Ak-montazh.ru

Интернет-энциклопедия по ремонту
5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как подобрать предохранительный клапан для системы отопления

Е.И. Калинин. Как подобрать предохранительный клапан? (Часть 1)

Е.И. Калинин. Как подобрать предохранительный клапан Часть 1

Предохранительный клапан (определение ГОСТ Р 52720) – это такая трубопроводная арматура, которая защищает (собственно, поэтому он и предохранительный) оборудование, если там вдруг повысится давление (оно, повышенное давление, нам совершенно ни к чему). Делает он это, открывшись в нужный момент (собственно, поэтому он и клапан) и выпустив то самое «ненужное» давление, а после этого сам в нужный момент закроется (давление закрытия). Как же это происходит? Тут нет никакой магии. В клапане есть пружина, которая при нормальном ходе работы (давление перед клапаном рабочее) своей силой закрывает проход (золотник плотно прижат к седлу), и ничего никуда не сбрасывается. Но если вдруг давление начинает расти, у пружинки уже не хватает сил, чтобы удержать его, и клапан открывается (давление начала открытия), давление сбрасывается.

Теперь что касается подбора клапана. Предохранительные клапаны бывают разного размера – от совсем маленьких до настоящих гигантов, в такой можно даже спрятаться (номинальный диаметр предохранительных клапанов составляет от 10 до 400 мм, в РФ же наиболее часто встречаются клапаны от 25 до 200 мм). Предохранительные клапаны делятся еще и по давлению, на котором можно их использовать (номинальное давление) – ведь у одних стенки совсем тонкие, а пружинки совсем слабенькие, а у других толстенные стены, а пружины очень жесткие. Нетрудно догадаться, что такое разнообразие неслучайно и нужно для того, чтобы обеспечить потребности самых разных объектов и производств. Вот тут-то и возникает необходимость правильно выбрать предохранительный клапан, потому что если поставить «неправильный», то в лучшем случае мы услышим шипение (не будет обеспечена необходимая герметичность), а в худшем – «БА-БАХ!» (произойдет разрушение защищаемого объекта).

Теперь пришло время узнать, как же выбирать предохранительный клапан. Хочу сразу предупредить, что «принцип арбуза» тут не подходит и стучать по клапану не следует. А следует внимательнейшим образом прочесть опросный лист (документ, содержащий технические и прочие требования на разработку и (или) поставку трубопроводной арматуры). При этом не существует какой-то идеальной формы опросного листа. На завод поступают самые разнообразные опросные листы, составленные и заполненные проектными институтами, конечными потребителями, посредниками и прочим разным людом. Нередко в таких опросных листах содержатся противоречивые требования и ошибки (к сожалению, с этим ничего не поделаешь), и приходится «расшифровывать тайные послания».

Один из главных параметров, на который стоит обратить внимание в опросном листе – это аварийный расход среды, который должен обеспечить клапан при его полном открытии, GA или, как часто говорят, пропускная способность предохранительного клапана. Вот тут самое время вспомнить о «кладезе знаний» любого инженера, то есть нормативно-технической документации: сейчас нас интересуют ГОСТ 12.2.085-2002 и ГОСТ 31294, ведь именно там прописаны формулы, по которым нужно считать – но об этом чуть позже. Именно эта величина напрямую влияет на то, какой клапан нам нужно будет выбрать.

Порядочные инженеры при этом используют размерность «килограмм в час» (кг/ч) (физический смысл этой величины – масса рабочей среды, которая способна выйти из предохранительного клапана при его полном открытии в течение часа). Тут следует еще внимательно посмотреть, о чем идет речь: о жидкости (вода, нефть и прочие журчащие среды), о газе (тут в основном народное достояние – природный газ) или о водяном паре (важно при расчетах не перепутать его с народным достоянием, ибо в «кладезях знаний» – ГОСТ 12.2.085-2002, ГОСТ 31294 – даются разные формулы и есть опасность нарваться на вариант «БА-БАХ»).

Еще очень интересно то, что в опросных листах с рабочей средой «природный газ» часто указывают аварийный расход, выраженный в единицах нм³/ч (произносится как «нормальный кубический метр в час»). Нормальный кубический метр – особая единица измерения, традиционно используемая для природного газа. Физический смысл нормального кубометра – это кубический метр газа при температуре 0°C (273,15 К) и давлении 101325 Па (0,101325 МПа=1,03323 кгс/см 2 ). Также для природного газа употребляется единица измерения стм³/ч – стандартный кубический метр в час. Физический смысл стандартного кубометра – это кубический метр газа при стандартных условиях, указанных в ГОСТ 2939-63, то есть при температуре 20°C (293,15 К) и давлении 101325 Па (0,101325 МПа=1,03323 кгс/см 2 ).

В указанных случаях для расчета массового потребного аварийного расхода необходимо знать плотность газа при нормальных и, соответственно, при стандартных условиях. Если заказчик не приводит таких данных (а иногда и приводит), то придется предположить, что плотность газа при нормальных и при стандартных условиях – примерно 0,85 кг/м³ (по данным всемирной паутины, плотность природного газа при указанных условиях находится в «вилке» 0,72-0,85 кг/м³, порядочные инженеры всегда берут наибольшее значение плотности, дабы перестраховаться). Например, если заказчик указал потребный аварийный расход 20 000 нм³/ч, то GA=20 000*0,85=17 000 кг/ч. Ну, как-то так. После того, как эта ценнейшая цифра найдена, следует двигаться дальше, и тут пора вспомнить о формулах.

B4 – определяют по таблице А.2 (для идеального газа В4=1).

Тут даже варианта с формулами нет. Примитив.

R – газовая постоянная
R определяют по таблице А.1

Помимо указанной таблицы, порядочный инженер может найти R еще вот так:

Применение предохранительных клапанов в системах отопления

Применение предохранительных клапанов в системах отопления

Предохранительный клапан в системе отопления устанавливается для сброса возможного чрезмерного давления на внутреннюю часть магистрали или отдельных составляющих отопительного контура. Скачки давления могут произойти не только в ходе нормальной эксплуатации оборудования или подпитки системы, но и в случаях выхода его из строя, что приводит к аварийным ситуациям. Одной из наиболее распространенных причин является некорректная работа расширительного бака или узла подпитки. Кроме этого, монтаж описываемого клапана предоставит возможность контролировать поток воды в трубах, оптимизировать его в случаях подпитки системы, исключив выход из строя расширительного бака.

Назначение

Сбросной предохранительный клапан обеспечивает защиту отопительной системы от последствий, связанных с перегревом теплоносителя. Данное устройство – необходимый атрибут обвязки твердотопливного котла, а также входит в состав отопительной системы с теплообменником, установленным в печи.

В отличие от жидкотопливных, газовых и электрических котлов, твердотопливные агрегаты отличаются большой инертностью и отсутствием возможности оперативно регулировать интенсивность нагрева жидкости в водяной рубашке или теплообменнике. При перегреве теплоноситель вскипает, и в результате парообразования давление в замкнутом объеме резко повышается.

Читайте так же:
Какие трубы лучше выбрать для отопления: сравнительный обзор

Это может обернуться:

  • протечками в местах соединения элементов трубопровода;
  • повреждением фитингов и труб, выполненных из полимерного материала;
  • взрывом водяной рубашки котла, что опасно для людей и может вызвать короткое замыкание электрооборудования в котельной.

Клапан сброса избыточного давления может устанавливаться отдельно, но обычно это устройство является частью группы безопасности в комплекте с манометром и воздухоотводчиком.

Назначение и принцип работы трехходовых предохранительных клапанов несколько отличается от других вариантов и вот ключевые их отличия:

  • применение допустимо в низкотемпературных системах отопления для охлаждения носителя;
  • есть возможность регулировать изделие вручную или с помощью электропривода;
  • наличие одного входного и двух выходных отверстий;
  • для регулировки потока есть специальная заслонка в виде шара или штока, который направляет его в нужное отверстие.

Такие клапаны чаще всего применяются в системах отопления, которые включают в себя «теплые полы». Таким способом вода для обогрева полов будет гораздо прохладнее, чем вода в радиаторе.

Для изготовления трехходовых предохранительных клапанов применяют:

  • сталь;
  • латунь;
  • чугун.

Латунные конструкции наиболее распространены при установке домашних систем отопления, а стальные и чугунные больше характерны для более крупных установок промышленного назначения.

Также стоит обратить внимание да взрывной предохранительный клапан, который способен предотвратить взрыв горючих газов или угольной пыли. Они сделаны таким способом, что если вещество взрывается, то повреждается лишь мембрана конструкции, а трубопровод остается невредимым.

Изделие такого типа работает в автоматическом режиме. В зависимости от давления, их различают несколько их видов:

  • с давлением до 2 кПа;
  • до 40 кПа;
  • 150 кПа включительно.

Конструкция

Типовой предохранительный клапан для котла имеет разборную конструкцию и состоит из следующих основных элементов:

Корпус. Обычно изготавливается из латуни и имеет вид тройника. По его сторонам расположены нижнее входное резьбовое отверстие, боковой выходной патрубок и верхнее седло, на которое усаживается фасонный уплотнитель.

Запорная группа. Представляет собой подпружиненный шкив с цилиндрическим (дисковым) концевым запорным элементом, на который одевается эластичный резиновый уплотнитель в виде стакана (диска).

Крышка. В верхний резьбовой патрубок латунного корпуса вкручивается крышка черного цвета из термостойкого полимера, удерживающая подпружиненный шток в рабочем положении. На верхних гранях крышки имеются выступы, по которым скользит фигурный в нижней части верхний колпачок, соединенной с запорным штоком. При повороте на определенный угол колпак поднимается вместе со штоком и открывает боковой патрубок — это позволяет использовать предохранительный клапан для отопления всегда открытым в ручном режиме.

Колпачок. Полимерная деталь обычно красного цвета с ребристой боковой поверхностью, прикручивается к полому внутри штоку винтом. Имеющиеся в нижней части колпачка пологие выступы при его вращении попадают на зубцы крышки — ручка приподнимается вместе с подпружиненным затвором и открывает боковой канал, позволяя сбрасывать давление вручную.

Регулировочная шайба. Внутренняя стенка крышки имеет резьбу, в которой вращается гайка регулировки, при опускании вниз она сжимает пружину — таким образом происходит увеличение порога срабатывания клапана. При выкручивании гайки вверх пружина ослабляется и давление срабатывания уменьшается. Для проворачивания гайка оснащена поперечным шлицем в верхней части под плоскую отвертку.

Клапан для водонагревательных бойлеров – конструкция и внешний вид

Как подобрать предохранительный клапан. Инструкция по выбору предохранительного клапана:

При выборе ПСК следует учитывать:

  • конструктивные особенности клапанов;
  • пропускную способность;
  • размеры и технические характеристики трубопроводной арматуры.

1. Подбирайте тип и размер клапана так, чтобы давление в трубонагревательной системе не превышало установленных норм. Какой бы сбой в системе не произошел, качественно выбранный клапан стабилизирует давление всей системы.

КЛАПАН ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ ПРОПОРЦИОНАЛЬНЫЙ 240А, ZETKAMA

2. Если неправильно выбрать клапан, то ситуация может усложниться, вплоть до аварийной. К примеру, если упало давление входа системы, то может возникнуть избыточное давление при выходе из системы. Такая ситуация может привести к неисправности в системе аппаратуры.

3. Лучшим выбором станет пружинный предохранительный клапан, так как пружина выдерживает напор давления. Также существует клапан для открытой системы отопления. Он хорош в использовании, если выход внутренней среды осуществляется в атмосферу, в нем нет противодавления. В противоположность к предыдущему типу клапана, есть клапан для закрытой системы, которая делает сброс в отводящий трубопровод.

4. Выбирайте малоподъемный клапан, опираясь на пропускную способность системы и высоту золотника, который составляет 0,05 % седла. Низкоподъемный клапан можно использовать при работе котла с жидким топливом и с маленькой пропускоспособностью.

5. Газовый котел предполагает наличие полноподъемного клапана. Величина подъема его золотника составляет 0,25 % седла, так как в такой системе клапан раскрывается на полный размер золотника. Еще бывают клапаны, которые могут иметь или не иметь ручного дублера.

6. Выбирайте предохранительный клапан правильно. Знайте, качественная и безопасная работа теплосетей вашего дома зависит от правильно выбранного данного элемента и его непрерывной работы. Он предотвратит неминуемое затопление помещения, если в системе произойдет сбой любого характера.

Когда вопрос с домашним хозяйством полностью решен, можно подумать про отдых или даже рыбалку к примеру какая рыбалка может обойтись без лодки в Киеве в Fotos купил моторные надувные лодки кстати дешевле всего, делали недавно заказ доставка конечно тормозит на границе но цена устроила.

Основные конструкции ПСК и их преимущества

В зависимости от конструктивных особенностей все предохранительные клапаны подразделяются на два вида:

  1. пружинные механизмы. Устройство клапанов данного вида наиболее простое, что способствует увеличению срока службы арматуры. В основе клапан располагается пружина, которая и срабатывает при повышении давления в системе отопления (газо- или водоснабжения). Пружинный клапан должен быть дополнен специализированным устройством для принудительного срабатывания, что позволяет исключить возможность «залипания» запорного узла арматуры; Предохранительный клапан с рабочим механизмом в виде пружины
  2. мембранные механизмы. В отличие от предыдущего вида арматура данного вида дополнительно оснащается мембраной, которая является чувствительной деталью. Мембрана подает сигнал о наличии повышенного давления на пружину и только после этого происходит открытие арматуры.

ПСК с дополнительным чувствительным элементом

Функции перепускного клапана

Во время нагрева теплоносителя происходит его расширение – естественное увеличение объема приводит к повышению давления на внутренние стенки трубопроводов и приборов отопления. При превышении определенного значения (обычно около 3,5 бар) нарушается герметичность стыков, что приводит к порывам и аварийным ситуациям. Для своевременного сброса излишка горячей воды необходимо устанавливать клапан предохранительный для котла отопления, или как его еще называют – перепускной.

Читайте так же:
Как сделать своими руками шкаф: разновидности шкафов + основные этапы создания и сборки

Он должен выполнять следующие функции:

  • Своевременно удалять излишек теплоносителя, снижая при этом давление внутри системы;
  • Обладать возможностью настройки. В автономной системе частного дома предохранительный клапан для отопления должен иметь функцию ручной настройки максимально допустимого значения давления;
  • Надежность эксплуатации. Конструкция и материал изготовления должны обеспечивать нормальную работу предохранительного клапана для системы отопления.

На выбор определенной модели влияют характеристики теплоснабжения – значение оптимального и максимального давления в трубах, месторасположение расширительного бака, протяженность магистрали и ее тип (однотрубная, двухтрубная или коллекторная). Но прежде чем приобрести устройство, нужно изучить параметры, которыми характеризуется предохранительный клапан для отопления: принцип работы, конструкция и специфика монтажа.

Материал изготовления

Чаще всего корпус предохранительного элемента изготавливается из латуни. Это обусловлено тем, что данный материал характеризуется низким температурным расширением, надежностью, а также не подвержен коррозийным процессам и цена его вас приятно удивит.

p, blockquote 34,0,0,0,0 —>

Блок регулировки обычно делается из термостойкого пластика.

p, blockquote 35,0,0,0,0 —>

Подводя итог, стоит отметить, что предохранительный клапан — очень важное звено в защите отопительной системы. Роль этой детали очень велика, поэтому к выбору стоит подходить ответственно, т.к. безопасность системы обогрева вашего дома находится в непосредственной зависимости от нее.

p, blockquote 36,0,0,0,0 —> p, blockquote 37,0,0,0,1 —>

Выбирая клапан, нужно уделить внимание всем техническим показателям и качеству изделия. Важно правильно настроить и установить предохранительный клапан, т.к. малейшие неточности могут привести к тому, что устройство не будет своевременно срабатывать в случае возникновения аварийной ситуации.

Устройство и принцип действия клапана

Конструкция клапана чрезвычайно проста. Корпус изготавливается из качественной водопроводной латуни по технологии горячего штампования из двух литых деталей в полутвердом состоянии. Общее устройство предохранительного клапана показано на рисунке:

Главный рабочий элемент клапана – пружина. Ее упругость определяет силу давления, которое должно воздействовать на мембрану, закрывающую проход наружу. Последняя в нормальном положении находится в седле с уплотнителем, поджатая пружиной. Верхним упором для пружины служит металлическая шайба, закрепленная на штоке, чей конец прикручен к пластмассовой рукоятке. С ее помощью осуществляется регулировка клапана. Мембрана и уплотнительные элементы выполняются из полимерных материалов, пружина – из стали.

Весь этот нехитрый механизм действует так. В обычном (дежурном) режиме, пока параметры теплоносителя находятся в заданных пределах, мембрана закрывает вход во внутреннюю камеру. Как только возникает ситуация, близкая к аварийной и давление в системе отопления частного дома возрастает, пароводяная смесь начинает подпирать мембрану. В определенный момент сила давления теплоносителя преодолевает упругость пружины, открывает мембрану, попадает в камеру, а из нее – наружу через боковое отверстие.

Когда некоторое количество воды покинет систему, давление снизится настолько, что не сможет противостоять пружине и мембрана снова закроет проход. Случается, что срабатывание механизма происходит циклично, особенно если тепловой агрегат работает на пределе и температура теплоносителя близка к максимальной (90—95 ºС). На практике, когда подрывной клапан для котла срабатывает очень часто, он теряет герметичность и начинает подтекать.

Если вами обнаружены свежие следы потеков из предохранительного механизма, то это явный признак работы теплогенератора в экстремальном режиме либо наличия неисправностей в системе отопления, например, в расширительном баке.

Почему подтекает аварийный клапан

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

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

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

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

Выбор предохранительного клапана: конструктивные особенности, принцип работы, диапазоны настройки

Расчет предохранительного клапана СППК, пенного пожаротушения

Доброго дня, уважаемые читатели и гости страниц нашего блога.

В данной статье кратко обсудим как рассчитать предохранительный клапан для емкости под давлением.

Предохранительный клапан – это трубопроводная арматура, предназначенная для защиты от механического разрушения оборудования и трубопроводов избыточным давлением путём

автоматического выпуска избытка жидкой, паро- и газообразной среды из систем и сосудов с давлением сверх установленного.

В данном случае рассмотрим применение предохранительного клапана, установленного на горизонтальном (вертикальном) баке в системе пенного пожаротушения.

Расчет предохранительного клапана СППК, пенного пожаротушения

Методика расчета

Методика подбора предохранительных клапанов (СППК) изложена в ГОСТ 12.2.085-2002 — «Сосуды, работающие под давлением. Клапаны предохранительные. Требования безопасности» и

ГОСТ 12.2.085-2017 — «Арматура трубопроводная. Клапаны предохранительные. Выбор и расчет пропускной способности». Методика расчета строиться на давлении настройки.

В данный момент ГОСТ 12.2.085-82 заменен на ГОСТ 12.2.085-2002.

ГОСТ 12.2.085-2002 заменен на ГОСТ 12.2.085-2017, но не отменен, частично действует, применяется в ЕАЭС.

ЕАЭС -Евразийский Экономический Союз.

Как выбрать предохранительный клапан для бойлера

Необходимо учитывать определенные критерии при правильном выборе предохранительного клапана на бойлер:

  1. Цена устройства. На сегодняшний день рынок предохранительных элементов представлен моделями низкого уровня, которыми обычно комплектуются бойлерами, а также образцами более высокого класса с улучшенным качеством. Не стоит экономить на таком важном элементе.
  2. Для удобства установки, выбирайте модель, где на корпусе присутствуют метки направления воды.
  3. Современные предохранительные клапаны оснащены специальными носиками для подключения шланга для слива воды. Выбирайте те модели, которые будут удобными для подсоединения и фиксации сливного шланга.
  4. Выбирайте те клапаны, устройство которых можно разобрать и почистить. Таким образом, вы сможете устранить засорения, возникшие из-за некачественной водопроводной воды.

При покупке, обращайте внимание на вес изделия. Иногда вместо латуни, производитель удешевляет производство и выпускает предохранительный клапан из силумина. Качество такого продукта оставляет желать лучшего.

Последовательность расчета СППК

Для наглядности расчета мы начнем с «Расчета пропускной способности клапана и перейдем к выбору оборудования».

С остальными пунктами которые идут выше по списку вы можете проработать самостоятельно взяв в руки указанные ГОСТы.

Методика расчет пропускной способности клапана указана в Приложении А (обязательное) ГОСТ 12.2.085-2002.

Исходные данные для подбора:

  • Давление начало открытия 1,6 МПа;
  • Рабочее давление 1,4 Мпа;
  • Температура подачи 5/20/25 °C;
  • Расчетная температура -52/50 °C;
  • Давление после редуктора (клапан снижения давления) -1,0 МПа;
  • Среда -пар (вода);

Общие требования

4.1. Для защиты сосудов следует применять клапаны и их вспомогательные устройства, соответствующие требованиям ГОСТ 12.2.063, [1]. Защите предохранительными клапанами подлежат сосуды, в которых возможно превышение рабочего давления от питающего источника, химической реакции, нагрева подогревателями, солнечной радиации, в случае возникновения пожара рядом с сосудом и т.д. 4.2. Количество клапанов, их размеры и пропускная способность должны быть выбраны так, чтобы в сосуде не могло создаваться давление, превышающее расчетное давление более чем на 0,05 МПа (0,5 кг/см2) для сосудов с давлением до 0,3 МПа (3 кгс/см2), на 15 % — для сосудов с давлением свыше 0,3 до 6,0 МПа (от 3 до 60 кгс/см22) и на 10 % — для сосудов с давлением свыше 6,0 МПа (60 кгс/см2). При работающих клапанах допускается превышение давления в сосуде не более чем на 25 % расчетного при условии, что это превышение подтверждено расчетом на прочность по ГОСТ 14249, ГОСТ 25215, ГОСТ 26303, СТ СЭВ 5206, действующим нормативным документам, предусмотрено технической документацией и отражено в паспорте сосуда. 4.3. Расчет пропускной способности клапанов приведен в приложении А. 4.4. Конструкцию и материалы элементов клапанов и их вспомогательных устройств следует выбирать в зависимости от свойств и параметров рабочей среды, и они должны обеспечивать надежность функционирования клапана в рабочих условиях. 4.5. Конструкция клапана должна обеспечивать свободное перемещение подвижных элементов клапана и исключать возможность их выброса. 4.6. Конструкция клапанов и их вспомогательных устройств должна исключать возможность произвольного изменения их регулировки. 4.7. Конструкция клапана должна исключать возможность возникновения недопустимых ударов при открывании и закрывании. 4.8. Клапаны следует размещать в местах, доступных для удобного и безопасного обслуживания и ремонта. При расположении клапана, требующего систематического обслуживания на высоте более 1,8 м, должны быть предусмотрены устройства для удобства обслуживания. 4.9. Клапаны на вертикальных сосудах следует устанавливать на верхнем днище, а на горизонтальных сосудах — на верхней образующей в зоне газовой (паровой) фазы. Клапаны следует устанавливать в местах, исключающих образование застойных зон. 4.10. Установка запорной арматуры между сосудом и клапаном, а также за клапаном не допускается, за исключением требований 4.11. 4.11. Для пожаро- и взрывоопасных веществ и веществ 1-го и 2-го классов опасности по ГОСТ 12.1.007, а также для сосудов, работающих при криогенных температурах, следует предусматривать систему клапанов, состоящую из рабочего и резервного клапанов. Рабочий и резервный клапан должны иметь равную пропускную способность, обеспечивающую полную защиту сосуда от превышения давления свыше допустимого. Для обеспечения ревизии и ремонта клапанов до и после них должна быть установлена отключающая арматура с блокирующим устройством, исключающим возможность одновременного закрытия запорной арматуры на рабочем и резервном клапанах, причем проходное сечение в узле переключения в любой ситуации должно быть не менее проходного сечения устанавливаемого клапана. 4.12. Клапаны не допускается использовать для регулирования давления в сосуде или группе сосудов. 4.13. Изготовитель обязан поставлять клапаны с паспортом и руководством по эксплуатации. В паспорте должны быть указаны коэффициенты расхода для газов и жидкостей, а также площадь сечения, к которой они отнесены.

Расчет пропускной способности клапана предохранительного по ГОСТ 12.2085—2002

На основе данных составляем таблицу для расчета:

Р — 1.4 МПа Давление настройки (Рабочее давление);

∝² — Коэффициент расхода, соответствующий площади F. (Применим из паспорта на клапан)

Выполним расчет пропускной способности клапана предохранительного:

G= 5,03∙ ∝²∙F∙(( P1- P2)∙ r )^0,5

G=5,03∙0,38∙78,5мм²∙((1,61МПа- 0,1 МПа)∙ 997 кг/м³ )^0,5=5821,8кг/ч

5821,8 кг/ч = 5,839 м³ /ч

5,839 м³ /ч >0,1 м³ /ч

Вывод: G > G1, условие выполняется.

Давление расчетное Р: Избыточное давление, на которое производиться расчет прочности оборудования (в нашем случае сосуд в соответствии с ГОСТ 14249)

Примечание — Расчетное давление, как правило, принимают рваным рабочему давлению или выше.

Давление рабочее Р: Наибольшее (максимальное) избыточное давление, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса, без учета гидростатического давления среды и допустимого кратковременного повышения давления во время действия предохранительного клапана.

Как устроен предохранительный клапан, его функции

Предохранительным клапаном называют устройство, способное защитить водонагреватель от скачков давления в системе водопровода. Его второе название – обратный клапан, обусловлено тем, что в его функцию также входит препятствие вытеканию воды из емкости, в случае аварийной поломки. Таким образом, при отключении воды не нужно переживать, что сгорит нагревательный элемент прибора.

Внешне, предохранительный клапан имеет корпус покрытый латунью, внутри которого расположены 2 пружины с запорными элементами. Первая пружина находится внутри проточного канала и является обратным клапаном – она не позволяет воде проходить обратно в трубопровод, который ее подает.

Как только напор воды увеличивается, пружина отходит и элемент, запирающий отверстие, позволяет воде попасть в емкость. Как только бак наполнится, давление с двух сторон становится равномерным, и запорные элементы закрывают отверстие. Если произойдет так, что воду отключат или напор ее уменьшится, бойлер все равно будет заполненным, поскольку обратный клапан не даст ей вылиться.

Вторая же пружинка расположена на отводе и ее функцией является сброс воды в случае повышения давления. Это действие происходит так: давление, которое возникает в трубах, преодолевает жесткость пружины, она сжимается, и запорный элемент открывает отверстие для прохода жидкости к сбросу. Предельное значение давления, при котором сжимается пружина, устанавливается во время изготовления клапана и водонагревателя.

По сути, это устройство содержит в себе 2 элемента: предохранитель и обратный клапан. Его основными функциями являются:

  • защита бака от разрыва;
  • не допустить попадание нагретой в бойлере воды в водопровод;
  • сгладить прыжки давления холодной воды при поступлении ее в нагревательную емкость;
  • сброс воды из бака в момент превышения критического давления и температуры;
  • слив воды из емкости бойлера во время обслуживания водонагревателя или его починки.

Кроме того, в комплект предохранительного клапана могут входить манометры и вентили. Это зависит от производителя.

Устройство предохранительного клапана

Конструкция предохранительного клапана

Основной корпус клапана изготавливается из латуни методом горячей штамповки. Конструкция этого устройства относительно проста и состоит из нижеперечисленных составных частей:

  • Корпус;
  • Регулирующий вентиль (ручной регулятор);
  • Мембрана запирающая;
  • Центральный рабочий шток;
  • Пружина.

Принцип функционирования клапана заключается в работе центральной пружины и мембраны, которая при сверхнормативных показателях давления сжимается и обеспечивает выход излишков пароводяной смеси через специальное отверстие для сброса. При нормальных же показателях уровня давления запирающая мембрана, выполненная из эластичных полимерных материалов, плотно прилегает к соединительному отверстию с подающим трубопроводом. Регулятор, расположенный в верхней части устройства, позволяет точно устанавливать необходимые показатели работы клапана. В некотором смысле принцип работы клапана схож с функциональностью расширительного бака. Наличие подтеков воды в районе установки предохранительного клапана свидетельствуют о его срабатывании.

Выбор

Осуществляя выбор предохранительного клапана, следует учитывать некоторые параметры:

  • диапазон значений, при которых происходит срабатывание клапана (важно учесть параметры вашей системы отопления и исходя из них подобрать устройство);
  • разновидность клапана — открытый/закрытый (если речь идет об открытом, то здесь теплоноситель будет выводиться в атмосферу, при использовании закрытого — в обратный трубопровод);
  • допустимая высота, на которую поднимается тарелка ( этот показатель подбирается исходя из пропускной способности).

Прежде чем приобретать и устанавливать предохранительный клапан, следует учесть технические составляющие вашей системы отопления: мощность котла и максимально допустимое давление среды в трубопроводе.

Схема и особенности установки

Настройка предохранительного клапана

Правила монтажа, подбор и необходимый расчет характеристик предохранительных клапанов содержатся в технических нормативных документах.

Основными требованиями, которые следует учитывать при монтаже этих устройств, являются:

  • Установка в подающем контуре в непосредственной близости от отопительного котла и узла подпитки. В определенных случаях при массивной разводке должны быть предусмотрены несколько таких устройств для поддержания допустимого уровня давления;
  • В промежутке между местами монтажа предохранительных клапанов недопустима установка регуляторов, расширительного бака, запорных элементов, узлов подпитки или других устройств. Кроме того, нельзя допускать сужения труб, диаметр которых будет меньше диаметра самого клапана.

Расчет и монтаж сбросных механизмов должен предусматривать наличие дополнительного трубопровода, который обеспечивал бы соединение клапана и, например, сточного канала.

Предохранительный клапан для отопления: принцип работы и схема установки

Автономная современная отопительная трубопроводная система при несоблюдении правил эксплуатации, при резких колебаниях температуры выходит из строя, ломаются ее конструкционные элементы. Это влечет опасные последствия и дополнительные денежные траты. Чтобы этого не произошло, используется специальный предохранительный клапан для системы отопления.

Основания для монтажа защитного элемента

В систему отопления поступает вода с температурой не более 15°С. Перемещаясь внутри системы, используемый теплоноситель постепенно нагревается, увеличивается в объеме, соответственно, давление становится больше. По причине его увеличения растет нагрузка на изделия.

Предохранительный клапан в системе отопления

Если давление станет выше 3,5 бар, можно столкнуться со следующими неприятностями:

  • протечки в трубопроводных элементах;
  • поломки деталей, выполненных из полимера;
  • взрыв нагревательного топливного бака;
  • короткое электрическое замыкание в электросистеме.

В стандартных твердотопливных отопительных котлах теплоотдача медленно увеличивает температуру. Жидкость, используемая как теплоноситель, перегревается довольно быстро по причине того, что теплогенератор функционирует по инерции.

Чтобы предотвратить стремительный перегрев, необходимо устанавливать специальную группу обеспечения безопасности. Она состоит из таких элементов, как:

  • манометр для замера уровня давления;
  • воздухоотводчик для устранения воздушных масс;
  • предохранительный защитный клапан.

Предохранительный клапан

Принцип работы клапана выглядит следующим образом:

  1. При активном горении твердого топлива вода естественным образом нагревается до необходимой температуры.
  2. Перекрывает поток воздуха, на основании чего затухает огонь.
  3. Топка производит тепло.
  4. Теплоноситель нагревается до 95°С.
  5. Жидкий состав закипает, начинает испаряться.
  6. Давление скачкообразно увеличивается.
  7. Активируется предохранительный клапан, который контролирует безопасность системы отопления.
  8. Устройство моментально активирует затвор, позволяет нагретому пару выйти наружу.
  9. Давление снижается до стандартного.
  10. Предохранительный клапан, применяемый для защиты системы отопления, возвращается в ранее установленное положение.

Клапан защиты монтируется в котлах особого твердотопливного типа, в более современных моделях – паровых и обычных печах, где присутствуют водяные контуры.

Устройство предохранительного клапана отопления

Если купить современные системы отопления, предлагаемые известными брендами, дополнительно предохранительные защитные комплектующие приобретать не придется. Этот элемент присутствует в оборудовании изначально.

В старых моделях потребуется произвести самостоятельную установку защищающего предохранительного клапана. Монтируют его внутри теплообменника или в трубе, которая присоединяется к котлу.

Категории предохранительного клапана

Защищающее трубопровод устройство состоит из таких компонентов:

  • запорный элемент;
  • седло со встроенным затвором;
  • датчик силового тока.

Работа предохранительного клапана отопления

Предохранительные комплектующие, предназначенные для стандартной системы отопления, производятся в разных модификациях. В прямой зависимости от условий применения оборудование распределяется по таким параметрам:

  • тип и категория прижимного элемента;
  • высота установленного закрывающего подъема;
  • общий скоростной режим реакции встроенных элементов.

Виды прижимных механизмов

Существует два вида предохранительных конструкционных клапанов, используемых в стандартных системах городского или загородного отопления:

  • прижимной;
  • рычажно-грузовой.

Они отличаются по принципу действия.

Прижимной предохранительный клапан

Применяется во многих системах отопления, характеризующихся невысокой мощностью. Это относится к таким объектам:

  • частные строения;
  • квартиры в мегаполисах;
  • небольшие объекты промышленного назначения.

Главным элементом здесь выступает пружина. Конструкция простая, по размерам компактная и при этом надежная. Пружинные элементы действуют следующим образом:

  1. На встроенный затвор идет жидкий теплоноситель.
  2. На скорость движения влияет сила действия пружины, которая эффективно сдерживает поток.
  3. Давление автоматически превышает степень сжатия.
  4. Теплоноситель моментально поступает в систему отопления.
  5. Общий объем воды нормализуется.
  6. Закрывается затвор, возвращается в обычное положение.

Пружина долговечна в эксплуатации. Она изготавливается из стали, покрыта латунью высокого качества. Рукоятка оснащена полимерными уплотнителями.

Предохранители прижимного типа могут быть закрытой или открытой категории. Во втором варианте лишняя жидкость уходит из трубопровода городской или загородной системы отопления. При использовании закрытого элемента пропуск в трубопровод осуществляется строго в обратном направлении.

Рычажно-грузовые предохранители

Устройства этой категории не так популярны, как прижимные. В автономно расположенных отопительных системах, работающих на котле, их используют нечасто. По своим характеристикам и функциональным возможностям они больше подходят для предприятий большого масштаба. Их устанавливают в трубах диаметром выше 200 мм.

Рычажно-грузовой предохранитель

Основным отличительным элементом считается то, что вместо пружины в качестве защиты здесь используется груз. Он подвешивается на рычажное устройство, перемещается по всей длине, нормализуя силу, сжимающую шток.

При повышении давления защита открывается, жидкость удаляется через отверстие для проведения сброса.

Рычажные предохранители реализуются по более высокой цене, если сравнивать с обычными пружинными. При этом повышенными показателями надежности и качества они не отличаются.

Их приобретают по причине более высокой пропускной способности. Грузоподъемный механизм способен достаточно высоко поднять затвор. Соответственно, за определенное количество времени удаляется значительно больший объем воды.

Предохранитель и скорость реагирования

Чтобы ответить на вопрос, какая существует связь между скоростью реагирования и предохранителем, стоит рассмотреть, как действуют пропорциональные предохранительные защитные клапаны и двухходовые.

Пропорциональные элементы защиты медленно поднимают крышку затворного приспособления. Клапан открывается строго пропорционально увеличению показателя давления, влияющего на стенки труб. Постепенно устройство поднимается выше, увеличивая объем удаляемого вещества.

Такой предохранитель можно использовать внутри твердотопливного котла, но предпочтение стоит отдавать системам отопления, работающим на воде, или приборам, работающим на жидком топливе.

Клапаны двухпозиционного типа способны срабатывать моментально, как только уровень давления увеличивается до критических отметок. Затвор сразу открывается и пропускает воду.

Двухходовой защитный клапан используют в самой среде. Отрицательным моментом считаются автоматические колебания затворного устройства.

Если встроенный двухпозиционный клапан установить в отопительной городской системе, работающей на основе жидкого теплоносителя, стоит быть готовыми к тому, что при быстрой активации установленного затвора сразу сбросится большой объем воды.

За счет этого уровень давления автоматически снизится. Затвор закрывается, что приведет к разрушающему удару гидравлики. Используемые клапаны специального пропорционального механизма предотвращают подобные риски.

Клапаны трехходового типа

Наряду с двухходовыми предохранительными защитными клапанами в отопительной системе применяются трехходовые. Они отличаются электрическим или более простым ручным управлением. Приборы не так популярны. Элементы устанавливают на устройствах, работающих при достаточно низкой температуре.

Такой предохранитель оснащен тремя функциональными отверстиями – одно из них входное, остальные выходные. Перемещение жидкости внутри контролируется посредством заслонки. Она имеет шарообразную форму. В определенных моделях эта роль возлагается на шток. Теплоноситель распределяется за счет осуществляемых вращений.

Предохранительные клапаны монтируют в отдельных котельных, которые относятся к конденсационному типу. Они применяются, когда к одному устройству подключено сразу несколько систем.

Самый распространенный пример – система с радиаторами и теплым полом. Для последнего требуется небольшая температура используемого теплоносителя. А основной котел нагревает все остальные системы. Трехходовой предохранительный клапан будет идеальным решением. Элемент выполняет такие функции:

  • разделение отдельных областей в системе отопления;
  • распределение теплоносителя по отдельным зонам;
  • смешивание воды с проходящей по котлу жидкостью.

Недорогие модели оснащены трехходовым клапаном. Он предусматривает ручную регулировку температуры. Чтобы избавиться от подобного неудобства, рекомендуется выбирать многофункциональные приборы с сервоприводом.

Этот механизм оснащен специальным датчиком, вмонтированным в контур. Работает с низким температурным режимом. При изменении температуры встроенный затвор автоматически срабатывает. Это позволяет открыть или закрыть воду, идущую из обратки, которая присутствует в каждой системе отопления.

Как правильно выбрать устройство: полезные советы

При выборе стандартного предохранительного защитного трубопроводного клапана для системы отопления следует принимать во внимание технические характеристики котла. Категорически запрещено использовать элемент при низкотемпературных показателях. Более того, в условиях суровой зимы прибор необходимо дополнительно защищать от промерзания.

Прежде чем осуществить установку, важно изучить инструкцию. В ней обозначены все максимальные значения допустимой для эксплуатации клапана температуры.

На выбор клапана влияют такие характеристики системы отопления:

  • мощность;
  • максимальный уровень давления;
  • диаметр патрубка клапана.

Важно помнить, что устройство в обязательном порядке должно функционировать в диапазоне давления, характерном для установленного отопительного котла. Допускается превышение на 30% стандартного уровня.

Диаметр клапана по размеру должен точно соответствовать габаритам патрубка, ведущего к клапану. Пренебрежение этим правилом приведет к сопротивлению гидравлики в системе отопления. Это автоматически будет мешать функционированию предохранительного клапана, защищающего трубопровод в обычной системе отопления.

Также рекомендуется выбирать в зависимости от материала. Желательно отдавать предпочтение элементам из латуни. Состав максимально устойчив к температурным перепадам, деформациям, повышенному внутрисистемному давлению.

Блок управления должен быть из качественного пластика, который характеризуется устойчивостью к резким колебаниям температуры. При взаимодействии с теплоносителем он сохраняет степени жесткости.

Монтаж оборудования

Установку предохранительного клапана для эффективной защиты системы отопления можно осуществить своими силами. Потребуются инструменты:

  • ключ гаечный;
  • стандартная крестовая отвертка;
  • герметик;
  • измерительная рулетка;
  • обычные пассатижи.

Далее выбирают подходящее место для будущей установки защитного устройства в используемой системе отопления. Подойдет участок около патрубка.

Предохранительный клапан на бойлере

Установка осуществляется легко. Предохранительные клапаны для систем отопления имеют резьбу для стыковки деталей. Перед соединением все тщательно промазывают герметиком. Привычная всем фум-лента не подойдет. Этот материал неустойчив к горячей среде.

Инструкция по установке предохранительного клапана в системе отопления стандартная. Подходит для всех современных моделей. Поэтому при установке необходимо опираться именно на нее. Дополнительно рекомендуется учитывать рекомендации:

  1. Если прибор не относится к элементам безопасности, рядом нужно установить манометр.
  2. При регулировании предохранительного пружинного клапана основную ось необходимо располагать вертикально в нижней части прибора.
  3. Если монтируется рычажно-грузовой элемент, рычаг устанавливается горизонтально.
  4. Между клапаном и отопительным прибором запрещается устанавливать такие элементы, как обратный клапан, отопительный насос, задвижки и кран.
  5. Чтобы не испортить корпус, ключ требуется подносить исключительно со стороны навинчивания.
  6. К выходу следует подключать сливную трубу для движения жидкости по направлению к канализации.
  7. Сливная труба прочно соединяется с элементами встроенной канализации через воронку.
  8. Если вода перемещается стандартным образом, предохранительный клапан в системе отопления монтируют в максимально высокой точке.

Чтобы свести к минимуму гидравлические потери, стоит монтировать оборудование строго под определенным углом к используемому котлу. Тогда не возникнет проблем с тем, как отрегулировать предохранительный клапан в системе отопления.

Подводя итоги

Прижимной предохранительный клапан влияет на регулировку работы прибора. В оборудовании присутствует колпачок. Степень сжатия пружины настраивается посредством обычного вращения с высокой точностью. Элементы, оснащенные рычагом, регулируются посредством увеличения веса груза или его перемещения.

Перечисленные правила нужно соблюдать. Пренебрежение ими приведет к дополнительным тратам и существенной опасности. Если предохранительный клапан автоматически срабатывает более 8 раз, пружина изнашивается. Соответственно, нарушается герметичность устройства. В этом случае рекомендуется произвести замену устройства.

Если у вас остались вопросы, задавайте их в комментариях. Поделитесь статьей в социальных сетях, сохраните ее в закладках.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию