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.

Принцип работы перепускного клапана системы отопления

В комплекте любой системы отопления должны находиться элементы безопасности и регулировки. С их помощью изменяются параметры теплового снабжения — автоматическая настройка и стабилизация работы. Для этого применяется запорная арматура для отопительных систем, включающая трехходовые, обратные, балансировочные и дифференциальные перепускные клапаны системы отопления.

Автономное отопление обязано быть адаптировано под текущие значения параметров — температурный режим и давление. Для выполнения этих целей требуются предохранительные, смесительные, байпасные и перепускные клапаны для отопления.

Регулировочный клапан для отопления, в отличие от запорной арматуры, работает в полуавтоматическом или автоматическом режиме. Все устройства обязаны соответствовать показателям определенного теплоснабжения. Для этого нужно вначале рассчитать показатели, подробно разработать схему и с учетом полученных результатов подобрать оптимальный регулировочный клапан для систем отопления и иные виды этих элементов. Главными показателями являются:

1. 1. Давление — максимальное и номинальное. Принцип работы перепускного клапана подразумевает определенные границы включения, которые обязаны быть не меньше максимального значения на 7—12%.
2. 2. Режим температуры. Запорная арматура должна нормально работать даже во время максимального термического воздействия.
3. 3. Необходимое устройство для сброса воздуха должно подбираться еще на этапе проектирования. Его работа обязана стабилизировать состояние системы при появлении возможных аварийных ситуаций.
4. 4. Тип теплового носителя — антифриз или вода. В первом случае вероятны нарушения в работе, поскольку устройство не рассчитано на теплоноситель с плотностью больше, чем вода.

Нередко во время работы теплоснабжения происходит увеличение температуры. Это провоцирует повышение давления и разрушение всех элементов системы. Чтобы вовремя сбросить часть теплоносителя, требуется перепускной клапан.

Принцип работы устройства довольно прост — на седло клапанного механизма байпаса все время действует давление теплового носителя. Если давление пружины становится меньше, в отличие от внешнего напора, то начинает происходить смещение штуцера и выход определенной части горячей воды. После нормализации давления седло переходит в изначальное положение.

Есть два основных вида клапанов — с постоянным давлением срабатывания и возможностью установить этот показатель вручную. Для автономных систем лучше всего использовать второй вид, поскольку его можно адаптировать под все показатели отопления дома. Клапан давления выполняет следующие функции:

1. 1. Понижает шум. Без установки этого устройства увеличивается циркуляция теплоносителя, приводящая к усилению шума и вибрации.
2. 2. Не допускает образование ржавчины. Во время превышения температуры происходит образование кислорода, который является главной причиной коррозийных процессов.
3. 3. Снижает гидравлическое давление на насос.

Клапан требуется лишь для закрытых систем, в гравитационной схеме отопления этот элемент не нужен. При превышении температуры расширение теплового носителя компенсируется благодаря расширительному баку.

Запорная арматура для байпаса находится в обязательной комплектации системы безопасности. Также это устройство монтируется в наивысшей точке схемы и на определенных участках.

Нормальное функционирование теплового снабжения невозможно без необходимого набора клапанов регулировки. Они используются для стабилизации системы с учетом настроек определенных параметров.

В основе работы находится ограничение подачи горячей воды за счет изменения диаметра труб. Для этого в конструкции устанавливается запорная арматура, а в системе регулировки — специальная головка. Перепускные клапаны на отопительную систему делятся на следующие виды:

1. 1. С сервоприводом. Для нормальной работы этот регулировочный элемент подсоединяется к термодатчику либо блоку управления. При получении определенных настроек благодаря сервомеханизму меняется расположение штока, в результате чего регулируется количество подачи теплового носителя.
2. 2. С термоголовкой. Во время температурного действия на термический элемент начинает происходить его расширение и повышение напора на седло. Вследствие этого штуцер опускается, что ограничивает подачу воды.
3. 3. С ручной подачей теплоносителя.

Эти виды регулировочных устройств дают возможность менять основной параметр — рабочий режим температуры. Монтаж производится в обвязке коллекторов теплого пола и батарей отопления. Установку клапана регулировки нужно производить так, чтобы исходящая тепловая энергия от радиаторов не действовала на термоэлемент.

Еще одним видом запорной арматуры является балансировочный клапан. По конструкции он похож на регулировочный, но имеет определенные особенности установки и эксплуатации.

Основное предназначение конструкции заключается в регулировке количества теплового носителя с учетом значения температуры. Монтаж устройства считается необязательным для систем с незначительной протяженностью. Эти клапаны устанавливаются на каждый отопительный контур. После установки запорного механизма можно улучшить следующие характеристики системы:

1. 1. Отсутствие сильного перепада давления и нормализация гидравлики.
2. 2. Равномерное распределение тепловой энергии.
3. 3. После монтажа клапана балансировки появляется возможность отключать определенные контуры от общего трубопровода теплового снабжения.
4. 4. Уменьшение затрат на отопление — снижается расход теплового носителя, нормализуется подача тепловой энергии.

Чтобы произвести контроль показаний, в конструкции находятся патрубки для подключения манометра и термометра. Корректировка потоков теплового носителя производится в автоматическом либо ручном режиме.

Клапаны балансировки находятся в двухтрубной схеме отопления многоэтажных зданий или в коллекторных системах частных домов.

Кроме перепускного клапана требуется установка иных видов запорной и регулирующей арматуры. Во время работы теплового снабжения может возникнуть чрезмерное количество воздуха. Чтобы не допустить этого явления, необходимо предварительно предусмотреть установку воздушного клапана.

С учетом предназначения есть два типа защитных клапанов — для предотвращения обратного передвижения теплоносителя в трубопроводе и для удаления воздушных пробок из системы. Без этих конструктивных элементов теплоснабжение может быть нестабильным, что непременно нарушит режим температуры, дестабилизирует давление и создаст аварийную ситуацию. Монтаж этих клапанов производится в следующих местах:

1. 1. В наивысшей точке системы — для вывода воздуха. На радиаторы ставится кран Маевского.
2. 2. На обратке в необходимом порядке нужно установить шариковый клапан. Также требуется монтаж этого элемента в обвязке насоса.
3. 3. На участках с максимальной вероятностью образования чрезмерного давления (на коллекторах, после насосов и котлов).

Клапаны защиты не должны ухудшать показатели работы системы отопления. Они снижают возможное нарушение в тепловом снабжении. В неактивном положении эти конструктивные элементы не должны понижать скорость передвижения горячей воды, а также воздействовать на режим температуры.

Чтобы не допустить перепадов давления в узле подпитки, нужно установить спускной клапан, который сможет предотвратить значительное увеличение давления.

При работе теплоснабжения в трубопроводе способны появляться воздушные пробки. Они возникают из-за повышенного количества кислорода в воде или повышения температуры теплоносителя свыше 100 °C. Вследствие этого начинает происходить окисление металлических элементов системы, при этом меняется распределение температуры в батареях. Чтобы не допустить этих ситуаций, требуется монтаж клапанов для вывода воздуха.

Воздушный клапан устанавливается в схеме безопасности одновременно с манометром и спусковым механизмом. В отопительной системе они находятся на прямом контуре, который выходит из котла. На этом участке самая высокая температура теплового носителя, а также очень большие показатели давления. Сбрасыватели воздуха делятся на два типа, все они используются для установки в определенных местах:

1. 1. Автоматический клапан для сброса воздуха. Устанавливается в самой высокой точке системы.
2. 2. Кран Маевского. Ставится на каждой батарее отопительной системы.

Для автоматической системы требуется соблюдение определенных условий. После продолжительного простоя существует высокая вероятность того, что подвижные части устройства «залипнут», поэтому воздухоотводчик своевременно не сможет сработать. Чтобы этого избежать, нужно периодически осматривать конструкцию и при необходимости менять сбрасыватели воздуха.

В отопительных системах без насоса и в гравитационных схемах постоянно существует возможность изменения передвижения теплоносителя. В таком случае существует вероятность повреждения теплообменника котла из-за закипания жидкости. Чтобы не допустить этого, устанавливается обратный клапан.

В больших отопительных системах находится шариковый клапан. Под воздействием обратного потока полимерный шар перекрывает трубопровод, предотвращая перемещение жидкости. Когда направление меняется, он под воздействием гравитации начинает опускаться. По такой же схеме работает электромагнитное устройство. Отличие этих механизмов заключается в основном элементе управления, включающем электромагнитную катушку. Достоинства установки конструкции состоят в следующем:

1. 1. Надежность в эксплуатации.
2. 2. Установка срабатывания с учетом внешних факторов — напора воды и температуры.
3. 3. Возможность подсоединения к программатору.

К недостаткам относится зависимость от подачи электричества. В автономной системе используется пружинный вариант. Давление теплоносителя все время воздействует на седло, что сжимает пружину. Если меняется направление, то происходит автоматическое перекрытие перемещения жидкости.

В схемах с принудительной циркуляцией это устройство устанавливается на обходной трубопровод насосного оборудования. Это помогает избежать изменений в перемещении воды в магистрали.

Чтобы отрегулировать температуру теплоносителя, в коллекторной и двухтрубной системе ставится трехходовой смеситель. Это устройство соединяется с подающим и обратным трубопроводом. Принцип его работы состоит в смешивании холодной и горячей воды в трубах. Это дает возможность задать необходимый уровень нагрева без изменения режима работы котла. Основным фактором выбора устройства является управляющий элемент. Он может быть:

• электрическим;
• пневматическим;
• гидравлическим.

В автономной схеме, как правило, находятся электрические модели, которые подключаются к управляющим элементам. Главное, правильно настроить режим смешивания, что поможет избежать ухудшения параметров работы теплоснабжения.

Запорная арматура представлена огромным количеством конструкций разного назначения. Выбор определенного вида нужно проводить с учетом проекта отопления, который разрабатывается для конкретного дома. Эти мероприятия объясняются тем, что в каждом здании установлены различные виды труб и радиаторов отопления. С учетом этой специфики и обязан выполняться индивидуальный выбор арматуры.