Автоматический воздухоотводчик — принцип работы и подбора

Образование воздушных пробок – это характерная особенность для систем водяного отопления. С этой проблемой сталкивались все, кто жил в домах или квартирах с таким отоплением. В открытых системах она решается просто – воздух выходит естественным путем. А для закрытых систем водяного отопления, в том числе централизованного, нужно применять специальные устройства, чтобы избавиться от воздуха в тепловых магистралях. Такими устройствами являются ручные и автоматические воздухоотводчики.

Образование газов в системе отопления

В центральных системах отопления воздух есть всегда. После окончания отопительного сезона теплоноситель сливается, в системе остается воздух. Его избыток нужно стравливать, когда осенью система опять заполняется водой. Аварии и некачественные уплотнения запорной аппаратуры тоже являются источниками поступления воздуха в тепловые магистрали.

В неправильно спроектированных автономных системах отопления уже во время эксплуатации возможен подсос воздуха извне.

В процессе подпитки системы в нее попадает растворенный в воде воздух, выделяющийся в виде пузырьков в местах с низким давлением и небольшой скоростью теплоносителя.

В самом теплоносителе содержится кислород, который выделяется при нагреве.

Некоторые металлы в системе, например, алюминий, способствуют выделению из воды водорода.

Образовавшиеся газы и выделяющийся воздух поднимаются и скапливаются в местах, где затруднено их прохождение. Отсюда и воздушные пробки.

Чаще всего местами скопления газов являются верхушки секций радиаторов отопления. Воздушные пробки мешают нормальной циркуляции теплоносителя, и несколько последних секций радиатора остаются холодными из-за того, что в них не поступает нагретый теплоноситель. Поэтому в каждый отопительный прибор установлен ручной воздухоотводчик. Это, как правило, кран Маевского, который появился в системах центрального отопления в 1933 году. В технической документации он называется радиаторным игольчатым воздушным клапаном.

Сегодня уже применяются более сложные автоматические клапаны, с помощью которых воздух из системы отводится сам.

Где нужно устанавливать воздухоотводчики

В закрытых системах отопления, чтобы обеспечить вывод воздуха из них, соблюдают определенные правила монтажа:

1. Трубы с горячим теплоносителем прокладываются так, чтобы совпадало направление движения выделившегося воздуха и воды, то есть нагретый теплоноситель поднимался от главного стояка к удаленным;
2. Воздухосборники устанавливаются в высшей точке. Выделение растворенного воздуха происходит при снижении скорости теплоносителя, а она самая низкая именно в верхней точке;
3. Устройства для стравливания воздуха устанавливаются в местах наиболее вероятного скопления газов, например, при поворотах и переходах на меньший диаметр трубы, и на каждом радиаторе отопления.

Газоотводчики обязательно устанавливают на алюминиевых радиаторах отопления. В результате химической реакции при контакте теплоносителя с алюминием образовывается водород, который необходимо отводить.

Несколько в меньшем объеме, но та же проблема существует и для частично биметаллических радиаторов, ведь алюминий присутствует и в них.

В полностью биметаллических радиаторах контакта алюминия с теплоносителем нет, но производители настойчиво рекомендуют устанавливать газоотводчики и на них.

Стальные панельные радиаторы из-за специфической конструкции уже на заводе комплектуются воздухоспускными клапанами.

На чугунных радиаторах старых форм и трубчатых конструкциях газоотводчики неэффективны. Поскольку в них удаление воздуха происходит только с некоторой частью теплоносителя, эффективно работают только стандартный или шаровый кран.

Устройство автоматического воздухоотводчика

Принцип работы автоматического воздушного клапана построен на использовании силы тяжести поплавка. Если поплавок поднят, то кран закрыт, а открытие клапана происходит, когда поплавок опускается вниз.

В латунном корпусе поплавок из нержавеющей стали или полипропилена соединяется через коромысло с подпружиненным золотником. Если в корпус воздухоотводчика поступает воздух из системы, поплавок отжимается вниз, золотник открывает отверстие для сброса газов. По мере убывания воздуха корпус заполняется водой, поплавок поднимается и золотник, перемещаясь, закрывает отверстие. Запорный колпачок на штуцере золотника предотвращает утечку теплоносителя в случае поломки устройства и защищает от пыли и грязи отверстие для сброса воздуха.

В последнее время появились устройства с функцией принудительного закрытия воздушного клапана, чтобы была возможность удаления воздуха только под контролем специалиста. Обратный клапан специальной конструкции, выполняющий функции встроенного автозапора, позволяет ремонт и замену воздухоотводчика без отключения системы отопления.

Автоматический воздушный клапан любой конструкции может функционировать при температурах от -10 до + 120 °C, но требует ухода, периодического осмотра, прочистки или замены. Чтобы автоматический воздухоотводчик работал надежно и без сбоев, он должен находиться под гидростатическим давлением, то есть должны выдерживаться требования к рабочему давлению в системе отопления.

Характеристики автоматических воздухоотводчиков

Первой характеристикой устройства является внутренний диаметр соединительного элемента, то есть диаметр подключения. Самые распространенные диаметры, с которыми изготавливаются воздухоотводчики, это 1/2” и 3/4” (полдюйма и три четверти дюйма), которые в метрической системе единиц считаются в миллиметрах и обозначаются соответственно Dу 15 и Dу 20.

Также автоматические устройства характеризуются параметрами:

• рабочая температура. Чаще всего выпускаются устройства с температурой рабочей среды 100– 110 °C ;
• давление срабатывания. Как правило, автоматические воздухоотводчики рассчитаны на 10 бар, то есть 16 атм.

Отдельно обычно указываются материалы, из которых изготовлены корпус, поплавок и пружина. В основном пружина, как и корпус, изготавливается из латуни, а поплавок – из полипропиленовой смолы.

Автоматические воздухоотводчики различаются по видам резьбы, которая может быть наружная или внутренняя. По конструкции они бывают прямые и угловые.

Установка автоматических воздухоотводчиков

На радиаторах отопления чаще всего устанавливаются угловые модификации, хотя есть и специальные модели, предназначенные только для отопительных приборов. Если диаметр коллектора радиатора не соответствует соединительному диаметру воздушного клапана, используются переходники.

Если в конструкции воздухоотводчика не предусмотрен отсечной клапан, то его можно приобрести отдельно и установить в отопительный прибор, а затем уже к нему подсоединить воздухоотводчик. Особенно важен такой способ монтажа в централизованной системе отопления, когда можно снимать и чистить автоматическое устройство без слива теплоносителя. Тем более, что именно в таких системах вода имеет различные примеси и химические компоненты, которые засоряют золотник и подпирающий его механизм. Поэтому чистить воздухоотводчик приходится часто.

Воздухоотводчик устанавливается вертикально, защитным колпачком вверх, в самых высоких точках трубопровода и нагревательных приборов, в местах, где возможно скопление воздуха. В конструкции корпуса предусмотрен монтажный шестигранник, за который и производится установка прибора обычным гаечным ключом. Монтаж за корпус рычажным ключом категорически запрещен, так как это приводит к повреждению корпуса и, следовательно, к нарушению работоспособности всего устройства.

Радиатор отопления должен устанавливаться с небольшим наклоном, чтобы поднять секцию радиатора, в которую устанавливается воздухоотводчик. Этот нехитрый прием позволяет облегчить выход воздуха к прибору.

Воздухоотводчики – это необходимые элементы любой системы отопления наравне с радиаторами и котлом. В системах, где газы скапливаются регулярно, автоматические газоотводчики позволяют поддерживать в рабочем состоянии все элементы и температуру в помещениях без постоянного контроля.

Автоматический воздухоотводчик. Для чего он нужен в системе отопления?

Отопительным системам с естественной циркуляцией незнакома проблема воздушных пробок – воздух выходит естественным путем. Системы обогрева закрытого типа, включая централизованные, зачастую страдают от скопившегося воздуха. Им не обойтись без ручных или автоматических воздухоотводчиков.

Причины завоздушивания отопления

• содержание растворенного кислорода в трубах водяного отопления, который при нагревании выделяется в виде микропузырьков, образующих впоследствии воздушную пробку;
• подача носителя слишком быстро при наполнении системы, в итоге воздух не успевает стравиться;
• поступление воздуха в трубы в результате утечки носителя (например, неплотно закрученные соединения);
• применение в отоплении труб с кислородопроницаемыми стенками;
• появление воздушных пробок в результате неправильного монтажа системы обогрева и после проведения ремонтных мероприятий.

Что делать в случае, если системы отопления коснулась одна из перечисленных неприятностей? Конечно же, стравить воздух. Для этого в систему врезается воздухоотводчик. Разберемся далее, что из себя представляет прибор автоматического типа.

Устройство

Конструкция автоматического воздухоотводчика заключена в металлический корпус (бронза, латунь, нержавейка), снизу которого находится присоединительный патрубок. Корпус герметичен, может быть цилиндрической или конусообразной формы. В нашей стране налажен выпуск воздухосбросов с наружной присоединительной резьбой 1/2” (Ду15) и ¾” (Ду 20), в редких случаях можно встретить 3/8”. Внутри бочонка находится поплавок из полимерного материала или из нержавеющей стали. Через коромысло (рычаг) поплавок совмещается с золотником (подпружиненным спускным клапаном), на штуцере которого размещается запорный колпачок. В целом, деталь выглядит следующим образом:

Принцип работы

Автоматический воздухоотводчик призван действовать без вмешательства со стороны пользователя отопительной системой. Рабочий алгоритм прибора несложен:

1. В нормальном состоянии корпус воздухоотводчика заполнен носителем, выталкивающим поплавок кверху. Таким образом, воздухосброс пребывает закрытым.
2. При попадании воздуха уровень теплоносителя опускается, а вместе с ним и поплавок.
3. Достигнув критической отметки, поплавок с помощью рычага открывает спускной клапан.
4. Под давлением воды воздух выходит, его место снова занимает вода, вновь поднимая поплавок наверх.
5. Клапан закрывается.

Схема работы выглядит следующим образом:

Важно! Отводчик воздуха автоматического типа будет служить во благо нормального функционирования отопительной системы при температуре от -10С до +120С. Не следует думать, что, установив прибор, можно навсегда забыть о нем и о тех проблемах, которые он решает. Как и любому другому устройству, воздухоотводчику необходим уход, профилактический осмотр и чистка. При циркуляции в трубах теплоносителя низкого качества эти действия должны производиться регулярно. Для надежной бесперебойной работы устройства, ему нужно находиться под гидростатическим давлением, а это возможно только при соблюдении требований к рабочему давлению во всей систем обогрева.

Варианты исполнения приборов

Автоматические воздухосбросники имеют три разновидности: углового типа, прямого и радиаторного. Внешние различия и область применения при этом никоим образом не оказывают влияния на принцип работы устройств. Разберем особенности каждой модификации.

Прямой воздухосбросник

Наиболее распространенный тип с прямым присоединительным патрубком. Устанавливается в самых высоких точках отопительной системы, где чаще всего образуются воздушные пробки.

Прямой автоматизированный воздухоотводчик входит в группу безопасности теплогенератора, которая располагается на отходящей от него трубе. Воздухосбросник здесь необходим для отвода воздуха при наполнении котловой емкости водой. В случае проведения профилактических работ, котловой бак можно отсоединить от системы отопления и опустошить посредством воздухосброса.

Установки воздухосбросника требуют также некоторые виды циркуляционных насосов в целях обеспечения бесперебойного функционирования. Перекачивающее оборудование транспортирует лишь несжимаемую среду, и, в случае появления воздушной пробки в рабочем колесе, оно может остановиться. Эту угрозу контролирует и предотвращает отводчик.

Угловой вариант

Угловой воздвухоотводчик монтируют на участках, где нет возможности установить обычный прямой. Это труднодоступные, удаленные, горизонтальные отрезки трубопровода. Патрубок у такого прибора выходит снизу, а затем разворачивается под углом 90 градусов.

Радиаторный воздухосбросник

Автоматический радиаторный воздухоотводчик монтируют на радиаторы вместо кранов Маевского. Он немного отличается от традиционной модели по размеру и дороже по стоимости. Врезка элемента необходима в алюминиевых и биметаллических батареях, где при химической реакции металлического сплава с носителем постоянно образуются воздушные пробки.

Участки установки автоматического воздухосбросника

Где в схеме отопления с принудительной циркуляцией должен присутствовать воздухосброс для наиболее эффективного выполнения своего прямого предназначения? Как предотвратить образование воздушных пробок в системе? Существует несколько определенных требований:

• Трубопровод необходимо проложить таким образом, чтобы теплоноситель и выделяемый воздух двигались в одном направлении. Смысл состоит в том, чтобы горячий носитель восходил от основного стояка к отдаленным;
• Воздухосбросник монтируется на самых высоких участках. Для этого существует вполне объяснимая законами физики причина: выделение воздуха начинается при уменьшении скорости течения носителя тепла, а процесс этот происходит как раз в наивысших точках;
• Вероятность риска образования воздушных пробок в большой степени присутствует на поворотах трубопровода, на участках перехода с большего на меньший диаметр труб, непосредственно на обогревательных приборах (радиаторах). Поэтому вполне логично устанавливать воздухосборники именно в таких местах.

Последствия отсутствия воздухосбросника в отоплении

Функционирование отопительного комплекса основано на циркуляции в трубопроводе носителя и отдаче части тепла обогревательным приборам. Последние, в свою очередь, делятся этим теплом с помещением, в котором находятся. Образовавшаяся в трубопроводе или в радиаторе воздушная пробка (завоздушивание) ведет к нарушению всего процесса: циркуляция теплоносителя затрудняется либо останавливается совсем. Чем еще чревато отсутствие в схеме отопления автоматических воздухоотводчиков?

• шумное движение носителя в трубах, вибрация, повышение вероятности разрушения в местах пайки;
• завоздушивание на удаленных отрезках трубопровода, на тех площадях, где температурный режим не подвергается постоянному контролю, может вызвать остановку циркуляции через некоторые радиаторы. В ряде случаев это может привести к размораживанию всего обогревательного комплекса;
• снижение эффективности теплоснабжения и перерасход отопительного сырья;
• выход из строя радиаторов, вызванный коррозией. Образуется коррозия в результате попадания воздуха на внутренние стенки батарей.

Автоматические воздухоотводчики – это такие же необходимые составные части системы отопления, как обогревательные приборы, трубы и теплогенератор. Автоматизированные устройства дают возможность отопительному комплексу функционировать полноценно и поддерживают в действующем состоянии все остальные элементы схемы.