Группа безопасности котла
Группа (блок) безопасности котла состоит из предохранительного клапана, манометра и воздухоотводчика. Установка этих элементов также входит в стоимость монтажа водяного отопления. Манометр показывает давление, а воздухоотводчик – отводит воздух из системы.
В случае неправильной эксплуатации или сбоя в оборудовании отопительной системы может возникнуть резкое повышение давления. Это может послужить причиной разрушения некоторых элементов отопительной системы, а в случае совсем неблагоприятного развития событий – разрушения строения и даже угрозы жизни людей. Именно поэтому в каждую отопительную систему отопления или горячего водоснабжения в обязательном порядке входит предохранительный клапан для отопления.
Группа безопасности котла
Как было замечено ранее, предохранительный клапан служит для того чтобы защитить систему отопления от чрезмерного давления. В данном случае самыми подверженными таким ситуациям являются системы с паровыми котлами. Но подобная ситуация может возникнуть и в более привычной для нас системе – водяном отоплении.
Случаи резкого повышения давления:
- Резкое повышение температуры воды, вследствие чего появляется пар (обычно при спускании воды из системы);
- Подпитка системы отопления частного дома слишком большим количеством воды (в случае отказа автоматических систем).
А ведь заполнение системы происходит с температурой около 15-ти градусов. Очевидно, что при отоплении температура носителя тепла увеличивается и расширяется в объеме. Именно для защиты системы и предназначена такая регулирующая арматура для отопления. Клапан входит в трубопроводную арматуру, которая в автоматическом режиме защищает систему отопления от чрезмерного давления за счет того, что часть теплоносителя удаляется из оборудования. Чаще всего применяются пружинные клапаны, они производят противодействие давлению силой пружины.
Клапаны открытого типа функционируют без использования противодавления и выводят излишнюю жидкость из отопительной системы. Регулирующий клапан на отопление закрытого типа сбрасывает носитель тепла в трубопровод, работая с применением противодавления.
Предохранительный клапан
Чтобы монтаж водяного отопления был сделан качественно и надежно, следует правильно установить предохранительные устройства. Правила установки прописываются в нормативных документах, они могут различаться зависимо от того, какая мощность оборудования и рабочее давление.
Основные принципы:
- Предохранительный клапан в системе отопления должен ставиться на подающем трубопроводе непосредственно сразу после котла. При определенном уровне мощности два устройства врезаются и дублируются.
- В системах со снабжением горячей воды клапан ставится на выходе горячей воды в верхней точке бойлера.
- Монтаж системы водяного отопления предполагает отсутствие разнообразных устройств между клапанами и магистральными трубами. Также нельзя сужать трубы на диаметр менее, чем условный диаметр клапана.
- Сбросные патрубки необходимо подсоединять к линии трубопроводов достаточного размера диаметра, выводятся они в специальное безопасное место или канализационную сеть.
Подбор условного диаметра клапана должен производиться по методикам, которые разработаны и утверждены соответствующими органами. Именно поэтому в данном случае необходимо обратиться к специалистам. Если нет такой возможности, то существуют специальные программы, производящие расчет водяного отопления частного дома.
Проверка работы клапана представляет собой принудительное его открытие, производить ее желательно регулярно. Проверка давления открытия и регулирование следует производить около 1 раза в год, как раз перед тем, как начнется отопительный сезон.
Зачем нужен клапан сброса избыточного давления
Клапан сброса используется для удаления избыточного количества теплоносителя при превышении рабочего давления в системе. Устройство было разработано в соответствии законом Менделеева-Клапейрона, когда вода при нагревании начинает расширяться и в замкнутой системе оказывает критическое давление на стенки трубопроводов и другого оборудования.
Перегрев воды и ее кипение – нежелательное явление в системах отопления. Рост давления до критических показателей приводит к разгерметизации стыков и затворов, срыву вентилей и кранов, прорыву труб на уязвимых участках.
Клапан предназначен для предотвращения аварийной ситуации. Он представляет собой механизм, рассчитанный на спуск небольшого количества горячей воды, за счет чего в системе нормализуется рабочее давление.
Для этого устройство подключается к трубопроводу на подающем участке в составе т.н. группы безопасности вместе с воздухоотводчиком и манометром. Для сброса лишней жидкости к клапану подсоединяется отводящий патрубок, через который вода сбрасывается в канализацию.
Зачем нужны клапаны на батареях
На радиаторах и батареях контура тоже устанавливаются клапаны, но их основная функция – удаление воздуха из системы.
Установленный клапан для радиатора отопления может быть ручным и автоматическим. Ручной клапан открывается и закрывается вручную с помощью ключа и отвертки.
Автоматический клапан на батарее отопления не требует оперативного вмешательства человека. Он прекрасно удаляет воздух, но его главный недостаток заключается в чувствительности к засорениям из-за загрязненности теплоносителя. Чтобы удалять растворенный воздух из теплоносителя и очищать его от грязи и шламов рекомендуется установка воздушных сепараторов.
- Как залить воду в открытую и закрытую систему отопления?
- Популярный напольный газовый котел российского производства
- Как грамотно спустить воздух из радиатора отопления?
- Расширительный бачок для отопления закрытого типа: устройство и принцип действия
- Газовый двухконтурный настенный котёл Навьен: коды ошибок при неисправности
Рекомендуем к прочтению
Байпас в системе отопления — что это такое и зачем он необходим? Расширительный мембранный бак системы отопления: устройство и функции Как безошибочно выбрать расширительный бак для отопления? Терморегулятор отопления — принцип работы разных видов
2016–2017 — Ведущий портал по отоплению. Все права защищены и охраняются законом
Копирование материалов сайта запрещено. Любое нарушение авторских прав влечет за собой юридическую ответственность. Контакты
Принцип работы и виды клапанов
Задача любого 3-ходового вентиля – подать в магистраль воду требуемой температуры путем смешивания либо разделения 2 потоков. Соответственно, элемент оснащен тремя выходами, один из которых всегда открыт, а два других полностью или частично перекрываются в процессе работы. Отсюда и название крана – трехходовой (иногда еще говорят «трехходовый», что не есть правильно).
Так выглядит смешивание потоков внутри изделия
По способу приготовления теплоносителя нужной температуры термостатические клапаны делятся на 2 группы, изображенные на фото:
- Смесительные. В них подается 2 потока воды – горячий и охлажденный (входы обозначают буквами «А» и «В»), а из третьего патрубка (маркировка «АВ») идет смесь установленной температуры. На латунном корпусе стоит метка в виде сходящейся с двух направлений стрелочки.
- Разделительные или распределительные. Поступающий теплоноситель делится на 2 потока регулируемой величины. Маркировка на корпусе – 2 расходящиеся стрелки либо буквы «А», «В» на выходных патрубках и «АВ» на входе.
Смесительный (слева) и распределительный (справа) регулятор потока
По принципу действия трехходовые краны тоже делятся на два типа – седельные и шаровые. Устройство первых похоже на обычные водопроводные вентили, только вместо резьбового штока используется нажимной. На нем закреплена тарелка, движущаяся между двумя седлами и перекрывающая 2 прохода поочередно. Нажатие на шток осуществляется тремя способами:
- встроенным термоэлементом
- термоголовкой с выносным температурным датчиком
- сервоприводом.
Как это происходит, показано на схеме и подробно расписано в другой нашей публикации.
Конструкция 3-ходового вентиля с ручной регулировкой температуры и встроенным термоэлементом
Шаровые термосмесительные клапаны работают по принципу таких же кранов, только с тремя выходами. Управляются вручную или от электропривода, вращающего шток по команде автоматики. Элементы являются полнопроходными и отличаются высокой пропускной способностью, а значит, меньшим гидравлическим сопротивлением. Недостаток – зависимость от напряжения в электросети и необходимость установки блока бесперебойного питания (ИБП).
Поворотная конструкция с электроприводом
Опубликовано 02.06.2020 Обновлено 13.06.2020 Пользователем admin
Где устанавливается аварийный клапан
Пружинный клапан в разрезе.
Исходя из предназначения изделия, можно разобраться, где монтируется клапан. Также стоит понять, что далеко не всегда возникает необходимость установки такого изделия. Если в доме стоит электрический котел . то от монтажа можно отказаться – устройство сброса не требуется для такой системы обогрева. Это обусловлено наличием автоматики, которая следит за безопасностью в подобных теплогенерирующих установках.
Наличие аварийного клапана необходимо в следующих случаях:
Монтаж устройства следует проводить на подающей трубе, сразу же после теплогенератора. Если же рассматривается не отопление, а сеть водоснабжения, то клапан в таком случае устанавливается на выходе подогретой воды в верхней точке нагревателя. Стоит понимать, что между несколькими приборами защиты категорически запрещено монтировать дополнительные запорные устройства и оснащение для регулирования.
Рекомендуется исключить разбрызгивание теплоносителя в комнате путем подсоединения отвода к аварийному клапану. Так, вода будет спускаться непосредственно в канализацию. Если же необходимо осуществлять визуальный контроль процесса, то следует провести монтаж сливной воронки, которая открывает вид на разрыв струи.
Сегодня автономное отопление в многоквартирном доме скорее норма, чем исключение.
Про альтернативные источники отопления загородного дома вы можете узнать тут .
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:
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:
- с давлением до 2 кПа;
- до 40 кПа;
- 150 кПа включительно.
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.
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.
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.
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 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.
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.
Обратный клапан отопления
В 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.
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.
Клапан для отопления вводится в состав систем, чтобы избежать избежать нарушения движения потоков.
Его назначение состоит в обеспечении беспрепятственного протекания теплоносителя в прямом направлении и воспрепятствовании его движению в обратном направлении, сохраняя при этом работоспособность устройства отопления в целом.
Разновидности
В настоящее время выделяется несколько разновидностей предохранительных клапанов, которые классифицируются по ряду критериев:
Исходя из устройства прижима тарелки бывают:
- пружинные;
- рычажно-грузовые.
По высоте подъема запорного механизма, клапаны подразделяются на:
- малоподъемные (в таких устройствах тарелка не поднимается выше, чем на 5% от диаметра седельной части),
- полноподъемные (затвор поднимается достаточно высоко, благодаря чему можно избавиться от достаточно большого объема среды, такой тип хорошо пригоден для систем отопления, в которых в качестве теплоносителя выступают жидкость либо пар).
Учитывая то, с какой скоростью срабатывает клапан, различаются:
- пропорциональные (затвор открывается плавно, исходя из увеличения давления в трубопроводе, в момент когда клапан закрывается — исключается возможность образования гидроударов);
- двухпозиционные (такие устройства открываются достаточно резко и могут сбросить значительный объем среды, закрываются также резко, что чревато негативными последствиями в виде гидроударов).
Рассмотрим более подробно виды предохранительных клапанов.
Пружинные клапаны
Пружинный предохранительный клапан
Сегодня клапаны, относящиеся к данному типу, достаточно популярны и используются повсеместно. В основном они предназначены для автономных систем отопления.
Конструкция устройства — достаточно простая, но в то же время надежная. Шток золотника зажимается посредством пружины. Сила, с которой будет осуществляться прижим, находится в непосредственной зависимости от степени сжатия этой пружины.
В конструкцию входит регулирующий механизм, благодаря которому можно задать параметры, согласно которым, в случае возникновения аварийной ситуации, котел будет отключен.
Рычажно-грузовые клапаны
Рычажно-грузовой клапан
Такой тип клапанов по внешнему виду напоминает запорное оборудование, в конструкцию которого входит специальный груз, находящийся в непосредственном контакте с золотником. Их взаимосвязь обеспечивается посредством рычага. Обычно рычажно-грузовой клапан устанавливается на трубопроводах с диаметром не ниже 200 мм.
Очень редко монтируется в отопительных системах, базирующихся на котельном оборудовании, которые обычно встречаются в частных домах.
Принцип работы данного механизма заключается в следующем: груз движется по направлению длины рычага и осуществляет регулировку силы, с которой золотник придавливается к седлу. В случае, если давление теплоносителя в системе заходит за пределы допустимой нормы, происходит открытие предохранительного клапана и через выходной патрубок выходит лишняя жидкость.
Виды предохранительных клапанов
Данные элементы защиты классифицируют по-разному.
| Принцип работы | Высота подъёма затвора | Способ открытия затвора | Способ нагружения золотника | |
| 1 | Прямого действия | Малоподъёмные | Пропорциональные | Пружинные |
| 2 | Непрямого действия | Полноподъёмные | Двухступенчатые | Рычажно-газовые |
| 3 | Импульсные |
Пружинные – самые распространённые, используются для котельных небольшого размера. Они имеют простую и надёжную конструкцию и возможность лёгкой регулировки рабочего давление в системе. Также из преимуществ можно выделить низкую стоимость.Рычажные предохранительные устройства не пользуются особой популярностью, потому что, в основном, модельный ряд представлен диаметрами от 50 мм. Их используют в промышленной сфере.Импульсные устройства используют на паровых котлах с давлением больше 39 кгс/кв.см (3,9 МПа). На каждый котел устанавливают, как минимум, по 2 шт. (контрольный и рабочий).Малоподъёмные имеют высоту подъёма затвора от 5% от диаметра седла, поэтому имеют низкую пропускную способность. Из достоинств можно выделить: несложную конструкцию, доступную цену.
Малоподъемный и полноподъемный
В полноподъёмных затвор поднимается на высоту не менее 25% диаметра седла. Их относят к двухступенчатым. Характеризуются большой пропускной способностью, высокой стоимостью и сложной конструкцией.
Полноподъёмные защитные устройства имеют колокол. Его задача состоит в том, чтобы помочь затвору достигнуть полного подъёма. Полноподъёмные используют, в основном, в тех системах, в которых среда сжимается.
Пропорциональные открывают затвор соразмерно увеличению давления и объём сбрасываемой среды пропорционально увеличивается с подъемом затвора. Эти защитные устройства применяют для воды и других жидких сред.
Из преимуществ использования пропорционального клапана можно выделить:
- открытие затвора согласно необходимости;
- лёгкую конструкцию;
- низкую стоимость;
- автоматически возникают колебания.
Недостаток двухступенчатых устройств – автоколебание затвора. Причина этого – превышение типоразмера или переменный аварийный расход среды.
