Предохранительный клапан теплового сброса в системе отопления

Где устанавливается предохранительный клапан?

Чтобы ответить на данный вопрос, надо вначале разобраться, для чего он служит. Цель установки этого нехитрого устройства – для защиты систем отопления, недопущения повышенного давления теплоносителя в них. Таковое может возникнуть в результате перегрева воды в котле, особенно это касается агрегатов, сжигающих твердое топливо. Когда теплоноситель в котловом баке закипает и начинается парообразование, за этим следует скачок давления в системе. Последствия могут быть такими:

  • протечки и разрывы трубопроводов отопления, чаще всего – на соединениях;
  • разрушение полимерных труб и фитингов;
  • взрыв котлового бака, опасность электрического замыкания в котельной.

От всех этих неприятностей может защитить один небольшой клапан простой конструкции. Исходя из того, что рост давления до критического предела возникает в котле, предохранительный клапан необходимо ставить как можно ближе к нему, на подающем трубопроводе. Некоторые производители котельного оборудования комплектуют свои изделия так называемой группой безопасности, в которую входит сбросной клапан, манометр и автоматический воздухоотводчик. Группа вмонтирована прямо в водяную рубашку агрегата.

Необходимо отметить, что предохранительные клапаны для отопления используется в схемах далеко не всегда. Например, когда источником тепла в доме является газовый или электрический котел, то сбросное устройство не требуется. Причина в наличии автоматики безопасности в этих видах теплогенераторов и отсутствие какой-либо инерции. То есть, при достижении установленной температуры теплоносителя газовая горелка или электрический элемент отключаются и нагрев прекращается практически сразу.

Другое дело – твердотопливный котел или печь с водяным контуром, здесь установка предохранительного клапана обязательна. Когда дрова в топке разгорелись и вода в сети достигла требуемой температуры, нужно уменьшить ее нагрев. Закрывается доступ воздуха в камеру сгорания и пламя затухает, но раскаленная топка по инерции продолжает нагонять температуру. Если процесс идет около предельных значений (температура 90—95 ºС), то парообразование в такие моменты неизбежно.

Как уже говорилось выше, за вскипанием следует рост давления, предотвратить который может предохранительный клапан системы отопления. Он автоматически откроет путь наружу для образовавшегося пара и выпустит его, тем самым понизив давление до нормального. Затем устройство самостоятельно закроется и будет снова находиться в дежурном режиме.

1 Определение расходов сетевой воды

Расчетный расход
сетевой воды, т/ч
, в закрытых системах
теплоснабжения для определения диаметров
труб в водяных тепловых сетях при
качественном регулировании отпуска
теплоты следует определять отдельно
для отопления, вентиляции и горячего
водоснабжения по формулам:

На
отопление

где

и
– температуры в подающем и обратном
трубопроводах тепловой сети при расчетной
температуре наружного воздуха для
проектирования систем отопления и
вентиляции.

На
вентиляцию

Расчетные
расходы сетевой воды на горячее
водоснабжение, т/ч

зависят от схемы присоединения
водоподогревателей. При двухступенчатой
схеме присоединения расход воды
определяют по следующим формулам:

где
среднечасовой
расход воды на горячее водоснабжение,
т/ч.

и
температура в подающем и обратном
теплопроводах в точке излома графиков
температур воды.

Формулы
для определения расчетного расхода
сетевой воды при параллельной схеме
присоединения подогревателей приведены
в .

Суммарный
расчетный расход сетевой воды, т/ч,

в двухтрубных тепловых сетях при
качественном регулировании по отопительной
нагрузке:

где
коэффициент,
учитывающий долю среднего расхода воды
на горячее водоснабжение, принимается
в зависимости от мощности системы
теплоснабжения (k=1,0
при k=1,0
при ).

Для
потребителей с тепловым потоком 10 МВт
и менее суммарный расчетный расход
воды следует определять по формуле:

При
центральном качественном регулировании
отпуска теплоты по совмещённой нагрузке
отопления и горячего водоснабжения
расчетный расход сетевой воды определяется
как сумма расходов воды на отопление и
вентиляцию без учета нагрузки горячего
водоснабжения:

Расчетный
расход сетевой воды в неотопительный
период, т/чопределяется
по формуле:

где
определяют
по формуле
(33), с учётом того, что
максимальную тепловую нагрузку на
горячее водоснабжение определяют
с учётом повышения температуры холодной
воды до 15oC;

коэффициент,
учитывающий изменение расхода воды на
горячее водоснабжение в неотопительный
период по отношению к отопительному,
принимаемый для жилищно-коммунального
сектора равным 0,8. Для курортных и южных
городов ,
для промышленных предприятий .

ПРИМЕР
4.
Для двух
кварталов района города определить
расчетный суммарный расход сетевой
воды. Данные по расчетным тепловым
потокам взять из примера 1. Температура
воды в подающем трубопроводе ,
в обратном
Регулирование отпуска теплоты производится
по совмещенной нагрузке на отопление
и горячее водоснабжение.

Решение:

Расчетный
расход сетевой воды на отопление для
квартала №1 найдем по формуле (30):

По
формуле (31) для квартала №1 найдем
расчетный расход воды на
вентиляцию:

Примечание.
Расчетные тепловые потоки взяты с учетом
5% потерь теплоты в окружающую среду.

Суммарный
расчетный расход сетевой воды рассчитаем
по формуле (36):

Аналогичные
расчеты произведем и для квартала №2,
и результаты занесём в таблицу 4:

Таблица
4 – Расчетные расходы сетевой воды для
двух кварталов района города

№ квартала

1

92

11

103

2

153

18

171

Итого:

274

Предохранительный клапан

Название прибора говорит само за себя. Основная его функция — это сброс непредвиденных нагрузок, которые могут возникнуть при тех или других обстоятельствах. Плюс дополнительно регулировка потока теплоносителя.

Кстати, устанавливать его можно на любом участке трубопровода

При этом важно не место, а удобство обслуживания, если такая необходимость вдруг возникнет

Виды предохранительных клапанов

  • Самый простой вариант — это муфтовые предохранители из латуни. Конструкция их проста — с двух сторон нарезана резьба, а клапан представляет собой подпружиненный шток с прокладкой из EPDM. Это прямоточная модель, клапан которой открывается под давлением потока теплоносителя. Обратное давление перекрывает магистраль. Это один из самых дешевых приборов, но служит он очень долго, что проверено временем.
  • Есть еще один латунный вариант, но с более сложной конструкцией, где трубы подключаются в перпендикулярных плоскостях. Здесь используется шток и пружина из нержавеющей стали. Устанавливают его непосредственно после циркуляционного насоса. Принцип действия такого устройства достаточно прост. Давление теплоносителя сдавливает пружину, которая начинает давить на шток. Тот открывает канал, через который теплоноситель выдавливается наружу из системы, спасая ее от разрывов труб и других элементов. Кстати, максимальная температура, которую может выдерживать клапан, составляет 120С.
  • Существует большое количество разновидностей обратных клапанов, которые также входят в группу предохранительных. Их основная функция — не дать осуществиться противотоку теплоносителя, если в системе вдруг падает давление.

Есть несколько основных видов — дисковые, шаровые, флажковые и прочие. Но все они делятся на подпружиненные и беспружинные. С первыми все понятно — там основной упор делается на силу противодействия пружины. Второй вид — это когда возврат запорного элемента происходит под действием собственной массы.

Трехходовые клапаны. Этот вид запорной арматуры устанавливается в отопительные системы, где предусмотрены низкотемпературные контуры. К примеру, когда в схеме есть конденсационный котел. В настоящее время производители выпускают такой вид клапанов с ручным переключением или с электрическим. Во втором случае необходимо подключать прибор к сети переменного тока напряжением 220 вольт.

Трехходовые клапаны

Давайте подробнее остановимся на трехходовых клапанах, потому что потребители редко с ними сталкиваются, и многим они просто неизвестны. В их конструкции три отверстия — два выходных и одно входное. Поток теплоносителя регулируется заслонкой, которая может быть в виде штока или шара. Вращательное движение перераспределяет поток движущейся жидкости.

Мы уже упоминали о конденсационных котлах, но трехходовые клапаны используются не только в этих системах. Очень часто их применяют, когда от одного нагревательного котла работают разные системы отопления. К примеру, «теплые полы» и обычные радиаторы. Понятно, что для теплого пола не нужно нагревать теплоноситель до очень высокой температуры. Но что делать, если котел один, и греет он горячую воду до стандартной для всей системы температуры?

В этом случае трехходовой клапан выполняет сразу несколько функций:

  • Во-первых, он разделяет участки.
  • Во-вторых, разграничивает плотность потока по ветвям.
  • В-третьих, с его помощью происходит смешивание теплоносителя из магистрали подачи и обратки, до того как последний будет подан в систему отопления «теплый пол». То есть в половое отопление вода будет поступать с более низкой температурой, чем на радиаторы.

Несколько рекомендаций. Берите модель с сервоприводом. Это избавит вас от необходимости постоянного контроля над температурой теплоносителя. Подобное устройство является автоматическим и работает от датчика, вмонтированного в низкотемпературный контур. Изменение температуры влечет за собой срабатывание запорного устройства, которое открывает или закрывает подачу воды из обратной магистрали. Так что все просто.

И последнее. Сервопривод может входить в комплектацию клапана или продаваться в качестве отдельного элемента. А сами клапаны изготавливают из стали, чугуна или латуни. Последние используются в системах отопления жилых помещений.

Рекомендации по выбору

Качественные клапаны экстренного сброса редко стоят дешево, так как их делают из бронзы, латуни или нержавеющей стали. Главное, смотреть, чтобы было нормальное соотношение цены и качества.

Допускается подбор самого простого варианта, который мало стоит, но его проблематично регулярно проверять.

Повышает расходы, но улучшает показатель безопасности манометр, помогающий контролировать состояние оборудования.

Важно, чтобы основной механизм был достаточно надежным, но не очень упругим, а регулировка – удобной. Необходимо сразу проверить соответствие диаметра предохранителя и трубы, исходящей от котла, чтобы не пришлось менять деталь

Если трубы с малым диаметром, то будет достаточно шарикового или тарельчатого оборудования. Гравитационный клапан монтируют только в горизонтальном положении, а основной затвор делают всегда лепесткового вида.

Нужно поставить несколько воздухоотводчиков, если используются бойлер, стояк. При водяном типе отопления в самую верхнюю точку ставят расширитель, который замещает несколько воздухоотводчиков. Но такой вариант усложняет обслуживание и занимает много места.

Регулирующую арматуру выбирают на основании того, какая степень комфорта ожидается, каков предположительный срок эксплуатации отопления. При настройке на минимальные параметры снижается уровень шума, а в ситуации с водяным обогревом предотвращается образование ржавчины. Арматурные элементы уменьшают нагрузку, повышают ресурсные значения циркуляционного насоса.

Когда теплоноситель – масло, или обогрев работает хорошо, ставят перепускной клапан, который работает постоянно, надежно обеспечивая требуемый уровень защиты.

Предохранительный сбросной клапан для котла оснащается особой числовой маркировкой с буквами атм, что обозначает, какое давление способно выдержать конкретное изделие, чтобы исправно работать.

Обычным заданным давлением для бытового предохранителя является отметка 3 атм. Предварительная нагрузка составляет всего 1,5 атм, а рабочее давление на максимальных температурах достигает 2,5 атм. Значит, при превышении обозначенных параметров ситуация становится аварийной, и должен сработать клапан.

У качественной продукции минимальный показатель прочности составляет 4 атм, его иногда превышают при ручной заливке отопительной жидкости.

Предохранительный регулирующий клапан стабилизирует работу всей системы на безопасном уровне.

Редукционная модель нормализует силу притока теплоносителя за счет корректировки внутреннего сечения входной части трубопровода.

Рычажно-грузовая вариация предполагает применение для крупных линий трубопровода с большим сечением, включает в себя золотник, который открывает перекрывающий вентиль. Механизм срабатывает, когда уровень давления превышает тяжесть грузиков, навешанных на рукоятку.

Перепускное изделие уменьшает нагрузку от теплоносителя, стабилизирует функционал отопления. Устанавливается вместо сбросного крана: в обратном трубопроводе нагнетается температура, после этого лишняя часть жидкости возвращается обратно в общую магистраль. Теперь давление уже регулируется.

Деталь располагают за циркуляционным насосом, подсоединяют одновременно к подающему и обратному патрубку.

Правила монтажа и настройки

Запланировав самостоятельный монтаж предохранительного клапана для отопления, следует заранее подготовить набор инструментов. В работе не обойтись без разводных и гаечных ключей, крестовой отвертки, пассатижей, рулетки, силиконового герметика.

Прежде чем начать работу, нужно определить подходящее для монтажа место. Предохранительный клапан рекомендуют крепить на подающем трубопроводе недалеко от выходного патрубка котла. Оптимальное расстояние между элементами – 200-300 мм.


Все компактные бытовые предохранители оснащены резьбой. Чтобы добиться полной герметичности при накручивании, необходимо уплотнить трубу паклей или силиконом. ФУМ-ленту использовать нежелательно, так как она не всегда выдерживает критически высокую температуру

В нормативной документации, которой комплектуется каждый прибор, процесс монтажа обычно расписан пошагово.

Некоторые ключевые правила установки неизменны для всех типов клапанов:

  • если предохранитель монтируется не в составе группы безопасности, рядом с ним ставится манометр;
  • в пружинных клапанах ось пружины должна иметь строго вертикальное положение и располагаться под корпусом устройства;
  • в рычажно-грузовом оборудовании рычаг размещают горизонтально;
  • на участке трубопровода между отопительным оборудованием и предохранителем не допускается монтаж обратных клапанов, кранов, задвижек, циркуляционного насоса;
  • для предотвращения повреждений корпуса при вращении клапана, нужно подбираться ключом с той стороны, где осуществляется навинчивание;
  • сливная трубка, отводящая теплоноситель в канализационную сеть или обратную трубу, подключается к выходному патрубку клапана;
  • выходной патрубок подводится к канализации не прямиком, а с включением воронки или приямка;
  • в системах, где циркуляция жидкости происходит по естественной схеме, предохранительный клапан ставится в наивысшей точке.

Условный диаметр прибора подбирается на основании разработанных и утвержденных Гостехнадзором методик. В решении этого вопроса разумнее обращаться за помощью к профессионалам.

Если такой возможности нет, можно попробовать воспользоваться специализированными онлайн-программами для расчета.


Для снижения гидравлических потерь во время давления среды на тарелку клапана монтаж аварийного оборудования выполняется с уклоном к котельной установке

На регулировку клапана влияет вид прижимной конструкции. В пружинных приспособлениях есть колпачок. Предварительное сжатие пружины настраивается путем его вращения. Точность регулировки у этих изделий высокая: +/- 0,2 атм.

В рычажных устройствах настройки выполняются посредством наращивания массы или передвижения груза.

После 7-8 срабатываний в установленном аварийном устройстве изнашивается пружина и тарелка, вследствие чего может нарушиться герметичность. В таком случае целесообразно заменить клапан на новый.

Необходимые инструменты и материалы

Для монтажа клапана понадобятся:

  • разводной ключ;
  • фум — лента или пакля;
  • специальная паста для герметизации мест соединения.

Ход работ

Каждое изделие, предназначенное для спуска избыточного давления, укомплектовано инструкцией по монтажу, которую следует внимательно изучить до начала работ. Перед установкой также нужно выполнить отключение водонагревателя от сети и слить из него воду. Клапан должен быть размещён на холодном водопроводе до запорного крана. Последовательность монтажа клапана следующая:

  • разметка места установки;
  • удаление части трубы размером, соответствующим длине корпуса устройства;
  • нарезка резьбы на концах труб:
  • покрытие резьбовой части паклей или фум-лентой;
  • накручивание клапана на резьбу труб;
  • подключение к другому патрубку трубку, ведущую в канализационную систему.
  • затягивание резьбового соединения с помощью разводного ключа;
  • герметизация места соединения специальной пастой;
  • настройка прибора, в соответствии с паспортными значениями (при необходимости).

Применение буферной емкости

Схема обвязки твердотопливного котла с баком аккумулятором не отличается широким распространением. Она довольно громоздкая, но позволяет обеспечить более корректную работу отопления. Ее преимущества:

  • Стабилизация температуры в системе за счет повышенного объема воды в контуре;
  • Возможность снижения количества подходов для закладки горючего в топку котла за счет аккумуляции избыточного количества тепла в баке-аккумуляторе;
  • Возможность аккумуляции явно лишних избытков тепловой энергии при использовании слишком мощного котла или избыточной закладки дров.

Схема с теплоаккумулятором имеет один недостаток – необходимо выделить место под само устройство. Объем используемой емкости достигает нескольких сотен литров, поэтому для размещения бака понадобится свободное пространство.

Существует множество схем подключения буферных емкостей. Самые простые из них подразумевают применение одного и того же теплоносителя в котле и в отопительной системе. Более эффективная схема – с применением трехходового клапана с термостатом, чем обеспечивается более равномерный и экономный расход тепловой энергии из буферной емкости.

Также применяются схемы с двумя контурами. В этом случае теплоаккумуляторы систем отопления оснащаются теплообменниками, подключаемыми к твердотопливным котлам. Теплообменники нагревают воду в баке, которая является теплоносителем контура отопления. Этот вариант отличается своей экономичностью и более равномерным нагревом.

Данная схема с буферной емкостью является щадящей для твердотопливных котлов, которые не рассчитаны на большое давление в отоплении. А в этом случае теплоносители будут разделены, давление в баке и в радиаторах никак не повлияет на давление в самом котле и теплообменнике.

Использование одноконтурного твердотопливного котла часто вынуждает искать схемы организации горячего водоснабжения. Для этих целей можно приспособить накопительный или проточный водонагреватель. Также возможно применение более продвинутого бака-теплоаккумулятора со встроенным змеевиком контура ГВС. Такая схема обвязки станет оптимальным и выгодным решением, так как решит проблему с горячим водоснабжением.

Трехходовой кран для отопления

Трехходовой кран отопления представляет собой тройник, в котором с помощью запорного механизма происходит перераспределение теплоносителя в системе отопления. Трехходовой кран используется там, где необходимо регулировать подачу тепла, уменьшая или увеличивая температуру теплоносителя.

Простой пример: теплоноситель при движении по протяженной системе отопления в начале «пути» имеет более высокую температуру, что приводит к более интенсивному нагреву радиаторов, и, как следствие, перегреву помещений, для устранения которого используют трехходовой кран.

Крана трехходовый — принцип работы

Для этого к крану одновременно подключают горячую и холодную воду. Как правило, схема подключения в виде стрелок с указанием направления движения, располагается на самом кране.
При этом горячая вода это теплоноситель, идущий от котла, называемый также подачей, а холодная вода это уже остывший теплоноситель, называемый также обраткой. При полностью открытом кране в него одновременно поступают подача и обратка и смешиваются. В результате температура воды на выходе из крана имеет некое усредненное значение.

Если кран полностью открыт, то к приборам отопления поступает теплоноситель, идущий напрямую от котла и обеспечивающий максимальный нагрев радиаторов. При закрытом кране, напротив, к приборам отопления поступает только обратка.

При не полностью открытом кране происходит смешивание обратки и подачи и получение теплоносителя с температурой усредненного значения.

Типы трехходовых кранов в системах отопления

В зависимости от конструктивных особенностей различают 2 вида трехходовых кранов: запорные и регулировочные. Принципиальной различия между ними нет: и тот и другой могут использоваться для полного перекрытия движения подачи и для регулирования температуры теплоносителя. Однако с помощью запорных кранов сделать это намного сложнее. Их конструкция в большей степени подходит для переключения движения потока воды из одной трубы в другую и не предусматривает плавного изменения потока. В большинстве случаев запорные краны оснащены шаровым механизмом.

Для регулирования применяют трехходовые краны, в конструкции которых имеется шток, управление движением которого может быть ручным или автоматическим.

От трехходового крана к трехходовому клапану

Трехходовой кран отопления позволяет вручную регулировать температуру теплоносителя в отопительных системах. Для автоматического регулирования предназначен трехходовой клапан отопления, в котором дополнительно установлено электромеханическое устройство, меняющее положение штока. Его подключают к термостату, с помощью которого выбирают нужный температурный режим в помещении.

Установка трехходовых клапанов в системе отопления позволяет эффективно управлять работой теплого пола, регулировать распределение тепла по комнатам и этажам, а также между отдельными строениями, если речь идет об отоплении нескольких отдельных объектов, например, теплицы и жилого дома.

В зависимости от принципа действия различают 2 вида трехходовых клапанов отопления:

Смесительный трехходовой клапан, в котором два входа и один выход. Его принцип действия такой же, как у трехходового крана отопления. Основное назначение смесительного клапана этого вида состоит в смешивании подачи и обратки для получения теплоносителя требуемой температуры, которое достигается изменением соотношения горячей и холодной воды.

Разделительный трехходовой клапан, в котором один вход и два выхода. При его работе происходит распределение потока теплоносителя на два русла, что бывает необходимо при включении в систему отопления бойлеров, конвекторов и т.д

Независимо от типа трехходового клапана (смесительный или разделительный) его установка и использование обеспечивает постоянный тепловой поток в системе отопления и не перекрывает движения теплоносителя, что особенно важно при отрицательных температурах.Меняться может только температура в сети. В этом основное отличие трехходового клапана отопления от двухходового клапана отопления. Иными словами, система отопления с трехходовым клапаном никогда не разморозится

Иными словами, система отопления с трехходовым клапаном никогда не разморозится.

2 Принцип работы

Принцип работы устройства довольно прост — на седло клапанного механизма байпаса все время действует давление теплового носителя. Если давление пружины становится меньше, в отличие от внешнего напора, то начинает происходить смещение штуцера и выход определенной части горячей воды. После нормализации давления седло переходит в изначальное положение.

Есть два основных вида клапанов — с постоянным давлением срабатывания и возможностью установить этот показатель вручную. Для автономных систем лучше всего использовать второй вид, поскольку его можно адаптировать под все показатели отопления дома. Клапан давления выполняет следующие функции:

  1. 1. Понижает шум. Без установки этого устройства увеличивается циркуляция теплоносителя, приводящая к усилению шума и вибрации.
  2. 2. Не допускает образование ржавчины. Во время превышения температуры происходит образование кислорода, который является главной причиной коррозийных процессов.
  3. 3. Снижает гидравлическое давление на насос.

Запорная арматура для байпаса находится в обязательной комплектации системы безопасности. Также это устройство монтируется в наивысшей точке схемы и на определенных участках.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwittervKontakte
Напишите комментарий