Предпазен клапан в отоплителната система: видове, предназначение, схеми и монтаж

Поради неправилна работа, температурни промени и скокове на налягането могат да възникнат повреди в работата на автономните отоплителни системи.Отрицателните последици в такива ситуации са критични: от повреда на отделни компоненти до разрушаване на сгради и сериозна заплаха за живота.

Предпазен клапан в отоплителната система ще помогне за премахване на опасни рискове. Какво представлява и какъв е принципът му на действие? Ще разгледаме тези въпроси в нашата статия. Също така ще анализираме видовете такива клапани и ще посочим основните разлики между тях, ще разгледаме правилата за монтаж в отоплителната система и ще предоставим препоръки за избор и конфигуриране на предпазни клапани.

За какво е предпазен клапан?

Отоплителните системи се пълнят с вода, чиято температура е приблизително 15 градуса. Циркулирайки в затворена верига, охлаждащата течност се нагрява, значително увеличавайки обема си. По това време налягането, упражнявано върху вътрешната повърхност на тръбите и устройствата, инсталирани в системата, се увеличава значително.

Превишаването на допустимата граница, в повечето случаи над 3,5 бара, води до:

• изтичане на кръстовища на части на тръбопровода;
• повреда или разкъсване на свързващи елементи и тръби от полимери;
• експлозия на резервоар на бойлер;
• късо съединение на електрическо оборудване в котелното помещение.

Най-високият риск от аварийни ситуации е характерен за котлите на твърдо гориво, при които е трудно да се регулира мощността на топлообмен.

Производителността на електрическото и газовото оборудване се регулира бързо от начални до максимални стойности и обратно. Те често съдържат автоматична сигурност, който изключва работните елементи при прекомерно повишаване на температурата.

Интензивността на изгаряне на дърва, въглища и други видове гориво в котел на твърдо гориво се регулира чрез отваряне / затваряне на клапата. В този случай силата на топлообмен не се променя веднага, а постепенно. Поради инерцията на топлинния генератор охлаждащата течност може да се прегрее силно.

Заедно с манометър, който изчислява налягането и вентилационен отвор, който премахва въздуха от системата, предпазният клапан често се включва в групата за безопасност

Когато дървата за огрев в камерата се загреят добре, довеждайки водата в мрежата до необходимите температурни нива, подаването на въздух се блокира и активният пламък започва да изгасва.

Въпреки това, в горещо състояние, камината продължава да освобождава натрупаната топлина. Достигайки 90-95 градуса, охлаждащата течност кипи и предизвиква неизбежно интензивно изпарение. В резултат на това се провокира рязко повишаване на налягането.

Именно при такива обстоятелства предпазният клапан влиза в действие. При достигане на параметъра за гранично налягане, той отваря затвора, освобождавайки изхода на образуваната пара. След като стойностите се стабилизират, вентилът автоматично се затваря и отново преминава в режим на заспиване.

Монтажът му е задължителен не само за котли на твърдо гориво, но и за парни котли, както и пещи, оборудвани с водна верига. Много модификации на отоплително оборудване са оборудвани с тези устройства на етапа на производство. Често този клапан е един от елементите групи за сигурност. Обикновено устройството се вгражда директно в топлообменника или се монтира в тръбопровод близо до котела.

Видове устройства и принцип на действие

Конструкцията на обезвъздушителния клапан включва два задължителни компонента: спирателна част, състояща се от седло и клапан, и регулатор на силата. Има няколко вида оборудване, които имат свои собствени характеристики. Те се класифицират по определени критерии.

Класификация #1 - чрез затягащ механизъм

В отоплителните системи на частни къщи, апартаменти и промишлени инсталации с ниска мощност се дава предпочитание на пружинния тип продукт.

Основният работен елемент на устройството е пружината. Поддържа мембраната, която покрива седалката. На пръта, свързан с дръжката, е поставена шайба, към която се опира горната част на пружината. Позицията на шайбата и силата на притискане върху мембраната се регулират с дръжка

Устройството има проста и надеждна конструкция, компактни размери, възможност за комбиниране с други елементи на охранителния блок и достъпна цена. Силата на натиск на пружинния механизъм зависи от параметъра на налягането, при който работи клапанът. Диапазонът на настройка се влияе от еластичността на самата пружина.

Принципът на действие на пружинните предпазители е следният:

• вентилът на устройството се влияе от потока вода;
• движението на охлаждащата течност е ограничено от силата на пружината;
• критичното налягане надвишава силата на компресия, повдигайки пръта на макарата нагоре;
• течността се изпраща към изходната тръба;
• вътрешният обем на водата се стабилизира;
• пружината затваря болта, връщайки го в първоначалното му положение.

Корпусът на пружиниращия уред е изработен от висококачествен месинг с висока якост с помощта на технологии и техники за топъл печат. При производството на пружини се използва стомана.Мембраната, уплътненията и дръжката са изработени от полимери.

Някои марки произвеждат оборудване с вече инсталирани фабрични настройки. Гамата включва и модели, които могат да бъдат регулирани на мястото на монтажа по време на пускане в експлоатация.

Вентилите могат да бъдат отворени или затворени. При първия вариант на дизайн охлаждащата течност се изхвърля в атмосферата, а във втория се изхвърля в връщащия тръбопровод

Предпазителите с лостово тегло не са толкова разпространени. Те рядко се инсталират в частни автономни системи с котел. Работата е съсредоточена в индустриалния сектор в големи производствени съоръжения, където диаметърът на тръбопроводите е най-малко 200 mm.

Силата върху пръта в такива механизми се осигурява не от пружина, а от тежест, окачена на лоста. Той се движи по дължината на лоста, регулирайки силата, с която прътът ще бъде притиснат към седалката.

Вентилът за натоварване на лоста се отваря, когато налягането на средата от дъното на макарата надвиши това, идващо от лоста. След това водата излиза през специален отвор.

Регулирането на предпазителите с лостово натоварване се извършва чрез преместване на пръта по лоста. За да се предотврати неразрешената му или случайна смяна, товарът се закрепва с болтове, покрива се със специален кожух и се заключва с ключалка.

Натискът при задействане, както и обхватът на настройките, се определят от дължината на лоста и теглото на товара. Лостовите предпазители не са по-ниски от пружинните устройства по отношение на надеждността, но са по-скъпи. Устройствата се монтират на фланцови свързващи части на тръби с номинален диаметър 50 или повече.

Класификация №2 - според височината на повдигане на щората

При предпазните клапани с ниско повдигане затворът се издига не повече от 0,05 от диаметъра на седлото. Механизмът за отваряне в такова оборудване е пропорционален.

Характеризира се с ниска производителност и най-примитивен дизайн. Оборудването с ниско повдигане се използва за съдове с течни среди.

Пълните асансьорни устройства са оборудвани с двупозиционен механизъм за отваряне. Те са оборудвани не само със съдове с течности, но и със системи, в които циркулират компресируеми среди (сгъстен въздух, пара, газ)

Устройствата с пълно повдигане имат по-голямо повдигане на затвора. Това означава, че техният пропускателен капацитет е много по-добър от този на предишната версия, така че те могат да изхвърлят по-големи обеми излишна охлаждаща течност.

Класификация #3 - по скорост на реакция

Капакът на пропорционалните предпазни клапани се отваря постепенно. Обикновено размерът на отвора е пропорционален на увеличаването на налягането, упражнявано върху вътрешната повърхност. Едновременно с издигането на механизма обемите на изпуснатата охлаждаща течност постепенно се увеличават.

Дизайнът на устройствата не ограничава възможността за тяхното използване в свиваема среда, но те все още преобладават в системи с вода и други течности.

Сред предимствата на предпазните клапани с пропорционална скорост на реакция са ниска цена, простота на дизайна, липса на собствени трептения, порционно отваряне на нивото на стойностите, необходими за поддържане на специфични работни параметри

Характеристика на двупозиционните вентили е мигновената работа с пълно отваряне след достигане на границите на налягането в системата, при които предпазният клапан се отваря.

Експертите препоръчват използването на тези устройства в компресирани среди. Основните им недостатъци включват наличието на характерни собствени трептения на затвора.

При инсталиране на двупозиционен вентил в отоплителна система с течна охлаждаща течност трябва да се има предвид, че при внезапно отваряне на вентила ще се изхвърли голямо количество вода.

Това ще доведе до твърде бързо спадане на налягането. Вентилът ще се затвори незабавно, което ще доведе до воден чук. Пропорционалните устройства не създават такива рискове.

Характеристики на трипътните предпазни клапани

Трябва да говорим и за устройство, което не е толкова добре познато на потребителите - трипътен вентил с ръчен или електрически превключвател. Използва се в отоплителни системи с нискотемпературни кръгове.

Дизайнът на предпазителя е снабден с три отвора, един от които е вход, два са изход. Потокът на средата се контролира от амортисьор, направен под формата на топка или прът. Движещата се течност се преразпределя чрез ротации.

Трипътните предпазители са подходящи за кондензационни котли и в случаите, когато няколко различни системи работят от едно отоплително оборудване

Нека си представим ситуация: къщата има отоплителна схема със система от конвенционални радиатори и топъл под. Техническите изисквания за работата на втория вариант предвиждат не твърде високи температури на охлаждащата течност.

Котелът загрява вода с еднаква температура за всички системи. При такива условия има нужда от преразпределително устройство, чиито задачи се справят перфектно от трипътен вентил.

Той отговаря за следните функции:

• разграничаване на площи;
• разпределение на плътността на потока по зони;
• улесняване на смесването на охлаждащата течност от главните захранващи/връщащи клонове за изпращане на по-студена вода в тръбопровода за подово отопление, отколкото в радиаторите.

За да не контролирате постоянно температурата на средата сами, трябва да обърнете внимание на моделите вентили, оборудвани със серво задвижване.

Това устройство работи от сензор, монтиран в нискотемпературната верига. Когато температурата се промени, се активира спирателен механизъм, който отваря или затваря подаването на течност от връщащата линия.

Говорихме по-подробно за видовете трипътен вентил за отопление и критериите за неговия избор в следващата статия.

Съвети за избор на оптимален модел

Преди да изберете конкретно предпазно оборудване, трябва да се запознаете подробно с техническите характеристики на котелната инсталация.

Работата на предпазния клапан се влияе негативно от минусови температури. Следователно доста важна характеристика на устройството е наличието на защита от замръзване

Не пренебрегвайте да проучите инструкциите на производителя, които посочват всички гранични стойности.

Няколко критерия играят решаваща роля при избора на отоплително устройство:

1. Производителност на котела.
2. Максимално допустимото средно налягане за топлинната мощност на отоплителното оборудване.
3. Диаметър на предпазния клапан.

Трябва да проверите дали регулаторът на налягането в устройството има диапазон, който включва параметрите на конкретен котел. Налягането на реакция трябва да бъде с 25-30% по-високо от работното налягане, необходимо за стабилна работа на системата.

Колкото по-високо е работното налягане, толкова по-малко време трябва да отдели устройството за работа. Разликата между налягането в началото на движението и когато затворът е напълно отворен трябва да бъде 15% за номинална стойност под 2,5 atm, 10% за по-високи параметри

Диаметърът на предпазния клапан не може да бъде по-малък от съединителя на входната тръба. В противен случай постоянното хидравлично съпротивление няма да позволи на предпазителя да изпълнява напълно своите непосредствени задачи.

Оптималният материал за производствено оборудване е месингът. Има нисък коефициент на топлинно разширение, което предотвратява разрушаването на корпуса от излагане на силен натиск.

Блокът за управление е изработен от топлоустойчиви пластмасови материали, които запазват необходимата твърдост дори при контакт с кипяща течност.

Правила за инсталиране и конфигуриране

Когато планирате самостоятелно да инсталирате предпазен клапан за отопление, трябва предварително да подготвите набор от инструменти. Работата не може да се извърши без регулируеми гаечни ключове и гаечни ключове, отвертка Phillips, клещи, рулетка и силиконов уплътнител.

Преди да започнете, трябва да определите подходящо място за инсталиране. Препоръчва се предпазният клапан да се монтира на захранващия тръбопровод близо до изходящата тръба на котела. Оптималното разстояние между елементите е 200-300 mm.

Всички компактни домакински предпазители са с резба. За постигане на пълна херметичност при завинтване е необходимо тръбата да се уплътни с теглич или силикон. Не е препоръчително да използвате FUM лента, тъй като тя не винаги издържа на критично високи температури.

В регулаторната документация, която се доставя с всяко устройство, процесът на инсталиране обикновено се описва стъпка по стъпка.

Някои основни правила за монтаж са еднакви за всички видове вентили:

• ако предпазителят не е монтиран като част от група за безопасност, до него се поставя манометър;
• в пружинните клапани оста на пружината трябва да има строго вертикално положение и да се намира под тялото на устройството;
• при оборудване с лостово натоварване лостът се поставя хоризонтално;
• Не се допуска монтаж на участъка на тръбопровода между отоплителното оборудване и предпазителя. възвратни клапани, кранове, вентили, циркулационна помпа;
• за да предотвратите повреда на тялото при завъртане на клапана, трябва да изберете гаечния ключ от страната, където се извършва завинтването;
• дренажната тръба, която изхвърля охлаждащата течност в канализационната мрежа или връщащата тръба, е свързана към изходната тръба на клапана;
• изходната тръба не е свързана директно към канализацията, а с включване на фуния или яма;
• в системи, през които протича циркулация на течности естествен модел, предпазният клапан е поставен в най-високата точка.

Номиналният диаметър на устройството се избира въз основа на методи, разработени и одобрени от Gostekhnadzor. За да разрешите този проблем, по-разумно е да потърсите помощ от професионалисти.

Ако това не е възможно, можете да опитате да използвате специализирани онлайн програми за изчисление.

За да се намалят хидравличните загуби при средно налягане върху вентилната плоча, инсталирането на аварийно оборудване се извършва с наклон към инсталацията на котела

Регулирането на клапана се влияе от вида на затягащата конструкция. Пружинните устройства имат капачка. Предварителната компресия на пружината се регулира чрез завъртане. Точността на настройка на тези продукти е висока: +/- 0,2 atm.

При лостовите устройства корекциите се извършват чрез увеличаване на масата или преместване на товара.

След 7-8 операции в монтираното аварийно устройство пружината и пластината се износват, в резултат на което може да се наруши херметичността. В този случай е препоръчително да смените клапана с нов.

Изводи и полезно видео по темата

Как работи предпазният клапан и от какво се състои:

Авариен клапан като част от група за безопасност:

Повече информация за избора и инсталирането на оптималния предпазен клапан:

Предпазният клапан е просто и надеждно оборудване, което ще защити дома ви от непредвидени аварии, които възникват в отоплителните системи. За да направите това, достатъчно е да изберете висококачествено устройство с подходящи параметри и след това да извършите правилното му конфигуриране и инсталиране.

Избирате ли правилния предпазен клапан за вашата отоплителна система? Може би все още имате въпроси, отговорите на които не сте намерили в представения по-горе материал? Попитайте нашите експерти, като оставите коментар под статията.

Или може би искате да допълните материала с интересни факти и полезни препоръки? Или споделете своя опит с инсталирането на вентила в системата сами? Напишете мнението си за необходимостта от такова защитно устройство, споделете съвети за избор въз основа на вашия личен опит.