Предохранительный клапан в системе отопления; назначение, виды, правила установки

Предохранительный клапан в системе отопления — назначение, виды, правила установки

Предохранительный клапан — очень важное и неотъемлемое звено в отопительной системе. На данной детали лежит очень важная функция — защита системы от перегрузки. Помимо этого, клапан также отвечает за регулировку потока теплоносителя . Важно осуществить верный выбор и правильный монтаж этого элемента, т.к. именно от него будет зависеть безопасность эксплуатации котла.

p, blockquote 1,0,0,0,0 —>

• Назначение
• Принцип функционирования
• Разновидности
• Пружинные клапаны
• Рычажно-грузовые клапаны
• Установка предохранительного клапана в системе отопления
• Выбор
• Материал изготовления

О том, что представляет собой предохранительный клапан в системе отопления, какие существуют виды и как правильно установить эту деталь пойдет речь в статье.

p, blockquote 2,0,0,0,0 —>

Устройство предохранительного клапана

Основной корпус клапана изготавливается из латуни методом горячей штамповки. Конструкция этого устройства относительно проста и состоит из нижеперечисленных составных частей:

• Корпус;
• Регулирующий вентиль (ручной регулятор);
• Мембрана запирающая;
• Центральный рабочий шток;
• Пружина.

Принцип функционирования клапана заключается в работе центральной пружины и мембраны, которая при сверхнормативных показателях давления сжимается и обеспечивает выход излишков пароводяной смеси через специальное отверстие для сброса. При нормальных же показателях уровня давления запирающая мембрана, выполненная из эластичных полимерных материалов, плотно прилегает к соединительному отверстию с подающим трубопроводом. Регулятор, расположенный в верхней части устройства, позволяет точно устанавливать необходимые показатели работы клапана. В некотором смысле принцип работы клапана схож с функциональностью расширительного бака. Наличие подтеков воды в районе установки предохранительного клапана свидетельствуют о его срабатывании.

Как влияет на действие предохранителя на скорость реагирования

Учитывая конструктивные особенности, предохранительные клапаны системы отопления можно разделить на мгновенные и пропорциональные. Классификация зависит от скорости срабатывания механизма.

В первом случае при возникновении избыточного давления в сети постепенно открывается и сбрасывается часть жидкости. По мере того, как теплоноситель выходит в атмосферу или дополнительный трубопровод, давление постепенно снижается. Это обусловлено небольшим зазором между мембраной и корпусом.

При постепенном поступлении жидкости в перепускное отверстие показатель давления снижается. Механизм воздействия плавно прижимает диафрагму к корпусу.

В предохранительных клапанах мгновенного срабатывания зазор между запорным элементом и корпусом увеличен. При открытии отверстия сброса, давление падает за короткий промежуток времени. Предохранительный клапан закрывается быстро.

Подбирая скорость реагирования детали, необходимо учесть тип теплоносителя. Если для работы системы отопления используется жидкость, то устанавливают пропорциональный механизм. Если передача тепловой энергии осуществляется через газообразные вещества – выбирают узел с мгновенным срабатыванием.

Рекомендации по выбору модели

Перед тем как начинать выбирать предохранитель, необходимо ознакомиться с техническими характеристиками определённой модели котла. Для правильного выбора необходимо обращать внимание на некоторые критерии:

• мощность котла и его КПД;
• максимальное давление, при котором может работать оборудование;
• диаметр клапана.

Диаметр предохранительного затвора не может быть меньше, чем отверстие подводящего патрубка. Лучше покупать конструкцию, сделанную из латуни. Сбросной предохранительный клапан системы отопления — надёжный вариант защитить систему от перегрева и взрыва. Для этого нужно просто выбрать качественный прибор с подрывным клапаном.

Виды клапанов для отопительных систем

Клапан предохранительный для котла защищает нагревательное оборудование системы отопления от закипания. Когда параметры давления в сети достигают граничных показателей, прибор открывает затвор и выпускает пар. Когда давление стабилизируется, происходит автоматическое закрывание клапана.

Клапанное устройство обязательно монтируют на паровой и твердотопливный котлы, а также печи с водяным контуром. Большинство современных котлов производитель оснащает клапаном еще при изготовлении. Как правило, этот элемент врезают в трубопровод недалеко от котла или устанавливают непосредственно в теплообменник.

Регулировочный клапан на отопление различается по механизму прижима и бывает:

• пружинный (его используют чаще всего, потому что он простой, надежный и компактный);
• рычажно-грузовой (менее популярен и больше востребован в промышленной отрасли).

По высоте подъема затвора бывают следующие разновидности клапанных механизмов:

• малоподъемные (высота подъема на 0,05 диаметров седла);
• полноподъемные (имеют более высокую пропускную способность).

По скорости срабатывания клапаны бывают пропорциональные и двухпозиционные. Первая разновидность срабатывает плавно, поэтому защищает от резкого повышения давления. Вторые срабатывают моментально, чем повышают вероятность возникновения гидроударов.

Трехходовой клапанный механизм

Данная разновидность бывает с электрическим или ручным переключением. Этот сбросной предохранительный клапан системы отопления используют в контурах с низкими температурами теплоносителя. В конструкции есть три отверстия: два выходных и одно входное. Для контроля потока стоит заслонка в виде штока или шара. Распределение движущегося теплоносителя происходит за счет вращения.

Назначение трехходового клапана:

1. Разграничение областей отопительного контура.
2. Элемент распределяет плотность потока теплоносителя по разным зонам.
3. Смешивание жидкости из магистралей подачи и обратки для перенаправления в систему теплого пола теплоносителя с меньшей температурой, чем в отопительном контуре.

Модели клапанных механизмов с сервоприводом позволяют автоматически контролировать температуру среды. Для работы устройства устанавливают специальный датчик в низкотемпературном контуре. При изменении температурных показателей срабатывает запорная заслонка, которая перекрывает или открывает поступление жидкости из обратной магистрали.

Обратный клапан

Обратный клапан для отопления защищает от обратного тока теплоносителя в отопительной сети. Такое бывает при неравномерном остывании жидкости, ошибках при монтаже или проектировании, а также при прорыве. При возникновении обратного потока клапан срабатывает, потому что может пропускать жидкость только в единственно заданном направлении.

Существуют следующие виды обратных запорных механизмов:

• Дисковые клапаны имеют аналогичный затвор. Это стальная или пластиковая деталь, которая полностью перекрывает просвет трубопровода. Диск соединен с пружиной из стали, которая пребывает в сжатом состоянии. При смене направления пружина разжимается и смещает с места затвор, который перекрывает просвет трубы. В клапане стоят уплотнительные прокладки. Дисковые механизмы компактные, стоят недорого и не требуют регулярного ТО, поэтому их обычно используют в бытовых отопительных системах. Недостатки заключаются в невозможности ремонта после поломки и высоком гидравлическом сопротивлении, которое они создают.
• В шаровых клапанах в качестве затвора используют шар из металла с резиновым покрытием. Преимущества шарового устройства в надежности, ремонтопригодности и низком гидравлическом сопротивлении. Минусом считают внушительный рабочий диаметр, поэтому для бытовых трубопроводов маленького сечения они не подходят. Их сложно установить. Шаровые клапаны не применяют в магистралях с малым давлением.
• Лепестковый обратный клапан для отопления идет с затвором из тонкой стальной пластины, закрепленной на шарнирах. Такие устройства бывают одно- и двухстворчатые. Среди преимуществ можно назвать то, что модели клапанов без пружин можно устанавливать в самотечных системах. Плюсом считают приемлемую цену. Среди недостатков называют высокое гидравлическое сопротивление, но это свойственно только двухстворчатым разновидностям.
• Подъемные клапанные механизмы имеют золотник, перемещающийся по вертикальной оси. Плюсы этой модели следующие: низкая чувствительность к чистоте и качеству теплоносителя, надежность, ремонтопригодность. К минусам относят то, что деталь можно установить только в вертикальном положении.

Термостатический вентиль

Назначение термостатического клапана состоит в том, что он регулирует поступление теплоносителя в отопительный прибор с целью достижения требуемой теплоотдачи. При повороте вентиля шток открывает или закрывает отверстие, через которое вода попадает в отопительный прибор.

При нагревании вентиля, имеющего термостатическую головку, входное отверстие закрывается, что уменьшает расход теплового носителя. Поскольку вентиль постоянно реагирует на изменение температуры жидкости, он находится в движении. Элемент может выйти из строя по причине коррозии, заедания штока и износа уплотнителей. Но после ремонта он снова будет готов к эксплуатации.

Важно! Существуют прямые и угловые термостатические клапаны. Выбор модели зависит от варианта подключения радиатора.

Клапан регулировки давления

Этот элемент нужен для защиты отопительной системы от перепадов давления. При уменьшении его показателей подача теплоносителя в радиаторы станет намного хуже, а при увеличении произойдет перерасход топлива.

Бывает две разновидности регулировочных устройств:

1. Статические клапаны предназначены для уменьшения давления в системе отопления.
2. Динамические клапанные механизмы наоборот повышают давление в контуре.

Совет! Регулировочный клапан нужно выбирать по пропускной способности. Для поддержания оптимальных параметров давления в сети он должен пропускать определенное количество теплового носителя.

Клапан регулировки давления устанавливают в месте врезки байпаса. При изменении давления происходит смещение штока и последующая регулировка потока теплоносителя. Элемент делают из бронзы и латуни. Он способен выдержать давление до 20 бар. Среди преимуществ стоит назвать простоту и быстроту монтажа, внушительный срок службы, который доходит до полувека, а также надежность.

Перепускной клапанный механизм

Элемент сбрасывает рабочую среду в обратную магистраль при повышении давления в контуре. Он позволяет поддерживать стабильную разницу температур в подающем и обратном трубопроводах. Клапан снижает нагрузку на насосное оборудование и повышает температуру обратки при перегреве теплоносителя в подающей магистрали.

Устройство монтируют в перемычки стояков рядом с насосом. Перепускной клапан обязательно используют в паре с нагревательным котлом. Подрывной клапан для котла уменьшает вероятность перегрева и закипания нагревательного оборудования. Он предотвращает взрывоопасную ситуацию.

Клапанный механизм ставят недалеко от котла на трубопровод подачи. В латунном корпусе устройства стоит пружина и мембрана, которая закрывает внешний проход. Простота конструкции обеспечивает длительную и бесперебойную работу устройства.

Внимание! Клапан срабатывает на открывание при превышении давление на 10% от рабочих показателей, закрытие происходит при снижении значений на 20% от нормы. Лучше брать прибор с запасом срабатывания в 30%.

Предохранительное устройство

Установка предохранительного клапана в системе отопления нужна для защиты отопительного контура от повышенного давления. При превышении показателей на манометре устройство срабатывает и выпускает пар. Конструкция клапана довольно простая, что обеспечивает его надежность и долговечность. Он состоит из затвора, седла и пружины. Его можно комбинировать с другими устройствами безопасности. При выборе подходящего приспособления обращают внимание на силу сжатия пружины.

Есть автоматические клапанные механизмы и модели, параметры работы которых нужно задавать при первом запуске отопительной системы. Предохранительный клапан устанавливают на трубопроводе подачи возле отопительного котла. При этом расстояние от защитного устройства до выходного патрубка нагревательного оборудования должно быть в пределах 200-300 мм.

Балансировочный вентиль

Данная разновидность клапанов регулирует объем проходящего теплоносителя. При повышении давления в сети увеличивается потребление жидкости, нагрузка на отопительную систему и расход топлива. Для стабилизации ситуации устанавливают балансировочный вентиль. Он обеспечивает бесперебойную и непрерывную работу сети. Эти элементы устанавливают вместе с запорными вентилями на отопительные стояки.

В продаже есть автоматические балансировочные устройства, меняющие параметры тепловой системы в заданном режиме. Их используют вместе с запорной арматурой, которую устанавливают на подающий трубопровод, а балансировочный кран монтируют на трубы обратки.

Предохранительные клапаны прямого действия

В клапанах прямого действия на запорно-регулирующий элемент с одной стороны действует усилие пружины, с противоположной — сила давления жидкости.

Пружину в таких клапанах называют силовой, т.к. именно она оказывает силовое воздействие, удерживающее запорно-регулирующий элемент до момента открытия.

Предохранительный клапан седельного типа, рассмотренный ранее, является примером клапана прямого действия. К этому же типу относят клапаны золотникового типа.

В исходном состоянии золотник 3, установленный в корпусе 1, перекрывает каналы в напорной и сливной линиях. При увеличении силы давления до величины превышающей усилие пружины 2, золотник будет перемещаться вверх, открывая канал для прохода потока из напорной линии в сливную.

Характеристика клапана прямого действия

Характеристика предохранительного клапана прямого действия имеет достаточно большой подъем.

Клапаны прямого действия склонны к автоколебаниям. При больших расходах и высоких давлениях размеры пружины должны быть очень большими.

Устройство демпфирования

На работу предохранительного клапана влияют не только статические, но и динамические нагрузки.

Для снижения негативного влияния автоколебаний подпружиненного запорно-регулирующего элемента в предохранительных клапанах прямого действия используют устройства демпфирования.

Наиболее распространенным устройством демпфирования является — демпфирующий поршень, который жестко связан с запорно-регулирующим элементом.

Для демпфирования в поршне может быть выполнен узкий канал или снята лыска, как в примере показанном на рисунке.

Во время движения поршня жидкость движется в малом зазоре. При этом возникает демпфирующее усилие направленное в сторону противоположную движению поршня.

В конструкции большинства современных гидравлических предохранительных клапанов прямого действия присутствует демпфирующий поршень.

Рекомендации по подключению

Обратный клапан монтируется с целью предотвращения изменения направления движения потока жидкости в трубах. Он является обязательным элементом в системах отопления с принудительной циркуляцией и гравитационном отоплении. Обязателен монтаж на трубе, перед подключением к патрубку котла. Он монтируется после циркуляционного насоса.

Кроме этого защитное устройство устанавливается в обвязке насоса – на резервной трубе. Это необходимо в случае отключения электроэнергии или поломки насоса. В таком случае контур с принудительной циркуляцией запирается с помощью кранов, а поток жидкости направляется в патрубок с обратным клапаном.

Еще один вариант применения — обустройство узла подпитки теплоснабжения. Он необходим для автоматического добавления воды в магистраль при критическом снижении ее объема или давления. Обратный клапан для этой схемы выполняет защитные функции – предотвращает движение теплоносителя в водопровод при критическом снижении напора в нем.

Защитное устройство может использоваться для обустройства систем теплого пола, смесительных узлов. В некоторых случаях его рекомендуют устанавливать в обвязке радиаторов на байпас. Главное — он не должен дестабилизировать работу теплоснабжения. Для этого необходимо периодически проверять его, в случае ухудшения эксплуатационных качеств делать ремонт или замену.