Клапаны системы отопления. Для чего предназначен каждый?

Трехходовой клапан отопления

Обычно автоматикой котла не может быть обеспечена потребность в воде с разной температурой для нескольких контуров системы отопления. На помощь приходит трехходовой термостатический смесительный клапан системы отопления, который поддерживает необходимые тепловые параметры теплоносителя в контурах системы отопления, а также малом контуре системы. На вид клапан походит на простой тройник, металл — бронза или латунь. Вверху данного тройника устанавливается регулировочная шайба, под которой имеется материал чувствительный к перепаду температур. И при необходимости он давит на рабочий шток, выходящий из корпуса. Основная задача клапана основана на удержании температуры теплоносителя на выходе в заданных пределах, путем добавления холодной или горячей воды. При неподходящих температурных изменениях, внешний привод клапана давит на шток. Далее конус выходит из седла и открывается проход между всеми каналами. В ходе работы, контроль за трехходовым клапаном согласно температуре исполняется наружным приводом.

Обратный клапан отопления

В сложной системе отопления присутствует довольно большое количество вспомогательных элементов, задача которых обеспечить надежность и бесперебойность работы. Одним из этих элементов является обратный клапан системы отопления. Обратный клапан ставят для того, чтобы не было протока в обратную сторону. Его элементы обладают очень большим гидравлическим сопротивлением. В связи с этим обстоятельством существуют ограничения по использованию обратных клапанов в системе отоплении с естественной циркуляцией. В такой системе слишком малое давление. При минимальном давлении необходимо ставить гравитационные клапаны с поворотной заслонкой, некоторые из них могут срабатывать при давлении в 0,001 Бар. Основная деталь обратного клапана — это пружина, применяемая почти во всех моделях. Именно пружина перекрывает затвор при изменении нормальных параметров. Это и являет собой принцип работы обратного клапана.

Необходимо учитывать рабочие параметры в той или иной системе отопления. В связи с чем подбирать клапан системы отопления, который имеет необходимую упругость пружины. Применяемая в отопительных системах запорная арматура обычно изготавливается из следующих материалов: сталь; латунь; нержавеющая сталь; серый чугун. Обратные клапана подразделяются на следующие виды: тарельчатые; лепестковые; шаровые; двустворчатые. Различаются эти виды клапанов запирающим устройством.

Запорная арматура

В отопительных системах запорная арматура на отопление используется для контроля подачи теплоносителя, а также для размыкания контура. Она позволяет контролировать процесс отопления, делая его более эффективным и рациональным. В большинстве случаев запорный кран на батарею отопления устанавливается на участках обвязки радиатора трубопроводом. Помимо функциональных преимуществ такое решение несет и практическую пользу – перекрыв запорный вентиль для батареи отопления, домовладелец сможет провести ремонт отопительного прибора без остановки работы всей системы обогрева. В настоящий момент запорная арматура для отопления представлена широким перечнем приборов.

Часто используются в отопительных системах следующие типы устройств:

• запорные клапаны;
• шаровые краны;
• игольчатый вентиль;
• задвижки.

Эти элементы изготавливаются из прочных металлов устойчивых к коррозии и действию высоких температур. Арматура запорного типа защищает контур от возникновения критических аварийных ситуаций и повышает надежность системы отопления, способствуя минимизации негативных последствий при выходе из строя отдельного отопительного прибора.

Шаровые краны

Шаровый кран – это запорная арматура для радиаторов отопления, которая устанавливается для регулирования подачи теплоносителя. Конструкция арматуры предусматривает наличие накидной гайки, внутренней резьбы, заглушки и воздуховыпускного устройства, предназначенного для спуска воздуха из системы.

При выборе данного вида арматуры необходимо обратить внимание на материал, из которого изготовлен кран и наличие уплотнительных колец, повышающих срок эксплуатации элемента в контуре. Хорошо себя зарекомендовали латунные краны, которые отличаются повышенной износостойкостью и устойчивостью к коррозии.

Запорные клапаны

Данный вид арматуры применяют для обеспечения возможности замены радиаторов без слива теплоносителя с контура. По особенностям конструкции различают угловые и прямые запорные клапаны. Причем некоторые модели могут оснащаться спускным механизмом для плавного снижения давления в контуре. Для запорных клапанов характерна шланговая насадка – она позволяет производить монтаж устройства максимально быстро и просто.

Игольчатый кран

Функции, которые выполняет игольчатый кран для отопления, могут быть различными. В зависимости от конструкции это устройство может выполнять запорную, регулирующую и балансировочную функцию. В системах отопления чаще всего используют запорный игольчатый вентиль для радиатора отопления, который позволяет плавно перекрывать поток и избегать возникновения гидроударов, губительных для системы. В отличие от шарового крана, имеющего два положения работы, игольчатый вентиль может работать в трех положениях:

1. «закрыт»;
2. «открыт»;
3. «частично закрыт».

Задвижки

Данный тип арматуры выполняет исключительно запорную функцию. Из-за особенностей конструкции он может работать в двух режимах – механизм оборудован запирающим элементом, расположенным перпендикулярно к потоку теплоносителя. В открытом положении задвижка подает теплоноситель в контур, а в закрытом препятствует его циркуляции. Среди особенностей задвижки стоит отметить малое гидравлическое сопротивление, создаваемое в контуре, оптимальный диаметр внутреннего сечения, который совпадает с диаметром трубопровода, простой монтаж и высокую надежность.

Регулирующие (запорно-регулирующие) клапаны отопления

Регулирующие и запорно-регулирующие клапаны отопления осуществляют систематическое изменение потока теплоносителя, от максимума до минимума, при открытом и закрытом положении клапана. Отсечные или запорные клапана управляют теплоносителем дискретно при полностью открытом или полностью закрытом положении затвора. В состав регулирующего клапана входят три основные блока: корпус, дроссельный узел и привод клапана. Запирающим и регулирующим элементом клапана является дроссельный узел. При выборе втулки, седла, плунжера следует обращать внимание на условия эксплуатации клапана. Учитывается среда и ее температура, наличие примесей, пропускная способность. Основным и важным значением в работе клапана является правильное направление подачи рабочей среды. Обычно оно промаркировано стрелкой на рабочей поверхности корпуса.

Термостатический клапан

В современных реалиях терморегулирующий вентиль — это предварительная норма современного и надежного оборудования в системе отопления. Температура вентиля автоматически регулируется. Работа смесительного клапана системы отопления для радиаторов заключается в ограничении уровня подачи на отдельный радиатор отопления. Шток вентиля производит движения на открытие и закрытие отверстия. Через это отверстие происходит поступление теплоносителя в радиатор. При нагревании вентиля с термостатической головкой, осуществляется закрытие входного отверстия, вследствие чего уменьшается расход теплоносителя. Вентиль терморегулирующийся постоянно изменяет свое положение. И немаловажным фактором является качество материалов на основе которых изготавливается данное изделие. Изделие может выходить из строя из-за заедания штока, а также значительной коррозии и прорыва уплотняющих материалов. Но и в случае выхода терморегулирующего вентиля из строя можно продлить срок его эксплуатации, заменив термостатический элемент.

Клапана системы отопления с термоголовками отличаются в зависимости от формы и варианта подвода к системе теплоснабжения. Они могут быть угловые при подводе к радиаторам с пола, также бывают прямые, которые соединяют трубы с батареей относительно поверхности стены. Осевые, в основном, при соединении труб из стены к батареи. При боковом подключении батарей необходим специальный комплект. В нем используются термостатические головки и клапана. Заведомо батареи идущие с нижним подключением, оборудованы вкладышами клапанного типа.

Регулятор давления

Работа батарей и насоса нарушается в следствии высокого либо низкого уровня давления. Избежать данного негативного фактора поможет правильный контроль в системе отопления. Давление в системе играет значительную роль, оно обеспечивает гарантию попадания воды в трубы и радиаторы. Потери тепла сократятся, если давление будет стандартным и поддерживаться. Здесь приходят на помощь регуляторы давления воды. Их миссия, прежде всего, охранять систему от слишком большого давления. Принцип работы этого устройства основан на том, что клапан системы отопления, находящийся в регуляторе, работает как выравниватель усилий. От типа давления регуляторы классифицируются на: статистические, динамические. Выбирать регулятор давления необходимо основываясь на пропускную способность. Это способность пропускать нужный объем теплоносителя, при наличии необходимого постоянного перепада давлений.

Перепускные отопительные клапаны

Нередко во время работы теплоснабжения происходит превышение температурного режима. Это провоцирует рост давления и как следствие – разрушение компонентов системы. Для своевременного удаления части теплоносителя необходим перепускной клапан для отопления.

Конструкция перепускного клапана отопления

Принцип работы этого компонента прост – на седло байпасного клапана в системе отопления постоянно воздействует давление теплоносителя. Когда усилие пружины будет меньше, чем внешний напор – происходит смещение штока и вывод некоторой части горячей воды. После стабилизации давления седло возвращается в исходное положение.

Есть два вида регулирующих клапанов отопления – с постоянным значением давления срабатывания и возможностью ручной установки этого параметра. Для автономных систем теплоснабжения рекомендована установка второго типа, так как их можно адаптировать под любые параметры.

Клапан давления для отопления выполняет следующие функции:

• Уменьшает гидравлическую нагрузку на циркуляционный насос;
• Предотвращает появление ржавчины. При превышении температуры происходит выделение кислорода. Он является основной причиной окисления металлических компонентов отопления;
• Снижает уровень шума теплоснабжения. Без клапана давления для отопления может увеличиться циркуляция воды и как следствие – повысится вибрация и шум.

Этот элемент устанавливается только для закрытых систем. В гравитационном отоплении клапан давления для теплоснабжения не нужен. В случае превышения температурного режима расширение теплоносителя компенсируется с помощью открытого расширительного бака.

Байпасный клапан в системе теплоснабжения входит в обязательную комплектацию группы безопасности. Также он устанавливается в самой высокой точке схемы и на ответственных участках.

Перепускной клапан отопления

Для сброса рабочей среды служит перепускной клапан терморегулятора системы отопления, который функционирует в обратку при значительном повышении давления. Как правило давление растет за счет достижения установленной в ручном режиме максимальной температуры, подача теплоносителя в радиатор снижается, в следствии чего давление и повышается. Перепускные клапаны системы отопления, в основе своей, предназначены для того, чтобы обеспечить стабильную разность между обратным и подающим трубопроводом. При уменьшении тепловой нагрузки, термостатические вентили закрываются, что приводит к перепаду давления между трубопроводами. В следствии использования перепускного клапана снижается нагрузка на насос, увеличивается температура в обратке, происходит защита котла от коррозии. Область применения перепускного клапана системы отопления довольно широка, он также используется для предотвращения шумообразования терморегуляторов. Установка перепускных клапанов осуществляется не только у нерегулируемого насоса, но и на перемычки стояков.

Зачем нужны краны

В первую очередь следует сказать, что в народе принято называть краном любое устройство для управления потоком жидкости, которое имеет рукоятку. Технически же правильней называть краны запорной арматурой.

Причем последняя позволяет лишь полностью перекрывать или открывать поток теплоносителя, но не регулировать его поток. Для регулирования же используются вентили и клапаны.

Как правило, на входе в радиатор устанавливают именно регулирующую арматуру, которая выполняет следующие функции:

• Позволяет отключить батарею, что может потребоваться по разным причинам.
• Позволяет перекрыть теплоноситель для промывки прибора или ревизии.
• В ручном или автоматическом режиме регулирует поток теплоносителя и тем самым температуру радиатора.

Следует учитывать, что разные типы арматуры могут обладать разными функциями. Ниже ознакомимся с особенностями и устройством всех типов кранов, которые применяют совместно с радиаторами системы отопления.

Клапаны предохранительные

Источником опасности является любое котельное оборудование. Котлы считаются взрывоопасными, так как имеют водяную рубашку, т.е. сосуд под давлением. Одно из самых надежных и распространенных предохранительных устройств, сводящее опасность до минимума — это предохранительный клапан системы отопления. Установка данного приспособления обусловлена защитой систем отопления от избыточного давления. Зачастую такое давление возникает в результате закипания воды в котле. Предохранительный клапан ставится на подающем трубопроводе, как можно ближе к котлу. Клапан имеет довольно простую конструкцию. Корпус изготовлен из латуни хорошего качества. Основным рабочим элементом клапана является пружина. Пружина в свою очередь действует на мембрану, которая закрывает проход наружу. Мембрана выполнена из полимерных материалов, пружина из стали. Выбирая предохранительный клапан следует учитывать, что полное открытие происходит при повышении давления в отопительной системе над значением на 10%, а полное закрытие при снижении давления ниже срабатывания на 20%. В следствии данных характеристик необходимо выбирать клапан с давлением срабатывания выше 20-30% от фактического.

Балансировочный клапан

Балансировочный клапан системы отопления предназначается для регулирования проходимого теплоносителя. Жидкость потребляется в зависимости от давления. Чем больше давление, тем больше потребляется жидкости. Установка данного прибора происходит на стояках. Отбалансированная система обеспечивает беспрерывную работу. Ручной клапан используется как диафрагма, автоматический поддерживает давление и потребление в стояках. Ручной балансирный клапан может перекрывать систему. Конструкция представляет собой устройство вентильного типа. Ручные клапаны могут устанавливаться в паре с запорными.

Устройство и принцип работы

Шаровый кран

Его затвор — хромированный латунный шар с высококачественной обработкой поверхности. Для уменьшения трения при повороте затвора и для герметизации его соединения с корпусом служит пара седел — колец из термостойкого пластика с низким коэффициентом трения. Шток снабжен рукояткой и уплотнен кольцом из того же пластика или термостойкой резины.

Так устроен шаровый кран.

Дроссель

Регулировочный клапан для радиаторов представляет собой, в сущности, разновидность винтового вентиля: снабженный резьбой шток при вкручивании постепенно перекрывает отверстие в седле. Устройство диктует требования к установке дросселя: теплоноситель должен поступать к седлу снизу; направление его движения указывается стрелкой на корпусе.

Радиаторный угловой клапан служит для дросселирования подводки.

Полезно: дроссели могут применяться как для подстройки теплоотдачи в зависимости от погодных условий, так и для разовой балансировки отопительных приборов (например, в двухтрубных системах отопления, где для равномерного нагрева батарей проходимость подводок ближних к котлу приборов приходится искусственно ограничивать).

Термостатический клапан

Это разновидность дросселя, чье устройство подразумевает изменение рабочего положения штока дополнительным приспособлением — термоголовкой.

Термоголовка

Приспособление работает в дуэте с термостатическим клапаном.

В продаже можно встретить две разновидности термостатических головок:

• Сильфонная использует для изменения положения штока удлинение сильфона, заполненного жидкостью или газом с высоким коэффициентом теплового расширения. Невысокая цена (от 400 рублей) соседствует с ограниченной функциональностью: термоголовка этого типа способна лишь круглосуточно поддерживать заданную температуру. Для подстройки служит шкала с указанной на ней степенью нагрева воздуха.

Сильфонная головка в разрезе.

• Электронная термоголовка для мониторинга температуры использует термопару — последовательно соединенные проводники из двух разных металлов; при перепаде температур между участками такой цепи возникает слабый ток. Сигнал с термопары обрабатывается микроконтроллером и используется для управления миниатюрным сервоприводом.

Небольшой рабочий ток (не более 100 мА) позволяет использовать в качестве источников питания пару батареек форм-фактора АА.

Стоимость электронной термоголовки варьируется от 2 до 4 тысяч рублей. Устройство позволяет программировать суточные и недельные циклы работы.

Программируемая электронная термоголовка.

Обратите внимание: при монтаже своими руками термоголовка устанавливается таким образом, чтобы она находилась вне восходящего потока от радиатора или подводки. Инструкция , как несложно догадаться, связана с тем, что дополнительный нагрев собьет ее калибровку и заставит поддерживать более низкую температуру в помещении.

Кран Маевского

Этот игольчатый дроссельный клапан выполнен, как правило, из латуни (иногда с пластиковыми деталями). При выкручивании штока воздух выходит вдоль канала с резьбой в небольшое отверстие сбоку крана.

Регулятор расхода

Установив приборы учета энергии, закономерно возникает вопрос, как можно регулировать и контролировать подачу теплоносителя, ограничивать или добавлять его расход. Для этого существуют всевозможные автоматические регуляторы, применение которых позволяет экономить, они работают от датчиков температуры наружного воздуха и датчиков обратного трубопровода. Еще одно преимущество регуляторов температуры — это контроль температуры непосредственно в месте установки радиатора, в отличии от других устройств. Данное преимущество дает приоритет в получении равномерного температурного фона для комфортного пребывания в помещении. Регулятор предотвратит перегрев воздуха в помещении, чего не всегда смогут отследить датчики на централизованной автоматике. Представляется возможность регулировать температуру для каждой комнаты в отдельности. Иногда решая вопрос регулировки устанавливают обычные краны. Конечно данное решение уменьшает финансовые затраты, но лишает ряда полезных преимуществ. У крана ограниченная функциональность на открытие и закрытие. Существует опасность остановить или завоздушить стояк. Регулируя отопление при помощи кранов невозможно добиться необходимого температурного режима. Используя автоматические регуляторы можно наладить систему точно и эффективно.

Как регулировать балансировочный кран в системе отопления

Настройка механического балансира
Перед тем как настраивать баланс радиаторной сети необходимо изучить инструкцию к клапану, которая прилагается при его покупке. В ней обозначена схема регулировки, если пользователь правильно все установит, то сможет реально снизать затраты на тепловую энергию. Регулировку клапана можно выполнить двумя способами.

Первый способ регулировки клапана

Это самый простой и проверенный вариант регулировки, который рекомендуют опытные настройщики теплового режима в водяных сетях теплоснабжения. Для этого потребуется разделить количество оборотов клапана на число батарей, установленных в контуре нагрева по периметру комнаты. Такой прием даёт возможность правильно определять шаг алгоритма настройки. Метод состоит в закрытии всех вентилей в обратном порядке — от крайней к первой батареи по отношению к источнику нагрева.

Например, для тупиковой схемы, имеющей 4 радиатора, оснащенные механическими балансировочными клапанами и регулировкой шпинделя 4.5 оборота:

4.5:4 = 1.1 оборота

Схема открытия:

1. Первый балансировочный вентиль – 1.1 оборот.
2. Второй балансировочный вентиль – 2.2 оборот.
3. Третий балансировочный вентиль – 3.3 оборот.
4. Четвертый балансировочный вентиль – 4.5 оборот.

Второй способ настройки балансира

Существует еще один, очень качественный способ балансировки. Выполняется он намного быстрее, и содержит в себе способность учета некоторой специфики месторасположения батареи. Единственно, что для его выполнения потребуется — термометр контактного типа.

Полный процесс проходит в такой очередности:

1. Открывают все вентиля и дают возможность сети войти в температурное равновесие с рабочей температурой, например, в 80 С.
2. Измеряют температуру всех приборов отопления.
3. Устраняют разницу методом перекрытия первых и средних кранов. Крайние клапаны не регулируются.
4. Обычно, первый клапан проворачивается не более чем на 1.5 об, а средние — на 2.5 об.
5. Дают возможность системе прийти в температурное равновесие в течение 20 мин
6. Производят замер температур и выполняют настройку клапанов дальше, если в этом будет необходимость.