Аварийный клапан в системе отопления

Виды клапанов: пружинный и рычажно-грузовой.

Как отмечалось в самом начале, приспособление предназначено для защиты инженерной сети от избыточного давления. Наибольшему риску подвержены системы отопления, оснащенные паровыми котлоагрегатами. Повышение давления может наблюдаться в автономной системе обогрева помещений и сети горячего водоснабжения. Основные причины роста давления:

• резкий скачок температуры воды, которая в итоге превращается в пар (наблюдается при спуске жидкости из трубопровода);
• избыточное количество теплоносителя, который применяется в качестве подпитки системы (случается, когда автоматика работает некорректно).

Чтобы понять принцип работы, необходимо рассмотреть обе разновидности оснащения. Аварийный клапан может быть пружинным или рычажно-грузовым. Первый тип отличается от второго тем, что усилие на золотник совершается пружиной. Его регулирование проводится сжатием пружинного механизма.

Когда давление воды в системе будет больше, чем давление пружины на золотник, то клапан откроется.

После этого вода, находящаяся в трубах, где врезан клапан, уйдет через слив. Пружинный тип более популярный для использования в небольших отопительных системах, исходя из следующих соображений:

• компактные размеры;
• закрытый доступ к изменению настройки прибора без инструмента, что повышает безопасность его использования;
• нет необходимости держать шток золотника вертикально;
• применение с прочими приборами, например, краном Маевского.

Что касается рычажно-грузового аварийного клапана сброса давления, то принцип его действия аналогичен пружинному. Единственное отличие – давление на шток осуществляется рычагом.

По совокупности факторов автономное газовое отопление частного дома – это лучший вариант.

Во сколько обойдется автономное электрическое отопление частного дома читайте в этой статье.

Принцип работы

Теплоноситель, циркулируя в приборе, давит на специальную пружину. Под тяжестью давления – она сжимается и выпускает излишки теплоносителя из системы посредством специального патрубка. Когда давление идет на спад, клапан закрывается.

Предохранительный клапан для бойлера устанавливается всегда, так как только он может обеспечить безопасное функционирование устройства. Такой клапан также именуется обратным благодаря функции защиты от вытекания воды во время экстренных ситуаций. Поэтому можно не переживать о том, что нагревательный элемент выйдет из эксплуатации, когда холодное водоснабжение будет отключено. Он не пересохнет, не сгорит.

Определение условного сечения и порога срабатывания

Определиться с сечением аварийного клапана просто — он должен быть не меньше чем диаметр трубы подачи. В противном случае работать как надо он не будет. При установке не в составе группы безопасности, отводок делаем с легким уклоном в сторону котла (можно и вертикально, но точно не в обратную сторону). Если разводка у вас дюймовая, такой же трубой делаем отвод, такого же сечения ставим подрывной клапан. С этим понятно.

Может идти в составе группы безопасности или устанавливаться отдельно

Порог срабатывания определяется исходя из рабочего давления системы. Для нормальной работы он должен быть на 20-30% выше. Если ваше отопление работает при 1,2 Бар, то срабатывать клапан сброса избыточного давления должен при 1,45-1,55 Бар.

Не всегда есть возможность найти аварийный клапан с нужной величиной срабатывания. Можно либо взять с близкими параметрами, либо найти регулируемый (на 1,5 Бара есть).

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.

Важно! При выборе предохранительного устройства обязательно изучайте техническую документацию к котельному оборудованию. Производители обычно указывают необходимые технические параметры максимального давления и температуры, в соответствии с которыми покупаются сбросные клапаны.

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.

Разновидности устройств

Сбросный клапан для отопления в обязательном порядке должен иметь два элемента: деталь, которая запирает конструкцию и открывается при необходимости, и датчик уровня давления. Разновидностей устройств предохранительного клапана для котла существует множество. Все они имеют свои особенности и классифицируются по определённым признакам.

Разновидностей устройств предохранительного клапана для котла существует множество

Если речь идёт о небольших отопительных системах частных домов и квартир, а также малогабаритных производств, то рекомендуется устанавливать пружинный механизм клапанов. У него есть множество достоинств, такие как дешевизна, компактные размеры, возможность установки в общий блок управления, простота использования. Момент срабатывания устройства зависит от мощности самой пружины. То есть мощная пружина сработает при 12 бар, а послабее — при 1,5 бар.

Функционируют такие предохранители благодаря следующим принципам:

• на затвор устройства воздействует поток воды;
• давление приподнимает клапан, когда оно слишком большое и пересиливает мощность пружины;
• объём воды и давление уменьшаются и доходят до нормы.

Корпус изготавливают из высококачественной латуни, пружину — из стали, а все остальные элементы, включая непосредственно сам затвор клапана, из полимерных материалов. Зачастую в заводских моделях всё уже настроено, и вносить какие-то изменения не нужно.

Ещё одна разновидность — рычажно-грузовые выключатели. Они в личных целях не используются, а найти их можно на больших производствах. Диаметр трубы при этом составляет не менее 20 см. Усилие для выключения системы здесь подаёт не пружина, а вес, который установлен на рычаг. Тяжести передвигаются вдоль рычага, регулируя при этом силу нагрузки. Аварийный клапан сброса давления в системе отопления такого типа также открывается, когда давление в зольнике превышает показатели с рычага клапана.

Все настройки и давление, при котором устройство будет срабатывать, можно установить корректировкой навешенного груза и длиной рычага. Стоит предохранительный клапан для отопления на рычажной основе немного дороже, чем пружинный, а качество одинаковое.

Рекомендации по эксплуатации

В ходе эксплуатации клапана сброса давления воздуха следует соблюдать правила, изложенные в руководстве пользователя от завода- изготовителя.

Клапан нужно содержать в чистоте, не допускать попадания на него пыли, влаги и других загрязнений. Недопустимо также закрашивать клапан кистью или из краскопульта. Это может привести к загрязнению выходного патрубка и выходу устройства из строя.

Периодически, не реже раза в месяц, следует проводить испытания клапана на предельное давление. Если клапан по каким-либо причинам не срабатывает на испытаниях, эксплуатацию агрегата следует прекратить до их выяснения и устранения.

Проводить такие испытания следует и после любого снятия клапана с агрегата, даже если демонтаж не был связан с его ремонтом или заменой.

Особенности и назначение

Как мы уже говорили выше, с давлением шутки плохи. Давление может быть разным, оно различается в зависимости от конкретной рабочей среды.

Давление в трубопроводах называют водным. Серьезный перепад давления воды провоцируют с помощью резкого перекрытия задвижек, включения или выключения насосов и т.д.

В итоге образуется зона, где давление находится не на среднестатистическом уровне. Появляется эффект гидроудара, когда опасная зона перемещается, повреждая все конструкции на своем пути.

Нельзя сказать, что перепады давления воды – серьезная и крайне опасная проблема. Они случаются время от времени, это нормально.

Однако если в трубе не стоит предклапан или стандартный клапан сброса избыточного давления, тогда каждый последующий гидроудар приведет к все большему износу конструкций, а затем и полному их выходу из строя.

Проблемы с давлением есть и в водонагревателях. Там свою роль играет баланс теплой и холодной воды внутри бака. На водонагревателях ставить предохранительный клапан избыточного давления просто необходимо, так как в противном случае вас ждут жуткие последствия. О них расскажем чуть позже.

Не будем забывать и про давление воздуха. Оно тоже играет роль. Минимальное воздействие давление воздуха оказывает на вентиляцию и отвод продуктов горения.

К примеру, при возгорании внутри помещения давление резко меняется, и если сбросной клапан в системе пожарной вентиляции не стоит, тогда дым не удастся удалить из помещения заранее предусмотренным путем. Давление в вентиляции просто не пустит его внутрь и обнулит тягу.

А есть ведь и более опасные ситуации. Взрывы, химические загрязнения, различного рода техногенные и даже военные катастрофы, все это приводит к критичным перепадам, нивелировать которые способен только клапан избыточного давления.

Составляющие и схема клапана

Предохранительный клапан сброса давления выполнен в самых различных вариациях. Как мы уже говорили, есть клапаны для сброса давления воздуха, воды. Есть и конкретные модели, созданные для использования на том или ином оборудовании.

Клапан сброса давления для бойлера

Однако общая конструкция у них всегда одна. Ее мы сейчас и опишем. Для понимания принципа работы клапана этого будет достаточно.

Итак, стандартный предклапан состоит из следующих частей:

1. Корпуса.
2. Тарели.
3. Рычага тарели.
4. Предохранительного рычага.
5. Ручки настройки.
6. Пружин.
7. Дополнительных элементов.

Корпус у него литой, чаще всего из нержавеющей стали. На водопроводных изделиях используют корпуса из латуни или бронзы. Они лучше реагируют на воду, намного долговечнее и качественнее.

Если стальной предклапан при постоянном контакте с водой рано или поздно проржавеет, то латунный сможет стоять без преувеличения много десятков лет, а то и сотен, если его эксплуатировать должны образом.

Тарель – основной запорный элемент, что блокирует поток воздуха или воды. Для воздушных клапанов применяются именно тарели, в моделях для применения в водопроводах встречаются и шаровые запорные образцы.

Рычаг тарели управляет этим элементом. Его чувствительность настраивается с помощью еще одной ручки. Сама настройка в простейших образцах осуществляется за счет манипулирования механикой, а если быть точнее, то специальной пружиной.

Промышленные предклапаны для регулировки давления

Она реагирует на определенный уровень давления и срабатывает, перекрывая клапан. Степень натяжения прямо пропорциональна его уровню, которое активирует предклапан.

Предохранительный рычаг есть не во всех образцах, он выполняет защитные функции, если основной способ блокирования не сработал, либо вышел из строя.

Что же до дополнительных элементов, то тут речь идет об различного рода кнопках для управления, циферблатах, счетчиках и т.д. Все зависит от конкретной модели.

Клапан избыточного давления для водонагревателей вообще не оборудован какими-либо измерительными приборами (по крайней мере, бюджетные модели этой надстройкой обделены).

А вот предклапан для сброса давления воздуха в обязательном порядке снабжается барометром, причем действует тот постоянно, фиксируя уровень давления на рабочей стороне.

Теория

В кубе кипит спиртсодержащая жидкость. Если выходное отверстие для пара будет перекрыто, начнет расти давление. Одновременно будет повышаться и температура кипения жидкости. Энергия щедро льется в куб и накапливается каждую секунду, но этот процесс не бесконечен. Рано или поздно произойдет механическая разгерметизация куба. Например, сорвет хомут, и крышка выстрелит в потолок. Если бы на этом всё закончилось, то и обсуждать было бы нечего. Легкий ремонт кухни, замена люстры – дела житейские.

Однако после разгерметизации давление в кубе резко падает, в результате вся накопленная энергия освобождается и приводит к резкому, взрывообразному закипанию всего объема навалки (спиртосодержащей жидкости в кубе). Образовавшийся спиртовой пар вылетает из куба, попутно вынося с собой изрядную долю навалки.

Предохранительный клапан в отоплении, установка, работа, конструкции

Предохранительный клапан в системе отопления открывается при повышении давления выше заданного значения, после чего часть теплоносителя через него сбрасывается. Затем давление уменьшается и клапан закрывается. Простой принцип действия подразумевает и несложную конструкцию. Тем не менее, есть несколько важных правил установки и эксплуатации аварийного клапана, которые лучше не нарушать, чтобы не повлечь разрушение котла, например…

Когда нужен предохранительный клапан

В замкнутой гидравлической системе, где происходит нагрев жидкости должен устанавливаться предохранительный клапан и расширительный бак. При нагреве, материалы и вещества увеличиваются в объеме, особенно значительно «вырастают» газы и жидкости.

Если свободного пространства не будет, то давление внутри системы начнет повышаться. Корпус будет деформироваться, растягиваться и разрушится в конце концов, выпустив жидкость наружу. Предохранительный клапан необходим во всех замкнутых нагреваемых наполненных жидкостью системах.

Совместная работа клапана и расширительного бака

Расширительный бак в системе отопления призван стабилизировать давление. Но ошибкой является мнение, что с таким баком предохранительный клапан не понадобится. Бак может работать неправильно, оказаться просто без воздуха.

Ошибкой является и обратное мнение, что клапан может взять на себя функции расширительного бака – сбрасывать давление, как только оно слегка повысилось. Этот прибор конструктивно не рассчитан на множественные срабатывания и после нескольких сбросов, через него появляется постоянная течь…

Предохранительный клапан рассчитан только на срабатывание при аварийном повышении давления, свыше нормы, после чего со стороны персонала должны быть приняты меры по устранению причин такой ситуации.

В каких случаях обычно срабатывает клапан

Можно выделить четыре типичные ситуации, когда срабатывает клапан в отоплении.

• Закачка жидкости в систему выполняется ручным насосом без контроля за давлением, или автоматическое наполнение оказалась с дефектами и дает повышенное давление.
• Система отопления с нарушениями — расширительный бак не был установлен или перекрыт краном.
• Не надлежащая работа расширительного бака – в нем отсутствует воздух.
• Вскипание котла с массовым выбросом пара.

В каких системах устанавливается защита по давлению

• Система отопления частного дома снабжается предохранительным клапаном. Даже если в автоматизированных котлах имеются защиты быстрого отключения при росте температуры, рекомендуется снабдить систему независимым аварийным клапаном давления.
• Также он устанавливается в системе горячего водоснабжения (ГВС), за исключением случая, когда вода нагревается проточным способом ….
• Аварийный сброс давления устанавливается в отдельных замкнутых контурах системы, нагреваемых теплообменником или другим источником энергии.
• В различных гидравлических (воздушных) системах, работающих под давлением, или с компрессором….

Конструкция предохранительного клапана, как работает

Основным элементом конструкции клапана давления является пружина, воздействующая на закрывающую тарелку. В нормальном положении тарелка прижимается к седлу и не выпускает жидкость из трубы. При аварийном повышении давления, она приподнимается и жидкость начинает просачиваться на боковой отвод.

Как и где устанавливается предохранительный клапан

Аварийный клапан в системе отопления всегда устанавливается на главной подающей магистрали, выходящей из котла.

Запрещается устанавливать между клапаном и главной магистралью какую-либо запорную арматуру. По сути предохранительный клапан должен быть установлен на подаче как можно ближе к теплообменнику котла, и между ними не должно быть кранов, и диаметр труб не должен уменьшаться.

С твердотопливными котлами аварийный клапан устанавливается в составе выносной группы безопасности.

На автоматизированных котлах клапан можно обнаружить под котлом на подаче.

Рекомендуется оборудовать отводной патрубок клапана прозрачным шлангом направленным в канализацию.

Какое давление срабатывания, какой клапан подобрать

Стандартное заданное давление срабатывания предохранительного клапана для домашней отопительной системы – 3 атм. Обычное предварительное давление воздуха в расширительном баке – 1,5 атм. Рабочее давление в системе после разогрева до максимальных температур – 2,0 – 2,5 атм.

Соответственно, при повышении этого значения, ситуация переходит в разряд «аварийная». При достижении 3,0 атм, или чуть ниже, должно начинаться срабатывание клапана. Напомним, что низший предел прочности отдельного отопительного оборудования, некачественных расширительных баков, например – всего порядка 4,0 атм, и его частенько превышают при ручной закачке теплоносителя…

Выбирать предохранительный клапан для системы отопления нужно только от известного производителя. Этот прибор прост, но сделан должен быть точно, а взрыв котла понравится далеко не всем жильцам…

Что требуют нормативы

Из нормативов можно узнать, что на пути к клапану от теплообменника не должно быт не только запорных устройств, но и регулирующих, а также трубопровода меньшим диамером, чем сам клапан. Настройка давления должна быть выполнена на 15 – 25% больше, чем рабочее давление жидкости. Проверка порога срабатывания должна производится не реже чем один раз в год при плановом обслуживании системы….