Клапан сброса избыточного давления в трубопроводах: виды, правила выбора и установки

Для каких целей используют клапан

Для того, чтобы избежать ситуации с разрывом батарей в системе отопления применяют два прибора: манометр и клапан. Первое устройство призвано визуально указывать то давление, которое в каждый момент времени находится в системе.

Что касается клапана сброса избыточного давления воды или другого теплоносителя, то он служит для автоматического предотвращения аварии. Это очень помогает, если в момент скачка давления люди не видят показаний.

Как понятно по названию прибора, он обязан в процессе своей работы избавлять систему от избыточного давления. Но не все понимают, что такое избыточное давление.

Дело в том, что какое-то количество бар в системе всегда присутствует на это элементы рассчитаны. При покупке учитывают и возможное превышение давления, чтобы трубы и радиаторы справлялись с ним.

Однако не всегда давление не превышает предела, который учли при установке оборудования. Так вот, клапан начинает сброс давления, как только оно превышает постоянную норму.

Если превышение дойдет до границы излишне предусмотренного, то трубы просто начнет рвать.

Таким образом клапан предохраняет от вероятности аварийного состояния. Его применяют не только в системе отопления, но везде, где есть давление в системе.

Назначение и сферы применения

Клапан используется для защиты помещений и оборудования от избыточного давления среды, транспортируемой по трубам:

• систем отопления — для вывода из нагревательных приборов излишнего объёма теплоносителя, образующегося вследствие теплового расширения;
• водоснабжения — для снижения риска возникновения гидравлических ударов;
• вентиляции — обеспечивает движение воздуха только в заданном направлении;
• газоснабжения, подачи сжатого воздуха, пожаротушения и других видах трубопроводных сооружений — в случае возникновения аварийных ситуаций.

Из чего состоит и как работает устройство

Клапан сброса представляет собой устройство в металлическом корпусе из латуни или нержавеющей стали. Внутри устройства расположен шток с пружиной, соединенный со специальной мембраной, на которую непосредственно давит рабочая среда, но при нормальных гидродинамических показателях ей противостоит пружина, которая удерживает мембрану в закрытом состоянии.

Оборудование работает по принципу прямого действия: рабочая среда при повышении температуры и увеличении объема давит на пружину, которая открывает отверстие и выпускает избыток горячей воды до тех пор, пока давление не нормализуется. После этого пружина давит на мембрану в обратном направлении, перекрывая отток рабочей среды.

Рекомендуем ознакомиться: Использование краски для поверхности оцинкованных труб

Таким образом, как только давление воды в системе повышается выше критической отметки, пружина сжимается, открывая проходное отверстие для сброса лишней воды. После непродолжительного слива горячей воды давление в системе нормализуется, и пружина приводится в действие, закрывая клапан.

Кроме автоматического механизма, основанного на срабатывании пружины, у клапана есть рукоятка для ручного сброса воды, которая позволяет пользователю самостоятельно слить небольшое количество нагретого теплоносителя, когда показания манометра приближаются к критическим.

Важно! Сбрасывающее устройство устанавливается только на подающем участке системы отопления не дальше 50 см от котла. Между котлом и клапаном нельзя врезать какие-либо посторонние устройства (краны, вентили, отводчики и т.п.)

Периферийная вторичная часть

Обратный клапан – элемент системы отопления, состоящий из пластиковой или же металлической основы, который выполняет функцию полного перекрытия подачи теплоносителя. Это происходит в том случае, когда поток начинает движение в обратную сторону. Металлический диск скреплен с пружиной, которая при движении потока в одну сторону находится под давлением, а при обратном движении пружина срабатывает на перекрытия прохода в трубе. Устройство клапана имеет не только диск и пружину, но и уплотнительную прокладку. Этот компонент помогает держать диск на месте плотно. Из-за этого практически отсутствует возможность протекания трубы. Дисковые клапаны широко используются в бытовых отопительных системах.

Рассмотрим принцип работы и пример, когда обратные клапаны необходимы, а когда нет. В рабочем режиме контуров, где присутствует циркуляция, наличие клапана необязательна. К примеру, если посмотреть на классическую котельную, где присутствуют три параллельных контура. Это может быть радиаторный контур с насосом, контур теплого пола со своим насосом и контур загрузки бойлера. Зачастую такие схемы используются в работе с напольными котлами, которые называются схемами насосных приоритетов.

Насосные приоритеты – это определение попеременной работы насосов. Например, использование обратных клапанов происходит, когда в работе остается только один насос.

Установка клапанов полностью отпадает, если на схеме есть гидрострелка. Это позволяет во время перепадов давления в определенных насосах, избавиться от этой проблемы, не применяя обратные клапаны. Гидрострелкой указан замыкающий участок, который работает для восстановления давления в одном из насосов.

Присутствие напольного котла в схеме тоже позволяет не устанавливать обратные клапаны для отопления. Это происходит за счет его бочки, перемыкающую определенное место от перепада, которую считают за нулевое сопротивление или гидрострелку. Емкость таких бочек иногда достигает 50 литров.

Обратные клапаны в отоплении применяют, если котел ставят на достаточно большое расстояние от насосов. Кроме того, если узлы и котел находятся на расстоянии 5 метров, но трубы имеют слишком узкий размер, это создает потери. В этом случае нерабочий насос может создавать циркуляцию и давление на другие узлы, поэтому стоит поставить на все три контура по обратному клапану.

Еще один пример использования обратных клапанов, когда есть настенный котел, а параллельно с ним происходит работа двух узлов. Чаще всего у настенных котлов одна система радиаторная, а вторая – смесительный настенный модуль, вместе с на теплый пол. Обратные клапаны не нужно устанавливать, если смесительный узел работает только в постоянном режиме, то в нерабочем состоянии клапанам нечего будет регулировать, потому что этот контур будет закрыт.

Бывают случаи, когда смесительном настенном узле не работает насос. Это иногда происходит, когда насос комнатным термостатом отключается во время определенной комнатной температуре. В этом случае клапан необходим, потому что циркуляция продолжиться в узле.

Сейчас на рынке предлагаются современные смесительные узлы, когда на коллекторе все петли отключаются. Для того чтобы насос не работал в холостом ходу, к коллектору добавляют еще и байпас с перепускным клапаном. Еще используют коммутатор питания, который выключает насос во время того, когда все петли на коллекторе закрыты. Отсутствие должных элементов, может спровоцировать короткозамкнутый узел.

Это все случаи, когда обратные клапаны не нужны. В большинстве других условий использование обратных клапанов не требуется. Используют клапаны только в паре случаев:

• Когда три узла параллельного соединения и в одном из них отсутствует работа.
• При установке современных коллекторов.

Случаев, когда используют обратные клапаны очень редко, поэтому сейчас их постепенно убирают с использования.

Преимущества и недостатки

Сбросной клапан обладает рядом следующих преимуществ:

• исключает гидроудары, скачки давления;
• не допускают появление воздушных пробок в системе транспортировки жидких сред;
• простая конструкция, которую легко обслуживать и ремонтировать;
• относительно невысокая стоимость;
• возможность автоматического контроля и сброса давления;
• простая технология установки;
• неприхотливость к условиям эксплуатации;
• не требуют частого обслуживания.

Недостатки:

• наличие погрешности срабатывания;
• повышенный износ ответственных деталей;
• ограниченный срок эксплуатации.

Простая конструкция клапана

Регулятор давления

Работа батарей и насоса нарушается в следствии высокого либо низкого уровня давления. Избежать данного негативного фактора поможет правильный контроль в системе отопления. Давление в системе играет значительную роль, оно обеспечивает гарантию попадания воды в трубы и радиаторы. Потери тепла сократятся, если давление будет стандартным и поддерживаться. Здесь приходят на помощь регуляторы давления воды. Их миссия, прежде всего, охранять систему от слишком большого давления. Принцип работы этого устройства основан на том, что клапан системы отопления, находящийся в регуляторе, работает как выравниватель усилий. От типа давления регуляторы классифицируются на: статистические, динамические. Выбирать регулятор давления необходимо основываясь на пропускную способность. Это способность пропускать нужный объем теплоносителя, при наличии необходимого постоянного перепада давлений.

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.

Примечание. Настенные генераторы тепла, функционирующие на электричестве и природном газе, оснащаются предохранительными элементами с завода. Они помещены внутрь корпуса и снаружи не видны.

Давайте разберемся, как работает обычный аварийный клапан, показанный выше на схеме:

1. В нормальных условиях мембрана, прикрепленная к штоку и подпираемая пружиной, плотно сидит в седле и герметично перекрывает проход.
2. Если происходит перегрев теплоносителя, он расширяется и создает в закрытой системе избыточное давление, частично компенсируемое расширительным баком.

3. 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.
4. 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).

Узел безопасности всегда ставится на подающей линии отопителя

Важный момент. На трубопровод, ведущий от теплогенератора до элементов безопасности, запрещено устанавливать краны, вентили и прочие перекрывающие устройства.

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:

Watch this video on YouTube

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.

Виды и разновидности

Если речь идет об обычных предохранительных клапанах для водонагревателя, то они выглядят почти одинаково, отличаются только нюансы. Но именно эти небольшие детали отвечают за удобство и безопасность эксплуатации.

Предохранительный клапан для бойлера с возможностью принудительного сброса давления

На фото выше два предохранительных клапана со спускными рычагами. Они нужны для периодической проверки работоспособности. Флажок рычага приподнимают вверх. Он тянет за собой пружину, освобождая пусть для сброса воды. Эта проверка должна проводиться примерно раз в месяц. Также можно опорожнить бак бойлера — поднять флажок и ждать, пока все стечет.

Особенности конструкции

Разница в представленных моделях в том, что у модели на фото слева рычажок закреплен винтом. Это исключает возможность случайного открытия и полного сброса воды.

Еще два отличия бросаются в глаза. Это стрелка на корпусе, обозначающая направление движения воды, и надпись, показывающая на какое давление рассчитано устройство. Казалось, бы незначительные детали. Но если с направлением движения воды разобраться можно (посмотреть в какую сторону развернут тарельчатый клапан), то с номиналом сложнее. Как отличить, например, на 6 Бар он или на 10 Бар? Только проверками. А как будут отличать их продавцы? Никак. По коробкам. А если уложили не в ту коробку? В общем, без маркировки на корпусе клапан лучше не брать. Это обычно самые дешевые из китайских образцов, но разница в цене не настолько велика, чтобы стоило рисковать.

Предохранительные клапана — обслуживаемый и нет

Также обратите внимание на форму штуцера для сброса воды. У модели слева штуцер длинный, имеет нелинейную форму. На него довольно легко налезет шланг и длины хватит чтобы установить хомут. Форма штуцера у модели справа другая — с расширением к концу, но что важнее, штуцер короткий. На него шланг натянуть еще можно, но вот хомут под вопросом. Разве что проволокой обжать…

На следующем фото предохранительные клапана без флажка принудительного сброса давления. Тот который слева, в верхней части имеет резьбовую крышку. Это обслуживаемая модель. При необходимости можно крышку открутить, убрать засор, накипь и другие загрязнения.

Модель справа — самый худший из вариантов. Никаких обозначений, принудительного сброса или обслуживания. Это обычно самые дешевые их имеющихся, но это — единственное их достоинство.

Для бойлеров большого объема

Все приведенные выше модели подходят для водонагревателей объемом до 50-60 литров. На бойлеры большего размера идут другие модели, во многие из которых встроены дополнительные устройства. Обычно это шаровый кран и/или манометр — для контроля давления.

Для бойлеров до 200 литров

Штуцер для сброса воды тут со штатной резьбой, так что проблем с надежностью крепления не возникнет. Такие устройства уже имеют довольно высокую цену, но и качество и надежность их гораздо выше.

С манометром и оригинальный

Не всем по внешнему виду нравятся эти устройства. Для тех, кто эстетике придает большое значение выпускаются очень даже привлекательные устройства. Цена их, правда, сравнима с ценой недешевого водонагревателя, зато красиво.

Разновидности клапанов сброса избыточного давления

Существует несколько общепринятых классификаций предохранительных клапанов. В зависимости от способа действия различают:

• клапаны прямого действия – устройства срабатывают при непосредственном воздействии рабочей среды на пружинный механизм;
• непрямого действия – работают при воздействии постороннего источника давления (гидравлической жидкости или электрического привода).

По типу нагрузки на мембрану устройство подразделяют на следующие виды:

• грузовые – наиболее распространенный механизм регулировки рабочего давления в системы;
• пружинные – противодействие давлению рабочей среды оказывает рычаг, который давит на шток, удерживая его в закрытом положении;
• рычажно-пружинные – гибридные устройства, оснащенные пружиной и рычажным механизмом;
• магнитно-пружинные – это клапаны непрямого действия, оснащенные электромагнитным приводом.

Современные производители предлагают и другие виды клапанов сброса избыточного давления.

Например, на рынке встречаются клапаны теплового сброса, которые реагируют не на повышение давления, а на возрастание температуры рабочей среды. Они могут обладать выносным или встроенным датчиком температуры, который работает на базе термочувствительной жидкости, расположенной в сильфоне.

При нагреве температуры воды до 95-100 градусов жидкость, находящаяся в капиллярной трубке колбы датчика, оказывает давление на мехи, которые открывают шток и обеспечивают слив перегретой воды для нормализации давления.

Рекомендуем ознакомиться: Какие шаровые краны лучше для водопровода

По способу управления клапаны делятся на две группы ручные и автоматические – управляются, соответственно, вручную или срабатывают автоматически при повышении давления рабочей среды. Кроме того, выделяют регулируемые и нерегулируемые. Регулировка позволяет устанавливать любой порог давления воды.

По типу рабочей среды существуют водяные и воздушные. Первые удаляют лишнюю жидкость, вторые сбрасывают из системы лишние газы, препятствуя завоздушиванию контуров в замкнутых системах отопления.

Существуют также регулирующие клапаны, оснащенные встроенным термостатом, который меняет пропускную способность устройства, приоткрывая или вовсе перекрывая отток рабочей среды. Такие устройства обычно устанавливаются при входе в радиатор отопления в помещении.

Элемент с выносным датчиком

Изделие представляет собой тот же пружинный механизм, встроенный в корпус с двумя патрубками для подключения к подающей магистрали и сбросу в канализацию. Шток, открывающий тарелку и дорогу теплоносителю, проводится в движение мехами (2 группы – основная и резервная). При перегреве воды (от 95 до 100 °С) на них нажимает термочувствительная жидкость, идущая из колбы датчика по капиллярной трубке. Конструкция элемента безопасности показана на рисунке:

Температурный клапан включается в обвязку твердотопливного котла тремя способами:

• с охлаждением через водяной контур теплогенератора;
• то же, через специальный аварийный теплообменник;
• сброс теплоносителя с автоматической подпиткой.

Первая схема, изображенная ниже, применяется для двухконтурных отопительных установок, подогревающих воду для ГВС. Когда датчик, вмонтированный под обшивку ТТ-котла, воздействует на механизм, то горячая вода из контура сливается в канализацию, а ее место занимает холодная из водопровода. Какие бы ни были причины аварии, такая проточная система быстро охладит котловую рубашку и предотвратит последствия.

Змеевик ГВС двухконтурного котла может служить как нагревателем, так и охладителем в случае перегрева. Для защиты достаточно подключить тепловой клапан по схеме

Примечание. В публикации использованы схемы от бренда CALEFFI, взятые с официального ресурса производителя.

Вторая схема предназначена для теплогенераторов со встроенным аварийным теплообменником для охлаждения в случае перегрева. Такие агрегаты выпускают европейские бренды Atmos, Di Dietrich и другие.

Пример подключения сбросного элемента через штатный теплообменник смотрите на видео:

Watch this video on YouTube

Последняя схема реализуется только вместе с системой автоматической подпитки, поскольку здесь клапан сбрасывает теплоноситель, а не охлаждающую воду.

Как видите, производитель допускает установку двух аварийных устройств – по давлению (группа безопасности) и по температуре (сбросной клапан)

Предостережение. Не рекомендуется задействовать автоматическую подпитку для дровяных отопителей с топливником из чугуна. Последний боится перепадов температур и может треснуть от подачи большого количества холодной воды в обратку.

Комбинированные клапаны с подпиткой системы

Этот яркий представитель аварийной арматуры сходен по принципу работы с перепускными клапанами и выполняет сразу 3 функции:

1. Сброс перегретого теплоносителя из котлового бака по сигналу выносного датчика.
2. Эффективное охлаждение теплогенератора.
3. Автоматическая подпитка системы отопления холодной водой.

Выше на картинке показана конструкция изделия, где видно, что на одном штоке установлены 2 тарелки, одновременно открывающие 2 прохода: по первому сбрасывается закипающий теплоноситель, по второму в противоположном направлении идет вода и пополняет потери. Схема подключения комбинированного перепускного клапана с твердотопливным котлом выглядит так:

Примечание. Если необходимо задействовать подобное устройство для охлаждения ТТ-котла с чугунным теплообменником, то проток нужно организовать через открытый расширительный бак или бойлер косвенного нагрева.

Перепускной клапан с тройным выходом работает по такому же комбинированному принципу, только встраивается прямо в трубопровод подачи теплоносителя возле отопительного агрегата. Сильфон находится в части корпуса, помещенной в трубу. Сброс производится через нижний патрубок, а к двум верхним присоединяется водопровод и магистраль подпитки. Такие изделия используются при недостатке свободного места в котельной.

Такой сбрасывающий клапан предназначен для установки в трубопровод подачи

Виды балансировочного клапана

Балансировочного клапан способствуют достижению гидравлического баланса во время подготовки системы отопления. Существует два типа балансировочного элемента:

Статистический балансировочный элемент нужен для создания постоянного сопротивления, встроенного в систему. Все настройки для такого балансировочного устройства должны быть элементов может повлиять на потери через все остальные.

Динамические балансировочные устройства служат в качестве ограничителей расходов, регулирующие все потери. Настройка балансировочных элементов проводится на определенный уровень расходов, поддерживается в заданных конкретных рамках. При росте давления перед клапаном, он слегка приоткрывается, чтобы давление через балансировочный элемент стало выше. Это позволяет поддерживать и контролировать расход в желаемых рамках. Давление на выходе для динамического балансировочного клапана должно быть ниже определенного уровня, что буде гарантировать правильность в работе (сопротивление на самом отдаленном клапане не может быть около 0, в отличие от статического балансировочного клапана).

Балансировочные элементы бывают ручного типа и автоматического регулирующего типа. Даже самый качественный расчет требует настроек, в том числе и балансировочных устройств. Регулировка давления, температуры осуществляется с помощью регулирующей арматуры

Балансировочное устройство, как и другие элементы, очень важное, и имеет свои задачи. Регулировка в верхнем пороге давления – важный момент при наличии балансировочного регулирующего устройства

Выполнять балансировочную роль способен и вентиль. Но отличия от балансировочного элемента имеются. Он выполняет тонкую регулирующую задачу.

Балансировочный регулирующий элемент точно распределяет тепло. Балансировочные элементы имеют функциональный ряд:

• поддержка давления;
• ограничение расхода;
• запирание трубопровода.

Балансировочный элемент на автоматике держат в балансе поток в диапазоне 0-100%. Для автомата балансировочного устройства не имеет значение, какое снабжение: теплое или холодное.

Рис. 2 Перепускной регулирующий клапан

Балансировочный элемент работает без шума. Настройка балансировочного клапана автоматическая, не используется сложный расчет трубопровода. Автоматические балансировочные устройства позволяет разделять зону трубопровода на независимые друг от друга части. Кроме зональной балансировки, балансировочный клапан не нуждается в статической настройке.

Как выбирать сбросной клапан

Конечно, по цене закупки и монтажа традиционный подрывной клапан обойдется дешевле температурных устройств. Он без проблем защитит закрытую систему отопления, завязанную с газовым, дизельным либо электрическим котлом, ведь в случае аварии они прекращают нагрев практически моментально. Другое дело – теплогенератор на дровах и угле, не способный потухнуть сходу.

Чтобы успешно подобрать клапан теплового сброса либо избыточного давления, руководствуйтесь следующими рекомендациями:

1. При использовании любых энергоносителей, кроме твердого топлива, смело покупайте обычное подрывное устройство.
2. Изучите документацию вашего источника тепла или бойлера (смотря что нужно защитить) и выбирайте арматуру безопасности по указанному в ней максимально допустимому давлению. Большая часть отопительной техники рассчитана на предел 3 Бар, хотя есть исключения – литовские котлы Stropuva выдерживают только 2 Бар, а некоторые российские агрегаты (из недорогих) – 1.5 Бар.
3. Для эффективного охлаждения дровяных теплогенераторов в случае аварии лучше поставить один из клапанов теплового сброса. Их максимальное рабочее давление составляет 10 Бар.
4. В открытых системах с ТТ-котлом сброс по давлению бесполезен. Подберите предохранительное изделие, срабатывающее при температуре теплоносителя 95—100 °С, подходящее к вашему агрегату и способу подпитки.

Совет. Воздержитесь от приобретения дешевой предохранительной арматуры родом из Китая. Мало того что она ненадежна, так еще и протекает после первого же подрыва.

Watch this video on YouTube

Кроме моделей с фиксированными настройками в продаже есть клапаны с возможностью регулировки. Если вы не профессионал в сфере отопления, то покупать их не стоит, да и нет особой необходимости.

Стоимость

Цена механизма зависит от его вида, характеристик, материалов и качества изготовления, качества обработки и наценки производителя.

ИнструкцииОборудование для котельнойПредохранительная арматура

Правила монтажа и эксплуатации прибора

Для максимальной защиты системы от избыточного давления необходимо соблюдать правила по установке и эксплуатации сбросного клапана:

• подключение выполняют на выходном патрубке отопительного оборудования;
• для монтажа выбирают максимально высокую точку трубопровода;
• сбрасывающий патрубок обязательно соединяют с отводящим каналом, подключённым к системе канализации;
• диаметр пропускного отверстия клапана должен по площади соответствовать внутреннему диаметру трубы;
• расположение устройства контроля располагают в доступном для обслуживания месте;
• рекомендуется использовать быстросъёмные соединения;
• если нужно соединить трубы после установленных клапанов, то диаметр выходной части должен быть равным или превышать площадь их сечений;
• при монтаже двух устройств сброса давления сечение трубы суммарно на 25% должно превышать площади пропускных отверстий;
• между котлом и клапаном запрещается устанавливать врезки и ответвления коммуникаций;
• после монтажных работ нужно убедиться в открытии клапана при заданных параметрах;
• обслуживание следует проводить строго в соответствии с требованиями производителя.

При длительной эксплуатации на внутренних поверхностях образуются засоры, которые могут негативно влиять на время срабатывания клапана. Важно использовать специальные растворы для их очистки. Подойдут спиртовые или уксусные растворы для этих целей.

Если были замечены подтёки на корпусе, то устанавливать заглушки категорически запрещено, так как это может привести к аварийным последствиям. Нужно выполнить оперативную замену устройства, подобрав правильные параметры.

Для контроля состояния, настройки и проверки работоспособности клапана нужно пользоваться показаниями манометров, датчиков температуры и других приборов. Это позволит не привлекать специалистов, а решать все необходимые задачи самостоятельно.

Конструктивные особенности и функционирование

Рассмотри подробно, как устроен клапан предохранительный с пружиной. Его корпус изготавливается по технологии горячего штампования из латуни. Основной рабочий элемент – пружина, которая поджимает мембрану, перекрывающую седло.

Клапан с пружинным механизмом

На штоке, соединенном с рукояткой, расположена шайба, которая служит упором для верхнего конца пружины. При помощи рукоятки меняется положение шайбы и, соответственно, прижимное усилие на мембрану. Для изготовления пружины используется сталь, рукоятка, уплотнители и мембрана выполнены из полимерных материалов.

Принцип действия устройства следующий: пока параметры теплоносителя не превышают заданных предельно допустимых значений, мембрана плотно перекрывает отверстие. Когда ситуация близка к аварийной, при возрастании давления перегретый теплоноситель (смесь воды с паром) приподнимает мембрану, преодолевая сопротивление пружины. Благодаря этому пароводяная смесь сбрасывается наружу через специальное отверстие. После сбрасывания лишнего объема пароводяной смеси давление в трубопроводе снижается, и теплоноситель снова теряет возможность поджать пружину.

Обратите внимание! Срабатывание устройства может происходить циклически, если котел эксплуатируется на пределе мощности, нагревая теплоноситель до 90-95 градусов. Такой режим функционирования негативно сказывается на защитном устройстве – после нескольких срабатываний подрывный клапан начинает подтекать из-за потери герметичности

Особенности установки

При установке сбросного клапана для воды следует учесть не только его характеристики, но и работу, выполняющуюся расширительным баком. Если он не отреагирует на повышенное давление в системе, должен сработать предохранитель для выхода лишней жидкости. Соблюдая правила установки, расположение клапана должно быть на расстоянии 30−40 см от выходного патрубка котла, а между ними встраивается манометр. Его показания служат информацией о состоянии отопительного контура. Правила установки сбросного клапана:

1. 1. Перед устройством запрещено устанавливать запорное оборудование — задвижки, краны и т. д.
2. 2. Для удаления лишней воды на выходной патрубок клапана ставится трубка для слива. Для этого можно использовать соединение с обраткой или канализацией.
3. 3. Предохранительный клапан должен стоять в самой верхней точке замкнутой системы отопления.

Кроме этого, следует регулярно проверять рабочее состояние механизма. У пружинных моделей может произойти спайка тарелки со стенками корпуса. Это действует на превышение отметки максимального давления, влияющего на своевременное срабатывание клапана в отопительной системе, из-за чего устройство может не открыть отверстие для выхода жидкости.

Зачастую это касается условий эксплуатации сбросного предохранителя для отопления, а не принципа его работы. Но даже при тщательном выполнении установки возможно нестабильное функционирование изделия. При частом срабатывании аварийного устройства (6−8 раз) рекомендуется замена его. Это означает, что механизм пришёл в негодность — износились пружина и тарелка. Устанавливая предохранительный клапан, следует учитывать:

• насколько соответствуют его технические характеристики эксплуатационным;
• правильное подсоединение;
• при монтаже стоит пользоваться традиционной паклей для труб, лента ФУМ (фторопластовый уплотнительный материал) не выдерживает температурного воздействия, из-за чего может возникнуть течь.

Важно знать, если клапан подтекает, нельзя ставить на него заглушку. Это приведёт к аварийной ситуации. Следует приобрести новое устройство, соответствующее рабочему давлению воды, и заменить старое.

Подбор предохранительного клапана

Диаметр входного патрубка выбранного предохранительного клапана должен быть больше или равен диаметру патрубка полученного в результате расчёта.

Кроме соответствия диаметра патрубка расчётному значению рекомендуется проверять предохранительный клапан на сброс рассчитанного прироста объёма воды в результате возникновения аварийной ситуации. При этом следует учесть, что чем больше разница давлений между давлением открытия предохранительного клапана и давлением в линии сброса — тем больший объём воды выйдет через клапан.

При подборе предохранительного клапана следует, также иметь в виду, что полное открытие клапана, достигается при превышении давления в системе над давлением срабатывания на 10%, а полное закрытие — при снижении давления в системе ниже давления срабатывания на 20%. В связи с этим можно рекомендовать выбирать предохранительные клапаны с давлением срабатывания на 20 — 30% больше рабочего давления системы.

Ход работы по монтажу

Все изделия, предназначенные для сбрасывания избыточного давления, укомплектованы инструкцией по монтажу, требующей внимательного изучения перед началом установочных работ. Сначала следует отключить прибор от сети и слить воду. Последовательность выполнения монтажа:

удалить часть трубы, размер которой равён длине корпуса устройства;

• нарезать резьбы на концах труб;
• покрыть их паклей или ФУМ-лентой;
• накрутить клапан на часть трубы с резьбой;
• ко второму патрубку изделия подсоединить шланг, который будет направлен в канализацию;
• затянуть соединения при помощи разводного ключа;
• выполнить герметизацию специальной пастой;
• настроить прибор соответственно паспортным значениям.

Чтобы продлить срок эксплуатации любой системы отопления, следует включить в неё защитную группу, состоящую из предохранителя, манометра и развоздушивающего клапана. Желательно установить ещё термодатчики, выполняющие отключение нагревательного оборудования или включение дополнительной системы охлаждения при критическом повышении температуры теплоносителя.

Необходимые инструменты и материалы

Для монтажа клапана понадобятся:

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

Схема подключения

Для примера рассмотрим схему установки прибора перед нагревателем горячей воды в квартире.

Производители

Наибольшим спросом пользуются группы безопасности от компаний Valtec и Watts. Их продукция отличается высоким качеством изготовления и надёжности. Так, например, VT.460.0.0 от Valtec применяется для систем отоплений с номинальным давлением до 10 бар. Максимальная температура использования должна быть не выше +120°С. В качестве теплоносителя может применяться пар, вода или специальная жидкость.

Аварийный клапан имеет фиксированную настройку в 3 бара. Корпус группы безопасности латунный, никелированный. Резьба для присоединения внутренняя, размером 1″. Стоимость группы VT.460.0.0 начинается от 1700 рублей.

Группы безопасности от компании Watts

Группа безопасности WattsKSG-MS имеет похожие характеристики. Корпус выполнен из латуни, но в отличие от предыдущего устройства, находится в теплоизолирующем кожухе. Порог срабатывания аварийного клапана – 3 бара.

Во время монтажа группы безопасности и других частей системы отопления необходимо точно следовать приложенным к ним инструкциям от производителя. Так как в случае неправильной установки, система будет работать неполноценно, или допущенная во время монтажа ошибка приведёт к её поломке.

Подключение

По типу подключения выделяют следующие разновидности устройств:

• Резьбовое. Используется для трубопроводов малого диаметра и небольших давлений, характерных для бытовых систем. Наиболее удобно в монтаже и демонтаже для возможного ремонта и обслуживание.
• Фланцевое. Применяется в средних и больших по диаметру трубопроводах, способно выдерживать большое давление. Сложнее в монтаже/демонтаже.
• Сварное. Наиболее прочное и герметичное соединение. Применяется на магистральных трубопроводах и особо ответственных системах высокого давления. Наиболее сложно в монтаже и демонтаже.

Фланцевые и сварные соединения редко используются в бытовых системах.

Варианты монтажа

Чтобы обеспечить надежное и безопасное функционирование клапана в системе отопления, рекомендуется производить монтаж в соответствии со всеми правилами. Найти их можно в специальной нормативной документации. Правила отличаются в зависимости от мощности и рабочего давления системы. Но основные принципы все же сохраняются, среди них:

• В отопительной системе данный прибор необходимо устанавливать на подающем трубопроводе непосредственно после котла. Если мощность теплового генератора велика, допускается устанавливать два клапана.
• Предохранительный клапан на обратном трубопроводе систем отопления монтируется только для обеспечения горячего водоснабжения в наивысшей точке бойлера.
• Также неприемлемо сужение канала в местах между магистралью клапаном, недопустимо устройство запорной арматуры.
• Сбросные патрубки следует выводить в канализационную систему или другое безопасное место. На данной линии совершенно недопустима установка запорных устройств.

Очень важно сделать правильный выбор предохранительного клапана для системы отопления, который предотвратит закипание котла и понизит давление. Чтобы клапан работал правильно, необходимо:

• Выбрать пружинное оборудование, в котором пружина буде противодействовать давлению теплоносителя.
• Определиться с размером и типом устройства, чтобы давление в системе отопления не превышало допустимых значений, так как именно оно должно помочь работе системы.
• Клапан открытого типа необходимо выбирать в том случае, если в атмосферу сбрасывается вода, а закрытый – если вода сбрасывается в обратный трубопровод.
• Полноподъемный и низкоподъемный клапан желательно выбирать с учетом пропускной способности.
• При сбрасывании воды в атмосферу рекомендуется устанавливать устройства открытого типа. Для котлов, работающих на жидком топливе, следует выбирать низкоподъемные клапаны, для газовых котлов – полноподъемные.

Расчет предохранительного устройства необходимо производить в соответствии с методикой, представленной в СНиП II-35 «Котельные установки».

Так как производители редко указывают в технических характеристиках реальную высоту подъема штока, в расчете данный параметр равен 1/20 диаметра седла. По этой причине типоразмер клапана в результате данного расчета получается несколько завышенным. В любом случае после подбора устройства необходимо сравнить тепловую мощность отопительной системы с рекомендуемой в техническом описании максимальной мощностью для выбранного типоразмера.

Установка предохранительного клапана требуется для защиты системы отопления от превышения уровня давления больше предельно допустимого значения. По этой причине расчет данного прибора должен сводиться к вычислению максимально допустимого прироста объема теплоносителя и определению возможных источников превышения давления.

Источниками прироста объема может послужить:

• Перегрев в теплообменном или котельном агрегате с последующим парообразованием. При парообразовании жидкость способна увеличить свой объем в 461 раз, поэтому данный фактор при выборе клапана является преобладающим.
• Выход автоматики управления подпиточных линий котельных и независимых отопительных систем из строя. Это может также послужить преобладающим фактором при подборе клапана.
• Теплоноситель, нагреваясь в теплообменном или котельном агрегате, увеличивается в объеме. При нагреве удельный прирост объема от 0 до 100 °C, что составляет всего 4%, поэтому при подборе типоразмера устройства данного типа, это не является основополагающим моментом.

Выбранное оборудование должно обеспечивать сброс рассчитанного количества теплоносителя, по наиболее существенному фактору прироста объема.

Устройство

В обычную конфигурацию аварийной арматуры включают:

• Корпус с входным и выходным патрубком. В литом корпусе отформована рабочая камера и седло клапана.
• Запорный элемент- диск, шар или конус, в нормальном положении прижатый к седлу и закрывающий проход для рабочей среды.
• Шток- стержень, к которому прикреплен запорный элемент.
• Упругий элемент- пружина или (реже) мембрана, реагирующая на давление среды и в зависимости от него изменяющая свое положение в пространстве. Оказывает давление на запорный элемент.
• Элемент регулировки. Чаще всего- регулировочный винт, изменяющий упругость пружины и силу ее давления.

Устройство может содержать и дополнительные элементы, такие, как электромагнитный или пневматический привод, датчики, манометры, панели управления и т.п.

Выбор предохранительного устройства для конкретного применения происходит с учетом его конструкции и параметров.

Управление и технические характеристики

Простейшие модели подрывных клапанов малого расхода, используемые в основном для бытовых инженерных систем, управляются вручную механическим путём. Изделия, устанавливаемые на производственных трубопроводах большого сечения могут управляться дистанционно.

В зависимости от материала изготовления, особенностей конструкции приборы наделены разными техническими характеристиками.

Характеристики нескольких моделей клапанов экстренного сброса давления, предназначенных для работы с газообразными веществами, представлены в таблице.

Ошибки установки и возможные неполадки

По данным сервисных служб, приходящих исправлять огрехи домашних мастеров, наиболее часто допускают следующие оплошности

• Монтаж запорной арматуры между защитным устройством и бойлером.
• Расположение клапана слишком далеко от бойлера (более метра).
• Перекос, недотянутая или перетянутая резьба.

Ряд советов профессионалов по устранению возможных неполадок:

• Клапан пропускает жидкость при нормальном давлении. Причина чаще всего в его засорении частицами ржавчины или минеральными осадками. Устраняется промыванием устройства в сильном уксусном растворе в течении нескольких часов. Строго рекомендуется установка фильтра механической очистки.
• Если подтекание продолжается, то возможно повреждение ил деформация прокладки. В этом случае придется заменить все устройство.
• Если вам досталась квартира с пластиковыми аварийными приборами, лучше при первой возможности заменить их на целиком сделанные из металла. Разница в цене многократно окупится увеличившимся ресурсом.

Категорически запрещено заглушать подтекающий клапан сброса давления воды, рассчитывая починить его как-нибудь потом. Авария может произойти в любой момент и вывести из строя дорогостоящее оборудование и трубопроводы.

Для чего нужен

Установка предохранительного клапана предотвращает повышение давления внутри прибора выше нормативного. Из-за чего давление повышается? Как известно, при нагревании вода расширяется, увеличиваясь в объеме. Так как бойлер устройство герметичное, излишкам деться некуда — краны закрыты, на подаче обычно стоит обратный клапан. Потому нагревание воды приводит к увеличению давления. Вполне может случиться, что оно превысит предел прочности устройства. Тогда бак рванет. Вот чтобы этого не произошло, ставят предохранительный клапан для водонагревателя.

Так выглядит установленный клапан для сброса давления в водонагревателе

Может не надо ставить предохранительный клапан, а просто убрать обратный? При достаточно высоком и стабильном давлении в водопроводе такая система будет некоторое время работать. Но решение в корне неверное и вот почему: давление в водопроводе редко бывает стабильным. Часто бывают ситуации, когда вода еле-еле бежит из крана. Тогда горячая вода из бойлера давлением вытесниться в водопроводную систему. При этом оголятся ТЭНы. Некоторое время они будут греть воздух, а потом перегорят.

Но перегоревшие ТЭНы — не самое страшное. Гораздо страшнее, если они раскаляться, а в это время резко поднимется давление в водопроводе. Попавшая на раскаленные нагреватели вода испаряется, происходит резкое увеличение давления — рывком — что приводит к гарантированному разрыву колбы бойлера. При этом, приличный объем обжигающей воды и пара, под большим давлением вырывается в помещение. Чем это может грозить — понятно.

Советы специалистов

• Подрывное устройство со стандартными техническими характеристиками при засорении пропускает воду даже при небольшом уровни давления. Решить проблему можно чисткой корпусных деталей. Для этого изделия нужно демонтировать и поместить в ёмкость с уксусом на 2 — 3 часа. Затем промыть его водой до полной чистоты и установить на прежнее место, смазав область соединения спиртом.
• Если клапан продолжает подтекать и после чистки, то скорей всего мусором забилась резиновая прокладка, опирающаяся на седло. Такую деталь проще заменить, чем отчистить без деформаций. Замену клапана на подводящем трубопроводе к бойлеру можно посмотреть на видео:

• Ряд потребителей вполне обоснованно сомневаются в долговечности запорной арматуры с пластиковыми деталями. Они действительно имеют более короткий срок эксплуатации, поэтому лучше сразу купить с металлическими составляющими. Такие изделия дороже в среднем на 100 — 150 рублей, но служат на много дольше.
• Нельзя просто заглушить устройство, даже в случае его подтекания. Огромное количество отопительных котлов вышло из строя именно после установки заглушки.

Профессиональные рекомендации по установке

Даже такая простая процедура, как установка запорной арматуры, основана на выполнении некоторых правил. Например, дизайн помещения часто требует маскировки трубопровода и группы безопасности.

Спрятать устройства можно, но с соблюдением трех условий:

• длина гибкой подводки или трубы от предохранителя до бака не должна превышать 2 м, иначе возникнет излишнее добавочное давление на пружину клапана;
• идеальный монтаж предохранителя – напрямую к штуцеру бойлера, а если не получается, то установка тройника все равно исключена;
• для обслуживания арматуры следует оборудовать технический люк.

Многие беспокоятся, увидев капли воды на патрубке клапана. Это нормальное явление, сообщающее о работоспособности устройства.

Время от времени происходят небольшие скачки давления в магистрали, которые и провоцируют минимальный сброс жидкости. Тревожиться нужно, когда вода или совсем не появляется, или льется непрерывно.

Отрезок линии между водонагревателем и предохранителем должен быть минимальным. Это необходимо не из-за эстетических соображений, а чтобы не создавать дополнительного давления в трубах

Следует помнить, что самостоятельная модернизация предохранительных устройств категорически запрещена. Если нужен клапан на 0,8 МПа, то необходимо приобрести именно такое новое изделие, а не пытаться каким-то образом переделывать или регулировать устройство на 0,7 МПа.

Если возникли сомнения по поводу работоспособности предохранительного клапана, следует демонтировать его и проверить, не забились ли пружина или уплотнитель. Возникли проблемы с самим водонагревателем и вы не знаете что делать? Рекомендуем ознакомиться с частыми поломками бойлера и ремонтом. Не хватает навыков – пригласите специалиста из сервисного центра.

Последствия отсутствия

При нагревании жидкость увеличивает свой объем (расширяется) на 3 %. Это означает, что в нагревателе с рабочим объемом 10 л появится дополнительные 0,3 л.
Если размер емкости не рассчитан на принятие дополнительных объемов воды (а так бывает чаще всего), корпус нагревателя будет разрушен. Потом появится трещина, в которую начнет уходить вода.

Большинство нагревателей устроены так, что уменьшение давления в рабочей емкости тут же компенсируется подпиткой из сети. Поэтому течь будет постоянной, пока емкость не заменят или не отремонтируют.