Группа безопасности котла в системе отопления: принцип работы, уствановка, подключение

Устройство и назначение группы безопасности

В сущности, этот простой элемент состоит из трех разных приборов, установленных на общем коллекторе. Последний изготавливается из латуни или нержавеющей стали и имеет 3 посадочных места в виде отверстий с резьбой.

Снизу коллектор оснащен резьбовой муфтой для присоединения к системе отопления. Сверху к нему прикручиваются:

• манометр;
• автоматический воздухоотводчик;
• сбрасывающий предохранительный клапан.

Соответственно, группа безопасности отопления объединяет в себе 3 функции, разберем каждую из них подробнее. Манометр служит для визуального контроля за давлением воды в котловом баке и системе в целом. Также он играет важную роль при заполнении сети трубопроводов и настройке давления в том случае, когда система отопления – закрытого типа.

Основная функция воздухосбрасывателя — сервисная. Внутри него имеется камера с поплавком, механически связанным с клапаном, что открывается при отсутствии воды. Задача прибора — удалять воздух при заполнении котла и системы теплоносителем, а также в процессе эксплуатации. Есть и дополнительная функция – выпуск первых порций пара, образующегося в котловом баке при перегреве.

Предохранительный клапан – это аварийное устройство, сбрасывающее воду, пар или их смесь в случае превышения установленного порога давления. Получается, что принцип работы группы безопасности котла заключается в контроле и предупреждении аварийных ситуаций, связанных с закипанием теплоносителя в водяной рубашке теплогенератора. Ведь что при этом происходит? Сначала манометр регистрирует рост давления, потом появляющийся пар уходит через воздухосбрасыватель, и последняя стадия – сброс воды или пароводяной смеси из системы предохранительным клапаном.

Если бы группа безопасности в системе отопления отсутствовала, то за перегревом неминуемо последовал бы взрыв оболочки агрегата со всеми вытекающими последствиями. А так, если не предпринимать никаких действий, сбросной клапан будет сливать воду до тех пор, пока давление не войдет в допустимые рамки. В подавляющем большинстве котельных установок верхний порог давления составляет 3 Бар, хотя есть экземпляры с максимальным рабочим давлением 1.6—2 Бар.

Рекомендации по выбору

Приобретая блок безопасности для системы отопления индивидуального дома полезно воспользоваться следующими рекомендациями:

• Порог срабатывания выпускного клапана не должен превышать аналогичные предельно допустимые параметры котельного оборудования, точнее его теплообменника.
• Типовой котел рассчитан на функционирование при напоре рабочей среды в 2 или 3 бара. Если в торговой сети не удалось обнаружить подходящий спускной прибор, можно приобрести модель с более высокими характеристиками и затем ее доработать. Один из вариантов переделки — растянуть и обрезать пружину в выпускном клапане, снизив тем самым порог его срабатывания.
• Не стоит уделять чрезмерное внимание температурным параметрам аварийный арматуры. Как правило, она рассчитана на функционирование в рабочей среде температурой до + 110 °С, что вполне достаточно для бытовых систем с теплоносителем, нагреваемым не более чем на 80 °С.
• Резьбовой патрубок коллектора подбирают таким образом, чтобы его можно было монтировать без дополнительных элементов в отвод или тройник на трубопроводе.
• Если вместо воды используют антифриз, обладающий более высокой проникающей способностью, важным становится качество изготовления приборов и их уплотнений. В этом случае рационально отдать предпочтение более дорогим приборам от европейских производителей. Также прокладки должны быть сделаны из термостойкого жесткого паронита, который выдерживает большее прижимное усилие, чем резина.
• Латунь с точки зрения коррозионной устойчивости практичнее всех материалов изготовления коллекторов, которыми могут быть оцинкованная сталь, нержавейка или чугун. Также она электрохимически совместима с аналогичными фитингам приборов и подходит к ним по коэффициенту теплового линейного расширения, что снижает вероятность протечек. Поэтому нерационально с точки зрения копеечной экономии приобретать узел безопасности из различных материалов.
  

Рис. 8 Монтажная схема обвязки твердотопливного котла

Где устанавливается расширительный бак на отопление

Итак, установка бачка зависит от типа системы отопления и назначения самого резервуара. Вопрос не в том, для чего нужен расширительный бак, а в каком месте он должен скомпенсировать расширение воды. То есть, в тепловой сети частного дома может стоять не один такой сосуд, а несколько. Вот перечень функций, возлагаемых на различные расширительные емкости:

• компенсация теплового расширения воды в закрытых системах отопления;
• в открытых сетях резервуар выполняет 2 функции – воспринимает лишний объем теплоносителя и удаляет воздух из системы в атмосферу;
• в определенных условиях мембранный бак служит дополнением к штатному расширительному бачку газового котла;
• поглощать излишки нагретой воды в сети горячего водоснабжения.

Находясь в наивысшей точке системы открытого типа, бачок работает как воздухоотводчик

В открытых тепловых сетях вода в резервуаре контактирует с атмосферным воздухом. Поэтому установка расширительного бака предусматривается в наивысшей точке – на стояке, идущем от котла. Зачастую эти системы делаются самотечными, с увеличенными диаметрами трубопроводов и большим количеством теплоносителя. Вместительность бака должна быть соответствующей и составлять около 10% от общего объема воды. Куда, как не на чердак, ставить такой габаритный резервуар.
Отопительные системы закрытого типа отличаются тем, что мембранный расширительный бак для воды полностью герметичен. Оптимальный вариант монтажа – в помещении котельной, рядом с остальным оборудованием. Другое место, где иногда приходится устанавливать закрытый расширительный бачок для отопления – это кухня в небольшом доме, поскольку там размещен котел.

В системах закрытого типа, работающих на незамерзающем теплоносителе, объем резервуара следует увеличить до 15% от общего количества жидкости. Причина — повышенный коэффициент теплового расширения гликолевых антифризов.

6 Подключение к контуру

Перед тем как установить систему безопасности, нужно определить место для монтажа. Существуют правила, которые следует выполнять:

1. 1. Выбор горизонтального участка на подающей магистрали после агрегата.
2. 2. В некоторых случаях монтаж предусмотрен непосредственно на котёл, где сверху встроен специальный разъём.
3. 3. Расстояние между прибором отопления и группой защиты не должно быть больше 1,5 метра.
4. 4. Для трубы, которая идёт вертикально вверх от котла, например, на второй этаж нужно сделать разветвление. Для этого используется уголок таким образом, чтобы группа защиты могла располагаться горизонтально, а приборы «смотрели» вверх.
5. 5. Для котла, обладающего большой мощностью, возможен монтаж ещё одного блока безопасности.

Важное правило, требующее выполнения — не устанавливать запорную арматуру между защитной группой и теплогенератором. Во избежание травмы, проверяя предохранительный клапан или при его срабатывании, необходимо подключение дренажной трубки к устройству и выведение её в канализацию

Нужно своевременно проверять функционирование аварийного прибора методом открывания колпачка в направлении, указанном стрелкой.

После проведённого монтажа группы безопасности необходима проверка работы всех элементов. Чтобы начать эксплуатацию воздухоотводчика, требуется открутить верхний колпачок для удаления воздуха. Затем крышку возвратить на место, но прибор должен остаться приоткрытым.

Твердотопливные агрегаты, отапливаемые дровами и углем, нередко оснащены специальным штуцером для крепления блока безопасности. Об этом оговаривается в документации на изделие, поэтому не нужно будет выбирать место для монтажа.

Как выбрать группу безопасности для системы отопления частного дома

Выбрать подходящую модель не сложно, смотреть нужно на:

1. Максимально допустимую мощность системы (кВт), на которую рассчитан узел. Обычно это 44, 50 или 55 кВт. Если система имеет меньшую мощность – отлично, если же большую – необходимо искать более прочный вариант.
2. Давление срабатывания предохранительного клапана. Как правило, в готовые узлы устанавливают клапаны с фиксированным значением – 1,5 бар, 3 бар, 4 или 6 бар. Давление срабатывания должно соответствовать максимально допустимому рабочему давлению наиболее уязвимого элемента систем отопления – обычно это стальной теплообменник котла, рассчитанный на 2 или 3 бар. Предохранительные клапаны на 2 бар, несмотря на достаточный спрос, в продаже найти трудно, выход из ситуации – собрать узел своими руками, купив предохранительный клапан и прочие элементы по отдельности (об этом смотрите далее).
3. Рабочая температура – это допустимая температура теплоносителя, практически у всех современных моделей она в пределах -10°С – 110°C, чего более, чем достаточно.
4. Совместимость с теплоносителем – если вместо воды в качестве теплоносителя используется антифриз.
5. Диаметр резьбового соединения – оно может быть диаметром 1″, 1/2″ или 1,4″. Можно подобрать и несоответствующий по диаметру резьбы узел, но тогда придется позаботиться о подборе переходника, что не всегда просто.

Важно обратить внимание и на материал изготовления, оцинкованная сталь или нержавейка – хороший, но не лучший вариант. Более дорогими, но более прочными, износостойкими и еще более устойчивыми к коррозии являются изделия из латуни. Материал изготовления не всегда указывается в характеристиках, кроме того, коллектор может быть изготовлен из стали, а остальные элементы – из латуни. Отличить латунь можно по характерному однотонному, матовому цвету (бронзово-золотистому или серебристому, в зависимости от сплава).

Как подключить твердотопливный котел

Каноническая схема подключения твердотопливного котла содержит два главных элемента, позволяющих ей надежно функционировать в системе отопления частного дома. Это группа безопасности и смесительный узел на основе трехходового клапана с термоголовкой и датчиком температуры, показанные на рисунке:

Всегда открытый выход смесительного клапана (левый патрубок на схеме) должен быть направлен к насосу и теплогенератору, иначе циркуляции в малом котловом контуре не будет

Представленная схема показывает, как подключить агрегат правильно и применяется с любыми котлами на твердом топливе, в том числе — пеллетными. Вы можете найти различные общие схемы отопления – с теплоаккумулятором, бойлером косвенного нагрева или гидрострелкой, на которых данный узел не показан, но он там должен быть обязательно. Способ защиты от выпадения влаги в топке подробно рассматривается на видео:

Задача группы безопасности, устанавливаемой прямо на выходе подающего патрубка твердотопливного котла, — сбрасывать в автоматическом режиме давление в сети при его росте сверх установленного значения (обычно – 3 Бар). Этим занимается предохранительный клапан, а кроме него элемент оснащен автоматическим воздухоотводчиком и манометром. Первый выпускает появляющийся в теплоносителе воздух, второй служит для контроля над давлением.

Как работает схема

Смесительный узел, предохраняющий теплогенератор от конденсата и температурных перепадов, работает по такому алгоритму, начиная от растопки:

1. Дрова только разгораются, насос включен, клапан со стороны системы отопления закрыт. Теплоноситель циркулирует по малому кругу через байпас.
2. При повышении температуры в обратном трубопроводе до 50—55 °С, где стоит накладной датчик выносного типа, термоголовка по его команде начинает нажимать на шток трехходового клапана.
3. Клапан потихоньку открывается и холодная вода понемногу поступает в котел, смешиваясь с горячей из байпаса.
4. По мере того как прогреваются все радиаторы растет общая температура и тогда клапан перекрывает байпас полностью, пропуская весь теплоноситель через теплообменник агрегата.

Данная схема обвязки – самая простая и надежная, ее монтаж можно спокойно выполнить своими руками и таким образом обеспечить безопасную работу твердотопливного котла. Касательно этого есть парочка рекомендаций, особенно при обвязке дровяного отопителя в частном доме полипропиленом или другими полимерными трубами:

1. Участок трубы от котла до группы безопасности сделайте из металла, а дальше прокладывайте пластик.
2. Толстостенный полипропилен плохо проводит тепло, из-за чего накладной датчик станет откровенно врать, а трехходовой кран – запаздывать. Для корректной работы узла участок между насосом и теплогенератором, где стоит медная колба, тоже должен быть металлическим.

Подключение медными трубами не защитит полипропилен от разрушения в случае перегрева ТТ-котла. Зато позволит корректно работать термодатчику и предохранительному клапану на группе безопасности

Другой момент – место установки циркуляционного насоса. Лучше всего ему стоять там, где он изображен на схеме – на обратке перед дровяным котлом. Вообще, ставить насос можно и на подаче, но вспомните, о чем говорилось выше: при аварийной ситуации в подающем патрубке может появиться пар.

Насос неспособен перекачивать газы, поэтому при заполнении камеры паром крыльчатка остановится, циркуляция теплоносителя прекратится. Это ускорит возможный взрыв котла, ведь он не будет охлаждаться протекающей из обратки водой.

Способ удешевления обвязки

Схему защиты от конденсата можно удешевить, если поставить трехходовой смесительный клапан упрощенной конструкции, не требующий подключения накладного температурного датчика и термоголовки.  В нем уже вмонтирован термостатический элемент, настроенный на фиксированную температуру смеси 55 либо 60 °С, как это изображено на рисунке:

Специальный 3-ходовой клапан для твердотопливных отопительных агрегатов HERZ-Teplomix

Установка такого элемента однозначно позволяет сэкономить на обвязке ТТ-котла. Но при этом теряется возможность изменения температуры теплоносителя с помощью термоголовки, а ее отклонение на выходе может достигнуть на 1—2 °С. В большинстве случаев эти недостатки несущественны.

Особенности

Установка группы безопасности в закрытую систему отопления происходит чаще всего в частных домах с газовым котельным оборудованием.

Его применение чревато возникновением следующих негативных моментов:

• Из-за небольшой тяги в дымоходе появляется реальная опасность угореть.
• Обычно подающий газовый трубопровод имеет отклонение от нормы внутреннего давления в ту или иную стороны.
• Запальник иногда гаснет.

Каждая из перечисленных ситуаций может стать причиной затухания основной горелки, с последующим проникновением газа в жилое помещение. Именно поэтому практикуется подключение группы безопасности к системе отопления старого образца. В некоторых газовых котлах имеется циркуляционный насос, отвечающий за равномерность подачи теплоносителя в каждую из линий.

Как правильно собрать узел своими руками

Правильно скомпонированная группа безопасности должна быть в форме тризубца, чтобы воздухоотводчик находился посередине, непосредственно над патрубком под группу безопасности. Так воздух в него будет поступать гарантированно, без каких-либо препятствий.

Самодельная группа безопасности включает в себя такие элементы:

• манометр, автоматический воздухоотводчик и предохранительный клапан;
• 2 стальных или латунных угольника под 90° с внешней и внутренней резьбой (диаметр подбирается под диаметр резьбы модулей и крестовины);
• 1 стальная или латунная крестовина;
• 1 муфта/ниппель для соединения узла готового узла с тройником системы отопления;
• пакля или силикон для уплотнения соединений (ФУМ-лента не рекомендуется, поскольку деформируется при температурах свыше 70-80°C).

Соединяем элементы в соответствии с фото ниже, подключаем к системе отопления и проверяем работоспособность.

Пример узла, собранного своими руками.

Установка

Как правило, система продается в базовой комплектации со всеми необходимыми деталями и устройствами. Собрать и установить блок безопасности можно без особых усилий своими руками. Это довольно быстрый процесс. Можно не покупать готовый набор, но в этом случае каждую часть необходимо тщательно подбирать. Стоимость самодельной группы безопасности будет меньше готовой ориентировочно в 2 раза. Чтобы установить блок правильно, нужно ознакомиться с некоторыми нюансами работ.

Для самостоятельной сборки потребуется:

• аварийный клапан;
• автоматический воздухоотводчик;
• манометр;
• пара углов (один с внутренней, а второй с наружной резьбой);
• переходники;
• крестовина;
• ниппель;
• газовые ключи;
• средство для герметизации;
• лён.

Процесс сборки конструкции начинается с того, что углы соединяются с крестовиной. На этом этапе используется лён, им следует покрыть весь периметр резьбы. После этого распределяется небольшое количество герметика, углы вкручиваются гаечными ключами. Также происходит и установка трех остальных главных элементов.

Если группа безопасности для отопления приобретена или уже собрана, необходимо произвести проверку на правильность работы всех ее частей и удостовериться в отсутствии протечек. Затем можно ставить систему.

Следует подобрать такое место для установки, чтобы была возможность легко увидеть показания манометра. Кроме того, между котлом и блоком безопасности должны отсутствовать какие-либо другие элементы, так как это может способствовать аварии.

Кран также не должен располагаться перед конструкцией. Данная ошибка очень распространена. Если ее допустить, группа не сможет выполнять свое прямое предназначение.

Существует два способа монтажа группы безопасности:

• монтирование на втулку, идущую из котла;
• посредством врезания в трубопровод, который расположен на выходе теплогенератора.

К аварийному клапану стоит подключить пластиковую трубку так, чтобы другой конец был подведен к какой-либо емкости или прямо к канализации. Благодаря этому использование оборудования станет еще более безопасным. При установке также следует учесть, что предохранительный клапан и воздухоотводчик необходимо располагать в вертикальном положении. По окончании монтажа группа безопасности активируется при помощи колпачка на воздуховоде. Его нужно открыть, но не снимать совсем.

Таким образом, для грамотной установки аварийного оборудования стоит соблюдать несколько простых правил, тогда монтаж пройдет легко и без каких-либо последствий.

• Блок безопасности необходимо устанавливать на трубопроводе самым первым. Это самый важный момент, который нужно запомнить.
• Расстояние от патрубка до системы должно быть не больше 1,5 метров.
• Разную запорную арматуру устанавливать нельзя, иначе произойдет отсечение системы безопасности.

Рекомендуется проводить регулярный осмотр оборудования, очищать его от загрязнений. Это необходимо делать примерно 1 раз в месяц и перед началом каждого отопительного сезона.

Требования к установке и эксплуатации

Для эффективной защиты котла к установке группы безопасности предъявляют ряд требований:

1. Коллектор врезается в подающую магистраль как можно ближе к котлу и размещается выше него.
2. Отсечной вентиль на подаче устанавливается после группы безопасности. Если владелец котла не открыл его по невнимательности перед розжигом, сработает предохранительный клапан.
3. Если на коллекторе есть фланец с монтажными отверстиями, устройство нужно закрепить на стене. Все элементы группы безопасности должны находиться в строго вертикальном положении.
4. Проходное сечение трубопровода в месте установки группы безопасности должно составлять не менее 15 мм.
5. Если сбросное отверстие подключается к канализационной системе, необходимо обеспечить воздушный разрыв струи. Это предотвратит заражение теплоносителя патогенными микроорганизмами.

В процессе эксплуатации группы безопасности котла проверка срабатывания предохранительного клапана выполняется не реже одного раза в полгода. В большинстве таких устройств есть поворотная рукоятка. Если в конце вращения по часовой стрелке слышится щелчок, клапан работает нормально.

При заполнении системы отопления теплоносителем автоматический воздухоотводчик группы безопасности должен быть закрыт. Воздух удаляют через кран Маевского, установленный в верхней точке системы отопления.

Монтаж самодельной автоматики

Качественные изделия известных производителей достаточно дороги. Например, стоимость группы безопасности для котлов итальянского бренда Icma составляет 40—43 у. е. Если купить комплектующие того же производителя и собрать предохранительную автоматику самостоятельно, то цена выйдет существенно ниже:

• клапан предохранительный – 6 у. е.;
• манометр – 10 у. е.;
• воздухоотводчик автоматический – 5 у. е.;
• крестовина латунная DN 15 в качестве коллектора – 2.2 у. е.

Итого сумма за группу безопасности, собранную своими руками, — 23.2 у. е., выгода очевидна.

При выборе комплектующих обязательно учтите советы нашего эксперта, основанные на многолетней практике:

1. Не гонитесь за абсолютной дешевизной при покупке предохранительных клапанов. Китайские изделия начинают протекать после первого срабатывания либо не сбрасывают давление вовсе.
2. Манометры «родом» из Поднебесной зачастую врут. Если при заполнении системы теплоносителем прибор занизит показания, то после нагрева напор в сети подскочит до критического и случится авария.
   Сборка самодельного блока
3. Подбирайте предохранительный клапан по рабочему давлению котла, указанному в техническом паспорте.
4. Не покупайте воздухоотводчик углового типа, только прямого. Первый создает повышенное сопротивление выходящему воздуху.
5. Крестовина должна быть сделана из качественной толстостенной латуни. При выборе сравните вес дешевой и дорогой детали на ладони и ощутите разницу.

Для справки. Подавляющее большинство газовых и дровяных теплогенераторов работает с максимальным давлением воды 3 Бар. Исключение – цилиндрические отопители длительного горения Stropuva (max — 2 Bar) и вовсе дешевые котлы с тонкими стенками (max — 1.5 Bar).

Смонтировать самодельную группу безопасности довольно просто. В верхний вывод крестовины вкрутите воздухосбрасыватель, а на боковые установите манометр и предохранительный клапан в любом порядке. Готовый элемент врежьте в магистраль рядом с котлом согласно схеме

Если вы желаете максимально обезопасить твердотопливный отопительный агрегат, обратите внимание на клапаны теплового сброса. Они работают в паре с основной группой и в случае перегрева сбрасывают теплоноситель из водяной рубашки котла, запуская внутрь холодную воду из водопровода. Разновидности изделий и схемы подключения описываются в нашей более ранней публикации.

Сфера применения

Описанное выше комплектное изделие нужно далеко не во всех системах отопления. Например, в настенных газовых котлах автоматика безопасности уже есть. Показания манометра и термометра можно вывести на экран панели управления, а предохранительный клапан и воздухоотводчик находятся под панелью. «Начинающие» владельцы настенных котлов часто пугаются, когда через отверстие в нижней части корпуса выходит несколько капель воды. Не все знают, что это — результат срабатывания клапана сброса избыточного давления.

Не нужна группа безопасности и в открытых гравитационных системах отопления. Давление в них никогда не поднимается до небезопасных значений, а воздух выходит через открытый расширительный бак.

В соответствии с правилами безопасной эксплуатации напольных газовых и твердотопливных котлов, подключенных к закрытой системе отопления, группа должна быть обязательно установлена в обвязке. Помимо основной задачи, а именно защиты теплообменника и трубопроводов, она является хорошим средством диагностики неисправностей.

В качестве примера можно привести следующую ситуацию. Рабочее давление при остывшем теплоносителе ниже минимального. Владелец котла включает подпитку, «догоняет» давление, а затем загружает топливо. После прогрева теплоносителя стрелка манометра доходит до максимума, а затем срабатывает предохранительный клапан. Котел работает нормально до полного прогорания загрузки, а затем (после некоторого снижения температуры ситуация повторяется: давление снова ниже минимума. Причина — неправильная работа мембранного бака. Возможно два варианта:

• Разрушена мембрана. После выкручивания ниппеля из отверстия идет вода.
• Упало давление в воздушной камере. Нужно проверить герметичность ниппеля и заменить его при необходимости. После этого камеру можно накачать шинным насосом до «паспортного» давления.

Принцип работы системы с мембранным баком.

Рейтинг популярных моделей

Среди производственных компаний, занимающихся разработкой предохранительной арматуры, можно выделить такие популярные фирмы: Watts и Valtec. Производитель Watts славится довольно обширным ассортиментным рядом приборов для отопительной системы, в числе которых важное место занимает блок безопасности.

Серия KSG имеет различные устройства резьбового корпуса, отличающиеся своими размерами (от стандартных до компактных) и материалом изготовления:

• чугун;
• сталь;
• латунь.

Дополнительно некоторые модели идут в комплекте с теплоизоляционными кожухами. Для агрегатов из линейки KSG характерно оснащение сбросным клапаном, рассчитанным на критическое давление в 3 бара. Монтаж в отопительную магистраль производится посредством разъема диаметром 1 дюйм с внутренней резьбой.

Модельный ряд KSG фирмы Watts, предназначенный для функционирования в схеме котельной с теплогенераторами, мощностью 50-200 кВт

Компания Valtec не уступает по качеству своей продукции предыдущему бренду. Фирмой представлены линейки приборов для котлов и расширительных бачков — серия VT 460 и VT 495 соответственно.

Модельный ряд VT 460 рассчитан на функционирование с бытовыми отопительными агрегатами мощностью до 44 кВт, при максимальном давлении в 3 бара. Однако цены на готовые приборы далеко не дешевые, поэтому целесообразным можно назвать решение самостоятельной сборки такого блока.

Фирма Valtec разрабатывает защитные блоки, предназначенные для любых видов теплогенераторов. Характерной особенностью серии VT 460 является упаковка модулей группы безопасности в корпус из латуни компактных размеров

Система безопасности для отопления закрытого типа — принцип работы приборов

Любой аварийный блок собирается в одном корпусе, благодаря чему упрощается монтаж и повышается его надежность за счет меньшего количества стыковых соединений.

Обычно в комплектации узел поставляется в разобранном виде, то есть отдельно располагается консоль, на которую затем крепят выпускной клапан, воздухоотводчик и манометр. Рассмотрим, что такое группа безопасности и из чего она сделана.

Рис. 2 Принцип работы и устройство клапанов выпуска

Спускной клапан

Спускной клапан имеет простейшую конструкцию и состоит из корпуса и подпружиненного затворного элемента, накрытого сверху защитным колпаком.

При повышении давления в системе за счет расширения нагретой жидкости она давит на клапанный запор. Он поднимается вверх и тепловой носитель свободно протекает по перпендикулярно расположенному по отношению к подсоединительному патрубку каналу.

В некоторых приборах имеется поворотный колпак, позволяющий открывать выпускной канал вручную. Обычно выпускные клапаны имеют внутреннюю (ВР) или наружную (ВН) резьбы на подсоединительном патрубке. Боковой отвод помимо резьбовой насечки может быть выполнен в виде штуцера типа елочка для подключения гибкого шланга.

Основной материал изготовления подавляющего количества выпускных клапанов — латунь. Повсеместная замена металлов полимерами также коснулась и данного вида арматуры — в торговой сети встречаются приборы, изготовленные из термостойких пластиков.

В технических характеристиках на выпускные клапаны указывают два основных параметра: давление их срабатывания (для бытовых отопительных систем обычно 3 — 5 бар) и условный диаметр подсоедительного, выходного патрубков в дюймах или миллиметрах. Типовые размеры — 1/2 (12,7 мм), 3/4 (18 мм) или 1 дюйм (25,4 мм).

Обычно производитель не указывает верхний температурный порог функционирования приборов, поэтому потребителю полезно знать, что согласно госстандартам арматура из цветных металлов для водоснабжения и отопления может функционировать при температурах рабочей среды до 200 °С.

Рис. 3 Конструкция воздухоотводчика

Автоматический воздухоотводчик

Воздухоотводчики для стравливания воздуха выпускают разных конструкций, но принцип их работы во всех приборах одинаков.

Стандартный элемент имеет корпус в виде бочки, на верхней крышке которого расположено выпускное отверстие (ниппель).

При повышенном содержании воздуха в отопительной жидкости он поднимается вверх и собирается в верхнем отсеке бачка. Постепенно воздушные массы начинают вытеснять воду из корпуса прибора и плавающий в нем поплавок опускается вниз. Так как поплавковый узел связан через коромысло с запирающими выходное отверстие клапаном или игольчатой шпилькой золотника, происходит открывание выходного канала.

Воздух стравливается, уровень воды в бачке повышается, поплавок поднимается, соответственно перекрывая выпускной канал.

Большинство воздухоотводчиков выпускают из латуни с расположением выпускного ниппеля сверху или сбоку. Также подсоединительный патрубок с наружной и внутренней резьбой стандартным диаметром 1/2 или 1 дюйм может располагаться на одной линии с корпусом или перпендикулярно его оси (угловые модели).

Некоторые конструкции имеются два выпускных отверстия. Верхнее с пробкой предназначено для ручного спуска воздуха, а боковое — для автоматического.

Рис. 4 Принцип работы воздухоотводчиков

Манометр

Манометр — контрольно-измерительный прибор, показывающий давление в системе. Так как в индивидуальных магистралях отопления домов напор в контуре обычно не превышает 1,5 бара, для повышения точности измерений рекомендуется использовать приборы, работающие с максимальным пределом измерений в 10 бар. А оптимальный вариант манометра — шкала с наивысшим пределом измерений от 4 до 6 бар (0,4 — 0,6 МПа).

Обычно шкала манометра нормируется в барах (атмосферах), килограммах на сантиметр квадратный (кг/см2) или мегапаскалях МРа. Все приведенные единицы измерения примерно равны между собой, а мегапаскали МРа в 10 раз больше бар и атмосфер.

Манометры выпускают в стальных, алюминиевых и пластиковых корпусах, подсоединительный фитинг с типовым диаметром 1/4 дюйма делают из латуни.

Помимо перечисленных приборов, иногда в группу безопасности входит отсекающий клапан. Его обычно монтируют в паре с воздухоотводчиком для того, чтобы спускной прибор можно было беспрепятственно выкрутить для ремонта, профилактики или замены.

Рис. 5 Модели с боковым размещением манометров

Правила подбора оборудования

Для каждой модели защитного блока в сопроводительной документации прописаны параметры, на которые он рассчитан.

Основные критерии, оказывающие влияние на выбор устройства:

• теплотехнические характеристики котла, на которую рассчитан агрегат, кВт;
• максимальный температурный режим теплоносителя, °C;
• номинальное давление;
• совместимость с теплоносителем — вода, пар или антифриз;
• диаметр соединительной резьбы — при несовпадении достаточно будет приобрести переходники нужного диаметра.

Правильный подбор мощности блока безопасности обеспечивает надежную защиту котла от любых сбоев в работе контура отопления.

Схема конструкции с расширительным баком, принцип работы

Группа безопасности для отопления состоит из:

• предохранительного (аварийного) сбросного клапана;
• воздухоотводчика автоматического типа;
• манометра.

В качестве одного из основных элементов отопительной системы используется расширительный бак. Он выполняет функцию стабилизатора уровня давления во всех контурах системы, чтобы исключить её разбалансировку. Расширительный бак компенсирует объём теплоносителя, тем самым освобождая от нагрузок трубы и другие элементы, участвующие в его (теплоносителя) циркуляции.

Аварийный клапан, воздухоотводчик и манометр фиксируются к консоли. Первые два элемента крепятся к основанию путём горячей ковки. Каждая составляющая защитного блока для отопления выполняет свою функцию.

Фото 1. Схема отопительной системы с использованием котла, расширительного бака и группы безопасности.

Манометр

Он предназначен для визуального отображения уровня давления в сети. Устройство представляет собой шкалу с двумя стрелками, где чёрная — рабочая, а красная — контрольная. Последняя из указанных выставляется в соответствии с паспортом котла. Если чёрная стрелка выйдет за пределы красной, то это говорит о сбое в системе.

Особенности установки предохранительного клапана

Он осуществляет сброс теплоносителя с целью понижения давления в системе. Направление выброса обозначено стрелкой на самом устройстве. Сделано это для того, чтобы сбрасываемый теплоноситель не попал на людей.

Зачастую ГБ располагают над котлом. Тогда жидкость из предохранительного клапана при сбрасывании будет попадать на него. Это неприемлемо, особенно если он электрический. Чтобы исключить такую ситуацию, обязательно присоединение к сбросному клапану трубки, под которую ставится ёмкость для жидкости.

Как обвязывать котлы на твердом топливе

Схема подсоединения дровяного теплогенератора призвана решить 3 задачи (помимо снабжения батарей теплоносителем):

1. Предотвращение перегрева и закипания ТТ-котла.
2. Защита от холодной «обратки», обильного выделения конденсата внутри топливника.
3. Работа с максимальным КПД, то есть, в режиме полноценного горения и высокой теплоотдачи.

Представленная схема обвязки твердотопливного котла с трехходовым смесительным клапаном позволяет защититься от конденсата в топке и вывести теплогенератор на режим максимальной эффективности. Как это работает:

1. Пока система и отопитель не прогреты, насос гоняет воду по малому котловому контуру, поскольку трехходовой вентиль закрыт со стороны радиаторов.
2. Когда теплоноситель нагревается до 55—60 градусов, настроенный на указанную температуру клапан начинает подмешивать воду из холодной «обратки». Теплосеть загородного дома постепенно прогревается.
3. По достижении максимальной температуры клапан полностью закрывает байпас, вся вода из ТТ-котла уходит в систему.
4. Установленный на обратной линии насос прокачивает воду через рубашку агрегата, не давая последнему перегреться и вскипеть. Если поставить насос на подаче, камера с крыльчаткой может заполниться паром, перекачивание прекратится и котел гарантированно закипит.

Принцип нагрева с помощью трехходового вентиля применяется для обвязки любых теплогенераторов на твердом топливе – пиролизных, пеллетных, прямого и длительного горения. Исключение – гравитационная разводка, где вода движется слишком медленно и не провоцирует выпадение конденсата. Клапан создаст высокое гидравлическое сопротивление, препятствующее самотеку.

Если производитель оснастил твердотопливный агрегат водяным контуром, змеевик можно использовать для аварийного охлаждения в случае перегрева. Заметьте: предохранитель на группе безопасности срабатывает от давления, а не температуры, поэтому не всегда способен защитить котел.

Проверенное решение – подключаем змеевик ГВС к водопроводу через специальный клапан теплового сброса, как показано на схеме. Элемент сработает от температурного датчика и в нужный момент пропустит через теплообменник большой объем холодной воды.

Использование буферной емкости

Лучший способ повысить эффективность ТТ-котла – подключить к отоплению через буферную емкость. На входе теплоаккумулятора собираем проверенную схему с трехходовым смесителем, на выходе ставим второй клапан, поддерживающий требуемую температуру в батареях. Циркуляцию в отопительной сети обеспечивает второй насос.

Балансировочный вентиль на обратной линии нужен для регулировки производительности насосов

Что мы выигрываем благодаря тепловому аккумулятору:

• котел горит на максимуме и достигает заявленного КПД, топливо используется эффективно;
• вероятность перегрева резко снижается, поскольку агрегат сбрасывает излишки тепла в буферный бак;
• теплоаккумулятор играет роль гидрострелки, к емкости можно подключить несколько ветвей отопления, например, радиаторы I и II этажа, напольные греющие контуры;
• полностью прогретый резервуар поддерживает работу системы в течение длительного времени, когда дрова в топке котла прогорели.

Цены: итоговая таблица

Производитель и модель	Максимальная мощность СО, кВт	Давление срабатывания, бар	Диаметр резьбы, дюйм	Цена, руб.
TIM JH-1024-1,5	50	1,5	1″ BP	990-1 200
VALTEC VT.460.0	44	3	1″ BP	1 650-1 800
Watts KSG 30	50	3	1″ BP	2 600-3 400
Caleffi 302631	50	3	1″ BP	4 500-4 750

Собираем блок безопасности самостоятельно

В изготовлении блока безопасности не должно возникнуть трудностей.

Для начала процесса потребуется подготовить следующие модули и инструменты:

• сбросной клапан;
• манометр;
• воздухоотводчик;
• гаечный ключ;
• газовые ключи;
• два угольника с резьбовым соединением наружного и внутреннего типа;
• штуцер;
• крестовина;
• переходники;
• герметик;
• сантехнический лен для герметизации и уплотнения соединений.

Первоначально угольники необходимо ввинтить в крестовину. Для плотной стыковки льняные пряди накручиваются на резьбу по ходу часовой стрелки, при этом распределение уплотнителя по поверхности должно быть одинаковым.

Стоимость самостоятельно изготовленного блока безопасности для системы отопления приблизительно в два раза меньше предлагаемых на рынке аналогов

Сверху нитей наносится тонкий слой герметика. Далее с помощью гаечного ключа вкручивают угольники в крестовину перпендикулярно один другому.

Теперь необходимо установить манометр, предохранительный клапан и воздухоотводчик. Если у деталей разный диаметр применяются соответствующие переходники. После окончательной сборки всех модулей работу механизма необходимо проверить под давлением — устройство не должно подтекать, а все детали находиться в рабочем состоянии.