Функционирование воздушных клапанов в отопительной системе

Комплект безопасности

Основными элементами комплекта, обеспечивающего безопасную работу котла, являются:

• Предохранительный клапан для систем отопления;
• Манометр (для контроля давления в системе);
• Воздухоотводчик (для отвода лишнего воздуха).

Во время работы магистрали отопления могут произойти различного рода сбои, которые приводят к резкому скачку давления. В результате неправильной работы установки может произойти поломка радиаторов и других элементов, что в свою очередь может представлять опасность, как для самого строения, так и жизни людей

Поэтому очень важно наличие комплекта безопасности, позволяющего регулировать давление системы

Таким образом, основная функция предохранительного клапана в системе отопления – это защита отопительного оборудования при повышенном давлении. В основном такая необходимость возникает при использовании котлов с водяным контуром. Однако не стоит исключать такую аварийную ситуацию при других видах отопления.

Группа безопасности котла

Причины избыточного давления в системе отопления:

• Появление пара в результате резкого повышения температуры (спускание воды);
• Использование большого количества теплоносителя. В основном это касается частных домов, в случае отказа автоматической системы.

Температура нагрева воды в радиаторах составляет не более 90 градусов. Начальная же температура при заполнении установки не превышает 15-ти градусов. В процессе отопления происходит нагрев, что приводит к расширению объема. Поэтому в качестве защиты используется предохранительный клапан.

Он является одной из составной отопительной конструкции и выполняет роль защитного элемента. Принцип действия отопления основан на сбросе излишков теплоносителя при возникновении избыточного давления. Наибольшее распространение нашли пружинные предохранительные клапаны. Именно пружина и оказывает противодействие таким скачкам.

Применяемые предохранительные клапаны для отопления бывают открытые и закрытые.

Разница этих двух видов клапанов заключается в том, что открытый предохранительный клапан работает без противодавления, а закрытого типа – с противодавлением.

При проектировании отопительной системы необходима правильная установка предохранительных клапанов, согласно прилагающийся нормативной документации, в которой учтены соответствующие мощность и рабочее давление выбранного прибора.

Назначение и виды воздухоотводчиков

Воздухоотводчики применяются для удаления скопившегося воздуха из системы отопления. Разделяются на ручные, открываемые обслуживающим персоналом и автоматические, не требующие участие человека. Простейшим устройством является кран. Более сложное устройство – воздухосборник. Современные устройства – автоматический воздушный клапан для отопления. В отдельных элементах системы отопления применяются специальные устройства. Самое распространенное — «кран Маевского».

Ручные воздухоотводчики

При заполнении системы отопления, теплоноситель, поступая под давлением, должен вытеснить весь газ. Для этого, в самой верхней точке системы, устанавливается кран для стравливания воздуха из отопительной системы. Чтобы заполнение произошло относительно в короткие сроки, пропускная способность крана должна обеспечить свободный выход. Поэтому устанавливают краны диаметром не менее 15 мм, а иногда и больше. После заполнения системы кран перекрывается.

В первые дни работы отопления газы очень активно выделяются из теплоносителя и накапливаются. Поэтому обслуживающий персонал ежедневно, а иногда и 2 раза в день, обходит все краны для спуска воздуха и производит его выпуск. Для этого требуется много слесарей и времени.

Для уменьшения трудозатрат стали устанавливать небольшие резервуары для сбора воздуха, которые так и назывались – воздухосборники. Теперь обход можно было выполнять намного реже, но все равно он требовался.

В современных домах все чаще применяется поквартирная разводка отопления с нижним расположением трубопровода. Применение такой системы отопления дает ряд преимуществ: экономию материалов при монтаже, поквартирный учет тепла, поквартирное регулирование температуры, вплоть до полного отключения, улучшает дизайн помещения. Но возникают и некоторые проблемы. При заполнении такой системы отопления, воздух, находящийся в батареях, невозможно вытеснить из нее. Поскольку отопительный прибор находится выше трубопровода.

Схемы однотрубной системы отопления в частном доме Однотрубная система отопления частного дома с нижней разводкой: схема Уют в доме – это не только красивая обстановка, правильно подобранные предметы интерьера, но и тепло, особенно в зимние холода. Обогрев должен обеспечиваться постоянно, что создает комфортную…

Поэтому для спуска воздуха, все современные отопительные приборы комплектуются воздухоотводным клапаном для удаления газов, небольшого размера, его название «кран Маевского». По фамилии изобретателя этого крана. Открываются и закрываются эти краны только вручную. Принцип устройства прост. В пробку вворачивается винт, заостренный в конце на конус. При двух, трех оборотах, конус отходит от отверстия и медленно выпускает воздух. При появлении капель воды винт вворачивается назад и перекрывает отверстие.

Автоматические воздухоотводчики

В наше время все производственные процессы стремятся автоматизировать для сокращения затрат и повышения качества. И вместо воздухосборников придумали автоматический воздухоотводный клапан. Который самостоятельно спустит воздух из системы отопления.

Устройство автоматического воздушного клапана на отопление напоминает поплавок в карбюраторе автомобиля. При накапливании воздуха поплавок опускается. Игла, закрепленная на оси поплавка, открывает отверстие, через которое газы выходят наружу. Вода, заполняя поплавковую камеру, поднимает поплавок, и игла перекрывает отверстие. Некоторые автоматические воздушные клапаны имеют более сложное устройство, но принцип используется тот же. Для проверки работоспособности клапана на многих устанавливается кнопка со штоком, которой можно вручную опустить поплавок и проверить наличие воздуха. Заодно оторвать острие иглы от седла отверстия, если произошло залипание, за счет отложения солей, присутствующих в составе воды.

Классификация предохранительных клапанов

Специалисты классифицируют устройства по различным параметрам.

По принципу действия:

• Прямого. Это классический механический предохранительный клапан.
• Непрямого. Используется датчик давления, автоматика управления, дистанционно управляемый вентиль. Датчик с вентилем могут быть разнесены по разным местам конструкции.

По способу открытия затвора:

• пропорционального (для малосжимаемых рабочих сред);
• двухступенчатые (для газов).

По способу нагружения золотника:

• пружинные;
• рычажно-грузовые;
• магнито-пружинные.

Существуют и другие типы аварийных предохранительных клапанов, применяемых в специальных промышленных установках.

Выбор вентилей для радиаторов

Подбор вентилей должен производиться с учетом следующих параметров:

• вида запорного устройства;
• технических характеристик крана;
• индивидуальных особенностей отопительной системы.

Виды вентилей

Для установки в системе отопления используются три основных вида вентилей:

• шаровые;
• конусные;
• термостатические.

Шаровые краны устанавливаются для автономного перекрытия теплоснабжения и в силу своих характеристик не могут использоваться для ограничения поступления воды в систему.

Запорные шаровые краны по способу установки подразделяются на следующие виды:

резьбовые (краны с двух сторон оборудованы резьбой для соединения с трубами). Преимущественно выпускаются небольшого диаметра и предназначаются для установки в индивидуальной системе отопления жилого помещения;

Запорный вентиль, устанавливаемый на резьбу

фланцевые (устройство крепится с помощью фланцев). Используются в большинстве случаев на внешних магистралях отопительных систем;

Кран для отопительной системы, закрепляющийся фланцами

приварные (устанавливаются при помощи сварочного аппарата). В силу сложности монтажа в индивидуальных системах практически не используются.

Кран, устанавливаемый при помощи сварки

Конусный вентиль, в отличие от шарового, позволяет регулировать температуру поступающей жидкости. Регулирующий вентиль может быть двух видов:

прямой. Устройство устанавливается на ровный участок системы отопления;

Кран для установки на ровном участке

угловой. Устройство устанавливается на место изгиба подающего трубопровода.

Кран для установки на изгибе труб

Основной недостаток конусных вентилей – ручное управление, которое не позволяет установить в жилом помещении определенный температурный режим.

Для поддерживания температуры жидкости в отопительной системе устанавливается термостатический вентиль, который может иметь:

• ручное управление. На температурной шкале, встроенной в вентиль, выставляется определенный показатель;
• полуавтоматическое управление. Настройка температуры производится на кнопочном дисплее;
• автоматическое управление. Вентиль без вмешательства человека поддерживает заданную температуру.

Устройство вентиля с возможностью настройки температуры

Какой вентиль радиатора отопления выбрать? Опираться необходимо на возможности устройства:

• полное (запорный вентиль) или частичное (конусный или термостатический вентиль) ограничение поступающей жидкости;
• установка температурного режима.

Стандартные требования к вентилям

Любой радиаторный вентиль должен отвечать следующим требованиям, являющимся стандартными для городских отопительных систем:

• вентили на батареи отопления должны выдерживать температуру внутренней жидкости не менее 200ºС;
• рабочее давление крана, устанавливаемого на радиатор, должно находиться в диапазоне 16 – 40 атм.;
• вентиль должен быть изготовлен из материалов, устойчивых к коррозии и механическому воздействию. Качественные краны изготавливаются из стали, бронзы или латуни.

Все вентили, предназначенные для отопительных систем, соответствуют заданным требованиям. Однако при покупке устройства рекомендуется еще раз проверить рабочие параметры.

Учет индивидуальных особенностей

При выборе вентилей также необходимо учитывать индивидуальные особенности системы отопления квартиры, к которым относятся:

диаметр подводящих к радиаторам труб. Диаметр вентиля должен полностью соответствовать диаметру труб;
положение вентилей на батарее. Наличие свободного пространства для установки прямого или углового вентилей;
способ установки вентилей

Если на трубах имеется резьба, то важно учитывать ее размеры. Если резьба отсутствует, то при выборе вентиля необходимо определить метод установки устройства.

Устанавливаем клапана для сброса воздуха

Для отвода воздуха из отопления на радиаторах ставят воздухоотводчики — ручные и автоматические воздушные клапана. Их называют по-разному: спускник, воздухосбросник, спускной или воздушный клапан, воздушник и т.п. Суть от этого не меняется.

Воздушный клапан Маевского

Это небольшое устройство для стравливания воздуха из радиаторов отопления вручную. Устанавливается оно в верхний свободный коллектор радиатора. Есть разных диаметров под разное сечение коллектора.

Ручной воздухоотводчик — кран Маевского

Представляет собой металлический диск со сквозным отверстием конической формы. Это отверстие закрывается винтом конусообразной формы. Выкручивая винт на несколько оборотов, предоставляем возможность воздуху выйти из радиатора.

Устройство для отвода воздуха из радиаторов

Для облегчения выхода воздуха перпендикулярно к основному каналу сделано дополнительное отверстие. Через него собственно, воздух и выходит. Во время развоздушивания при помощи крана Маевского, направьте это отверстие вверх. После этого можно винт откручивать. Откручивайте на несколько оборотов, сильно не выкручивайте. После того, как прекратиться шипение, винт возвращаете в исходное положение, переходите к следующему радиатору.

При пуске системы может потребоваться обход всех воздухосборников по нескольку раз — пока воздух вообще перестанет выходить. После этого радиаторы должны греться равномерно.

Автоматический клапан сброса воздуха

Эти небольшие устройства ставятся как на радиаторы, так и в других точках системы. Отличаются они тем, что позволяют стравливать воздух в системе отопления в автоматическом режиме. Чтобы понять принцип работы рассмотрим строение одного из автоматических воздушных клапанов.

Принцип работы автоматического спускника такой:

• В нормальном состоянии теплоноситель заполняет камеру процентов на 70. Поплавок находится вверху, поджимает шток.
• При попадании в камеру воздуха, теплоноситель вытесняется из корпуса, поплавок опускается.
• Он давит выступом-флажком на жиклер, отжимая его.

Принцип работы автоматического клапана для спуска воздуха

Отжатый жиклер открывает небольшую щель, которой достаточно для выхода воздуха, который скопился в верхней части камеры.
По мере выхода воды корпус воздухоотводчика заполняется водой.
Поплавок поднимается, освобождая шток. Он за счет пружины возвращается на место.

По этому принципу работают разные конструкции автоматических воздушных клапанов. Они могут быть прямыми, угловыми. Ставятся в наивысших точках системы, присутствуют в группе безопасности. Могут быть установлены в выявленных проблемных местах — где трубопровод имеет неправильный уклон, из-за чего там скапливается воздух.

Вместо ручных кранов Маевского можно поставить автоматический спускник для радиаторов. По размерам он лишь чуть больше, но работает в автоматическом режиме.

Автоматический воздушный клапан для отвода воздуха

Чистка от солей

Основная беда автоматических клапанов для сброса воздуха из системы отопления — отверстие для отвода воздуха часто зарастает кристаллами соли. В этом случае или воздух не выходит или клапан начинает «плакать». В любом случае требуется его снять и прочистить.

Автоматический воздухоотоводчик в разобранном виде

Чтобы это можно было делать без остановки отопления, ставят автоматические воздушные клапана в паре с обратными. Первым монтируют обратный клапан, на него — воздушный. При необходимости автоматический воздухосборник для системы отопления просто откручивают, разбирают (откручивают крышку), чистят и собирают снова. После этого устройство снова готово стравливать воздух из системы отопления.

Неисправности клапана и способы их устранения

У крана Маевского при чрезмерном усилии может быть сорвана резьба. В этом случае только замена.

У воздушного клапана чаще всего происходит подклинивание поплавка, либо залипание иглы в седле при отложении солей. В разбираемых моделях это легко устраняется при разборке клапана и чистке деталей.

В неразбираемых моделях в полость клапана заливается раствор для снятия накипи. Например «Антинакипин», «Калгон» и другие. Клапан должен постоять с раствором не менее суток. Для ускорения процесса клапан с раствором следует нагреть. Можно провести такую операцию два, три раза.

Воздушные клапаны позволяют производить удаление газов, обеспечивая хорошую циркуляцию теплоносителя в системе отопления. При этом они имеют простую и надежную конструкцию. Устанавливаемые перед автоматическими клапанами воздуха краны, повышают безопасность пользования устройствами. Эти приборы требуют минимум внимания и ухода.

В видеоролике можно ознакомиться с типами защитных воздухоотводчиков, их конструкцией:

Виды воздухоотводчиков и их конструктивные особенности

Различают воздухоотводные клапаны автоматического и ручного принципа действия, первые в основном устанавливают в верхние точки коллекторов и трубопроводов, ручные модификации (краны Маевского) размещают на радиаторных теплообменниках.

Автоматические приборы отличаются широким разнообразием вариантов исполнений запорных механизмов, их стоимость находится в диапазоне 3 – 6 у.е, на рынке представлен широкий ряд моделей от отечественных и зарубежных производителей. Стоимость стандартных кранов Маевского составляет около 1 у.е, встречаются изделия по более высокой цене, предназначенные для функционирования в нестандартных радиаторных обогревателях.

Рис. 6 Пример конструкции воздухоотводчика  с кулисным механизмом

Автоматические

Автоматические отводчики имеют различное конструктивное исполнение в зависимости от производителя, основные отличия приборов:

• Наличие внутри корпуса отражающей пластины. Ставится на входе в рабочую камеру, защищая внутренние детали от гидравлических ударов.
• Многие модификации поставляются в комплекте с пружинным отсекающим клапаном, в который вкручивается воздухоотводчик, при его снятии пружина сжимается и уплотнительное кольцо перекрывает выходной канал.
• Некоторые модели автоматических отводчиков рассчитаны на эксплуатацию совместно с радиаторными теплообменниками, вместо прямых они имеют боковые резьбовые патрубки соответствующего размера для вкручивания в радиаторный вход. При необходимости, угловые автоматические воздухоотводчики любого типа можно использовать, к примеру, в местах подключения контуров теплых полов, гидрострелок, если их резьбовые диаметры входных и выходных штуцеров совпадают.
• На рынке представлены аналоги воздухоотводчиков – сепараторы микропузырьков, они монтируются последовательно в трубопровод на два входных патрубка, соответствующих диаметру труб. При прохождении жидкости через трубку корпуса с напаянный медной сеткой создается вихревой водный поток, который тормозит растворенный воздух – это способствует подъему вверх мельчайших воздушных пузырьков, которые стравливаются через спускной автоматический воздушный клапан камеры.
• Еще одной распространенной конструкцией (пример первой был приведен выше) является модель с кулисным механизмом. В камере устройства расположен поплавок, выполненный из пластика, он связан с ниппельный запорной иглой (наподобие автомобильной). При опускании поплавка в завоздушенной среде, ниппельная игла открывает спускное отверстие и происходит выпуск воздуха, когда вода прибывает и поплавок поднимается, игла перекрывает выход.

Рис. 7 Принцип работы воздухоотводчиков сепараторного типа для стравливания микропузырьков

Ручные

Ручные приспособления для удаления воздуха из системы называет кранами Маевского, ввиду простоты конструкции механические воздушники повсеместно устанавливают на радиаторы. На рынке можно обнаружить ручные отводчики в традиционном исполнении для монтажа в различных местах, также некоторые модификации запорных вентилей оснащаются кранами Маевского.

Механический воздушник для удаления воздуха из системы отопления работает следующим образом:

• В режиме эксплуатации конусный винт закручен и надежно герметизируют выпускное отверстие корпуса.
• Когда необходимо убрать лишний воздух из батареи, делают один или два оборота винта – в результате воздушный поток под давлением теплоносителя будет выходить из бокового отверстия.
• После выпуска воздуха начинает стравливаться вода, как только водная струя приобретет целостность, винт снова вкручивается и операция по развоздушиванию считается завершенной.

Рис. 8 Воздухоотводчики от завоздушивания батарей отопления

Радиаторные

В радиаторы чаще всего ставят более дешевые ручные механические воздухоотводчики, если корпус состоит из двух частей, элемент с выходным патрубком можно разворачивать вокруг своей оси для направления сливного отверстия в нужную сторону. Радиаторное устройство для спуска воздуха из системы отопления имеет следующие варианты откручивания стравливающего винта:

• Поворотной рукояткой из пластика или металла.
• Специальным сантехническим четырехгранным ключом.
• Винтом со шлицем под плоскую отвертку.

При желании в радиатор можно поставить угловой воздухосбрасыватель автоматического типа – это повлечет дополнительные расходы, но упростит развоздушивание батарей.

Конструкция и принцип работы ручного воздушного клапана

Игольчатый ручной воздушный клапан также называют краном Маевского. Его устройство:

• Латунный корпус (пробка) с наружной резьбой 1/2 // или 3/4 // для подсоединения к радиатору. В корпусе два отверстия для выпуска воздуха Ø 2 мм — одно в торце корпуса, второе — на боковой стенке;
• Латунный запорный винт. С одной стороны винта — паз под шлицевую отвертку, с другой стороны винт обработан под конус, закрывающий воздушное отверстие (положение «закрыто»);
• Пластиковый кожух.

В продаже можно встретить так называемый «кран под руку». Чтобы им пользоваться не нужен ни ключ, ни отвертка — пробка легко откручивается рукой.

Для отвода воздуха из корпуса нужно выкрутить винт. Для этого можно, конечно, воспользоваться отверткой, но есть специальные ключи, которые чаще всего идут в комплекте. После нескольких оборотов конус винта выходит из торцевого отверстия и в полость корпуса поступает воздух, который сразу же стравливается через второе боковое отверстие. Главное — не спешить перекрывать кран. Около 30 — 40% воздуха должно выйти с водой, так что нужно запастись временем, тазиком и тряпками. После того как будет выпущен воздух, нужно долить в систему потерянную воду.

В современных алюминиевых или биметаллических радиаторах отопления уже предусмотрено отверстие под установку крана Маевского. Его можно найти на стороне противоположной подаче теплоносителя, сверху. Скорее всего, там уже стоит гайка под установку. В нее вкручена пластиковая заглушка. После ее удаления на это место монтируют воздушный клапан. Перед этим резьбу крана необходимо уплотнить резиновой или силиконовой прокладкой.

Установка крана Маевского на чугунную батарею значительно сложнее. Начнем того, что эти клапаны значительно мощнее тех, что стоят на алюминиевых радиаторах — они выдерживают давление до 16 атмосфер и температуру 150 С°. Последовательность действий:

1. 1 Слить воду с радиатора;
2. 2 В верхней заглушке чугунной батареи прорезать отверстие и нарезать резьбу, ответную наружной резьбе воздухоотводчика;
3. 3 Вкрутить кран Маевского;
4. 4 Добавить воду в систему.

Неисправности и способы их устранения

В случае неисправности крана появляется течь. Причин тому может быть несколько:

• Заводской брак. Один из пятидесяти кранов вообще не держит давление. Единственный выход – замена;
• Слишком короткий винт. В этом случае его коническая часть не может полностью перекрыть отверстие, поэтому нужно приложить определенное усилие, чтобы ввернуть винт до упора;
• Твердые частички мусора, попадая между винтом и корпусом, могут повредить внутреннюю резьбу. Одноразово здесь может помочь фум-лента, но позже все равно придется менять кран.

(Пока оценок нет)

Автоматический воздухоотводчик

На рынке представлены в основном итальянские и немецкие модели автоматических воздушников. Это – Caleffi, Pettinaroli, Valtec, Watts, Oventrop и Flamco. В основном встречаются воздушные клапаны так называемого поплавково-клапанного типа.

Конструкция

В корпусе из латуни или нержавеющей стали находиться поплавок. К нему одним из краев присоединен простейший шарнирный механизм, который имеет название «коромысло». К другому краю механизма прикреплена игла (стержень). Когда корпус заполнен водой, то игла находится в спокойном состоянии и клапан остается перекрыт. Но как только в корпусе воздухоотводчика накапливается воздух, то уровень воды, а вместе с ним и поплавок, опускается. Игла вместе с «коромыслом» приходит в движение. Когда игла заходит в подпружиненный золотник, то нажимает на шток, который перемещаясь, открывает отверстия для выпуска воздуха. Так работает автоматический воздушник.

Дополнительно к воздушному клапану, который входит в группу безопасности котла, следует установить автоматический воздухоотводчик в самой верхней точке контура. Монтаж можно производить как на вертикальном, так и горизонтальном трубопроводе. Для этого подвод теплоносителя в воздухоотводчик производитель делает как нижним торцевым, так и нижним радиальным. Рабочее положение автоматического воздушника всегда вертикальное.

Чтобы была возможность снять автоматический воздухоотводчик, не опорожняя всю систему, его резьбовую часть (G1/2″, G1/4″) присоединяют к трубе отопления через клапан-отсекатель.

Это несложное устройство представляет собой бобышку с пластиковой заслонкой. При ввинчивании воздухоотводчика заслонка автоматически открывается, при вывинчивании — закрывается.

При монтаже воздухоотводчика используют обычный рожковый ключ, нижняя часть корпуса воздушника выполнена в форме шестигранника. Во время установки колпачок воздушного ниппеля должен быть перекрыт.

Неисправности клапана и способы их устранения

Из-за высокого солесодержания теплоносителя игла может обрастать накипью и воздухоотводчик начинает протекать. Чтобы очистить от накипи и ржавчины воздушник, его выкручивают, предварительно изолировав и слив воду с части трубопровода. Если на штуцере стоит отсекатель, то воду не сливают. Клапан разбирают, промывают, аккуратно очищают иглу. В процессе сборки уплотняют между собой части корпуса.

Чтобы автоматический воздухоотводчик не засорялся, имеет смысл поставить непосредственно перед ним механический фильтр.

Очень часто воздухоотводчик делают разборным. Соединение корпуса и крышки происходит через специальное кольцо. Если оно разрушается, то это приводит к протечке. Купить такое кольцо в розницу вряд ли получиться. Проще воспользоваться фум-лентой или силиконовым герметиком.

Если воздушник смонтирован с отклонением от вертикали, то он будет подтекать. Тут одно спасение — демонтировать, заглушить штуцер и установить в новом месте строго вертикально.

Причиной течи может быть перекосившийся поплавок. Его легко поправить самому, при разборке.