Устройство автоматической подпитки
В силу различный обстоятельств (естественное испарение, работа предохранительного элемента и пр.), объем теплоносителя в СО может уменьшаться. Чем меньше теплоносителя – тем больше воздуха в системе, который неизбежно нарушает циркуляцию воды в СО и перегреву котельного оборудования. Чтобы воздух не поступал в систему необходимо вовремя пополнять количество теплоносителя. Делать это можно вручную, а можно установить клапан подпитки системы отопления
, тем самым организовать автоматическое пополнение СО теплоносителем.
Конструкция данного рода арматуры практически не отличается от предохранительной арматуры, но принцип работы прямо противоположный: пока в СО есть необходимое давление, которое подпирает мембрану к седлу, пружина находится в сжатом состоянии. Когда давление падает ниже минимального, пружина распрямляется и отводит мембрану от седла, давая возможность поступлению воды из бака запаса или водопроводной сети попасть в СО. На рис. ниже показана конструкция данного устройства.
По мере заполнения СО, давление в ней усиливается, пружина сжимается, а мембрана садится в седло на корпусе, перекрывая подпитку.
В современности все чаще можно встретить низкотемпературные напольные и радиаторные системы отопления. В перечень регулировочных приборов входят: краны-смесители, группа безопасности, коллекторы и дешламаторы, терморегуляторы, клапаны, балансировка контуров, автоподпитка, подогрев обратки. Очень важным элементом отопительной системы является группа безопасности котла. В состав такой группы входят: предохранительный клапан для отопления, автоматический воздухоотводчик, манометр.
Предохранительная и запорная арматура системы отопления
Группа безопасности котла
Группа (блок) безопасности котла состоит из предохранительного клапана, манометра и воздухоотводчика. Установка этих элементов также входит в стоимость монтажа водяного отопления. Манометр показывает давление, а воздухоотводчик – отводит воздух из системы.
В случае неправильной эксплуатации или сбоя в оборудовании отопительной системы может возникнуть резкое повышение давления. Это может послужить причиной разрушения некоторых элементов отопительной системы, а в случае совсем неблагоприятного развития событий – разрушения строения и даже угрозы жизни людей. Именно поэтому в каждую отопительную систему отопления или горячего водоснабжения в обязательном порядке входит предохранительный клапан для отопления.
Группа безопасности котла
Как было замечено ранее, предохранительный клапан служит для того чтобы защитить систему отопления от чрезмерного давления. В данном случае самыми подверженными таким ситуациям являются системы с паровыми котлами. Но подобная ситуация может возникнуть и в более привычной для нас системе – водяном отоплении.
Случаи резкого повышения давления:
- Резкое повышение температуры воды, вследствие чего появляется пар (обычно при спускании воды из системы);
- Подпитка системы отопления частного дома слишком большим количеством воды (в случае отказа автоматических систем).
А ведь заполнение системы происходит с температурой около 15-ти градусов. Очевидно, что при отоплении температура носителя тепла увеличивается и расширяется в объеме. Именно для защиты системы и предназначена такая регулирующая арматура для отопления. Клапан входит в трубопроводную арматуру, которая в автоматическом режиме защищает систему отопления от чрезмерного давления за счет того, что часть теплоносителя удаляется из оборудования. Чаще всего применяются пружинные клапаны, они производят противодействие давлению силой пружины.
Клапаны открытого типа функционируют без использования противодавления и выводят излишнюю жидкость из отопительной системы. Регулирующий клапан на отопление закрытого типа сбрасывает носитель тепла в трубопровод, работая с применением противодавления.
Предохранительный клапан
Чтобы монтаж водяного отопления был сделан качественно и надежно, следует правильно установить предохранительные устройства. Правила установки прописываются в нормативных документах, они могут различаться зависимо от того, какая мощность оборудования и рабочее давление.
Основные принципы:
- Предохранительный клапан в системе отопления должен ставиться на подающем трубопроводе непосредственно сразу после котла. При определенном уровне мощности два устройства врезаются и дублируются.
- В системах со снабжением горячей воды клапан ставится на выходе горячей воды в верхней точке бойлера.
- Монтаж системы водяного отопления предполагает отсутствие разнообразных устройств между клапанами и магистральными трубами. Также нельзя сужать трубы на диаметр менее, чем условный диаметр клапана.
- Сбросные патрубки необходимо подсоединять к линии трубопроводов достаточного размера диаметра, выводятся они в специальное безопасное место или канализационную сеть.
Подбор условного диаметра клапана должен производиться по методикам, которые разработаны и утверждены соответствующими органами. Именно поэтому в данном случае необходимо обратиться к специалистам. Если нет такой возможности, то существуют специальные программы, производящие расчет водяного отопления частного дома.
Проверка работы клапана представляет собой принудительное его открытие, производить ее желательно регулярно. Проверка давления открытия и регулирование следует производить около 1 раза в год, как раз перед тем, как начнется отопительный сезон.
Типы прижимных механизмов
Если отопление имеет невысокую мощность в системе частного дома, либо в квартире, или небольшом промышленном объекте, применяют изделия, имеющие прижимной механизм.
В приборе главной деталью выступает пружина. Деталь служит подпоркой для мембраны, перекрывающей седло. На штоке, соединяющийся с рукояткой, располагают шайбу, которая служит опорой для пружины сверху. Положение шайбы, сила прижима на мембранное устройство контролируется при помощи рукоятки.
Прибор имеет простую конструкцию, является надежным, компактным, его можно сочетать со всеми приборами, которые включают в безопасную группу. Прибор можно приобрести за невысокую цену. Показатель давления влияет на силу сжатия пружины, когда клапан начинает работать. Показатель упругости изделия регулирует диапазон настроек.
Верхний слой пружины выполняют из латунного материала высокого качества, работая по технологии штампования горячего типа. Внутри пружина стальная, мембрана, рукоятка с уплотнителями изготавливается из полимеров.
Иногда оборудование на заводе оснащается данными настройками. Некоторые модели требуют настройки во время монтажа, когда проходят пусконаладочные работы.
Предохранители выпускают открытого либо закрытого типа. Открытый тип отличается тем, что лишняя жидкость вытекает из трубопровода, закрытый тип предполагает спуск в трубопровод с обратным функционированием.
Предохранители рычажно-грузовые имеют небольшое распространение. Автономные системы, имеющие котел, монтируют их нечасто. Как правило, их встречают в области промышленности большого масштаба, в трубах, имеющих диаметр свыше двухсот миллиметров.
В этих предохранителях основным элементом является груз вместо пружины, воздействующий на шток. Груз вешается на рычажное устройство, двигается вдоль длины, влияя на силу, которая прижимает шток.
Прибор рычажно-грузового типа имеет свойство открываться во время превышения рабочего давления внутри золотника снизу значений давления самого рычага. Далее жидкость удаляется сквозь отверстие для сброса.
Внимание! Чтобы случайно не изменить положение тяги на рычажной детали, груз прикрепляют при помощи болтов, накрывая кожухом, устанавливают замок. Вес груза с длиной рычага влияют на показатель давления, настройки. Данный тип проборов имеют большую цену, чем пружинные, но надежностью не отличаются
Данный тип проборов имеют большую цену, чем пружинные, но надежностью не отличаются
Вес груза с длиной рычага влияют на показатель давления, настройки. Данный тип проборов имеют большую цену, чем пружинные, но надежностью не отличаются.
Клапаны можно крепить к фланцевым элементам, соединяющим трубопрокаты, имеющих сечение от пятидесяти миллиметров и выше.
Особенности затворов в зависимости от высоты, на которую поднимаются.
Приборы с малым подъемом имеют затворы, которые поднимаются не более пяти сотых процента от сечения седла. Устройство, открывающее деталь, работает по пропорциональному принципу.
Он имеет низкий показатель проходящей жидкости, простейшее строение. Затворы малоподъемного типа монтируют к трубам, транспортирующих жидкость.
Полноподъемные механизмы поднимают затвор выше, поэтому имеют хорошую пропускную способность, могут удалять сразу большой объем жидкости.
Разновидности
В настоящее время существует несколько типов предохранительных клапанов, которые классифицируются по нескольким критериям:
На основе устройства давления плиты бывают:
По высоте подъема запорного механизма клапаны делятся на:
- низкий подъем (в таких устройствах диск поднимается не более чем на 5% от диаметра седла),
- Полноходовые клапаны (плунжер поднимается достаточно высоко, чтобы утилизировать достаточно большое количество среды — этот тип хорошо работает в системах отопления, где теплоносителем является жидкость или пар).
В зависимости от скорости, с которой приводится в действие клапан, различают:
- пропорциональный (клапан открывается плавно, в зависимости от повышения давления в трубопроводе, при закрытии клапана — исключается возможность гидроудара);
- Двухпозиционные (эти устройства открываются довольно резко и могут выпустить большое количество среды; они также резко закрываются, что может вызвать негативные последствия в виде гидроудара).
Рассмотрим типы предохранительных клапанов подробнее.
Пружинные клапаны
Пружинный предохранительный клапан
Сегодня клапаны этого типа довольно популярны и используются повсеместно. В основном они предназначены для автономных систем отопления.
Конструкция довольно простая, но надежная. Катушка зажимается с помощью пружины. Сила, с которой будет работать зажим, напрямую зависит от степени сжатия этой пружины.
В конструкцию включен механизм регулировки, позволяющий установить параметры, в соответствии с которыми котел будет отключен в аварийной ситуации.
Рычажно-грузовые клапаны
По внешнему виду этот тип клапана похож на запорные клапаны, которые оснащены специальным грузом, находящимся в непосредственном контакте с золотником. Они соединены между собой рычагом. Рычажный грузовой клапан обычно устанавливается на трубопроводах с минимальным диаметром 200 мм.
Он очень редко устанавливается на отопительные системы на основе котельных агрегатов, которые чаще всего встречаются в частных домах.
Принцип работы этого механизма таков: грузик перемещается в направлении длины рычага и регулирует силу, с которой золотник прижимается к гнезду. Если давление в системе превышает допустимое значение, предохранительный клапан открывается, и излишки жидкости выходят через выходной патрубок.
Предохранительный клапан
Название прибора говорит само за себя. Основная его функция — это сброс непредвиденных нагрузок, которые могут возникнуть при тех или других обстоятельствах. Плюс дополнительно регулировка потока теплоносителя.
Кстати, устанавливать его можно на любом участке трубопровода
При этом важно не место, а удобство обслуживания, если такая необходимость вдруг возникнет
Виды предохранительных клапанов
- Самый простой вариант — это муфтовые предохранители из латуни. Конструкция их проста — с двух сторон нарезана резьба, а клапан представляет собой подпружиненный шток с прокладкой из EPDM. Это прямоточная модель, клапан которой открывается под давлением потока теплоносителя. Обратное давление перекрывает магистраль. Это один из самых дешевых приборов, но служит он очень долго, что проверено временем.
- Есть еще один латунный вариант, но с более сложной конструкцией, где трубы подключаются в перпендикулярных плоскостях. Здесь используется шток и пружина из нержавеющей стали. Устанавливают его непосредственно после циркуляционного насоса. Принцип действия такого устройства достаточно прост. Давление теплоносителя сдавливает пружину, которая начинает давить на шток. Тот открывает канал, через который теплоноситель выдавливается наружу из системы, спасая ее от разрывов труб и других элементов. Кстати, максимальная температура, которую может выдерживать клапан, составляет 120С.
- Существует большое количество разновидностей обратных клапанов, которые также входят в группу предохранительных. Их основная функция — не дать осуществиться противотоку теплоносителя, если в системе вдруг падает давление.
Есть несколько основных видов — дисковые, шаровые, флажковые и прочие. Но все они делятся на подпружиненные и беспружинные. С первыми все понятно — там основной упор делается на силу противодействия пружины. Второй вид — это когда возврат запорного элемента происходит под действием собственной массы.
Трехходовые клапаны. Этот вид запорной арматуры устанавливается в отопительные системы, где предусмотрены низкотемпературные контуры. К примеру, когда в схеме есть конденсационный котел. В настоящее время производители выпускают такой вид клапанов с ручным переключением или с электрическим. Во втором случае необходимо подключать прибор к сети переменного тока напряжением 220 вольт.
Трехходовые клапаны
Давайте подробнее остановимся на трехходовых клапанах, потому что потребители редко с ними сталкиваются, и многим они просто неизвестны. В их конструкции три отверстия — два выходных и одно входное. Поток теплоносителя регулируется заслонкой, которая может быть в виде штока или шара. Вращательное движение перераспределяет поток движущейся жидкости.
Мы уже упоминали о конденсационных котлах, но трехходовые клапаны используются не только в этих системах. Очень часто их применяют, когда от одного нагревательного котла работают разные системы отопления. К примеру, «теплые полы» и обычные радиаторы. Понятно, что для теплого пола не нужно нагревать теплоноситель до очень высокой температуры. Но что делать, если котел один, и греет он горячую воду до стандартной для всей системы температуры?
В этом случае трехходовой клапан выполняет сразу несколько функций:
- Во-первых, он разделяет участки.
- Во-вторых, разграничивает плотность потока по ветвям.
- В-третьих, с его помощью происходит смешивание теплоносителя из магистрали подачи и обратки, до того как последний будет подан в систему отопления «теплый пол». То есть в половое отопление вода будет поступать с более низкой температурой, чем на радиаторы.
Несколько рекомендаций. Берите модель с сервоприводом. Это избавит вас от необходимости постоянного контроля над температурой теплоносителя. Подобное устройство является автоматическим и работает от датчика, вмонтированного в низкотемпературный контур. Изменение температуры влечет за собой срабатывание запорного устройства, которое открывает или закрывает подачу воды из обратной магистрали. Так что все просто.
И последнее. Сервопривод может входить в комплектацию клапана или продаваться в качестве отдельного элемента. А сами клапаны изготавливают из стали, чугуна или латуни. Последние используются в системах отопления жилых помещений.
Как выбрать клапан для отопительного котла
Подбирая предохранительный клапан для отопления, руководствуются следующими соображениями:
- Определяющим фактором для выбора предохранительного клапана является его давление срабатывания. Обычный стандарт для бытовых приборов, применяемых в системе отопления, согласно расчетам — 3 бара. Данный показатель связан с тем, что в большинстве индивидуальных замкнутых контуров с радиаторами, использующих циркуляционные насосы, транспортируется теплоноситель со стандартным напором 1,5 бара. Его колебания при нагреве до самых высоких температур могут достигать 2,5 бара, а предельный показатель более 3 бар говорит о перегреве теплоносителя и может стать критическим для полимерных трубопроводов (котел выдерживает значительно большие гидравлические нагрузки).
- Среди моделей, представленных на рынке, масса изделий из Китая малоизвестных брендов. Хорошим соотношением цены и качества обладает российско-итальянский продукт Valtex, клапаны от итальянского производителя котлов Бакси. Многие известные поставщики электрокотлов с брендами Вайлант, Аристон, Бакси дополнительно выпускают сопутствующее оборудование, куда входят и предохранительные клапаны.
- С точки зрения стоимости, удобства монтажа и функциональности лучше всего приобретать группу безопасности. В блок дополнительно входят манометр (позволяет контролировать процесс настройки и давление в системе) и автоматический клапан для стравливания воздуха в контуре.
Схема установки защитного клапана
Виды аварийных клапанов
Выпускаются разные варианты аварийных устройств для котлов, которые отличаются:
- По механизму прижима тарелки:
- пружинные;
- рычажно-грузовые.
- По подъемной высоте механизма запорного типа:
- малоподъемные (подъемная высота тарелки не будет больше 5% диаметра седельной части, устройства предназначаются исключительно для систем, заполненных жидкостью);
- полноподъемные (затвор высоко подымается, давая возможность скинуть значительный объем среды, устройство подойдет для систем, которые рассчитаны на перевозку жидкости и пара).
- По скорости срабатывания:
- пропорциональные (открытие затвора происходит медленно, соответственно с ростом давления в водопроводе, закрытие не вызывает гидроудар);
- двухпозиционные (открываются резко и способны скинуть значительный объем среды, за счёт резкого закрытия провоцируют гидроудар).
Клапаны пружинного типа
Пружинный клапан для предохранения для отапливания – более простой вариант, рассчитан на эксплуатацию в составе независимых систем отопления. Выделяется простой системой и надежностью. Шток золотника прижимается с помощью пружины, сила прижима зависит от степени ее сжатия. Для настройки показателей срабатывания аварийного устройства предусматривается выверяющий механизм.
Клапан для предохранения пружинистого типа
Клапаны рычажно-грузового типа
Клапан сброса давления рычажно-грузовой предназначается для применения на трубопроводах, их диаметр составляет не меньше 200 мм и нечасто используется для систем отопления в приватизированных домах, где тепловым источником служит котел. В данных устройствах для усиления на шток применяется груз. Чтобы задать уровень давления, при котором клапан должен включаться, исполняют настройку, меняя массу груза на рычаге устройства.
Клапан рычажно-грузового типа
Как выбрать предохранительный клапан
Основной критерий выбора предохранительного устройства – технические параметры отопительной системы, указанные в проектной документации.
В большинстве современных закрытых систем отопления используются стандартные латунные предохранительные клапаны прямого действия.
Они подходят для установки в системы, работающие на дизельных, газовых или электрических котлах.При достижении критической температуры и давления предохранительный клапан практически мгновенно прекращает дальнейший нагрев рабочей среды и предотвращает аварию.
Простые латунные предохранительные клапаны рассчитаны на превышение давления рабочей среды до 3-6 бар.
При выборе клапана для дизельных, газовых и электрических котлов нужно выбирать предохранительные устройства, способные выдержать давление, на 20-25% превышающее нормальное рабочее давление в системе.
Для твердотопливных котлов, работающих на торфе, брикетах или угле, нужно более тщательно выбирать вид сбросников, т.к. твердое топливо не может прекратить горение моментально и еще некоторое время после выключения продолжают нагревать воду.
Для них подходят современные предохранительные клапаны теплового сброса, рассчитанные на максимальное рабочее давление 10 бар. То же самое относится к твердотопливным котлам в открытых системах отопления, в которых сбросные клапаны эффективнее всего работают, реагируя на повышение рабочей температуры, а не давления.
Нежелательно выбирать дешевое инженерное оборудование от китайских производителей: оно обычно не отличается высоким качеством и быстро выходит из строя. Показателем износа является повышение количества срабатываний клапана.
Рекомендуем ознакомиться: Для чего нужен обратный клапан на воду и как его правильно установить?
Механизм прижима
Рычажно-грузовые предохранительные клапаны рассчитаны на большие нагрузки и диаметр трубы не менее 200 мм, поэтому используются в промышленных отопительных системах.
Для индивидуального отопления частного дома лучше приобрести устройство с пружинным механизмом, это стандартный, надежный и часто используемый вид сбросного клапана.
Высота подъема
Клапаны сброса давления имеют разную высоту подъема затвора:
- Малоподъемная модель ПС-350.Малоподъемные. Высота затвора в малоподъемных клапанах не превышает 1/20 диаметра седла. Имеют относительно низкую пропускную способность и простую конструкцию. Применяются в магистралях с жидким теплоносителем. Как правило, малоподъемной предохранительной арматуры достаточно для системы отопления с водяным контуром мощностью до 40-43 кВт. Для предотвращения аварии в таких системах необходимо сбросить небольшой объем теплоносителя.
- Полноподъемные. Высота затвора в полноподьемных клапанах больше или равна диаметру седла. Как правило, это рычажно-грузовые механизмы, более дорогие и сложные по конструкции. Полноподъемные клапаны имеют высокую пропускную способность, могут быть установлены на магистрали, в которых циркулируют газы, пар или сжатый воздух.
Полноподъемная модель PN 16.
Скорость срабатывания механизма
По скорости срабатывания предохранительные клапаны делятся на пропорциональные и двухпозиционные.
В отопительных системах частного дома лучше использовать пропорциональные клапаны, опять таки, их достаточно для большинства систем. Затворная крышка таких устройств открывается постепенно, пропорционально возрастанию давления в магистрали, соответственно и объем сбрасываемого теплоносителя возрастает пропорционально. В таких клапанах отсутствуют автоколебания, они поддерживают корректный уровень давления и стоят дешевле.
Двухпозиционная предохранительная арматура отличается моментальным подрывом и полным открытием клапана. Такой механизм позволяет быстро сбросить большие объемы теплоносителя, однако создает риск гидроудара: из-за быстрого сброса большого количества жидкого теплоносителя, в магистрали существенно снижается давление, после чего клапан резко закрывается. Поэтому двухпозиционную предохранительную арматуру рекомендуют устанавливать на магистрали со сжимаемой средой (воздух, газ, пар).
Диаметр
Диаметр предохранительного клапана сброса давления в системе отопления не должен быть меньше разъема подводящего патрубка. В противном случае, работе механизма будет мешать постоянное гидравлическое давление.
Производитель
Поскольку предохранительные клапаны имеют довольно простую конструкцию, а современные модели в большинстве случаев изготавливаются из латуни по одинаковой технологии, критических различий между арматурой различных производителей нет.
Перепускные отопительные клапаны
Нередко во время работы теплоснабжения происходит превышение температурного режима. Это провоцирует рост давления и как следствие – разрушение компонентов системы. Для своевременного удаления части теплоносителя необходим перепускной клапан для отопления.
Принцип работы этого компонента прост – на седло байпасного клапана в системе отопления постоянно воздействует давление теплоносителя. Когда усилие пружины будет меньше, чем внешний напор – происходит смещение штока и вывод некоторой части горячей воды. После стабилизации давления седло возвращается в исходное положение.
Есть два вида регулирующих клапанов отопления – с постоянным значением давления срабатывания и возможностью ручной установки этого параметра. Для автономных систем теплоснабжения рекомендована установка второго типа, так как их можно адаптировать под любые параметры.
Клапан давления для отопления выполняет следующие функции:
- Уменьшает гидравлическую нагрузку
на циркуляционный насос
; - Предотвращает появление ржавчины
. При превышении температуры происходит выделение кислорода. Он является основной причиной окисления металлических компонентов отопления; - Снижает уровень шума теплоснабжения
. Без клапана давления для отопления может увеличиться циркуляция воды и как следствие – повысится вибрация и шум.
Этот элемент устанавливается только для закрытых систем. В гравитационном отоплении клапан давления для теплоснабжения не нужен. В случае превышения температурного режима расширение теплоносителя компенсируется с помощью открытого расширительного бака.
