Предохранительный клапан в системе отопления: виды, назначение, схемы и монтаж

Выбираем оптимальную модель

Пружинный предохранительный клапан в разрезе

Процесс подбора предохранительного клапана системы отопления должен основываться на ее эксплуатационных характеристиках. Для этого помимо параметров отопления нужно ознакомиться с нормативным документом – ГОСТ 24570-81, который подробно описывает критерии выбора.

Так как рычажно-грузовые механизмы применяются в больших трубопроводах, то будут рассмотрены условия для пружинных моделей предохранительного клапана для котла отопления. Они разделяются на несколько основных пунктов – требования к механизму, трубопроводам и материалу изготовления.

В конструкции перепускного клапана основными элементами являются пружина, шток и тарелка, на которую воздействует давление теплоносителя. В совокупности они должны формировать надежный механизм с точно рассчитанными параметрами. Главными из них являются условия срабатывания предохранительного клапана для системы отопления, подбор, установка.

Различают два этапа в работе устройства – время начала движения штока и полное открытие прохода для удаления излишка воды. Процентная разница значения давления между ними является основной характеристикой клапана. Кроме этого, она зависит от номинального значения давления в системе отопления.

Чем выше рабочее давление, тем быстрее должно срабатывать устройство. При этом витки пружины предохранительного клапана для отопления не должны соприкасаться друг с другом.

Регулировочный механизм обязательно защищен от непосредственного влияния горячей воды.

Так как при долгом простое возможно «залипание» пружины, то в устройстве должен присутствовать механизм проверки его работоспособности (шток для ручного оттягивания пружины).

Подвод трубопровода

Перед тем как подбирать предохранительный клапан для системы отопления, нужно правильно определиться с его диаметром. Он не должен быть меньше самого подводящего патрубка. В противном случае гидравлическое сопротивление не позволит устройству нормально выполнять свои функции. Обязательно предусмотрена защита сбросного предохранительного клапана для системы отопления от промерзания – воздействие минусовых температур негативно влияет на работу.

Во время монтажа предохранительный клапан системы отопления должен иметь уклон только в сторону котла. Это обеспечит минимальные гидравлические потери при воздействии давления на тарелку.

Материал изготовления

Корпус чаще всего изготавливается из латуни, так как этот материал имеет минимальный коэффициент температурного расширения, надежен и доступен в финансовом плане. Подбор предохранительного клапана системы отопления по этому параметру очень важен – при достижении максимального давления корпус не должен разрушаться.

Для предохранительного клапана отопления принцип работы заключается еще и в своевременной настройке значения давления срабатывания. Чтобы сделать это максимально быстро регулирующий блок изготавливается из специального термостойкого пластика. Он не изменяет своей геометрии и остается жестким даже при максимальной температуре воды.

Популярные модели клапанов

Рычажная конструкция

Среди предохранительных клапанов есть распространенные модели:

• Рычажные – это стандартный механизм. Его можно привести в действие ручным способом. Различаются такие изделия рычажком и штуцером сброса воды. Лучше выбирать модель с возможностью фиксации флажка к корпусу с помощью болта. Такая конструкция предохраняет от случайного открывания рычага.
• Без рычажные – это самый дешевый вариант предохранителя. Такие модели неудобны, так как не дают возможности слива воды с бака вручную. Устройства бывают двух видов: с крышкой и глухие. Первый будет удобнее, поскольку в случае засорения можно открутить крышку для проведения чистки механизма. Обе модели имеют короткие штуцера для сброса жидкости.
• Узловые – обычно устанавливают на нагреватели больших объемов (свыше 100 л). Называются узлами безопасности из-за того, что дополнительно укомплектованы шаровым краном для слива и манометром. В таком механизме штуцер для отвода жидкости резьбовой, что делает крепление шланга более надежным без использования хомутов.
• Оригинальные – такие узлы безопасности предлагаются для тех, кто ценит комфорт и эстетические качества. В комплект к изделию входит манометр. Для красоты наносят хромированное покрытие и придают элегантную форму. Все эти дополнения существенно влияют на цену изделия.

Разновидности групп безопасности и принцип выбора подходящей модели

Стандартный предохранительный клапан для бойлера по исполнению может отличаться несколькими особенностями конструкции. Эти нюансы не изменяют функциональность устройства, а лишь упрощают использование и обслуживание. Чтобы правильно выбрать узел безопасности надо знать, какие бывают предохранительные клапаны для бойлеров и чем они отличаются.

Рычажные модели

Самый распространенный тип стандартного узла безопасности – модель с рычажком. Такой механизм можно привести в действие вручную, что удобно при проверке или сливе воды из бака бойлера. Делают это так:

• горизонтально расположенный рычаг устанавливают вертикально;
• прямое соединение со штоком приводит в действие пружинный механизм;
• пластинка предохранительного клапана принудительно открывает отверстие и из штуцера начинает течь вода.

Даже если не требуется полное опустошение бака, контрольный слив выполняют ежемесячно для проверки работоспособности узла безопасности.

Различаются изделия конструкцией рычажка и штуцером для сброса воды. Если имеется возможность, то лучше выбрать модель с зафиксированным к корпусу флажком. Крепление выполнено болтом, препятствующим ручное открывание рычажка детьми. Изделие имеет удобную форму штуцера в виде елочки с тремя нарезками, что обеспечивает надежную фиксацию шланга.

Более дешевая модель не имеет фиксации флажка. Рычажок можно случайно зацепить рукой и начнется ненужный слив воды. Штуцер короткий, всего с одним кольцом нарезки. Фиксировать шланг на такой выступ неудобно и при сильном давлении его может сорвать.

Модели без рычага

Предохранительные клапана без рычага – самый дешевый и неудобный вариант. Такие модели часто идут комплектом с водонагревателем. Опытные сантехники их просто выбрасывают. Работают узлы аналогично рычажным моделям, только нет возможности вручную выполнять контрольный слив или опустошение бака бойлера.

Модели без рычага бывают двух исполнений: с крышкой на конце корпуса и глухие. Первый вариант более удобен. При засорении крышку можно открутить для очистки механизма. Глухую модель нельзя проверить на работоспособность и очистить от накипи. Штуцера сброса жидкости у обоих клапанов короткие с одним кольцом нарезки.

Узлы безопасности для больших водонагревателей

На водонагреватели с объемом накопительного бака от 100 л ставят усовершенствованные предохранительные клапана. Работают они аналогичным образом, только дополнительно комплектуются шаровым краном для принудительного слива, а также манометром.

Особое внимание стоит обратить на штуцер отвода жидкости. Он резьбовой. Надежное крепление предотвращает срыв шланга сильным давлением и избавляет от неудобного пользования хомутом

Надежное крепление предотвращает срыв шланга сильным давлением и избавляет от неудобного пользования хомутом.

Модели оригинального исполнения

Для любителей эстетики и комфорта производители предлагают узлы безопасности в оригинальном исполнении. Изделие комплектуют манометром, наносят хромированное покрытие, придают элегантную форму. Выглядят изделия красиво, но стоимость их высокая.

Различие по маркировке корпуса

Качественные изделия на корпусе обязательно имеют маркировку. Производитель указывает максимально допустимое давление, а также направление движения воды. Вторая маркировка – это стрелка. Она помогает определить, какой стороной поставить деталь на патрубок бойлера.

На дешевых китайских моделях маркировка часто отсутствует. С направлением жидкости без стрелки разобраться можно. Пластинка обратного клапана должна открываться вверх по отношению к патрубку бойлера, чтобы внутрь бака поступала вода из водопровода. А вот с допустимым давлением без маркировки определиться не получится. При несоответствии показателя узел безопасности постоянно будет течь или, вообще, не сработает в аварийной ситуации.

Другие типы клапанов

Когда пытаются сэкономить на группе безопасности, на водонагреватель пытаются установить подрывной клапан, предназначенный для системы отопления. По функциональности узлы схожи, но есть один нюанс. Подрывной клапан не способен понемногу стравливать жидкость. Механизм сработает, когда избыток давления достигнет критической отметки. Подрывным клапаном можно только стравить всю воду из бака при аварии.

Отдельно стоит рассмотреть установку только обратного клапана. Механизм этого узла наоборот запирает воду внутри бака, не давая ей стечь в трубопровод. При избытке давления рабочая пластина со штоком не способна сработать в обратную сторону, что приведет к разрыву бака.

Назначение газового клапана

ПСК – элемент предохранительной арматуры, отвечающий за безопасность газопровода и газового оборудования, подключенного к нему. В процессе эксплуатации клапан находится в закрытой позиции, поэтому его относят к закрытой трубной арматуре.

Подобные устройства устанавливают не только на газопроводах, они являются неотъемлемой частью и других коммуникаций – водопровода, отопительной сети. Везде они выполняют ту же функцию – стабилизируют давление в сети, обеспечивают рабочие параметры, необходимые для правильного функционирования системы.

Клапан служит для сброса излишков газа, если параметры давления становятся критическими. Топливо, создающее дисбаланс в системе, выводится во вспомогательный трубопровод или сбрасывается в атмосферу

Скачок давления обычно бывает кратковременным и зависит от ряда факторов.

Причины, способные вызвать избыточное давление в системе:

• поломка подключенного газового оборудования – двухконтурного котла, проточного водонагревателя или емкостного бойлера, запорной арматуры;
• использование топлива, не подходящего по составу;
• изменение температурных показателей в трубопроводе;
• сбой в тепломеханической схеме.

Место установки предохранительного газового клапана стандартно, обусловлено эффективностью применения: или в регуляторе давления, или сразу за ним. После автоматического срабатывания клапана он возвращается в рабочее – закрытое состояние.

В газовой сети клапан представляет собой отдельное или интегрированное в регулятор давления устройство. Оно срабатывает при условии, если рабочее давление газа превышает номинальный уровень на 15 %

Чем грозит отсутствие ПСК в сети? Наиболее распространенные последствия – механическое разрушение трубопровода или поломка подключенного оборудования, что может вызвать утечку газа.

Существует и вероятность взрыва, поэтому необходимо постоянно следить за исправностью устройства, вовремя производить обслуживание и заменять вышедшие из строя элементы

Наряду со сбросными устройствами применяют и газовые предохранительные запорные клапаны, с помощью которых перекрывают подачу топлива. Это происходит в автоматическом режиме. Элемент запорной арматуры устанавливают на трубопроводе, в промежутке между фильтром и регулятором давления.

Предел срабатывания ПЗК указывается в техническом паспорте устройстве. Верхний критический параметр обычно равен формуле: раб. давление +25%.

Критерии выбора предохранительного сбросного клапана

Механизм прижима

Рычажно-грузовые предохранительные клапаны рассчитаны на большие нагрузки и диаметр трубы не менее 200 мм, поэтому используются в промышленных отопительных системах.

Для индивидуального отопления частного дома лучше приобрести устройство с пружинным механизмом, это стандартный, надежный и часто используемый вид сбросного клапана.

Высота подъема

Клапаны сброса давления имеют разную высоту подъема затвора:

1. Малоподъемная модель ПС-350.Малоподъемные. Высота затвора в малоподъемных клапанах не превышает 1/20 диаметра седла. Имеют относительно низкую пропускную способность и простую конструкцию. Применяются в магистралях с жидким теплоносителем. Как правило, малоподъемной предохранительной арматуры достаточно для системы отопления с водяным контуром мощностью до 40-43 кВт. Для предотвращения аварии в таких системах необходимо сбросить небольшой объем теплоносителя.

2. Полноподъемные. Высота затвора в полноподьемных клапанах больше или равна диаметру седла. Как правило, это рычажно-грузовые механизмы, более дорогие и сложные по конструкции. Полноподъемные клапаны имеют высокую пропускную способность, могут быть установлены на магистрали, в которых циркулируют газы, пар или сжатый воздух.

Полноподъемная модель PN 16.

Скорость срабатывания механизма

По скорости срабатывания предохранительные клапаны делятся на пропорциональные и двухпозиционные.

В отопительных системах частного дома лучше использовать пропорциональные клапаны, опять таки, их достаточно для большинства систем. Затворная крышка таких устройств открывается постепенно, пропорционально возрастанию давления в магистрали, соответственно и объем сбрасываемого теплоносителя возрастает пропорционально. В таких клапанах отсутствуют автоколебания, они поддерживают корректный уровень давления и стоят дешевле.

Двухпозиционная предохранительная арматура отличается моментальным подрывом и полным открытием клапана. Такой механизм позволяет быстро сбросить большие объемы теплоносителя, однако создает риск гидроудара: из-за быстрого сброса большого количества жидкого теплоносителя, в магистрали существенно снижается давление, после чего клапан резко закрывается. Поэтому двухпозиционную предохранительную арматуру рекомендуют устанавливать на магистрали со сжимаемой средой (воздух, газ, пар).

Диаметр

Диаметр предохранительного клапана сброса давления в системе отопления не должен быть меньше разъема подводящего патрубка. В противном случае, работе механизма будет мешать постоянное гидравлическое давление.

Производитель

Поскольку предохранительные клапаны имеют довольно простую конструкцию, а современные модели в большинстве случаев изготавливаются из латуни по одинаковой технологии, критических различий между арматурой различных производителей нет.

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.

Принцип действия

На поясняющем рисунке справа — чертёж типичного пружинного клапана прямого действия. На его примере рассмотрим типичную конструкцию. Обязательными компонентами конструкции предохранительного клапана прямого действия являются запорный орган и задатчик, обеспечивающий силовое воздействие на чувствительный элемент, связанный с запорным органом клапана. Запорный орган состоит из затвора и седла. Если рассматривать поясняющий рисунок, то в этом простейшем случае затвором является золотник, а задатчиком выступает пружина. С помощью задатчика клапан настраивается таким образом, чтобы усилие на золотнике обеспечивало его прижатие к седлу запорного органа и препятствовало пропуску рабочей среды, в данном случае настройку производят специальным винтом.

Когда предохранительный клапан закрыт, на его чувствительный элемент воздействует сила от рабочего давления в защищаемой системе, стремящаяся открыть клапан и сила от задатчика, препятствующая открытию. С возникновением в системе возмущений, вызывающих повышение давления свыше рабочего, уменьшается величина силы прижатия золотника к седлу. В тот момент, когда эта сила станет равной нулю, наступает равновесие активных сил от воздействия давления в системе и задатчика на чувствительный элемент клапана. Запорный орган начинает открываться, если давление в системе не перестанет возрастать, происходит сброс рабочей среды через клапан.

С понижением давления в защищаемой системе, вызываемом сбросом среды, исчезают возмущающие воздействия. Запорный орган клапана под действием усилия от задатчика закрывается.

Давление закрытия в ряде случаев оказывается на 10-15 % ниже рабочего давления, это связано с тем, что для создания герметичности запорного органа после срабатывания требуется усилие, значительно большее, чем, то, которого было достаточно для поддержания герметичности клапана перед открытием. Это объясняется необходимостью преодолеть при посадке силу сцепления молекул среды, проходящей через щель между уплотнительными поверхностями золотника и седла, вытеснить эту среду. Также понижению давления способствует запаздывание закрытия запорного органа, связанное с воздействием на него динамических усилий от проходящего потока среды, и наличие сил трения, требующих дополнительного усилия для его полного закрытия.

Конструкция и принцип действия устройства

Для начала детально разберем устройство и принцип функционирования предохранительного клапана.

Устройство предохранительной арматуры

Предохранительный клапан, как и остальные виды арматуры, отличается простой конструкцией и представляет собой сочетание двух пружинных механизмов, заключенных в общем металлическом корпусе.

Принципиального различия между латунными и стальными изделиями нет, но латунь чуть дороже и служит, по отзывам, дольше. Пружины внутри корпуса изготовлены из хромированной стали.

Схема, на которой хорошо видно внутреннее содержимое клапана. В трубу врезается часть, препятствующая обратному потоку воды, а перпендикулярно расположен предохранительный модуль с подвижным носиком

Принцип работы приспособления

Оба цилиндра, расположенные перпендикулярно, имеют схожую конструкцию, но различное назначение. Деталь, расположенная по ходу воды, внутри имеет пружинку и «тарелку» с уплотнительным кольцом.

Пружина удерживает механизм в закрытом виде и не дает жидкости вернуться в трубопровод. Концевые части цилиндра оснащены резьбой «папа-мама» для врезки в систему ХВС и подсоединения к штуцеру бойлера.

Внутри второго цилиндра установлена более мощная пружина, которая находится в нейтральном состоянии даже при небольшом повышении показателя давления.

Если в магистрали происходит резкое возрастание давления выше нормы, то пружина срабатывает и открывает отверстие для выброса жидкости. Наружный конец цилиндра прикрыт заглушкой, винтом или рычажным устройством.

Внешний вид предохранительного клапана с пластиковым рычажком: 2 – резьба для врезки в сеть ХВС, 3 – резьба для подключения к бойлеру, 8 – мини-патрубок для вывода жидкости, 9 – рычаг для принудительного открывания

Желтым маркером на рисунке обведена область, на которой выбивают маркировку. Она обозначает предельный номинал давления, при котором срабатывает клапан. Давление указано в МПа, но его легко перевести в атмосферы: 0,7 МПа = 7 атм.

Также на корпусе изображена стрелка, указывающая направление, в котором движется вода из системы ХВС в нагревательный бак.

Хотя через отверстие в клапане сливать воду удобно, специалисты рекомендуют не применять ручное управление слишком часто.

Пользоваться рычагом принудительного открывания клапана необходимо как можно реже, а для профилактики или ремонта сливать воду можно и другим способом, например, откручиванием патрубков подачи воды.

Почему недостаточно монтажа обратного клапана?

Предохранительное устройство является комплектующим элементом, поэтому искать в магазинах и подбирать запчасть для монтажа нового водонагревателя не нужно. Но при переносе деталь может потеряться.

Видимо, именно поэтому некоторые умельцы, устанавливающие б/у бойлера, вместо предохранительной модели врезают типовой обратный клапан, что строжайше запрещено инструкцией.

Такая обвязка является неправильной. Для слива воды сделан горизонтальный отвод с запорным вентилем, а ниже этого узла подключен обратный клапан без предохранительного механизма

Любой, кто начинает эксплуатировать бойлер с неправильной обвязкой, рискует не только оборудованием, но и жизнью людей. Уравновешенное термодинамическое действие при нагреве воды может выйти из-под контроля, и тогда обычный водонагреватель превращается в настоящее взрывное устройство.

Давление, увеличенное до 5-6 атмосфер, повышает температуру воды внутри бака до критической точки кипения, а затем еще выше. Накапливается огромное количество пара и происходит взрыв.

Последствия взрыва бытового водонагревателя в городской квартире. Результатом неправильной обвязки бойлера стали выбитые двери и разрушенные стены не только у владельцев техники, но и у соседей

При использовании стандартного предохранительного клапана для домашнего водонагревателя все иначе: при достижении критического уровня давления пружина в устройстве сжимается и выпускает наружу часть жидкости.

Благодаря этому давление внутри системы уравновешивается и оборудование продолжает нагрев в обычном режиме. По этой причине установка предохранителя обязательна и регламентирована требованиями монтажа.

Таким образом, устройство безопасности выполняет ряд функций, важных для нормальной эксплуатации бойлера.

Производители бойлеров настоятельно рекомендуют профессиональный монтаж водонагревателей. Если это невозможно, то все действия по установке должны происходить строго по инструкции, с соблюдением всех норм и обязательной установкой предохранительного модуля.

В самогонном аппарате главное — безопасность

Быстрый переход по статье

Клапан сброса давления предотвращает механическое повреждение агрегата из-за его избыточного количества. Происходит это путем выпуска избыточного газа. Это происходит автоматически. При этом выброс пара прекращается, когда рабочая среда достигает рабочего состояния.

Избыток пара может возникнуть не только из-за неправильной эксплуатации. Например, использование дополнительных источников тепла, неправильная сборка агрегата. Даже при правильной сборке и эксплуатации может возникнуть повышение рабочей среды.

Принцип действия

Клапан сброса давления состоит из обязательных составляющих: запорного органа и задатчика. Последний

обеспечивает на чувствительный элемент силовое воздействие. Для запорного органа составляющие — седло и затвор. Самый простой пример для затвора — золотник.

Задатчик в самом простом случае может представлять из себя пружину. С ее помощью он настраивается определенным образом. Усилие должно быть на золотнике таким, чтобы через седло не пропускала рабочая среда. Настройку задатчика производят при помощи специального винта.

Когда клапан сброса давления в закрытом состоянии, на него действуют две силы:

1. рабочая среда в системе, которую он защищает. Условно говоря, эта сила пытается его открыть.
2. Задатчик, который этому открытию препятствует.

Когда сила из рабочей среды возрастает, золотник к седлу прижимается с меньшей силой. В какой-то момент она станет равной нулю. И именно тогда запорный механизм начнет открываться. Если первая сила продолжит возрастать, то сработает сбросной клапан и через него произойдет сброс рабочей среды.

После понижения, возрастает вновь сила задатчика. Клапан предохранительный сбросной закрывается.

Самодельные или покупные аппараты?

Если говорить об экономичности, то дешевле будет смастерить его самостоятельно. Хотя некоторые детали, например клапан предохранительный сбросной или термометр, придется купить. Ну а что касается безопасности, то однозначно: готовый агрегат, произведенный на заводе.

Самогонные аппараты, представленные на рынке, очень хорошего качества. Они разборные, поэтому мыть их легко. А также и хранить достаточно удобно.

Но самое главное то, что их безопасности уделяется большое внимание. Во всех моделях присутствует клапан предохранительный сбросной, что сводит на нет риск взрыва. Такие дополнительные устройства самогонного аппарата, как автоматические контроллеры, термометр и клапан сброса давления делают процесс приготовления домашнего крепкого алкоголя абсолютно безопасным

Их наличие в приборе обязательно. Именно благодаря им, контроль за каждым этапом приготовления максимальный, а риски минимальны

Такие дополнительные устройства самогонного аппарата, как автоматические контроллеры, термометр и клапан сброса давления делают процесс приготовления домашнего крепкого алкоголя абсолютно безопасным. Их наличие в приборе обязательно. Именно благодаря им, контроль за каждым этапом приготовления максимальный, а риски минимальны.