резко увеличивается. Если никак не компенсировать его, то котел, как и сама обвязка могут быть повреждены

А если в этот момент рядом с агрегатом будут находиться люди, то могут пострадать и они.

Удаляется воздух из системы – это очень важно, так как воздушные пробки в трубах могут привести к тому, что какая-то часть радиатора останется холодной, не прогреется. А значит и дом не будет равномерно прогреваться.

Оптимизируется работа нескольких контуров – вы можете задать нужную вам температуру для радиаторов, теплых полов и других систем обогрева.

Помните, что любой твердотопливный котел, в отличие от других видов котлов, поставляется без циркуляционного насоса, расширительного/мембранного бачка и других атрибутов автоматики. Вам придется устанавливать их самостоятельно.

Устройство для отвода воздуха из радиаторов

Для облегчения выхода воздуха перпендикулярно к основному каналу сделано дополнительное отверстие. Через него собственно, воздух и выходит. Во время развоздушивания при помощи крана Маевского, направьте это отверстие вверх. После этого можно винт откручивать. Откручивайте на несколько оборотов, сильно не выкручивайте. После того, как прекратиться шипение, винт возвращаете в исходное положение, переходите к следующему радиатору.

При пуске системы может потребоваться обход всех воздухосборников по нескольку раз — пока воздух вообще перестанет выходить. После этого радиаторы должны греться равномерно.

Автоматический клапан сброса воздуха

Эти небольшие устройства ставятся как на радиаторы, так и в других точках системы. Отличаются они тем, что позволяют стравливать воздух в системе отопления в автоматическом режиме. Чтобы понять принцип работы рассмотрим строение одного из автоматических воздушных клапанов.

Принцип работы автоматического спускника такой:

В нормальном состоянии теплоноситель заполняет камеру процентов на 70. Поплавок находится вверху, поджимает шток.
При попадании в камеру воздуха, теплоноситель вытесняется из корпуса, поплавок опускается.
Он давит выступом-флажком на жиклер, отжимая его.
Отжатый жиклер открывает небольшую щель, которой достаточно для выхода воздуха, который скопился в верхней части камеры.
По мере выхода воды корпус воздухоотводчика заполняется водой.
Поплавок поднимается, освобождая шток. Он за счет пружины возвращается на место.

По этому принципу работают разные конструкции автоматических воздушных клапанов. Они могут быть прямыми, угловыми. Ставятся в наивысших точках системы, присутствуют в группе безопасности. Могут быть установлены в выявленных проблемных местах — где трубопровод имеет неправильный уклон, из-за чего там скапливается воздух.

Вместо ручных кранов Маевского можно поставить автоматический спускник для радиаторов. По размерам он лишь чуть больше, но работает в автоматическом режиме.

Автоматический воздушный клапан для отвода воздуха

Чистка от солей

Основная беда автоматических клапанов для сброса воздуха из системы отопления — отверстие для отвода воздуха часто зарастает кристаллами соли. В этом случае или воздух не выходит или клапан начинает «плакать». В любом случае требуется его снять и прочистить.

Автоматический воздухоотоводчик в разобранном виде

Чтобы это можно было делать без остановки отопления, ставят автоматические воздушные клапана в паре с обратными. Первым монтируют обратный клапан, на него — воздушный. При необходимости автоматический воздухосборник для системы отопления просто откручивают, разбирают (откручивают крышку), чистят и собирают снова. После этого устройство снова готово стравливать воздух из системы отопления.

Как избавиться от воздушной пробки

К сожалению, не всегда воздушная пробка находится в легко доступном месте. При ошибках проектирования или укладки, воздух может скапливаться в трубах. Стравливать его оттуда очень нелегко. Сначала определяем местоположение пробки. В месте пробки трубы холодные и слышно журчание. Если явных признаков нет, проверяют трубы по звуку — постукивают по трубам. В месте скопления воздуха звук будет более звонким и громким.

Найденную воздушную пробку надо выгнать. Если речь идет о системе отопления частного дома, для этого поднимают температуру и/или давление. Начнем с давления. Открывают ближайший спускной клапан (по ходу движения теплоносителя) и подпиточный кран. В систему начинает поступать вода, поднимая давление. Оно вынуждает пробку двигаться вперед. Когда воздух попадает к спускнику, он выходит. Прекращают подпитку после того как весь воздух выйдет — спускной клапан перестанет шипеть.

Это группа безопасности. На среднем выходе установлен автоматический воздухоотводчик

Не все воздушные пробки так легко сдаются. Для особой упорных надо одновременно поднимать температуру и давление. Эти параметры доводятся до значений, близких к максимальным. Превышать их нельзя — слишком опасно. Если в после этого пробка не ушла, можно попытаться открыть одновременно спускной кран (для слива системы) и подпиточный. Может, таким образом удастся сдвинуть воздушную пробку или вообще избавиться от нее.

Если подобная проблема возникает постоянно в одном месте — налицо ошибка в проектировании или разводке. Чтобы не мучится каждый отопительный сезон, в проблемном месте устанавливают клапан для отвода воздуха. В магистраль можно врезать тройник и на свободный вход установить воздухоотводчик. В таком случае проблема будет решаться просто.

Где устанавливать расширительный бак

Где установить бак для системы

Это не самый сложный вопрос, но все-таки некоторые нюансы в нем есть. Если в вашем доме сооружена открытая система отопления с естественной циркуляцией теплоносителя, то расширительный бачок устанавливается выше всех остальных элементов отопления.

В закрытой системе бак можно располагать на участке, где вмонтирован циркуляционный насос. Тем самым решается вопрос ламинарного показателя давления, поскольку именно на этом участке он самый большой. Но в случае с выводом воздуха этот бачок роли не играет

Да и в закрытой системе это неважно. Но если проблемы все-таки возникают, их можно решить, установив краны Маевского на радиаторы