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 обратный клапан и установить в систему отопления

Для обслуживания и настройки отопительных систем применяется различная запорная арматура – ручная и автоматическая. Задача статьи – разъяснить, что такое обратный клапан для отопления, как его правильно выбрать и установить. Суть проблемы: данный элемент используется в конкретных случаях, а неграмотные сантехники лепят его куда попало либо не ставят, когда он нужен. Пример – схема на 2—3 контура без гребенки. Предлагаем рассмотреть виды и места установки возвратных клапанов.

Виды запорных элементов

Любой обратный клапан (устаревшее название – невозвратный) выполняет простую задачу – не позволяет потоку теплоносителя менять направление, пропуская жидкость лишь в одну сторону. В схемах водяного отопления данная функция нужна не всегда и реализуется по мере необходимости.

В отопительных системах частных домов и квартир применяются следующие виды возвратных клапанов:

Для справки. В промышленном производстве и сфере водоснабжения встречаются и другие разновидности изделий – двустворчатые, подъемные и дисковые, используемые в качестве сетевых элементов на трубопроводах большого размера. В частном домостроительстве подобная арматура не применяется.

Разберем устройство и принцип работы каждого типа клапанов отдельно. В дальнейшем это поможет вам понять, какое изделие лучше подобрать и установить в конкретную систему отопления.

Лепестковые клапаны

Элемент, изготавливаемый из латуни либо нержавеющей стали, состоит из таких деталей:

• корпус в виде тройника с откручивающейся верхней пробкой (для обслуживания);
• дисковый затвор, закрепленный на оси посредством поворотного рычага;
• седло с уплотнением, куда прилегает диск в закрытом состоянии.

Примечание. Существует 2 версии изделий – со свободным либо подпружиненным лепестком. Во втором случае створка принудительно закрывается пружиной, чтобы запор срабатывал в вертикальном положении.

Общее устройство лепесткового обратного клапана показано на чертеже с деталировкой. Принцип работы элемента следующий: теплоноситель, движущийся в указанном направлении, отклоняет запорный диск и свободно проходит дальше по трубе. Когда направление потока воды меняется на противоположное, затвор под воздействием силы тяжести (или пружины) автоматически захлопывается и перекрывает проход.

Типовая конструкция с гравитационным затвором

Для справки. Благодаря принципу действия изделия получили несколько названий – гравитационные, поворотные, «хлопушки».

Перечислим важные характеристики лепестковых обратных клапанов, устанавливаемых в системы отопления частных домов:

• диаметр внутреннего прохода – от 15 до 50 мм (½—2 дюйма);
• максимальное рабочее давление – 16 Бар;
• низкое гидравлическое сопротивление;
• сбоку в корпусе предусмотрен винт для разборки и настройки оси затвора;
• гравитационная версия без пружины может нормально работать только в горизонтальном положении.

Подробно конструкция и принцип работы поворотного клапана показан на видео:

Клапаны тарельчатого типа

Принцип работы тарельчатого обратного клапана понятен по его конструкции, изображенной на чертеже:

1. Внутри цилиндрического латунного корпуса сделана площадка с круглым отверстием – седло.
2. С другой стороны детали выполнена перегородка, имеющая отверстие в центре.
3. В отверстие перегородки вставлен шток с тарельчатым затвором на конце, оснащенным уплотнителем.
4. Между перегородкой и «тарелкой» установлена пружина, прижимающая диск к седлу.

Вода, текущая в правильном направлении, преодолевает силу упругости пружины, открывает затвор и двигается дальше. В обратную сторону течение невозможно – проток моментально закрывается. Какие свойства обратного клапана важны для систем отопления:

• способность функционировать при любой ориентации корпуса в пространстве;
• рабочее давление – не менее 10 Бар, диаметры DN15 — DN100 (внутренний);
• тип соединения – муфтовое (внутренняя трубная резьба);
• пружинный запор создает повышенное гидравлическое сопротивление потоку жидкости;
• уплотнение теряет герметичность в случае попадания твердых частиц, например, песка.

В инженерных сетях частных домов и квартир применяются клапаны с муфтовым присоединением

Справка. Существуют более компактные версии обратных пружинных клапанов, устанавливаемых между фланцами. Уменьшение габаритов бывает полезным при монтаже обвязки котлов в условиях ограниченного пространства топочной.

Тарельчатые запоры также применяются в сетях водоснабжения, например, совместно с погружными насосами. Клапан не позволяет воде из трубопроводов стекать обратно в колодец либо скважину.

Шаровые затворы

Это обратный клапан простейшей конструкции, работающий по следующему принципу:

1. Внутри цилиндрического латунного корпуса помещен шарик, сделанный из резины, реже — алюминия.
2. Выскочить наружу шарику не позволяют 2 перегородки с отверстиями, сделанные по краям.
3. Поток теплоносителя придавливает резиновый шар к перегородке с ребрами. Эти выступы образуют зазор, куда свободно проходит поток воды.
4. Если теплоноситель двинется в обратную сторону, шарик прижмется ко второй перемычке – седлу. Поскольку ребра отсутствуют, тело шарика полностью закроет проходное отверстие.

Плюсы шарового обратного клапана – низкая цена, малое гидравлическое сопротивление и работа без всяких пружин в любом положении, хотя предпочтительнее вертикальное. Недостаток – потеря герметичности при повышении давления до 6—7 Бар, чего не случается в индивидуальных отопительных сетях.

Справка. Шариковые фекальные клапаны, действующие по аналогичному принципу, широко применяются в системах канализации. Назначение – предотвратить движение нечистот обратно к сантехническим приборам.

Чтобы ближе познакомиться с шариковым затвором, смотрите следующее видео:

Варианты схем подключения

Перед выбором обратного клапана выясните его назначение в вашей системе отопления. Облегчим задачу и подскажем варианты применения возвратных затворов:

1. Клапаны ставятся на отдельные контуры закрытой схемы, оборудованные циркуляционными насосами. Цель – предотвратить возникновение паразитных потоков, ухудшающих работу отопительных ветвей либо включенных параллельно котлов.
2. При установке на байпас параллельно насосу затвор помогает системе автоматически перейти в режим естественной циркуляции, когда внезапно отключилась подача электроэнергии.
3. Врезка в трубопровод подпитки позволяет избежать опорожнения отопительной сети в различных ситуациях.

Важная рекомендация. Не слушайте «специалистов» и не ставьте пружинный клапан перед единственным циркуляционным насосом в обычной одноконтурной системе. Заверения, что таким образом вы убережете перекачивающий агрегат от гидроударов и прочий бред не отвечают действительности.

В качестве примера правильной установки обратных клапанов приведем схему совместного подключения твердотопливного и электрического котла. В случае остановки одного из насосов второй неизбежно погонит теплоноситель паразитным потоком по малому кругу. Без запорной арматуры здесь не обойтись.

Примечание. Похожая ситуация может возникнуть при подключении радиаторной сети и бойлера косвенного нагрева с отдельным насосом без распределительной гребенки, гидрострелки или буферной емкости.

Второй пример типичен для гравитационных систем с естественной циркуляцией воды, переделанных под работу с насосом. Основной режим – принудительный, но при отключении света агрегат на байпасе остановится и перестанет поджимать исполнительную часть обратного клапана, врезанного в прямую магистраль. Тогда возобновится конвекционное течение воды по основной линии, пока не подадут электричество.

Установка обратного клапана на подпитку не обязательна, но может избавить вас от неожиданных проблем. Реальный пример из практики: домовладелец решил поднять давление в системе отопления и открыл кран подпитки в котельной. Поскольку на тот момент предприятие водоканала производило ремонт сети и перекрыло водоснабжение, теплоноситель передавил холодную воду и частично ушел в трубу. Вместо подпитки вышло опорожнение, в результате давление упало и газовый котел остановился.

Устанавливаем клапан правильно

Чтобы не наделать ошибок при выборе и установке обратного клапана в нужное место системы отопления, прислушайтесь к простым рекомендациям:

1. Во избежание паразитных потоков в соседних ветвях ставьте изделия лепесткового либо тарельчатого типа. Первые предпочтительнее, поскольку не создают повышенного гидравлического сопротивления.
2. В байпасном узле самотечной системы используйте шариковый клапан, обладающий практически нулевым сопротивлением.
3. Для подпитки выбирайте элемент с тарельчатым затвором, рассчитанный на высокое давление.

Изделия с гравитационным поворотным затвором всегда ставятся горизонтально пробкой кверху

Лепестковый клапан гравитационного типа всегда монтируется горизонтально. Причем головка сервисной гайки должна стоять вертикально, иначе затвор не закроется и станет пропускать теплоноситель в обратную сторону.

Не приобретайте арматуру в чугунном корпусе. Она тяжелее и менее надежна в работе.

Правильность монтажа сверяйте по стрелке на корпусе клапана, указывающей направление протока воды.

Нельзя ставить арматуру с пружинным запором в схему с естественной циркуляцией – самотек остановится из-за высокого сопротивления.

Тарельчатые и лепестковые затворы нуждаются в периодическом обслуживании и очистке. Если под уплотнитель седла попадут твердые частицы или отложения, невозвратный клапан потеряет герметичность. Лучший способ прочистки – снять элемент и продуть прилегающие поверхности компрессором.

Заключение

В квартирах и частных домах небольшой площади, обогреваемых одними радиаторами, обратные клапаны не понадобятся. Разве что поставить его на трубопровод подпитки. Когда схема усложняется присоединением бойлера ГВС, теплых полов либо второго котла, обязательно продумайте способ развязки контуров. Если монтаж гидрострелки или буферной емкости не планируется, устанавливайте подходящую запорную арматуру.