Клапаны являются неотъемлемыми элементами любой системы отопления (СО), независимо от выбранной схемы и конфигурации контуров. С помощью этих нехитрых приспособлений производится настройка параметров теплоснабжения, обеспечение безопасности и стабильности работы системы. В этой публикации будут рассмотрены основные клапаны, применяющиеся в системах централизованного и автономного отопления, их назначение, принцип работы и конструктивные особенности.
Критерии выбора
Количество и параметры клапанов, необходимых для конкретной СО, выбирается еще на стадии расчетов и проектирования. Основными критериями, которые влияют на выбор данных элементов являются:
- Тип, схема и конфигурация СО.
- Температурный режим (номинальный и максимальный).
- Давление в системе (рабочее и максимальное).
- Сечение трубопровода и тип резьбы.
- Тип теплоносителя (вода, рассолы, антифризы).
Работа данных приборов стабилизирует СО, делает ее эффективной и безопасной. Всем кто занимается самостоятельной установкой в жилище отопительной системы необходимо знать назначение и их принцип действия. Все клапаны можно разделить по назначению на три категории: группа безопасности, управления и регулирования.
Всем известно, что любая СО является повышенным источником опасности, так как теплоноситель в системе находится под давлением. И чем выше температура – тем выше давление (в замкнутой СО). Далее, рассмотрим устройства, которые отвечают за безопасность работы СО
Предохранительный
В большинстве моделей современных котлоагрегатов производители предусматривают систему безопасности, «ключевой фигурой» которой является предохранительная арматура, включенная прямо в теплообменник котла или в его обвязку.
Назначение предохранительного клапана в системе отопления заключается в предотвращении повышения давления в системе выше допустимого, которое может привести: к разрушению труб и их соединений; протечкам; взрыву котельного оборудования
Конструкция данного рода арматуры проста и незатейлива. Прибор состоит из латунного корпуса, в котором размещена подпружиненная запирающая мембрана, соединенная со штоком. Упругость пружины является главным фактором, который удерживает мембрану в запертом положении. Регулировочной рукояткой производится настройка силы сжатия пружины.
При давлении на мембрану выше установленного, пружина сжимается, она открывается и происходит сброс давления через боковое отверстие. Когда давление в системе не сможет преодолевать упругость пружины, мембрана займет исходное положение.
Совет: Приобретайте предохранительное устройство с регулировкой давления от 1, 5 до 3,5 Бар. В это диапазон попадает большинство моделей твердотопливного котельного оборудования.
Воздухоотводчик
Достаточно часто В СО образуются воздушные пробки. Как правило, у их появления есть несколько причин:
- закипание теплоносителя;
- большое содержание воздуха в теплоносителе, автоматически добавляющегося напрямую из водопровода;
- В результате подсоса воздуха через негерметичные соединения.
Результатом воздушных пробок является неравномерный прогрев радиаторов и окисление внутренних поверхностей металлических элементов СО. Клапан сброса воздуха из системы отопления предназначен
для отвода воздуха из системы в автоматическом режиме.
Конструктивно, воздухоотводчик представляет собой полый цилиндр, выполненный из цветного металла, в котором расположен поплавок, соединенный рычагом с игольчатым клапаном, который в открытом положении соединяет камеру воздушника с атмосферой.
В рабочем состоянии внутренняя камера устройства заполнена теплоносителем, поплавок поднят, а игольчатый клапан перекрыт. При попадании воздуха, который поднимается в верхнюю точку устройства, теплоноситель не может подняться в камере до номинального уровня, а следовательно, поплавок опущен, прибор работает в выпускном режиме. После выхода воздуха, теплоноситель поднимается в камере данного рода арматуры до номинального уровня, а поплавок занимает штатное место.
Обратный
В самотечный СО есть условия, при которых теплоноситель может поменять направление движения. Это грозит повреждением теплообменника теплогенератора вследствие его перегрева. То же может случиться и в достаточно сложных СО с принудительным перемещением теплоносителя, когда вода, через обходную трубу насосного узла попадает обратно в котел. Механизм действия обратного клапана в системе отопления достаточно прост: он пропускает теплоноситель только в одну сторону, блокируя его при движении обратно.
Существует несколько типов данного рода арматуры, которая классифицируется по конструкции запирающего устройства:
- тарельчатый;
- шаровый;
- лепестковый;
- двустворчатый.
Как уже понятно из названия, в первом типе в качестве запирающего устройства выступает стальной подпружиненный диск (тарелка), соединенная со штоком. В шариковом в качестве затвора выступает пластиковый шарик. Двигаясь «в правильном» направлении теплоноситель выталкивает шарик по каналу в корпусе или под крышку устройства. Как только прекращается циркуляция воды или меняется направление ее движения, шарик, под действием гравитации занимает исходное положение и перекрывает движение теплоносителя.
В лепестковом, запирающим устройством является подпружиненная крышка, которая опускается при изменении направления воды в СО под действием естественной гравитации. Двустворчатый элемент устанавливается (как правило) на трубы большого диаметра. Принцип их работы не отличается от лепесткового. Конструктивно, в такой арматуре, вместо одного лепестка, подпружиненного сверху, устанавливается две подпружиненные створки.
Данные приборы предназначены для регулировки температуры, давления, а также стабилизации работы СО.
Балансировочный
Любая СО требует гидравлической регулировки, другими словами — балансировки. Выполняется она различными способами: правильно подобранным диаметром труб, шайбами, с разным проходным сечением и пр. Наиболее эффективным и в то же время простым элементом настройки работы СО считается балансировочный клапан для системы отопления .
Назначение данного устройства в том, чтобы на каждое ответвление, контур и радиатор поддавался необходимый объем теплоносителя и количество тепла.
Клапан представляет собой обычный вентиль, но с установленными в его латунный корпус двумя штуцерами, которые дают возможность подключения измерительного оборудования (манометров) или капиллярной трубки в составе с автоматическим регулятором давления.
Принцип работы балансировочного клапана для системы отопления заключается в следующем: Оборотами регулировочной рукоятки необходимо добиться строго определенного расхода теплоносителя. Делается это замерами давления на каждом штуцере, после чего по диаграмме (обычно прилагаемой производителем к устройству) определяется количество поворотов регулировочной рукоятки для достижения нужного расхода воды на каждый контур СО. На контуры с количеством радиаторов до 5 шт устанавливают ручные балансировочные регуляторы. На ветки с большим количеством отопительных приборов – автоматические.
Перепускной
Это еще один элемент СО, предназначенный для выравнивания давления в системе. Принцип работы перепускного клапана системы отопления сходен с предохранительным, но есть одно отличие: если предохранительный элемент стравливает излишки теплоносителя из системы, то перепускной, возвращает его в обратную магистраль мимо отопительного контура.
Конструкция данного устройства также идентична предохранительным элементам: пружина с регулируемой упругостью, запорная мембрана со штоком в бронзовом корпусе. Маховиком настраивается давление, при котором данное устройство срабатывает, мембрана открывает проход для теплоносителя. При стабилизации давления в СО, мембрана возвращается на прежнее место.
Трехходовой
Существует практика добиваться определенной температуры теплоносителя в различных ветках и контурах СО методом смешивания или разделения потоков теплоносителя. Трехходовой клапан на системе отопления играет роль устройства, регулирующего температуру рабочей жидкости после теплогенератора.
Конструкция смесительной арматуры проста: в корпусе прибора есть три отверстия, два входа и один выход. Приборы разделительного типа имеют один вход и два выхода.
Основным управляющим устройством данного элемента является термоголовка, внутри которой расположен резервуар с жидкостью (сильфон). При нагреве выносного датчика жидкость в нем расширяется и поступает в сильфон. Объем данного резервуара увеличивается и оказывает воздействие на шток клапана, который открывает или перекрывает входы для смешивания или разделения потоков. В разделительных типах данного элемента СО используется тот же принцип, но шток не открывает проход для потоков, а разделяет один поток на два.
Управлять прибором может не только термостатическая головка. Достаточно популярны устройства с ручным управлением. Глубину нажатия штока определяет поворот управляющей рукоятки. Сегодня, на рынке климатической техники широко представлены данные устройства с электро – и сервоприводами.
Устройство автоматической подпитки
В силу различный обстоятельств (естественное испарение, работа предохранительного элемента и пр.), объем теплоносителя в СО может уменьшаться. Чем меньше теплоносителя – тем больше воздуха в системе, который неизбежно нарушает циркуляцию воды в СО и перегреву котельного оборудования. Чтобы воздух не поступал в систему необходимо вовремя пополнять количество теплоносителя. Делать это можно вручную, а можно установить клапан подпитки системы отопления
, тем самым организовать автоматическое пополнение СО теплоносителем.
Конструкция данного рода арматуры практически не отличается от предохранительной арматуры, но принцип работы прямо противоположный: пока в СО есть необходимое давление, которое подпирает мембрану к седлу, пружина находится в сжатом состоянии. Когда давление падает ниже минимального, пружина распрямляется и отводит мембрану от седла, давая возможность поступлению воды из бака запаса или водопроводной сети попасть в СО. На рис. ниже показана конструкция данного устройства.
По мере заполнения СО, давление в ней усиливается, пружина сжимается, а мембрана садится в седло на корпусе, перекрывая подпитку.
Важно! Выбор клапанов – это сложный и важный процесс, который лучше всего доверить профессионалам.