Установка обратного клапана для воды ускорит ее подачу

Принцип действия

На поясняющем рисунке справа — чертёж типичного пружинного клапана прямого действия. На его примере рассмотрим типичную конструкцию. Обязательными компонентами конструкции предохранительного клапана прямого действия являются запорный орган и задатчик, обеспечивающий силовое воздействие на чувствительный элемент, связанный с запорным органом клапана. Запорный орган состоит из затвора и седла. Если рассматривать поясняющий рисунок, то в этом простейшем случае затвором является золотник, а задатчиком выступает пружина. С помощью задатчика клапан настраивается таким образом, чтобы усилие на золотнике обеспечивало его прижатие к седлу запорного органа и препятствовало пропуску рабочей среды, в данном случае настройку производят специальным винтом.

Когда предохранительный клапан закрыт, на его чувствительный элемент воздействует сила от рабочего давления в защищаемой системе, стремящаяся открыть клапан и сила от задатчика, препятствующая открытию. С возникновением в системе возмущений, вызывающих повышение давления свыше рабочего, уменьшается величина силы прижатия золотника к седлу. В тот момент, когда эта сила станет равной нулю, наступает равновесие активных сил от воздействия давления в системе и задатчика на чувствительный элемент клапана. Запорный орган начинает открываться, если давление в системе не перестанет возрастать, происходит сброс рабочей среды через клапан.

С понижением давления в защищаемой системе, вызываемом сбросом среды, исчезают возмущающие воздействия. Запорный орган клапана под действием усилия от задатчика закрывается.

Давление закрытия в ряде случаев оказывается на 10-15 % ниже рабочего давления, это связано с тем, что для создания герметичности запорного органа после срабатывания требуется усилие, значительно большее, чем, то, которого было достаточно для поддержания герметичности клапана перед открытием. Это объясняется необходимостью преодолеть при посадке силу сцепления молекул среды, проходящей через щель между уплотнительными поверхностями золотника и седла, вытеснить эту среду. Также понижению давления способствует запаздывание закрытия запорного органа, связанное с воздействием на него динамических усилий от проходящего потока среды, и наличие сил трения, требующих дополнительного усилия для его полного закрытия.

Принцип работы самотечной отопительной системы

Принцип работы отопления выглядит просто: вода передвигается по трубопроводу, движимая гидростатическим напором, появившимся вследствие различной массы нагретой и остывшей воды. Еще такую конструкцию называют самотечная или гравитационная. Циркуляция – это перемещение остывшей в батареях и потяжелевшей жидкости под гнетом собственной массы вниз к нагревательному элементу, и вытеснение легкой нагревшейся воды в подающую трубу. Система функционирует, когда котел с естественной циркуляцией располагается ниже радиаторов.

В контурах открытого типа он напрямую сообщается с внешней средой, и лишний воздух уходит в атмосферу. Увеличившийся от нагрева объем воды ликвидирован, постоянное давление нормализовано .

Естественная циркуляция возможна и в закрытой системе отопления, если та оснащена расширительным баком с мембраной. Иногда конструкции открытого типа переоборудуют в закрытые. Закрытые контуры стабильнее в работе, теплоноситель в них не испаряется, но они так же независимы от электричества. Что влияет на циркуляционный напор

Циркуляция воды в котле зависит от разницы в плотности горячей и холодной жидкости и от величины перепада высоты между бойлером и самым низко расположенным радиатором. Эти параметры просчитываются еще до начала монтажа отопительного контура. Естественная циркуляция возникает, т.к. температура обратки в системе отопления низкая. Теплоноситель успевает остыть, двигаясь через радиаторы, становится тяжелее и своей массой выталкивает из котла разогретую жидкость, заставляя ее продвигаться по трубам.

Схема циркуляции воды в котле

Высота уровня батарей над котлом усиливают напор, помогая воде легче преодолевать сопротивление труб. Чем выше расположены радиаторы по отношению к котлу, тем больше высота столба охлажденной обратки и с тем большим давлением она выталкивает нагретую воду вверх, когда достигает котла.

Плотность также регулирует напор: чем сильнее прогревается вода, тем меньше становится ее плотность в сравнении с обраткой. В результате она выталкивается с больше силой и напор увеличивается. По этой причине самотечные отопительные конструкции причисляют к саморегулирующимся, ведь если изменить температуру нагрева воды, поменяется и давление на теплоноситель, а значит, изменится его расход.

При монтаже следует располагать котел в самом низу, ниже всех других элементов, чтобы обеспечить достаточный напор теплоносителя.

Клапан на вентиляцию: где и как поставить

Если система вентиляции сделана без использования вентиляторов и вытяжек с двигателями, она называется естественной. Чтобы все работало, для перекрытия обратной тяги устанавливают клапана сразу на выходе каналов. Для сохранения нормальной циркуляции желательно не использовать решетки, перекрывающие клапан. Да, такой вариант смотрится лучше, но вентиляция при этом страдает. Скорее всего, работать при небольшой тяге она просто не будет.

Если вы все-таки хотите установить декоративную вентиляционную решетку перед клапаном, придется мириться с ухудшением вентиляции, более медленным удалением запахом и излишней влажности. Помочь может только установка решетки/клапана большего диаметра, чем по расчету. В этом случае воздухообмен не пострадает.

Естественная вентиляция работает за счет перепада температур и разности давления

В случае с принудительной вентиляцией, обратный клапан может стоять либо перед, либо после вентилятора. Этот выбор зависит от типа системы и вентилятора. Так как канальные модели вентиляторов в частных системах используют редко, обычно получается, что заслонка стоит после вентилятора в трубе

Насколько далеко — неважно. Основной критерий выбора места установки — удобство обслуживания, так как заслонку придется периодически чистить и проверять

Установка на кухне с вытяжкой

При установке принудительной вытяжки в кухне, многие хотят сохранить и естественную вентиляцию. Для этого потребуется установить на входе в вентиляционный канал тройник. К одному его входу подключить вытяжку с обратным клапаном, во второй поставить только обратный клапан. Как видите, система не слишком сложная, но работает.

Как подключить вытяжку, чтобы осталась естественная вентиляция

Почему на вытяжке тоже должен тоже стоять обратный клапан? Потому что если его не будет, обратный поток воздуха может проходить через вытяжку. Да, это будет не каждый раз, но при сильном потоке — будет.

При устройстве этого узла старайтесь сделать так, чтобы обратный клапан на вентиляцию был расположен как можно выше под потолком

В результате отводится будет самая теплая и самая влажная часть воздуха, что для кухни очень важно

Для ванной и туалета

Вентиляция санузла может иметь собственный вытяжной канал — тогда все легко, просто и понятно. Перед входом в вентканал ставим обратный клапан для перекрывания потока воздуха, который будет двигаться в помещение. Но далеко не все квартиры могут похвастаться индивидуальными шахтами для ванной и туалета. В некоторых домах старой планировки, вытяжной канал есть только в туалете. Вентиляцию ванной делают проведя короб через стену. В этом случае обратный клапан на вентиляцию ставим не только на выход в вентканал, но и в канале между ванной и туалетом. Это предотвратит попадание неприятных запахов в ванную.

Как поставить обратный клапан на вентиляцию в раздельном санузле с одним вентканалом

Встречается еще более печальная ситуация: когда вытяжной канал вообще один и он находится на кухне. Собственно, логика установки не меняется — надо поставить устройства так, чтобы запахи из одного помещения не попадали в другое.

Один обратный клапан для вентиляции ставят на отвод к купольной вытяжке (или на канал, который отводит воздух из кухни), второй — на трубу, которая идет от ванной. Как видите, если понять логику работы, можно и самому определить наиболее удачное место установки.

Виды трубных обратных клапанов

В зависимости от условий установки и особенностей водопроводной системы устанавливают клапаны, различающиеся конструкцией, размерами, материалом и способом крепления. Одни предназначены для труб небольшого диаметра и эксплуатации в быту, другие – для централизованной подачи воды.

Рассмотрим основные классификации обратных клапанов для воды.

Классификация #1 – по виду запирающего элемента

Часть клапана внутри корпуса, отвечающая за перекрывание сечения, бывает различной конфигурации.

По запирающему элементу выделяют следующие типы устройств:

• Подъемные, в которых затворное устройство перемещается вверх/вниз в зависимости от наличия или отсутствия напора воды в трубе. За динамику отвечает пружина, а в качестве затвора выступает золотник.
• Поворотные, также оснащенные золотником – откидной створкой или «лепестком». При включении насоса она откидывается и освобождает путь для жидкости, при выключении – захлопывается, перекрывая сечение.
• Двухстворчатые, перекрывающие путь потоку воды двумя соединяющимися створками.

Движение запорного элемента происходит параллельно, перпендикулярно оси или под углом, поэтому производители рекомендуют некоторые устройства устанавливать только на горизонтальных трубах, другие – и на вертикальных.

Для бытового использования целесообразно приобретать пружинные клапаны, отличающиеся простой конструкцией и легкостью монтажа. Если вы решили самостоятельно оснастить насосную систему обратно-запорной арматурой, рекомендуем именно такую модель.

Образец пружинного клапана, установленного в обвязку котла и предупреждающего гидроудары. К системе подключена насосная станция, перекачивающая воду из скважины

Конструкция пружинного клапана состоит их следующих элементов:

• латунный корпус (стальной, полимерный), состоящий из двух частей – основания и крышки с седлом;
• тарельчатый элемент с резиновым уплотнителем, который упирается в седло;
• шток, выполняющий функции центрирования и держателя;
• пружина для возврата запорного элемента в начальное состояние.

Такие клапаны, как поворотные, в бытовом водоснабжении почти не используются, зато часто применяются для промышленных трубопроводов, диаметр которых достигает 0,5 и даже 1,5 м.

Классификация #2 – по типу крепления

Врезку в трубу производят различными способами, которые выбирают в зависимости от трубного материала и условий монтажа.

Наиболее приемлемыми признаны четыре вида клапанов:

• фланцевые;
• межфланцевые;
• муфтовые;
• сварные.

В системах, сопряженных с насосными станциями, целесообразно применять муфтовый тип с пружинным механизмом и простой установкой. Но в более «серьезных» сетях, например, для оборудования подачи воды в многоквартирный дом, успешно используют все вышеперечисленные виды.

Классификация #3 – по материалу изготовления

Корпуса клапанов производят из материалов, надежно защищающих внутренний механизм, не деформирующихся от воздействия внешней среды и жидкости, протекающей по трубам.

Обратный клапан на трубу бывает:

• стальной;
• чугунный;
• бронзовый;
• латунный;
• пластиковый.

Изделия, установленные около центробежных насосов в системе отопления, должны быть металлическими, так как пластик не предназначен для горячей воды.

Образец латунного ОК, универсального по применению. Его устанавливают и на металлические, и на пластиковые трубы. Изделие не ржавеет отводы, не меняет технических характеристик со временем

Чугунные клапаны отличаются большим весом и шероховатостью материала. Но их не применяют для оборудования автономных домашних сетей, а устанавливают только для промышленной эксплуатации на трубы большого диаметра.

Устройства из пластика легкие и недорогие, установка их происходит очень быстро. Но их нельзя применять к серьезным системам водообеспечения дома.

Полимерные изделия годятся для полипропиленовых труб в сетях с небольшим напором воды – например, для полива огорода или перекачки воды в баню

Внутренние части – седло, затворы, шток – клапанов делают из полимеров, нержавейки или алюминия. Они отличаются прочностью и устойчивостью к коррозии. Действующий элемент, пружинку, изготавливают из специальной пружинной стали, имеющей увеличенный срок службы.

В клапанах, установленных на централизованных магистралях и промышленных объектах, выдерживающих большую нагрузку, для плотного прилегания затвора к седлу применяют пластиковые или резиновые уплотнители.

Как устанавливать обратный клапан для насосных станций

Значения давлений для таких магистралей весьма велико. Поэтому для монтажа подойдёт не любое исполнение устройства, а, например, подъёмного типа. Здесь клапанный диск на обрат всегда будет точно позиционироваться. Обратные клапаны подъёма подойдут также для установки на горизонтальных или вертикальных участках.

Штоки обязательно зацентровывают относительно седла. Тогда шток (или шаровой элемент) под давлением поднимается вверх по направляющим. Если же ток жидкости прекратится либо изменит направление движения, то исполнительный элемент данного узла всегда сможет зафиксироваться в седле.

Варианты рабочих схем подключения

Отопительные системы отличаются большим разнообразием и наличие обратного клапана обязательно далеко не во всех. Рассмотрим несколько случаев, когда его монтаж необходим. Прежде всего, обратный клапан обязательно устанавливается на каждый из отдельных контуров в схеме закрытого типа при условии, что они оборудованы циркуляционными насосами.

Некоторые умельцы настойчиво рекомендуют установить обратный клапан пружинного типа перед входным патрубком единственного в одноконтурной системе циркуляционного насоса. Они мотивируют свой совет тем, что так насосное оборудование можно защитить от гидроударов.

Это ни в коей мере не соответствует действительности. Во-первых, монтаж обратного клапана в одноконтурной системе вряд ли оправдан. Во-вторых, его всегда устанавливают после циркуляционного насоса, иначе использование устройства теряет всякий смысл.

Если в схему отопления включено два или больше котлов, возникновение паразитарных потоков неизбежно. Поэтому подключение обратного клапана обязательно

Для многоконтурных систем наличие запорного устройства обратного действия жизненно необходимо. Например, когда для отопления используются два котла, электрический и твердотопливный, или любые другие.

При отключении одного из циркуляционных насосов давление в трубопроводе неизбежно изменится и появится так называемый паразитарный поток, который двинется по малому кругу, что грозит неприятностями. Здесь без запорной арматуры обойтись невозможно.

Похожая ситуация возникает и при использовании бойлера косвенного нагрева. Особенно при наличии у оборудования отдельного насоса, если отсутствуют буферная емкость, гидрострелка или распределительная гребенка.

Здесь тоже велика вероятность возникновения паразитарного потока, для отсечения которого необходим обратный клапан, применяемый именно для обустройства ветки с бойлером.

Обязательно использование запорной арматуры и в системах с байпасом. Такие схемы обычно используются при переделке схемы с гравитационной циркуляции жидкости на принудительную.

В этом случае клапан ставится на байпас параллельно циркуляционному насосному оборудованию. Предполагается, что основным режимом работы будет принудительный. Но при отключении насоса из-за отсутствия электроэнергии или поломки система автоматически перейдет на естественную циркуляцию.

При обустройстве байпасных узлов для отопительных схем использование обратных клапанов считается обязательным. На рисунке представлен один из возможных вариантов подключения байпаса

Это произойдет следующим образом: насос прекращает подавать теплоноситель, исполнительный узел обратного клапана перестает испытывать давление и закрывается.

Затем возобновляется конвекционное движение жидкости по основной линии. Этот процесс будет длиться до тех пор, пока не заработает насос. Кроме того, специалисты предлагают ставить обратный клапан и на трубопровод подпитки. Это необязательно, но крайне желательно, поскольку позволяет избежать опустошения отопительной системы по самым разным причинам.

Например, владелец открыл кран на трубопроводе подпитки, чтобы увеличить давление в системе. Если по неприятному стечению обстоятельств в этот момент водоснабжение перекрыто, теплоноситель попросту выдавит остатки холодной воды и уйдет в трубопровод. В результате отопительная система останется без жидкости, давление в ней резко упадет и котел остановится.

В описанных выше схемах важно использовать правильно выбранные клапаны. Для отсечения паразитарных потоков между соседними контурами целесообразно устанавливать дисковые или лепестковые устройства

При этом гидравлическое сопротивление будет меньшим у последнего варианта, что нужно учесть при выборе.

В отопительных системах с естественной циркуляцией теплоносителя использование пружинных обратных клапанов нецелесообразно. Здесь могут быть установлены только лепестковые поворотные устройства

Для обустройства байпасного узла предпочтительнее выбирать шаровой клапан. Это обусловлено тем, что он дает практически нулевое сопротивление. На подпиточный трубопровод можно установить клапан дискового типа. Это должна быть модель, рассчитанная на довольно высокое рабочее давление.

Таким образом, обратный клапан может быть установлен не во всех отопительных системах. Он обязательно используется при обустройстве байпасов всех типов для котлов и радиаторов, а также в точках разветвления трубопроводов.

Виды и конструкции

По принципу действия на запорный элемент клапаны сброса избыточного давления (сокращенно КСИД) делят на два типа:

• Прямого действия. Срабатывают под действием напора рабочей среды. Часто используются в топливопроводах и масляных контурах.
• Непрямого действия. Используется сторонний источник давления. Их применяют в качестве клапанов аварийного сброса избыточного давления воды или газа.

В зависимости от внутреннего устройства клапаны КСИД подразделяются на следующие виды

С выносным датчиком

Арматура укомплектована подпружиненным штоком. Они срабатывают от основных или дополнительных мехов. В датчике находится чувствительный к температуре состав. В случае перегрева он расширяется и попадает в меха по капилляру. Увеличившиеся в размерах меха толкают шток, отжимая запорный элемент от седла. Так открывается просвет для сброса рабочей среды в окружающее пространство или в дренаж.

Комбинированные с подпиткой системы

Продвинутая конструкция разработана для того, чтобы одновременно выполнять несколько операций:

• Сброс рабочей среды по сигналу внешнего сенсора.
• Быстрое снижение температуры теплоносителя.
• Подпитка отопительного контура свежей водой.

Для этого на едином штоке, проходящем через две независимые рабочие камеры, установлены два запорных тарельчатых элемента. Один из них открывает путь перегретому теплоносителю в канал сброса, второй одновременно подает в систему свежий его запас, чтобы компенсировать потери.

Похожие клапана используются и для выпуска избыточного давления воздуха, с одновременным добавлением новой порции из ресивера.

Пружинные

Здесь запорный элемент удерживается силой деформированной пружины. Клапан перестраивается в ограниченном диапазоне напора. Для этого достаточно вращать регулировочный винт, предварительно сжимающий или ослабляющий пружину.

Клапан можно настраивать и в больших пределах, меняя пружину на более или менее жесткую.

Многие пружинные клапаны снабжают рычагом для сброса давления вручную и для проверки работоспособности устройства.

Если прибор предназначен для функционирования в активных средах, на пружину наносят защитное полимерное покрытие.

Рычажно-грузовые

В такой арматуре вместо силы сжатия пружины используется сила земного тяготения. Давление рабочей среды уравновешивается весом тщательно подобранного груза, подвешенного на рычажном механизме. Тонкую настройку момента срабатывания можно добиться, перемещая груз ближе или дальше от штока вдоль по рычагу, снижая или повышая таким образом силу прижима и пороговое значение срабатывания.

Такие конструкции могут устанавливаться только в одном, строго определенном положении относительно горизонта. Как правило, они работают на горизонтальных участках трубопроводов.

Для обеспечения высокой пропускной способности приходится увеличивать диаметр тарельчатых запорных элементов. Чтобы избежать значительного роста габаритов изделия и массы груза, часто в одной рабочей камере размещают два клапана меньшего сечения.

Конструкция отличается высокой стабильностью параметров.

Виды воздухоотводчиков

Для удаления воздушных пробок в центральной системе отопления предусмотрена установка сливных кранов на крайних радиаторах в каждой ветке. Вентильные краны дают возможность стравить воздух, вытесненный в крайнюю точку ветки при заполнении системы теплоносителем.

Автономные отопительные системы, а также новые радиаторы, подключенные к центральной теплосети, оснащаются особыми воздухоспускными клапанами. Различаются два типа устройств — автоматический клапан для выпуска воздуха и ручной клапан (кран Маевского).

Устройства подбираются с учетом принципа работы и удобства использования, монтируют их в тех местах отопительного контура, где максимально велик риск формирования воздушных пробок — на верхний коллектор каждого радиатора, в самой высокой точке отопительной системы.

Автоматический отводчик воздуха

Автоматический воздушный клапан состоит из полого цилиндра, внутри которого расположен пластиковый поплавок. Устройство устанавливается вертикально, его внутренняя камера в нормальном состоянии заполнена теплоносителем, который под давлением поступает через отверстие в нижней части камеры. Автовоздушник оснащен игольчатым выпускным клапаном — именно к нему на рычаге прикреплен поплавок.

Когда в трубопроводе образуется воздушная пробка, она стремится к самой высокой точке радиатора или отопительного контура в целом. Если в этом месте установлен воздушный клапан, работающий в автоматическом режиме, теплоноситель из его внутренней камеры вытесняется газами. При вытеснении жидкости поплавок опускается вниз и открывает клапан, в результате чего стравливаются газы из трубопровода отопления, и камера вновь заполняется теплоносителем.

Обратите внимание! Клапан для автоматического сброса воздуха из системы отопления со временем заиливается, зарастает накипью. Это приводит к заеданию механизма, потере герметичности клапана – через него начинает просачиваться влага. Такое устройство требует замены — автоматические воздушники не подлежат ремонту

Такое устройство требует замены — автоматические воздушники не подлежат ремонту.

Количество автоматических воздухоотводчиков зависит от особенностей отопительной системы.

Устройство требуется для установки :

• в составе группы безопасности котельного агрегата на выходном патрубке водяной рубашки, где теплоноситель нагрет до максимальной температуры;
• на самой высокой точке вертикальных стояков — именно туда поднимаются и скапливаются газообразные вещества;
• на распределительные коллекторы теплых полов, чтобы можно было стравливать воздух из контуров;
• на П-образные петли из полимерных труб, которые обустраиваются для компенсации теплового расширения трубопровода.

Ручной отводчик воздуха

Спускной клапан с ручным управлением широко известен как кран Маевского. Это устройство не имеет подвижных элементов, поэтому долговечнее и надежнее автоматического.

Цилиндрический корпус воздухоотводчика снабжен наружной резьбой. Продольное сквозное отверстие в корпусе перекрывается винтом с окончанием в виде конуса. От центрального отверстия отходит канал круглого сечения.

Принцип работы крана Маевского предельно прост: выкручивание винта освобождает проход в боковой канал, благодаря которому скопившиеся газы выходят наружу через отверстие в корпусе. После удаления воздушной пробки винт закручивается на место.

Ручные воздухоотводчики в стандартном исполнении предназначены для монтажа на трубопровод. Но наибольшим спросом пользуются радиаторные краны Маевского, которые монтируются на приборы отопления секционного и панельного типа.