Предохранительный сбросной клапан для котла отопления

Перегрев вызывает сильное расширение теплоносителя, особенно если температура достигла точки кипения. Когда теплоноситель расширяется, давление в системе увеличивается, что может иметь серьезные последствия: от незначительных утечек в соединениях или выхода из строя компонентов системы отопления до разрыва труб в труднодоступных местах (стены или стяжка под полом).

Известным способом предотвращения разрушения системы отопления из-за высокого давления является предохранительный клапан. В этой статье мы подробно рассмотрим его устройство и принцип работы, определим критерии выбора механизма, алгоритм установки в системе отопления, а также действия при протечке предохранительного клапана.

Назначение предохранительного клапана в системе отопления

Регулируемый пружинный предохранительный клапан. Чаще всего используется в индивидуальных системах отопления.

Повышение температуры теплоносителя в контуре водяного отопления приводит к увеличению давления, оказываемого на стенки системы. Особенно критичными являются температуры выше 90-95°C, когда вода начинает кипеть, выделяя пар. Давление в системе увеличивается экспоненциально. Хотя современные трубы и радиаторы обычно рассчитаны на давление 6-9 бар и выше, наиболее уязвимым местом в системе являются теплообменники котла, которые могут выдерживать давление 3 бар в современных моделях и 2 бар в старых моделях.

Как следствие, может произойти не только утечка теплообменника, но и короткое замыкание, серьезный потоп, вызванный утечкой большого количества теплоносителя.

Предохранительный клапан обеспечивает автоматический выпуск пара или теплоносителя, освобождая место в системе для расширения в результате нагрева, не позволяя давлению внутри водяного контура достичь критических значений. Клапан также автоматически закрывается при сбросе давления. Клапан устанавливается в трубопроводе на самом котле, часто в комплекте с манометром и автоматическим воздухоотводчиком, вместе называемыми группой безопасности.

Принцип предотвращения критических значений давления в системе отопления с помощью предохранительного клапана.

Если современные газовые и электрические котлы могут предотвратить перегрев, по крайней мере, своевременно отключая горелки благодаря сложной автоматике, то для твердотопливных котлов установка предохранительного клапана является обязательной. Даже после закрытия заслонки теплообменник твердотопливного котла еще некоторое время забирает тепло. Именно из-за инерции теплогенератора может произойти серьезный перегрев.

Предохранительный клапан также обязателен для паровых котлов (обычно используемых в промышленных целях). Однако мы рекомендуем при использовании любого котла, в том числе газового, включать предохранительный клапан в систему отопления, устанавливая его как часть группы безопасности.

Обратите внимание, что если объем системы отопления большой (например, для отопления дома площадью более 500-600 м2), мы рекомендуем установить 2 предохранительных клапана на каждом котле — один для работы и один для контроля.

Устройство и принцип работы в зависимости от вида

Рычажно-грузовой

Предохранительные клапаны с рычажным приводом используются только в промышленных установках для больших нагрузок и трубопроводов диаметром более 200 мм.

Груз, закрепленный на рычаге, оказывает давление на шток. Когда сила, оказываемая давлением в системе с одной стороны, превышает силу, оказываемую весом с другой стороны, шток открывается, выпуская теплоноситель или пар. Как только сила, создаваемая давлением в системе, становится недостаточной (не достигает критической точки), шток закрывает систему под воздействием веса, лежащего на рычаге.

Рычаг и перепускной клапан в поперечном сечении.

Критическое давление, при котором требуется обнуление, контролируется длиной рычага и весом на рычаге.

Пружинный

Более современным и менее дорогим предохранительным клапаном является пружинный клапан. Он так же эффективен, как и рычажный клапан, надежен и имеет компактные размеры, поэтому широко используется в индивидуальных системах отопления в частных домах.

Пружинный предохранительный клапан работает по тому же принципу, но вместо массы на шток действует пружина:

• Внутри клапан находится под давлением потока воды или пара;
• с другой стороны, на золотник, прижимаемый штоком, воздействует пружина;
• давление в системе превышает усилие пружины, шток золотника поднимается, происходит декомпрессия;
• охлаждающая жидкость или пар выходят через выпускное отверстие;
• Давление внутри системы снижается и становится меньше силы пружины, которая снова закрывает клапан, возвращая механизм в исходное положение.

Принцип работы пружинного предохранительного клапана, предназначенного для индивидуальной системы отопления.

Существуют клапаны, рассчитанные на определенное давление (например, 3, 6 или 8 бар), а также регулируемые клапаны, в которых критическое давление для выпуска воздуха устанавливается во время монтажа. Они также могут быть открытыми или закрытыми. Первые сбрасывают воду или пар во внешнюю среду, а закрытые клапаны сбрасывают воду в подключенные трубопроводы.

Клапаны теплового сброса

Пружинные предохранительные клапаны также несовершенны. Помимо того, что они работают только в закрытых системах (так как кипение теплоносителя в системе с открытым расширительным баком может происходить без повышения давления), пружинные механизмы срабатывают, когда температура теплоносителя уже превышает значительный уровень — выше 95-100°C.

Наиболее эффективным, но чрезвычайно дорогим является термоклапан, который реагирует на повышение температуры теплоносителя, а не давления в системе. Принцип действия — та же пружинная мембрана, но она приводится в действие не давлением текущей воды, а термочувствительной жидкостью, которая значительно расширяется при нагревании теплоносителя.

Критерии выбора предохранительного сбросного клапана

Механизм прижима

Предохранительные клапаны с рычажным приводом рассчитаны на большие нагрузки и диаметр трубы не менее 200 мм, поэтому они используются в промышленных системах отопления.

Для индивидуального отопления в частном доме лучше приобрести устройство с пружинным механизмом, это стандартный, надежный и часто используемый тип сбросного клапана.

Если у вас ограниченный бюджет, мы рекомендуем приобрести более эффективный терморегулирующий клапан, который предотвратит проблему до того, как давление в системе отопления значительно возрастет.

Высота подъема

Клапаны сброса давления бывают с разной высотой подъема клапана:

1. Модель PS-350 с низким подъемом.Низкий подъем. У клапанов с низким подъемом высота затвора составляет менее 1/20 диаметра седла. Они характеризуются относительно низкой скоростью потока и простой конструкцией. Они используются в контурах с жидкостями. Как правило, в системах отопления с водяными контурами мощностью до 40-43 кВт достаточно предохранительного клапана с низким шагом. В этих системах для предотвращения аварий необходимо сливать небольшой объем теплоносителя.
2. Клапаны с полным подъемом. Высота затвора полнопроходных клапанов больше или равна диаметру седла. Обычно это рычажные клапаны, более дорогие и сложные. Полноподъемные клапаны имеют большую пропускную способность и могут быть установлены в линиях, где циркулируют газы, пар или сжатый воздух.

Модель с полным подъемом PN 16.

Скорость срабатывания механизма

В зависимости от скорости срабатывания предохранительные клапаны делятся на пропорциональные и двухступенчатые.

Пропорциональные клапаны лучше использовать для систем отопления в частных домах, но и их вполне достаточно для большинства систем. Клапанная крышка в таких устройствах открывается постепенно, пропорционально возрастающему давлению в магистрали, соответственно увеличивается объем сливаемой охлаждающей жидкости. Эти клапаны не колеблются автоматически, поддерживают нужный уровень давления и стоят дешевле.

Двухпозиционный предохранительный клапан характеризуется кратковременным открытием и полным открытием клапана. Этот механизм позволяет быстро выпускать большое количество теплоносителя, но создает риск гидроудара: из-за быстрого выпуска большого количества жидкого теплоносителя давление в трубопроводе значительно падает, после чего клапан резко закрывается. По этой причине для трубопроводов со сжимаемыми средами (воздух, газ, пар) рекомендуется использовать двухступенчатые предохранительные клапаны.

Диаметр

Диаметр предохранительного клапана в системе отопления не должен быть меньше диаметра входного патрубка. В противном случае постоянное гидравлическое давление будет препятствовать работе механизма.

Производитель

Поскольку предохранительные клапаны имеют довольно простую конструкцию, а современные модели в основном изготавливаются из латуни по одной и той же технологии, критических различий между арматурой разных производителей нет.

Отличие одних от других заключается в более качественной обработке, проверке и тестировании устройств и гарантии длительного срока службы без утечек — в течение 15 лет и более. Есть производители, чьи предохранительные клапаны мы можем рекомендовать в первую очередь: VALTEC, WATTS, Protherm.

Установка устройства в систему

Схема трубопровода котла с использованием клапана сброса давления.

Некоторые котлы, обычно настенные, уже имеют клапан сброса давления, установленный производителем. В противном случае на подающем трубопроводе котла необходимо установить предохранительный клапан в соответствии с требованиями, описанными ниже:

• Пространство на подающей трубе составляет 200-300 мм от котла;
• В системах с естественной циркуляцией предохранительный клапан устанавливается в самой высокой точке;
• Важно уплотнить резьбу клапана пенькой или силиконом (но не лентой ФУМ, которая не выдерживает температуры выше 70-80 градусов без деформации);
• Сам клапан должен быть расположен вертикально (пластиковой ручкой вверх) так, чтобы под золотником оставался воздушный зазор, при такой установке механизм имеет наибольший срок службы;
• рекомендуется установить манометр перед самим клапаном (если он не входит в группу безопасности);
• на линии между теплообменником котла и выпускным клапаном не должно быть обратных клапанов, задвижек или кранов;
• Чтобы предотвратить капание охлаждающей жидкости на пол в случае разрыва клапана, к клапану должен быть подсоединен нагнетательный трубопровод, ведущий к сливному или обратному трубопроводу;
• Важно сделать такое соединение с канализацией, чтобы поток можно было прервать (например, с помощью воронки и сифона). Таким образом, система будет продолжать работать даже в случае засорения сливной трубы и избавит котельную от запахов теплоносителя.

Мы также рекомендуем устанавливать запорные клапаны после скрытого клапана. Дело в том, что после 5-8 срабатываний пружина клапана часто не работает должным образом, и механизм приходится заменять (к счастью, стоимость арматуры невысока). Однако снимать и заменять клапан можно только после слива охлаждающей жидкости и снижения давления в системе до атмосферного. Вышеупомянутые запорные клапаны можно использовать для слива водоноса только из котла, а не из всей системы.

Как выбрать умягчитель воды для газового котла и продлить срок его службы

Регулировка механизма для правильной работы

Регулировку предохранительного клапана следует производить после завершения монтажных работ и тщательной промывки системы. Пружинные устройства можно регулировать, поворачивая регулировочную ручку (пластмассовый цветной колпачок), при этом вращение сжимает или разжимает пружину, которая оказывает давление на золотник. В устройствах с рычажной нагрузкой это делается путем размещения груза на рычаге.

Необходимо установить давление настройки, давление полного открытия и давление закрытия:

1. Давление настройки должно быть установлено немного выше, чем максимальное рабочее давление котла.
2. Давление полного открытия не должно превышать максимально допустимое давление наиболее чувствительной части системы, обычно теплообменника котла, рассчитанного на 3 или 2 бар, или 1,5 бар в некоторых российских моделях.
3. Давление закрытия клапана должно быть установлено немного выше минимально допустимого давления для системы.

Рекомендуется проверять аварийный клапан не реже одного раза в 6 месяцев.

Что делать, если через сбросной клапан капает вода

Характер проблемы зависит от того, капает или течет вода из предохранительного клапана.

Если вода капает, это свидетельствует о нормальной работе предохранительного клапана, но система отопления работает слишком интенсивно, поскольку температура теплоносителя высокая и давление выше нормы. Проверить, является ли капание естественной работой механизма, легко — достаточно снизить рабочую температуру, дав теплоносителю остыть. Если вода перестала капать, значит, все в порядке, нужно только следить за тем, чтобы она снова не перегрелась.

Засорение механизма из-за загрязненного теплоносителя. Частицы песка и грязи препятствуют нормальному закрытию штока, что и является причиной утечки.

Если капание не прекращается или среда подается в больших количествах, потоками, предохранительный клапан неисправен: пружина, резиновое или силиконовое уплотнение изношено или соединение заблокировано, не прилегает плотно. Не рекомендуется самостоятельно разбирать механизм, в этом случае необходимо заменить предохранительный клапан (цена вопроса 400-900 руб.).

Стоимость

Цена механизма зависит от его типа, характеристик, материалов и качества изготовления, качества обработки и дополнительной платы производителя.