Устройство автоматического воздушного клапана для отопления

В трубопроводах и устройствах водяного отопления постоянно в различном количестве находится воздух. Он выделяется из теплового носителя (вода имеет в своем составе кислород в растворенном виде), попадает через стенки пластиковых труб и остается в центральных магистралях во время наполнения системы. Удаление появляющихся пузырей — это главная задача, которую решает воздушный клапан для отопления.

Клапан на батарее отопления для сброса воздуха позволяет избавляться от газов, скопившихся в центральном трубопроводе и батареях. Завоздушивание отопительной системы может происходить по нескольким основным причинам, в числе которых:

1. 1. Из-за очень быстрого наполнения контура тепловым носителем вода в системе не успевает вывести воздушные массы естественным способом. Теплоноситель необходимо заполнять с нижней точки, чтобы воздух выводился кверху и выходил через открытый спускник.
2. 2. По причине повышенного количества растворенных газов в тепловом носителе, для которого не проводились специальные подготовительные мероприятия — деаэрация. Растворимость газов происходит с учетом температуры среды, и во время нагрева жидкости воздух отделяется от теплоносителя и накапливается, образуя пробки.
3. 3. Процесс проведения ремонтных работ, которые связаны с заменой различных элементов без полного слива жидкости, когда ремонтируемый контур или отопительный прибор отсекается от всей системы, а после подсоединяется обратно.
4. 4. В результате попадания воздушных масс через стенки пластиковых труб, если они изготовлены из материала без антидиффузионного покрытия. Во время организации трубопровода этот нюанс необходимо непременно учитывать.
5. 5. Вследствие процесса коррозии во время контакта кислорода с металлом из воздушных молекул освобождается водород, который тоже начинает накапливаться в отопительной системе.
6. 6. Во время нарушения герметичности.

Растворенный в тепловом носителе воздух со временем выводит из строя металлические трубы и батареи, а также стальные элементы котла отопления. Коррозионное действие воздуха, который был вначале растворен в воде, а после отделился во время повышенных температур, значительно выше показателей атмосферного воздуха из-за высокого количества кислорода.

Образовавшиеся в трубах газы не только начинают провоцировать или ускорять процесс коррозии металлических элементов, но и создают воздушные пробки, которые мешают системе отопления нормально функционировать:

1. 1. Газовые пробки играют роль теплоизолятора, и если воздух образовался на верхнем участке радиатора, то он хуже нагревается и передает в комнату меньшее количество тепла.
2. 2. По причине пробок снижается циркуляция теплового носителя, в отдельных случаях перемещение воды по трубопроводу может быть полностью заблокировано. В этой ситуации отопительные устройства быстро охлаждаются.
3. 3. Насосы для передвижения теплового носителя по контуру не рассчитаны на циркуляцию воздуха, во время работы с завоздушенной жидкостью крыльчатка и подшипники оборудования подлежат износу намного быстрее.
4. 4. При наличии газовых пробок передвижение воды по отопительному контуру начинает сопровождаться журчанием и булькающими звуками, это причиняет акустический дискомфорт в помещении.

Специальный клапан для сброса воздуха из системы отопления позволяет решить проблемы, которые связаны с появлением пробок. Главное — правильно выбрать оборудование и определить участки установки воздухоотводчиков.

Для избавления от пробок в центральной отопительной магистрали предусмотрен монтаж кранов для сброса на крайних батареях в каждом контуре. Автоматические воздушные клапаны для системы отопления позволяют осуществить стравливание воздуха, который вытесняется в крайнюю точку контура во время наполнения системы тепловым носителем.

Автономные системы отопления, а также новые батареи, которые подключены к центральной тепловой сети, оборудуются специальными воздухоотводными клапанами. Выделяют два вида этого оборудования — ручной кран Маевского и автоматический воздухоспускной клапан.

Приборы выбираются с учетом удобства эксплуатации и принципа работы, устанавливают их на тех участках контура отопления, на которых находится максимальный риск образования газовых пробок — на верхний коллектор всех батарей, а также в наивысшей точке отопительной системы.

Автоматический воздушник в системе отопления состоит из цилиндра, в котором внутри находится пластмассовый поплавок. Прибор монтируется вертикально, его внутренняя часть в нормальном режиме наполнена тепловым носителем, который под напором передвигается через нижнее отверстие камеры.

Автоматический спускной клапан отопления оборудован игольчатым штоком — именно к последнему на рычаге закрепляется поплавок.

Если в трубе появляется пробка, то воздух начинает устремляться к наивысшей точке батареи либо контура отопления в общем. Если на этом участке расположен клапан, который работает в автоматическом режиме, то тепловой носитель из внутренней камеры выталкивается воздухом. Во время вытеснения воды поплавок начинает опускаться, открывая клапан, вследствие этого выходят газы из труб или радиаторов, и камера заново наполняется жидкостью.

Автоматический сбрасыватель воздуха со временем обрастает накипью и заиливается. Это приводит к неправильной работе устройства, потере герметичности конструкции — через клапан начинает протекать вода. Этот прибор нуждается в замене — автоматические устройства являются неремонтопригодными. Число устанавливаемых отводчиков будет зависеть от особенностей установленной системы отопления.

Устройство используется для монтажа:

• на наивысшем участке вертикальных стояков — именно здесь собирается воздух;
• в схеме группы безопасности котла на выходящем трубопроводе, где тепловой носитель имеет максимальную температуру;
• на П-образные петли, которые организуются для компенсации расширения труб;
• на коллекторы теплого пола, чтобы была возможность выводить воздух из контура.

Ручной клапан для сброса воздушных масс также известен как кран Маевского. В этой конструкции нет подвижных частей, потому она является намного надежнее и долговечнее, в отличие от автоматических приборов. Корпус воздухоотводного цилиндрического клапана оборудован внешней резьбой. Продольное отверстие в этой конструкции закрывается винтом, который имеет форму конуса на окончании. От центрального сквозного отверстия отводится круглый канал.

Принцип работы ручного вентиля довольно прост: откручивание винта открывает отверстие, через которое образовавшийся воздух выводится наружу с помощью канала в корпусе. После вывода газовой пробки винт вкручивается в изначальное положение. Ручные сбрасыватели воздуха в стандартном изготовлении изначально были разработаны для установки на трубопровод. Однако огромный спрос имеют краны Маевского, устанавливающиеся на отопительные панельные и секционные устройства.

В идеале воздух поднимается к наивысшим участкам контура, где находятся сбрасыватели, и стравливается клапанами. Но как показала практика, ошибки во время прокладки труб либо проектирования системы приводят к образованию пробок на труднодоступных участках. Для того чтобы избавиться от этой пробки, нужно отыскать ее месторасположение — по журчанию теплового носителя, который проходит через завоздушенные места, по более низкой температуре трубопровода или батарей, по глухому звуку во время простукивания отопительных труб.

Вывести пробку сможет помочь увеличение температуры теплового носителя либо давления в системе. Для действия давлением нужно открыть подпиточный кран, а также ближайший к пробке спускной механизм (с учетом движения потока). Поступающая в контур жидкость увеличивает давление, заставляя перемещаться пробку. Удостоверившись, что пробка ушла через кран (не слышно характерного шипения), систему переводят в нормальный режим работы.

В сложных случаях можно на пробку действовать одновременно температурой и давлением. Тепловой носитель запрещается нагревать выше максимально допустимых критических показателей, чтобы не испортить отопительную систему. Постоянное образование пробки на одном участке говорит о некорректной установке или просчетах во время проектирования. Необходимо поставить в проблемной зоне отводчик воздуха, врезав тройник в трубу.

Главный недостаток автоматических воздушников — отверстие для выпуска газа зачастую зарастает кристаллами соли. В таком случае либо перестает выходить воздух, либо кран начинает «плакать». Так или иначе, необходимо устройство демонтировать и почистить.

Чтобы это выполнить без остановки всей отопительной системы, устанавливают автоматические сбрасыватели одновременно с обратными. Первым устанавливают обратный кран, сверху него — воздушный. Если требуется, то автоматический воздухосборник просто снимают, конструкцию разбирают, очищают и собирают заново. После чего прибор снова готов стравливать газообразные вещества.

Клапаны сброса для отопительной системы могут находиться в составе схемы безопасности либо в комплекте коллектора для системы «теплый пол» или же поставляться одновременно с отопительными приборами. Автоматические воздушники выбираются с учетом рабочих характеристик (возможное давление и температурный режим), они обязаны соответствовать показателям системы отопления. По своей конструкции эти сбрасыватели делятся на вертикальные и горизонтальные, угловые и прямые приборы.

Опытные мастера советуют выбирать автоматические воздушники с выхлопным патрубком, который направлен кверху. По отзывам, изделия с боковым выходом начинают протекать намного чаще. Помимо этого, во время монтажа нужно четко соблюдать вертикальное расположение корпуса.

Ручные краны отличаются способом выкручивания винта:

• с головкой под плоскую отвертку (наиболее безопасный и удобный способ);
• с несъемной ручкой (нельзя устанавливать на участке, который доступен для маленьких детей, чтобы не допустить возможность ожога горячим тепловым носителем);
• со штоком под специально сделанный ключ (недостаток заключается в том, что ключа в необходимый момент может не находится рядом).

Такое простое, но очень важное устройство, как клапан сброса воздуха, выбрать несложно. Тем более, если оно находится в комплекте с иным оборудованием. Когда же необходимо выбирать автовоздушник отдельно, то необходимо также не забывать о качестве материала, из которого изготовлено изделие. Нужно остерегаться разных силуминовых подделок, имитирующих латунные модели.

Принцип работы воздушных клапанов в отопительных системах

В современных системах отопления для отвода скопившегося воздуха предусматривают специальное устройство – воздушный клапан для отопления. Без этого прибора отопление не смогло бы нормально работать. Скопившийся воздух препятствует движению теплоносителя и его необходимо удалять.

Почему появляется воздух в отопительной системе

Природная вода имеет в своем составе растворенные газы: кислород, азот, углекислый газ, сероводород, двуокись углерода и другие. Большая часть этих газов является составляющими воздуха. Но причиной их появления в воде служит не только воздух, но и другие процессы, происходящие в природных наземных и подземных водоемах. При повышении температуры воды растворимость газов снижается, и они выделяются из воды. Поскольку плотность газов многократно ниже плотности воды, то газы скапливаются в верхней точке системы трубопроводов.

Для удаления газов из воды предприятиями тепловых сетей проводится деаэрация воды. По сути, это тот же нагрев до высоких температур, с кратковременным отстаиванием воды в емкости, для высвобождения газов и дальнейшего их отвода из емкости. В тепловых сетях называется этот процесс водоподготовкой.

В частном доме систему отопления заполняют не подготовленной, «сырой» водой. Но в первый месяц отопления, такая вода избавится от растворенных газов и будет считаться деаэрированной. А высвободившиеся газы будут скапливаться в наиболее высоких точках системы отопления. Их необходимо стравить.

Но и в подготовленной воде происходит выделение газа из теплоносителя. Основным источником являются работающие циркуляционные насосы. При вращении лопастей, на их поверхности, из-за высокой разности скорости между потоком воды и лопатками, образуются пузырьки газов. Называется этот процесс кавитацией. Эти пузырьки, подхватываемые потоком теплоносителя, уносятся в магистральную систему отопления, из которой попадают в системы отопления зданий. При снижении скорости движения теплоносителя пузырьки также скапливаются в наивысших точках системы отопления.

Чем опасен воздух в отопительной системе

Газы намного легче воды и потому стремятся вверх. Накапливаясь, он сначала сужает полезное сечение трубопровода, тем самым нарушая нормальную циркуляцию теплоносителя. Скорость потока воды снижается. А в дальнейшем и полностью перекрывает все сечение трубы. И движение теплоносителя прекращается. Специалисты называют эту ситуацию, образование воздушной пробки.
Теплоноситель остывает, и помещение не получает необходимого тепла. Температурные условия в помещении ухудшаются.

При дальнейшем снижении температуры в помещении, ниже 0 0С, вода в системе замерзает и, расширяясь, повреждает трубы и приборы отопления. При потеплении лед оттаивает и вода, через повреждения устремляется наружу. Происходит затопление помещения и причинение ущерба имуществу. А иногда наносит вред здоровью людей, по причине ожогов.

Чтобы предотвратить нарушения в работе системы отопления, для отвода газа применяют спускной клапан воздуха для системы отопления.

Назначение и виды воздухоотводчиков

Воздухоотводчики применяются для удаления скопившегося воздуха из системы отопления. Разделяются на ручные, открываемые обслуживающим персоналом и автоматические, не требующие участие человека.
Простейшим устройством является кран. Более сложное устройство – воздухосборник. Современные устройства – автоматический воздушный клапан для отопления. В отдельных элементах системы отопления применяются специальные устройства. Самое распространенное — «кран Маевского».

Ручные воздухоотводчики

При заполнении системы отопления, теплоноситель, поступая под давлением, должен вытеснить весь газ. Для этого, в самой верхней точке системы, устанавливается кран для стравливания воздуха из отопительной системы. Чтобы заполнение произошло относительно в короткие сроки, пропускная способность крана должна обеспечить свободный выход. Поэтому устанавливают краны диаметром не менее 15 мм, а иногда и больше. После заполнения системы кран перекрывается.

В первые дни работы отопления газы очень активно выделяются из теплоносителя и накапливаются. Поэтому обслуживающий персонал ежедневно, а иногда и 2 раза в день, обходит все краны для спуска воздуха и производит его выпуск. Для этого требуется много слесарей и времени.

Для уменьшения трудозатрат стали устанавливать небольшие резервуары для сбора воздуха, которые так и назывались – воздухосборники. Теперь обход можно было выполнять намного реже, но все равно он требовался.

В современных домах все чаще применяется поквартирная разводка отопления с нижним расположением трубопровода. Применение такой системы отопления дает ряд преимуществ: экономию материалов при монтаже, поквартирный учет тепла, поквартирное регулирование температуры, вплоть до полного отключения, улучшает дизайн помещения. Но возникают и некоторые проблемы. При заполнении такой системы отопления, воздух, находящийся в батареях, невозможно вытеснить из нее. Поскольку отопительный прибор находится выше трубопровода.

Поэтому для спуска воздуха, все современные отопительные приборы комплектуются воздухоотводным клапаном для удаления газов, небольшого размера, его название «кран Маевского». По фамилии изобретателя этого крана. Открываются и закрываются эти краны только вручную. Принцип устройства прост. В пробку вворачивается винт, заостренный в конце на конус. При двух, трех оборотах, конус отходит от отверстия и медленно выпускает воздух. При появлении капель воды винт вворачивается назад и перекрывает отверстие.

Автоматические воздухоотводчики

В наше время все производственные процессы стремятся автоматизировать для сокращения затрат и повышения качества. И вместо воздухосборников придумали автоматический воздухоотводный клапан. Который самостоятельно спустит воздух из системы отопления.

Устройство автоматического воздушного клапана на отопление напоминает поплавок в карбюраторе автомобиля. При накапливании воздуха поплавок опускается. Игла, закрепленная на оси поплавка, открывает отверстие, через которое газы выходят наружу. Вода, заполняя поплавковую камеру, поднимает поплавок, и игла перекрывает отверстие.
Некоторые автоматические воздушные клапаны имеют более сложное устройство, но принцип используется тот же. Для проверки работоспособности клапана на многих устанавливается кнопка со штоком, которой можно вручную опустить поплавок и проверить наличие воздуха. Заодно оторвать острие иглы от седла отверстия, если произошло залипание, за счет отложения солей, присутствующих в составе воды.

Как подобрать воздушный клапан

Чтобы выбрать клапан, нужно знать условия и особенности, при которых он будет использоваться. А также учитывать не только полезные качества, но и недостатки воздушных клапанов. У ручных устройств, пожалуй, единственный недостаток, это участие человека для спуска воздуха.

Автоматические воздушники лишены этого недостатка, зато имеют ряд других. Во-первых, при сбросе газа, из сопла прибора вылетают брызги воды, которые оставляют следы на отделке стен, потолка или пола. Во-вторых, эти устройства могут стать причиной протечки теплоносителя, при заклинивании поплавкового механизма. Что случается при длительном нахождении в неподвижном состоянии, например, в летний период.

Поэтому при выборе воздухоотводчика, нужно учитывать и возможные последствия применения автоматических устройств.

Также надо знать, что перед автоматическим клапаном, нужно ставить кран, позволяющий отключать устройство от системы, для обслуживания, замены и на случай неисправности. При этом такой кран можно использовать для выхода воздуха при заполнении системы или слива теплоносителя. Для ускорения этого процесса достаточно выкрутить клапан из крана.

Теперь рассмотрим условия использования устройств удаления воздуха. Их можно разделить на три группы:

1. Удаление воздуха при заполнении системы, или заполнение при сливе теплоносителя.
2. Удаление скопившегося газа в процессе эксплуатации системы отопления.
3. Локальное удаление воздуха из элемента системы отопления (радиаторов) или на определенном участке трубопровода.

В первом случае применяются краны сечением не менее 15 мм. Можно использовать кран, на котором установлен автоматический клапан. Для чего клапан снимают с крана. А после окончания процесса, устанавливают назад.

Во втором случае применяется автоматический клапан, поскольку накопление газов происходит на протяжении всего отопительного периода.

В третьем случае, возможно применение автоматического клапана, в том числе и на приборах отопления, если нет опасения за отделку поверхностей, расположенных рядом. Однако поплавковый клапан достаточно габаритный прибор и заметен на радиаторе. Лучше использовать устройства типа крана Маевского. В этом случае весь процесс спуска воздуха проходит под контролем человека.

В каких случаях на радиатор ставится воздухоотводчик

Радиаторы присоединяются к системе отопления в двух точках. Одна из них является входным отверстием, через которое теплоноситель поступает в батарею, вторая выпускным отверстием, через которую теплоноситель поступает в обратный трубопровод.

В классической системе отопления каждая батарея присоединяется к подающему трубопроводу и обратному в верхней точке радиатора и нижней. При этом трубопроводы проходят вертикально, через все этажи, рядом с батареями. Иногда в одной точке подключаются сразу 2 радиатора. При заполнении системы отопления воздух вытесняется из радиатора через входное верхнее отверстие и по вертикальному трубопроводу устремляется вверх. В таком случае воздуховыпускной клапан не требуется. Но и лишним не будет.

При подключении батареи к трубопроводу, расположенному у пола или в полу по схеме нижней разводки, воздух не будет вытесняться из прибора отопления. В таком случае установка клапана на батарее отопления для сброса газа обязательна. Только после удаления воздуха из радиатора, прибор будет полностью прогреваться. Это правило верно для любого радиатора: чугунного, алюминиевого или стального.

На каких участках рекомендуется установка

Как уже отмечалось, воздушный клапан для удаления воздуха нужно устанавливать в наиболее высокой точке системы отопления. Но иногда его требуется ставить и на других участках.

При монтаже системы отопления рекомендуется горизонтальные участки выполнять с уклоном, 3:100. Это способствует отводу воздуха в наиболее высокую точку системы, для последующего его удаления. Однако не всегда удается соблюсти это условие. В некоторых случаях приходится делать местное возвышение, например, над дверным проемом или при пересечении с другими инженерными сетями. В этом случае, в наивысшей точке возвышения требуется установить воздушник на трубопроводе отопления, чтобы стравливать воздух при заполнении и по мере накопления.

Нередки случаи, когда трубы отопления меняют высоту в подвальном помещении, при переходе через капитальные несущие конструкции фундаментов и стен. В каждой наивысшей точке желательно установить клапан для спуска воздуха из системы отопления. Однако надо учитывать, что при малых уровнях перепада высот и при коротком плече, газы из мест скопления могут уноситься потоком теплоносителя. Поэтому при проектировании руководствуются расчетной методикой, учитывающей все эти факторы.

Как устанавливаются клапаны для сброса воздуха

Все воздушные клапана имеют резьбовое соединение. Для их установки на трубопроводе, в месте монтажа, присоединяется сгон с соответствующей резьбой. Далее устанавливается клапан для стравливания воздуха из отопительной системы с ручным управлением.

Если планируется поставить автоматический воздушник, то сначала устанавливается запорный кран. И только затем сам воздушник. Это необходимо, для отключения автоматического клапана при ремонте и замене, или при появлении течи.

На отопительных приборах спускники на воздухоспускной кран устанавливаются изготовителями. Однако, при необходимости, можно установить кран Маевского и самостоятельно. Для этого радиатор отключается от системы отопления. Выкручивается заглушка. В ней сверлится отверстие. Если заглушка имеет достаточную толщину, в ней нарезается резьба под кран Маевского. В противном случае, кран вставляется в расширенное отверстие, с обратной стороны устанавливается прокладка для обеспечения герметичности, далее шайба и накручивается гайка. В собранном состоянии заглушка устанавливается на место.

Как удаляется воздушная пробка

Для удаления газа, ручной кран приоткрывается на минимальное положение до появления звука выходящего воздуха или воды. При появлении воды кран перекрывается. Для защиты близкорасположенных поверхностей от брызг, можно использовать ткань, ковш, пластину.

Автоматические клапаны могут спускать воздух самостоятельно. Но периодически, раз в месяц или при снижении циркуляции, их следует проверять, производя контрольный спуск. Для этого на них установлены контрольные кнопки. При нажатии кнопки поплавок опускается. В поплавковой камере всегда находится небольшое количество газа, это нормально. Если воздуха оказалось намного больше, возможно, клапан был подклинят. Через некоторое время стоит проверить его работу еще раз.

Для удаления воздушной пробки из труднодоступных мест, либо на участке, где воздушные клапаны не установлены, следует создать максимальную скорость потока теплоносителя. Движущаяся вода будет разбивать воздушную пробку на мелкие пузырьки и выносить их из места скопления. Для этого можно произвести частичный слив воды, при работающей подпитке или подачи теплоносителя на вводе в помещение. Слив необходимо производить как можно ближе к месту завоздушивания. Профессиональные слесари удаляют таким образом пробки, через слив в подвале, даже в многоэтажных домах, когда нет доступа в закрытую квартиру верхнего этажа.

Неисправности клапана и способы их устранения

У крана Маевского при чрезмерном усилии может быть сорвана резьба. В этом случае только замена.

У воздушного клапана чаще всего происходит подклинивание поплавка, либо залипание иглы в седле при отложении солей. В разбираемых моделях это легко устраняется при разборке клапана и чистке деталей.

В неразбираемых моделях в полость клапана заливается раствор для снятия накипи. Например «Антинакипин», «Калгон» и другие. Клапан должен постоять с раствором не менее суток. Для ускорения процесса клапан с раствором следует нагреть. Можно провести такую операцию два, три раза.

Воздушные клапаны позволяют производить удаление газов, обеспечивая хорошую циркуляцию теплоносителя в системе отопления. При этом они имеют простую и надежную конструкцию. Устанавливаемые перед автоматическими клапанами воздуха краны, повышают безопасность пользования устройствами. Эти приборы требуют минимум внимания и ухода.

В видеоролике можно ознакомиться с типами защитных воздухоотводчиков, их конструкцией: