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

Какие бывают воздухоотводчики

Чаще всего встречаются два типа устройств для стравливания воздушных пробок:

1. Автоматические.
2. Ручные (краны Маевского).

Автоматические приспособлениями оснащаются места наиболее вероятного образования воздушных скоплений. Для установки приборов рекомендуется использовать максимально возможную высоту. Что касается кранов Маевского, то их монтируют непосредственно на радиаторах. Особенностью автоматических клапанов сброса воздуха из системы отопления является практически полная незаметность и отсутствие необходимости контроля со стороны человека. Краны Маевского функционируют в ручном режиме спуска воздух из отопительных контуров.

Для чего нужен предохранительный клапан?

Отопительные системы заполняются водой, температура которой равна примерно 15 градусам. Циркулируя по замкнутому контуру, теплоноситель нагревается, значительно увеличиваясь в объеме. В это время существенно повышается давление, оказываемое на внутреннюю поверхность труб и установленные в системе приборы.

Превышение допустимой нормы, в большинстве случаев более 3,5 бар, оборачивается:

• протечкой в местах состыковки частей трубопровода;
• повреждениями или разрывами соединительных элементов и труб, изготовленных из полимеров;
• взрывом котлового бака;
• коротким замыканием электрического оборудования в котельной.

Наиболее высокий риск аварийных ситуаций характерен твердотопливным котлам, в которых сложно регулировать мощность теплоотдачи.

Производительность электрического и газового оборудования быстро корректируется от стартовых до максимальных показателей и наоборот. Зачастую в них присутствует автоматика безопасности, отключающая рабочие элементы при чрезмерных повышениях температуры.

Интенсивность горения дров, угля и другого вида топлива в твердотопливном котле корректируется с помощью открытия/закрытия заслонки. При этом сила отдачи тепла меняется не сразу, а постепенно. По причине инерционности теплогенератора жидкий теплоноситель может сильно перегреваться.

Вместе с вычисляющим давление манометром и удаляющим воздух из системы воздухоотводчиком предохранительный клапан часто включают в состав группы безопасности

Когда дрова в камере хорошо разогреваются, доведя воду в сети до необходимых температурных отметок, доступ воздуха перекрывают, и активное пламя начинает затухать.

Однако в раскаленном состоянии топка продолжает выделять накопившееся тепло. Достигая 90-95 градусов, теплоноситель вскипает и запускает неизбежное интенсивное парообразование. Вследствие этого провоцируется резкий скачок давления.

Именно в таких обстоятельствах включается в работу предохранительный клапан. При достижении граничного параметра давления он открывает затвор, освобождая для образовавшегося пара путь наружу. После стабилизации значений, клапан автоматически закрывается и снова переходит в спящий режим.

Его монтаж обязателен не только для твердотопливных, но и для паровых котлов, а также печей, оснащенных водяным контуром. Многие модификации отопительного оборудования комплектуются эти прибором еще на этапе производства. Часто этот клапан является одним из элементов группы безопасности. Обычно устройство врезают непосредственно в теплообменник или устанавливают в трубопровод поблизости котла.

Для чего нужен предохранительный клапан на бойлере

Бойлер представляет собой ёмкость для воды с нагревательным устройством, которым могут быть: топка для твердого топлива, газовая горелка, змеевик для горячего теплоносителя из системы отопления (косвенный нагрев) и теплоэлектрический нагреватель (ТЭН). Большинство бойлеров оборудованы ТЭНами, это удобно и не требует больших затрат при обустройстве.

Бойлер заполняется водой и находится под избыточным давлением, равным напору в водопроводе. При нагревании вода расширяется и в резервуаре бойлера повышается давление. Чтобы нагретая вода не выдавливалась в трубопровод с холодной водой и не сливалась при отсутствии холодной воды, на входной патрубок устанавливают обратный клапан для водонагревателя .

Бойлер оборудован защитной автоматикой, которая регулирует температуру нагрева, задаваемую пользователем. Верхняя часть бойлера остается всегда не заполненной водой. Присутствующий воздух служит амортизирующей подушкой, компенсирующей расширение воды и потому давление растет не значительно и не так быстро, как если бы воздух отсутствовал.

Автоматика позволяет нагревать воду не выше 80 градусов. Но если она выйдет из строя, то нагрев будет продолжаться непрерывно и может привести к образованию высокого давления, способного повредить бойлер. Чтобы этого не случилось, устанавливают предохранительный клапан сброса давления для бойлера . Который, при превышении давлением установленной величины, открывается и производит сброс излишков воды.

Производители электрических водонагревателей объединили два клапана, обратный и предохранительный в один корпус. Теперь это устройство выполняет обе функции.

Автоматический воздухоотводчик

На рынке представлены в основном итальянские и немецкие модели автоматических воздушников. Это – Caleffi, Pettinaroli, Valtec, Watts, Oventrop и Flamco. В основном встречаются воздушные клапаны так называемого поплавково-клапанного типа.

Конструкция

В корпусе из латуни или нержавеющей стали находиться поплавок. К нему одним из краев присоединен простейший шарнирный механизм, который имеет название «коромысло». К другому краю механизма прикреплена игла (стержень). Когда корпус заполнен водой, то игла находится в спокойном состоянии и клапан остается перекрыт. Но как только в корпусе воздухоотводчика накапливается воздух, то уровень воды, а вместе с ним и поплавок, опускается. Игла вместе с «коромыслом» приходит в движение. Когда игла заходит в подпружиненный золотник, то нажимает на шток, который перемещаясь, открывает отверстия для выпуска воздуха. Так работает автоматический воздушник.

Дополнительно к воздушному клапану, который входит в группу безопасности котла, следует установить автоматический воздухоотводчик в самой верхней точке контура. Монтаж можно производить как на вертикальном, так и горизонтальном трубопроводе. Для этого подвод теплоносителя в воздухоотводчик производитель делает как нижним торцевым, так и нижним радиальным. Рабочее положение автоматического воздушника всегда вертикальное.

Чтобы была возможность снять автоматический воздухоотводчик, не опорожняя всю систему, его резьбовую часть (G1/2″, G1/4″) присоединяют к трубе отопления через клапан-отсекатель.

Это несложное устройство представляет собой бобышку с пластиковой заслонкой. При ввинчивании воздухоотводчика заслонка автоматически открывается, при вывинчивании — закрывается.

При монтаже воздухоотводчика используют обычный рожковый ключ, нижняя часть корпуса воздушника выполнена в форме шестигранника. Во время установки колпачок воздушного ниппеля должен быть перекрыт.

Неисправности клапана и способы их устранения

Из-за высокого солесодержания теплоносителя игла может обрастать накипью и воздухоотводчик начинает протекать. Чтобы очистить от накипи и ржавчины воздушник, его выкручивают, предварительно изолировав и слив воду с части трубопровода. Если на штуцере стоит отсекатель, то воду не сливают. Клапан разбирают, промывают, аккуратно очищают иглу. В процессе сборки уплотняют между собой части корпуса.

Чтобы автоматический воздухоотводчик не засорялся, имеет смысл поставить непосредственно перед ним механический фильтр.

Очень часто воздухоотводчик делают разборным. Соединение корпуса и крышки происходит через специальное кольцо. Если оно разрушается, то это приводит к протечке. Купить такое кольцо в розницу вряд ли получиться. Проще воспользоваться фум-лентой или силиконовым герметиком.

Если воздушник смонтирован с отклонением от вертикали, то он будет подтекать. Тут одно спасение — демонтировать, заглушить штуцер и установить в новом месте строго вертикально.

Причиной течи может быть перекосившийся поплавок. Его легко поправить самому, при разборке.

Принцип работы и типы устройств

Если завоздушивается система отопления, то у собственника есть вариант использования одного из нескольких типов воздухоотводчиков, которые помогут решить все существующие проблемы. Существует клапан автоматический воздушный для отопления, который может стравливать воздух самостоятельно без вмешательства со стороны пользователя, а также ручной воздухоотводчик, работающий по более примитивному принципу.

Конструкция устройств автоматического типа основана на использовании принципа поплавка.

Если система работает исправно и в ней нет воздушных пробок, то поплавок плавает на поверхности и прижимает собой пробку или иглу на выпускном отверстии. В том случае, когда в результате завоздушенности уровень воды в радиаторе снижается — поплавок уходит вниз и открывает клапан для стравливания воздуха. Ручной аналог требует самостоятельного откручивания клапана.

Независимо от того, какой тип устройства выбрал собственник, при должном уровне эксплуатации он поможет решить проблему завоздушенных участков и вернуть системе отопления прежнюю производительность и эффективность.

Используя воздухоотводчик, собственник будет знать как развоздушить радиатор отопления, петлеобразный изгиб трубопровода или котел. При этом ему стоит помнить, что любой воздушный клапан — это расходный материал, который необходимо своевременно заменять

Для слаженной работы контура собственнику важно соблюдать правила эксплуатации клапанов, следить за их работоспособностью, а также менять изношенные воздухоотводчики на новую арматуру по прошествии срока эксплуатации, указанного производителем

Как работает автоматический воздухоотводчик

Залитый холодный теплоноситель в отопительной магистрали имеет свойство выделять воздух при нагревании, для его стравливания применяют автоматический сброс воздуха из системы отопления.

Принцип действия всех автоматических приборов заключается в открывании стравливающего отверстия при появлении воздуха во внутренней области корпуса воздухоотводчика. Элементом, реагирующим на присутствие воздуха, является погруженный во входной патрубок устройства поплавок, который связан с клапаном, закрывающим отверстие для выхода воздуха. Автоматическое устройство работает по следующему принципу (рис. 3):

1. Когда отопление функционирует нормально, находящийся в пространстве цилиндрической рабочей камеры поплавок находится в верхнем положении и связанным с ним конусообразным штоком запирает выходной канал.
2. Если воздух скапливается в верхней части бачка, поплавок уходит вниз вместе с запирающим штоком и происходит отпирание воздушного клапана, воздух стравливается из устройства.

Рис. 4 Автоматический клапан сброса воздуха из системы отопления

Устройство

На рынке представлены различные конструкции автоматических клапанов для спуска воздуха, рассмотрим конструкцию и функционирование одного из распространенных видов.

Данная модель (рис 4.) имеет составное устройство корпуса из латуни, включающего основную часть 1, которая вкручивается в трубопровод, и его крышку 2 с запорным механизмом, соединенную с основой через уплотнительное кольцо 10.

В нерабочем состоянии поступающая через входной патрубок снизу жидкость поднимает пластмассовый поплавок 3, он через флажок давит на подпружиненный (пружина 7) держатель 5 с золотником 6, который запирает проходной канал в жиклере 4.

Жиклер 4 располагается в боковой части воздушного отводчика и подсоединен к корпусу через уплотнительное кольцо 8, в верхней части прибора имеется пробка 9, которой регулируют проходной канал выпускного отверстия для сброса воздуха или перекрывают его полностью при необходимости.

При появлении в поплавковой камере воздуха, он вытесняет воду, в которой плавает поплавок 3, элемент опускается вместе с флажком, а пружина 7 отталкивает золотниковый держатель от выходного канала – происходит стравливание воздуха. При уменьшении объема сброшенного воздуха в рабочую камеру снова поступает вода, поплавок всплывает и перекрывает канал с помощью запорного механизма.

Обычно при подключении воздухоотводчика используют переходники из отсечного обратного клапана, представляющего собой подпружиненный запорный механизм и связанный с ним флажок. При вкручивании воздухоотводчика он давит на флажок отсечного клапана, последний опускается вниз и открывает путь воде к корпусу воздушника.

При демонтаже отводчика для замены, проведения профилактических или ремонтных работ, освобожденный подпружиненный флажок вместе с запорным клапаном поднимается вверх и перекрывает канал поступления теплоносителя.

Рис.5 Ручной воздушный клапан системы отопления в батарее

Технические характеристики

Основным материалом изготовления корпусов ручных и автоматических воздушных клапанов для стравливания воздуха из систем отопления является латунь, покрытая никелем (намного реже используют бронзу), отводчики имеют следующие характеристики:

• Монтаж – в самых высоких точках отопительных контуров на прямом участке.
• Допустимая температура рабочей среды – от 100 до 120º С.
• Максимальное давление 10 бар (атмосфер).
• Подсоединительной диаметр выходных патрубков 1/2″, 3/4″ (наиболее распространенные размеры, обозначается в метрической раскладке Dy 15 и Dy 20, что соответствует 15 и 20 мм), 3/8″, 1″ дюйм.
• Тип подключения – прямое и угловое.
• Расположение выпускного штуцера – сверху, сбоку.
• Комплектация – иногда поставляется вместе с отсечным клапаном
• Рабочая среда – вода, незамерзающие теплоносители с содержанием гликоля до 50%.
• Материал изготовления поплавка – полипропилен, тефлон.
• Срок службы приборов из латуни может достигать 30 лет.

Способы удаления воздуха

Воздушная пробка не может находиться в легкодоступном месте постоянно. Во время ошибок при укладке или проектировании воздух скапливается в трубах. Удалить его оттуда довольно сложно. Для этого сначала нужно выявить месторасположение пробки. На участке ее появления трубы становятся холодными, также можно услышать внутри них журчание. Если не отмечается явных признаков, то можно проверить трубы по звуку с помощью простукивания. В зоне скопления воздушной пробки звук более громкий и звонкий.

Читать так же: как правильно выпускать воздух из батареи отопления.

После этого воздух необходимо выгнать. Если рассматривать отопительную систему частного дома, то для этого нужно поднять давление или температуру. Чтобы увеличить давление, необходимо открутить подпиточный вентиль и ближайший клапан выпуска воздуха. В контур отопления начнет поступать вода, увеличивая давление, что вынуждает воздух передвигаться вперед. Пробка выйдет после того, как попадёт в спускной клапан. Когда все воздушные массы полностью выйдут, воздухосбрасыватель перестанет шипеть.

Но не все воздушные пробки можно удалить таким способом. В определенных случаях необходимо одновременно увеличивать и давление, и температуру. Эти показатели нужно поднять до значений, которые близки к критичным, но превышать их нельзя. Если после проведенной процедуры воздух не вышел, можно попробовать открыть дополнительно спускной и подпиточный кран. Возможно, так получится сдвинуть воздушную пробку.

Если проблема появляется регулярно на одном участке, значит, виной всему неправильная разводка труб или ошибка в проекте. Чтобы не мучаться все время в сезон отопления, в проблемную зону врезают спусковой клапан. В трубопровод можно установить тройник и на свободный вход поставить вентиль. В этом случае проблема в дальнейшем решается очень просто.

Автоматический клапан приточной вентиляции AERECO:

Срабатывание предохранительного клапана

Стоит отметить, что оба клапанных элемента, несмотря на то, что их установка выполнена в одном корпусе, работают совершенно независимо друг от друга. Клапанный предохранитель по принципу работы во многом схож с автоматическим клапаном котла. Как только давление внутри емкости возрастает выше предельных 6 бар, запорная тарелка под давлением воды перемещается, сжимает пружину и освобождает сливное отверстие. Часть воды уходит в канализацию, пока давление не выровняется до нормы.

Кроме того, предохранительный клапан для бойлера с ручкой спуска позволяет очищать емкость от скапливающихся солей и осадка. Для этого раз в пару недель нужно выполнять установку  ручки или флажка в горизонтальное положение. В некоторых моделях потребуется нажать на флажок и удерживать его несколько минут. Вода через слив вымывает частицы и осадок, накопившийся в клапанном механизме.

Совет! С помощью клапанного предохранителя можно полностью слить воду из бойлера для ремонта или обслуживания.

Обратный клапан предназначен для предотвращения перетекания теплой воды из бойлера обратно в подводящую водяную магистраль. По мере расходования воды в нагревательной емкости запирающая тарелка под давлением в магистрали приподнимается и освобождает проточную часть для наполнения бойлера.

Если давление в водопроводе резко снижается или возрастает, клапанная тарелка блокирует вытекание горячей воды обратно в магистраль или гасит гидравлический удар с помощью пружины. Особенно актуальна установка предохранительного клапана для бойлера на дешевых китайских изделиях, в которых нет ни термостатов, ни тепловых электрических реле.

Без установки обратного и предохранительного клапана китайский бойлер может легко превратиться в источник опасности – обварить хозяев кипятком или залить квартиру горячей водой. Мастера — практики нередко признают, что есть смысл устанавливать предохранительный клапан даже для бойлера косвенного нагрева, на котором по умолчанию не должно быть подобных проблем. Например, ремонтные работы на системах водоснабжения практически всегда сопровождаются гидроударами и скачками давления, в этом случае бойлер подвергается жесткому испытанию, независимо от его устройства.

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.

Основные виды

Воздушные пузырьки, которые содержатся в теплоносителе, начинают скапливаться на определенных участках системы отопления и в батареях. Появившийся пузырь продолжает дополняться новыми порциями воздуха и образует пробку, которая блокирует передвижение теплоносителя в этом месте. Вследствие этого близлежащие радиаторы отопления остывают. Для вывода воздуха используется 2 типа спусковых вентилей:

• автоматический клапан сброса воздуха;
• ручной кран Маевского.

Ручной кран Маевского

Устройство вентиля Маевского понять очень просто. На окончаниях корпуса с внешним резьбовым присоединением ½″ или ¾″ находится отверстие диаметром 2 мм. Это сечение перекрыто винтом с наконечником в виде конуса. Сбоку крана находится небольшое отверстие, которое предназначено для выпуска воздуха.

Модернизированный клапан для выпуска воздуха имеет поворотную пластиковую втулку, внутри которой находится канал для отвода. Удобство заключается в том, что положение отверстия для сброса можно отрегулировать с помощью разворота пластиковой втулки. Механический клапан для спуска воздуха из системы отопления работает по такому принципу:

1. При работающем отоплении запорный винт вкручен, а конус надежно закрывает отверстие.
2. Если необходимо избавиться от воздушной пробки, винт выкручивается на несколько оборотов. Под давлением находящейся воды в тепловой системе пробка выходит через отверстие, далее переходит в спускной канал и передвигается по нему наружу.
3. Сначала выходит чистый воздух, затем — вместе с теплоносителем. Винт закручивается, когда из канала начинает выходить чистая вода.

В этом видео вы узнаете плюсы и минусы воздушного клапана (воздухоотводчика):

Автоматический воздухоотводчик

Несложно понять, что этот клапан работает без участия человека. Устройство имеет вид вертикального латунного бочонка с резьбовым соединением G ½″, где размещен пластиковый поплавок, который соединен с подпружиненным клапаном для вывода воздушной пробки. Принцип работы автоматического воздушного клапана для отопления следующий:

1. При работающей системе отопления камера в корпусе наполнена водой, поднимающей поплавок вверх. Подпружиненный клапан находится в закрытом состоянии.
2. С учетом скопления воздуха в верхней части клапана уровень воды уменьшается, и поплавок опускается.
3. Когда уровень снизится до максимальных показателей, масса поплавка полностью сожмет пружину, открывая тем самым клапан. В результате начинается выброс воздуха.
4. За счет чрезмерного давления в тепловой системе теплоноситель вытеснит воздух из клапана, вода займет это место и заново приведет поплавок рабочее состояние.

По своему исполнению автоматические клапаны для сброса воздуха из системы отопления могут быть с угловым и прямым соединением. Одни изготовители делают отверстие сброса сверху, другие — в сторону. Для потребителя эти отличия значительной роли не играют, но вот опытному сантехнику они о многом могут рассказать. Как показала практика, оборудование с боковым сбросом надежней в эксплуатации, чем клапаны с верхним выводом.

Устройство автоматических клапанов все время совершенствуется. Ведущие изготовители наделяют эти элементы различными функциями:

1. Защита от гидравлических ударов при помощи специальной пластины (устанавливается на входе в камеру).
2. Установка мини-клапана в заглушку радиатора.
3. Возможность выкрутить сбрасыватель воздуха для ремонта, не опорожняя при этом отопительную систему. Достигается это благодаря наличию автоматического отсекающего подпружиненного вентиля, установленного на входном штуцере. Если сантехник откручивает элемент, то пружина выравнивается, а уплотнительная шайба перекрывает проход.

Автоматический воздухоотводчик – принцип работы, обзор:

Для чего нужна принудительная циркуляция

Естественная циркуляция теплоносителя происходит по физическим законам: нагретая вода или антифриз поднимаются в верхнюю точку системы и, постепенно остывая, опускается вниз, возвращаясь в котел. Для успешной циркуляции необходимо строго выдерживать угол наклона прямой и обратной трубы. При небольшой протяженности системы в одноэтажном доме сделать это несложно, и перепад высоты будет невелик.

Для домов большой площади, а также многоэтажных домов. такая система чаще всего непригодна — в ней возможно образование воздушных пробок, нарушение циркуляции и, как следствие, перегрев теплоносителя в котле. Эта ситуация опасна и может стать причиной повреждения элементов системы.

Поэтому в обратную трубу, непосредственно перед вводом в теплообменник котла, устанавливают циркуляционный насос, который создает в системе нужное давление и скорость циркуляции воды. При этом нагретый теплоноситель своевременно отводится в отопительные приборы, котел работает в штатном режиме, а в микроклимат в доме остается стабильным.

Схема: элементы системы отопления

• система устойчиво работает в зданиях любой длины и этажности;
• можно использовать трубы меньшего диаметра, чем при естественной циркуляции, что экономит затраты на их приобретение;
• допускается располагать трубы без уклона и прокладывать их скрыто в полу;
• к принудительной системе отопления можно подключить теплые водяные полы ;
• стабильный температурный режим продлевает срок службы фитингов, труб и радиаторов;
• существует возможность регулировать нагрев для каждого помещения.

Недостатки системы с принудительной циркуляцией:

• требуется расчёт и установка насоса, подключение его к электросети, что делает систему энергозависимой;
• насос при работе издает шум.

Недостатки успешно решаются правильным размещением оборудования: насос ставят в отдельном помещении котельной рядом с отопительным котлом и устанавливают резервный источник электропитания — аккумуляторную батарею или генератор.

Установка

Балансировочный клапан, призванный контролировать систему отопления, очень легко установить своими руками. Монтаж осуществляется так, словно монтируется обычный шаровой кран

В принципе, не особо важно, как сам клапан будет размещен в пространстве, но стрелка на корпусе должна соответствовать направлению потока воды. В противном случае клапан начнет создавать сопротивление теплоносителю. Температура и давление у разных клапанов могут варьироваться, поэтому, изучив характеристики собственной системы отопления, лучше подыскать наиболее подходящий вариант у производителей

Температура и давление у разных клапанов могут варьироваться, поэтому, изучив характеристики собственной системы отопления, лучше подыскать наиболее подходящий вариант у производителей.

Перед клапаном необходимо разместить специальную защиту в виде фильтра. Данное устройство позволит избежать попадания мусора и грязи на отдельные элементы регулировщика. Кроме того, рекомендуется монтировать клапан так, чтобы перед ним и после него остались значительные промежутки прямой трубы. Тем самым удастся предотвратить появление изгибов, влияющих на движение воды. Также перед началом монтажа трубы обязательно нужно промыть.

Установка клапана начинается после того, как завершается проверка состояния труб – необходимо проверить их целостность и отсутствие мусора. Затем определяется место, где разместится устройство. Параметры прямых участков трубы до и после клапана должны соответствовать следующим цифрам: пять диаметров перед элементом и два диаметра после элемента или даже больше, это избавит от турбулентности.

Затем клапан вкручивается в резьбу патрубка, предварительно оснащенную паклей.