Регулировка и установка предохранительного клапана для бойлера

Перегрев теплоносителя приводит к его сильному расширению, особенно если температура достигла точки кипения. При расширении теплоносителя, давление в системе поднимается, что может привести к серьезным последствиям: от легкой протечки соединений или выхода из строя компонентов отопительной системы, до разрыва магистралей в недоступных местах (стенах или под стяжкой пола).

Известным способом предотвращения разрушения системы отопления вследствие высокого давления является предохранительный сбросной клапан. В статье мы детально рассмотрим его устройство и принцип работы, определим критерии выбора механизма, алгоритм установки в систему отопления, а также действия в ситуации, если клапан сброса давления потек.

Назначение предохранительного клапана в системе отопления

Регулируемый пружинный предохранительный клапан. Наиболее часто используется в системах индивидуального отопления.
Повышение температуры теплоносителя в водяном контуре отопления приводит к повышению давления, оказываемого на стенки системы. Особенно критичными являются температуры свыше 90-95°C, когда вода начинает вскипать, выделяя пар. Давление в системе возрастает в геометрической прогрессии. Если современны трубы и радиаторы рассчитаны, как правило, на давление 6-9 бар и более, то наиболее уязвимой точкой системы являются теплообменники котлов, которые у современных моделей выдерживают давление до 3 бар, а у более старых и вовсе – 2 бар.

Впоследствии может произойти не просто протечка теплообменника, но и короткое замыкание, серьезный потоп вследствие протечки больших объемов теплоносителя.

Предохранительный клапан обеспечивает автоматический выпуск пара или теплоносителя, освобождая в системе место для расширения вследствие нагревания, что не позволяет давлению внутри водяного контура достигнуть критических значений. После сброса давления, клапан также автоматически закрывается. Врезается клапан в трубопровод возле самого котла, часто вместе с ним также устанавливают манометр и автоматический воздухоотводчик, вместе этот комплекс называют группой безопасности.

Принцип предотвращения критических показателей давления в отопительной системе за счет предохранительного клапана.

Если современные модели газовых и электрических котлов благодаря продвинутой автоматике способны не допустить перегрева, как минимум просто своевременно выключая горелки, то для твердотопливных котлов установка предохранительного клапана является обязательной. Даже после закрытия заслонки, теплообменник в твердотопливном котле продолжает еще какое-то время получать тепло. Именно по причине инерционности теплогенератора может произойти серьезный перегрев.

Также обязательным сбросной клапан является и для паровых котлов (используемых, как правило, в промышленных целях). Однако мы рекомендуем врезать предохранительный клапан в систему отопления с любым котлом, в том числе и газовым, устанавливая клапан в составе группы безопасности.

Обратите внимание, что при больших объемах отопительной системы (например, рассчитанной на отопление дома свыше 500-600 м2) на каждом котле рекомендуется устанавливать по 2 предохранительных клапана – рабочий и контрольный.

Как выбрать клапан для отопительного котла

Подбирая предохранительный клапан для отопления, руководствуются следующими соображениями:

Определяющим фактором для выбора предохранительного клапана является его давление срабатывания. Обычный стандарт для бытовых приборов, применяемых в системе отопления, согласно расчетам — 3 бара. Данный показатель связан с тем, что в большинстве индивидуальных замкнутых контуров с радиаторами, использующих циркуляционные насосы, транспортируется теплоноситель со стандартным напором 1,5 бара. Его колебания при нагреве до самых высоких температур могут достигать 2,5 бара, а предельный показатель более 3 бар говорит о перегреве теплоносителя и может стать критическим для полимерных трубопроводов (котел выдерживает значительно большие гидравлические нагрузки).
Среди моделей, представленных на рынке, масса изделий из Китая малоизвестных брендов. Хорошим соотношением цены и качества обладает российско-итальянский продукт Valtex, клапаны от итальянского производителя котлов Бакси. Многие известные поставщики электрокотлов с брендами Вайлант, Аристон, Бакси дополнительно выпускают сопутствующее оборудование, куда входят и предохранительные клапаны.
С точки зрения стоимости, удобства монтажа и функциональности лучше всего приобретать группу безопасности. В блок дополнительно входят манометр (позволяет контролировать процесс настройки и давление в системе) и автоматический клапан для стравливания воздуха в контуре.

На заметку: Некоторые производители (Valtex) делают цвет ручки нерегулируемых предохранительных клапанов красного, желтого и черного цветов, указывая тем самым на предельно допустимые параметры давления (например, черная ручка 1,5 бара, красная — 3 бара, а желтая — 6 бар).

Схема установки защитного клапана

Устройство и принцип работы в зависимости от вида

Рычажно-грузовой

Рычажные предохранительные клапаны применяются исключительно в промышленных системах, рассчитаны на большие нагрузки и диаметр трубопровода свыше 200 мм.

Навешенный на рычаг груз, оказывает давление на шток. При превышении силы, которую оказывает давление в системе с одной стороны, над силой, которую оказывает груз с другой стороны, шток открывается, выпуская теплоноситель или пар. Как только силы давления внутри системы становится недостаточно (оно не достигает критической отметки), шток под весом груза на рычаге перекрывает систему.

Рычажно-грузовой сбросной клапан в разрезе.

Таким образом, критическое давление, при котором необходимо произвести сброс, регулируется длинной рычага и весом на нем.

Пружинный

Более современным и более дешевым является пружинный предохранительный клапан. Он не уступает по эффективности рычажно-грузовому, надежен и имеет компактные габариты, поэтому широко используется в системах индивидуального отопления частных домов.

Работает пружинный сбросной клапан по такому же принципу, только вместо груза на шток воздействует пружина:

со внутренней стороны на затвор устройства оказывает давление поток воды или пар;
с другой стороны золотник, прижатый штоком, на который воздействует пружина;
давление в системе превышает прижимную силу пружины, шток золотника поднимается вверх, происходит разгерметизация;
теплоноситель или пар выходит через выпускной патрубок;
давление внутри системы снижается и становится ниже прижимной силы пружины, которая снова перекрывает затвор, возвращая механизм в исходное положение.

Принцип работы пружинного предохранительного клапана, предназначенного для системы индивидуального отопления.
Существуют как рассчитанные на конкретное давление (например, 3, 6 или 8 бар), так и регулируемые клапаны, критическое давление для сброса в которых устанавливается при монтаже. Также они могут быть открытыми или закрытыми. Первые сбрасывают воду или пар во внешнюю среду, закрытые клапаны – в подключенный к ним трубопровод.

Клапаны теплового сброса

Пружинные предохранительные клапаны также несовершенны. Помимо того, что работают они исключительно в закрытых системах (т.к. кипение теплоносителя в системе с открытым расширительным баком может происходить без повышения давления), пружинные механизмы срабатывают, когда температура теплоносителя уже превысила существенную отметку – свыше 95-100°C.

Наиболее эффективным, но крайне дорогостоящим является клапан теплового сброса, реагирующий на повышение температуры теплоносителя, а не давления в системе. Принцип работы заключается во все той же мембране, которая контролируется пружиной, но приводится в действие он не напором потока воды, а термочувствительной жидкостью, существенно расширяющейся при нагревании от теплоносителя.

Расширительный бачок

Бойлеры косвенного нагрева с расширительным бачком
Для начала давайте выясним, что это такое. Это небольшая емкость, которая вмонтирована в систему отопления и заполнена воздухом. Она предназначена для того, чтобы сбросить давление теплоносителя, когда будет происходить его расширение при нагревании.

Существует две основные системы, которые напрямую связаны с расширительным баком — открытая и закрытая. Открытая система используется, если теплоноситель в отоплении циркулирует естественным путем. То есть происходит непосредственный контакт горячей воды с воздухом. Точка контакта и есть расширительный бачок.

В этом случае расширительный резервуар выполняет сразу две функции:

Скрывает расширяющийся объем нагретого теплоносителя.
Позволяет удалять воздух, который скапливается в системе отопления. Вот почему в открытой схеме все магистрали делаются под небольшим углом.

Закрытая система отличается полной герметизацией соединений. Бачок в этом случае — не исключение. Он работает по прямому назначению, то есть вмещает в себя увеличивающийся объем горячей воды. А что будет, если предел прочности бака на давление вдруг превысит максимальный? Система из закрытой станет открытой, то есть где-то произойдет разрыв. Это может быть труба или тот же бак.

Обе конструкции имеют очень серьезные отличия. К примеру, расширительный бак в открытой системе отопления — это емкость с крышкой. Но последняя играет роль прикрытия от мусора и никоим образом не обеспечивает герметизацию. К тому же такая конструкция не спасает от испарения теплоносителя, поэтому его периодически добавляют. Закрытый вариант — это герметичная емкость, внутри которой размещена мембрана. Именно она создает барьер, который не пропускает кислород в систему отопления частного дома.

Как видите, подбор расширительного бака не так сложен, как может показаться на первый взгляд. Здесь важно учитывать тип системы отопления и объем теплоносителя. Ведь считается, что объем расширительного бачка должен быть около 10% от общего объема теплоносителя.

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.

Если бюджет не ограничен, рекомендуем приобрести более эффективный клапан теплового сброса, который предотвратит проблему еще до серьезного повышения давления в системе отопления.

Высота подъема

Клапаны сброса давления имеют разную высоту подъема затвора:

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.
Читайте также: Грунтовый теплообменник для вентиляции своими руками
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.

Отличие некоторых в более качественной обработке, проведении проверок и испытаний устройств и гарантии длительного срока службы без протеканий – от 15 лет. Существуют производители, предохранительную арматуру которых мы можем рекомендовать прежде всего: VALTEC, WATTS, Protherm.

Разновидности

Существующие разновидности клапанов способны работать с котельным оборудованием от ведущих зарубежных (Vaillant, Baxi, Ariston, Navien, Viessmann) и отечественных (Невалюкс) производителей на газе, жидком и твердом топливе в ситуациях, когда автоматический контроль за работой системы из-за типа топлива затруднен или нарушен при выходе из строя автоматики. В зависимости от конструктивного исполнения и принципа работы предохранительные клапаны делят на следующие группы:

По назначению оборудования, в которое их устанавливают:

Для отопительных котлов, имеют приведенную выше конструкцию, часто поставляются на арматуре в виде тройника, в которую дополнительно установлены манометр для проверки давления и клапан развоздушивания.
Для водогрейных бойлеров, в конструкции присутствует флажок для спуска воды.
Емкостей и сосудов под давлением.
Напорных трубопроводов.

По принципу срабатывания прижимного механизма:

От пружины, прижимное усилие которой регулируется внешней или внутренней гайкой (ее работа рассмотрена выше).
Рычажно-грузовые, применяются в промышленных отопительных системах, рассчитанных на сброс больших объемов воды, их порог срабатывания можно регулировать подвесными грузами. Они подвешены на ручке, связанной с запорным золотником принципом рычага.

Устройство рычажно-грузовой модификации

Скорости срабатывания запорного механизма:

Пропорциональные (малоподъемные пружинные) — герметичный запор поднимается пропорционально давлению и линейно связан с его увеличением, при этом сливное отверстие постепенно приоткрывается и аналогичным образом закрывается с уменьшением объема теплоносителя. Преимущество конструкции — отсутствие гидроударов при различных режимах перемещения запорного клапана.
Двухпозиционные (полноподъемные рычажно-грузовые) — функционируют в положениях открыто-закрыто. При превышении давления выше порога срабатывания выходное отверстие полностью открывается и происходит стравливание лишнего объема теплоносителя. После того как давление в системе нормализуется, выходное отверстие полностью перекрывается, основной недостаток конструкции — наличие гидроударов.

По регулировке:

Нерегулируемые (с колпачками разных цветов).
Регулируемые винтовыми деталями.

По конструкции регулировочных элементов сдавливания пружины с:

Внутренней шайбой, принцип работы которых был рассмотрен выше.
Наружным винтом, гайкой, модели используются в бытовых и коммунальных отопительных системах с большими объемами теплоносителя.
Рукояткой, подобная система регулировки используется во фланцевых промышленных клапанах, при полном поднятии ручки можно производить разовый спуск воды.

Конструкции различных моделей спускных клапанов

Установка устройства в систему

Схематическое изображение обвязки котла с использованием предохранительного клапана сброса давления.
В некоторых котлах, как правило, настенных, уже имеется установленная производителем аварийная арматура. Если ее нет, врезается предохранительный клапан на магистрали подачи котла с соблюдением всех нижеописанных требований:

место расположения на подающем трубопроводе – 200-300 мм от котла;
в системах с естественной циркуляцией аварийная арматура устанавливается в самой верхней точке;
резьбу арматуры для герметичности важно уплотнить паклей или силиконом (но не ФУМ-лентой, которая не способна без деформации выдержать температуры свыше 70-80 градусов);
сам клапан должен располагаться вертикально (пластиковой ручкой вверх), чтобы под золотником сохранялась воздушная прослойка, при такой установке механизм имеет наибольший срок службы;
перед самым клапаном желательно установить манометр (в случае, если он не находится в составе группы безопасности);
на магистрали между теплообменником котла и сбросной арматурой не должно быть обратных клапанов, задвижек или кранов;
чтобы при подрыве клапана теплоноситель не капал на пол, необходимо надеть на клапан сливную трубку, ведущую в канализацию или обратку;
при отводе в канализацию важно выполнить соединение, предполагающее разрыв струи (например, через воронку и гидрозатвор). Так, система будет работать даже при засорении дренажного трубопровода, избавит помещение котельной от запахов теплоносителя.

Также мы рекомендуем установить после подрывного клапана отсечные краны. Все дело в том, что после 5-8 срабатываний, пружина клапана часто работает некорректно и механизм требует замены (благо стоимость арматуры невысокая). Однако произвести снять клапан и произвести замену можно лишь спустив теплоноситель и снизив давление в системе до атмосферного. Обойтись спуском теплоносителя только с котла, а не со всей системы помогут вышеупомянутые отсечные краны.

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

Регулировка механизма для правильной работы

Настройка предохранительного клапана производится после завершения монтажных работ и полноценной промывки системы. Пружинные устройства можно отрегулировать посредством вращения регулирующей рукоятки (пластикового цветного колпачка), вращение сжимает или разжимает пружину, оказывающую давление на золотник. В рычажно-грузовых это производится посредством навешивания груза на рычаг.

Необходимо задать давление настройки, полного открытия и закрытия:

Давление настройки нужно выставить чуть выше, чем максимальное рабочее давление котлоагрегата.
Давление полного открытия не должно превышать максимально допустимые нормы наиболее уязвимого элемента системы, обычно это теплообменник котла, рассчитанный на 3 или 2 бар, а в некоторых российских моделях и вовсе на 1,5 бар.
Давление закрытия клапана необходимо выставить чуть выше минимально допустимого для работы системы.

Проверку исправности аварийной арматуры рекомендуется проводить не реже 1 раза в 6 месяцев.

Как установить

При монтаже предохраняющей спускной арматуры соблюдают следующие правила:

Обычно клапан сброса давления в системе отопления ставят в бытовой контур в единственном экземпляре. Его основные точки размещения — непосредственно над электрическим, твердотопливным, газовым котлом на его выходном патрубке или рядом в горизонтально расположенный трубопровод. Если это по техническим причинам невозможно, главное условие правильного монтажа — установка в линию подачи до первого отсекающего вентиля.
Выходной боковой патрубок обычно соединяют с канализационной или дренажной системой, если это технически сложно или объем теплоносителя в контуре невысок, можно воспользоваться гибкой подводкой, которую опускают в емкость подходящего объема.
Отвод жидкости должен проводиться с разрывом струи через воронку или гидравлический затвор для обеспечения работоспособности системы при засорении канализации.
При монтаже в трубопровод используют тройник с нижним отводом подходящего диаметра, его стандартное значение 1/2, 3/4, 1 и 2 дюйма. Диаметр подводящего к клапану трубопровода не должен быть меньше, чем у системы.

Клапанные группы безопасности – разновидности и цена

Что делать, если через сбросной клапан капает вода

Характер проблемы зависит от того, капает вода с предохранительного клапана или протекает ручьем.

Если теплоноситель капает, это свидетельствует о нормальной работе аварийной арматуры, но отопительная система при этом работает на пределе, поскольку температура в теплоносителя в ней повышена, давление превышает нормы. Проверить являются ли капли естественной работой механизма просто – достаточно снизить рабочую температуру, дав теплоносителю остыть. Если отвод воды прекратиться, значит все в порядке, необходимо лишь не допускать дальнейшего повторного перегрева.

Засорившийся вследствие загрязненного теплоносителя механизм. Частицы песка и грязи препятствуют полноценному закрытию штока, что является причиной протекания.

Если же капли не прекратились или теплоноситель сбрасывается в большом количестве, ручьем, это свидетельствует о неисправности предохранительного клапана: износилась пружина, резиновый или силиконовый уплотнитель, засорился штуцер, вследствие чего он неплотно прилегает. Разбирать механизм самостоятельно не рекомендуется, в таком случае необходимо заменить сбросной клапан (цена вопроса 400-900 руб).

Особенности установки предохранительного клапана

Схема отопления с установленным предохранительным клапаном

Профессиональная установка предохранительного клапана в системе отопления заключается в учете не только его характеристик, но и работы расширительного бака. Как только последний не сможет расширить внутренний объем труб – перепускной клапан должен сработать и удалить излишек воды из труб.

По правилам сбросной предохранительный клапан для системы отопления должен устанавливаться сразу после выходного патрубка котла (на схеме это элементы 3 и 4). Оптимальное расстояние между ними составляет 20-30 см. Для визуального контроля перед ним монтируется манометр. По его показаниям можно определить текущее состояние системы.

Существуют определенные правила установки предохранительного клапана в системе отопления:

Перед устройством и котлом нельзя монтировать запорное оборудование – задвижки, краны и т.д.;
Для удаления излишка воды на выходной патрубок правильно выбранного предохранительного клапана отопления устанавливается сливная трубка. Она может быть соединена с обратной или канализационной трубой;
В закрытой гравитационной системы предохранительный отопительный клапан устанавливается в самой высокой точке.

Помимо этого нужно периодически проводить проверку состояния механизма. Для пружинных моделей характерно «слипание» тарелки со стенками корпуса. Это повышает значение максимального давления открытия предохранительного клапана в системе отопления. В результате при превышении допустимого значения давления устройство не сработает.

В большей степени последнее относится к условиям эксплуатации предохранительного клапана для отопления, чем к принципу его работы. Однако без этого даже при идеально выполненном монтаже повышается вероятность некорректного функционирования устройства.

Если же количество аварийных спусков было 7-8 раз — специалисты рекомендуют заменить клапан. Это связано с естественным износом пружины и тарелки.

Что следует учитывать во время подбора предохранительного клапана в автономную систему отопления? Соответствие его технических характеристик эксплуатационным. Также важно правильно соединить его с патрубком. Для этого лучше всего использовать традиционную паклю для труб. Лента ФУМ может не выдержать температурного воздействия, в результате чего появится течь.

Для лучшего понимания принципа работы предохранительного клапана рекомендуется посмотреть видео об особенности конструкции и функционирования пружинной модели:

Стоимость

Цена механизма зависит от его вида, характеристик, материалов и качества изготовления, качества обработки и наценки производителя.

Модель	Допустимое давление, bar	Стоимость, руб.
Пружинные
WATTS SVH 3/4″x1″	3	690
VALTEC ½ (VT.0490.IG.0460)	3	550
VALTEC ½ (VT.1831.N) – регулируемый	12	915
Рычажно-грузовые
Прегран КПП096-01 Ду15	16	19 200
17с28нж Ду50 Ру10-16	16	12 000
Клапаны теплового сброса
Watts STS 20 арт. 02.32.120	—	4 900
Protherm Caleffi 544 — 1/2″	—	12 000

ИнструкцииОборудование для котельнойПредохранительная арматура

Виды предохранительного клапана:

Муфтовые предохранители, изготовлены из латуни. Этот вид является прямоточным, то есть открывается силой давления. Это дешевый вариант, но достаточно надежный. И имеет простую конструкцию: резьба с двух сторон, и шток с прокладкой.
Латунный предохранитель с более сложной конструкцией. Монтировать такой клапан в систему отопления следует после циркуляционного насоса. Пружина и шток в этой конструкции выполнены из нержавеющей стали. Это предохранительное устройство может выдержать температурный режим до 1200С.
Обратные клапаны – это вид предохранительных устройств, который не должен допустить противоток теплоносителя в системе отопления, если там падает давление.

Особенности установки

Устройство для стравливания избыточного давления воды устанавливается с учетом наличия в системе отопления расширительного бака – клапан срабатывает после того, как объем мембранного бака оказывается исчерпанным.

Группа безопасности котла

Предохранительное устройство монтируют на трубопровод, подсоединенный к выходному патрубку котла, на расстоянии 20-30 см от него.

При этом соблюдаются следующие условия

если клапан устанавливается отдельно, а не в составе группы безопасности, перед ним монтируют манометр для контроля давления;
между котлом и предохранительным клапаном запрещается устанавливать запорную арматуру (краны, задвижки), а также циркуляционный насос (он не рассчитан на перекачку смеси воды и пара);
к выходному патрубку клапана крепят сливную трубку, которая отводит излишки теплоносителя в трубу обратки или в канализацию;
в системе с естественной циркуляцией теплоносителя аварийный клапан устанавливают в максимально высокой точке.

Аварийное устройство, установленное на отопительный котел, необходимо менять после 7-8 срабатываний, так как клапан теряет герметичность из-за износа тарелки и пружины.