Обратный клапан в отоплении частного дома

Современная система отопления частного дома сложная и разветвленная. Для ее нормального функционирования нужны различные элементы. Один из них — обратный клапан для отопления. Где, для чего и с какой целью ставят эти устройства, каких типов и видов они бывают — обсуждаем ниже.

Где устанавливается в системе отопления

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.

Условное обозначение обратного клапана на схеме

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).

Виды обратных клапанов для отопления

Если вы ищете обратный клапан для системы отопления, обязательно уточняйте температурный диапазон эксплуатации. При установке в обратном трубопроводе температура может быть 80-90°C, выше она все равно не поднимается. При установке в подаче требования жестче — 110°C и не ниже. Иначе, по прошествии некоторого промежутка времени, размягченная резина может «залипнуть» и даже давление от циркуляционного насоса не сможет ее сдвинуть. В этом случае придется разбирать узел и ремонтировать или заменять устройство.

Этот обратный клапан используют в гравитационных системах отопления

Если говорить о типах и принципах работы обратного клапана для отопления, то в системах с принудительной циркуляцией можно ставить любой качественный экземпляр. Потока, создаваемого циркуляционным насосом, достаточно для работы любого механизма. В системах с гравитационной циркуляцией, наоборот, ставят только некоторые типы — те, которые легко срабатывают. Ведь движение теплоносителя далеко не такое мощное, поэтому и срабатывать обратный клапан должен при малейшем проявлении обратного потока. К таким клапанам относится лепестковый и шариковый. Тип зависит от способа установки — при вертикальном расположении хорошо работают шариковые, на горизонтали — лепестковые. Рассмотрим их устройство подробнее.

Лепестковый (тарельчатый, хлопушка) обратный клапан

Как уже говорили, в системы отопления с гравитационной циркуляцией ставят модели, имеющие высокую чувствительность к обратному потоку. К таким относятся лепестковый обратный клапан. Его ставят в горизонтально расположенные участки.

Устройство лепесткового клапана

Как видно из чертежа, поток перекрывает легкий диск, который подвешен в верхней части корпуса. Стрелка на корпусе показывает «разрешенное» направление потока. Пока теплоноситель идет в этом направлении, диск поднят, практически не создает сопротивления потоку. При возникновении обратного движения, диск падает, перекрывая клапан.

При срабатывании, резко опустившийся диск ударяет по корпусу. При этом слышен хлопок. Поэтому еще одно название этого типа — «хлопушка». Еще могут называть тарельчатым, так как «рабочий орган» похож на тарелку.

По способу установки бывают вертикальными и горизонтальными. Делают их обычно из латуни. Размер могут иметь самый разный — от полудюйма до трех, пяти и более. При покупке обращайте внимание на такие нюансы:

• Толщина стенки. Чтобы не пришлось быстро менять обратный клапан для отопления из-за трещины в корпусе, толщина стенки должна быть не менее 3 мм. Это у изделий небольшого диаметра. В самых лучших по качеству, стенка может быть 8 мм. А еще можно ориентироваться по весу: много металла, вес будет больше.
• Диск, перекрывающий поток, может быть из латуни и пластика. Если температурный диапазон нормальный, можно брать и пластиковый. Если вам больше по вкусу латунный диск, смотрите чтобы на нем была резиновая прокладка, иначе при закрывании слышен металлический звук. Если таких устройств несколько, перезвон очень действует на нервы. К тому же изделия без резиновых прокладок, обычно выпускаются в Китае. А с китайскими изделиями как повезет: может работать долго и без проблем, а может через непродолжительный срок деформироваться диск.

Как уже говорили раньше, лепестковый клапан для отопления хорошо работает в гравитационных системах. Естественно, его можно ставить и в принудительную — там он ведет себя не хуже. Но в системах с насосами, вообще ставим обратные клапаны любой конструкции. Там потока хватает на срабатывание механизма любого типа.

Шариковый

В отличие от шаровых кранов, обратные клапана называют шариковыми. В них поток перекрывается пластиковым или резиновым шариком. Пока идет нормальный поток, шарик плавает в более широкой части корпуса, не создавая особых преград потоку. При появлении обратного потока, шарик перекрывает выходное отверстие. Принцип работы клапана понятен и прост, при нормальном качестве сбои дает редко.

Как правило, шариковые обратные клапана ставят в системах отопления с естественной циркуляцией

Делают эти клапана из чугуна и латуни. Лучше ставить латунные. Чугунные более шершавые внутри и через некоторое время шарик может застрять. В результате, при естественной циркуляции, поток не сможет сдвинуть шарик и котел закипит (это если поставите его на байпас). При выборе клапана также обращайте внимание на толщину стенки и на то, чтобы стенки были одинаковой толщины. Кроме этого, осмотрите сам шарик. Он должен быть идеальной формы, без царапин и других повреждений.

Еще раз напомним: в системе с естественной циркуляцией шариковый обратный клапан ставится, если надо его поставить вертикально. Если в такую трубу установить лепестковый, работать будет хуже — снизится КПД системы за счет того, что надо преодолевать гидравлическое сопротивление «захлопки» (диска, тарелки).

Подпружиненный с пластиковым или латунным штоком

Этот тип — самый распространенный. Устройство подпружиненного обратного клапана ненамного сложнее. В качестве запорного элемента используется диск, к которому прикреплен шток. На этот шток надета пружина. В «исходном состоянии» пружина поджимает диск к краям корпуса, перекрывая поток. Как только давление теплоносителя становится больше, чем давление системы, диск отодвигается, открывая проход. Давление снижается, запорный элемент возвращается в исходное состояние.

Подпружиненный обратный клапан и его принцип работы

Обратный клапан этого типа стоит дешевле лепесткового и шарикового, но ставить его в системах отопления с естественной циркуляцией не желательно: вряд ли гравитационный поток его «продавит». Да и заужает он сечение сильно, снова-таки снижая эффективность системы. А вот на обратке бойлера косвенного нагрева или на линии подпитки системы холодной водой, он очень неплохо работает.

Некоторые умельцы переделывают такие экземпляры под естественную циркуляцию. Для этого разбирают, заменяют штатную пружину на более слабую — чтобы срабатывал при меньшем давлении. Второй вариант — наращивают шток. В любом случае переделанные экземпляры часто дают сбои — перекашивается запорный диск, после чего он часто застревает. В результате система не работает нормально ни в одном из режимов. Так что на байпас циркуляционного насоса, такой вариант не стоит ставить однозначно — ни «оригинальный», ни доработанный.

Oventrop SWI (Германия) — одна из надежных марок, на которую мало нареканий

Подпружиненный обратный клапан может быть с латунным или пластиковым штоком. Если посмотреть на характеристики, особой разницы нет. И те и другие могут использоваться при температуре до 120°C. Зато есть разница в цене — с латунным штоком в три раза дороже. Принимать решение вам, так как основное — качественная пружина. Но и шток тоже важен.

Во время разработки проекта отопительной системы необходимо обратить внимание не только на основные комплектующие, но и на дополнительные элементы. Установив обратный клапан для отопления, вы обеспечите надежную работу системы на пике ее производительности, безопасность эксплуатации оборудования, предупредите финансовые потери. Наличие данного элемента предусматривается практически в каждом проекте. Следует не просто установить запорную арматуру, а сделать правильный выбор в соответствии с имеющимися параметрами, поэтому монтаж лучше доверить квалифицированным специалистам.

Обратный клапан для отопления

Какие задачи решает обратный клапан

Клапан нужен для регулирования потока воды, которому следует двигаться строго в одном направлении. При обогреве помещений с помощью котельного оборудования существует риск изменения давления в системе, попадания воздуха в контур и возникновения других неисправностей. В результате горячая вода начнет движение в противоположную сторону. Отсутствие обратного клапана в системе неизбежно приведет к серьезной аварии.

Основные задачи обратного клапана:

• Обеспечение беспрепятственного прохода потоку горячей воды.
• Предотвращение движения теплоносителя в обратную сторону.

При этом устройство не должно влиять на технические и эксплуатационные характеристики воды.

Принцип работы обратного клапана

На рынке представлен обратный клапан для системы отопления нескольких видов. Несмотря на конструктивные отличия, все модели имеют общую деталь — пружину. Исполнительный механизм необходим для своевременного закрытия затвора в случае, когда условия функционирования системы вышли за пределы допустимых параметров. Важно подобрать запорную арматуру с учетом параметров конкретной системы, чтобы массивность и упругость пружины им соответствовали.

Принцип работы двухстворчатого и дискового обратных клапанов

Задача пружинного элемента заключается в удержании клапана в закрытом (нормальном) состоянии. В отопительной системе с естественной циркуляцией движение теплоносителя обеспечивает созданное давление. Благодаря ему вода не только двигается по трубопроводу, но и открывает обратный клапан для дальнейшей циркуляции.

В случае возникновения аварийной ситуации устройство не дает воде двигаться в противоположную сторону. Так, имея простую конструкцию, запорная арматура предотвращает возникновение аварии.

Виды клапанов

В отопительных системах могут использоваться элементы разного типа. В основе их классификации несколько критериев.

В первую очередь обратите внимание на металл, так как от этого зависят особенности эксплуатации устройства. Наибольшей популярностью пользуется латунь, сталь, чугун.

Далее рассмотрим основные разновидности запорной арматуры.

Тарельчатый клапан

Данный вид устройства предполагает наличие диска, отвечающего за перекрытие сечения в трубопроводе в случае изменения условий в контуре.

• Диск входит в седло, которое укомплектовано уплотнителем.
• Изнутри конструктивный элемент присоединен к штоку, способному свободно двигаться по втулке.
• Пружина, расположенная между тарельчатой частью и корпусом, обеспечивает надежное прижимание диска к седлу.

Обратный клапан стальной тарельчатый

Для предотвращения тока воды в обратном направлении устанавливают тарельчатый элемент подъемного или проточного типа.

Шариковый клапан

Шаровые (шариковые) клапаны отличаются наличием шарика в качестве исполнительного механизма. Для изготовления элемента используется каучук или алюминий. В случае срабатывания пружины при изменении тока воды шарик перекрывает проходное сечение, попадая в седло. Находясь под верхней крышкой, он осуществляет движение по наклонному каналу.

Обратный шариковый клапан

Тарельчатая и шаровая запорная арматура предназначена для монтажа в отопительной системе стандартного типа. Но в случае наличия труб большого диаметра она не гарантирует надлежащую защиту.

Двухстворчатый клапан

Для обеспечения бесперебойной работы системы, где использованы трубы более крупных размеров предназначен двухстворчатый клапан. Его монтируют как на подачу, так и на обратку.

Название устройства данного типа обусловлено наличием двух пружинных створок, которые легко открываются теплоносителем в случае нормального давления в системе. При возникновении аварийной ситуации закрытые створки препятствуют движению воды в обратном направлении.

Клапан обратный двухстворчатый чугунный межфланцевый

За предотвращение неправильной циркуляции отвечает специальная ось, пересекающая проходное сечение, на которой закреплены створки. Считается, что данная модификация обратного клапана является самой надежной. Устройство подходит для систем с высоким давлением.

Лепестковый клапан

Лепестковый обратный клапан для системы отопления имеет и другое название — гравитационный. Главная особенность — малоупругая пружина, имеющая низкое сопротивление. В некоторых моделях пружина и вовсе отсутствует. Гравитационные клапаны оборудованы таким дополнительным элементом, как подпружиненная створка. Она имеет уплотнитель и крепится на оси в верхней части сечения. Защиту от обратного тока обеспечивает сила тяжести и давление потока.

Лепестковый обратный клапан отопления

Важно помнить, что допустима только горизонтальная установка гравитационного обратного клапана.

Установка обратного клапана

Монтаж запорной арматуры выполняется согласно требованиям проекта. Схемой контура предусмотрено наличие данного устройства. Установка должна быть выполнена профессионально.

• Схема монтажа разрабатывается во время работы над общим проектом системы отопления.
• Монтируют устройство, которое подобрано с учетом рабочего давления и температуры теплоносителя, во время обвязки котла.
• Запорная арматура, особенно клапан обратный гравитационный для отопления, устанавливается в той части системы и в таком положении, которое рекомендовано производителем. Информация содержится в техническом паспорте.

Схема установки обратного клапана при горизонтальном или вертикальном движении воздуха

Ставят устройство для решения следующих задач:

• Защита контура от последствий аварийных ситуаций, что позволяет избежать непредвиденных финансовых расходов на ремонт.
• Согласованное взаимодействие различных отопительных приборов в одной системе.
• Правильно подобранное устройство позволит эксплуатировать систему на полную мощность.

Когда подача воды осуществляется при работающем насосе, может быть установлен обратный клапан любого типа. Лепестковая защита используется в случае естественной циркуляции.

Выводы

Итак, важно знать:

• При выборе устройства следует учитывать давление и температуру теплоносителя. В частных домах вода температурой 95 градусов циркулирует по трубам под давлением приблизительно 3 Бар. В случае наличия отопительной сети необходимо узнать данные параметры.
• Монтаж запорной арматуры должен выполняться в соответствии с требованиями, указанными в техническом паспорте изделия.
• Насос, отвечающий за циркуляцию воды, должен быть расположен в контуре до запорной арматуры.
• Способ присоединения выбирается в зависимости от давления в сети. Муфтовый клапан используется при давлении, не превышающем отметки в 16 Бар, фланцевый — выше данной отметки.

Обратный клапан в системе отопления

Обратный клапан — обязательная составляющая любой отопительной системы. При некоторых условиях эксплуатации он отвечает за бесперебойную и безаварийную работу оборудования, при других — повышает эффективность работы. Успешность решения поставленных задач зависит от правильности выбора устройства. Возникли сомнения? Обратитесь за помощью к специалистам. В противном случае возникает риск непредвиденных финансовых расходов, связанных с ремонтом котла и восстановлением работоспособности системы отопления.

Несмотря на то что отопительная техника с каждым годом совершенствуется и дополняется новыми прогрессивными техническими решениями и высокоэффективным оборудованием, системы водяного отопления с естественной циркуляции теплоносителя продолжают занимать весьма существенную долю в теплоснабжении. Они широко и успешно применяются как в индивидуальном жилищном и коттеджном строительстве, так и при сооружении объектов в районах, где электроснабжение либо отсутствует, либо осуществляется с перебоями.

Рис. 2. Пример двухтрубной системы отопления с естественной циркуляцией

Для этого используем пример классической двухтрубной гравитационной системы отопления (рис. 2), со следующими исходными данными: первоначальный объем теплоносителя в системе – 100 л; высота от центра котла до поверхности нагретого теплоносителя в баке Н = 7 м; расстояние от поверхности нагретого теплоносителя в баке до центра радиатора второго яруса h₁ = 3 м, расстояние до центра радиатора первого яруса h₂ = 6 м.

Температура на выходе из котла – 90 °С, на входе в котел – 70 °C. Действующее циркуляционное давление для радиатора второго яруса можно определить поформуле:

Для радиатора первого яруса оно составит:

При более точных расчетах учитывается также остывание воды в трубопроводах.

Миф 1. Трубопроводы должны прокладываться с уклоном по направлению движения теплоносителя. Не спорим, так было бы не плохо, но на практике это требование не всегда удается выполнить. Где-то балка покрытия мешает, где-то потолки устроены в разных уровнях и т.п. Что же будет, если выполнить подающий трубопровод с контруклоном (рис. 3)?

Рис. 3. Пример выполнения верхнего розлива с контруклоном

Если грамотно подойти к решению этого вопроса, то ничего страшного не произойдет. Циркуляционное давление если и снизится, то на ничтожно малую величину (несколько паскалей), за счет паразитного влияния остывающего в верхнем розливе теплоносителя. Воздух из системы придется удалять с помощью проточного воздухосборника и воздухоотводчика. Пример этого устройства показан на рис. 4. Дренажный кран служит для выпуска воздуха в момент заполнения системы теплоносителем. В «крейсерском» режиме этот кран закрыт. Такая система останется полностью работоспособной.

Рис. 4. Пример устройства для выпуска воздуха из верхнего розлива

Миф 2. В системах с естественной циркуляцией охлажденный теплоноситель вверх двигаться не может. Это вовсе не так. Для циркуляционной системы понятие «верха» и «низа» очень условны. Если обратный трубопровод на каком-то участке поднимается, то где-то он на эту же высоту и опускается. То есть гравитационные силы уравновешиваются.Все дело лишь в преодолении дополнительных местных сопротивлений на поворотах и линейных участках трубопровода. Все это, а также возможное остываниетеплоносителя на участках подъема должно учитываться в расчетах. Если система грамотно рассчитана, то схема, представленная на рис. 5, вполне имеет право на существование. Мало того, в начале прошлого века такие схемы достаточно широко применялись, несмотря на свою слабую гидравлическую устойчивость.

Рис. 5. Схема с верхним расположением обратного трубопровода

Миф 3. В гравитационных системах подающий трубопровод должен проходить над всеми ярусами радиаторов. Это тоже совсем не обязательно. Расположение подающего трубопровода с надлежащим уклоном под потолком верхнего этажа или на чердаке позволяет удалять воздух из системы через открытый расширительный бак. Однако проблему удаления воздуха можно решить и с помощью автоматических воздухоотводчиков (рис. 6) или отдельной воздушной линии.

Рис. 6. Схема с нижним расположением подающей линии

Миф 4. При естественной циркуляции теплоносителя радиаторы обязательно должны располагаться выше центра теплогенератора (котла). Это утверждение справедливо только при расположении отопительных приборов в один ярус. При количестве ярусов два и более, радиаторы нижнего яруса можно располагать и ниже котла, что, естественно, должно быть проверено гидравлическим расчетом. В частности, для примера, показанного на рис. 7, при H = 7 м, h₁ = 3 м, h₂ = 8 м, действующее циркуляционное давление составит:

Здесь: ρ₁ = 965 кг/м 3 – плотность воды при 90 °С; ρ₂ = 977 кг/м 3 – плотность воды при 70 °С; ρ₃ = 973 кг/м 3 – плотность воды при 80 °С.

Циркуляционного давления вполне достаточно для работоспособности такой системы.

Рис. 7. Однотрубная гравитационная система с расположением радиаторов ниже котла

Миф 5. Гравитационную систему отопления, рассчитанную на водяной теплоноситель, можно безболезненно перевести на незамерзающий теплоноситель. Без расчета такая замена может привести к полному отказу системы отопления. Дело в том, что этилен- и полипропиленгликолевые растворы обладают значительно большей вязкостью, чем вода. Кроме того, удельная теплоемкость этих смесей несколько ниже, чем у воды, что требует, при прочих равных условиях, ускоренной циркуляции теплоносителя. Эти два фактора вместе взятые существенно увеличивают расчетное гидравлическое сопротивление системы, заполненной теплоносителями с низкой температурой замерзания.

Миф 6. В открытый расширительный бак необходимо постоянно доливать теплоноситель, т.к. он интенсивно испаряется. Да, это действительно большое неудобство, но его можно легко устранить. Для этого используется воздушная трубка и гидравлический затвор, устанавливаемый, как правило, ближе к нижней точке системы, рядом с котлом (рис. 8). Такая трубка служит воздушным демпфером между гидравлическим затвором и уровнем теплоносителя в баке, поэтому, чем больше ее диаметр, тем лучше. Тем меньше будет уровень колебаний уровня в бачке гидрозатвора. Некоторые умельцы умудряются закачивать в воздушную трубку азот или инертные газы, тем самым предохраняя систему от проникновения кислорода.

Рис. 8. Воздушная трубка с гидрозатвором

Миф 7. Насос, установленный на байпасе главного стояка, не создаст эффекта циркуляции, т.к. установка запорной арматуры на главном стояке междукотлом и расширительным баком запрещена. Можно поставить насос на байпасе обратной линии, а между врезками насоса установить шаровой кран. Такое решение не очень удобно, т.к. каждый раз перед включением насоса надо не забыть перекрыть кран, а после выключения насоса – открыть. Установка обычного пружинного обратного клапана невозможна из-за его значительного гидравлического сопротивления. Домашние мастера пытаются препарировать обратные клапаны, снимая с них пружинки совсем или устанавливая их «наоборот» (превращая клапан в нормально открытый). Такие переделанные клапаны создадут в системе неповторимые звуковые эффекты из-за постоянного «хлюпанья» с периодом, пропорциональным скорости теплоносителя.Есть гораздо более эффективное решение: на главном стояке между врезками байпаса устанавливается поплавковый обратный клапан для гравитационных систем VT.202 (рис. 9), который скоро появится в ассортименте VALTEC. Поплавок клапана в режиме естественной циркуляции открыт и не мешает движению теплоносителя. При включении насоса на байпасе клапан перекрывает главный стояк, направляя весь поток через байпас с насосом.

Рис. 9. Установка поплавкового нормально отрытого обратного клапана

Водяные системы отопления с естественной циркуляцией окутаны еще многими мифами, которые предлагаем вам развеять самостоятельно:

• расширительный бак можно врезать только над главным стояком;
• в таких системах нельзя ставить мембранный расширительныйбак;
• регулировать тепловой поток от радиаторов в гравитационных системах нельзя;
• естественная циркуляция не работает в межсезонье;
• байпасы перед радиаторами в таких системах недопустимы;
• водяные теплые полы в гравитационных системах работать не будут.