Автоматический воздухоотводчик. Для чего он нужен в системе отопления?

Отопительным системам с естественной циркуляцией незнакома проблема воздушных пробок – воздух выходит естественным путем. Системы обогрева закрытого типа, включая централизованные, зачастую страдают от скопившегося воздуха. Им не обойтись без ручных или автоматических воздухоотводчиков.

Причины завоздушивания отопления

• содержание растворенного кислорода в трубах водяного отопления, который при нагревании выделяется в виде микропузырьков, образующих впоследствии воздушную пробку;
• подача носителя слишком быстро при наполнении системы, в итоге воздух не успевает стравиться;
• поступление воздуха в трубы в результате утечки носителя (например, неплотно закрученные соединения);
• применение в отоплении труб с кислородопроницаемыми стенками;
• появление воздушных пробок в результате неправильного монтажа системы обогрева и после проведения ремонтных мероприятий.

Что делать в случае, если системы отопления коснулась одна из перечисленных неприятностей? Конечно же, стравить воздух. Для этого в систему врезается воздухоотводчик. Разберемся далее, что из себя представляет прибор автоматического типа.

Устройство

Конструкция автоматического воздухоотводчика заключена в металлический корпус (бронза, латунь, нержавейка), снизу которого находится присоединительный патрубок. Корпус герметичен, может быть цилиндрической или конусообразной формы. В нашей стране налажен выпуск воздухосбросов с наружной присоединительной резьбой 1/2” (Ду15) и ¾” (Ду 20), в редких случаях можно встретить 3/8”. Внутри бочонка находится поплавок из полимерного материала или из нержавеющей стали. Через коромысло (рычаг) поплавок совмещается с золотником (подпружиненным спускным клапаном), на штуцере которого размещается запорный колпачок. В целом, деталь выглядит следующим образом:

Принцип работы

Автоматический воздухоотводчик призван действовать без вмешательства со стороны пользователя отопительной системой. Рабочий алгоритм прибора несложен:

1. В нормальном состоянии корпус воздухоотводчика заполнен носителем, выталкивающим поплавок кверху. Таким образом, воздухосброс пребывает закрытым.
2. При попадании воздуха уровень теплоносителя опускается, а вместе с ним и поплавок.
3. Достигнув критической отметки, поплавок с помощью рычага открывает спускной клапан.
4. Под давлением воды воздух выходит, его место снова занимает вода, вновь поднимая поплавок наверх.
5. Клапан закрывается.

Схема работы выглядит следующим образом:

Важно! Отводчик воздуха автоматического типа будет служить во благо нормального функционирования отопительной системы при температуре от -10С до +120С. Не следует думать, что, установив прибор, можно навсегда забыть о нем и о тех проблемах, которые он решает. Как и любому другому устройству, воздухоотводчику необходим уход, профилактический осмотр и чистка. При циркуляции в трубах теплоносителя низкого качества эти действия должны производиться регулярно. Для надежной бесперебойной работы устройства, ему нужно находиться под гидростатическим давлением, а это возможно только при соблюдении требований к рабочему давлению во всей систем обогрева.

Варианты исполнения приборов

Автоматические воздухосбросники имеют три разновидности: углового типа, прямого и радиаторного. Внешние различия и область применения при этом никоим образом не оказывают влияния на принцип работы устройств. Разберем особенности каждой модификации.

Прямой воздухосбросник

Наиболее распространенный тип с прямым присоединительным патрубком. Устанавливается в самых высоких точках отопительной системы, где чаще всего образуются воздушные пробки.

Прямой автоматизированный воздухоотводчик входит в группу безопасности теплогенератора, которая располагается на отходящей от него трубе. Воздухосбросник здесь необходим для отвода воздуха при наполнении котловой емкости водой. В случае проведения профилактических работ, котловой бак можно отсоединить от системы отопления и опустошить посредством воздухосброса.

Установки воздухосбросника требуют также некоторые виды циркуляционных насосов в целях обеспечения бесперебойного функционирования. Перекачивающее оборудование транспортирует лишь несжимаемую среду, и, в случае появления воздушной пробки в рабочем колесе, оно может остановиться. Эту угрозу контролирует и предотвращает отводчик.

Угловой вариант

Угловой воздвухоотводчик монтируют на участках, где нет возможности установить обычный прямой. Это труднодоступные, удаленные, горизонтальные отрезки трубопровода. Патрубок у такого прибора выходит снизу, а затем разворачивается под углом 90 градусов.

Радиаторный воздухосбросник

Автоматический радиаторный воздухоотводчик монтируют на радиаторы вместо кранов Маевского. Он немного отличается от традиционной модели по размеру и дороже по стоимости. Врезка элемента необходима в алюминиевых и биметаллических батареях, где при химической реакции металлического сплава с носителем постоянно образуются воздушные пробки.

Участки установки автоматического воздухосбросника

Где в схеме отопления с принудительной циркуляцией должен присутствовать воздухосброс для наиболее эффективного выполнения своего прямого предназначения? Как предотвратить образование воздушных пробок в системе? Существует несколько определенных требований:

• Трубопровод необходимо проложить таким образом, чтобы теплоноситель и выделяемый воздух двигались в одном направлении. Смысл состоит в том, чтобы горячий носитель восходил от основного стояка к отдаленным;
• Воздухосбросник монтируется на самых высоких участках. Для этого существует вполне объяснимая законами физики причина: выделение воздуха начинается при уменьшении скорости течения носителя тепла, а процесс этот происходит как раз в наивысших точках;
• Вероятность риска образования воздушных пробок в большой степени присутствует на поворотах трубопровода, на участках перехода с большего на меньший диаметр труб, непосредственно на обогревательных приборах (радиаторах). Поэтому вполне логично устанавливать воздухосборники именно в таких местах.

Последствия отсутствия воздухосбросника в отоплении

Функционирование отопительного комплекса основано на циркуляции в трубопроводе носителя и отдаче части тепла обогревательным приборам. Последние, в свою очередь, делятся этим теплом с помещением, в котором находятся. Образовавшаяся в трубопроводе или в радиаторе воздушная пробка (завоздушивание) ведет к нарушению всего процесса: циркуляция теплоносителя затрудняется либо останавливается совсем. Чем еще чревато отсутствие в схеме отопления автоматических воздухоотводчиков?

• шумное движение носителя в трубах, вибрация, повышение вероятности разрушения в местах пайки;
• завоздушивание на удаленных отрезках трубопровода, на тех площадях, где температурный режим не подвергается постоянному контролю, может вызвать остановку циркуляции через некоторые радиаторы. В ряде случаев это может привести к размораживанию всего обогревательного комплекса;
• снижение эффективности теплоснабжения и перерасход отопительного сырья;
• выход из строя радиаторов, вызванный коррозией. Образуется коррозия в результате попадания воздуха на внутренние стенки батарей.

Автоматические воздухоотводчики – это такие же необходимые составные части системы отопления, как обогревательные приборы, трубы и теплогенератор. Автоматизированные устройства дают возможность отопительному комплексу функционировать полноценно и поддерживают в действующем состоянии все остальные элементы схемы.

Схема закрытой системы отопления с принудительной циркуляцией

Хозяевам индивидуальных жилых домов при обустройстве автономного отопления приходится решать ряд важных задач по выбору нагревательного оборудования, системы для организации циркуляции теплоносителя, типа теплообменников, трубной разводки. Вариант, которому отдают предпочтение подавляющее большинство пользователей — закрытая система отопления с принудительной циркуляцией, схема которой позволяет реализовать разнообразные методы обогрева помещений.

Собственникам перед устройством отопительной системы полезно знать принципы ее функционирования, организации, изучить используемые трубы, котлы и технические приборы. Как для простых, так и для более сложных систем обязательно составляется схема отопления, по которой специалисты проводят монтаж оборудования, арматуры и трубопроводов.

Рис. 1 Закрытая система отопления с принудительной циркуляцией схема — схема для индивидуального дома

Принцип функционирования закрытой системы

Чтобы не совершить критических ошибок при организации автономного отопления, в первую очередь учитывают эксплуатационные и расходы на топливо в долгосрочной перспективе со средним сроком примерно в 20 лет. И в этом отношении водяное отопление и установка газового котла даже при начальных сверхвысоких затратах оказываются экономичнее при длительной эксплуатации.

Нагретая в котлах вода не может циркулировать по трубам, если для этого не соблюдены определенные условия. Поэтому отопительный контур дополняют верхним расширительным баком или делают закрытым, а воду по нему проталкивают электронасосом.

Для сбора избытка теплоносящей жидкости, которая в нагретом состоянии расширяется, в закрытом контуре применяют накопительный бак. Излишки воздуха выпускают через воздухоотводчики, для защиты оборудования и приборов в случае превышения отопительной жидкостью предельных температур используют аварийные спускные клапаны.

Рис. 2 Схема открытой системы отопления индивидуального дома

Система отопления двухэтажного частного дома – варианты, схемы, монтаж. В отдельной статье подробно рассказывается про возможные варианты организации автономной системы отопления частного дома, схемы, оборудование, монтаж.

Сравнение закрытой и гравитационной систем

Помимо закрытой, в индивидуальных домах применяется система отопления без насоса, получившая название самотечной или гравитационной.

При ее организации нагретую котлом отопительную жидкость направляют по вертикальной трубе в расширительный бак, которой располагают в самой верхней точке дома (на чердаке). Вода поступает в бак самотеком за счет меньшей плотности горячих водных масс, выталкиваемых холодными.

От бака прокладывают с небольшим уклоном горизонтальную трубу с боковыми отводами к каждому радиатору, по которой нагретая вода затекает в теплообменные приборы. Снизу от каждой батареи отходит отвод, который подключают к общему трубопроводу обратки, проложенному с некоторым уклоном и подсоединенному к котлу.

Таким образом, система отопления с естественной циркуляцией не нуждается для обеспечения тока жидкости в каких-либо дополнительных приборах. Основные отличия самотечной и закрытой принудительной систем заключаются в следующем:

• Среднее давление в отопительном контуре индивидуальных систем составляет 1 — 1,5 бара. Чтобы достичь нижнего порога в одну единицу, расширительный бак придется поднимать на высоту 10 м от котла. Это не всегда удается достичь в домах с двумя этажами и совершенно невозможно получить такое расстояние в одноэтажных зданиях.
• В системах без циркуляционного насоса из-за низкого давления нельзя использовать контуры теплых полов. Впрочем, и в контурах с принудительной циркуляцией нередко в коллекторный узел разводки отопительного трубопровода устанавливают дополнительный циркуляционник.

Рис. 3 Материалы труб для отопления: нержавейка, медь, полипропилен, сшитый полиэтилен

• Теоретически самотечная система отопления в частном доме может функционировать без электроэнергии, хотя в реальности многие автоматизированные газовые котлы также не работают без электричества. Однако бензиновый генератор поможет справиться с проблемами отсутствия электроэнергии в любых системах, обеспечивая напряжением питания циркуляционные электронасосы и автоматику котлов.
• Если скорость перемещения тока воды в самотечных системах можно повысить, подключив в линию обратки через байпас циркуляционный электронасос, то проблемы с эстетичностью внешнего вида практически неразрешимы. Даже если спрятать горизонтальную трубу от расширительного бака под потолком, то подходящие к каждому радиатору по стенам вертикальные участки труб не только испортят внешний вид комнат, но и принесут массу неудобств при расстановке мебели, навешивании карнизов.
• В принудительных системах трубопровод можно полностью скрыть под полом, что многие и делают.
• Для предохранения воды от замерзания в нее добавляют антифризы, основные из которых — дешевой ядовитый этиленгликоль и абсолютно безвредный пропиленгликоль. Если в закрытый контур можно залить ядовитую жидкость, и она не будет иметь выхода наружу, то в открытом контуре придется применять только дорогостоящую незамерзайку.

Рис. 4 Условные обозначения на схемах элементов отопительных систем по ГОСТ 21.205-93

Закрытая система отопления с принудительной циркуляцией схема

Если рассматривать отопительную систему закрытого типа с насосом, то имеется ряд элементов, без которых ее функционирование невозможно. Замкнутая система отопления индивидуального дома помимо трубопровода обязательно включает в себя электронасос, расширительный бак, запорно-регулирующую арматуру, воздухоотводчики.

ГОСТ 21.205-93 регламентированы условные обозначения практически всех основных элементов, которые включает в себя любая схема закрытой системы отопления. При составлении плана специалистами инженерно-проектных организаций данные символы проставляют в чертежах, знание которых иногда может быть полезно собственникам при их изучении.

Основные узлы системы отопления закрытого типа

Обычно при монтаже закрытой системы обустраивают котельную, которая может находиться в доме или отдельно стоящей постройке.

В ней устанавливают котел и рядом с ним размещают все основное оборудование, от которых прокладывают трубопровод к теплообменникам в доме.

Рис. 5 Закрытая отопительная система и ее составляющие