Клапаны системы отопления. Для чего предназначен каждый?

В систему отопления зачастую входят механизмы регулирования и механизмы обеспечивающие безопасность эксплуатации. По другому их называют клапанами систем отопления. При помощи данных элементов регулировки происходит изменение параметров теплоснабжения, они также обеспечивают стабильное функционирование и производят автоматическую настройку. Рассмотрим клапаны и регуляторы системы отопления, так как предназначения и функции у них различаются.

Трехходовой клапан отопления

Обычно автоматикой котла не может быть обеспечена потребность в воде с разной температурой для нескольких контуров системы отопления. На помощь приходит трехходовой термостатический смесительный клапан системы отопления, который поддерживает необходимые тепловые параметры теплоносителя в контурах системы отопления, а также малом контуре системы.
На вид клапан походит на простой тройник, металл — бронза или латунь. Вверху данного тройника устанавливается регулировочная шайба, под которой имеется материал чувствительный к перепаду температур. И при необходимости он давит на рабочий шток, выходящий из корпуса. Основная задача клапана основана на удержании температуры теплоносителя на выходе в заданных пределах, путем добавления холодной или горячей воды. При неподходящих температурных изменениях, внешний привод клапана давит на шток. Далее конус выходит из седла и открывается проход между всеми каналами. В ходе работы, контроль за трехходовым клапаном согласно температуре исполняется наружным приводом.

Обратный клапан отопления

В сложной системе отопления присутствует довольно большое количество вспомогательных элементов, задача которых обеспечить надежность и бесперебойность работы. Одним из этих элементов является обратный клапан системы отопления. Обратный клапан ставят для того, чтобы не было протока в обратную сторону. Его элементы обладают очень большим гидравлическим сопротивлением. В связи с этим обстоятельством существуют ограничения по использованию обратных клапанов в системе отоплении с естественной циркуляцией. В такой системе слишком малое давление. При минимальном давлении необходимо ставить гравитационные клапаны с поворотной заслонкой, некоторые из них могут срабатывать при давлении в 0,001 Бар. Основная деталь обратного клапана — это пружина, применяемая почти во всех моделях. Именно пружина перекрывает затвор при изменении нормальных параметров. Это и являет собой принцип работы обратного клапана.

Необходимо учитывать рабочие параметры в той или иной системе отопления. В связи с чем подбирать клапан системы отопления, который имеет необходимую упругость пружины.
Применяемая в отопительных системах запорная арматура обычно изготавливается из следующих материалов: сталь; латунь; нержавеющая сталь; серый чугун.
Обратные клапана подразделяются на следующие виды: тарельчатые; лепестковые; шаровые; двустворчатые. Различаются эти виды клапанов запирающим устройством.

Регулирующие (запорно-регулирующие) клапаны отопления

Регулирующие и запорно-регулирующие клапаны отопления осуществляют систематическое изменение потока теплоносителя, от максимума до минимума, при открытом и закрытом положении клапана. Отсечные или запорные клапана управляют теплоносителем дискретно при полностью открытом или полностью закрытом положении затвора. В состав регулирующего клапана входят три основные блока: корпус, дроссельный узел и привод клапана. Запирающим и регулирующим элементом клапана является дроссельный узел. При выборе втулки, седла, плунжера следует обращать внимание на условия эксплуатации клапана. Учитывается среда и ее температура, наличие примесей, пропускная способность. Основным и важным значением в работе клапана является правильное направление подачи рабочей среды. Обычно оно промаркировано стрелкой на рабочей поверхности корпуса.

Термостатический клапан

В современных реалиях терморегулирующий вентиль — это предварительная норма современного и надежного оборудования в системе отопления. Температура вентиля автоматически регулируется. Работа смесительного клапана системы отопления для радиаторов заключается в ограничении уровня подачи на отдельный радиатор отопления. Шток вентиля производит движения на открытие и закрытие отверстия. Через это отверстие происходит поступление теплоносителя в радиатор. При нагревании вентиля с термостатической головкой, осуществляется закрытие входного отверстия, вследствие чего уменьшается расход теплоносителя. Вентиль терморегулирующийся постоянно изменяет свое положение. И немаловажным фактором является качество материалов на основе которых изготавливается данное изделие. Изделие может выходить из строя из-за заедания штока, а также значительной коррозии и прорыва уплотняющих материалов. Но и в случае выхода терморегулирующего вентиля из строя можно продлить срок его эксплуатации, заменив термостатический элемент.

Клапана системы отопления с термоголовками отличаются в зависимости от формы и варианта подвода к системе теплоснабжения. Они могут быть угловые при подводе к радиаторам с пола, также бывают прямые, которые соединяют трубы с батареей относительно поверхности стены. Осевые, в основном, при соединении труб из стены к батареи. При боковом подключении батарей необходим специальный комплект. В нем используются термостатические головки и клапана. Заведомо батареи идущие с нижним подключением, оборудованы вкладышами клапанного типа.

Регулятор давления

Работа батарей и насоса нарушается в следствии высокого либо низкого уровня давления. Избежать данного негативного фактора поможет правильный контроль в системе отопления. Давление в системе играет значительную роль, оно обеспечивает гарантию попадания воды в трубы и радиаторы. Потери тепла сократятся, если давление будет стандартным и поддерживаться. Здесь приходят на помощь регуляторы давления воды. Их миссия, прежде всего, охранять систему от слишком большого давления. Принцип работы этого устройства основан на том, что клапан системы отопления, находящийся в регуляторе, работает как выравниватель усилий. От типа давления регуляторы классифицируются на: статистические, динамические. Выбирать регулятор давления необходимо основываясь на пропускную способность. Это способность пропускать нужный объем теплоносителя, при наличии необходимого постоянного перепада давлений.

Перепускной клапан отопления

Для сброса рабочей среды служит перепускной клапан терморегулятора системы отопления, который функционирует в обратку при значительном повышении давления. Как правило давление растет за счет достижения установленной в ручном режиме максимальной температуры, подача теплоносителя в радиатор снижается, в следствии чего давление и повышается. Перепускные клапаны системы отопления, в основе своей, предназначены для того, чтобы обеспечить стабильную разность между обратным и подающим трубопроводом. При уменьшении тепловой нагрузки, термостатические вентили закрываются, что приводит к перепаду давления между трубопроводами. В следствии использования перепускного клапана снижается нагрузка на насос, увеличивается температура в обратке, происходит защита котла от коррозии. Область применения перепускного клапана системы отопления довольно широка, он также используется для предотвращения шумообразования терморегуляторов. Установка перепускных клапанов осуществляется не только у нерегулируемого насоса, но и на перемычки стояков.

Клапаны предохранительные

Источником опасности является любое котельное оборудование. Котлы считаются взрывоопасными, так как имеют водяную рубашку, т.е. сосуд под давлением. Одно из самых надежных и распространенных предохранительных устройств, сводящее опасность до минимума — это предохранительный клапан системы отопления. Установка данного приспособления обусловлена защитой систем отопления от избыточного давления. Зачастую такое давление возникает в результате закипания воды в котле. Предохранительный клапан ставится на подающем трубопроводе, как можно ближе к котлу. Клапан имеет довольно простую конструкцию. Корпус изготовлен из латуни хорошего качества. Основным рабочим элементом клапана является пружина. Пружина в свою очередь действует на мембрану, которая закрывает проход наружу. Мембрана выполнена из полимерных материалов, пружина из стали. Выбирая предохранительный клапан следует учитывать, что полное открытие происходит при повышении давления в отопительной системе над значением на 10%, а полное закрытие при снижении давления ниже срабатывания на 20%. В следствии данных характеристик необходимо выбирать клапан с давлением срабатывания выше 20-30% от фактического.

Балансировочный клапан

Балансировочный клапан системы отопления предназначается для регулирования проходимого теплоносителя. Жидкость потребляется в зависимости от давления. Чем больше давление, тем больше потребляется жидкости. Установка данного прибора происходит на стояках. Отбалансированная система обеспечивает беспрерывную работу. Ручной клапан используется как диафрагма, автоматический поддерживает давление и потребление в стояках. Ручной балансирный клапан может перекрывать систему. Конструкция представляет собой устройство вентильного типа. Ручные клапаны могут устанавливаться в паре с запорными.

Регулятор расхода

Установив приборы учета энергии, закономерно возникает вопрос, как можно регулировать и контролировать подачу теплоносителя, ограничивать или добавлять его расход. Для этого существуют всевозможные автоматические регуляторы, применение которых позволяет экономить, они работают от датчиков температуры наружного воздуха и датчиков обратного трубопровода. Еще одно преимущество регуляторов температуры — это контроль температуры непосредственно в месте установки радиатора, в отличии от других устройств. Данное преимущество дает приоритет в получении равномерного температурного фона для комфортного пребывания в помещении. Регулятор предотвратит перегрев воздуха в помещении, чего не всегда смогут отследить датчики на централизованной автоматике. Представляется возможность регулировать температуру для каждой комнаты в отдельности. Иногда решая вопрос регулировки устанавливают обычные краны. Конечно данное решение уменьшает финансовые затраты, но лишает ряда полезных преимуществ. У крана ограниченная функциональность на открытие и закрытие. Существует опасность остановить или завоздушить стояк. Регулируя отопление при помощи кранов невозможно добиться необходимого температурного режима. Используя автоматические регуляторы можно наладить систему точно и эффективно.

Как выбрать и где установить клапан сброса воздуха

По трубопроводам и приборам водяного отопления всегда путешествует воздух в разном количестве. Он остается в магистралях при заполнении системы, проникает сквозь стенки полимерных труб и выделяется из теплоносителя (вода содержит кислород в растворенном виде). Удаление образующихся пузырей – задача, которую решает важный элемент схемы — воздухоотводчик. Дальше мы рассмотрим типы клапанов для сброса воздуха и поясним, где их нужно устанавливать.

Разновидности воздушных клапанов

Пузырьки воздуха, содержащиеся в теплоносителе, имеют свойство скапливаться в определенных местах отопительной сети и внутри радиаторов. Образовавшийся пузырь продолжает подпитываться новыми порциями кислорода и перерастает в воздушную пробку, блокирующую движение нагретой воды на данном участке. В результате близлежащие батареи либо секции радиатора остывают.

Для спуска воздуха из системы отопления применяется 2 вида клапанов:

• ручной кран Маевского;
• автоматический воздухоотводчик поплавкового типа.

Историческая справка. Во времена СССР подобные воздухоотделители не использовались. В частных домах эксплуатировались схемы открытого типа, где воздух уходил через расширительный бак. Централизованные тепловые сети многоквартирных домов оснащались воздухосборниками и спускными кранами, устанавливаемыми в высших точках, а иногда – в батареях.

Как работает спускной кран

Устройство показанного на чертеже вентиля Маевского понять несложно. В торце латунного корпуса с наружным резьбовым присоединением ½” (Ду 15) либо ¾” (Ду 20) проделано отверстие Ø2 мм, чье сечение перекрывает винт с конусным наконечником. Сбоку в корпусе проделано отверстие малого диаметра, предназначенное для выпуска воздуха.

Чертеж винтового крана Маевского в разрезе

Примечание. Модернизированный воздуховыпускной клапан снабжается поворотной пластиковой вставкой, внутри которой выполнен отводной канал. Удобство в том, что положение сбросного отверстия можно регулировать поворотом пластмассовой шайбы.

Механический «воздушник» работает следующим образом:

1. В режиме эксплуатации отопления запорный винт закручен и конус герметично перекрывает отверстие.
2. Когда нужно выпустить воздушную пробку, винт откручивается на 1—2 оборота. Под давлением теплоносителя воздух проходит сквозь отверстие диаметром 2 мм, попадает в выпускной канал и движется по нему наружу.
3. Сначала из отверстия вырывается чистый воздух, потом вперемешку с водой. Винт закручивается после того, как из канала пойдет плотная струя теплоносителя.

Разновидности вентилей по способу откручивания

Воздушный кран Маевского с ручным приводом – безотказное средство для спуска газов из трубопроводов и радиаторов отопления. Секрет надежности – отсутствие движущихся деталей, могущих засориться, износиться либо заржаветь. Как правило, вентиль используется в качестве радиаторного воздухоотводчика.

Ручные воздушные клапаны отопления делятся на разновидности по способу откручивания винта:

• с помощью пластиковой либо металлической рукоятки;
• традиционный вариант – шлиц под плоскую отвертку;
• винт с четырехгранной головкой, чтобы пользоваться специальным ключом.

Что такое кран Маевского и как он функционирует, наглядно показано на видео от мастера – сантехника:

Принцип работы автоматического воздухоотводчика

Нетрудно догадаться, что клапан сброса воздуха данного типа действует без вмешательства человека. Элемент представляет собой вертикальный бочонок из латуни с резьбовым присоединением G ½ “ (DN 15), куда помещен пластмассовый поплавок. Последний связан рычагом с подпружиненным клапаном для сброса воздуха, вмонтированным в крышку.

Для справки. Автоматизированные воздухоотводчики (в просторечии – автовоздушники, спускники или сбросники) выпускаются с двумя видами присоединительной наружной резьбы — ½ “ и 3/8 “. Но на постсоветском пространстве обычно используются изделия с полудюймовой резьбой, 3/8 встречается крайне редко.

Принцип действия автоматического воздухоотводчика следующий:

1. В рабочем режиме камера внутри корпуса заполнена водой, прижимающей поплавок кверху. Подпружиненный воздушный клапан закрыт.
2. По мере накопления воздуха в верхней зоне камеры уровень теплоносителя снижается и поплавок начинает опускаться.
3. Когда уровень упадет до критического значения, вес поплавка преодолеет упругость пружины и клапан откроется, начнется стравливание воздуха наружу.
4. Благодаря избыточному давлению в системе отопления вода вытеснит весь воздух из камеры устройства, займет его место и снова поднимет поплавок. Клапан закроется.

При заполнении трубопроводной сети теплоносителем удаление воздуха происходит непрерывно, пока поплавок лежит на дне резервуара. Как только вода наполнит камеру, пружина перекроет клапан и стравливание прекратится. Заметьте, что часть воздушной смеси останется внутри корпуса под самой крышкой, что никак не скажется на нормальной работе отопления.

По исполнению воздухоотводчики – автоматы бывают с прямым и угловым присоединением. Одни производители выводят сброс вертикально вверх, другие – в сторону, из бокового «носика» с жиклером. С точки зрения рядового домовладельца, эти различия большого значения не имеют, а вот мастеру – сантехнику скажут о многом.

Пример. Практика показывает, что автоматический клапан с боковым выходом работает надежнее, чем с вертикальным выпуском. И наоборот, изделие с угловым штуцером хуже собирает воздушные пузырьки, чем конструкция с нижним прямым подключением.

Устройство автоматических воздухоотводчиков постоянно совершенствуется. Ведущие производители деталей отопительных систем наделяют свои изделия дополнительными функциями:

1. Защита от гидроударов с помощью отражающей пластины (ставится на входе в камеру).
2. Эффективное улавливание мелких пузырьков достигается в проточной конструкции с двумя горизонтальными штуцерами для подключения к сети. Нижнюю зону увеличенного объема резервуара занимает специальный наполнитель, который останавливает движущиеся пузырьки воздуха и собирает их в камере.

Стоит выкрутить элемент из переходника, — и пружина закроет проход тарелкой

Возможность снять воздухосбрасыватель с целью обслуживания, не опорожняя трубы. Достигается за счет установки автоматического отсекающего крана с пружиной на входном штуцере. Когда сантехник выкручивает элемент, пружина выпрямляется и шайба с уплотнительным кольцом закрывает проход, как показано выше на схеме.

Встраивание мини-клапана в радиаторную заглушку (смотри фото).

Воздушные клапаны, выполненные в виде радиаторных заглушек

Лирическое отступление. Домовладельцы и некоторые «специалисты» по незнанию обзывают поплавковый воздухоотводчик автоматическим краном Маевского, что в корне неправильно. Изобретатель Маевский в 30-х годах прошлого столетия предложил конструкцию ручного крана, но к «автомату» он отношения не имеет.

Где ставятся клапаны спуска воздуха

В любой системе водяного отопления есть места, где установка воздухоотводчиков обязательна. Если говорить о кранах Маевского, то их нужно ставить на все батареи, дабы стравливать собирающийся воздух. Точное место – в пробке верхнего угла, отдаленного от точки подключения подающей магистрали к прибору. Воздушный пузырь образуется именно там.

Если котел оборудован встроенным воздухоотводчиком, то на подаче его ставить не нужно

Автоматический воздушный клапан необходимо устанавливать строго вертикально в следующих точках сети отопления:

• в группе безопасности котла, присоединенного к системе закрытого типа;
• на обоих коллекторах теплого пола;
• если самой высокой точкой является трубопровод, а не радиатор, то в него врезается поплавковый воздухоотводчик;
• в буферную емкость и бойлер косвенного нагрева, если это предусмотрено конструкцией;
• на змеевик полотенцесушителя;
• в общую распределительную гребенку сложной и разветвленной системы (на оба коллектора);
• на гидравлический разделитель контуров (гидрострелку).

Кроме указанных точек, воздухосбрасыватели ставятся в проблемных местах тепловой сети, где в силу сложных условий прокладки трубы образуют П-образные петли, повернутые кверху. Например, магистраль обходит дверной проем либо лестничный марш поверху, а затем снова опускается вниз. В подобных компенсаторах воздушные пробки образуются с вероятностью 100%, поэтому там нужен воздухоотводчик, лучше – автоматический.

Когда высшей точкой сети является труба или компенсатор, на него монтируется клапан

Совет. Никогда не врезайте кран Маевского напрямую в трубопровод, поскольку пузырьки пройдут мимо него вместе с потоком теплоносителя и клапан окажется бесполезным. Для правильной работы ручному «спускнику» нужна камера для сбора воздуха (у «автомата» есть собственная). Сделайте врезку в магистраль вертикальной трубой, которая послужит воздухосборником, а сверху установите кран.

Если при заполнении тепловой сети водой вы не желаете бегать между радиаторами с отверткой, поставьте вместо вентилей Маевского автоматические угловые воздухоотводчики. Данный вариант подойдет и жильцам квартир, обогреваемых централизованно: в чугунных батареях частенько возникают воздушные пробки, а удалить их оттуда нет возможности.

Еще совет. Чтобы колба углового воздухосбрасывателя не торчала на виду и не цеплялась за шторы, возьмите мини-модель клапана, встроенного в радиаторную крышку.

Вместо заключения – советы по выбору

Первая и главная рекомендация – не покупать автоматические «воздушники» китайского производства. Последствия подобной экономии хорошо известны мастерам по отоплению:

• вместе с воздухом изделие пропускает теплоноситель, отчего на корпусе и полу возникают потеки, а в системе падает давление;
• некачественный воздухоотводчик может заклинить и не сработать;
• внутренности элемента довольно быстро приходят в негодность под воздействием теплоносителя.

С кранами Маевского ситуация не столь плачевна по одной причине – там нечему ломаться. С другой стороны, изделие не относится к сложному отопительному оборудованию и его цена вполне доступна даже у именитых брендов. Например, производители Icma, Caleffi и Valtec предлагают достойную продукцию средней ценовой категории. Также надежностью славятся «автоматы» от бренда Spirotech, изображенные на картинке.

Теперь дадим ряд советов по выбору клапанов для спуска воздуха:

1. Кран Маевского лучше брать с ручкой, дабы не возиться с отвертками и ключами. Крутить ее удобно и в труднодоступных местах, когда радиатор прячется в нише.
2. Если в квартире либо частном доме проживают маленькие дети, ставьте ручной кран под отвертку. Ребенок может добраться до рукоятки, открыть вентиль и ошпариться теплоносителем.
3. По возможности берите автоматический клапан с отсекающим краном. Он позволит в любой момент снять деталь с целью ремонта или замены.
4. Анодированное покрытие корпуса особой роли при эксплуатации не играет. Оно защищает металл от окисления.
5. Приветствуется наличие дополнительных функций, улучшающих работу отопления. Если ваш бюджет позволяет, возьмите воздухоотводчик, улавливающий пузырьки.

Здесь применен принцип работы деаэратора — множество элементов, заполняющих камеру, задерживают пузырьки и направляют их в клапан воздухоотводчика

Примечание. В продаже встречается комбинированная запорная арматура и оборудование, оснащенное клапаном сброса. Сюда относятся циркуляционные насосы, балансировочные вентили и разнообразные краны. На подобных изделиях не стоит заострять внимание, лучше купить и установить каждую деталь схемы отдельно.

Поплавковые модели воздухоотводчиков рассчитаны на определенное давление срабатывания и температуру теплоносителя. В качестве примера мы предлагаем рассмотреть таблицу технических характеристик от итальянского бренда Caleffi и убедиться, что для монтажа в частном доме сгодятся 2 варианта – линейка изделий MINICAL и VALCAL (давление эффективного срабатывания – 2.5 и 4 Бар соответственно).

Для установки в квартире, подключенной к централизованному теплоснабжению, следует взять модель ROBOCAL, рассчитанную на работу при давлении 6 Бар. Другие добросовестные производители предоставляют похожие таблицы с характеристиками, по которым вы сможете подобрать автоматический «воздушник».

Читайте также:  Газовое отопление загородного дома баллонным газом