Предохранительные клапаны в системах отопления

Неправильная эксплуатация, всплески и перепады давления могут вызвать сбои работы системы обогрева. Последствия ситуаций такого типа критичные: поломка деталей, разрушение сооружения, серьезная угроза жизни людей. Избежать небезопасных рисков поможет обыкновенный предохранительный клапан в системе отопления. Поэтому стоит разобраться в их разновидностях, принципе действия, особенностях выбора.

Принцип действия

Главный элемент клапана — пружина из стали. За счет собственной упругости она контролирует давление на единственную мембрану, заслоняющую наружный выход. Перепонка располагается в седле и поддерживается пружиной, крайняя часть которой упирается в металлическую шайбу. Она надежно фиксируется на штоке, прикреплена к рычагу из пластмассы.

Клапан безопасности для отопления действует следующим образом:

1. В обычных условиях мембрана находится в седле, напрочь перекрывает проход.
2. Как только теплоноситель перегревается, он начинает расширяться, создает повышенное давление в закрытой гидросистеме. Последнее часто компенсируется расширительным баком.

Сбросной механизм устанавливают на магистральном участке недалеко от нагревательного агрегата. Рекомендуемое расстояние — 0,5 м.

Если котел работает на высокой мощности (температура теплоносителя достигает 95 °С), то срабатывание защитного устройства случается циклически. Это крайне негативно отражается на предохранительном устройстве: по причине потери герметичности оно подтекает.

Разновидности клапанов

Для установки в систему обогрева подходят следующие виды механизмов:

Сбросной

По принципу самого простого защитного устройства функционирует сбросной клапан для отопления: образующиеся газы или теплоноситель после достижения границы избыточного давления надавливают на мембрану и оставляют систему.

Рычажно-грузовой

Подходит для труб с диаметром 0,2 м и больше. В отопительные системы, в которых источник тепла — котел, клапаны рычажно-грузового типа не устанавливаются. В этих механизмах для увеличения воздействия на мембрану применяют груз. С целью определения силы давления, при достижении которой клапан включается в работу, проводится настройка методом изменения массы груза.

Обратный

Аварийное устройство такого вида монтируют для сброса чрезмерного давления. Дополнительно он разрешает теплоносителю перемещаться по трубам лишь в одном течении, определенном проектом.

Пружинный

Наиболее востребованный прибор, используется для автономной системы обогрева. Устройство отличается прочностью, простенькой конструкцией: шток прижимается пружиной. Настроить параметры срабатывания устройства возможно присутствующим регулирующим механизмом. Сила воздействия определяется степенью сжатия.

Шаровый

Имеет очень простую конструкцию: отверстие закрывается обычным стальным шаром (силой веса). Давление срабатывания клапана вычислено предварительно, оно напрямую зависит от диаметра отверстия и веса шара.

Воздушный

Предназначение такого клапана — освобождать систему от образующихся газов, которые создают пробки и препятствуют правильной работе отопления.

Требования к установке клапанов

Устройство удаления чрезмерного водяного давления устанавливают с учетом расширительного бака в системе обогрева. Предохраняющий клапан срабатывает после исчерпывания объема мембранного бака. Механизм ставят на трубопровод, подсоединенный к патрубку котла. Приблизительное расстояние — 20 — 30 см.

При этом непременно требуется выполнять такие условия:

• В случае монтажа клапана отдельно от группы безопасности, прежде требуется вмонтировать манометр с целью контроля давления.
• Между клапаном и агрегатом для обогрева нельзя устанавливать задвижки, краны, насосы.
• К клапану (выходному патрубку) присоединяют трубу для слива переизбытка теплоносителя.
• Защитный механизм рекомендуется устанавливать в наивысшей точке системы циркуляции теплового носителя.
• Устройство защиты требуется менять после семи-восьми срабатываний из-за потери герметичности.

Предохранительный сбросной клапан системы отопления — важный элемент автономного отопления закрытого типа, совершенно независимо от вида котла. Даже если последний включает собственную группу безопасности, специалисты рекомендуют на самом контуре установить еще один.

Рекомендации при выборе

Перед приобретением конкретного предохранительного оборудования требуется изучить в подробностях технические параметры котельной установки. Настоятельно рекомендуется детально ознакомиться с инструкциями изготовителей, в которых прописаны граничные параметры оборудования.

Дальнейшие критерии играют основную роль в выборе требуемого клапана:

• производительность отопительного агрегата;
• допустимое давление в системе для тепловой мощности обогревательного оборудования;
• диаметр клапана.

Помимо вышеуказанного нужно проверить, что регулятор давления защитного механизма имеет диапазон, подходящий для параметров отопительного агрегата. Давление срабатывания должно превосходить рабочее значение нормального функционирования системы на 25-30 %.

Диаметр клапана должен соответствовать размеру подводящего патрубка. Иначе под влиянием гидравлического сопротивления клапан не сможет полностью выполнять свои функции.

Неплохо, если устройство изготовлено из латуни. У нее маленький коэффициент температурного расширения. Такая характеристика исключает разрушение корпуса под чрезмерным давлением. Блок регулировки производится из стойких к высокой температуре материалов, которые сохраняют требуемую жесткость даже в случае соприкосновения с кипятком.

Причины срабатывания клапана

Исправное защитное устройство никогда не сработает без причины. Каждое срабатывание клапана необходимо исследовать, чтобы определить провоцирующий фактор. Их может быть несколько. Хоть они и не всегда серьезные, проверке подлежит каждый.

• Нестабильная работа или авария системы терморегуляции котла отопления. Срабатывания обычно частые, разлив воды обильный.
• Проблемы с расширительным баком. Это может быть первоначальная настройка. Скрытые причины: неисправность ниппеля, поломка мембраны. В таких случаях в системе возникают резкие скачки давления, что ведет к коротким и частым раскрытиям клапана.
• Граничное значение давления в системе отопления. Механизм защиты протекает слегка. Такие проявления присутствуют, поскольку точность пружинного устройства – ±20%. Чтобы избежать таких ситуаций, следует более точно настраивать систему и подбирать соответствующее оборудование.
• Износ клапана. После нескольких срабатываний качество работы защитного устройства понижается. Поэтому его лучше заменить на новое или отремонтировать.
• Нарушение работы пружины. Это происходит со временем, даже при отсутствии срабатываний. Иногда подкапывания появляются в результате просачивания теплоносителя вокруг штока. При подобных обстоятельствах также нельзя избежать ремонта или замены.

Проверить исправность защитного клапана можно при помощи красной рукоятки. Если ее повернуть в направлении по часовой стрелке, на нормальном клапане должна появиться вода. Течь прекращается сразу же после остановки вращения рукоятки. Если этого не происходит, требуется покрутить еще раз. Когда и это не помогает, потребуется замена защитного устройства.

Устройство безопасности для регулирования давления считается достаточно надежным из-за конструктивных особенностей. Накануне выбора в первую очередь нужно обратить внимание на качественные характеристики материала, не стоит покупать дешевое изделие. Очень важна правильная настройка клапана по допустимому давлению котла.

Сбросной предохранительный клапан в системе отопления

Из-за неправильной эксплуатации, разницы температур, а также увеличения давления в работе отопительных автономных систем нередко начинают происходить сбои. Негативные последствия в этих случаях могут быть критичными: от выхода из строя отдельных элементов до разрушения строений. Не допустить этого сможет помочь предохранительный клапан в системе отопления.

Системы отопления наполняются водой с температурой около 16 градусов. Перемещаясь по замкнутому кругу, тепловой носитель нагревается, расширяясь в объеме. При этом значительно увеличивается давление, которое оказывает разрушительное воздействие на внутреннюю поверхность трубопровода и находящиеся в системе приборы.

Увеличение допустимой нормы, как правило, больше 3,65 бар, может привести к следующим последствиям:

• повреждение либо разрыв соединительных участков, сделанных из полимеров;
• протечка в месте соединения труб;
• замыкание электрического оборудования;
• взрыв котла.

Самый высокий риск относится к твердотопливным котельным устройствам, в которых сложно отрегулировать мощность тепловой отдачи. Мощность газовых и электрических котлов можно быстро откорректировать от стартовых показателей в меньшую сторону. Зачастую в этом оборудовании находится группа безопасности, которая отключает рабочие элементы во время значительного увеличения температуры.

Интенсивность горения в твердотопливном котле можно откорректировать при помощи закрытия либо открытия заслонки. Причем сила отдачи тепловой энергии изменяется не сразу, а со временем. Из-за инерционности теплового генератора горячая жидкость может сильно нагреваться.

Если уголь в топке сгорания хорошо нагревается, доведя жидкость до требуемого температурного режима, то доступ кислорода закрывают, и активное пламя затухает.

Но в раскаленном состоянии топочная камера еще может выделять скопившуюся тепловую энергию. Достигая 93−97 градусов, тепловой носитель закипает и запускает активное образование пара. В результате чего происходит увеличение давления.

Именно в этих случаях в работу включается аварийный клапан сброса давления в системе отопления. Во время достижения критичного показателя он открывает заслонку, освобождая выход для пара. После нормализации показателей клапан закрывается и заново переходит в режим ожидания.

Устройство предохранительного клапана для котла обязательно не только для твердотопливного отопительного агрегата, но и для парового оборудования. Большинство отопительных котлов на сегодняшний день комплектуются этим прибором еще на стадии изготовления.

В конструкции клапана отопления находятся два обязательных элемента: запорная арматура, которая состоит из затвора и седла, а также датчик силового воздействия. Отличают несколько основных разновидностей этого защитного устройства:

• Отличие по способу зажима.
• По высоте подъема затвора.
• Отличие по скорости включения.
• Аварийные трехходовые клапаны.

В системах отопления домов, а также в промышленных системах малой мощности, как правило, выбирают пружинный вид изделия.

Устройство характеризуется небольшими размерами, простым и практичным строением, доступной стоимостью, возможностью сочетания со всеми элементами группы безопасности. Сжатие механизма будет зависеть от показателей давления, во время которого срабатывает датчик. На диапазон этих настроек влияет упругость непосредственно пружины.

Принцип работы подрывного клапана:

• на затвор этого устройства действует поток теплового носителя;
• передвижение жидкости ограничивается давлением на клапан пружины;
• образуется высокое давление выше силы сжатия, это приподнимает затвор кверху;
• после этого теплоноситель перенаправляется в выходной патрубок;
• удельная емкость воды нормализуется;
• пружина перекрывает затворный механизм, возвращая его в изначальное положение.

Корпус сбросного клапана для отопления изготавливают из высококачественной латуни с помощью технологии горячей штамповки. При изготовлении пружины применяется сталь. Ручку, уплотнитель и мембрану делают из полимерных материалов.

Определенные торговые бренды позволяют подобрать конструкцию с уже заданными настройками. При этом в ассортименте существуют устройства, которые настраиваются по месту установки во время первого запуска и проверки работы оборудования.

Рычажно-грузовые клапаны не настолько популярны. В автономных котловых отопительных системах их устанавливают нечасто. Основная работа этих приборов сосредоточена в промышленной сфере, когда сечение труб составляет не меньше 250 мм.

Усилие на затворку в этом оборудовании создает не пружина, а груз, который навешен на рычажный механизм. Именно этот груз перемещается по длине рычага, контролируя силу прижимания штока к седлу.

Рычажно-грузовой механизм открывается, когда давление окружающей среды снизу золотника выше показателей, которые исходят от рычага. После чего теплоноситель переходит через отверстие сброса.

Давление срабатывания определено длиной рычага и весом груза. Рычажные механизмы не уступают пружинным клапанам относительно надежности, но стоят немного дороже. Устройства монтируются на фланцевые детали соединения труб с сечением внутреннего прохода не менее 70 мм.

В малоподъемном оборудовании заслонка приподнимается не больше, чем на 0,07 размера седла. Механизм открытия в этих приспособлениях пропорциональный. Этой конструкции свойственна невысокая пропускная возможность и примитивное устройство.

У полноподъемного оборудования возможность поднятия затвора намного выше. Это обозначает, что пропускная способность этого механизма значительно лучше, в отличие от вышеописанного способа, потому эта система может скидывать более масштабное количество излишков теплового носителя.

Крышка заслонки пропорциональных механизмов открывается не сразу. Чаще всего размер открытия прямо пропорционален увеличению давления, которое создается на внутренней части трубопровода. Вместе с подъемом механизма постепенно повышается количество сбрасываемого теплового носителя.

Конструкция этого оборудования не ограничена возможностями применения в сжимаемой среде, но все же она чаще всего применяется в системах отопления с водой или иной жидкостью.

Двухпозиционные клапаны характеризуются мгновенным срабатыванием с открытием после достижения заданных параметров давления, когда открыта заслонка предохранителя.

Опытные мастера советуют устанавливать эти устройства в сжимаемых средах. К числу основных недостатков относится наличие автоматических колебаний заслонки.

Во время установки двухпозиционного затвора в системе отопления с жидким тепловым носителем необходимо не забывать, что при резком открытии заслонки происходит большой выброс воды. Из-за чего очень быстро может снизиться давление. Клапан моментально закроется, это в свою очередь повлечет гидроудар. Пропорциональные механизмы лишены этого недостатка.

Отдельно нужно выделить трехходовой клапан с электрическим либо ручным переключателем. Это устройство используется в системах отопления с низкотемпературными контурами.

Конструкция предохранительного клапана отопления для котлов имеет 3 отверстия, одно входное, два — выходные. Потоки теплоносителя контролирует затвор, который изготовлен в форме штока или шара. Передвигающая жидкость распределяется с помощью вращения.

К примеру, в доме установлена отопительная схема с системой теплого пола и обычных батарей. Требования СНиП для работы теплых полов предусматривают умеренные температуры теплового носителя.

Котел разогревает жидкость в едином температурном режиме для любой установленной системы. В этом случае возникает необходимость в распределяющем клапане, с этими задачами лучше всего сможет справиться трехходовая запорная арматура.

Этот клапан отвечает за следующие функции:

• помощь в смешивании теплового носителя из центрального трубопровода подачи/обратки для транспортировки в систему теплого пола более холодной жидкости, чем в батареи;
• перераспределение плотности перемещения воды по зонам;
• ограничение областей.

Для того чтобы не производить самостоятельно регулярный контроль температуры, можно обратить внимание на клапаны, которые снабжены сервоприводом.

Это оборудование работает от датчика, находящегося в низкотемпературном контуре. Во время изменения температурных показателей включается запорная арматура, которая открывает или закрывает подачу теплоносителя из обратного трубопровода.

Прежде чем остановиться на определенном предохранительном клапане, необходимо непременно подробно познакомиться с технической характеристикой котельного оборудования.

Не нужно пренебрегать изучением инструкции завода-изготовителя, где описываются все допустимые значения. Основную роль во время выбора изделия играют несколько факторов:

• Диаметр пропускных отверстий в предохранительном клапане.
• Наибольший возможный показатель давления теплоносителя в котле.
• Мощность теплового оборудования.

Необходимо проверить, чтобы регулятор давления находился в диапазоне, в пределах которого находятся параметры определенного котла. Давление срабатывания обязано находиться в районе 27−32% больше рабочего режима, которое требуется для нормальной работы системы.

Диаметр клапана обязан быть меньше сечения патрубка. В противном случае постоянное сопротивление не позволит предохранителю полноценно выполнять свои функции.

Наилучший материал изготовления изделия — латунь. Этот металл имеет наименьший показатель температурного расширения, когда исключается разрушение корпуса от действий повышенного давления.

Блок регулировки производится из термоустойчивых пластиковых материалов, которые сохраняют требуемую жесткость даже во время контакта с кипящей водой.

Запланировав установку клапана, необходимо предварительно подготовить комплект инструментов. В работе потребуются: крестовые отвертки, гаечные и разводные ключи, герметик, рулетка, пассатижи.

Перед тем как начать работу, необходимо определить место для установки. Лучше всего закрепить клапан на подающей трубе, неподалеку от выходящего патрубка котла. Оптимальная дистанция между элементами — 250−350 мм.

В СНиП процесс монтажа указан пошагово. Определенные основные правила установки неизменны для любых видов клапанов:

• в пружинных механизмах ось обязана иметь вертикальное месторасположение и находиться под корпусом прибора;
• если предохранитель устанавливается не в группе безопасности, то около него обязан находиться манометр;
• чтобы не допустить повреждения корпуса во время вращения клапана, необходимо использовать ключ с той стороны, с которой происходит закручивание;
• в рычажно-грузовом механизме рычаг устанавливают в горизонтальном положении;
• на участке труб между оборудованием отопления и предохранителем запрещается установка кранов, обратных клапанов, циркуляционного насоса, задвижек;
• выходной патрубок подключается к канализационной системе не напрямую, а с включением приямки либо воронки;
• в системах, в которых передвижение воды происходит естественным способом, клапан устанавливается в самой высокой точке;
• сливная трубка, которая отводит тепловой носитель в канализацию или обратку, подсоединяется к выходящему патрубку клапана.

Условное сечение устройства выбирается с учетом утвержденных Гостехнадзором способов. Чтобы решить этот вопрос, нужно обратиться за услугами к специалистам. Если этой возможности нет, то для расчета можно использовать онлайн-программу.

За регулировку клапана отвечает тип прижимной конструкции. В пружинных устройствах находится колпачок, сжатие пружины можно настроить с помощью его вращения. Точность регулировки у этой конструкции довольно высокая — +/- 0,3 Атм. В рычажных моделях настройки производятся с помощью передвижения груза либо наращивания массы.

После 9−10 срабатываний в установленном клапане происходит износ тарелки и пружины, в результате этого нарушается герметичность. В этой ситуации следует поменять защитное устройство на новое.

Предохранительный клапан — это надежный и простой в эксплуатации механизм, который даст возможность обезопасить ваш дом от непредвиденных аварийных случаев, происходящих в системах отопления. Для чего просто достаточно подобрать качественное устройство с подходящими показателями, а после произвести его правильную установку и настройку. Кроме этого, необходимо регулярно производить проверку состояния механизма.