Зачем нужен клапан подпитки в системе отопления

Задаваясь целью, чтобы внутридомовая или поквартирная система отопления функционировала эффективно, ее реальные тепловые параметры должны быть предельно близки к расчетным показателям. Это возможно достичь в том случае, если грамотно выполнить распределение теплоносителя по отопительным контурам, сохранив при этом стабильные параметры по давлению и температуре.

Зачем нужен предохранительный клапан

Клапанами называют устройства, которые постоянно либо при достижении конкретных условий регулируют или полностью закрывают поток транспортируемого в трубопроводах вещества. Предохранительные клапаны на отопление, как это становится понятно по названию, должны защищать трубы, теплообменники и сосуды (корпуса приборов) от вредоносных воздействий.

Например, давление в отопительной системе поднимается в следующих случаях:

  • Когда теплоноситель набирает рабочую температуру и увеличивается в объёме.
  • Если вода нагрета слишком сильно – до образования пара (объем увеличивается в несколько сот раз).
  • При неполадках или полном выходе из строя автоматизированного узла подпитки. В данном случае давление обычно растёт до аварийной отметки, но иногда клапан устройства перестаёт держать, и происходит отток теплоносителя в обратном направлении, соответственно, давление в отопительной установке резко падает.

Клапан для бойлера является комбинированным устройством, он предотвращает обратный ток и сбрасывает избыточный объём воды

В основном речь идёт о нарастающем до критической отметки давлении. Но это далеко не единственная проблема, требующая мгновенного решения. Также есть клапаны, предотвращающие обратный ток воды или устраняющие завоздушивание системы. Все предохранительные клапаны в системе отопления, по сути, выполняют одну работу, но монтируются в разных местах и могут защищать отдельные узлы и устройства/приборы. Они устанавливаются:

  • Для защиты автономных отопительных установок с закрытым контуром, в которых в качестве теплогенератора используются котлы на всех видах топлива, а также теплонасосы или солнечные коллекторы.
  • Для парового отопления.
  • В системах с ёмкостями, аккумулирующими тепло.
  • В контурах ГВС, которые укомплектованы проточными, накопительными либо электрическими ТЭНовыми нагревателями.

Предохранительные клапаны в отопительных установках функционируют по разному принципу и решают разные задачи. Поэтому принято разделять их на несколько типов:

  • регулирующие,
  • перепускные,
  • сбросные,
  • обратные,
  • воздушные.

Термостатический клапан для радиатора отопления: принцип работы

В современных конструкциях радиаторов отопления  используют специальные механизмы и элементы для регулировки требуемых параметров работы. В зависимости от типа батареи отопления, от варианта используемого теплоносителя необходимы разные регуляторы комфортной температуры в помещении. Чаще всего для этого используют термостаты.

Термостатические регуляторы устанавливают по нескольким причинам:

  • установлено большее количество секций радиатора, чем требуется для помещения;
  • экономия на отоплении, когда температура за окном нестабильна;
  • вне зависимости от температуры теплоносителя можно отрегулировать нужную температуру в сторону уменьшения или увеличения показателя;

Устройство термостата

Устройство терморегулятора батареи отопления состоит из двух частей: клапана и термостатической головки. Термостатический клапан обычно изготавливают из латуни, его основание перекрывает трубу, а верхняя часть – продолжение нажимного штока с пружиной. Процесс нажатия на шток осуществляет термостатическая головка. Чем большее давление на пружину она оказывает, тем сильнее перекрывается клапан.

В строении термостатической головки выделяют чувствительный элемент, который находится в полости, заполненной газом или жидкостью. При нагревании термочувствительная среда расширяется и выталкивает чувствительный элемент вперед, он оказывает давление на шток с пружиной, а затем на перекрывающий клапан.

Дополнительными элементами термостатической головки являются рукоятка (заглушка), на которой нанесена шкала режимов работы. Для точной установки значений имеются электронные регуляторы температуры.

Принцип работы

Принцип работы автоматического терморегулятора основан на схеме: когда происходит изменение температуры воздуха в помещении или теплоносителя, среда, в которой находится чувствительный элемент в термостатической головке, реагирует на этот процесс. Чувствительный элемент оказывает давление на нажимной шток, и он либо опускается, либо поднимается, в зависимости от показателя температуры.

Читайте также:  Как выбрать твердотопливный котел их виды и преимущества?

При опускании клапан перекрывает поток теплоносителя, поэтому в радиаторе уменьшается скорость циркуляции и притока тепла. Уменьшая работу термостатического клапана и головки, количество теплоносителя в системе понижается, как и теплоотдача батареи инфракрасного излучения в помещении.

Принцип работы механического клапана для батареи тот же, только владелец помещения сам регулирует процесс подачи и снижения потока теплоносителя.

При повороте регулятора или установке необходимого значение на электронной панели устанавливается исходное значение давления на чувствительный элемент в термостатической головке.

Принцип работы прост, но требует соблюдения многих нюансов: правильной установки, регулировки автоматической работы, соблюдения техники безопасности.

Виды терморегуляторов

По форме исполнения бывают прямые, угловые, в составе гарнитуры (термостат плюс перемычка для трубы).

Установка и подключение клапана для радиатора для отопления

В зависимости от схемы отопительной системы трубы подачи горячей воды к радиатору подводят по-разному, и заглушки и регулировочные клапаны устанавливают в разных местах. Перед монтажом необходимо перекрыть подачу теплоносителя к батарее отопления и слить воду.

Если используется однотрубная система, где горячая вода идет по одной трубе, и последовательно подключаются отопительные приборы, в верхнюю часть батареи заходит труба и подводит теплоноситель. Он проходит через установку, выходит снизу на той же стороне и идет в главную магистраль. Термостат в таком случае устанавливают на байпас – трубу перемычку. Данная перемычка соединяет прямую и обратную трубу отопительного прибора, позволяет перемещаться горячей воде после перекрытия напора клапаном.

Сделать перемычку можно своими руками, приварив к стальным трубам трубу небольшого диаметра (до 8 см), предварительно подготовив отверстия в нужных местах.

На двухтрубной системе, где для притока теплоносителя – одна труба, а для отвода – другая, не требуется установка перемычки, термостат крепят на трубу подачи воды.

Как настроить регулятор температуры

Настраивают термостат отопления после изоляции помещения от утечек тепла, закрыв плотно двери и окна. После этого включается отопление, клапан должен быть полностью в поднятом состоянии (максимальная теплоотдача), замеряется температура воздуха. Когда она увеличится на 5 градусов, клапан закрывают. После небольшого перерыва регулятор постепенно открывают до момента, когда пойдет вода, и нагреется клапан, положение запоминается.

Разновидности клапанов и их конструктивные особенности

Все новые системы теплоснабжения, использующие радиаторные терморегуляторы, считаются динамическими. В процессе работы, терморегулятор, установленный на приборе отопления, реагирует на любые самые незначительные изменения температурного режима внутри комнаты, изменяя, таким образом, расход греющей воды.

Это создает в системе отопления изменяющийся или динамический режим функционирования. Он является предпосылкой внедрения автоматических/динамических балансировочных устройств.

Разновидности клапанов и их конструктивные особенности

Классификация балансировочных клапанов по параметрам:

  • Видом рабочей среды теплоносителя: вода, пароводяная смесь , гликолевый состав;
  • нормативные параметры теплоносителя по объемному расходу, Т и давлению;
  • точки расположение на тепловой сети: подача, обратка или байпас;
  • назначение и этажность объекта отопления; жилой/общественный, одноэтажный/многоэтажный;
  • рабочей функции: автоматический/механический.
  • практикуется также их комбинация по вариантам присоединения: резьбовое либо фланцевое.

Для выпуска клапанов можно использовать разнообразные материалы. Статические вентили, чаще всего, производятся из латуни, с фланцевым/резьбовым соединением либо чугуна, исключительно с фланцевым. Для динамических модификаций используют кроме латуни/чугуна еще и углеродистую сталь, которая способна максимально качественно обеспечить нормативные теплотехнические и гидравлические характеристики системы.

Разновидности клапанов и их конструктивные особенности

Ручные балансиры требуются для того, чтобы адаптировать тепловую сеть после установки, а автоматические меняют характеристики теплосети в период нагрева.

При выборе модификации балансира необходимо принимать во внимание различные параметры:

  1. Тип схемы нагрева с естественной/принудительной циркуляцией.
  2. Тепловые и гидравлические параметры сети.
  3. точка установки во внутридомовой системе.
  4. регулировочные параметры.
Разновидности клапанов и их конструктивные особенности

Механический балансир

Механический балансир Механический клапан имеет ручную регулировку, прекрасно действует в стабильной тепловой сети. Хорошо работает для жилых объектов с не очень большим числом приборов отопления. Облегчает выполнение ремонтно-наладочных работ, ввиду того что при ремонте отдельного нагревательного участка нет нужды отключать всю систему.

Такие модификации очень часто укомплектовываются измерительными ниппелями, способные измерять давление в системе, в зоне размещения клапана. Главное превосходство таких регуляторов является небольшая цена.

Разновидности клапанов и их конструктивные особенности

Механический балансир — эффективно устройство работает на тех объектах, где число радиаторов не более 5 единиц. При большем , механика не справляется и становится причиной разбалансировки схемы теплоснабжения. Когда термостат на 1-й батареи перекрыт, то увеличивается расход теплоносителя на втором. В связи, с чем температура воды в одних приборах отопления, может вырасти до точки кипения, а в других она будет оставаться холодной. Такую проблему могут разрешить только автоматические балансиры.

Читайте также:  Брикеты из опилок – технология изготовления в домашних условиях

Автоматический балансир

Автоматический балансир Монтаж автоматических блоков производится на ответвления/стояках, обладающих значительным количеством батарей. От устройств механического типа они отличаются порядком функционирования. Балансир настраивают в положение наибольшей пропускной возможности. При уменьшении расхода горячей воды термостатом на одной из батарей давление увеличивается. Потом срабатывает механизм импульсной трубки, который анализирует величину перепада давления. Такой подход позволяет выполнять тонкую настройку сети.

Разновидности клапанов и их конструктивные особенности

Основные достоинства автоматических уравнителей:

  • Наличие капиллярной трубки, способствующей мгновенной настройке;
  • регулировочный блок при работе не меняет величину давления, тем самым не позволяя гидравлическим колебаниям в сети сбить установленный режим;
  • при необходимости в общей сети можно установить особые температурные независимые зоны;
  • высокая скорость настройки балансира, не позволяет термостатам перестроить свою работу, что гарантирует сбалансированную работу всей внутридомовой системы отопления.

Разновидности клапанов и их конструктивные особенности

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.

Запорное оборудование

Эти устройства являются одним из главных элементов систем обогрева. Запорная арматура монтируется в тех местах магистрали, где требуется ограничить приток теплоносителя или полностью его перекрыть. Основными параметрами этих изделий являются:

  1. Диаметр патрубка ввода и вывода жидкости. Позволяет подобрать требуемое изделие для установки в магистраль. Следует помнить, что в полностью открытом состоянии устройство должно обеспечивать максимальный объем жидкости и скорость ее движения.
  2. Уровень регулирования. Влияет на точность увеличения или уменьшения напора воды.
  3. Возможность монтажа автоматических регуляторов.

Виды кранов

С помощью этих устройств можно быстро перекрыть определенный участок магистрали. Чаще всего в системах отопления используются шаровые и штоковые краны. Конструкция устройств первого типа предполагает наличие шара со сквозным отверстием. При повороте рукоятки происходит постепенное увеличение или уменьшение размеров проходного диаметра. В большинстве случаев шаровые краны используются для полного перекрытия потока теплоносителя.

В штоковых кранах роль запорного механизма выполняет шток с прокладкой, изготовленной из керамики либо резины. С помощью этих устройств можно не только полностью остановить движение жидкости, но и обеспечить плавную регулировку объема теплоносителя.

Запорное оборудование

Выбирать и монтировать краны необходимо в полном соответствии с эксплуатационными характеристиками системы.

Задвижки и вентиля

  • требуется много времени для открытия;
  • уплотнительные элементы довольно быстро изнашиваются;
  • ремонт задвижек является трудоемким процессом.

В запорной арматуре имеются и минусы, например, ремонт определенных элементов может быть сложным Вентиль позволяет не только перекрыть поток теплоносителя, но и изменять его расход. С помощью этих устройств в системе можно поддерживать требуемое давление, а также смешивать жидкости для получения воды нужной температуры.

В соответствии с формой корпуса, вентиля могут быть угловыми и проходными. Главным преимуществом устройств является надежность и ремонтопригодность. Однако они обладают высоким показателем гидравлического сопротивления и имеют большие габариты.

Виды и особенности конструкции

На первом этапе определяются характеристики теплоснабжения – значение давления, диаметр трубопровода, приблизительная скорость потока при различных тепловых режимах. Затем, на основе этих данных, подбираются наиболее подходящие модели обратного клапана.

Читайте также:  Колпаковая печь: принцип работы и пошаговая инструкция по изготовлению

Классификация по конструктивным особенностям:

Виды и особенности конструкции
  • Пружинный. Оптимальный вариант для теплоснабжения частного дома или квартиры. В патрубке установлен шток с пружиной. Он упирается в ограничитель дисковой формы. При нормальном движении жидкости давление на диск открывает клапан. Если же происходит изменение направления – под действием пружины дисковая часть перекрывает рабочее сечение трубы.
  • Лепестковый или пружинно-дисковый. Они применяются для центрального теплоснабжения. Ограничительная шторка, диаметр которой равен рабочему сечению трубы. Пружина фиксирует лепесток в закрытом состоянии, но под воздействием давления он открывается. Преимущества – максимальная пропускная способность.
  • Шаровые. Патрубок имеет сложную зигзагообразную форму. В рабочей части располагается сфера, которая под действием напора поднимается вверх, обеспечивая нормальное прохождение теплоносителя. Недостаток – применяется только для труб большого диаметра.

Для автономного теплоснабжения оптимальным вариантом будет пружинный обратный клапан. Чаще всего он изготавливается из латуни, стоимость – от 120 рублей.

Общие положения

5.1.1. Для управления работой и обеспечения безопасных условий эксплуатации сосуды в зависимости от назначения должны быть оснащены:

  • запорной или запорно-регулирующей арматурой;
  • приборами для измерения давления;
  • приборами для измерения температуры;
  • предохранительными устройствами;
  • указателями уровня жидкости.

5.1.2. Сосуды, снабженные быстросъемными крышками, должны иметь предохранительные устройства, исключающие возможность включения сосуда под давление при неполном закрытии крышки и открывании ее при наличии в сосуде давления. Такие сосуды также должны быть оснащены замками с ключом-маркой.

Предохранительный

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

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.

Клапан турбины

При разработке турбокомпрессора инженеры столкнулись с проблемой образования излишнего давления во впускном коллекторе. Вращение крыльчатки турбины происходит под действием выхлопных газов, подаваемых на лопасти, количество и давление которых зависит от оборотов двигателя. При быстрой езде двигатель совершает большое количество оборотов, частота вращения ротора турбины увеличивается, создавая избыточное давление во впускном коллекторе.

В итоге излишек нагнетаемого воздуха может привести к так называемому «передуву», или «помпажу», двигателя и выходу его из строя. Для решения этой проблемы на турбокомпрессоры устанавливается перепускной клапан турбины, который при определенном давлении сбрасывает избыток газов мимо крыльчатки в выпускной обеспечивает нормальное функционирование двигателя и турбины без провалов и сбоев.

Перепускной клапан турбины может быть внешнего и внутреннего типов. В большинстве серийных автомобилей общегражданского назначения устанавливается внутренняя разновидность клапана. Внешними комплектуются автомобили, которым необходима большая пропускная способность и возможность дополнительных регулировок (гоночные модели). Внешний перепускной клапан давления турбины более надежный, но обладает большими габаритами.

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.

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.