Предохранительный клапан – это важное устройство, используемое для защиты системы отопления от потенциально катастрофических уровней рабочего давления или температуры. Многие предохранительные клапаны устанавливаются в жилых и коммерческих системах отопления, чтобы обеспечить безопасную и эффективную работу этих систем.
- Как работает предохранительный клапан в системе отопления?
- Что такое предохранительный клапан?
- Тип устройства и работа предохранительного клапана системы отопления
- По зажимному механизму
- По высоте подъема затвора
- Аварийный клапан полного подъема
- По скорости срабатывания
- Предохранительное устройство с пропорциональным действием
- Характеристики трехходового аварийного клапана
- Советы по выбору лучшей модели
- Время отклика и давление предохранительного клапана в системе отопления
Как работает предохранительный клапан в системе отопления?
Клапаны сброса давления играют решающую роль в поддержании функционирования нижележащего котла. Например, чтобы поддерживать давление в котле в заданном диапазоне, предохранительный клапан предотвращает возникновение опасных, потенциально катастрофических уровней давления и температуры. Если давление или температура в системе начинает превышать заданные пределы, предохранительный клапан открывается и отводит горячую воду и пар от котла, а затем быстро отключает подачу, позволяя операторам решить проблему до того, как она вызовет какие-либо последствия.
Чтобы эффективно выполнять свою работу, предохранительный клапан должен быть спроектирован в соответствии со специфическими характеристиками отопительной системы, в которой он будет использоваться. Он также должен быть правильно установлен в правильном положении и настроен в соответствии с условиями работы системы. Клапан должен быть отрегулирован на требуемые настройки, чтобы гарантировать, что давление или температура котла не превысит заранее заданные уровни в любой момент.
Регулярное техническое обслуживание и осмотр также необходимы, чтобы убедиться, что предохранительный клапан находится в хорошем рабочем состоянии и может продолжать выполнять важную функцию, для которой он был установлен. Клапан следует регулярно проверять, чтобы убедиться, что он работает безопасно и эффективно. Если на клапане есть какие-либо признаки износа или он не работает должным образом, предохранительный клапан следует заменить до того, как он выйдет из строя и приведет к повреждению системы.
Предохранительные клапаны для системы отопления являются важными компонентами любой котельной системы. Они не только обеспечивают защиту от потенциально опасных уровней избыточного давления и температуры, но также помогают максимально повысить эффективность системы. Надлежащее техническое обслуживание, проверка и настройка являются ключевыми элементами обеспечения безопасности и надежности системы на долгие годы.
Что такое предохранительный клапан?
Система отопления заполняется теплоносителем, температура которого вначале составляет примерно 15 градусов. После чего теплоноситель начинает перемещаться по трубопроводу замкнутого типа, в процессе чего нагревается и увеличивается в объеме. В этот период времени давление, оказываемое на внутреннее пространство труб и имеющегося оборудования, пропорционально увеличивается.
Превышение допустимого параметра системы, в большинстве случаев более 3,5 бар, становится:
- Утечка в месте соединения трубопровода;
- Поврежденные или разорванные соединительные элементы и трубы из полимера;
- Взрыв резервуара для воды котла;
- Короткое замыкание электрооборудования в котельной.
Главная характеристика твердотопливных котлов заключается в большом риске возникновения непредвиденных аварийных ситуаций, что обусловлено невозможностью регулирования мощности теплопередачи.
Производительность электрического и газового оборудования быстро регулируется от пуска до максимальной производительности и наоборот. У них обычно есть защитная автоматика, которая отключает рабочий элемент, если температура становится критичной.
Интенсивность сжигания дров, угля и других видов топлива в твердотопливных котлах регулируется открытием/закрытием заслонки. При этом сила теплопередачи изменяется не мгновенно, а постепенно. Из-за инерционности теплогенератора теплоноситель может значительно перегреться.
Тип устройства и работа предохранительного клапана системы отопления
Конструкция сливного клапана состоит из двух обязательных узлов: запорной части, состоящей из седла и клапана, и генератора усилия. Существует несколько типов оснащения, каждое из которых имеет свои особенности.
По зажимному механизму
В системах отопления частных домов, а также других видах помещений в большинстве случаев устанавливается система отопления с предохранительным клапаном с зажимным механизмом. Конструктивные особенности предохранителя
Основным рабочим элементом устройства является пружина. Он поддерживает мембрану, покрывающую седло. Шайба размещена на соединенном с рукояткой штоке, на который опирается верхняя часть пружины. Положение прокладки и сжатие мембраны регулируются рукояткой
Устройство характеризуется простой и надежной конструкцией, компактными размерами, возможностью комбинирования с другими элементами блока безопасности и доступной ценой. Сила сжатия пружинного механизма определяется в зависимости от значений давления в процессе работы клапана. На диапазон настройки оказывает влияние сила самой пружины.
Принцип работы пружинного предохранительного клапана следующий:
- На заслонки оборудования воздействует поток воды;
- Движение теплоносителя определяется в зависимости от усилия пружины;
- Критическое давление превышает силу сжатия, и шток клапана начинает подниматься вверх;
- Жидкость направляется в выходной патрубок;
- Внутренний объем воды стабилен;
- Пружина закрывает затвор, возвращая его в исходное положение.
Основной корпус пружины изготовлен из качественной высокопрочной латуни, которая изготовлена по технологии горячей штамповки и мастерства. Сталь используется в производстве пружин. Мембраны, уплотнения и ручки изготовлены из полимера.
Некоторые бренды выпускают устройства, для которых уже установлены заводские настройки. В ассортименте также есть модели, которые можно настроить на месте установки во время ввода в эксплуатацию.
Клапан открывается и закрывается. В первом варианте конструкции теплоноситель выбрасывается в атмосферу, во втором – поступает в обратку.
Предохранители с рычажной нагрузкой встречаются не так часто. В частных автономных системах с бойлерами их устанавливают редко. Операции сосредоточены в промышленном секторе крупных предприятий с диаметром труб не менее 200 мм.
В этом механизме усилие, действующее на стержень, обеспечивается не пружиной, а грузом, свисающим с рычага. Он перемещается по длине рычага, регулируя усилие, прижимающее шток к седлу.
Когда среднее давление в нижней части золотника превышает значение, посылаемое рычагом, клапан веса рычага открывается. После этого теплоноситель выходит через специальное отверстие.
Давление, при котором срабатывает клапан определяется в зависимости от длины и массы груза. Клапаны рычажного типа являются такими же надежными и эффективными устройствами, что и пружинное оборудование, однако стоимость у пружинных значительно выше.
По высоте подъема затвора
В низкоподъемных предохранительных клапанах подъем клапана не превышает 0,05 диаметра седла. Механизм открывания этого устройства пропорциональный.
Отличается малой пропускной способностью и максимально оригинальным дизайном. Низкоподъемные устройства используются в сосудах, содержащих жидкие среды.
Аварийный клапан полного подъема
Полный подъемник оснащен двухпозиционным механизмом открывания. Ими оснащают не только емкости с жидкостями, но и системы, в которых циркулируют сжимаемые среды (сжатый воздух, пар, газ)
Инструменты полного подъема имеют более высокий подъем болта. Это обуславливает большую пропускную способность, в отличие от предыдущих моделей оборудования, поэтому они способны вытеснить больше лишней охлаждающей жидкости.
По скорости срабатывания
Крышка затвора устройства открывается плавно. Как правило, величина открытия прямо пропорциональна увеличению давления, прикладываемого к внутренней поверхности. При подъеме механизма постепенно увеличивается объем сливаемого антифриза.
Предохранительное устройство с пропорциональным действием
Преимущества пропорциональных предохранительных клапанов скорости включают низкую стоимость, простую конструкцию, отсутствие автоколебаний и объемное открытие на уровне значения, необходимом для поддержания определенных рабочих параметров.
Особенностью запорного клапана является работа в режиме полного открытия сразу после достижения граничной отметки давления в системе, при которой срабатывает предохранитель.
Согласно большинству мнений мастеров, устанавливать эти устройства желательно в сжимаемых средах. К их основным недостаткам можно отнести наличие характерных для затвора автоколебаний.
При установке двухпозиционных клапанов в системах отопления с жидкими теплоносителями следует учитывать, что при резком открытии створок будет сбрасываться большое количество теплоносителя. Что спровоцирует резкое падение давления и клапан системы перейдет в положение «закрыто», за чем последует гидравлический удар.
Характеристики трехходового аварийного клапана
Отдельно стоит упомянуть менее привычное для потребителей устройство – трехходовой кран с ручным или электрическим переключателем. Устанавливается в системах отопления с низкотемпературными контурами.
Предохранитель имеет три отверстия, одно на входе и два на выходе. Поток среды регулируется заслонкой, выполненной в виде шара или стержня. Движущаяся жидкость перераспределяется благодаря вращательным движениям.
Котел нагревает воду одинаковой температуры для всех систем. В этом случае необходимо перераспределительное устройство, и 3-ходовой клапан хорошо справляется с поставленной ему задачей.
Данное устройство отвечает за следующее:
- разграничение территории;
- распределение плотности потока в каждом районе;
- облегчает смешивание теплоносителя из подающей/обратной магистрали для подачи в трубы теплого пола более холодной воды, чем в радиаторы.
Чтобы не контролировать постоянно температуру среды самостоятельно, нужно обратить внимание на вариант клапана, оснащенный сервоприводом.
Устройство питается от датчика, установленного в криогенном контуре. При изменении температурного флажка запорный механизм будет активирован для открытия или закрытия потока жидкости из обратки.
Советы по выбору лучшей модели
На работу предохранительных клапанов могут отрицательно влиять минусовые температуры. Поэтому довольно важной особенностью этого устройства является защита от промерзания.
Стоит изучить инструкции производителя, где указаны все предельные значения.
При выборе отопительного оборудования решающую роль играют следующие параметры:
- Мощность отопительного котла.
- Максимальный показатель давления.
- Диаметр предохранительного клапана.
Следует проверить регулятор давления в блоке на наличие диапазона, включающего параметры для конкретного котла. Давление настройки должно быть на 25-30% больше рабочего давления, необходимого для стабильной работы системы.
Время отклика и давление предохранительного клапана в системе отопления
Чем выше рабочее давление, тем меньше время работы оборудования. Для номинальных значений менее 2,5 атм разница между давлением в начале движения и при полном открытии клапана должна составлять 15 %, для более высоких параметров – 10 %.