Предохранительный клапан на отопление — какие бывают, как правильно использовать

Что собой представляет и для чего он нужен

Перепускной, он же переливной, клапан — это устройство, которое регулирует давление в системе путём перепуска или слива излишнего объема рабочей среды (газообразной или жидкостной) в другой контур. Особенность узла состоит в том, что он способен это делать непрерывно, чем отличается от предохранительного аналога, который снижает напор в трубопроводе путём разового или периодического отведения из него среды.

Схожий с ним редуктор давления в отличие от переливного узла, поддерживает стабильный напор жидкости в следующем от него потоке, в то время как переливной — до себя.

Для чего служит перепускной клапан в трубопроводе

Во время работы отопительной или водонагревательной систем объем рабочей среды может меняться. Повышение или снижение давления теплоносителя негативно сказывается на работоспособности теплового контура: может привести к неравномерному прогреву, завоздушиванию узлов системы, поломкам. Сказывается изменение напора рабочей среды и на комфорте: неконтролируемо меняется температура в помещениях, а трубы начинают гудеть и вибрировать. Чтобы этого не происходило, важно поддерживать баланс давления в трубопроводе.

Постоянно следить за давлением, стравливать или добавлять теплоноситель вручную несложно, но эту рутинную работу лучше доверить автоматике.

Существует несколько видов регулирующей арматуры, которая справляется с этой задачей лучше, чем человек.

Перепускной, или переливной, клапан позволяет стабилизировать давление в трубопроводе путем перенаправления рабочей среды через дополнительную ветку трубопровода, называемую байпасом.

Регуляция происходит не единоразовым или периодическим стравливанием излишка теплоносителя, а порционно, благодаря чему поддерживается напор жидкости или газа постоянно на одном уровне.

Обратите внимание! Перепускная арматура управляет давлением автоматически, не требует участия человека и, в отличие от ручной регулировки, не завоздушивает систему.

Устройством можно и нужно оснащать трубопроводы любой сложности, но больше всего в регулировке напора нуждаются:

• многоконтурные отопительные системы – в случае отключения одного из контуров уменьшается потребление теплоносителя и увеличивается давление, что может вызвать порывы трубопровода, перегрузить насос и теплогенерирующий прибор – чтобы этого избежать, нужно снизить давление и поддерживать его на нужном уровне;
• отопительные системы, оснащенные терморегуляторами, и системы горячего водоснабжения – при настройке температуры изменяется объем потребляемого теплоносителя, и нужно быстро восстановить баланс давления в контуре;
• системы водоснабжения, оснащенные водонагревателями накопительного типа – в бойлере и трубопроводе вода находится под высоким давлением, а так как от постоянной регулировки и частых включений-выключений воды рывками меняется объем подаваемой жидкости, то давление рабочей среды особенно важно регулировать, чтобы не произошло аварии и не сломался водонагреватель.

Рекомендуем ознакомиться: Особенности производства и применения керамических канализационных труб

Области применения

Применяется клапан в трубопроводах, где может возникнуть повышенный напор рабочей среды.

В автомобилях он сбрасывает излишки выхлопных газов, раскручивающих лопасти турбины, снижая тем самым напор во впускном коллекторе. Это в конечном счете предохраняет двигатель от излишнего нагрева и выхода из строя. В трубопроводах подачи топлива и охлаждения он сливает излишки, образующиеся под давлением, соответственно в топливный бак и расширительный резервуар.

Широкое применение данная арматура находит в устройствах отопления и горячего водоснабжения, где она обеспечивает рациональное функционирование всех отопительных приборов и участков трубопровода. В сочетании с балансировочными и другими клапанами арматура выполняет роль регулятора давления.

Монтаж

Клапан устанавливается в соответствии с руководством по врезке. Советы по правильному монтажу разных типов автоматики:

• сетчатый фильтр устанавливается перед переливным клапаном;
• манометры монтируют перед клапаном и после него;
• устройство врезают так, чтобы его корпус не испытывал механических нагрузок кручения, сжатия или растяжения, связанных с работой присоединенного контура;
• выбрать и установить автоматику лучше с организацией прямых участков перед клапаном (5DN) и после него (10DN);
• переливное устройство монтируют на трубах, расположенных горизонтально, наклонно или вертикально, если в инструкции нет других указаний по этому поводу.

Автоматика настраивается после пуска воды в магистраль во время наладки всего узла. Допускается настройка клапана в пустом трубопроводе, если есть допустимый показатель.

Автоклапан регулируется созданием требуемого перепада в месте расположения устройства, винт вращают до открытия клапана. Перепад уменьшают и отслеживают момент закрытия заслонки, дополнительно настраивают устройство. Давление изменяется плавно из-за того, что каждому обороту винта соответствует четкий диапазон изменения напора.

Работа клапана проверяется изменением перепада давления в месте установки. Проверяются точность регулировки и скорость открывания заслонки. Погрешность допускается в пределах 10% на граничных значениях. Настроечное давление соответствует моменту открытия, полное расширение достигается при значениях большего перепада напора.

Обслуживание делается раз в месяц, проверяется показатель настроечного давления, скорость начала открытия заслонки. Функционирование перепускного клапана проверяется изменением давления в месте его расположения. Фильтр очищается в зависимости от степени загрязнения, об этом свидетельствуют показания манометров.

Механизм

Конструкция включает в себя металлический корпус (чугунный, бронзовый, латунный), внутри которого располагаются заслонка и приводящая её в действие пружина. В виде заслонки может быть золотник, тарелка и т.п. Другой вариант – запорная мембрана со штоком. В корпус встроена рукоятка, которая служит для настройки прибора.

Приборы, применяемые в крупных сетях, трубопроводах большого диаметра, могут содержать в своем корпусе рычажно-грузовой механизм.

Схема устройства перепускного клапана:

Принцип работы перепускного клапана отопительной системы

Перепускной клапан соединяется с:

• насосом;
• трубой обратки;
• подающим патрубком.

Принцип работы перепускного клапана системы отопления отличается от предохранительного, поэтому отождествлять их не стоит. Подключаются они разными способами, предохранительный монтируется к сточной трубе.

Когда радиаторы перекрываются под воздействием терморегуляторов — повышается давление в отопительной системе и включается перепускной клапан, который перегоняет горячую жидкость в обратку.

Оперативная работа перепускного клапана снижает и давление в отопительном контуре и делают его более стабильным, что в разы снижает риски для водяных радиаторов.

Если речь идет о более сложных отопительных системах, где несколько контуров, то в таких случаях перепускной клапан монтируется за всеми циркуляционными насосами, которые присутствуют в системе. Если в подобных системах установлены перепускные клапаны, контуры отопления стабильно и без сбоев работают в нормальном режиме.

В системах отопления за циркуляционным насосом следует обратный клапан, который выступает своеобразным препятствием для теплоносителя и не позволяет ему двигаться в обратном направлении из-за повышения давления.

Конструкция обратного клапана состоит из заслонки и пружины с небольшим усилием, которого вполне хватает для запирания прохода для теплоносителя, движение которого может пойти в обратную сторону.

Принцип работы

Теплоноситель, вода, газовая среда, продвигаясь по трубопроводу, оказывают нажим на заслонку, которую удерживает пружина. Как только сила напора достигает заданного уровня, затвор открывается и избыточный объем рабочей среды отводится по специальному ответвлению в другой контур системы.

После снижения уровня до нормального, спираль ставит затвор в исходное положение и содержимое трубопровода продолжает циркулировать.

При мембранном механизме проход для теплоносителя под воздействием напора открывает мембрана. Когда давление приходит в норму, мембрана возвращается на прежнее место.

В автомобиле перепускной узел турбины имеет заслонку, полное открытие или закрытие которой, зависит от рычага активатора. Длина его тяги может меняться со временем под воздействием различных факторов. Поэтому за этим следят и производят регулировку тяги.

Отличие от других регулировочных устройств

Нередко перепускной клапан путают с предохранительным и редукционным. Однако при общей схожести внешнего вида и функций, выполняемых этими устройствами, есть различия в механизме снижения давления и периодичности действия.

Рекомендуем ознакомиться: Краб-крепление — система соединения для профильной трубы

Виды и конструкции

По принципам действия различают перепускные клапана с пружинным и мембранным конструкциями. Пружинные механизмы превалируют в системах, где сечение трубопровода составляет не более 200 мм, в других сетях водоснабжения и отопления используется рычажно-грузовой принцип.

Мембранные агрегаты используют все больше при работе с жидкотекучими средами, в которых имеется наличие твердых частиц.

В зависимости от среды трубопровода, перепускные устройства предназначаются для:

• газа;
• пара;
• жидкостей.

По назначению системы они применяются для трубопроводов:

• холодного водоснабжения,
• горячего водоснабжения,
• отопления,
• охлаждения,
• кондиционирования.

В системах отопления и водоснабжения различают перепускные клапаны по своему предназначению:

• для радиаторов;
• для бойлера и байпаса;
• для автоматической подпитки;
• для низких или высоких давлений.

На данном фото представлен переливной клапан со шкалой настройки. Изготовлен из бронзы и латуни, предназначен для установки в системах центрального отопления.

Наряду с перепускными регуляторами в конструкцию отопления устанавливают:

• воздухоотводчик для предотвращения воздушных пробок в трубах;
• трехходовой клапан для смешения или разделения потоков горячей и холодной воды;
• обратный, предотвращающий обратный поток в трубопроводе.

Для промышленных и коммунальных сетей применяют конструкции с условным диаметром DN до 500 мм и фланцевым соединением.

В автомобиле пропускные устройства бывают для:

• турбины;
• механизма подачи топлива;
• системы охлаждения двигателя.

Перепускной узел турбины сбрасывает выхлоп газов, уменьшая силу напора в коллекторе. Тем самым он защищает двигатель от перегрева.

В топливном трубопроводе переливной узел регулирует в ней скорость подачи бензина тем, что сливает излишек, закачиваемый к двигателю бензонасосом, назад в топливный бак.

Как выбрать клапан для бойлера и байпаса

В заводской комплектации бойлеры и байпасы либо оснащены самым простейшим перепускным клапаном, либо не имеют устройства для перенаправления потока.

В первом случае можно не вмешиваться в конструкцию водонагревателя или обводного элемента и устанавливать их в имеющемся виде.

Во втором случае необходимо приобрести и установить перепускные клапаны. Байпас без этого устройства будет только пропускать поток рабочей среды при отключении теплового контура, но давление регулировать не сможет. А бойлер, не оснащенный перепускным клапаном, подвержен перегреву и может сломаться, так как вода в нем будет закипать и превращаться в пар, еще больше увеличивая давление на трубы и сам тепловой агрегат.

Выбор устройства зависит от отопительного или водонагревательного прибора: используемого им топлива, максимально допустимого давления, указанного в технической документации.

Обратите внимание! Важно также учитывать собственные возможности по управлению процессом регулировки давления – есть ли навыки по настройке рабочих параметров перепускного клапана.

Цена изделия в данном вопросе может играть роль только при выборе между однотипными устройствами разных производителей.

Рекомендуем ознакомиться: Какие шаровые краны лучше для водопровода

Для разных видов нагревательных приборов требуются клапаны различной конструкции:

• Системы, работающие на электричестве, газе или дизельном топливе, нетребовательны – для регулировки давления в них достаточно простейшего перепускного клапана, не имеющего дополнительных элементов.
• Твердое топливо прекращает гореть не сразу, следовательно моментально отключить твердотопливный котел или плавно отрегулировать температуру нагревания невозможно. Поэтому в твердотопливных отопительных системах важно не только регулировать давление, но и охлаждать теплогенерирующий агрегат. На байпасы и бойлеры ставят перепускные клапаны, реагирующие как на повышение давления, так и на увеличение температуры теплоносителя. Такие устройства оснащены датчиком температуры, системой сброса и подпитки теплоносителя и соединяются с канализацией и системой холодного водоснабжения.
• Перепускной клапан с регулирующей рукоятью стоит устанавливать только если домовладелец уже умеет настраивать предельное давление. Пытаясь приобрести это умение на практике, можно сломать устройство, вызвать аварию или обжечься.
• Для тепловых контуров открытого типа перепускные клапаны не требуются – компенсационная емкость справляется с задачей регулировки давления и без них.
• Технические характеристики перепускного клапана должны соответствовать параметрам источника тепла: регулирующая арматура должна быть настроена на такое же предельное давление, как и теплогенерирующий прибор и иметь пропускную способность не ниже. Важно также соответствие размеров соединительных патрубков – при несоблюдении этого условия придется использовать для соединения фитинги, что сделает систему более уязвимой.

Технические характеристики

Каждый перепускной клапан характеризуется несколькими параметрами, которые тоже следует учитывать при выборе изделия:

Советы по выбору и примерные цены

Выбирая перепускное устройство, потребитель должен осознавать, что оно призвано обеспечить нормальную работу системы, постоянно поддерживать внутри неё стабильное давление.

Подобное приспособление должно отвечать следующим требованиям:

• содействовать понижению давления, оперативно перенаправлять избыточный объем теплоносителей в другой контур;
• иметь достаточный диапазон регулировки;
• подходить по способу подключения к трубам, например, иметь резьбовое соединение для труб диаметром ½′′.

Пропускной прибор подбирается, прежде всего, исходя из типа рабочей среды трубопровода: газ, пар, вода.

Далее руководствуются определенными критериями.

Критерии

Основными их них являются:

• особенности исполнительного механизма;
• тип и конфигурация трубопровода;
• материал изготовления клапана;
• диаметр устройства (DN), который не должен быть меньше сечения подводящего патрубка;
• диапазон перепадов давлений, поддерживаемых прибором;
• пропускная способность заслонки, характеризующаяся максимальным и минимальным значениями Kvs;
• рабочая и максимальная температура носителя.

Определенное значение рабочего давления, на которое необходимо настроить клапан, прописывается в техпаспорте.

Важно предусмотреть правильный монтаж, для чего необходимо грамотно все рассчитать с учетом параметров и конфигурации системы. К примеру, в сложной структуре отопления переливной регулятор лучше устанавливать за всеми насосами, применять дополнительно обратные затворы для их защиты.

Следует обращать внимание на надежность поставщиков, чтобы не нарваться на поддельные изделия.

Примерная цена на перепускные клапаны бытового применения варьируется от 1700 до 5 200 рублей. Промышленные образцы, оснащенные измерительными приборами, фланцами, с широким диапазоном настроек стоят гораздо дороже.

Так, указанный на фото, переливной угловой клапан с DN ¾», рассчитанный на 0,06-0,36 bar, с настроечной головкой, обойдется в 1680 рублей. Его устанавливают для обеспечения нормальной работы насоса. Сливает излишки теплоносителя при превышении давления в радиаторах в обратку.

Если придется приобретать перепускное устройство для автомобиля, необходимо учитывать все особенности предыдущего, не гнаться за дешевыми подделками.

Нюансы грамотного монтажа

В процессе монтажа запорной арматуры следует неукоснительно соблюдать несколько правил:

1. Клапан устанавливается строго по направлению тока теплоносителя. Во избежание ошибки на корпусе изделия обязательно присутствует маркировка в виде стрелки, указывающей рабочее направление.
2. 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.
3. Устройство должно быть установлено так, чтобы другие элементы системы отопления не оказывали дополнительное давление на его корпус.
4. 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.