Принцип действия
Большинству рядовых пользователей, сталкивающихся с закрытыми системами водяного отопления, знаком только один вид предохранительной арматуры – простой пружинный клапан с фиксированной настройкой, изображенный на фото. Причина понятна – указанные элементы устанавливаются повсеместно на любые котлы, поскольку входят в состав группы безопасности вместе с манометром и воздухоотводчиком.
Давайте разберемся, как работает обычный аварийный клапан, показанный выше на схеме:
- В нормальных условиях мембрана, прикрепленная к штоку и подпираемая пружиной, плотно сидит в седле и герметично перекрывает проход.
- Если происходит перегрев теплоносителя, он расширяется и создает в закрытой системе избыточное давление, частично компенсируемое расширительным баком.
- Когда величина подпора воды достигает порога срабатывания клапана (обычно – 3 Бар), пружина под ее воздействием сжимается и мембрана открывает проход. Автоматический сброс закипающего теплоносителя производится до тех пор, пока пружине не хватит силы снова закрыть проходное сечение.
- При возникновении аварийной ситуации хозяин дома может сам выполнить сброс избыточного давления, повернув рукоятку в верхней части изделия.
Несколько слов о том, где ставится сбросной клапан вместе с группой безопасности в закрытой системе отопления. Его место – на участке подающей магистрали в непосредственной близости от котла (рекомендуется не далее 0.5 м).
Наглухо соединять патрубок изделия с канализацией не стоит – мокрые пятна либо лужицы укажут на срабатывание клапана и проблемы в отопительной сети. Например, вышел из строя расширительный бак или дал сбой циркуляционный насос при работе с твердотопливным котлом (возможно, отключали электричество). Нередко устройство начинает подтекать из-за попадания мусора между седлом и тарелкой. Больше о его работе рассказывается в видеосюжете:
https://youtube.com/watch?v=ltDKqnLoOW0
Уточняющая информация. Сбросные пружинные клапаны мастера и монтажники называют подрывными, потому что напор теплоносителя сжимает пружину и вызывает подрыв мембраны. Не путайте их со взрывными элементами, устанавливаемыми на дымоходы промышленных котельных, сжигающих природный газ.
Назначение и принцип работы трехходовых предохранительных клапанов несколько отличается от других вариантов и вот ключевые их отличия:
применение допустимо в низкотемпературных системах отопления для охлаждения носителя;
- есть возможность регулировать изделие вручную или с помощью электропривода;
- наличие одного входного и двух выходных отверстий;
- для регулировки потока есть специальная заслонка в виде шара или штока, который направляет его в нужное отверстие.
Такие клапаны чаще всего применяются в системах отопления, которые включают в себя «теплые полы». Таким способом вода для обогрева полов будет гораздо прохладнее, чем вода в радиаторе.
Для изготовления трехходовых предохранительных клапанов применяют:
- сталь;
- латунь;
- чугун.
Латунные конструкции наиболее распространены при установке домашних систем отопления, а стальные и чугунные больше характерны для более крупных установок промышленного назначения.
Также стоит обратить внимание да взрывной предохранительный клапан, который способен предотвратить взрыв горючих газов или угольной пыли. Они сделаны таким способом, что если вещество взрывается, то повреждается лишь мембрана конструкции, а трубопровод остается невредимым. Изделие такого типа работает в автоматическом режиме
В зависимости от давления, их различают несколько их видов:
Изделие такого типа работает в автоматическом режиме. В зависимости от давления, их различают несколько их видов:
- с давлением до 2 кПа;
- до 40 кПа;
- 150 кПа включительно.
Устройство клапана
Конструктивными элементами клапанов для предохранения от излишнего давления являются следующие основные элементы:
- корпус
- крышка
- колпак
- затвор
- шток и пружина на нем
- устройство для открытия клапана под “принуждением”
В корпусе на резьбе монтируется так называемое “седло”. На него устанавливается золотник. Он фиксируется на оси клапана при помощи направляющей втулки. Седло вместе с золотником образуют затвор. В золотник вставляется шток. Он прижимает золотник к седлу за счет усилия пружины. Степень сжатия пружины регулируется нажимным винтом с контргайкой.
В колпаке размещено устройство принудительного открытия клапана. Оно состоит из рычага, который закрепляется на оси с вилкой. Для полного и быстрого открытия клапана предусмотрено специальное поджимное кольцо. Оно фиксируется отворотом стопорного винта.
Устройство принудительного открывания необходимо для проведения проверки работоспособности оборудования время о времени. Детали предназначенного для использования в жидкостях и газах оборудования покрываются специальным антикоррозийным составом.
Предохранительные клапаны в обязательном порядке проходят ревизию и проверку в специализированных лабораториях. Или непосредственно на месте применения (в случаях невозможности отправить прибор на обследование в лабораторию). Проверяется работоспособность оборудования, целостность деталей, качество уплотнителей. Срок проверки устанавливает организация с соответствующими полномочиями. Ревизия осуществляется по графику. Но не реже одного раза в год. Нужно это в первую очередь для того, чтобы ваша система отопления могла функционировать нормальным образом.
Качество оборудования регламентируется Государственными Стандартами, Техническими Условиями и различными отраслевыми указаниями.
Особенности автоматических устройств
Для обеспечения эффективной работы термосмесительного клапана процесс образования смешанного потока жидкости должен непрерывно контролироваться. Лучше, если это делается в автоматическом режиме.
Устройства с автоматическим управлением регулируются электрическими или пневматическими узлами.
- Электрические приводы сравнительно недороги и просты в подключении. Этим во многом объясняется их популярность и широкое распространение. С другой стороны, зависимость от электропитания и потребность в периодическом обслуживании делают их недостаточно надежными.
- Пневматические приводы стоят дороже, а процедура их подключения – сложнее. Впрочем, эти недостатки окупаются большим сроком службы и полной автономностью.
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
Не стоит пренебрегать изучением инструкций производителя, в которых указываются все предельные значения.
Решающую роль в выборе устройства для отопления имеют несколько критериев:
- Производительность котла.
- Максимально допустимое давление среды для тепловой мощности нагревательного оборудования.
- Диаметр предохранительного клапана.
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.
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.
Защитные отопительные клапаны
Помимо перепускного клапана отопления для нормальной работы системы необходим монтаж других типов регулирующей и защитной арматуры. В процессе работы теплоснабжения может появиться избыток воздуха, произойдет обратное движение теплоносителя. Для предотвращения этих явлений следует заранее предусмотреть монтаж воздушного клапана для отопления и обратного.
Виды защитных клапанов
В зависимости от функционального назначения существует два вида защитных клапанов – для удаления воздуха из системы и предотвращения обратного движения воды в трубах. Без этих элементов работа системы может быть нестабильна, что приведет к нарушению температурного режима, дестабилизации давления и созданию аварийных ситуаций.
- В местах с наибольшей вероятностью появления избыточного давления – после котлов, циркуляционных насосов, на коллекторах;
- На обратной трубе в обязательном порядке монтируется шариковый клапан отопления или его лепестковый аналог. Также необходима установка этого компонента в обвязке циркуляционного насоса;
- В самой высокой точке схемы — для удаления воздуха из системы. На радиаторы и батареи устанавливается кран Маевского.
Защитные клапана не должны ухудшать показатели работы отопительной системы. В первую очередь они устраняют возможные сбои в работе теплоснабжения. В «неактивном» состоянии эти компоненты системы не должны ухудшать скорость движения теплоносителя, влиять на температурный режим.
Воздушный клапан отопления
Во время работы теплоснабжения в трубах и радиаторах могут образовываться воздушные пробки. Причиной этому является большое содержание кислорода в воде, значение температуры теплоносителя свыше +100°С. В результате происходит окисление металлических компонентов, изменяется температурное распределение. Во избежание этих ситуаций необходима установка клапанов для стравливания воздуха из системы отопления.
Принцип работы воздушного клапана
В первую очередь воздушный клапан для теплоснабжения монтируется в группе безопасности вместе со спускным и манометром. В схеме отопления они располагаются на прямой ветке, ведущей от котла. В этом месте наиболее высокая температура теплоносителя, а также максимальные показатели давления. В коллекторной схеме обязателен монтаж спускных клапанов теплоснабжения на каждой гребенке.
- Кран Маевского. Устанавливается в радиатор (батарею) и нужен для удаления воздушных пробок;
- Автоматический воздухоотводчик. Монтируется в самой высокой точке системы, а также в группах безопасности. Через него выходит воздух из системы отопления.
Для последней модели важно соблюдать условия эксплуатации. После долгого простоя велика вероятность, что некоторые подвижные компоненты «залипнут» и тогда воздухоотводчик не сработает. Во избежание этого следует регулярно проводить осмотр конструкции и в случае надобности – заменять на новую
Во избежание этого следует регулярно проводить осмотр конструкции и в случае надобности – заменять на новую.
Обратный клапан отопления
В гравитационных системах и в схемах отопления без циркуляционного насоса всегда есть вероятность изменения направления движения воды. В этом случае возможно повреждение теплообменника котла из-за перегрева, а также выхода из строя других компонентов. Для предотвращения подобных ситуаций монтируется обратный клапан.
Принцип работы обратного клапана
В больших схемах отопления устанавливают шариковый клапан теплоснабжения. Под действием обратного потока воды шар из полимера перекрывает трубопровод, тем самым предотвращая движение теплоносителя. Как только направление изменяется — он под действием гравитации опускается вниз. По такому же принципу работает электромагнитный клапан для системы отопления. Разница заключается в управляющем элементе – для этого используется соленоид или электромагнитная катушка.
Преимущества монтажа электромагнитного клапана в системе отопления заключаются в следующем:
- Возможность подключения к программатору;
- Установка режима срабатывания устройства в зависимости от внешних факторов – температуры или давления;
- Надежность работы.
К недостаткам электромагнитных клапанов в теплоснабжении является их зависимость от подачи электроэнергии. В автономном отоплении применяется пружинный вариант обратного клапана. Напор воды постоянно действует на седло, сдавливая пружину. Как только изменится направление – произойдет автоматическое перекрытие движения теплоносителя.
Как работает трехходовой клапан в системе отопления
Принцип работы клапана заключается в смешивании потоков воды с разной температурой. Для чего это нужно делать? Если не вдаваться в технические подробности, можно ответить так: для продления срока службы отопительного котла и его более экономичной работы.
Трехходовой клапан смешивает нагретую воду с остывшей после прохождения по отопительным приборам и направляет ее снова в котел для нагрева. На вопрос, какую воду нагреть быстрее и легче – холодную или горячую – в состоянии ответить каждый.
Одновременно со смешиванием клапан потоки еще и разделяет. Возникает естественное желание автоматизировать сам процесс управления. Для этого клапан оснащается термодатчиком с терморегулятором. В этом случае лучше всего здесь справляется электрический привод. От устройства привода зависит качество функционирования всей системы отопления.
- Такой клапан устанавливается в тех местах трубопровода, где необходимо разбить циркуляционный поток на два контура:
- С постоянным гидравлическим режимом.
- С переменным.
Обычно постоянный гидравлический поток используют потребители, для которых подается качественный теплоноситель определенного объема. Регулируется он в зависимости именно от качественных показателей.
Переменный поток потребляют те объекты, для которых качественные показатели не являются главными. Им важен количественный коэффициент. То есть для них регулировка подачи производится по требуемому количеству теплоносителя.
Есть в категории запорной арматуры и двухходовые аналоги. В чем отличие этих двух видов? Трехходовой клапан работает совершенно по-другому. В его конструкции шток не может перекрыть поток с постоянным гидравлическим режимом.
Он всегда открыт и настроен на определенный объем теплоносителя. А значит, потребители будут получать необходимый объем как в количественном, так и в качественном эквиваленте.
По сути, клапан не может перекрыть подачу на контур с постоянным гидравлическим потоком. А вот переменное направление он перекрывать способен, тем самым позволяя регулировать напор и расход.
Если совместить два двухходовых клапана, то получится трехходовая конструкция. При этом оба клапана должны работать реверсивно, то есть при закрытии первого обязательно открывается второй.
Виды трехходовых клапанов по принципу работы
- По принципу действия этот вид делится на два подвида:
- Смесительные.
- Разделительные.
Уже по названию можно понять, как работает каждый тип. У смесительного один выход и два входа. То есть он выполняет функцию смешивания двух потоков, что необходимо для понижения температуры теплоносителя. Кстати, для создания нужной температуры в системах теплых полов это идеальное устройство.
Регулировать температуру выходящего потолка достаточно просто. Для этого необходимо знать температуру двух входящих потоков и точно рассчитать пропорции каждого, чтобы на выходе получить требуемый температурный режим. Кстати, этот вид устройства, если его правильно установить и отрегулировать, может работать и по принципу разделения потоков.
Трехходовой кран разделительного действия разбивает основной поток на два. Поэтому у него два выхода и один вход. Этот прибор обычно используется для разделения горячей воды в системах горячего водоснабжения. Нередко специалисты устанавливают его в обвязках воздухонагревателей.
По внешнему виду оба устройства ничем не отличаются между собой. Но если рассмотреть их чертеж в разрезе, то есть одно различие, которое сразу же бросается в глаза. В смесительном приборе установлен шток с одним шаровым клапаном.
Он располагается в центре и перекрывает седло главного прохода. В разделительном таких клапанов два на одном штоке, и они устанавливаются в выходных патрубках. Принцип их действия таков — первый закрывает один проход, прижимаясь к седлу, а второй в это время открывается другой проход.
- Современный трехходовой кран делится на два типа по способу управления:
- Ручной.
- Электрический.
Чаще приходится сталкиваться с ручным вариантом, который похож на обычный шаровой кран, только с тремя патрубками — выходами. Электрические автоматические системы чаще всего используются для распределения тепла в частном домостроении.
Как и любое устройство, трехходовой кран определяется по диаметру подводящей трубы и давлению теплоносителя. Отсюда и ГОСТ, который позволяет провести сертификацию. Несоблюдение ГОСТа является грубым нарушением, особенно, когда дело касается давления внутри трубопровода.
Устройство и принцип работы группы безопасности
Группа системы безопасности отопительного котла относится к устройствам, отвечающим за безаварийное обеспечение потребителя тепловой энергией. В комплект оборудования входит:
- прибор для автоматического отвода воздуха;
- клапан сбрасывающий, предохранительный;
- манометр.
Модули контроля давления в системе теплоносителя установлены в металлическом корпусе, оснащённом резьбовыми разъёмами. Если контрольное оборудование устанавливается в холодном помещении, то выбор следует остановить на корпусе с термоизоляцией.
Отводчик воздуха
По условиям технических параметров отопительного котла устройство для стравливания воздуха, или кран Маевского, устанавливается выше корпуса обогревателя для удаления воздуха, выделяющегося при нагревании рабочей среды системы. Пузырьки кислорода также могут проникать в магистраль по ряду причин:
- первичное заполнение системы рабочей средой;
- подпитка трубопровода свежим теплоносителем;
- дефекты в уплотнительных прокладках;
- засор трубопровода частицами ржавчины;
- некачественный монтаж магистрали и оборудования.
В процессе нагревания рабочая среда расширяется, освобождает молекулы кислорода, образующие воздушную пробку, влияющую на интенсивность циркуляции рабочей среды в магистрали. Предупредить повреждение труб поможет автоматический прибор для сброса давления, рабочие параметры которого регулируются без участия оператора.
Процесс регулировки давления в отопительной системе управляется поплавком, коромыслом, игольчатым клапаном. Образовавшаяся воздушная пробка давит на поплавок, коромысло открывает клапан и стравливает воздух. После снижения давления в системе клапан возвращается в исходное положение.
Клапан предохранительный
С целью увеличения безопасности котельной и всего отопительного оборудования вместе с контрольными автоматическими приборами устанавливается расширительный бак. В качестве дополнительной защиты в группу безопасности включается предохранительный клапан, предназначенный для сброса «лишней» жидкости в канализацию.
ВАЖНО! Чтобы в помещении котельной было всегда сухо – рекомендуется предохранительный клапан подключать к сливу в канализацию. Защитный элемент группы безопасности в генераторах тепловой энергии выполняет функцию контроля над давлением в магистрали с паровыми установками в случае возникновения аварийной ситуации:. Защитный элемент группы безопасности в генераторах тепловой энергии выполняет функцию контроля над давлением в магистрали с паровыми установками в случае возникновения аварийной ситуации:
Защитный элемент группы безопасности в генераторах тепловой энергии выполняет функцию контроля над давлением в магистрали с паровыми установками в случае возникновения аварийной ситуации:
Защитный элемент группы безопасности в генераторах тепловой энергии выполняет функцию контроля над давлением в магистрали с паровыми установками в случае возникновения аварийной ситуации:
- сбой в работе автоматики;
- повышение объёма теплоносителя в случае поломки термостата;
- нарушение давления потока жидкости в линии трубопровода.
В конструкцию клапана предохранительного входит мембрана и стальная пружина, заключённые в латунный модуль с вентилем или рукояткой. При сбое в работе системы более чем на 15% через контрольный прибор за один выброс выпускается до 100 мл жидкости. На потребительском рынке представлены предохранительные приборы разных моделей, при выборе комплектующего элемента под обогревательный котёл индивидуального пользования необходимо купить клапан, выдерживающий давление 3 атмосферы и температуру жидкости 120 °C.
Манометр
Кроме предохранительного и стравливающего клапанов следить за ситуацией поможет манометр, входящий в группу безопасности котла. Показания бытового прибора понятны для любого пользователя благодаря наличию стрелок разного цвета: красного и чёрного. Рабочие значения красной стрелки устанавливаются вручную в соответствии с рекомендациями котла (порядка 2 атмосфер). Чёрная стрелка управляется давлением рабочей среды в линии трубопровода. Если показатели чёрной стрелки превышают положение красной, то система находится на грани аварии.
При выборе стрелочной гарнитуры необходимо учесть следующие факторы:
- размер циферблата;
- точность измерения;
- допустимая погрешность;
- измерительные единицы (бары или атмосферы);
- допустимое давление.
Для частной котельной подойдёт манометр со шкалой до 4 атмосферы.
Устройство и принцип работы пружинного предохранительного клапана
На рынке предохранительной арматуры для котлов и систем отопления основную нишу занимают пружинные предохранительные клапана. Многие производители изготавливают модели самых разных диаметров и на различные диапазоны настройки. Основным назначением предохранительного клапана является защита трубопроводных систем и котлов от превышения давления. Достоинством данного оборудования является его работа в автоматическом режиме. При превышении настроечного давления теплоносителя клапан открывается и начинает сбрасывать излишки теплоносителя в отводной трубопровод. Когда давление опускается в рабочие пределы, то клапан автоматически закрывается и прекращает сброс теплоносителя.
Устройство пружинного предохранительного клапана
Предохранительный клапан пружинного типа представляет собой изготовленный из латуни или бронзы корпус, внутри которого находится предохранительный пружинный механизм. В основе данного механизма лежит стальная пружина, защищенная от внешнего воздействия пластиковым колпачком, который также выполняет функцию проверочной ручки. Проверочная ручка позволяет в случае необходимости в ручном режиме осуществить принудительное открытие клапана для проверки его работоспособности. Для надежной защиты пружинного механизма от попадания в него теплоносителя имеется мембрана, изготовленная из этилпропиленовой резины.
Устройство пружинного предохранительного клапана Valtac VT 490: 1 — латунный корпус; 2 — пластиковая крышка корпуса; 3 — пластиковая проверочная ручка; 4 — пластиковая заглушка; 5 — алюминиевая шильда; 6 — латунный шток; 7 — нейлоновая втулка подстройки; 8 — стальной фиксатор штока; 9 — стальная пружина; 10 — каучуковая золотниковая обойма; 11 — пластиковый золотник
Принцип работы пружинного предохранительного клапана
Принцип действия пружинного предохранительного клапана
В основе принципа работы предохранительного клапана лежит взаимное противодействие на затворе давления воды, стремящегося открыть клапан и усилия пружины, направленного на удержание затвора в закрытом положении. Предохранительный клапан будет закрыт до тех пор, пока давление воды на затворе не превысит усилие пружины. Необходимо отметить, что клапан начинает срабатывать уже при давлении примерно на 3% меньшем, чем настроечное. Если давление в системе продолжает расти, то это приводит к дальнейшему подъёму затвора (пропорционально давлению теплоносителя) и равномерному увеличению объёма сбрасываемой воды. Полное открытие предохранительного клапана наступает при давлении примерно 110-115% от настроечного (в зависимости от модели). После сброса излишков теплоносителя давление в системе начнёт снижаться и как только усилие пружины предохранительного клапана преодолеет статическое и динамическое давление вытекающей воды, затвор закроется. Полное закрытие предохранительного клапана наступит при снижении давления в системе до 80% от настроечного.
Настройка пружинного предохранительного клапана
Настройка предохранительного клапана выполняется по месту установки, после завершения всех монтажных работ и промывки отопительной системы.
Настройку давления в пружинном предохранительном клапане выполняют вращением специального регулировочного винта, сжимающего пружину, которая прижимает затвор к седлу. После этого проверяется давления срабатывания клапана, полного его открытия и закрытия.
В некоторых предохранительных клапанах производителем в заводских условиях уже настроено и зафиксировано давление срабатывания, поэтому самостоятельная регулировка давления в них уже невозможна. В них имеется специальная неснимаемая крышка, которая защищает от перенастройки клапана. Фирмы-изготовители для удобства пользования вводят цветовую маркировку крышек в соответствии с давлением настройки: черный цвет – 1,5 бар, красный – 3 бар, желтый – 6 бар (предохранительные клапана Valtec VT 490).
Производители рекомендуют периодически прочищать предохранительные клапана в случаях, когда система отопления работает стабильно, без превышения давления. Это обусловлено тем, что клапан находится без работы в течение длительного времени, что может стать причиной его засорения различными загрязнениями. Для прочистки предохранительного клапана («подрыва») необходимо провернуть колпачок по направлению стрелки до характерного щелчка. Данная процедура позволяет избежать течей, большая часть которых вызвана именно засорением и последующим неплотным прилеганием затвора к седлу клапана.
Устройство и принцип работы пружинного предохранительного клапана, 5 / 5 (4 голосов)
Расскажите о нас друзьям:
