Технические характеристики и область применения перепускного клапана

Отопительные системы и водонагревательные приборы в ходе эксплуатации испытывают постоянные перепады давления и температур. Перегрев или резкое увеличение или падение напора рабочей среды может стать причиной поломки оборудования или узла трубопровода и даже коммунальной аварии. Чтобы сделать условия эксплуатации нагревательных приборов оптимальными и защитить теплосеть, используют устройства, позволяющие регулировать давление теплоносителя и поддерживать его на нужном уровне, – перепускные клапаны.

Назначение и области применения

Перепускные клапана устанавливаются в жидкостных и газовых трубопроводах, в которых возможно регулярное повышение давления по разным причинам. Задачей этого устройства является поддержание рабочего давления в системе. При возрастании напора на участке магистрали перед установленным клапаном, он сбрасывает часть рабочей среды в обводной контур, снижая тем самым давление в основной системе.

Эти устройства находят применение в системах:

• холодного и горячего водоснабжения,
• теплоснабжения от любых источников,
• охлаждения,
• кондиционирования.

Отдельная область – автомобилестроение. Они устанавливаются в системах охлаждения и подачи топлива. Перепускными клапанами в автомобильных двигателях с турбонаддувом регулируется нагнетание воздуха турбокомпрессором.

Перепускной клапан турбины автомобильного двигателя

Что такое байпас в системе отопления?

Байпасом называется участок трубы, смонтированный так, чтобы для теплоносителя открывался путь не только через один прибор, но и в обход определенного участка тепломагистрали, а также параллельно основному трубопроводу. Нередко на обходном участке ставится оборудование, один конец которого подключается к подводящему патрубку, а второй подается на отводящий патрубок.

Также отрезок оснащается запорной арматурой для перекрывания потока теплоносителя по обходному участку и регулировки поступления жидкости к прибору. Чтобы иметь возможность отключить оборудование от подачи теплоносителя, рекомендуется установить кран на патрубке отводящего типа – зона монтажа крана располагается между перепускным клапаном и выходным отверстием котла, радиатора, центрального стояка или другого прибора.

Применяется байпас в системе отопления в следующих случаях:

• при обвязке радиаторов, чаще всего в однотрубных схемах;
• для систем автономного теплоснабжения при обвязке насосного оборудования;
• для контуров в теплых полах в зоне смесительного узла;
• при создании малого контура циркуляции для обвязки твердотопливных котлов.

Конструкция и принцип работы любого перепускного клапана

Его корпус изготавливается из стали или латуни. Основным элементом внутреннего механизма является затвор (заслонка), закрывающий пропускное отверстие. Затвор удерживается в закрытом состоянии пружиной. В отдельных моделях его роль выполняют мембрана или диафрагма. Усилие пружины регулируется настроечным рычагом, выведенным на внешнюю поверхность корпуса.

Схема устройства клапана

*

Гидравлика работы основана на давлении потока рабочей среды в трубопроводе на затвор, находящийся внутри корпуса. Пока усилие меньше установленного регулировками рычага, сливное отверстие остается закрытым. Как только напор становится больше настроечного, давление на пружину приводит к ее сжатию. В результате отверстие для слива оказывается приоткрытым, и часть потока перепускается в обходной контур, уменьшая давление в основной гидросистеме.

Дальше происходит обратный процесс – снижение напора приводит к разжиманию пружины и закрытию затвора, и клапан снова готов к очередному сбросу. Выравнивание давления происходит постоянно, в автоматическом режиме. При работе системы в режиме «закрытой водяной задвижки» перепускной канал остается постоянно открытым, обеспечивая постоянную рециркуляцию потока носителя по обходному контуру.

Разрез перепускного устройства

Как установить клапан на водонагреватель

Выбираем нужную модель

Как правило, хорошие бойлеры поступают к потребителю укомплектованными предохранительным клапаном требуемого параметра.

Если нет, или при необходимости замены, придется покупать его самостоятельно. Стоят они недорого, 250-400 рублей в зависимости от модели.

Если с резьбовой частью особых проблем не возникает (практически все клапана имеют резьбу ½ дюйма), то рабочее давление клапана – та величина, на которую обращают особое внимание. Нужную величину давления необходимо уточнить руководстве по эксплуатации своего нагревателя

Нужную величину давления необходимо уточнить руководстве по эксплуатации своего нагревателя.

Если приобрести клапан с меньшим показателем давления – из него будет постоянно течь. Если выбрать значение больше допустимого – клапан может не спасти от больших неприятностей при перегреве бойлера.

Как правильно установить

• Перед установкой предохранительного клапана для бойлера, сам прибор должен быть отключен, а вода из него слита.
• Клапан устанавливается на входе холодной воды в нагреватель. Процесс несложен – обычная «запаковка» ключом на 3-4 оборота с использованием уплотнителей (фум-ленты или пакли, как кому нравится). Вторым резьбовым концом клапан стыкуется с водопроводной холодной системой.
  В обязательном порядке проконтролировать направление поступающей воды – на корпусе клапана оно отмечено стрелкой.
• Если давление в водопроводе не отличается стабильностью, бывает чрезмерно повышено, лучше будет поставить до клапана еще и водный редуктор.
• Не всем нравится то, что из клапана время от времени начинает подтекать вода. Это – вполне нормальное явление, говорящее, что прибор справляется со своей прямой задачей. Разумно будет дренажный патрубок соединить гибким шлангом с канализационной системой. Шланг должен быть прозрачным, чтобы можно было визуально оценивать работоспособность клапана.

Иногда предпринимаются попытки спрятать клапан с глаз долой, разместив его подальше от нагревателя. Такой подход тоже возможен, но при соблюдении двух условий:

1. Между клапаном и входом в бойлер категорически запрещено устанавливать запорные устройства.
2. Длинный вертикальный участок водопровода сам по себе повысит давление на клапане, и может начаться абсолютно ненужное «холостое» подтекание. Во всяком случае, между клапаном и бойлером должно быть не более 2 метров.

Что делать, если воды вытекает через дренажный патрубок слишком обильно, даже сильно не нагревшись?

Возможно, давление в водопроводе слишком высоко (хотя это бывает чрезвычайно редко) – в этом случае поможет установка редуктора.

Следует, кроме того, проверить – возможно, приобретен клапан со слишком низким показателем давления, не соответствующий модели нагревателя. Если и здесь все в норме – значит «подсела» пружина клапана, и его следует поменять.

Больше опасений должно вызывать то, что клапан всегда и при любых обстоятельствах сухой.

Если даже на максимальном нагреве из него никогда не показывалось и капли воды, с большой долей вероятности можно говорить о его неисправности, засорении или заклинивании. Лучше не рисковать, и приобрести новый.

Несложная установка этого абсолютно недорогого устройства и обезопасит жизнь и здоровье хозяев дома, и сохранит их имущество, и продлит срок безаварийной эксплуатации водонагревателя.

Отличия от других видов защитных клапанов

Похожим устройством и принципом действия обладают и другие вентили, устанавливаемые для безопасной работы трубопроводов. Но они различаются по назначению и предъявляемым требованиям.

Перепускной вентиль уменьшает нагрузку на насосы системы без изменения количества носителя в ней.

Технические характеристики

*

Основные величины, определяющие возможности работы перепускных устройств в системе:

• Диаметр прохода. Внутреннее сечение прохода носителя через вентиль. Может отличаться от диаметра основного контура системы.
• Пропускная способность. Характеризует объем рабочей среды, способных пройти через клапан в единицу времени при номинальном давлении в 1 атм. Измеряется в куб.м/час.
• Предельное давление. Максимальное значение избыточного напора, на которое рассчитана работа устройства. Превышение в системе этого параметра приводит к смещению штока вентиля и началу перепуска носителя. Определяется при температуре носителя в 20 °С.
• Диапазон настройки. Границы возможностей регулировки избыточного давления, при котором начинается открывание клапана. Единица измерения – бар.

Регулировочная шкала с настроечным движком

Правила монтажа и эксплуатации прибора

Для максимальной защиты системы от избыточного давления необходимо соблюдать правила по установке и эксплуатации сбросного клапана:

• подключение выполняют на выходном патрубке отопительного оборудования;
• для монтажа выбирают максимально высокую точку трубопровода;
• сбрасывающий патрубок обязательно соединяют с отводящим каналом, подключённым к системе канализации;
• диаметр пропускного отверстия клапана должен по площади соответствовать внутреннему диаметру трубы;
• расположение устройства контроля располагают в доступном для обслуживания месте;
• рекомендуется использовать быстросъёмные соединения;
• если нужно соединить трубы после установленных клапанов, то диаметр выходной части должен быть равным или превышать площадь их сечений;
• при монтаже двух устройств сброса давления сечение трубы суммарно на 25% должно превышать площади пропускных отверстий;
• между котлом и клапаном запрещается устанавливать врезки и ответвления коммуникаций;
• после монтажных работ нужно убедиться в открытии клапана при заданных параметрах;
• обслуживание следует проводить строго в соответствии с требованиями производителя.

При длительной эксплуатации на внутренних поверхностях образуются засоры, которые могут негативно влиять на время срабатывания клапана

Важно использовать специальные растворы для их очистки. Подойдут спиртовые или уксусные растворы для этих целей

Если были замечены подтёки на корпусе, то устанавливать заглушки категорически запрещено, так как это может привести к аварийным последствиям. Нужно выполнить оперативную замену устройства, подобрав правильные параметры.

Для контроля состояния, настройки и проверки работоспособности клапана нужно пользоваться показаниями манометров, датчиков температуры и других приборов. Это позволит не привлекать специалистов, а решать все необходимые задачи самостоятельно.

Разновидности перепускных клапанов

При схожести принципа действия и рабочих характеристик устройства имеют дополнительные различия.

Способ присоединения

На магистралях малого диаметра (до 150 мм) входные и выходные патрубки обычно выполняются под резьбовое соединение. Варианты – внешняя или внутренняя резьба патрубка. На трубопроводах большого сечения используется подключение методом сварки или с применением фланцевых соединений.

Фланцевые клапана большого диаметра

Направление потока

*

Вентиль, устанавливаемый в основном потоке, обычно имеет угловую форму для подключения отводящего контура. Клапана, включаемые в байпасную магистраль, могут быть и прямоточными.

Перепускной клапан прямого потока

Активный элемент

Обычно перекрытие выходного отверстия осуществляется затвором или заслонкой. Но в некоторых конструкциях запорным элементом является диафрагма, соединенная со штоком. Применение диафрагменных вариантов рекомендуется в магистралях с рабочей средой, содержащей помимо жидкости или газа твердые частицы.

Механизм действия

Различие в способе воздействия на запорный элемент обусловило появление двух типов вентилей.

• Прямого действия. Простое механическое устройство, в котором теплоноситель непосредственно воздействует на активный элемент клапана. Недорогие и сравнительно простые в обслуживании.
• С элементами непрямого воздействия. Фактически состоит из двух вентилей. Клапан малого диаметра работает как датчик давления и при срабатывании управляет штоком главного затвора, который и открывает слив в обводной канал. Характеризуются более точной настройкой порога срабатывания.

Механизм

Конструкция включает в себя металлический корпус (чугунный, бронзовый, латунный), внутри которого располагаются заслонка и приводящая её в действие пружина. В виде заслонки может быть золотник, тарелка и т.п. Другой вариант – запорная мембрана со штоком. В корпус встроена рукоятка, которая служит для настройки прибора.

Приборы, применяемые в крупных сетях, трубопроводах большого диаметра, могут содержать в своем корпусе рычажно-грузовой механизм.

Схема устройства перепускного клапана:

Критерии выбора устройства

Перепускные вентили необходимы в следующих типах трубопроводных магистралей:

• Бойлерные накопительные системы. Вода в них находится под давлением, а периодические включения/выключения приводят к резким перепадам объема и напора протекающей жидкости.
• Системы горячего водоснабжения постоянного действия, снабженные терморегулирующими устройствами. При изменении температуры меняется и объем среды в магистрали. Требуется постоянная регулировка и сглаживание перепадов давления.
• Многоконтурные системы отопления. При отключении любого из контуров возрастает давление в остальных частях. Перепускные устройства минимизируют изменение нагрузки на насосы системы.
• Твердотопливные отопительные устройства не способны резко снизить температуру носителя после отключения. Перевод потока в обход магистрали позволяет уменьшить время охлаждения.

При выборе подходящего предохранительного устройства перепускного типа нужно учитывать следующие параметры:

• Диаметр и способ подключения, позволяющие включить его в регулируемую магистраль.
• Пропускная способность должна соответствовать расчетному отводу носителя в случае максимальной нагрузки.
• Рабочая температура устройства и материал его изготовления.
• Необходимость регулировки точки срабатывания клапана. Ее диапазон должен лежать в пределах планируемых изменений давления.

Значение имеет и ориентировка на продукцию известного производителя.

Воздух и его спуск из отопительной системы

Пробка из воздуха – довольно частое явление, но неприятное. Характеристики, которые указывают на нахождения воздуха в радиаторе, требуется спуск воздуха:

• присутствие шума во время работы;
• коррозия.

Давление играет важную роль в любой системе. Существует ряд причин, которые могут повлиять на изменение давления. Одной из самых распространенных причин в росте давления считается образование воздушной пробки.

Воздух в системе может появиться и потребовать проведения спускной работы из-за нескольких факторов:

• присутствие в воде растворенного воздуха, который, при нагревании, скапливается в верхней части трубы;
• случайный запуск воздуха во время монтажа;
• во время наполнения водой системы, не придерживались определенных правил: медленного заполнения труб теплоносителем;
• воздух мог засосаться через плохую герметичность на стыках конструкции.

Клапан спуска воздуха системы отопления – важный и обязательный элемент в каждой конструкции. Самый лучший способ устранения воздуха – это многоступенчатая система обезвоздушивания. Спускные элементы воздуха устанавливаются не в одном месте, а в нескольких. При правильном запуске, спускной этап воздуха не будет сложным.

Спускной элемент воздуха бывает:

• ручной;
• автоматический.

Наличие нескольких спускных кранов не подразумевает их одновременное открытие. Если это многоэтажный дом, то в таком случае весь воздух накопится в одном месте и из-за давления отправиться к соседу. Во время открытия спускного клапан слышно шипение, это значит, что воздух выходит из радиатора.

Спускной кран нужно отрывать не полностью и по очереди

Важно проводить воздушный спуск не спеша, постепенно. После шипения из спускного крана начнет капать вода

Важно продолжать и открывать спускной элемент до тех пор, пока вода будет не капать, а литься струйкой. Это значит, что воздух вышел.

Особенности монтажа

*

Конкретное место установки перепускного устройства зависит от схемы и типа трубопровода. Клапан может встраиваться в дополнительный отводной контур. Для отопительных систем замкнутого цикла сброс излишнего давления проводится в трубопровод обратного направления. Допускается также его применение в качестве предохранительного вентиля, с настройкой на аварийное давление и со выводом жидкости в канализацию.

В схеме одноконтурной отопительной магистрали перепускной клапан устанавливается в байпасный отвод после нагнетательного насоса.

Перепускной клапан локальной системы отопления. Схема установки.

Для большей сохранности и безопасности всего отопительного контура желательно помимо перепускного устройства установить и дополнительные:

• обратный клапан для предотвращения обратного направления потока,
• воздухоотводной вентиль для стравливания воздушных пробок,
• сливной кран для полного сброса носителя из системы,
• для систем малого диаметра коттеджного типа – сетчатые фильтры.

В многоконтурных системах перепускные клапана устанавливаются в каждом контуре.

Советы по настройке и обслуживанию

Ставить вентиль с регулировкой диапазона избыточного давления стоит тем, кто уже имеет опыт в расчете требуемого значения. Открытие сливного отверстия начинается при давлении, выбранном настройкой. Но полностью оно открывается обычно при давлении, превышающем начальное значение на 20%. Но расчет не может базироваться только на этом показателе, потому что такое понижение рабочего напора в системе носит нелинейный характер. Сброс части носителя уже приводит к уменьшению нагрузки на затвор клапана. Поэтому для точного расчета пропускной способности устройства ориентируются на диаграммы, приводимые в техпаспорте.

Следует учитывать, что погрешность настройки большинства регуляторов составляет 10%. Для первоначальной регулировки и последующего контроля рекомендуется устанавливать манометры до и после точки перепуска.

Сама настройка проводится либо сдвигом бегунка вдоль шкалы, либо вращением регулировочного винта. После установки и проверки требуемого значения, винт закрепляется зажимной гайкой.

Текущий уход за перепускным клапаном заключается в ежемесячном контроле начального давления срабатывания и скорости его открывания. Следить нужно и за состоянием фильтров.

При неправильной работе клапана следует его демонтировать, разобрать и промыть все детали. Возможно, неисправность вызвана простым засорением механизма.

Функции изделия

Функции подобного приспособления заключаются в том, чтобы своевременно осуществить сброс лишних объемов теплоносителя и таким образом уменьшить уровень его давления. Общие требования к подобным узлам заключаются в том, что они должны:

• способствовать понижению давления, своевременно сбрасывая излишки теплоносителей.
• иметь точную настройку, причем для отопительных систем в жилых помещениях желательно, чтобы настройка была ручной.
• обладать высокой прочностью и надежностью.
• обеспечивать безопасность эксплуатации систем отопления благодаря надежности собственной конструкции.

Разновидности конструкции перепускных клапанов

Перепускной клапан для отопительных систем может быть двух видов, характеризующихся принципами функционирования. Наиболее распространенным является пружинный вариант, а вот рычажно-грузовой в основном используется в крупных магистралях. Принцип работы пружинного устройства заключается в том, что в процессе перемещения теплоноситель давит на специальный затвор, который сдерживается с помощью пружины.

По достижению уровня давления равного силе сжатия пружины открывается страховочный шток, и излишки жидкости начинают отводиться с помощью выходного патрубка. После того как ситуация нормализуется, пружина возвращает затвор в первоначальное положение, и теплоноситель продолжает движение без ограничений.

Перепускной клапан системы отопления

Пружинные устройства используются в системах, в которых диаметр труб не превышает 200 миллиметров, в остальных случаях применяется рычажно-грузовая конструкция. Ее отличие от рычажной, прежде всего, заключается в том, что при отсутствии пружины фиксация штока происходит с помощью дополнительного груза, масса которого может варьироваться. В данном случае критический показатель настраивается с определенной погрешностью, а сама настройка выполняется с помощью изменения веса груза.