Воздушные клапаны — волшебная палочка для трубопровода

Факт 1. Избыток или недостаток воздуха в трубопроводе негативно влияет на эффективность работы системы

Когда воздух собирается в высоких точках трубопровода, он частично перекрывает его проходное сечение. Появляется так называемый «воздушный карман», который снижает расход воды. В результате, увеличивается расход энергии, необходимый на ее перекачку.
Если таких «воздушных карманов» много, поток воды в трубопроводе может полностью прекратиться. Вытеснение и перемещение таких воздушных карманов может привести к внезапному изменению скорости потока воды, вызывающему гидроудары и повреждения труб.
В местах «воздушных карманов» ускоряется коррозия стенок трубы, повреждаются измерительные устройства и неустойчиво работают регулирующие клапана.

Рис. 1 Труба без воздушных клапанов

С другой стороны, когда происходит опорожнение трубопровода, необходимо поступление атмосферного воздуха в трубопровод, чтобы заместить уходящую воду. Если этого не сделать, образующийся вакуум приведет к “схолопыванию” трубы.

Рис. 2 Труба без клапана впуска воздуха

Факт 2. Не существует трубопроводов без воздуха

Атмосферный воздух попадает в трубу при ее заполнении водой. Если отсутствуют устройства, его удаляющие, он собирается в высоких локальных точках. При нормальном давлении и температуре вода может содержать до 2% (объемных) растворенного воздуха. Скорость потока воды может изменяться при изменениях температуры и давления, на уклонах, при изменении диаметров трубы, частично открытых задвижках и пр. При этом растворенный воздух может выделяться, собираясь в высоких точках. Воздух может попадать в трубу при запуске глубинных насосов, из всасывающих вихрей обычных насосов, через неплотные соединения в зонах выше гидравлического градиента (точки с отрицательным давлением). Также воздух впускается в трубу воздушными клапанами при возникновении разрежения.

Факт 3. Воздушные клапаны регулируют впуск/выпуск воздуха в трубопроводе

Во избежание проблем, описанных выше, необходимо использовать на трубопроводе воздушные клапаны. Они бывают разных видов – кинетический (анти вакуумный) клапан, автоматический клапан, комбинированный клапан – выбор клапана обусловлен потребностью на конкретном участке трубопровода.

Рис. 3 Воздушные клапаны Dorot

В таблице ниже приведены особенности каждого типа воздушных клапанов компании Dorot.

Виды воздушных клапанов и правила их монтажа

Чтобы обеспечить нормальное функционирование водяного отопления и водопровода, при его обустройстве рекомендуется устанавливать в систему воздушный клапан. Данное приспособление предназначено для удаления воздуха из системы или отдельных ее элементов. Другое название детали – воздухоотводчик. Поставив его в водопровод или систему отопления, можно стабилизировать ее работу. Также получится уберечь ее от перепадов кислорода и его перехода в свободное состояние.

Технические параметры и функциональность воздушных клапанов

Чтобы система водоснабжения и отопления функционировала исправно, мастера рекомендуют устанавливать воздушный клапан. Это приспособление позволяет уберечь водопровод от накопления свободного воздуха, поэтому убережет от поломок. Наличие воздушных пузырей, карманов, а также вакуум способствуют появлению повреждений. В зависимости от типа воздухоотводчика, его функциональность будет изменяться, но технические параметры остаются одинаковыми:

1. Материал. Основным сырьем для производства является латунь, покрытая никелем. Иногда производители применяют бронзу, но изделия встречаются редко и имеют высокую стоимость.
2. Особенности монтажа. Воздухоотводчик должен быть установлен в самой высокой точки системы отопления или водоснабжения.
3. Максимальное давление для труб отопления – 10 бар.
4. Температура рабочей среды равна от 100 до 120 градусов.
5. Выпускной штуцер может располагаться сверху или сбоку.
6. Диаметр патрубков подключения равен ½, ¾, 1 дюйм или 3/8.
7. Модели могут быть угловыми и прямыми.
8. Поплавок внутри конструкции изготавливается из полипропилена или тефлона.
9. Срок службы деталей достигает 30 лет.

Разновидность моделей для канализации

Воздушные клапаны представлены небольшими по размеру устройствами, которые можно самостоятельно монтировать в систему. Они выполняют функцию отведения воздуха из труб, предотвращая накопление воздушных пробок.

Конструктивные особенности

Принцип работы основан на применении силы тяжести поплавка. Если поплавок находится в поднятом положении, то кран будет закрытым. Если кран открыть, то поплавок опустится. Внутри конструкция содержит коромысло, которое соединяется с подпружиненным золотником. При поступлении воздуха в систему поплавок начинает сжиматься вниз, золотник открывается, обеспечивая отверстие для выхода скопившихся газов. В принципе работы воздушного клапана можно наблюдать, как по мере выхода воздуха корпус наполняется водой, и золотник закрывается автоматически.

Такой прибор устанавливают в систему водопровода

На штуцере имеется защитный колпачок – он служит предохранителем от потери тепла при возможных неисправностях. Также колпачок защищает от пыли и грязи, не давая им проникнуть внутрь системы при спуске воздуха. Например, автоматический воздушный клапан сам контролирует сброс воздуха. Он может работать при температуре от -10 до +110 градусов, поэтому устанавливается как в систему водоснабжения, так и отопления.

Основные виды воздухоотводчиков

Автоматические воздушные клапаны позволяют удалить скопившиеся газы в трубах, не давая им прийти в неисправность. В продаже есть 3 вида воздухоотводчиков – рычажные, мембранные и цилиндрические.

Рычажные

Расположенный внутри конструкции рычажный механизм более чувствителен к загрязнению рабочей среды. Устройство считается производительным, применяется на трубопроводах и системах отопления, использующих воду.

Традиционный рычажный воздухоотводчик состоит из:

• латунного корпуса;
• полого пластикового поплавка, перемещающегося внутри;
• коромысла, которое шарнирно связано с поплавком;
• эластомерного золотника, расположенного в конце коромысла;
• подпружиненной пружины;
• фиксируемой обоймы;
• рычажного механизма.

Модель с боковым подключением

Вместе со снижением уровня воды, поплавок начинает опускаться и тянет за собой рычаг. Тот, в свою очередь, открывает овальное выпускное отверстие. Благодаря такому процессу лишний воздух выходит наружу. Такие приспособления считаются распространенными и подойдут для системы водоснабжения или отопления.

Мембранный

Аэраторы мембранного типа производят из поливинилхлорида. Наиболее частый случай использования – вход в систему, там, где необходимо избавиться от излишков воздуха и воздушных карманов, а также предупредить перепады давления. Некоторые мастера предлагают использовать перепускной клапан, который поддерживает давление среды на требуемом уровне. Происходит это благодаря перепуску через ответвление трубопровода. Образовавшийся воздух не сможет снова поступить в систему из-за закрытия отверстия мембраной.

Цилиндрический

Воздухоотводчик цилиндрической конструкции имеет продолговатую форму. Такие модели зачастую производятся автоматическими, в их устройстве находится поплавок в виде цилиндра. Модели имеют боковое или прямое подключение, в их строении имеется корпус с крышкой, поплавок, жиклер и золотник. Внизу расположен отсекающий клапан, через него происходит подключение изделия к системе водопровода или отопления. В конструкции обязательно должно присутствовать уплотнительное кольцо, защищающее его от протечек.

Типы запорного механизма

Все существующие воздушные клапаны отопления, канализацию или водопровод можно поделить согласно конструкции запорного механизма. Выделяют такие виды:

1. Поворотные. Модели фиксируются на трубопроводе благодаря врезке. Чтобы контролировать поток воздуха используется золотник или рычаг. Когда идет сильный приток воздуха, золотник делает поворот, воздух проходит. Данный вид считается безопасным и надежным.
2. Шаровые. Такие клапаны удобно использовать на трубах маленького диаметра. Механизм состоит из шарика и пружины, они контролируют поток воды и воздуха. Уместно применять устройства на системе перед умывальником или душевой кабиной.
3. Подъемные. Если в квартире установлен вертикальный стояк с широким диаметром трубы, то подъемный тип запорного механизма придется кстати. Суть работы заключается в изменении положения мембраны, сделанной из поливинилхлорида. Поток поднимает приспособление снизу, но от подъема обратно его сдерживают надежные крепежи.
4. Межфланцевые. Небольшой воздушный клапан межфланцевого типа монтируется с помощью резьбы, может быть использован на водопроводе из пластика или металла. Гибкая мембранная является рабочей частью механизма, ее положение изменяется под воздействием потока воды.

Пример установки устройства под раковину

Большой выбор воздушных клапанов можно обнаружить в магазинах сантехнических приборов. Покупателю необходимо заранее решить, какого типа изделие нужно для установки в систему водопровода, канализации или отопления.

Области применения воздушных клапанов

Устройства принято использовать в системах канализации, отопления, а также водоснабжения. Главная задача клапанов – предотвратить попадание воздуха внутрь труб, а если он все-таки там оказался – вывести его, обеспечив системе нормальное функционирование без перебоев и поломок.

Данную запорную арматуру используют в таких ситуациях:

1. Если сантехника размещена далеко от общего стояка.
2. Если канализация не обеспечена нормальной вентиляцией.
3. Если в системе имеется предрасположенность к залповому сбросу давления.

Приспособление, установленное возле сифона

Воздушный клапан убережет трубопровод от поломок, ведь он поможет стабилизировать давление воздуха. Разнообразные модели позволят модернизировать систему. Применение кинетического воздушного клапана гарантирует отсутствие образования вакуума. Он используется для впуска и выпуска воздуха в систему перед ее заполнением жидкостью. Использование воздушных клапанов с электроприводом поможет не контролировать процесс изменения потока воздуха, так как прибор все сделает самостоятельно.

Плюсы использования устройства

Перед тем как установить клапан воздушного типа на воду или отопление, необходимо разобраться в основных плюсах всех моделей. Главным достоинством применения изделий будет своевременное предупреждение поломки системы, ведь конструкция не даст воздуху нарушить нормальное функционирование трубопровода. Еще один бонус – предотвращение запахов из канализационной трубы, однако для этого также необходима организация нормальной приточной вентиляции в квартире.

Комплектующие детали приспособления

Монтаж аэратора позволяет сэкономить на возможном последующем ремонте и разрешает не выводить на улицу вентиляционный стояк. Использовать такие клапана можно на системе отопления и водопроводе. Устройство обеспечивает стабильную бесперебойную работу всех систем.

Основные правила монтажа

Понадобится компенсирующий патрубок, хомут, муфты, инструмент для резки труб. Если клапан монтируется в новую канализацию, то инструменты не понадобятся – все делается вручную.

• перекрыть подачу воды в системе;
• сделать разрез на выбранном участке трубы;
• удалить участок трубопровода, который по размеру идентичен клапану;
• установить воздушный клапан и закрепить его хомутами;
• все стыки заполнить герметиком;
• произвести проверку системы: открыть вентили на отопление и заполнить жидкостью трубы, проверяя их на предмет протечек.

Пример монтажа прибора

При монтаже устройства в канализацию необходимо подключить водоснабжение и слить бачок несколько раз. Регулировка клапана осуществляется вручную, а если прибор оборудован электрозатвором, то процесс происходит автоматически.

При самостоятельном монтаже многие владельцы квартир допускают ошибки. Например, не зачищают места стыков с трубой перед установкой, что приводит к скоплениям отходов. Одно из упущений – наличие фаски, которую необходимо снять перед сборкой раструбных соединений. Не стоит забывать о том, что воздушный клапан необходимо крепить в самую высокую точку системы.

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:  Алюминиевые листы для теплого пола