Предохранительный клапан в системе отопления: сбросной и аварийный

При резких перепадах температуры теплоносителя в трубах возникает избыточное давление, которое может привести к их разрыву или деформации. Кроме того, во время эксплуатации отопительной системы могут возникать различные сбои, что также может привести к скачку давления в теплосети. Исключить такую ситуацию позволяет монтаж предохранительного клапана в системе отопления.

 

Устройство относится к группе безопасности отопительных приборов и служит для предотвращения различных повреждений. С помощью таких механизмов также может осуществляться регулировка температуры жидкости в теплосети.

Типы предохранителей

Предохранительный клапан для систем обогрева имеет несколько разновидностей, отличающихся по принципу работы и выполняющих различные функции:

• сбросной;
• обратный;
• воздушный;
• регулирующий;
• перепускной.

Сбросной

Устройства сбросного типа заранее рассчитываются на определенное давление, при превышении которого происходит удаление лишнего теплоносителя.

Для стравливания избыточного давления предусмотрено специальное сливное отверстие, которое закрыто при нормальных условиях. При повышении давления выше безопасного, мембрана поднимается напором теплоносителя выше отверстия аварийного сброса давления, и избыток жидкости просто удаляется из системы.

Обратный

Устройство служит для предотвращения смены направления движения жидкости в контуре. Суть работы предохранителя проста. Специальный запорный механизм позволяет воде двигаться только в одном направлении – в нагревательный бак. Кроме того, при повышении давления в трубопроводах через «носик» клапана происходит сброс излишков воды. Для того чтобы вода не выливалась на пол, рекомендуется на выходное отверстие клапана надеть сбросной патрубок и вывести его в канализацию.

Подпружиненный

В подпружиненных обратных устройствах заслонка пропускного отверстия закрывается с помощью прижимной силы пружины. Поток воды давит на мембрану, приподнимая пружину и открывая пропускное отверстие.

В случае возвратного тока жидкости, что недопустимо, если используется закрытая схема отопления, пружина давит на мембрану сверху, закрывая отверстие. Давление с обратной стороны еще более усиливает прижимную силу, не допуская смены направления движения потока.

Шаровый

Имеет в основе тот же принцип, но вместо пружины и затвора используется стальной шар, закрывающий сливное отверстие под действием силы тяжести. Это накладывает некоторые ограничения. Так, например, его можно использовать только на горизонтальных участках отопления.

Воздушный

Помимо избыточного давления в системе отопления существует еще проблема возможного образования воздушных пробок. В основном такая проблема возникает, если теплоносителем выступает вода. Дело в том, что в воде комнатной температуры содержится некоторое количество растворенного воздуха, который высвобождается в процессе нагрева. Установка воздушного предохранительного клапана для отопления в замкнутой системе предотвратит скопление воздуха, перекрывающего движение воды.

Принцип действия

Устройство работает по следующему принципу: в специальной капсуле находится поплавок, когда в системе отсутствует воздух, он находится в поднятом состоянии. При завоздушивании теплосети, уровень воды в капсуле понижается, а поплавок опускается, открывая затвор, выпускающий воздух из системы обогрева. Аварийный спуск воздуха может осуществляться вручную либо автоматически.

Регулирующий

Регулирующий клапан устанавливается перед радиаторами. Он выполняет функцию контроля температуры. Работает по принципу сужения пропускного отверстия при увеличении температуры теплоносителя вплоть до полного перекрытия потока, направленного в батареи. Таким образом становится возможной температурная регулировка систем обогрева, что позволяет сократить перерасход энергии и поддерживать температуру помещения на комфортном уровне.

Перепускной

Регулирующие термоклапаны для отопления помогают удерживать температуру в заданных пределах, не допуская перегрева помещения, сужая либо перекрывая поток теплоносителя, ведущий в радиаторы. Такой принцип может привести к ряду проблем.
Например, если схема отопления в доме предусматривает несколько помещений с радиаторами, а поток теплоносителя перекрыт, то его циркуляция останавливается, что может привести либо к неравномерному прогреву разных помещений, либо к повреждению насоса принудительной циркуляции. Для решения таких проблем используется перепускной клапан.

Перепускной клапан выполняет задачу сохранения равномерного тока теплоносителя. Для этого при повышении давления в трубах он перенаправляет его избыток в обратный контур. Теплоноситель не удаляется из системы обогрева. Перепускной предохранитель способен работать в постоянном режиме, а не так, как обратный, выполняющий сброс давления только на пиках повышения объема теплоносителя.

Таким образом установка предохранительного клапана для системы отопления закрытого типа крайне важна. Выбор подходящего устройства зависит от функций, которые будут на него возлагаться.

Предохранительный клапан в системе отопления: назначение, виды, установка

В любой отопительной системе может произойти экстренная ситуация, связанная с повышенным нагревом теплоносителя, при котором он расширяется и выводит котел из строя. Чтобы предотвратить аварию, ведущую к значительным финансовым потерям, применяют предохранительный клапан в системе отопления, устанавливаемый в непосредственной близости от котла.

Сбросной клапан используют во всех коммунальных и индивидуальных отопительных системах частных домов, где он является основным элементом защиты котельного оборудования и повышения безопасности его обслуживания. Для его правильной установки следует точно подобрать прибор по техническим характеристикам системы и знать технологически грамотное место монтажа.

Спускной клапан в обвязке отопительного котла

Содержание

• 1 Назначение предохранительного клапана
• 2 Принцип работы
• 3 Конструкция
• 4 Разновидности
• 5 Как выбрать клапан для отопительного котла
• 6 Как установить
• 7 Почему может подтекать клапан

Назначение предохранительного клапана

В отличие от систем отопления с открытым расширительным баком, где перепады давления приводят к увеличению объема теплоносителя в емкости или, в аварийных ситуациях, испарению воды в окружающую среду, в замкнутом контуре все процессы происходят внутри котла и трубопровода. Для удаления из закрытой системы излишков расширившегося рабочего тела используют автоматические клапаны, настроенные на его физические параметры, точнее, давление.

При эксплуатации наибольшую величину давления и температуры теплоноситель имеет на выходе котла, к тому же нагревательное оборудование является самым дорогостоящим в системе — из-за этих факторов предохранительный клапан сбросной системы отопления устанавливают рядом с котлом и он предназначен для его защиты.

Как работает предохраняющий клапан

Принцип работы

Клапан, защищающий котел, имеет простое устройство и работает по принципу, понятному даже школьнику. Прибор состоит из прямого фитинга с отводом под углом 90 градусов и подпружиненного герметичного затвора, перекрывающего боковой проход. При увеличении давления в системе от перегрева, превышающего прижимное усилие пружины, удерживающей в неподвижном положении клапан, он поднимается вверх и открывает боковое отверстие.

Излишки жидкости начинают выливаться сбоку и отправляются в емкость, дренажную или канализационную систему. После стравливания части теплоносителя давление в системе и на клапан ослабевает, пружина ставит его на место, перекрывая боковой патрубок.

Конструктивное устройство пружинного вида

Конструкция

Типовой предохранительный клапан для котла имеет разборную конструкцию и состоит из следующих основных элементов:

Корпус. Обычно изготавливается из латуни и имеет вид тройника. По его сторонам расположены нижнее входное резьбовое отверстие, боковой выходной патрубок и верхнее седло, на которое усаживается фасонный уплотнитель.

Запорная группа. Представляет собой подпружиненный шкив с цилиндрическим (дисковым) концевым запорным элементом, на который одевается эластичный резиновый уплотнитель в виде стакана (диска).

Крышка. В верхний резьбовой патрубок латунного корпуса вкручивается крышка черного цвета из термостойкого полимера, удерживающая подпружиненный шток в рабочем положении. На верхних гранях крышки имеются выступы, по которым скользит фигурный в нижней части верхний колпачок, соединенной с запорным штоком. При повороте на определенный угол колпак поднимается вместе со штоком и открывает боковой патрубок — это позволяет использовать предохранительный клапан для отопления всегда открытым в ручном режиме.

Колпачок. Полимерная деталь обычно красного цвета с ребристой боковой поверхностью, прикручивается к полому внутри штоку винтом. Имеющиеся в нижней части колпачка пологие выступы при его вращении попадают на зубцы крышки — ручка приподнимается вместе с подпружиненным затвором и открывает боковой канал, позволяя сбрасывать давление вручную.

Регулировочная шайба. Внутренняя стенка крышки имеет резьбу, в которой вращается гайка регулировки, при опускании вниз она сжимает пружину — таким образом происходит увеличение порога срабатывания клапана. При выкручивании гайки вверх пружина ослабляется и давление срабатывания уменьшается. Для проворачивания гайка оснащена поперечным шлицем в верхней части под плоскую отвертку.

Клапан для водонагревательных бойлеров – конструкция и внешний вид

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:

1. 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.

2. 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

3. 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.

4. По регулировке:

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

5. 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

Как выбрать клапан для отопительного котла

Подбирая предохранительный клапан для отопления, руководствуются следующими соображениями:

1. 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).
2. 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.
3. 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

Как установить

При монтаже предохраняющей спускной арматуры соблюдают следующие правила:

1. 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.
2. 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.
3. Отвод жидкости должен проводиться с разрывом струи через воронку или гидравлический затвор для обеспечения работоспособности системы при засорении канализации.
4. 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

Почему может подтекать клапан

Клапан сброса давления в отопительной системе может подтекать по разным причинам. В некоторых ситуациях это допустимый естественный процесс, в других случаях протечка говорит о неисправности прибора.

Подтекание клапана защиты может быть вызвано следующими причинами:

1. Повреждением герметичного резинового стакана, диска в результате многократного использования. Если при ремонте деталь на замену не удастся обнаружить в продаже или она не входит в комплектацию, придется менять прибор полностью.
2. В пружинных видах открывание бокового спускного патрубка происходит постепенно, при пограничных значениях давления или кратковременных скачках клапан может частично срабатывать и капать, что не говорит о его неисправности.
3. Подтекание могут вызвать неправильная настройка или неисправности расширительного бака — повреждение его мембраны, выход воздуха через разгерметизированный корпус или испорченный ниппель. В этом случае возможны резкие скачки давления в результате гидроударов, вызывающие периодическое кратковременное вытекание теплоносителя через предохранительный клапан.
4. Причина подтекания некоторых регулируемых клапанов – просачивание жидкости по штоку через верх во время срабатывания.
5. Если на отводном патрубке создается противодавление выше порога срабатывания прибора, также происходит протечка.

Внешний вид, стоимость некоторых марок спускных клапанов

Предохранительный клапан паровых котлов призван защищать их от превышения давления в системе, вызванного разными факторами, и является обязательным элементом при эксплуатации данного вида оборудования. В продаже имеется широкий ряд предохранительных устройств от китайских, отечественных и европейских производителей, отличающихся относительно невысокой стоимостью. При покупке рациональные выбрать защитную группу из нескольких приборов, куда дополнительно входят манометр и воздушный спускной клапан.

Как работают предохранительные клапаны?

• Дом
• О НАБИК
• Как работают предохранительные клапаны?

В отличие от большинства других клапанов, например, запорных, регулирующих клапанов и т. д., предохранительный клапан разработан для систем с расчетом (и надеждой), что они никогда не будут задействованы. Функция предохранительного клапана заключается в защите жизни и имущества от отказа контролировать давление в системе, т. е. он предлагает последнее средство снижения давления в системе перед полным отказом.

В системах отопления и охлажденной воды избыточное давление в системе возникает, среди прочего, по следующим причинам:

• При пуске изделий «завода»
• Выход из строя регулирующих клапанов
• Отказ датчиков температуры и давления в системе
• И конечно же человеческий фактор

BS EN ISO 4126-1:2013 – Предохранительные устройства для защиты от избыточного давления. Предохранительные клапаны.

Этот европейский стандарт заменил BS EN ISO 4126-1:2004, который снова заменил старый британский стандарт BS 6759. BS 6759 был разделен на 3 раздела;

1. БС 6759 — 1: 1984
   • Пар и горячая вода

1. БС 6759 — 1: 1984
   • Сжатый воздух и инертный газ
2. БС 6759 — 1: 1984
   • Технологические жидкости

В 2004 году новый, совершенно новый в 2004 году стандарт ЕС объединяет предохранительные, предохранительные и предохранительные клапаны в единый стандарт — Предохранительные клапаны . Интересно, что американский стандарт ASME/ANSI до сих пор разделяет эти три функции. Из-за потенциального риска для жизни, вызванного отказом систем, в большинстве стран мира есть национальный стандарт, касающийся предохранительных клапанов.

Работа предохранительного клапана

Предохранительные клапаны, используемые в сфере обслуживания зданий, имеют конструкцию, в которой используется приложенная сила (пружина) для прямого противодействия силе системы.

В этой конструкции клапана используются три состояния;

1. Равновесие
   • Равновесное состояние – это когда закрывающие силы, т.е. прилагаемые пружиной и любым противодавлением, находятся в «равновесии» (уравновешены) с открывающими силами, т.е. прикладываемыми давлением системы. Диск и седло «просто» соприкасаются, поэтому поток имеет не запущено а около для запуска

Система P

---

2. Полностью открыт
   • Полностью открытое состояние – это когда клапан может пройти максимальную производительность при заданном избыточном давлении. Отсюда, конечно, следует, что для открытия клапанов сила системы должна превышать силу равновесия, т. е. преодолевать приложенную пружину и силу противодавления.
     В некоторых конструкциях предохранительных клапанов, таких как NABIC Figure 500, достигается более высокая скорость нагнетания за счет большего подъема диска и большего диаметра нагнетания
   .

Система P

---

3. Полностью закрытый
   • Полностью закрытое состояние – это состояние, при котором клапаны полностью закрыты, т.е. утечки отсутствуют. Сила закрытия превышает силу открытия, т. е. сила открытия меньше равновесной силы

Система P

Размер предохранительного клапана

Размеры предохранительных клапанов особенно важны.

• Клапаны, размеры которых меньше , не смогут обеспечить максимальную пропускную способность при указанном избыточном давлении, и, как следствие, давление в системе не упадет, а продолжит расти.
• Клапанов негабаритный не достигнет полностью открытого состояния. Повышение давления в системе могло лишь слегка приподнять диск над седлом, сбрасывая избыточное давление и позволяя клапану закрыться. Клапан начинает цикл открытия/закрытия, так как расчетный расход не был достигнут, это часто называют «дребезжанием».

У NABIC есть сложная программа для обеспечения правильного выбора.

Установленное положение предохранительного клапана

Предохранительные клапаны должны устанавливаться только в вертикальном положении пружинной камерой, т.е. крышкой, в верхнем положении. Запорный клапан между предохранительным клапаном и системой строго запрещен.

При установке следует избегать:

• Длинные участки трубопровода между предохранительным клапаном и системой
• Фитинги и отводы между предохранительным клапаном и системой
• Выход обратного предохранительного клапана

Техническое обслуживание предохранительного клапана

• Тестирование
  • Оценка риска на объекте должна установить режим технического обслуживания для проверки функции предохранительных клапанов, мы хотели бы указать, что это должно быть не реже одного раза в 3 месяца
• осмотр
  • Конструкция предохранительных клапанов NABIC позволяет проводить внутренний осмотр и очистку без изменения установленного давления
• Повторная калибровка
  • o   При оценке рисков на объекте должен быть установлен период повторной калибровки. В последние годы страховые компании и инспекторы по котлам настаивают на ежегодной повторной калибровке предохранительных клапанов

Типичные сбои системы

В Building Services есть четыре типичных режима отказа системы, которые приводят в действие безопасность:

• Заблокированные розетки
• Внешнее тепло
  • Неизолированные наружные трубопроводы, обогреваемые внешним источником, т.е. солнцем
• Тепловое расширение
  • Отказ регуляторов температуры котла
• Отказ компонента трубопровода
  • Неисправность регулирующих клапанов

Типовые условия

Заданное давление
Состояние BS EN ISO ‘Давление, при котором клапан должен открыться, т.е. состояние равновесия. На практике невозможно найти «когда клапан вот-вот откроется», только когда клапан закрыт или только что открыт. ASME заявляет «Давление, при котором клапан начинает открываться». На практике это положение легче установить, чем положение равновесия BS EN, то есть «вот-вот откроется».

Избыточное давление
Повышение давления по сравнению с установленным давлением, обычно выражаемое в процентах.

Накопление
Превышение давления над максимально допустимым рабочим давлением системы при сбросе через предохранительный клапан, выраженное в процентах от давления.

Продувка
Разница между фактическим давлением настройки и фактическим давлением повторной посадки, выраженная в процентах от давления.

Противодавление
Статическое давление, существующее в системе сброса «от» предохранительного клапана.

Котел

Водонагреватель / Хранение

Теплообменник

Предохранительные клапаны для котлов — Блог о котлах | Национальная котельная, Inc.

Распечатать

3 минуты чтения (587 слов)

Новости о продуктах NBI

Мишель Томас

03.07.2017

29815 Просмотров

Несколько лет назад нередко можно было прочитать новости о трагических взрывах котлов, иногда приводивших к массовым разрушениям. Сегодня котлы оснащены важными предохранительными устройствами, помогающими защититься от подобных катастроф. Давайте взглянем на наиболее важное из этих устройств: предохранительный клапан.

What

Предохранительный клапан является одним из важнейших предохранительных устройств в паровой системе. Предохранительные клапаны обеспечивают безопасность операторов и оборудования установок в условиях избыточного давления. Основная функция предохранительного клапана – сброс давления. Он расположен на паровом барабане котла и автоматически открывается, когда давление на входе клапана превышает заданное значение. Стандарт ASME требует, чтобы все котлы имели как минимум один предохранительный клапан, в зависимости от максимальной пропускной способности (MFC) котла. Общая пропускная способность предохранительного клапана в заданной точке должна превышать MFC клапана управления паром, если бы паровой клапан не открылся. В большинстве случаев требуется два предохранительных клапана на котел, а может понадобиться и третий, если они не превышают ПТР.

Как

Предохранительный клапан состоит из трех основных частей: сопла, диска и пружины. Пар под давлением поступает в клапан через сопло и затем направляется в котел. Диск представляет собой крышку насадки, которая открывается или закрывается в зависимости от давления, поступающего из котла. Пружина является регулятором давления.

Когда в котле возникает избыточное давление, на сопло начинает поступать более высокое давление, поступающее со стороны впуска клапана, и он начинает издавать звук, похожий на кипение. Когда давление становится выше, чем заданное давление пружины, диск начинает подниматься и выпускать пар, издавая «хлопающий» звук. После того, как он сработает и пар и давление упадут ниже установленного давления клапана, пружина закроет диск. После срабатывания предохранительного клапана важно проверить клапан, чтобы убедиться, что он не поврежден и работает правильно.

Почему

Предохранительный клапан обычно называют последней линией защиты. Без предохранительных клапанов котел может превысить максимально допустимое рабочее давление (МДРД) и не только повредить оборудование, но и травмировать или убить операторов установки, находящихся поблизости. Многие переменные могут вызвать подъем предохранительного клапана на котле, например, сбой сжатого воздуха или электроэнергии для управления приборами, или дисбаланс расхода питательной воды, вызванный непреднамеренным закрытием или открытием запорного клапана.

После открытия предохранительного клапана важно провести полную проверку котла и убедиться в отсутствии других проблем с обслуживанием котла.