Автоматический клапан сброса давления

Предохранительный или сбросный клапан – это инженерное устройство, предназначенное для регулировки рабочего давления воды в замкнутой или открытой системе отопления.

Устройство предотвращает нежелательные явления, связанные с неконтролируемым повышением температуры или давления.

Зачем нужен клапан сброса избыточного давления

Клапан сброса используется для удаления избыточного количества теплоносителя при превышении рабочего давления в системе. Устройство было разработано в соответствии законом Менделеева-Клапейрона, когда вода при нагревании начинает расширяться и в замкнутой системе оказывает критическое давление на стенки трубопроводов и другого оборудования.

Перегрев воды и ее кипение – нежелательное явление в системах отопления. Рост давления до критических показателей приводит к разгерметизации стыков и затворов, срыву вентилей и кранов, прорыву труб на уязвимых участках.

Клапан предназначен для предотвращения аварийной ситуации. Он представляет собой механизм, рассчитанный на спуск небольшого количества горячей воды, за счет чего в системе нормализуется рабочее давление.

Для этого устройство подключается к трубопроводу на подающем участке в составе т.н. группы безопасности вместе с воздухоотводчиком и манометром. Для сброса лишней жидкости к клапану подсоединяется отводящий патрубок, через который вода сбрасывается в канализацию.

Из чего состоит и как работает устройство

Клапан сброса представляет собой устройство в металлическом корпусе из латуни или нержавеющей стали. Внутри устройства расположен шток с пружиной, соединенный со специальной мембраной, на которую непосредственно давит рабочая среда, но при нормальных гидродинамических показателях ей противостоит пружина, которая удерживает мембрану в закрытом состоянии.

Оборудование работает по принципу прямого действия: рабочая среда при повышении температуры и увеличении объема давит на пружину, которая открывает отверстие и выпускает избыток горячей воды до тех пор, пока давление не нормализуется. После этого пружина давит на мембрану в обратном направлении, перекрывая отток рабочей среды.

Таким образом, как только давление воды в системе повышается выше критической отметки, пружина сжимается, открывая проходное отверстие для сброса лишней воды. После непродолжительного слива горячей воды давление в системе нормализуется, и пружина приводится в действие, закрывая клапан.

Кроме автоматического механизма, основанного на срабатывании пружины, у клапана есть рукоятка для ручного сброса воды, которая позволяет пользователю самостоятельно слить небольшое количество нагретого теплоносителя, когда показания манометра приближаются к критическим.

Важно! Сбрасывающее устройство устанавливается только на подающем участке системы отопления не дальше 50 см от котла. Между котлом и клапаном нельзя врезать какие-либо посторонние устройства (краны, вентили, отводчики и т.п.)

Разновидности клапанов сброса избыточного давления

Существует несколько общепринятых классификаций предохранительных клапанов. В зависимости от способа действия различают:

• клапаны прямого действия – устройства срабатывают при непосредственном воздействии рабочей среды на пружинный механизм;
• непрямого действия – работают при воздействии постороннего источника давления (гидравлической жидкости или электрического привода).

По типу нагрузки на мембрану устройство подразделяют на следующие виды:

• грузовые – наиболее распространенный механизм регулировки рабочего давления в системы;
• пружинные – противодействие давлению рабочей среды оказывает рычаг, который давит на шток, удерживая его в закрытом положении;
• рычажно-пружинные – гибридные устройства, оснащенные пружиной и рычажным механизмом;
• магнитно-пружинные – это клапаны непрямого действия, оснащенные электромагнитным приводом.

Современные производители предлагают и другие виды клапанов сброса избыточного давления.

Например, на рынке встречаются клапаны теплового сброса, которые реагируют не на повышение давления, а на возрастание температуры рабочей среды. Они могут обладать выносным или встроенным датчиком температуры, который работает на базе термочувствительной жидкости, расположенной в сильфоне.

При нагреве температуры воды до 95-100 градусов жидкость, находящаяся в капиллярной трубке колбы датчика, оказывает давление на мехи, которые открывают шток и обеспечивают слив перегретой воды для нормализации давления.

По способу управления клапаны делятся на две группы ручные и автоматические – управляются, соответственно, вручную или срабатывают автоматически при повышении давления рабочей среды. Кроме того, выделяют регулируемые и нерегулируемые. Регулировка позволяет устанавливать любой порог давления воды.

По типу рабочей среды существуют водяные и воздушные. Первые удаляют лишнюю жидкость, вторые сбрасывают из системы лишние газы, препятствуя завоздушиванию контуров в замкнутых системах отопления.

Существуют также регулирующие клапаны, оснащенные встроенным термостатом, который меняет пропускную способность устройства, приоткрывая или вовсе перекрывая отток рабочей среды. Такие устройства обычно устанавливаются при входе в радиатор отопления в помещении.

Как выбрать предохранительный клапан

Основной критерий выбора предохранительного устройства – технические параметры отопительной системы, указанные в проектной документации.

В большинстве современных закрытых систем отопления используются стандартные латунные предохранительные клапаны прямого действия.

Они подходят для установки в системы, работающие на дизельных, газовых или электрических котлах.При достижении критической температуры и давления предохранительный клапан практически мгновенно прекращает дальнейший нагрев рабочей среды и предотвращает аварию.

Простые латунные предохранительные клапаны рассчитаны на превышение давления рабочей среды до 3-6 бар.

При выборе клапана для дизельных, газовых и электрических котлов нужно выбирать предохранительные устройства, способные выдержать давление, на 20-25% превышающее нормальное рабочее давление в системе.

Для твердотопливных котлов, работающих на торфе, брикетах или угле, нужно более тщательно выбирать вид сбросников, т.к. твердое топливо не может прекратить горение моментально и еще некоторое время после выключения продолжают нагревать воду.

Для них подходят современные предохранительные клапаны теплового сброса, рассчитанные на максимальное рабочее давление 10 бар. То же самое относится к твердотопливным котлам в открытых системах отопления, в которых сбросные клапаны эффективнее всего работают, реагируя на повышение рабочей температуры, а не давления.

Важно! При выборе предохранительного устройства обязательно изучайте техническую документацию к котельному оборудованию. Производители обычно указывают необходимые технические параметры максимального давления и температуры, в соответствии с которыми покупаются сбросные клапаны.

Нежелательно выбирать дешевое инженерное оборудование от китайских производителей: оно обычно не отличается высоким качеством и быстро выходит из строя. Показателем износа является повышение количества срабатываний клапана.

Правила установки

В замкнутых системах отопления предохранительный клапан устанавливается в самой верхней точке подающего контура.

Между ним и котлом не должно быть каких-либо функциональных элементов (клапанов, вентилей, задвижек). Обязательное требование к монтажу устройства – строго вертикальное положение. Установка даже под небольшим углом приведет к подтеканию воды.

К сбрасывающему патрубку клапана подсоединяется отводной шланг, который направляют в канализационный сток. Желательно выбрать такое место установки устройства, чтобы обеспечить беспрепятственный доступ к нему в случае необходимости в обслуживании или замене.

Рекомендации по эксплуатации

Как и все виды инженерного оборудования, напрямую контактирующие с рабочей средой, предохранительные клапаны подвержены загрязнению.

Для нормальной работы оборудования его необходимо периодически прочищать. В противном случае устройство начинает пропускать воду даже при нормальном рабочем давлении. Металлическое устройство можно очищать с помощью обычного столового уксуса или спирта.

Важно! Даже если клапан начал подтекать, нельзя устанавливать на него заглушку, т.к. это чаще всего приводит к аварийной ситуации. Желательно как можно быстрее заменить устройство на новое, выбрав подходящее в соответствии с рабочим давлением воды.

Система отопления работающая под давлением, является потенциальным источником опасности. Задача владельца дома — сделать отопительную систему как можно более надежной и безопасной. Один из элементов, который это обеспечивает — предохранительный (аварийный) клапан сброса избыточного давления.

Назначение и место установки

Системы отопления закрытого типа работают под определенным давлением. Значительное повышение рабочего давления ведет к выходу из строя оборудования. Могут потечь соединения, лопнуть пластиковые детали и элементы. В самых неблагоприятных ситуациях может взорваться теплообменник котла. Это уже очень опасно и грозит не только залитым горячим теплоносителем полом, но и ожогами. Ведь температура нешуточная.

Защитить систему отопления от чрезмерно высокого давления и должен клапан сброса избыточного давления. Пока параметры системы находятся в пределах нормы, он никак себя не проявляет. Хотя с момента старта котла давление в системе плавно растет, его компенсирует расширительный бак, поддерживая стабильное состояние системы. Но может он делать это не бесконечно, хотя, при правильном расчете, на штатные ситуации его хватает. Если расширитель не справляется с задачей, давление начинает расти. Когда оно превышает пороговое, тут и срабатывает клапан сброса избыточного давления. Он просто выпускает часть теплоносителя, тем самым стабилизируя аварийную ситуацию.

То есть, клапан сброса избыточного давления в системе отопления работает в аварийных ситуациях. Поэтому еще его называют «аварийный». А еще- «сбросной», «спускной», «защитный» и «подрывной». Все это — названия одного и того же устройства.

Как выглядит предохранительный (аварийный) клапан для отопления

Как понятно из описания, при повышении давления выше определенного предела, просто выпускается некоторое количество теплоносителя из системы. Если вы пришли в котельную, а под аварийным клапаном образовалась лужа, значит — была нештатная ситуация, во время которой повышалось давление. Другой сигнализации нет. Так что на эти следы стоит обращать внимание. Стоит сразу проверить работоспособность самого клапана и мембранного бака. Скорее всего, причина в них. Если не обращать внимания на эти симптомы, через некоторое время можно столкнуться с проблемами: либо в системе что-то «полетит», либо разорвет водогрейный котел.

Место установки аварийного клапана отопления — на подающем трубопроводе, недалеко от котла

Из всего оборудования индивидуальной системы отопления, самым опасным является котел. Поэтому клапан сброса избыточного давления ставят или непосредственно на сам котел (если есть соответствующий выход под установку) или на подающей магистрали сразу после котла. Расстояние небольшое — 20-30 см от корпуса. Если в котле отсутствует этот вид арматуры (указано в описании), то его устанавливают в так называемой группе безопасности или ставят отдельно. Группа безопасности ставится на отвод от подающей магистрали сразу после котла (до первого ответвления и любого другого устройства), на котором установлены манометр, автоматический воздухоотводчик и клапан сброса избыточного давления.

Клапан сброса избыточного давления: виды, устройство, принцип работы

Есть два вида «подрывников» — рычажно-грузовые и пружинные. Рычажно-грузовые в отоплении частных домов не применяются, так что рассматривать их не имеет смысла. Поговорим о пружинных «сбросниках». Их устройство в разрезе мы видим на рисунке ниже.

Устройство пружинного предохранительного клапана для системы отопления

В металлический корпус вставлен запорно-регулирующий элемент или собственно, клапан, который принимает на себя давление теплоносителя. Он прижимается пружиной, сила упругости которой рассчитана на определенную нагрузку. Когда давление в системе отопления действует на клапан с силой, большей чем усилие пружины, она начинает сжиматься, диск приподнимается. В открывшийся зазор сливается некоторое количество теплоносителя, давление падает, пружина перекрывает поток. Вот так работает клапан сброса избыточного давления.

Определение условного сечения и порога срабатывания

Определиться с сечением аварийного клапана просто — он должен быть не меньше чем диаметр трубы подачи. В противном случае работать как надо он не будет. При установке не в составе группы безопасности, отводок делаем с легким уклоном в сторону котла (можно и вертикально, но точно не в обратную сторону). Если разводка у вас дюймовая, такой же трубой делаем отвод, такого же сечения ставим подрывной клапан. С этим понятно.

Может идти в составе группы безопасности или устанавливаться отдельно

Порог срабатывания определяется исходя из рабочего давления системы. Для нормальной работы он должен быть на 20-30% выше. Если ваше отопление работает при 1,2 Бар, то срабатывать клапан сброса избыточного давления должен при 1,45-1,55 Бар.

Не всегда есть возможность найти аварийный клапан с нужной величиной срабатывания. Можно либо взять с близкими параметрами, либо найти регулируемый (на 1,5 Бара есть).

Правила установки, регулярность замены

Устанавливается аварийный клапан всегда на подаче, после котла. При этом соблюдаются такие правила:

• Если сбросной клапан устанавливается отдельно, перед ним ставится манометр — для контроля за состоянием системы.
• Ставится на расстоянии 20-30 см от котла.
• Отвод делают трубой того же диаметра, что и трубопровод подачи. Для максимально точного определения давления он может иметь небольшой уклон в сторону котла.
• Между котлом и подрывным клапаном нельзя ставить запорные устройства (краны, обратные клапана и т.д.).
• В системах с естественной циркуляцией это устройство ставят в самой высокой точке системы.

Ставится недалеко от котла (во многих моделях стоит в самом котле, в некоторых котлах есть место под установку)

Для того чтобы сбрасываемый теплоноситель не вытекал на пол, на выходной патрубок можно надеть шланг. Его можно опустить в емкость или вывести в канализацию. Но в таком случае необходимо каким-то образом отслеживать срабатывание — поставить сигнализацию. Ведь он не просто так стравливает, а по какой-то причине.

Еще один важный момент: после нескольких срабатываний (5-6) клапан сброса избыточного давления надо заменить. Это связано с износом пружины. Устройство начинает работать некорректно. Стоит клапан немного, так что это ненакладно. Единственный неприятный момент — перед ним нельзя ставить запорные устройства. Поэтому снять аварийный клапан, можно только полностью остановив систему и снизив давление до атмосферного. Вот в этом вся загвоздка.

Где установить клапан сброса избыточного давления

Улучшить ситуацию можно, если поставить отсечные краны после подрывника. В этом случае хотя бы не придется сливать теплоноситель с системы, а только с котла, что уже не так страшно.

Почему подтекает аварийный клапан

В случае появления под предохранительным клапаном лужицы, надо проводить ревизию в системе. Если длительное время не обращать внимания на этот симптом, может даже взорваться котел. Так что сразу проверяем возможные причины:

• В расширительном баке слишком низкое давление и он не справляется с задачей. Проверяем давление в мембранном баке. Для этого в верхней части есть золотник, к нему подключаем манометр и смотрим показания. Должно быть на 0,2-0,5 Бар меньше , чем рабочее давление системы. Если слишком низкое, берем насос и через тот же золотник подкачиваем.
• В мембранном баке повредилась мембрана. Выход — меняем мембрану или ставим новый бачок.
• Мембранный бак меньшего размера, чем необходимо для системы (10% от объема системы). Если объем действительно мал, либо ставим второй бак, либо меняем на больший.
• Перегревается теплоноситель (закипает). Для решения проблемы необходимы схемные решения, требуется модернизация схемы. Более щадящий, но временный выход — снижение интенсивности горения.

Если не обращать внимания на капающий подрывной клапан, может ворваться котел

Еще раз обращаем ваше внимание на то, что лужица под аварийным клапаном — повод для беспокойства и сигнал о том, что надо провести ревизию компонентов системы, отвечающих за стабилизацию давления.

Клапан сброса избыточного давления воздуха — несложное, но надежное устройство, обеспечивающее безопасность компрессоров. В случае превышения допустимого давления в системе он произведет аварийный сброс воздуха в атмосферу. Предохранительную арматуру нужно правильно устанавливать и эксплуатировать — только тогда она сможет защитить вас от аварии.

Зачем нужен клапан сброса избыточного давления

Устройство предназначено для защиты системы от превышения рабочего давления. Аварийная арматура срабатывает при превышении порогового значения давления, открывается и выпускает в атмосферу часть воздуха. Напор при этом понижается до нормального, и клапан сброса давления воздуха закрывается.

При остановке компрессора в его цилиндрах остается сжатый воздух. Разгрузочный клапан срабатывает при выключении двигателя, производя сброс воздуха в атмосферу.

Если этого не сделать, последующий запуск агрегата будет затруднен или даже невозможен.

Кроме того, хранение компрессора без повышенного давления в цилиндрах повышает его ресурс.

Аварийная арматура сброса воздуха обязательно должна быть установлена на компрессоре на случай выхода из строя реле прессостата.

Из чего состоит и как работает устройство

Конструкция состоит из следующих основных деталей:

• корпус, отлитый из стальных сплавов или латуни;
• входной и выходной патрубки, отлитые заодно с корпусом;
• седло, к которому прижат запорный элемент;
• запорный элемент-диск или шарик, присоединенный к штоку;
• пружина, размешенная в корпусе вокруг штока.

При нормальном или пониженном напоре воздуха сила сжатия пружины плотно прижимает запорный элемент к седлу. Просвет для прохода воздуха закрыт.

Как только напор начинает превышать значение срабатывания, он преодолевает силу пружины и начинает отжимать запорный элемент от седла. Открывается просвет для прохода воздуха. Происходит сброс воздуха в атмосферу, напор его внутри системы снижается. Сила пружины снова преодолевает силу напора и отжимает запорный элемент обратно к седлу. Затвор закрывается и готов к следующему рабочему циклу сброса воздуха.

Разновидности клапанов сброса избыточного давления

По способу прижатия запорного элемента к седлу устройства подразделяются на следующие виды:

• Пружинные. Сила упругой деформации металла пружины удерживает затвор в закрытом состоянии. Она подбирается таким образом, чтобы напор, превышающий заданный уровень, отжимал запорный элемент от седла. Пружинные модели выпускаются как на постоянное давление срабатывания, так и с возможностью его регулировки. Для этого в конструкцию добавляют регулировочный винт, предварительно сжимающий или ослабляющий пружину. В ходе эксплуатации пружина понемногу теряет свою упругость, и значение срабатывания может измениться.
• Рычажно грузовые. Для прижатия используется сила земного притяжения, воздействующая на груз, подвешенный на конце рычага. Такая система обладает широкими возможностями для регулировки значения срабатывания. Для его увеличения груз передвигают к концу рычага, для уменьшения- ближе к корпусу. Кроме возможностей для точной регулировки, эта конструкция обладает еще одним достоинством: стабильностью значения давления сброса на длительных промежутках времени. Рычажные устройства отличаются большими габаритами и массой. Они применяются в качестве предохранительного клапана для компрессоров большой производительности, установленных стационарно.
• Электромагнитные. В этих передовых устройствах для прижатия запорного элемента используется электромагнитный привод- соленоид. Такие устройства работают в качестве исполнительного элемента централизованной автоматизированной системы управления. Датчик давления может размещаться рядом с затвором, а можем находиться в совсем другой части системы. Большинство из них снабжаются дополнительно рабочей пружиной. При пропадании электропитания или связи с управляющей системой клапан сброса превращается в обычный механический.

По способу присоединения арматура сброса делится на следующие типы:

• Резьбовые. Наиболее распространяемый тип для устройств сброса малого давления. Легки в монтаже и демонтаже даже для неподготовленного персонала- для этого достаточно гаечного ключа. Чаще всего используются как аварийный клапан мобильного компрессора небольшой мощности.
• Фланцевые. Сложнее в монтаже и дороже, обеспечивают высокую герметичность. применяются в системах среднего и высокого давления.
• Сварные. Обеспечивают максимальную герметичность и надежность. Сложны в монтаже/демонтаже, требуется специальное оборудование и подготовленный персонал.

По материалу, из которого изготовлено устройство, различают:

• Стальные. Обладают высокой прочностью и большим ресурсом. Выдерживают большое давление.
• Латунные. Отличаются высокой коррозионной стойкостью и большим ресурсом.
• Пластмассовые. Дешевы, но рассчитаны на невысокие значения напора.

Правила установки

Клапан сброса избыточного давления должен устанавливаться как можно ближе к компрессору. На мобильных агрегатах малой мощности место установки предусмотрено заводом изготовителем. При монтаже распределенных стационарных систем расстояние от выхода компрессора до затвора не должно превышать 1,5 метра. Недопустимо устанавливать аварийное устройство сброса после запорной арматуры. Если вентиль по каким-либо причинам окажется закрыт, клапан не сможет выполнить своей защитной функции, и повышенный напор может серьезно повредить оборудование или даже вызвать аварию с угрозой для жизни и здоровья работающих рядом людей.

Перед установкой или заменой клапана необходимо провести полный сброс напора в системе и обесточить двигатель компрессора. Резьбовое соединение следует обмотать уплотнителем-лентой ФУМ или сантехнической нитью. Вначале резьбовое соединение закручивают вручную, и только убедившись в том, что резьба зашла ровно, можно прикладывать значительные физические усилия по ее затяжке ключом.

После установки клапана нужно провести его испытания, повысив давление в системе до порогового значения. Он должен сработать и провести сброс. Если этого не произошло, установку эксплуатировать недопустимо, пока не будет выяснена и устранена причина сбоя. Если клапан регулируемый, необходимо регулировочным ключом-шестигранником выставить его рабочее значение сброса, пользуясь встроенным в блок управления компрессором манометром.

Рекомендации по эксплуатации

В ходе эксплуатации клапана сброса давления воздуха следует соблюдать правила, изложенные в руководстве пользователя от завода- изготовителя.

Клапан нужно содержать в чистоте, не допускать попадания на него пыли, влаги и других загрязнений. Недопустимо также закрашивать клапан кистью или из краскопульта. Это может привести к загрязнению выходного патрубка и выходу устройства из строя.

Периодически, не реже раза в месяц, следует проводить испытания клапана на предельное давление. Если клапан по каким-либо причинам не срабатывает на испытаниях, эксплуатацию агрегата следует прекратить до их выяснения и устранения.

Проводить такие испытания следует и после любого снятия клапана с агрегата, даже если демонтаж не был связан с его ремонтом или заменой.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.