Как подобрать предохранительный клапан для системы отопления

Кроме того, данное устройство занимается регулированием потока теплоносителя в отопительной системе. Все остальное оборудование очень опасно, так как в результате высокого давления водяная рубашка считается взрывоопасной.

Подробный обзор

Назначение предохранительного клапана

Как уже говорилось выше, клапан предназначается для защиты систем отопления от чрезмерного роста давления. Наиболее подвержены подобным ситуациям системы с паровыми котлами, но возможно резкое повышение и в наиболее распространенном для обогрева домов водяном типе отопления, а также на сетях горячего водоснабжения. Чаще всего это происходит в следующих случаях:

Назначение предохранительного клапана
  1. Резкое повышение температуры теплоносителя и вследствие этого образование пара (чаще всего при спуске воды из системы);
  2. Подпитка отопления излишним количеством воды (при отказе автоматических систем);
Назначение предохранительного клапана

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.

Как работает редукционный клапан

Попробуем разобраться, как работают редукционные клапаны.

Рассмотрим подробнее устройство и работу клапанов прямого и непрямого действия.

Редукционный клапан прямого действия

Принципиальная схема редукционного клапана прямого действия показана на рисунке. Рассмотрим основные элементы и принцип работы редукционного клапана.

Давление жидкости на выходе редукционного клапана в линии отводимой от основной называют редуцируемым.

Золотник 1 расположен в корпусе 2, в котором также установлена пружина 3, ее поджатие регулируется винтом 4.

Давление в напорной линии (Рн) подводится к рабочей полости золотника, не оказывая на него силового воздействия, так как площади поясков золотника равны. Осевыми силами, действующими на золотник являются сила пружины и сила, обусловленная давлением на выходе клапана (Рред). Положение золотника будет определяться силой действия пружины и редуцируемым давлением Рред. Настройка давления на выходе редукционного клапана осуществляется винтом, поджимающим пружину.

При увеличении редуцируемого давления (Рред), золотник, под действием этого давления будет смещаться (вверх по схеме), уменьшая площадь проходного сечения S, увеличивая гидравлическое сопротивление. В результате возросших потерь редуцируемое давление снизиться до величины первоначальной настройки.

При уменьшении редуцируемого давления (Рред) золотник под действие усилия пружины переместится вниз, увеличивая проходное сечение. В результате снижения потерь, давление в отводимой линии достигнет величины настройки.

В редукционном клапане прямого действия на золотник с одной стороны воздействует пружина, а с другой — редуцируемое давление. Усилие пружины зависит от степени ее сжатия, то есть от положения золотника, которое, в свою очередь, зависит от расхода на выходе клапана. В связи с этим при увеличении расходе через редукционный клапан прямого действия будет уменьшаться редуцируемое давление.

Эта особенность работы клапанов прямого действия может оказывать существенное влияние на работу клапана при больших величинах расхода. Поэтому для работы при больших расходах используют редукционные клапаны непрямого действия.

Редукционный клапан непрямого действия

Использование редукционных клапанов непрямого действия позволяет уменьшить влияние расхода на давление.

Схема клапана редукционного непрямого действия показана на рисунке.

Жидкость подводится в клапан через отверстие 9, пройдя через зазор между золотником 5 и седлом в корпусе, жидкость поступает в отовдимую линию 10. Давление жидкости в отводимой линии воздействует на нижний торец золотника. Жидкость из отводимой линии, к тому же, через постоянный дроссель 4 подводится к верхнему торцу золотника и к шарику 1, поджатому пружиной 2, усилие поджатия регулируется винтом 6. Линия 7 соединяется со сливом.

Читайте также:  Воздушный солнечный коллектор устройство схемы конструкции

Положение золотника 5 определяется соотношением сил давления в отводимой линии (редуцируемого) и давления в камере 8.

Величина давления в камере 8 зависит от настройки пружины 2, то есть величину давления настройки клапан можно регулировать винтом 6.

В случае увеличения давления в линии отводимой от основной выше давления настройки, шарик отодвинется от седла, пропуская часть жидкости на слив. В результате появления расхода через дроссель 4, давление на верхний торец золотника снизится (из-за потерь на дросселе), золотник под действием редуцируемого давления переместится вверх, уменьшая проходное сечение, что вызовет снижение редуцируемого давления до величины настройки.

Общие сведения

Перед тем как выполнить установку предохранительного клапана на водонагреватель, необходимо подробно изучить его устройство, принцип действия, преимущества и недостатки. Все эти сведения помогут максимально качественно выполнить работу и избежать каких-либо проблем.

Защитный регулируемый клапан сброса давления

1.1 Устройство и принцип действия

Клапан сброса избыточного давления воды в водонагревателе представляет собой довольно простое устройство, обеспечивающее безопасную работу всей системы отопления. В его состав включены 2 клапана и несколько дополнительных элементов.

Полный перечень составных частей:

  • корпус устройства, изготовленный из никеля или латуни;
  • основной редукционный клапан, позволяющий выпускать жидкость при повышении давления;
  • обратный клапан, предотвращающий утечку теплоносителя при резком снижении давления в системе;
  • штуцер для слива жидкости;
  • рукоятка для принудительного сброса давления.

Принцип действия отличается своей простотой. В нём легко может разобраться не только высококвалифицированный специалист, но и новичок.

Механизм работы:

  1. 1. Тарельчатая пластина обратного клапана отжата потоком теплоносителя. Это происходит до тех пор, пока давление в водопроводе превышает показатели в бойлере.
  2. 2. После выравнивания обоих параметров пружина поджимает пластину к выступам корпуса, перекрывая поток жидкости.
  3. 3. На следующем этапе начинается постепенный нагрев теплоносителя. Увеличение температуры способствует росту давления.
  4. 4. Как только показатели достигнут предельных, пружина основного защитного клапана сжимается и теплоносителю открывается выход к штуцеру.
  5. 5. Через него часть жидкости сливается до тех пор, пока давление в бойлере не опустится ниже критического уровня.
Общие сведения

Сбросной предохранительный клапан в системе отопления

1.2 Преимущества и недостатки

Защитный клапан, как и любое другое устройство, имеет несколько преимуществ и недостатков. Их обязательно нужно брать во внимание перед покупкой приспособления и началом его установки. В противном случае можно столкнуться с серьёзными проблемами, которые снизят эффективность отопительной системы и приведут к возникновению аварийных ситуаций.

К положительным характеристиками устройства относят:

  • предотвращает гидроудары (резкие скачки давления, вызванные быстрым изменением скорости потока теплоносителя);
  • препятствует возвращению нагретой жидкости в водопровод;
  • позволяет слить всю воду из нагревателя (при необходимости проведения ремонтных или профилактических работ);
  • защищает от резких перепадов давления в системе;
  • имеет простую конструкцию;
  • легко ремонтируется;
  • не требует длительного обслуживания и особого ухода;
  • не оказывает негативного воздействия на людей и окружающую среду;
  • стоит сравнительно дёшево.

Несмотря на большое количество достоинств у предохранительного клапана есть и несколько недостатков. Они создают определённые трудности в процессе эксплуатации.

Среди негативных моментов выделяются такие:

  • частый выход из строя отдельных деталей конструкции;
  • трудность регулировки жёсткости пружины;
  • постоянное стравливание жидкости.

Предохранительный клапан для твердотопливного котла отопления

Как правильно установить обратный клапан для воды в квартире?

Обратный клапан — это разновидность запорной водопроводной арматуры прямого действия.

Предназначен он для обеспечения течения воды в нужном направлении и для предотвращения изменения направления потока на противоположное.

Защищает от высокого давления трубопроводы, насосы и другое оборудование, а при повреждениях отдельных участков ограничивает количество вытекающей из системы жидкости. Используется в современных системах отопления и водоснабжения.

Классификация

По конструктивным особенностям эти устройства делятся на:

  • Дисковые пружинные. У этой разновидности клапана запорным механизмом является диск со штоком на пружине. При наличии нормального давления диск находится в открытом положении и пропускает поток воды. Когда давление падает и жидкость стремится в обратном направлении, она прижимает диск к седлу, перекрывая отверстие.
  • Шариковые пружинные. Механизм состоит из металлического шарика и пружины. При отсутствии давления жидкости шарик прижимается к стенкам отверстия, перекрывая его. Такое устройство предназначено для труб с небольшим диаметром.
  • Подъемно-поворотные. Основа конструкции – крышка, закрепленная на оси. При нормальном движении воды крышка находится в открытом положении, при обратном токе — захлопывается.
  • Подъемно-золотниковые. Принцип работы заключается в том, что подпружиненный золотник прижимается давлением оттекающей обратно воды и запирает отверстие.
  • Двустворчатые. Используются для труб большого диаметра. Защищают крупные системы от гидроударов, смягчают их действие.

Основные металлы, из которых изготавливаются запорные механизмы — это латунь, чугун, нержавейка. Наиболее подходящими для использования в быту специалисты считают латунные конструкции.

Где он устанавливается, до или после счетчика?

Так как цель установки запорного элемента — контроль потока в одну сторону, на его поверхности обязательно изображена стрелка, указывающая направление движения воды.

Обратный клапан целесообразно устанавливать на участке трубы после водяных счетчиков, на трубе, по которой холодная вода поступает в бойлер.

Наличие этого простого и недорогого устройства помогает предотвратить серьезные и дорогостоящие поломки.

Порядок и нюансы установки

Как правильно установить обратный клапан для воды в квартире?

Перед установкой запорного элемента после насоса следует учитывать, что мощность прибора уменьшится за счет преодоления сопротивления пружины или затвора. Но зато насосу не придется все время нагнетать давление в системе, оно создается однажды и впоследствии только поддерживается. Таким образом, работа агрегата становится более рациональной.

Читайте также:  Бойлер или проточный водонагреватель – что лучше | Статьи Мособлгаз

На систему водопровода обратный клапан подсоединяют перед насосной станцией, используя сгон на случай ее смены, или к всасывающей трубе за храповиком.

Если устройство устанавливается на уже смонтированную систему водопровода, место установки выбирается между насосом и насосной станцией. Необходимо сделать разрыв трубопровода, на один его край установить клапан и соединить сгоном с другим краем.

В канализационных трубах устройство устанавливается для предотвращения обратного тока отработанной воды и отходов жизнедеятельности. Таким образом можно избежать утечки жидкости через унитаз при засорении общей канализации.

Установка производится на горизонтальном или на вертикальном срезе в действующую или новую систему канализации, в местах, где есть трубы нужного диаметра. Диаметр запорного клапана здесь может быть от 50 до 100 мм.

Соединение делается с помощью переходника с чугуна на пластик. Для врезки в чугунную трубу понадобится углошлифовальная машина.

На одноконтурной системе отопления обратный клапан нужен, только если поток воды в ней обеспечивается движением вследствие нагрева, без участия насоса.

Есть системы параллельного движения, где наряду с естественным течением воды используется насос. Установка клапана в этом случае необходима.

Важно

Для установки запорного элемента на систему водоснабжения и отопления необходимы инструменты для врезки в трубу: болгарка для металлических труб, а для пластиковых подойдет обычная ножовка.

На трубах из металла для соединения необходимо сделать резьбу с помощью резьбонарезочного инструмента. Устанавливается обратный клапан с использованием разводного и газового ключа.

После этого труба, к которой прикручено устройство, соединяется с другой ее частью сгоном с помощью нужного ключа. Для соединения пластиковых труб используются специальные переходники.

Если вы немного разбираетесь в сантехнике и есть свободное время, установить агрегат самостоятельно не составит труда. Неспециалисты в данном вопросе всегда могут перепоручить работу опытному мастеру.

Предохранительный клапан в системе отопления: схема устройства

Данное устройство состоит из корпуса и двух литых элементов. Корпус выполнен из водопроводной латуни, изготавливаемой по технологии горячего штампования. Главной комплектующей клапана является стальная пружина. При помощи своей упругости она устанавливает силу давления, которое будет воздействовать на мембрану, перекрывающую проход наружу.

В свою очередь мембрана, находящаяся в седле, укомплектованном уплотнителем, поджимается пружиной. Верхняя часть пружины упирается в металлическую шайбу, закрепленную на штоке и прикрученную к пластмассовой рукоятке. Рукоятка требуется для того, чтобы регулировать предохранительный клапан в системе отопления.

Рассмотрим более подробно разновидности этих устройств.

Типы прижимных механизмов

При работе предохранительного клапана на мембрану оказывается воздействие, из-за которого она перекрывает перепускной канал. Способ прижима диафрагмы у разных деталей отличается.

Для сетей с небольшим сечением трубопровода используют пружинные механизмы. Принцип работы (клапана) такого типа:

Типы прижимных механизмов
  1. Мембрана расположена на подвижном штоке вертикально.
  2. В нормальном состоянии мембрана прижата к посадочному месту стальной пружиной. Перепускной канал перекрыт.
  3. Под действием давления диафрагма преодолевает усилие пружины и перемещается по штоку вверх.
  4. Выпускное отверстие открывается и жидкость сбрасывается из системы.
  5. Усилие, сжимающее пружину уменьшается, она возвращает мембрану в обратном направлении. Выпускное отверстие перекрывается.

Регулировка момента срабатывания производится путем сжатия пружины специализированным винтом. Так можно установить требуемые показатели.

Пружинный предохранительный клапан

Сети с большим сечением трубопровода оборудуют узлами с рычажным механизмом прижима.

Типы прижимных механизмов

Предохранительный клапан системы отопления с рычажным механизмом прижима

В них воздействие на запорный элемент оказывает горизонтально расположенный рычаг. На нем установлен груз. При его перемещении изменяется степень воздействия на запорный механизм. Перед тем, как отрегулировать предохранительный клапан в системе отопления, учитывают параметры сети.

Предохранительный клапан для систем отопления — виды, назначение, установка

Это может привести к разрушению элементов системы, а при самом неблагоприятном стечении обстоятельств — к разрушению строений и даже представлять угрозу жизни и здоровью людей.

Для исключения подобных ситуаций схемы систем отопления и горячего водоснабжения обязательно включают в себя такое устройство как предохранительный клапан.

Назначение предохранительного клапана

Как уже говорилось выше, клапан предназначается для защиты систем отопления от чрезмерного роста давления. Наиболее подвержены подобным ситуациям системы с паровыми котлами, но возможно резкое повышение и в наиболее распространенном для обогрева домов водяном типе отопления, а также на сетях горячего водоснабжения. Чаще всего это происходит в следующих случаях:

  1. Резкое повышение температуры теплоносителя и вследствие этого образование пара (чаще всего при спуске воды из системы);
  2. Подпитка отопления излишним количеством воды (при отказе автоматических систем);

Принцип работы

Существует две разновидности защитных клапанов — пружинные и рычажно-грузовые. Рассмотрим каждый тип в отдельности.

Рычажно-грузовой защитный механизм представляет собой запорное устройство, золотник которого связан с рычагом, на который навешивается груз. Груз можно перемещать по длине рычага и таким образом регулировать усилие, с которым золотник прижимается к седлу. При давлении среды на нижнюю поверхность золотника большем, чем сила от давления рычага, происходит открытие клапана и вода из трубопровода, на который он был врезан, уходит через сбросной патрубок;

Пружинный предохранительный клапан отличается от рычажно-грузового тем, что давление на шток золотника осуществляется не с помощью рычага с грузом, а пружиной. Его регулировка осуществляется с помощью изменения степени сжатия пружины, принцип работы же ничем не отличается.

Наибольшее распространение для небольших систем отопления имеют пружинные устройства, это связано со следующими их достоинствами:

  1. Меньшие габариты;
  2. Невозможность изменить настройку без применения инструмента;
  3. Шток золотника необязательно должен находиться в вертикальном положении;
  4. Возможность комбинации с другими устройствами (для систем отопления небольшого дома производятся клапана совмещающие функции развоздушивающего устройства).

Где и как правильно монтируется предохранительный клапан

Для надежной и безопасной работы систем отопления важно соблюсти правила монтажа предохранительных устройств. Они описываются в нормативных документах и могут отличается в зависимости от мощности и рабочего давления. Но основные принципы неизменны, приведем их ниже:

  1. Предохранительный клапан обязательно монтируется на подающем трубопроводе сразу после котла (при определенной мощности врезаются два устройства для дублирования друг друга);
  2. В системах горячего водоснабжения клапан устанавливается на выходе горячей воды в верхней точке бойлера;
  3. Между защитными устройствами и магистральными трубами систем отопления не допускается установка никаких дополнительных запорных или регулирующих устройств, а также сужение трубопроводов на диаметр меньший, чем условный диаметр клапана (о подборе и регулировке ниже);
  4. Сбросные патрубки подсоединяются к линии трубопроводов достаточного диаметра и выводятся в безопасное место или канализационные сети. При этом не допускается установка на этих линиях запорной арматуры:

Условный диаметр и регулировка

Подбор условного диаметра предохранительного клапана осуществляется по методикам разработанным и утвержденным органами гостехнадзора, поэтому для его выбора желательно обратиться к специалистам. Если нет такой возможности можно воспользоваться программами для онлайн расчета, которые есть на сайтах специализированных компаний.

В крайнем случае (получится солидный запас) можно взять клапан с диаметром не меньше выходного патрубка котла.

Настраиваются клапана на давление на 15-25 % больше рабочего давления систем отопления. Проверку работы производится путем его принудительного открытия (желательно проводить ее постоянно), а проверку давления открытия и регулировку не реже одного раза в год (перед началом отопительного сезона).

Назначение предохранительного клапана давления

Предохранительный клапан давления служит для предохранения гидросистемы от чрезмерного повышения давления, ограничивая предельную величину давления, при достижении которой нагнетательная магистраль сообщится с баком.

Если поток жидкости, нагнетаемой насосом, не расходуется на перемещение гидродвигателей, то давление жидкости в системе может возрастать неограниченно до тех пор, пока какая-либо ее часть не разрушится.

Для того, чтобы ограничить рост давления, не доводя его до недопустимого значения, необходимо предоставить жидкости возможность при достижении предельно допустимого давления поступать от гидронасоса обратно в бак.

Эту возможность и предоставляет предохранительные клапаны. 

Виды предохранительных клапанов

К основным видам предохранительных клапанов давления относятся:

  • предохранительные клапана давления прямого действия, содержащие один запорно-регулирующий элемент (затвор), который меняет размеры проходного сечения между ним и седлом при непосредственном воздействии на него потока жидкости.;
  • предохранительные клапаны непрямого действия (двухступенчатые), у которых имеются основной и вспомогательный запорные элементы (затворы). Причем изменение рабочего проходного сечения основным затвором осуществляется в результате воздействия потока на вспомогательный затвор дисковый, срабатывание которого влечет за собой срабатывание основного затвора.
Назначение предохранительного клапана давления

Принцип работы предохранительного клапана

Схематическое изображение работы предохранительного клапана приведено на рис.1

Дальнейшее повышение давления жидкости окажется уже невозможным, так как жидкость будет поступать  из нагнетательной магистрали через открытый клапан на слив, т.е. клапан будет работать в режиме перелива.

Снижение давления в системе приведет к закрытию клапана и разобщению нагнетательной и сливной магистралей.

Усилие пружины, изменяемое с помощью регулировочного винта 4, определяет давление, при котором клапан сработает.

Затвор 1 под действием усилия пружины 3 плотно прижимается к седлу в корпусе 2, герметично отделяя канал “Р”, сообщенный с нагнетательной магистралью системы, от отводящего канала “Т”, сообщенного со сливной магистралью, до тех пор, пока усилие действующие на затвор со стороны жидкости остается меньшим усилия пружины (). Когда усилие со стороны жидкости превысит усилие со стороны пружины, затвор отойдет от седла и образуется кольцевая щель  между ними, так что каналы “Р” и ”Т” окажутся сообщенными друг с другом ().

Виды и особенности конструкции клапанов для отопления

В настоящее время для работы перепускных клапанов применяются два различных по своей сути принципа работы – пружинный и рычажно-грузовой. Последний чаще всего используются для больших магистралей центрального отопления. Рассмотрим специфику работы каждого из них.

Пружинные клапана

Схема пружинного перепускного клапана

Этот сбросной предохранительный клапан системы отопления устанавливается в частных домах и квартирах.

Принцип действия этого механизма заключается в следующем. Поток жидкости воздействует на затвор капана, движение которого ограничивается пружиной. Как только значение давления превысит силу сжатия пружины – шток поднимется вверх. В результате этого теплоноситель поступит в выходной патрубок. После стабилизации внутреннего объема воды пружина клапана предохранительного для котла отопления вернет затвор в исходное положение. В итоге поток теплоносителя перестает поступать в выходной патрубок.

Рычажно-грузовой клапан

Такой тип сбросного предохранительного устройства применяется для трубопроводов больших диаметров (от 200 мм). В нем вместо пружины усилие на шток оказывает груз с различной массой.

Перед тем как подобрать предохранительный клапан для системы отопления с подобной конструкцией, необходимо ознакомиться со спецификой его эксплуатации. Прежде всего – это грубая настройка критического значения давления. Сделать это можно изменяя массу на внешнем рычаге. У пружинных моделей это можно сделать провернув регулирующий колпачок. Причем минимальное изменение значения давления может составлять 0,2 бар.