Стандартная отопительная система включает в себя множество элементов. Каждый из них выполняет собственную задачу, в результате чего конструкция работает бесперебойно и четко. Один из таких элементов – обратный клапан для отопления, контролирующий поток теплоносителя.
Мы познакомим со всеми разновидностями обратных клапанов, применяемых в наши дни в организации отопительных контуров. В представленной нами статье детально описаны их конструктивные особенности, приведены технические характеристики. Самостоятельные мастера у нас найдут монтажные руководства и ценные советы.
Зачем нужен обратный клапан?
В процессе работы внутри отопительной системы появляется гидравлическое давление, которое может быть неодинаковым на различных ее участках. Причины такого явления самые разные.
Чаще всего это неравномерное остывание теплоносителя, ошибки в проектировании и сборке системы или ее прорыв. Результат всегда один: направление основного потока жидкости изменяется, и он поворачивается в противоположную сторону.
Это чревато весьма серьезными последствиями вплоть до выхода котла, а то и всей системы, из строя, что потребует в дальнейшем значительных затрат на ремонт.
По этой причине специалисты настойчиво рекомендуют ставить обратный клапан. Устройство способно пропускать жидкость только в одном направлении. При появлении обратного потока срабатывает запорный механизм, и отверстие становится непроходимым для теплоносителя.
Таким образом, прибор способен контролировать поток жидкости, пропуская его только в одном направлении.
Принцип действия обратного клапана весьма прост. Он пропускает жидкий теплоноситель в заданном направлении и перекрывает путь, когда он пытается двигаться в противоположном
Для нормальной работы системы нужно, чтобы устройство не создавало дополнительного давления, и беспрепятственно пропускало двигающийся к радиаторам теплоноситель. Поэтому крайне важно грамотно подобрать изделие.
Разновидности обратного клапана
Несмотря на то что все устройства такого типа выполняют одну задачу, они имеют конструкционные и, следовательно, эксплуатационные отличия. Рассмотрим подробнее каждый из этих видов.
Приспособления дискового типа
Отличительной особенностью изделия является наличие дискового затвора. Это пластиковый или металлический элемент, размеры которого позволяют ему полностью перекрыть поток теплоносителя, если он начнет двигаться в противоположном направлении.
Диск соединяется со стальной пружиной. При прямом движении жидкости она находится в сжатом состоянии. При изменении направления распрямляется и сдвигает диск с места, перекрывая тем самым трубу.
Конструкция клапана включает также уплотнительную прокладку, которая дает возможность затворному механизму максимально плотно сидеть на посадочном месте. Поэтому в исправных приборах течь исключена.
Дисковые устройства широко применяются при обустройстве бытовых отопительных систем, поскольку имеют значимые преимущества:
- Компактность. Размеры изделий и их вес невелик, что дает возможность устанавливать их на любые системы.
- Регулярное техническое обслуживание прибору не требуется.
- Стоимость устройства невысока.
Из значимых недостатков стоит отметить непригодность к ремонту. Поэтому вышедшие из строя клапаны сразу же заменяются на новые.
Значимый недостаток дисковых устройств – значительное гидравлическое сопротивление. На схеме хорошо видно, как оно возникает. Жидкости приходится преодолевать препятствие в виде запорного диска
И еще один минус – значительное гидравлическое сопротивление, создающееся устройством. Для некоторых систем, например, с геотермальным тепловым насосом, это может быть критично. Со временем дисковый затвор покрывается слоем минеральных отложений, что ведет к поломке устройства.
Стандартные дисковые клапаны при закрытии создают некоторые ударные нагрузки. На их работоспособности и техническом состоянии это никак не отражается, но в системе возникает гидроудар. Что для нее нежелательно.
Лишены этого недостатка дисковые устройства с дополнительным механизмом, позволяющим закрывать отверстие максимально плавно. Их стоимость выше, чем у стандартных аналогов.
Шаровые обратные клапаны
В качестве затвора в устройствах этого типа используется металлический шар. Его изготавливают из алюминия, стали и других металлов. Для продления срока эксплуатации элемент покрывается слоем резины.
Работает такой затвор следующим образом: когда теплоноситель движется через корпус устройства в нужном направлении, он поднимает шарик, который движется в верхний отсек клапана.
Клапан шарового типа оказывает минимальное гидравлическое сопротивление, поэтому широко используется в самых разных отопительных системах. Еще один плюс – длительный срок службы
Как только направление движения изменяется или поток прекращается, шар немедленно опускается и перекрывает трубу. Таким образом, движение жидкости в противоположном направлении становится невозможным.
К числу достоинств этих клапанов относят:
- надежность — конструкция не включает трущихся или движущихся систем, что значительно снижает возможность поломки и позволяет работать в любом положении;
- ремонтопригодность — верхняя часть корпуса клапана оснащается съемной крышкой, которая обеспечивает легкий доступ к внутренней части конструкции;
- невысокое гидравлическое сопротивление.
Рассматривая недостатки, стоит отметить довольно большой рабочий диаметр. По этой причине использовать их в бытовых трубопроводах малых сечений невозможно.
Шаровые клапаны капризны при установке, что обусловлено конструкционными особенностями. При горизонтальном монтаже их обязательно ставят крышкой вверх, иначе затвор не сможет подняться, чтобы пропустить поток воды. Исходя из этих же соображений при вертикальной установке нужно строго следить за тем, чтобы жидкость двигалась строго вверх.
Не смогут шаровые клапаны нормально функционировать и в трубопроводах с малым давлением. Поскольку минимальное значение, при котором сфера, запирающая проходное отверстие, поднимается, составляет обычно 25 бар.
Лепестковая разновидность затвора
Затвором для клапана такого типа служит тонкая пластина из стали. Она закрепляется на конструкции из шарниров, которая обеспечивает ей возможность двигаться.
Лепестковый обратный клапан двустворчатого типа очень надежен, выдерживает большое давление. Но при этом оказывает серьезное гидравлическое сопротивление, поскольку поворотная ось створок располагается непосредственно по центру проходного отверстия
Различают две разновидности лепестковых устройств. Одностворчатые или поворотные оснащаются одной пластиной, которая может вращаться вокруг оси.
Когда теплоноситель движется в заданном направлении, он поднимает створку, открывая тем самым проходное отверстие. При изменении направления потока пластина опускается. Это может осуществляться как с помощью пружины, так и без нее.
Двустворчатые клапаны сконструированы немного иначе. Они имеют две запирающие пластины, закрепленные на поворотной оси и располагающиеся по центру проходного отверстия.
Теплоноситель, перемещающийся по отопительному контуру, открывает обе створки двухстворчатого обратного клапана, а при изменении направления ее движения пружины захлопывают пластины
Преимуществами использования этих клапанов считаются следующие:
- некоторые модели гравитационных клапанов могут работать без пружин, что позволяет использовать их в самотечных системах;
- относительно невысокая стоимость устройств.
Из недостатков стоит отметить довольно высокое гидравлическое сопротивление. Особенно это актуально для двустворчатых моделей — поворотная ось находится непосредственно по центру проходного отверстия, что является значительным препятствием для движущейся жидкости.
По этой причине двустворчатые клапаны используются исключительно в системах с высоким давлением.
Оборудование подъемного типа
Подъемные клапаны оборудуются золотником, который может свободно двигаться относительно вертикально расположенной оси. На пропускном отверстии находится посадочное седло, где располагается золотник.
При подаче жидкости сила ее давления поднимает затвор, и он перемещается по оси, открывая отверстие для движения теплоносителя. Как только давление потока ослабеет или он изменит свое направление, золотник опустится в посадочное седло.
Подъемный обратный клапан устанавливается только вертикально. Иначе давления жидкого теплоносителя будет недостаточно, чтобы поднять запорный механизм
Достоинствами этих приспособлений считаются:
- Надежность. Оборудование имеет довольно простую конструкцию, что позволяет ему работать с минимальным риском поломки.
- Невысокая чувствительность к качеству теплоносителя.
- Возможность проведения ремонта. Для этого в верхней части корпуса прибора расположена съемная крышка.
Из недостатков нужно отметить ограничения в установке. В силу особенностей конструкции их можно монтировать только в строго вертикальном положении.
Правила выбора запорного устройства
Выбор обратного клапана, предназначающегося для отопительной системы, — мероприятие ответственное. Если знания в этой области минимальны, лучше всего обратиться за помощью к специалистам. Это гарантирует, что новая система отопления будет работоспособной и безопасной.
Нужно знать, что вне зависимости от своего типа все обратные клапаны различаются по способу подключения к трубопроводу.
Муфтовые обратные клапаны очень просты в монтаже. Однако резьбовое соединение не может выдержать большого давления, поэтому они имеют ограничения в использовании
Муфтовые устройства оборудуются соединительным резьбовым узлом, что значительно облегчает их подключение к магистрали. Чаще всего таким узлом оснащаются дисковые клапаны, предназначенные для установки в автономных отопительных системах квартиры или же частного дома. Их отличительная черта – небольшой диаметр. Чаще всего он не больше ДУ-50.
Фланцевые изделия представляют собой конструкцию, собранную на основе детали, имеющей отверстия под крепления. При помощи последних она соединяется с основным трубопроводом. Фланцевое соединение намного более прочное, чем резьбовое.
По этой причине фланцевые клапаны широко применяются при обустройстве магистралей большого диаметра. Наиболее востребованы устройства шарового типа.
Межфланцевые приборы предназначены для установки между двумя фланцами труб. Они отличаются небольшим весом и компактностью. Очень часто в межфланцевом исполнении выпускают обе разновидности клапанов лепесткового типа.
В продаже можно найти обратные клапаны, которые устанавливаются путем сварки. Такой вариант может использоваться, к примеру, при обустройстве отопления из полипропиленовых труб.
Обратные клапаны фланцевого типа надежно крепятся на трубу. Такое соединение выдерживает высокое давление, что позволяет использовать устройства в централизованных магистралях
Еще один важный критерий выбора – материал, из которого изготовлено устройство. Это может быть нержавеющая сталь. Такой вариант считается оптимальным для магистралей диаметром менее 0,04 м.
Металл практически не подвержен коррозийным процессам, способен выдержать нагрузку до 10 атм. Это позволяет клапану работать в системе безаварийно и очень долго, однако его стоимость довольно велика. Меньшая цена у латунных затворов. Они подвержены коррозии, но этот процесс идет очень медленно, что значительно увеличивает срок эксплуатации.
Однако их механическая прочность намного ниже, чем у нержавеющей стали. Тем не менее нагрузки, возникающие в бытовой сети, они выдерживают довольно легко. Самые прочные клапаны изготавливают из чугуна — они успешно справляются с критическими значениями давления, имеют значительные габариты и внушительную массу.
В силу особенностей производства, из чугуна могут быть изготовлены только корпуса деталей диаметром больше 40 мм. По этой причине для обустройства автономных отопительных систем они используются крайне редко.
Желательно, чтобы не только корпус, но и все внутренние элементы обратного клапана были выполнены из металла. Пластик обычно обладает меньшей прочностью, что может привести к преждевременному выходу детали из строя
Выбирая обратный клапан, нужно помнить еще об одном правиле — его диаметр должен точно соответствовать параметрам проходного отверстия. Очень важно, чтобы рабочее давление системы не превышало максимально допустимые для эксплуатации значения, установленные производителем выбранной модели.
Способы монтажа теплого пола без коллектора
H2_2
Понадобятся следующие материалы и устройства:
- Трубопровод;
- Комплектующие для трубопровода;
- Котел;
- Трехходовой термостатический клапан;
- Узел насоса.
Некоторые пытаются использовать самый простой способ монтажа – врезать систему теплых полов непосредственно в центральное общедомовое отопление. Однако такой подход грозит серьезными поломками трубопровода, т.к. температура для радиаторов намного выше, чем нужна для пола. Также при обнаружении такого «самодельного устройства» надзорными органами, собственнику квартиры грозят серьезные штрафные санкции и предписание полностью демонтировать теплый водяной пол.
Предпочтительны 2 варианта укладки трубопровода без коллектора: улитка и змейка. Причем обе схемы должны состоять из двойного трубопровода: 2 параллельные петли на теплый пол – подающая и обратная.
Плюс «змейки» в том, что можно распределять зоны нагрева. Например, обходить мебель или сантехнику. Преимущество «улитки» — более равномерный нагрев всей площади.
После укладки трубопровода его нужно подключить к котлу. Предварительно необходимо рассчитать мощность насоса. Используется следующая формула:
G =Q Х 0,86/Δt,
где G — производительность системы (л/ч),
Q — мощность системы (Вт),
0,86 — коэффициент преобразования в Ккал/ч,
Δt — перепад температуры «подача-обратка» (°C).
Насос нужен для обеспечения скорости движения теплоносителя по трубам. В зависимости от типа насоса, им можно управлять либо вручную, либо при помощи автоматики. Монтируется устройство на подающий трубопровод. В системе без смесительного узла устройство насоса располагают под котлом. Цепь между трубопроводом с насосом и котлом замыкает трехходовой термостатический клапан.
Чтобы теплый пол работал стабильно без установки смесительного узла, следует выбирать качественный мощный котел. Электрический или газовый – особого значения не имеет. Главное, чтобы мощность устройства была рассчитана конкретно на спроектированный теплый пол. Мастера рекомендуют выбирать модели с наличием насоса.
Варианты рабочих схем подключения
Отопительные системы отличаются большим разнообразием и наличие обратного клапана обязательно далеко не во всех. Рассмотрим несколько случаев, когда его монтаж необходим. Прежде всего, обратный клапан обязательно устанавливается на каждый из отдельных контуров в схеме закрытого типа при условии, что они оборудованы циркуляционными насосами.
Некоторые умельцы настойчиво рекомендуют установить обратный клапан пружинного типа перед входным патрубком единственного в одноконтурной системе циркуляционного насоса. Они мотивируют свой совет тем, что так насосное оборудование можно защитить от гидроударов.
Это ни в коей мере не соответствует действительности. Во-первых, монтаж обратного клапана в одноконтурной системе вряд ли оправдан. Во-вторых, его всегда устанавливают после циркуляционного насоса, иначе использование устройства теряет всякий смысл.
Если в схему отопления включено два или больше котлов, возникновение паразитарных потоков неизбежно. Поэтому подключение обратного клапана обязательно
Для многоконтурных систем наличие запорного устройства обратного действия жизненно необходимо. Например, когда для отопления используются два котла, электрический и твердотопливный, или любые другие.
При отключении одного из циркуляционных насосов давление в трубопроводе неизбежно изменится и появится так называемый паразитарный поток, который двинется по малому кругу, что грозит неприятностями. Здесь без запорной арматуры обойтись невозможно.
Похожая ситуация возникает и при использовании бойлера косвенного нагрева. Особенно при наличии у оборудования отдельного насоса, если отсутствуют буферная емкость, гидрострелка или распределительная гребенка.
Здесь тоже велика вероятность возникновения паразитарного потока, для отсечения которого необходим обратный клапан, применяемый именно для обустройства ветки с бойлером.
Обязательно использование запорной арматуры и в системах с байпасом. Такие схемы обычно используются при переделке схемы с гравитационной циркуляции жидкости на принудительную.
В этом случае клапан ставится на байпас параллельно циркуляционному насосному оборудованию. Предполагается, что основным режимом работы будет принудительный. Но при отключении насоса из-за отсутствия электроэнергии или поломки система автоматически перейдет на естественную циркуляцию.
При обустройстве байпасных узлов для отопительных схем использование обратных клапанов считается обязательным. На рисунке представлен один из возможных вариантов подключения байпаса
Это произойдет следующим образом: насос прекращает подавать теплоноситель, исполнительный узел обратного клапана перестает испытывать давление и закрывается.
Затем возобновляется конвекционное движение жидкости по основной линии. Этот процесс будет длиться до тех пор, пока не заработает насос. Кроме того, специалисты предлагают ставить обратный клапан и на трубопровод подпитки. Это необязательно, но крайне желательно, поскольку позволяет избежать опустошения отопительной системы по самым разным причинам.
Например, владелец открыл кран на трубопроводе подпитки, чтобы увеличить давление в системе. Если по неприятному стечению обстоятельств в этот момент водоснабжение перекрыто, теплоноситель попросту выдавит остатки холодной воды и уйдет в трубопровод. В результате отопительная система останется без жидкости, давление в ней резко упадет и котел остановится.
В описанных выше схемах важно использовать правильно выбранные клапаны. Для отсечения паразитарных потоков между соседними контурами целесообразно устанавливать дисковые или лепестковые устройства. При этом гидравлическое сопротивление будет меньшим у последнего варианта, что нужно учесть при выборе.
В отопительных системах с естественной циркуляцией теплоносителя использование пружинных обратных клапанов нецелесообразно. Здесь могут быть установлены только лепестковые поворотные устройства
Для обустройства байпасного узла предпочтительнее выбирать шаровой клапан. Это обусловлено тем, что он дает практически нулевое сопротивление. На подпиточный трубопровод можно установить клапан дискового типа. Это должна быть модель, рассчитанная на довольно высокое рабочее давление.
Таким образом, обратный клапан может быть установлен не во всех отопительных системах. Он обязательно используется при обустройстве байпасов всех типов для котлов и радиаторов, а также в точках разветвления трубопроводов.
Виды систем отопления с гравитационной циркуляцией
Несмотря на простое устройство системы водяного отопления с самоциркуляцией теплоносителя, существует как минимум четыре, пользующихся популярностью, схемы монтажа. Выбор типа разводки зависит от характеристик самого здания и ожидаемой производительности.
Чтобы определить, какая схема будет работоспособной, в каждом отдельном случае требуется выполнить гидравлический расчет системы, учесть характеристики отопительного агрегата, рассчитать диаметр трубы и т.п. При выполнении вычислений может потребоваться помощь профессионала.
Закрытая система с самотечной циркуляцией
В странах ЕС, системы закрытого типа пользуются наибольшей популярностью среди других решений. В РФ схема пока не получила широкого применения. Принципы действия водяной системы отопления закрытого типа с безнасосной циркуляцией заключается в следующем:
- При нагревании теплоноситель расширяется, происходит вытеснение воды из контура отопления.
- Под давлением жидкость поступает в закрытый мембранный расширительный бак. Конструкция емкости представляет полость, разделенную мембраной на две части. Одна половина бачка заполнена газом (в большинстве моделей используется азот). Вторая часть остается пустой для наполнения теплоносителем.
- При нагревании жидкости создается давление, достаточное, чтобы продавить мембрану и сжать азот. После остывания, происходит обратный процесс, и газ выдавливает воду из бачка.
В остальном, системы закрытого типа, работают, как и остальные схемы отопления с естественной циркуляцией. В качестве минусов можно выделить зависимость от объема расширительного бака. Для помещений с большой отапливаемой площадью, потребуется установить вместительную емкость, что не всегда целесообразно.
Открытая система с самотечной циркуляцией
Система отопления открытого типа отличается от предыдущего типа только конструкцией расширительного бака. Данная схема чаще всего использовалась в старых зданиях. Преимуществами открытой системы является возможность самостоятельного изготовления емкости из подручных материалов. Бачок, обычно имеет скромные габариты и устанавливается на кровле или под потолком жилой комнаты.
Главным недостатком открытых конструкций является попадание воздуха в трубы и радиаторы отопления, что приводит к усилению коррозии и быстрому выходу из строя греющих элементов. Завоздушивание системы также частый «гость» в схемах открытого типа. Поэтому, радиаторы устанавливаются под углом, обязательно предусматриваются краны Маевского, для стравливания воздуха.
Однотрубная система с самоциркуляцией
Преимуществ у данного решения несколько:
- Отсутствует парный трубопровод под потолком и над уровнем пола.
- Экономятся средства на монтаж системы.
Недостатки такого решения очевидны. Теплоотдача радиаторов отопления и интенсивность их нагрева снижается по мере отдаленности от котла. Как показывает практика, однотрубная система отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией, даже при соблюдении всех уклонов и подбора правильного диаметра труб, зачастую переделывается (посредством монтажа насосного оборудования ).
Двухтрубная система с самоциркуляцией
Двухтрубная система отопления в частном доме с естественной циркуляцией, имеет следующие конструктивные особенности:
- Подача и обратка проходят по разным трубам.
- Подающий трубопровод подсоединен к каждому радиатору через входной отвод.
- Второй подводкой батарея подключается к обратке.
В результате, двухтрубная система радиаторного типа дает следующие преимущества:
- Равномерное распределение тепла.
- Отсутствие необходимости в добавлении секций радиатора для лучшего прогрева.
- Проще выполнить регулировку системы.
- Диаметр водяного контура, по крайней мере, на размер меньше чем в однотрубных схемах.
- Отсутствие строгих правил установки двухтрубной системы. Допускаются небольшие отклонения относительно уклонов.
Главным достоинством двухтрубной системы отопления с нижней и верхней разводкой является простота и одновременно эффективность конструкции, что позволяет нивелировать ошибки, допущенные в расчетах или во время проведения монтажных работ.
Нюансы грамотного монтажа
В процессе монтажа запорной арматуры следует неукоснительно соблюдать несколько правил:
- Клапан устанавливается строго по направлению тока теплоносителя. Во избежание ошибки на корпусе изделия обязательно присутствует маркировка в виде стрелки, указывающей рабочее направление.
- Для уплотнения соединений можно использовать паронитовые прокладки, при условии, что они не уменьшат диаметр проходного отверстия. Иначе клапан будет оказывать гидравлическое давление большее, чем планировалось.
- Устройство должно быть установлено так, чтобы другие элементы системы отопления не оказывали дополнительное давление на его корпус.
- Перед обратным клапаном крайне желательно поставить сетку для грубой очистки. Это даст возможность предотвратить попадание твердых частичек в запорный механизм, что, в свою очередь, может привести к нарушению герметичности прибора в закрытом состоянии.
Еще один важный момент: перед монтажом нужно еще раз убедиться, что клапан выбран правильно.
Например, для схем с принудительной циркуляцией подойдет любой тип устройства, а для гравитационных систем только поворотный лепестковый без пружины. Поскольку двигающийся самотеком теплоноситель не сможет справиться с сопротивлением пружины.
Насосные группы (группы быстрого монтажа)
При монтаже в загородном доме радиаторной системы отопления или «теплых полов» монтажники сталкиваются со множеством проблем, связанных с подбором и надежным соединением циркуляционных насосов, шаровых кранов, термометров, обратных клапанов и других компонентов. Монтаж значительно упрощается и укорачивается по срокам если воспользоваться готовыми насосными группами, или, как их еще называют, группами быстрого монтажа.
