Предохранительный клапан в системе отопления: для чего он нужен, принцип работы

Особенности трехходовых аварийных клапанов

Отдельно стоит поговорить о не столь известном потребителям устройстве — трехходовом клапане с ручным или электрическим переключателем. Он применяется в отопительных системах с низкотемпературными контурами.

Конструкция предохранителей оснащается тремя отверстиями, одно из которых входное, два – выходные. Потоки среды контролирует заслонка, сделанная в виде шара либо штока. Движущаяся жидкость перераспределяется вращениями.

Предохранительный клапан в системе отопления: для чего он нужен, принцип работы
Трехходовые предохранители уместны для конденсационных котлов и в случаях, когда от одного нагревательного оборудования работает несколько различных систем

Представим ситуацию: в доме реализована схема отопления с системой обычных радиаторов и теплого пола. Технические требования для функционирования второго варианта предусматривают не слишком высокие температуры теплоносителя.

Котел нагревает воду в одинаковом температурном режиме для всех систем. В подобных условиях появляется необходимость в перераспределяющем устройстве, с задачами которого отлично справляется трехходовой клапан.

Он отвечает за следующие функции:

  • разграничение областей;
  • распределение плотности потока по зонам;
  • содействие смешиванию теплоносителя из магистральных разветвлений подачи/обратки для отправления в трубопровод теплого пола более холодной воды, нежели в радиаторы.

Чтобы не осуществлять постоянный контроль над температурой среды самостоятельно, необходимо обратить внимание на модели клапана, снабженные сервоприводом. Это устройство работает от датчика, установленного в низкотемпературном контуре

При изменении температурных отметок срабатывает запорный механизм, открывающий либо закрывающий подачу жидкости из обратки

Это устройство работает от датчика, установленного в низкотемпературном контуре. При изменении температурных отметок срабатывает запорный механизм, открывающий либо закрывающий подачу жидкости из обратки.

Более подробно о разновидностях трехходового клапана на отопление и критериях его выбора мы говорили в следующей статье.

Схема подключения

Вернемся теперь к общей схеме клапана. Мы проанализировали смешение двух потоков теплоносителей, которые имеют разную температуру. Здесь на поверхность выходит главный недостаток «трехходового», который не может дозировать количество теплоносителя. Поток холодный перемешивается с горячим потоком, на выходе получается достаточно непредсказуемая температура.

Термоблок старается выдерживать заданный уровень, но сделать это архисложно. Постоянно присутствует в этом случае неустойчивое равновесие. Подобная схема напоминает явление, как если бы открыть два крана с холодной и горячей водой, определить точную температуру воды будет практически невозможно. Таким образом, если нет возможности, используя клапана, влиять на подмес, надо значит поставить дополнительный блок, который сможет влиять на остывший теплоноситель.

Чаще всего монтируют:

  1. Балансировочный вентиль.
  2. Настроенный радиаторный клапан

Эти два элемента монтируются на байпас таким образом мы будем получать нужную температуру. Если отсутствует согласование между насосом котла и теплого пола, то в этом случае передавливание теплоносителя (котловой мощнее) сразу в обратку котлового контура. Таким образом до теплого пола доходить ничего не будет. Избежать этого явления можно с помощью монтажа обратного клапана, его также поставить можно на выходе. Таким образом проблема будет решена. Стоимость в среднем:

  1. Клапан трехходовой 3300 руб.
  2. Термоголовка 2700 руб.
  3. Обратный клапан на дюйм 500 руб
  4. Вентиль, радиаторный клапан до 700 руб
  5. Общая сумма составляет порядка 7200 руб.

При этом не учитываются трубы, фиксирующие материалы.

Стоит рассчитывать диапазон температур. Для теплых полов температура не превышает 40°C. Также существуют допуски по давлению: дорогие конструкции «держат» давление до 16 бар,  для бытовых устройств вполне хватает в 2,5 раза меньше (5-5 бар). Регулируются данные показатели ГОСТ 26349-84.

Трехходовые клапана имеют разные диаметры патрубков. Самые популярные из них: это 1 и ¾ дюйма, резьба при этом бывает как внутренняя, так и — внешняя.

Трехходовые клапаны в отоплении теплого пола кажутся невзрачными, но они необходимы в работе и применяются в различных сферах, выполняя важные функции. Использовать клапана рекомендуется использовать изделия от известных производителей, тогда это компактное устройство будет работать без сбоев долгие годы. При покупке следует познакомиться, чтобы на корпусе не был повреждений или трещин. Регулятор должен без затруднений поворачиваться в любую сторону. Термоголовка проверяется с помощью небольшого нагрева. Это можно сделать, используя о

Читайте так же:

Советы по выбору оптимальной модели

Перед тем как остановиться на конкретном предохранительном оборудовании, нужно обязательно подробно ознакомиться с техническими характеристиками котельной установки.

На работе предохранительного клапана негативно отражаются минусовые температуры

Поэтому достаточно важной характеристикой для устройства является наличие защиты от промерзания. Не стоит пренебрегать изучением инструкций производителя, в которых указываются все предельные значения

Не стоит пренебрегать изучением инструкций производителя, в которых указываются все предельные значения.

Решающую роль в выборе устройства для отопления имеют несколько критериев:

  1. Производительность котла.
  2. Максимально допустимое давление среды для тепловой мощности нагревательного оборудования.
  3. Диаметр предохранительного клапана.
Популярные статьи  Какую выбрать защитную строительную каску: рейтинг из ТОП-17 популярных моделей

Следует проверить, чтобы регулятор давления в устройстве имел диапазон, в пределы которого входят параметры того или иного котла. Давление срабатывания должно быть на 25-30% больше рабочего показателя, требуемого для стабильной работы системы.

Предохранительный клапан в системе отопления: для чего он нужен, принцип работы
Чем выше рабочие показатели давления, тем меньше времени должен тратить прибор на срабатывание. Разрыв между давлением на старте движения и при полном открытии затвора должен составлять 15 % для номинального значения меньше 2,5 атм, 10% – для более высоких параметров

Диаметр предохранительного клапана не может быть меньше разъема подводящего патрубка. Иначе постоянное гидравлическое сопротивление не даст предохранителю в полной мере выполнять непосредственные задачи.

Оптимальный материал изготовления оборудования – латунь. Она обладает малым коэффициентом температурного расширения, при котором исключено разрушение корпуса от воздействий сильного давления.

Регулирующий блок производят из термостойких пластиковых материалов, сохраняющих нужную жесткость даже при контакте с кипящей жидкостью.

Разновидности устройств и принцип действия

В конструкцию спускного клапана входят два обязательных компонента: запорная деталь, состоящая из седла и затвора, и задатчик силового воздействия. Различают несколько видов оборудования, имеющих свои особенности. Они классифицируются по определенным признакам.

По способу прижима

При обогреве частного дома, квартиры или промышленного помещения, где используется оборудование малой мощности, чаще выбирают пружинный клапан экстренного сброса избыточного давления воды для системы отопления.

Это простые, компактные, недорогие, но надежные модели, которые можно комбинировать для безопасности с другим оборудованием.

Степень сжатия пружины связана с тем параметром нагрузки, при котором срабатывает клапан. Упругость пружинки влияет на диапазон настроек.

Пружинные модификации производятся из высокопрочной латуни, применяются технологии горячей штамповки. Сама пружника стальная, а мембрана, уплотнители, рукоятка полимерные.

Можно выбрать модели с заводскими настройками или те, которые нужно настраивать индивидуально во время монтажа.

Рычажный предохранитель

Рычажно-грузовые предохранители используются реже, так как поднятие штока обеспечивает внешний навешанный груз, перемещающийся по всему рычагу, регулируя степень прижатия штока к седлу.

По степени поднятия затвора

Малоподъемные клапаны предполагают поднятие затвора не более, чем на 0,05 от диаметра седла: механизм открытия полностью пропорциональный.

Изделие характеризуется низкой пропускной способностью, примитивной конструкцией. Предохранитель устанавливается на установках с жидкой средой.

Полноподъемная модификация

Полноподъемные вариации способствуют максимально допустимому уровню поднятия затвора, что улучшает пропускную способность, так как сбрасывается большое количество пара за один раз.

По скорости срабатывания

Пропорциональный аварийный клапан срочного сброса избыточного давления воды в системе отопления предполагает, что затвор поднимается постепенно, соответственно степени внутренней нагрузки. По мере подъема заслонки объем выпускаемого пара плавно увеличивается. Такие установки можно использовать при любом типе котла, но чаще всего их ставят в системы с водой или другой жидкостью.

Клапан двухпозиционный

Монтаж двухпозиционных клапанов должен производиться с учетом сброса большого количества воды при резком открытии. Получается очень быстрый сброс давления, закрытие затвора, как следствие – гидроудар, что отсутствует в пропорциональных предохранителях.

Ознакомиться подробнее с устройством клапана, принципом его работы можно в следующем видео:

Устройство и разновидности

Типичный клапан имеет два патрубка — для подключения к водопроводу и дренажный. При этом дренажный патрубок может быть гладким или снабжаться резьбой.

В корпусе находится пружина с герметично перекрывающим седло нормально закрытым (то есть в отсутствие внешних воздействий находящимся в закрытом положении) клапаном. Вода давит на клапан со стороны седла.

При определенном уровне давления клапан открывается и остается открытым до момента, пока оно не упадет ниже порогового значения. Вода все это время сливается через дренажный патрубок.

Внешний вид и устройство клапана

Регулируемый клапан размером 1/2 дюйма

Что еще полезно знать об этом виде арматуры?

  • Разница между клапанами одного типа (регулируемыми и нерегулируемыми) сводится в основном к различиям в диаметре и типе (наружная или внутренняя) резьбы для присоединения к трубопроводу;
  • Типичная цена нерегулируемого устройства размером ДУ15 — 300-400 рублей, регулируемого — на 50-80% дороже;
  • Некоторые производители предлагают модели с встроенным манометром, позволяющим визуально контролировать текущее давление в трубопроводе.

Особый случай

Так называемая группа безопасности для бойлера представляет собой два разных клапана, смонтированные в одном корпусе — предохранительный и обратный. Это устройство легко узнать по двум резьбам для присоединения к водопроводу и по стрелке на корпусе, указывающей направление протока воды.

На фото — группа безопасности для накопительного водонагревателя

Конструктивные особенности и функционирование

Рассмотри подробно, как устроен клапан предохранительный с пружиной. Его корпус изготавливается по технологии горячего штампования из латуни. Основной рабочий элемент – пружина, которая поджимает мембрану, перекрывающую седло.

Предохранительный клапан в системе отопления: для чего он нужен, принцип работыКлапан с пружинным механизмом

На штоке, соединенном с рукояткой, расположена шайба, которая служит упором для верхнего конца пружины. При помощи рукоятки меняется положение шайбы и, соответственно, прижимное усилие на мембрану. Для изготовления пружины используется сталь, рукоятка, уплотнители и мембрана выполнены из полимерных материалов.

Принцип действия устройства следующий: пока параметры теплоносителя не превышают заданных предельно допустимых значений, мембрана плотно перекрывает отверстие. Когда ситуация близка к аварийной, при возрастании давления перегретый теплоноситель (смесь воды с паром) приподнимает мембрану, преодолевая сопротивление пружины. Благодаря этому пароводяная смесь сбрасывается наружу через специальное отверстие. После сбрасывания лишнего объема пароводяной смеси давление в трубопроводе снижается, и теплоноситель снова теряет возможность поджать пружину.

Популярные статьи  Важные мелочи для санузла: 12 вещей, о которых всегда забывают, но которые очень нужны

Принцип действия

На поясняющем рисунке  — чертёж типичного пружинного клапана прямого действия. На его примере рассмотрим типичную конструкцию. Обязательными компонентами конструкции предохранительного клапана прямого действия являются запорный орган и задатчик, обеспечивающий силовое воздействие на чувствительный элемент, связанный с запорным органом клапана. Запорный орган состоит из затвора и седла. Если рассматривать поясняющий рисунок, то в этом простейшем случае затвором является золотник, а задатчиком выступает пружина. С помощью задатчика клапан настраивается таким образом, чтобы усилие на золотнике обеспечивало его прижатие к седлу запорного органа и препятствовало пропуску рабочей среды, в данном случае настройку производят специальным винтом.

Когда предохранительный клапан закрыт, на его чувствительный элемент воздействует сила от рабочего давления в защищаемой системе, стремящаяся открыть клапан и сила от задатчика, препятствующая открытию. С возникновением в системе возмущений, вызывающих повышение давления свыше рабочего, уменьшается величина силы прижатия золотника к седлу. В тот момент, когда эта сила станет равной нулю, наступает равновесие активных сил от воздействия давления в системе и задатчика на чувствительный элемент клапана. Запорный орган начинает открываться, если давление в системе не перестанет возрастать, происходит сброс рабочей среды через клапан.

С понижением давления в защищаемой системе, вызываемом сбросом среды, исчезают возмущающие воздействия. Запорный орган клапана под действием усилия от задатчика закрывается.

Давление закрытия в ряде случаев оказывается на 10-15 % ниже рабочего давления, это связано с тем, что для создания герметичности запорного органа после срабатывания требуется усилие, значительно большее, чем, то, которого было достаточно для поддержания герметичности клапана перед открытием. Это объясняется необходимостью преодолеть при посадке силу сцепления молекул среды, проходящей через щель между уплотнительными поверхностями золотника и седла, вытеснить эту среду. Также понижению давления способствует запаздывание закрытия запорного органа, связанное с воздействием на него динамических усилий от проходящего потока среды, и наличие сил трения, требующих дополнительного усилия для его полного закрытия

Это интересно: Передняя бабка токарного станка по дереву и металлу — устройство, назначение

Устройство предохранительных клапанов

Предохранительный клапан – это специальная трубопроводная арматура, функционирующая от рабочей среды. Существуют различные типы предохранительных устройств, но сбросные клапаны пользуются наибольшей популярностью благодаря эффективности работы при относительной несложности конструкции.

Конструкция предохранительного клапана зависит от его типа, но чаще применяются клапаны с пружинным механизмом прямого действия, обязательными компонентами которых являются задатчик с запорным органом. Задатчик отвечает за силовое воздействие на чувствительный элемент, непосредственно связанный с запорным органом, состоящим из запора и седла. В роли затвора обычно выступает золотник, а в качестве задатчика используется стальная пружина.

Грузовые аккумуляторы

Грузовые аккумуляторы отличаются простотой конструкции и надежностью в работе. К недостаткам их относится малая емкость жидкости и инерционность ввиду большой массы груза.

Рис. 65. Грузовой аккумулятор

1 – переливное отверстие; 2 – крестовина; 3 – груз; 4 – шток; 5 – цилиндр; 6 – основание

Рис. 66. Пневмогидравлический аккумулятор

1 – управляющая колонка; 2 – пневмогидравлический баллон; 3 – пневматические баллоны

Грузовой аккумулятор (рис. 65) состоит из основания с цилиндром штока и подвешенных через крестовину грузов.

Жидкость подводится в нижнюю часть аккумулятора, поднимая шток с грузом. В зависимости от площади штока и веса груза определяется давление аккумуляторов. Для предотвращения выбрасывания жидкости аккумулятора в верхней части цилиндра устанавливается переливное отверстие.

Обратный клапан

При установке нескольких насосов каждый из них подключается к магистрали через обратный клапан. При остановке насоса или переводе его на холостой ход прекращается переток жидкости из магистрали к насосу. Обратный клапан (рис. 64) состоит из корпуса и клапана, прижимаемого пружиной на конусное седло. При воздействии давления снизу клапан открывается и жидкость перетекает в прямом направлении. При остановке насоса переток жидкости прекращается и противодавлением клапан опускается вниз, прижимаясь к седлу и предотвращая движение жидкости в обратном направлении.

Рис. 64. Обратный клапан

1 – клапан; 2 – пружина; 3 – конусное седло; 4 – корпус

Устройство гидроаккумулятора и их разновидности

На гидравлических станциях средней и большой мощности для стабилизации давления при переменном расходе жидкости применяют аккумуляторы. В момент большого расхода аккумулятор отдаст масло в магистраль, в момент малого расхода заряжается. Применяют аккумуляторы многих типов, но наиболее широко распространены грузовые и пневматические.

Основания для монтажа защитного элемента

В систему отопления поступает вода с температурой не более 15°С. Перемещаясь внутри системы, используемый теплоноситель постепенно нагревается, увеличивается в объеме, соответственно, давление становится больше. По причине его увеличения растет нагрузка на изделия.

Предохранительный клапан в системе отопления: для чего он нужен, принцип работы

Если давление станет выше 3,5 бар, можно столкнуться со следующими неприятностями:

  • протечки в трубопроводных элементах;
  • поломки деталей, выполненных из полимера;
  • взрыв нагревательного топливного бака;
  • короткое электрическое замыкание в электросистеме.

В стандартных твердотопливных отопительных котлах теплоотдача медленно увеличивает температуру. Жидкость, используемая как теплоноситель, перегревается довольно быстро по причине того, что теплогенератор функционирует по инерции.

Популярные статьи  Беседка из поликарбоната своими руками - (фото вариантов)

Чтобы предотвратить стремительный перегрев, необходимо устанавливать специальную группу обеспечения безопасности. Она состоит из таких элементов, как:

  • манометр для замера уровня давления;
  • воздухоотводчик для устранения воздушных масс;
  • предохранительный защитный клапан.

Предохранительный клапан в системе отопления: для чего он нужен, принцип работы

Принцип работы клапана выглядит следующим образом:

  1. При активном горении твердого топлива вода естественным образом нагревается до необходимой температуры.
  2. Перекрывает поток воздуха, на основании чего затухает огонь.
  3. Топка производит тепло.
  4. Теплоноситель нагревается до 95°С.
  5. Жидкий состав закипает, начинает испаряться.
  6. Давление скачкообразно увеличивается.
  7. Активируется предохранительный клапан, который контролирует безопасность системы отопления.
  8. Устройство моментально активирует затвор, позволяет нагретому пару выйти наружу.
  9. Давление снижается до стандартного.
  10. Предохранительный клапан, применяемый для защиты системы отопления, возвращается в ранее установленное положение.

Клапан защиты монтируется в котлах особого твердотопливного типа, в более современных моделях – паровых и обычных печах, где присутствуют водяные контуры.

Предохранительный клапан в системе отопления: для чего он нужен, принцип работы

Если купить современные системы отопления, предлагаемые известными брендами, дополнительно предохранительные защитные комплектующие приобретать не придется. Этот элемент присутствует в оборудовании изначально.

В старых моделях потребуется произвести самостоятельную установку защищающего предохранительного клапана. Монтируют его внутри теплообменника или в трубе, которая присоединяется к котлу.

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.

Оцените статью
Добавить комментарии

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: