Виды и конструкции
Разновидности современной радиаторной арматуры включают:
- регуляторы в виде клапанных устройств с термоголовками, управляющие температурой отопительных приборов;
- шаровой затвор;
- балансировочные вентили, управляемые вручную в большинстве индивидуальных домов и способные создать равномерный обогрев во всех участках дома;
- воздушные стравливающие клапаны, включающие кроме ручных кранов маевского более продвинутые автоматические воздухоотводчики;
- промывочный кран, используемый для промывания батареи;
- обратный клапан, предотвращающий течение потока в обратную сторону, например, в сетях с принудительной циркуляцией.
Виды клапанов и принцип функционирования
Существует несколько разновидностей канализационных обратных клапанов на 110 и 50 миллиметров, которые различаются сферой применения. Соответственно, все виды механизмов обладают разной конструкцией и принципом функционирования одного элемента.
Когда сточные жидкости подходят, заслонка автоматически поднимается, после чего она снова возвращается в исходное положение. Именно по механизму функционирования заслонки классифицируются модели канализационных обратных клапанов.
Поворотные
Данная разновидность канализационных клапанов обладает подпружиненной мембраной (она называется тарелкой из-за круглой формы). В случае, когда сточные воды перемещаются в верном направлении, тарелка поворачивается и уходит вверх, не препятствуя движению жидкостей.
Однако при обратном направлении стоков подпружиненная мембрана плотно прижимается к внешнему ободку, в результате чего рабочая площадь трубопровода оказывается перекрытой.
Некоторые модели дополнительно имеют встроенную дополнительную заслонку, которая управляется вручную. Подобный запорный механизм можно регулировать при помощи специальной кнопки, находящейся на корпусе устройства.
Таким образом, трубопровод имеет сначала расширяющийся, а затем сужающийся участок, что является возможным местом образования засора канализационной системы. Решением данной проблемы становится размещение вверху корпуса механизма крышки. Сняв ее, возможно легко и быстро убрать появившийся засор.
Подъемный клапан на канализацию
Название данного вида прибора основано на механизме функционирования заслонки. Когда сточные воды перемещаются в правильном направлении, заслонка располагается вверху.
Принцип работы: жидкость оказывает давление на мембрану, которая перекрывает движение стоков, внутренняя пружина сжимается, вследствие чего заслонка поднимается. Если сточные воды не перемещаются, то пружина находится в обычном состоянии, а путь стокам преграждается.
Благодаря нелинейной корпусной форме при движении жидкости в обратную сторону открытие клапана невозможно, что обеспечивает полную безопасность от затопления.
Подобный тип обратного клапана для канализации 110 или 50 мм обладает большей надежностью функционирования, чем поворотная (лепестковая) модель, однако существует и недостаток.
Особенности формы являются причиной необходимости регулярной очистки системы, т.к. она периодически засоряется. Для выполнения этой процедуры потребуется открутить болты (4 шт.), затем тщательно почистить или, если возникла такая необходимость, заменить рабочий механизм. Если владелец имеет возможность производить регулярную чистку, то лучше приобретать именно подобный вариант обратного клапана.
Шаровый клапан
В этом типе устройств запирающим элементом является небольшой шарик. Верхняя часть корпуса сконструирована таким образом, что во время протекания сточных вод шарик попадает в отдельное отверстие и позволяет потоку двигаться.
Когда жидкость отсутствует, рабочая область трубы блокируется, в результате чего поток не способен проходить в неправильном направлении. Однако подобные модели имеют недостаток – в отличие от поворотного и подъемного механизма в данной конструкции заслонка-шарик прилегает к ободку устройства не полностью.
В результате нарушения герметичности может происходить небольшое протекание стоковых вод. Конечно же, вероятность серьезного затопления, как если бы канализационный обратный клапан полностью отсутствовал, минимальна.
Межфланцевый
Основное преимущество подобной разновидности запорного механизма – небольшие габариты, что делает возможной установку даже при отсутствии свободного места за сантехническими приборами. Внешне устройство выглядит цилиндром миниатюрных размеров со специальной поворотной заслонкой.
Данный элемент может состоять из 2 компонентов, которые закрепляются у центрального стержня, либо по внешнему виду напоминать маленькую тарелку, которая фиксируется у корпуса при помощи пружинного механизма.
Подобный вариант желательно устанавливать только в том случае, если прочие разновидности установить не удастся. Даже с учетом небольших размеров желательно все же отдать предпочтение другим типам прибора. Межфланцевый обратный клапан 50-ти мм на канализацию монтируется достаточно редко, т.к. относится к категории оборудования для водоснабжения. Для канализационных систем эффективность его работы довольно низкая.
Еще одним недостатком подобной конструкции является отсутствие возможности быстро почистить устройство. Из-за особенностей формы потребуется полностью разобрать соединение, чтобы осуществить чистку клапана.
Варианты монтажа
Чтобы обеспечить надежное и безопасное функционирование клапана в системе отопления, рекомендуется производить монтаж в соответствии со всеми правилами. Найти их можно в специальной нормативной документации. Правила отличаются в зависимости от мощности и рабочего давления системы. Но основные принципы все же сохраняются, среди них:
- В отопительной системе данный прибор необходимо устанавливать на подающем трубопроводе непосредственно после котла. Если мощность теплового генератора велика, допускается устанавливать два клапана.
- Предохранительный клапан на обратном трубопроводе систем отопления монтируется только для обеспечения горячего водоснабжения в наивысшей точке бойлера.
- Также неприемлемо сужение канала в местах между магистралью клапаном, недопустимо устройство запорной арматуры.
- Сбросные патрубки следует выводить в канализационную систему или другое безопасное место. На данной линии совершенно недопустима установка запорных устройств.
Очень важно сделать правильный выбор предохранительного клапана для системы отопления, который предотвратит закипание котла и понизит давление. Чтобы клапан работал правильно, необходимо:
- Выбрать пружинное оборудование, в котором пружина буде противодействовать давлению теплоносителя.
- Определиться с размером и типом устройства, чтобы давление в системе отопления не превышало допустимых значений, так как именно оно должно помочь работе системы.
- Клапан открытого типа необходимо выбирать в том случае, если в атмосферу сбрасывается вода, а закрытый – если вода сбрасывается в обратный трубопровод.
- Полноподъемный и низкоподъемный клапан желательно выбирать с учетом пропускной способности.
- При сбрасывании воды в атмосферу рекомендуется устанавливать устройства открытого типа. Для котлов, работающих на жидком топливе, следует выбирать низкоподъемные клапаны, для газовых котлов – полноподъемные.
Расчет предохранительного устройства необходимо производить в соответствии с методикой, представленной в СНиП II-35 «Котельные установки».
Так как производители редко указывают в технических характеристиках реальную высоту подъема штока, в расчете данный параметр равен 1/20 диаметра седла. По этой причине типоразмер клапана в результате данного расчета получается несколько завышенным. В любом случае после подбора устройства необходимо сравнить тепловую мощность отопительной системы с рекомендуемой в техническом описании максимальной мощностью для выбранного типоразмера.
Установка предохранительного клапана требуется для защиты системы отопления от превышения уровня давления больше предельно допустимого значения. По этой причине расчет данного прибора должен сводиться к вычислению максимально допустимого прироста объема теплоносителя и определению возможных источников превышения давления.
Источниками прироста объема может послужить:
- Перегрев в теплообменном или котельном агрегате с последующим парообразованием. При парообразовании жидкость способна увеличить свой объем в 461 раз, поэтому данный фактор при выборе клапана является преобладающим.
- Выход автоматики управления подпиточных линий котельных и независимых отопительных систем из строя. Это может также послужить преобладающим фактором при подборе клапана.
- Теплоноситель, нагреваясь в теплообменном или котельном агрегате, увеличивается в объеме. При нагреве удельный прирост объема от 0 до 100 °C, что составляет всего 4%, поэтому при подборе типоразмера устройства данного типа, это не является основополагающим моментом.
Выбранное оборудование должно обеспечивать сброс рассчитанного количества теплоносителя, по наиболее существенному фактору прироста объема.
Шариковый
По конструкции шариковый обратный клапан практически не отличается от предыдущего варианта. Единственное существенное различие состоит в том, что в данном механизме используется шарик, а не диск. Изготавливают шарики из каучука или алюминия. Если в результате изменения потока воды срабатывает пружина, шарик падает в седло и перекрывает внутренний просвет, препятствуя оттоку теплоносителя в обратном направлении.
Как правило, такие клапаны устанавливают в стандартных системах отопления. В случае если для отопления используют трубы с большим сечением, эффективность шаровых и тарельчатых клапанов выглядит сомнительно.
Что это такое
Под обратным клапаном подразумевается запорное устройство, которое обеспечивает ход воды только в одном, правильном, направлении и предотвращению ее возвратного движения. Его строение довольно простое:
металлический корпус-цилиндр, который состоит из двух частей с резьбой или с фланцами;
затвор из металла или пластика с прокладкой;
пружина, подпирающая затвор.
Если вода не проходит в трубопровод или специальный насосный шланг, пружина удерживает затвор и сам клапан пребывает в закрытом состоянии. Когда же вода начинает приближаться к клапану и создает давление, достаточное для ослабления пружины, затвор открывается, и вода через устройство без проблем протекает в трубопровод или соответствующий шланг.
Устройство обратного клапана на воду
Если давление по тем или иным штатным или аварийным причинам уменьшается, пружина снова подпирает затвор и движение воды прекращается. В свою очередь, падение уровня давления обуславливает возвращение клапана в исходное положение, то есть его закрытие. При этом вода, находящаяся уже непосредственно в трубопроводе или шланге, тоже удерживает затвор, тем самым не позволяя ему открыться и блокируя обратный поток.
Обратный клапан для отопления — выбор и установка
Хотя большинство обывателей имеют общее представление о назначении клапана в системе отопления, этот вид арматуры выполняет важные функции и позволяет предотвратить серьезные аварии, спровоцированные изменением тока воды из-за скачков давления или завоздушенности батарей
Общее назначение обратного клапана — пропустить поток теплоносителя в одном направлении и не дать ему двигаться обратно. Для работы не требуется электропитание или какие-либо другие условия, работают они от движения жидкостей. Ставится обратный клапан для отопления во всех позициях, где возможно возникновение противотока и паразитных контуров.
В системе отопления на несколько веток, обратный клапан ставят на обратном трубопроводе. Это не дает насосу «продавить» поток в обратном направлении.
Такие же устройства ставят в холодный и горячий водопровод. Предназначенные для отопления отличаются тем, что используются материалы, хорошо переносящие длительное воздействие повышенных температур. Если стоят резиновые прокладки, то резина используется термостойкая. Это же касается и пластиковых деталей.
Если говорить конкретно о системах отопления (СО), то обратный клапан устанавливают:
- На байпас с циркуляционным насосом в обвязку твердотопливного котла — для обеспечения работы системы в гравитационном режиме (с естественной циркуляцией). В этом случае устанавливаются модели с наименьшим сопротивлением, которые срабатывают легко и быстро — сразу при появлении потока от естественной циркуляции. Функция клапана, в данном случае, при работе насоса не пропускать теплоноситель в обход.
- На обратном трубопроводе при установке бойлера косвенного нагрева. Зачем ставят обратный клапан в этом случае? Чтобы при работе циркуляционного насоса исключить прохождение теплоносителя в обратном направлении.
- При разветвленной системе отопления (например, на несколько этажей), на каждой ветке. Эти обратные клапана не дают «тянуть» теплоноситель, если одна из веток выключена (при использовании одного циркуляционного насоса).
- На линии подпитки системы холодной водой. Тут, кроме запорного крана необходим и обратный. Так как иногда давление в водопроводе оказывается ниже, чем в системе отопления. Тогда, открывая кран чтобы подпитать систему, без обратного клапана теплоноситель «уйдет» в систему водоснабжения.
На схемах обратный клапан обозначается как два треугольника, направленных вершинами один к другому. Один из треугольников закрашен. Место установки в ветке — практически любое. Главное, чтобы он был.
Направление потока указывается на корпусе стрелкой. В этом направлении теплоноситель проходит. В обратном — перекрывается. При установке внимательно следите за стрелкой (можно еще ориентироваться на запорный элемент).
Прежде всего следует отметить, что обратные клапаны устанавливаются не «на всякий случай», а только при необходимости, если другого технического решения нет.
Это обусловлено тем, что элементы часто обладают немалым гидравлическим сопротивлением в зависимости от конструкции. Это вносит некоторые ограничения при использовании обратных клапанов для отопления с естественной циркуляцией. Причина – слишком малое давление теплоносителя в системе.
Исключением являются гравитационные клапаны с поворотной заслонкой, некоторые их модели способны открывать путь теплоносителю при минимальном давлении 0.001 Бар. Невзирая на различия в конструкции, большинство изделий снабжается одной ключевой деталью – пружиной.
Она является исполнительным механизмом, закрывающим затвор при изменении нормальных условий, в этом и заключается принцип работы обратного клапана.
Усилие, затрачиваемое на преодоление упругости пружины, определяет величину гидравлического сопротивления механизма. Для схем с различными рабочими параметрами подбираются изделия, имеющие соответственную упругость и массивность пружины.
На что же воздействует пружина? Ее задача – удерживать запирающее устройство закрытым, это его нормальное состояние.
Тогда поток жидкости, протекающий с одной стороны, может преодолеть силу упругости пружины, открыть препятствие и уйти дальше по трубе.
Попытка потока изменить направление и течь в другую сторону ни к чему не приведет – запорное устройство захлопнется, опираясь на прилив в корпусе. В этом месте имеется уплотнительный элемент, делающий обратный клапан в системе отопления полностью герметичным.
Запорная арматура, предназначенная для работы в отопительных схемах, выполняется из таких материалов:
- серый чугун;
- сталь;
- латунь;
- нержавеющая сталь.
Разновидности обратных клапанов
Любой запорный элемент (обратный клапан, или его устаревшее название «невозвратный») имеет основную функцию — не пропускать теплоноситель в одну трубу или патрубок, а во вторую — пропускать. Для различных схем отопления такой элемент не всегда является обязательным, поэтому нужно исходить уже из конкретной ситуации.
Для отопления частного дома могут применять три вида устройств:
- тарельчатый;
- лепестковый обратный клапан;
- шаровый.
Для того чтобы понять, на какую систему отопления устанавливать определённый тип клапана, нужно изучить основные конструктивные особенности каждого из них.
Как сделать систему отопления с естественной циркуляцией
1.1
Лепестковая конструкция
Существует два варианта выполнения такого устройства — со свободным или пружинным лепестком. Второй случай характеризуется принудительным закрыванием лепестка (створки). Это даёт клапану возможность работать в вертикальном положении.
Сам элемент, который делается из нержавейки или латуни, включает в себя следующие элементы:
- 1. Корпус, имеющий вид тройника. Сверху есть пробка для технического обслуживания.
- 2. Уплотнитель, на который «ложится» диск в закрытом состоянии.
- 3. Непосредственно запорный диск, прикреплённый с помощью поворотного рычага.
Принцип работы лепесткового обратного клапана для отопления простой. Движущийся по трубе теплоноситель, дойдя до запорного клапана, спокойно под давлением открывает диск, и вода течёт куда следует. Если она изменяет своё направление, то диск клапана естественным путём или с помощью пружины отодвигается в обратную сторону и меняет направление потока.
Благодаря своему принципу действия элемент в народе получил много различных неофициальных названий — гравитационный, поворотный и т. п. Иногда его называют «хлопушкой».
Обратный клапан для отопления с естественной или принудительной циркуляцией имеет несколько важных характеристик:
- внутренний диаметр от 15 до 55 мм;
- гидравлическое сопротивление на довольно низком уровне;
- максимальное давление не более 15 бар;
- менее эффективная гравитационная модель не может работать в вертикальном положении;
- сбоку конструкции располагается винт для настройки оси затвора.
Предохранительный клапан для сброса давления в водонагревателе
1.2
Тарельчатый тип
Многие интересуются, нужен ли обратный клапан в системе отопления вообще. Для этого следует определиться с типом системы, а потом уже принимать решение.
Что касается тарельчатого типа затворов, то принцип их работы также несложен. Теплоноситель, который двигается в направлении клапана, преодолевает силу упругости его пружины. При этом в обратную сторону вода не потечёт, так как клапан ее не пропустит.
Пошагово его устройство можно описать следующим образом:
- 1. Внутри корпуса проделано отверстие.
- 2. С противоположной стороны есть перегородка с отверстием по центру.
- 3. В него вставлена ось с круглым затвором, оборудованная сальником.
- 4. Между круглым затвором (тарелкой) и перегородкой установлен пружинный элемент, который прижимает диск к краю отверстия.
Кроме этого, они имеют некоторые полезные свойства:
- могут работать при любом расположении — горизонтальное, вертикальное или диагональное;
- соединяются, как обычная муфта;
- выдерживают давление от 10 бар;
- создают повышенное сопротивление жидкости.
Кроме этого, уплотнение может потерять герметичность, если в потоке будут твёрдые частицы, к примеру, песок.
Такие устройства зачастую применяются вместе с пружинными насосами. Это удобно, поскольку клапан не допустит, чтобы вода обратно опустилась по трубам в колодец либо скважину.
Виды схем отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией
1.3
Шаровые изделия
Особенными характеристиками шарового клапана являются низкое гидравлическое сопротивление и возможность работать без пружины в любом положении, хотя лучше всё же в вертикальном. Из недостатков можно отметить потерю герметичности после повышения давления до 6−7 бар. Но такие показатели невозможны в системе отопления частного дома.
Принцип работы базируется на следующих пунктах:
- 1. Внутри корпуса цилиндрической формы есть резиновый или алюминиевый шарик.
- 2. Вылететь шарику не позволяют два отверстия в виде перегородок по краям.
- 3. Под давлением теплоносителя шарик прижимается к одной стороне, оборудованной рёбрами жёсткости, после чего образуется некоторый зазор, сквозь который может свободно течь вода.
- 4. Если движение осуществляется в обратную сторону, то рёбер жёсткости уже нет, и шарик, соответственно, перекрывает проход полностью.
Виды систем отопления с гравитационной циркуляцией
Несмотря на простое устройство системы водяного отопления с самоциркуляцией теплоносителя, существует как минимум четыре, пользующихся популярностью, схемы монтажа. Выбор типа разводки зависит от характеристик самого здания и ожидаемой производительности.
Чтобы определить, какая схема будет работоспособной, в каждом отдельном случае требуется выполнить гидравлический расчет системы, учесть характеристики отопительного агрегата, рассчитать диаметр трубы и т.п. При выполнении вычислений может потребоваться помощь профессионала.
Закрытая система с самотечной циркуляцией
В странах ЕС, системы закрытого типа пользуются наибольшей популярностью среди других решений. В РФ схема пока не получила широкого применения. Принципы действия водяной системы отопления закрытого типа с безнасосной циркуляцией заключается в следующем:
- При нагревании теплоноситель расширяется, происходит вытеснение воды из контура отопления.
- Под давлением жидкость поступает в закрытый мембранный расширительный бак. Конструкция емкости представляет полость, разделенную мембраной на две части. Одна половина бачка заполнена газом (в большинстве моделей используется азот). Вторая часть остается пустой для наполнения теплоносителем.
- При нагревании жидкости создается давление, достаточное, чтобы продавить мембрану и сжать азот. После остывания, происходит обратный процесс, и газ выдавливает воду из бачка.
В остальном, системы закрытого типа, работают, как и остальные схемы отопления с естественной циркуляцией. В качестве минусов можно выделить зависимость от объема расширительного бака. Для помещений с большой отапливаемой площадью, потребуется установить вместительную емкость, что не всегда целесообразно.
Открытая система с самотечной циркуляцией
Система отопления открытого типа отличается от предыдущего типа только конструкцией расширительного бака. Данная схема чаще всего использовалась в старых зданиях. Преимуществами открытой системы является возможность самостоятельного изготовления емкости из подручных материалов. Бачок, обычно имеет скромные габариты и устанавливается на кровле или под потолком жилой комнаты.
Главным недостатком открытых конструкций является попадание воздуха в трубы и радиаторы отопления, что приводит к усилению коррозии и быстрому выходу из строя греющих элементов. Завоздушивание системы также частый «гость» в схемах открытого типа. Поэтому, радиаторы устанавливаются под углом, обязательно предусматриваются краны Маевского, для стравливания воздуха.
Однотрубная система с самоциркуляцией
Преимуществ у данного решения несколько:
- Отсутствует парный трубопровод под потолком и над уровнем пола.
- Экономятся средства на монтаж системы.
Недостатки такого решения очевидны. Теплоотдача радиаторов отопления и интенсивность их нагрева снижается по мере отдаленности от котла. Как показывает практика, однотрубная система отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией, даже при соблюдении всех уклонов и подбора правильного диаметра труб, зачастую переделывается (посредством монтажа насосного оборудования ).
Двухтрубная система с самоциркуляцией
Двухтрубная система отопления в частном доме с естественной циркуляцией, имеет следующие конструктивные особенности:
- Подача и обратка проходят по разным трубам.
- Подающий трубопровод подсоединен к каждому радиатору через входной отвод.
- Второй подводкой батарея подключается к обратке.
В результате, двухтрубная система радиаторного типа дает следующие преимущества:
- Равномерное распределение тепла.
- Отсутствие необходимости в добавлении секций радиатора для лучшего прогрева.
- Проще выполнить регулировку системы.
- Диаметр водяного контура, по крайней мере, на размер меньше чем в однотрубных схемах.
- Отсутствие строгих правил установки двухтрубной системы. Допускаются небольшие отклонения относительно уклонов.
Главным достоинством двухтрубной системы отопления с нижней и верхней разводкой является простота и одновременно эффективность конструкции, что позволяет нивелировать ошибки, допущенные в расчетах или во время проведения монтажных работ.
Трехходовой
Существует практика добиваться определенной температуры теплоносителя в различных ветках и контурах СО методом смешивания или разделения потоков теплоносителя. Трехходовой клапан на системе отопления играет роль устройства, регулирующего температуру рабочей жидкости после теплогенератора.
Конструкция смесительной арматуры проста: в корпусе прибора есть три отверстия, два входа и один выход. Приборы разделительного типа имеют один вход и два выхода.
Основным управляющим устройством данного элемента является термоголовка, внутри которой расположен резервуар с жидкостью (сильфон). При нагреве выносного датчика жидкость в нем расширяется и поступает в сильфон. Объем данного резервуара увеличивается и оказывает воздействие на шток клапана, который открывает или перекрывает входы для смешивания или разделения потоков. В разделительных типах данного элемента СО используется тот же принцип, но шток не открывает проход для потоков, а разделяет один поток на два.
Управлять прибором может не только термостатическая головка. Достаточно популярны устройства с ручным управлением. Глубину нажатия штока определяет поворот управляющей рукоятки. Сегодня, на рынке климатической техники широко представлены данные устройства с электро – и сервоприводами.
Классификация по предназначению
Обратные клапаны классифицируются также и по предназначению. Примером можно назвать нижеприведенную информацию:
- Максимальная температура может варьировать в достаточно большом диапазоне. Большинство вариантов исполнения могут работать при температуре не менее 250 градусов Цельсия. Стоит учитывать, что при изготовлении может использоваться резина и другие уплотнительные материалы, которые не выдерживают воздействие высокой температуры.
- Защита водопровода от обратного потока проводится при установке практически любого типа возвратных клапанов. Некоторые варианты исполнения могут применяться только для транспортировки пара.
В продаже часто можно встретить вариант исполнения, который предназначен для установки в системе подачи воды. Другие варианты исполнения изготавливаются при применении материалов, устойчивых к воздействию различных веществ.
