Предохранительный клапан системы отопления: устройство, принцип работы, выбор защитного клапана

В силу высокой температуры теплоносителя любая отопительная система находится под давлением либо жидкости, либо газа, либо одновременно двух этих сред. Повышенное давление может разорвать наиболее слабые участки системы, устроить потоп, а в худшем случае – взорвать отопительный котел. Для безопасности необходим монтаж предохранительного клапана, который предотвратит резкое повышение давления в системе.

Предохранительный клапан: роль в системе отопления

Наиболее подверженной образованию пара, а как следствие – повышенного давления, является отеплительная система на твердом топливе. У электрических и газовых котлов инерционность гораздо ниже, вдобавок зачастую имеется автоматика, которая самостоятельно регулирует температуру в контуре.

Когда температура воды приблизится к точке парообразования, может начаться активное кипение. Учитывая, что теплоноситель в системе находится под давлением, точка его кипения будет несколько выше 100 0 C, но как только кто-нибудь откроет кран и немного сбросит давление, появившийся пар начнет распирать трубы и котел изнутри. Предохранительный клапан спустит лишнее давление, но не даст воде вытечь из контура.

Устройство клапана и принцип работы

На изображении представлен комбинированный предохранительный и обратный клапан.

По порядку разберемся с устройством и принципом действиях обоих:

Обратный клапан

Комбинированный предохранительный и обратный клапан — устройство

Используется для сохранения направления жидкости и предотвращения порчи оборудования из-за неправильной эксплуатации. Редко, но случаются ситуации, когда отключают воду, кто-нибудь оставляет кран открытым – и воздух заполняет трубы, заставляет жидкость течь в обратном направлении.

Многое оборудование рассчитано на работу лишь в однопоточном режиме, такие условия использования могут его повредить. В данной ситуации оборудование обезопасит обратный клапан – мембрана, которая позволяет воде проходить лишь в одном направлении.

Он устанавливается по направлению тока жидкости, благодаря чему его пружина (изображена на схеме) сжимается и пропускает воду. Если поток останавливается и меняет свое направление, то пружина автоматически снова прижимается и не дает ему двигаться обратно.

Предохранительный клапан давления

Работает по схожему принципу, но уже с паром. Пружина в каждом клапане настроена на определенное близкое к критическому для системы давление, при котором пар давит снизу на пружину с таким усилием, что она плавно поджимается, стравливая избыточное давление.

Если возникает необходимость, то давление можно спустить и вручную – с помощью ручки сверху клапана.

Под клапаном со временем может накапливаться налет и накипь, из-за чего нарушается плотность прилегания уплотнительного кольца к основанию, и клапан может начать постоянно течь.

В худшем случае запор может прикипеть к основанию – такой клапан уже не способен спускать давление. Поэтому рекомендуется проверять все предохранительные устройства два раза в год.

Виды клапанов

Клапаны принято классифицировать по трем критериям, в каждом из которых выделяют два типа устройств:

По скорости срабатывания​​​​​:

• Пропорционнальные. Открываются постепенно, позволяя пару плавно выходить из контура. Не вызывает гидроудара при закрытии, поэтому может использоваться как в сжимаемых, так и в несжимаемых средах.
• Двухпозиционные. При достижении пограничного давления резко открывается, освобождая большое количество воды или газа. Используется в контурах как с жидкостями, так и с газом. Но важно учитывать, что при резком закрытии жидкость может вызвать гидроудар, поэтому двухпозиционные клапаны рекомендуют использовать только с сжимаемыми средами

По высоте подъем запора:

• Частично подъемные. Открываются на небольшое расстояние, из-за чего не могут резко высвободить большой объем газа. Рекомендуется использовать только в контурах с жидкостями
• Полностью подъемные. Открываются полностью, благодаря чему могут применять и в газовых, и в жидкостных системах. Позволяют выпускать большой объем среды, значительно снижая давление внутри контура.

По устройству механизма:

• Пружинные. Пружина может со временем потерять герметичность, сложно регулировать давление на запорное кольцо. Можно применять на трубах небольшого диаметра в квартирах и частных домах.
• Рычажно-грузовой. Выше стоимость, но давление можно менять с помощью системы грузов. Ограниченность применения трубами широкого диаметра.

Выбор и монтаж

Выбор и монтаж клапана

Разумеется, при выборе предохранительного клапана можно положиться на мнение консультанта, но полезно и самому знать основные принципы его выбора:

1. На устройстве обязательно должны быть необходимые метки: если это комбинированный обратно-предохранительный клапан, то стрелка, указывающая направление потока, и цифры, обозначающие максимально допустимое давление, после превышение которого срабатывает клапан. Как правило, оно составляет 6-7 атмосфер.
2. В идеале лучше приобретать полную систему безопасности, в которую входит не только клапан, но еще манометр и кран для сброса воды. Манометр позволит регулировать видеть силу давления и заранее регулировать его, не дожидаясь срабатывания клапана, а кран – сливать избытки воды.
3. Желательно выбирать устройства без флажкового переключателя ручного сброса, поскольку их легче случайно привести в действие. Лучше выбирать закрытые предохранительной крышкой.

Если у клапана нет регулятора давления, при котором он срабатывает, необходимо гораздо тщательнее подбирать его под свою систему. Как правило, для контура в обычной квартире нужен клапан под давление в 3 бар. Для более прочных и больших контуров могут применяться устройства под давление в 6 бар и выше.

Монтаж

Правил монтажа сантехнического и отопительного оборудования настолько много, что люди получают для этого профильное образование.

Однако в самых общих чертах принципы установки предохранительного клапана выглядят так:

• как правило, монтаж производится в точке наибольшего парообразования – верхней точки всей системы до запорного крана;
• клапан должен быть установлен вертикально, вниз носиком, чтобы выходящий пар, во-первых, никого не обжог, а во-вторых – мог конденсироваться внутри трубки, которую таким образом удобнее отвести к канализации;
• устройство становится на линию с холодной водой.

Предохранительный клапан наверчивается с помощью разводного ключа, но без лишнего натяжения, чтобы избежать влияние вращающих сил. К носику подводится тонкая трубка, которая уходит в канализацию. Туда будет скапывать сконденсировавшийся пар.

Не забывайте, что столь важный элемент в отопительной система безопаснее установить специалисту, но общие принципы монтажа полезно понимать и самому, чтобы в случае небольшой поломки обойтись без вызова мастера. Надеемся, материал был вам полезен.

Видео-обзор, как работает предохранительный клапан для систем отопления

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!

Как выбрать предохранительный клапан сброса давления в котле

Если не ограничить нагрев воды в котле, то она закипит и превратится в пар, что приведет к критическому росту давления в отопительной сети. Далее следует разрыв трубопровода или водяной рубашки теплогенератора. Во избежание описанной аварийной ситуации на выходе котла ставится предохранительный клапан для отопления, сбрасывающий избыточное давление из системы. Наша публикация посвящена выбору и установке этого важного элемента.

Принцип действия

Большинству рядовых пользователей, сталкивающихся с закрытыми системами водяного отопления, знаком только один вид предохранительной арматуры – простой пружинный клапан с фиксированной настройкой, изображенный на фото. Причина понятна – указанные элементы устанавливаются повсеместно на любые котлы, поскольку входят в состав группы безопасности вместе с манометром и воздухоотводчиком.

Примечание. Настенные генераторы тепла, функционирующие на электричестве и природном газе, оснащаются предохранительными элементами с завода. Они помещены внутрь корпуса и снаружи не видны.

Давайте разберемся, как работает обычный аварийный клапан, показанный выше на схеме:

1. В нормальных условиях мембрана, прикрепленная к штоку и подпираемая пружиной, плотно сидит в седле и герметично перекрывает проход.
2. Если происходит перегрев теплоносителя, он расширяется и создает в закрытой системе избыточное давление, частично компенсируемое расширительным баком.
3. Когда величина подпора воды достигает порога срабатывания клапана (обычно – 3 Бар), пружина под ее воздействием сжимается и мембрана открывает проход. Автоматический сброс закипающего теплоносителя производится до тех пор, пока пружине не хватит силы снова закрыть проходное сечение.
4. При возникновении аварийной ситуации хозяин дома может сам выполнить сброс избыточного давления, повернув рукоятку в верхней части изделия.

Несколько слов о том, где ставится сбросной клапан вместе с группой безопасности в закрытой системе отопления. Его место – на участке подающей магистрали в непосредственной близости от котла (рекомендуется не далее 0.5 м).

Узел безопасности всегда ставится на подающей линии отопителя

Важный момент. На трубопровод, ведущий от теплогенератора до элементов безопасности, запрещено устанавливать краны, вентили и прочие перекрывающие устройства.

Наглухо соединять патрубок изделия с канализацией не стоит – мокрые пятна либо лужицы укажут на срабатывание клапана и проблемы в отопительной сети. Например, вышел из строя расширительный бак или дал сбой циркуляционный насос при работе с твердотопливным котлом (возможно, отключали электричество). Нередко устройство начинает подтекать из-за попадания мусора между седлом и тарелкой. Больше о его работе рассказывается в видеосюжете:

Уточняющая информация. Сбросные пружинные клапаны мастера и монтажники называют подрывными, потому что напор теплоносителя сжимает пружину и вызывает подрыв мембраны. Не путайте их со взрывными элементами, устанавливаемыми на дымоходы промышленных котельных, сжигающих природный газ.

Виды предохранительных клапанов

Описанная выше традиционная подрывная конструкция несовершенна. Пружинный механизм, приводимый в действие чрезмерным давлением, не отличается точностью и может сработать с опозданием, когда температура в котловом баке достигла 100 °С и выше, то есть, началось кипение. Конечно, можно пытаться регулировать изделие винтом или менять настройки (есть версии с регулировочным колпачком), но это не всегда дает нужный эффект.

Момент второй: предохранительный клапан для котла защищает его от разрушения, но не от перегрева. Ведь сброс теплоносителя не позволяет охладить отопительный агрегат, если горение в топке продолжается. И последнее: в системах отопления открытого типа подобные устройства вообще бесполезны, поскольку вода в них может закипеть без повышения давления.

Ведущие производители отопительной арматуры предлагают изделия современной разработки, лишенные перечисленных недостатков, — клапаны теплового сброса. Эти защитные элементы реагируют не на увеличение напора воды в системе, а на повышение ее температуры до критического уровня. Есть 3 разновидности таких устройств:

• сбросные с выносным датчиком температуры;
• комбинированное устройство с температурным датчиком и контуром подпитки;
• то же с прямой установкой в трубопровод.

Для справки. Приведем названия надежных брендов, чью аварийную арматуру можно смело покупать и применять в частных домах. Это производители ICMA и CALEFFI (Италия), Herz Armaturen (Австрия) и всемирно известный европейский бренд Danfoss.

Принцип работы у всех разновидностей один: пружинный механизм с мембраной (или двумя) приводится в действие от сильфона с термочувствительной жидкостью, существенно расширяющейся при нагреве. Таким способом клапаны теплового сброса довольно точно реагируют на достижение критической температуры. Предлагаем рассмотреть каждый из них подробнее.

Элемент с выносным датчиком

Изделие представляет собой тот же пружинный механизм, встроенный в корпус с двумя патрубками для подключения к подающей магистрали и сбросу в канализацию. Шток, открывающий тарелку и дорогу теплоносителю, проводится в движение мехами (2 группы – основная и резервная). При перегреве воды (от 95 до 100 °С) на них нажимает термочувствительная жидкость, идущая из колбы датчика по капиллярной трубке. Конструкция элемента безопасности показана на рисунке:

Температурный клапан включается в обвязку твердотопливного котла тремя способами:

• с охлаждением через водяной контур теплогенератора;
• то же, через специальный аварийный теплообменник;
• сброс теплоносителя с автоматической подпиткой.

Первая схема, изображенная ниже, применяется для двухконтурных отопительных установок, подогревающих воду для ГВС. Когда датчик, вмонтированный под обшивку ТТ-котла, воздействует на механизм, то горячая вода из контура сливается в канализацию, а ее место занимает холодная из водопровода. Какие бы ни были причины аварии, такая проточная система быстро охладит котловую рубашку и предотвратит последствия.

Змеевик ГВС двухконтурного котла может служить как нагревателем, так и охладителем в случае перегрева. Для защиты достаточно подключить тепловой клапан по схеме

Примечание. В публикации использованы схемы от бренда CALEFFI, взятые с официального ресурса производителя.

Вторая схема предназначена для теплогенераторов со встроенным аварийным теплообменником для охлаждения в случае перегрева. Такие агрегаты выпускают европейские бренды Atmos, Di Dietrich и другие.

Пример подключения сбросного элемента через штатный теплообменник смотрите на видео:

Последняя схема реализуется только вместе с системой автоматической подпитки, поскольку здесь клапан сбрасывает теплоноситель, а не охлаждающую воду.

Как видите, производитель допускает установку двух аварийных устройств – по давлению (группа безопасности) и по температуре (сбросной клапан)

Предостережение. Не рекомендуется задействовать автоматическую подпитку для дровяных отопителей с топливником из чугуна. Последний боится перепадов температур и может треснуть от подачи большого количества холодной воды в обратку.

Комбинированные клапаны с подпиткой системы

Этот яркий представитель аварийной арматуры сходен по принципу работы с перепускными клапанами и выполняет сразу 3 функции:

1. Сброс перегретого теплоносителя из котлового бака по сигналу выносного датчика.
2. Эффективное охлаждение теплогенератора.
3. Автоматическая подпитка системы отопления холодной водой.

Выше на картинке показана конструкция изделия, где видно, что на одном штоке установлены 2 тарелки, одновременно открывающие 2 прохода: по первому сбрасывается закипающий теплоноситель, по второму в противоположном направлении идет вода и пополняет потери. Схема подключения комбинированного перепускного клапана с твердотопливным котлом выглядит так:

Примечание. Если необходимо задействовать подобное устройство для охлаждения ТТ-котла с чугунным теплообменником, то проток нужно организовать через открытый расширительный бак или бойлер косвенного нагрева.

Перепускной клапан с тройным выходом работает по такому же комбинированному принципу, только встраивается прямо в трубопровод подачи теплоносителя возле отопительного агрегата. Сильфон находится в части корпуса, помещенной в трубу. Сброс производится через нижний патрубок, а к двум верхним присоединяется водопровод и магистраль подпитки. Такие изделия используются при недостатке свободного места в котельной.

Такой сбрасывающий клапан предназначен для установки в трубопровод подачи

Как выбирать сбросной клапан

Конечно, по цене закупки и монтажа традиционный подрывной клапан обойдется дешевле температурных устройств. Он без проблем защитит закрытую систему отопления, завязанную с газовым, дизельным либо электрическим котлом, ведь в случае аварии они прекращают нагрев практически моментально. Другое дело – теплогенератор на дровах и угле, не способный потухнуть сходу.

Чтобы успешно подобрать клапан теплового сброса либо избыточного давления, руководствуйтесь следующими рекомендациями:

1. При использовании любых энергоносителей, кроме твердого топлива, смело покупайте обычное подрывное устройство.
2. Изучите документацию вашего источника тепла или бойлера (смотря что нужно защитить) и выбирайте арматуру безопасности по указанному в ней максимально допустимому давлению. Большая часть отопительной техники рассчитана на предел 3 Бар, хотя есть исключения – литовские котлы Stropuva выдерживают только 2 Бар, а некоторые российские агрегаты (из недорогих) – 1.5 Бар.
3. Для эффективного охлаждения дровяных теплогенераторов в случае аварии лучше поставить один из клапанов теплового сброса. Их максимальное рабочее давление составляет 10 Бар.
4. В открытых системах с ТТ-котлом сброс по давлению бесполезен. Подберите предохранительное изделие, срабатывающее при температуре теплоносителя 95—100 °С, подходящее к вашему агрегату и способу подпитки.

Совет. Воздержитесь от приобретения дешевой предохранительной арматуры родом из Китая. Мало того что она ненадежна, так еще и протекает после первого же подрыва.

Кроме моделей с фиксированными настройками в продаже есть клапаны с возможностью регулировки. Если вы не профессионал в сфере отопления, то покупать их не стоит, да и нет особой необходимости.

Советы напоследок

Если вы живо интересуетесь безопасностью котельной и надежной работой отопительного оборудования, то рекомендуем при покупке арматуры хорошенько изучить ассортимент. Дело в том, что на рынке появляются новые полезные продукты, которые невозможно обозреть в рамках данной статьи, а вам они могут пригодиться.

Эксплуатационный момент. Отслеживайте состояние предохранительных клапанов, чтобы вовремя засечь срабатывание и разобраться в причинах. Устройства для теплового сброса направляйте в канализационную воронку с разрывом струи – неожиданный плеск воды в котельной и мокрые следы дадут понять, что имела место аварийная ситуация.