Воздушные клапаны — волшебная палочка для трубопровода

Воздушные клапаны — волшебная палочка для трубопровода

ФАКТ 1. ИЗБЫТОК ИЛИ НЕДОСТАТОК ВОЗДУХА В ТРУБОПРОВОДЕ НЕГАТИВНО ВЛИЯЕТ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАБОТЫ СИСТЕМЫ

Когда воздух собирается в высоких точках трубопровода, он частично перекрывает его проходное сечение. Появляется так называемый «воздушный карман», который снижает расход воды. В результате, увеличивается расход энергии, необходимый на ее перекачку.
Если таких «воздушных карманов» много, поток воды в трубопроводе может полностью прекратиться. Вытеснение и перемещение таких воздушных карманов может привести к внезапному изменению скорости потока воды, вызывающему гидроудары и повреждения труб.
В местах «воздушных карманов» ускоряется коррозия стенок трубы, повреждаются измерительные устройства и неустойчиво работают регулирующие клапана.

Рис. 1 Труба без воздушных клапанов

С другой стороны, когда происходит опорожнение трубопровода, необходимо поступление атмосферного воздуха в трубопровод, чтобы заместить уходящую воду. Если этого не сделать, образующийся вакуум приведет к “схолопыванию” трубы.

Рис. 2 Труба без клапана впуска воздуха

ФАКТ 2. НЕ СУЩЕСТВУЕТ ТРУБОПРОВОДОВ БЕЗ ВОЗДУХА

Атмосферный воздух попадает в трубу при ее заполнении водой. Если отсутствуют устройства, его удаляющие, он собирается в высоких локальных точках. При нормальном давлении и температуре вода может содержать до 2% (объемных) растворенного воздуха. Скорость потока воды может изменяться при изменениях температуры и давления, на уклонах, при изменении диаметров трубы, частично открытых задвижках и пр. При этом растворенный воздух может выделяться, собираясь в высоких точках. Воздух может попадать в трубу при запуске глубинных насосов, из всасывающих вихрей обычных насосов, через неплотные соединения в зонах выше гидравлического градиента (точки с отрицательным давлением). Также воздух впускается в трубу воздушными клапанами при возникновении разрежения.

ФАКТ 3. ВОЗДУШНЫЕ КЛАПАНЫ РЕГУЛИРУЮТ ВПУСК/ВЫПУСК ВОЗДУХА В ТРУБОПРОВОДЕ

Во избежание проблем, описанных выше, необходимо использовать на трубопроводе воздушные клапаны. Они бывают разных видов – кинетический (анти вакуумный) клапан, автоматический клапан, комбинированный клапан – выбор клапана обусловлен потребностью на конкретном участке трубопровода.

Рис. 3 Воздушные клапаны Dorot

В таблице ниже приведены особенности каждого типа воздушных клапанов компании Dorot.

На ровных длинных горизонтальных участках и длинных уклонах.

Клапаны должны размещаться на расстоянии нескольких сотен метров друг от друга (500-1000), что определяется устойчивостью трубы к отрицательным давлениям при разрежении.

При низкой скорости движения воды, воздушные карманы могут возникать в каждом локальном маленьком пике и на спусках. Рекомендуется предотвращать это, устанавливая клапана удаления воздуха.

В любой точке, где может собраться клапан из-за местных изменений давления.

Высокие точки (по отношении к линии гидравлического градиента).

Увеличение уклона, идущего вниз.

На обеих сторонах от обратных клапанов, изолирующих кранов и любого устройства, перекрывающего поток воды: там, где с одной стороны может собраться воздух, а с другой возникнуть разрежение.

Рабочее давление от 0,2 до 16 бар

Резьба 1”, 2” BSP или NPT

Корпус: верхняя часть GRP (устойчивый к UV излучению), основание: GRP или бронза

Внутренние детали: устойчивые к коррозии, армированные пластмассы и синтетическая резина

Полностью открытый клапан обеспечивает поток воздуха 700 м3/час при давлении в трубопроводе 0,5 бар

Рабочее давление от 0,2 до 16 бар

Резьба 1/2”, 3/4”, 1” BSP или NPT

Корпус: верхняя часть: GRP (устойчивый к UV излучению), основание: GRP или бронза

Внутренние детали: устойчивые к коррозии, армированные пластмассы и синтетическая резина

Полностью открытый клапан обеспечивает поток воздуха 28 м3/час при давлении в трубопроводе 1 бар

Рабочее давление от 0,2 до 16 бар

Резьба 1”, 2” BSP или NPT

Корпус: верхняя часть: GRP (устойчивый к UV излучению), основание: GRP или бронза

Внутренние детали: устойчивые к коррозии, армированные пластмассы и синтетическая резина

Полностью открытый клапан обеспечивает поток воздуха 700 м3/час при давлении в трубопроводе 0,5 бар

Как работает автоматический воздухоотводчик

Помимо знакомых всем кранов Маевского в современных системах отопления повсеместно используется такое устройство, как автоматический воздухоотводчик. Его задача – удалить воздух на определенном участке тепловой сети без вмешательства человека. Как устроен этот важный прибор, принцип его действия и места установки, — все эти нюансы будут рассмотрены в данной статье.

Устройство и принцип действия воздухоотводчика

В силу различных обстоятельств в системах водяного отопления может появиться воздушная пробка, препятствующая нормальной циркуляции теплоносителя. В результате наблюдается остывание части радиатора или нескольких батарей, находящихся на одной ветви или стояке. Чтобы появившийся воздух мог самостоятельно покинуть систему, в определенных ее точках предусматривается установка воздухоотводчика, действующего в автоматическом режиме.

Прибор представляет собой герметичный металлический корпус с присоединительным патрубком, находящимся снизу. Внутри корпуса в камере размещен поплавок из полимерного материала, соединенный тягой с игольчатым клапаном, чье отверстие сделано в самом верху крышки. Детально устройство воздухоотводчика показано на схеме:

Нормальное состояние воздухоотделителя – это когда корпус заполнен теплоносителем, поплавок поднят в максимальное верхнее положение, а игольчатый клапан закрыт. С течением времени воздух из сети небольшими порциями поступает в камеру прибора и вытесняет воду.

Поплавок постепенно опускается и в критической точке начинает посредством тяги открывать клапан, сообщающийся с атмосферой. Благодаря этому весь скопившийся в камере воздух под давлением воды быстро покидает ее через открытое отверстие. В этом и заключается принцип работы автоматического воздухоотводчика, что изображен на рисунке:

После того как весь воздух ушел наружу, его место в камере занимает вода, поднимая поплавок в исходное положение. Клапан закрывается и воздухосбрасыватель переходит в режим ожидания. Также очень важную роль играет автоматический поплавковый воздухоотводчик во время опорожнения системы или ее участка. Поскольку при понижении уровня теплоносителя в камере рычаг откроет клапан, то это позволит воздуху войти в систему и тем самым ускорить ее опорожнение.

Виды автоматических воздушных клапанов

По исполнению приборы можно разделить на 3 вида:

• прямые;
• угловые;
• радиаторные.

Примечание. Невзирая на внешние отличия и разные сферы применения, принцип действия воздухоотводчика остается неизменным.

Наиболее распространены традиционные приборы с прямым присоединительным патрубком. Сфера их применения очень широка. В первую очередь автоматические воздухоотделители предназначаются для выпуска воздуха через наивысшие точки трубопроводной сети. Для этого их ставят в самом верху вертикальных стояков, куда по законам физики стремятся попасть все воздушные скопления, появившиеся в трубах. Если бы не автоматические воздухоотводчики в системе отопления, то производить сброс воздуха из наивысших точек вручную было весьма затруднительно.

Закрытые системы отопления, находящиеся под давлением, снабжаются группами безопасности котла, что располагаются на подающем трубопроводе, выходящем из теплогенератора. Вместе с предохранительным клапаном и манометром в эту группу входит и автоматический воздушный клапан. Его задача – стравливать воздух при заполнении котлового бака водой. Если обвязка агрегата выполнена предусмотрительно, то при необходимости его всегда можно отсечь от остальной системы и с помощью воздухосбрасывателя опорожнить, а после обслуживания снова заполнить.

Примечание. Группа безопасности для отопления должны устанавливаться в обязательном порядке на котлы, сжигающие твердое топливо.

Также приборы для сброса воздуха применяются в некоторых моделях циркуляционных насосов. Цель – обеспечить бесперебойную работу перекачивающего агрегата. Дело в том, что насос может перемещать только несжимаемую среду – воду или другую жидкость. Попадание воздуха в зону рабочего колеса агрегата грозит полной остановкой циркуляции теплоносителя, чему и призван воспрепятствовать воздухоотводчик циркуляционного насоса. Воздух или пар из котла, попавший в эту зону, будет немедленно стравлен наружу и насос продолжит свою работу.

Угловые и радиаторные воздухоотводчики

В разных отопительных системах может возникнуть множество ситуаций, когда требуется удалять воздушные пробки в самых труднодоступных или удаленных местах. Все их перечислить невозможно, так как вариантов слишком много. Там, где установить простой клапан не представляется возможным, поскольку труба с резьбой на конце находится в горизонтальном положении, подойдет угловой воздухоотводчик. Его патрубок, выходящий снизу, поворачивает под углом 90º и может быть присоединен к горизонтальному участку.

Необходимо отметить, что угловой воздухоотводчик с наружным резьбовым присоединением ничем, кроме повернутого патрубка, не отличается от обычного прямого клапана и может использоваться вместо него при необходимости.

Зачастую для автоматического стравливания воздуха из батарей вместо традиционного крана Маевского некоторые пользователи ставят угловой клапан. Это бывает актуально при неприятном стечении обстоятельств, когда газы образуются в сети постоянно и происходит это как раз в радиаторах. Причина – химическая реакция веществ, иногда присутствующих в воде, с алюминиевым сплавом батарей при повышенной температуре. Клапан с угловым патрубком ставить нет смысла, ведь существует специальный автоматический воздухоотводчик для радиаторов, изображенный на фото:

Эти устройства предназначены только для батарей и имеют соответствующее резьбовое присоединение. Вместо ручных кранов их предпочтительнее ставить на обогреватели из алюминия или частично биметаллические, где тоже есть контакт сплава с водой. В остальных ситуациях радиаторный воздухоотводчик монтируется по желанию, но то, что он привнесет удобство в эксплуатации, не вызывает сомнений.

Примечание. Традиционные чугунные батареи, включенные в централизованную сеть теплоснабжения, лучше все-таки оснастить ручным краном Маевского и сливным патрубком.

Для удобства обслуживания и прочистки в продаже имеются комплектные устройства — автоматические воздухоотводчики с клапаном. Последний представляет собой небольшой резьбовой переходничок с подпружиненным лепестковым клапаном внутри. Переходник накручивается на резьбу непосредственно перед воздухосбрасывателем и служит для того, чтобы при действующей системе можно было снять его и прочистить либо заменить. Подобными переходниками снабжаются воздухоотводчики DANFOSS, VALTEK и многих других известных брендов.

Заключение

Работающий в автоматическом режиме воздухоотводчик с воздушным клапаном стал одним из самых важных элементов современных отопительных систем. Конструкция прибора очень проста, а значит, — надежна, он выходит из строя весьма редко. И то, в большинстве случаев из-за низкого качества теплоносителя.

Автоматический воздухоотводчик. Для чего он нужен в системе отопления?

Отопительное оборудование

Отопительным системам с естественной циркуляцией незнакома проблема воздушных пробок – воздух выходит естественным путем. Системы обогрева закрытого типа, включая централизованные, зачастую страдают от скопившегося воздуха. Им не обойтись без ручных или автоматических воздухоотводчиков.

Причины завоздушивания отопления

• содержание растворенного кислорода в трубах водяного отопления, который при нагревании выделяется в виде микропузырьков, образующих впоследствии воздушную пробку;
• подача носителя слишком быстро при наполнении системы, в итоге воздух не успевает стравиться;
• поступление воздуха в трубы в результате утечки носителя (например, неплотно закрученные соединения);
• применение в отоплении труб с кислородопроницаемыми стенками;
• появление воздушных пробок в результате неправильного монтажа системы обогрева и после проведения ремонтных мероприятий.

Что делать в случае, если системы отопления коснулась одна из перечисленных неприятностей? Конечно же, стравить воздух. Для этого в систему врезается воздухоотводчик. Разберемся далее, что из себя представляет прибор автоматического типа.

Устройство

Конструкция автоматического воздухоотводчика заключена в металлический корпус (бронза, латунь, нержавейка), снизу которого находится присоединительный патрубок. Корпус герметичен, может быть цилиндрической или конусообразной формы. В нашей стране налажен выпуск воздухосбросов с наружной присоединительной резьбой 1/2” (Ду15) и ¾” (Ду 20), в редких случаях можно встретить 3/8”. Внутри бочонка находится поплавок из полимерного материала или из нержавеющей стали. Через коромысло (рычаг) поплавок совмещается с золотником (подпружиненным спускным клапаном), на штуцере которого размещается запорный колпачок. В целом, деталь выглядит следующим образом:

Принцип работы

Автоматический воздухоотводчик призван действовать без вмешательства со стороны пользователя отопительной системой. Рабочий алгоритм прибора несложен:

1. В нормальном состоянии корпус воздухоотводчика заполнен носителем, выталкивающим поплавок кверху. Таким образом, воздухосброс пребывает закрытым.
2. При попадании воздуха уровень теплоносителя опускается, а вместе с ним и поплавок.
3. Достигнув критической отметки, поплавок с помощью рычага открывает спускной клапан.
4. Под давлением воды воздух выходит, его место снова занимает вода, вновь поднимая поплавок наверх.
5. Клапан закрывается.

Схема работы выглядит следующим образом:

Важно! Отводчик воздуха автоматического типа будет служить во благо нормального функционирования отопительной системы при температуре от -10С до +120С. Не следует думать, что, установив прибор, можно навсегда забыть о нем и о тех проблемах, которые он решает. Как и любому другому устройству, воздухоотводчику необходим уход, профилактический осмотр и чистка. При циркуляции в трубах теплоносителя низкого качества эти действия должны производиться регулярно. Для надежной бесперебойной работы устройства, ему нужно находиться под гидростатическим давлением, а это возможно только при соблюдении требований к рабочему давлению во всей систем обогрева.

Варианты исполнения приборов

Автоматические воздухосбросники имеют три разновидности: углового типа, прямого и радиаторного. Внешние различия и область применения при этом никоим образом не оказывают влияния на принцип работы устройств. Разберем особенности каждой модификации.

Прямой воздухосбросник

Наиболее распространенный тип с прямым присоединительным патрубком. Устанавливается в самых высоких точках отопительной системы, где чаще всего образуются воздушные пробки.

Прямой автоматизированный воздухоотводчик входит в группу безопасности теплогенератора, которая располагается на отходящей от него трубе. Воздухосбросник здесь необходим для отвода воздуха при наполнении котловой емкости водой. В случае проведения профилактических работ, котловой бак можно отсоединить от системы отопления и опустошить посредством воздухосброса.

Установки воздухосбросника требуют также некоторые виды циркуляционных насосов в целях обеспечения бесперебойного функционирования. Перекачивающее оборудование транспортирует лишь несжимаемую среду, и, в случае появления воздушной пробки в рабочем колесе, оно может остановиться. Эту угрозу контролирует и предотвращает отводчик.

Угловой вариант

Угловой воздвухоотводчик монтируют на участках, где нет возможности установить обычный прямой. Это труднодоступные, удаленные, горизонтальные отрезки трубопровода. Патрубок у такого прибора выходит снизу, а затем разворачивается под углом 90 градусов.

Радиаторный воздухосбросник

Автоматический радиаторный воздухоотводчик монтируют на радиаторы вместо кранов Маевского. Он немного отличается от традиционной модели по размеру и дороже по стоимости. Врезка элемента необходима в алюминиевых и биметаллических батареях, где при химической реакции металлического сплава с носителем постоянно образуются воздушные пробки.

Участки установки автоматического воздухосбросника

Где в схеме отопления с принудительной циркуляцией должен присутствовать воздухосброс для наиболее эффективного выполнения своего прямого предназначения? Как предотвратить образование воздушных пробок в системе? Существует несколько определенных требований:

• Трубопровод необходимо проложить таким образом, чтобы теплоноситель и выделяемый воздух двигались в одном направлении. Смысл состоит в том, чтобы горячий носитель восходил от основного стояка к отдаленным;
• Воздухосбросник монтируется на самых высоких участках. Для этого существует вполне объяснимая законами физики причина: выделение воздуха начинается при уменьшении скорости течения носителя тепла, а процесс этот происходит как раз в наивысших точках;
• Вероятность риска образования воздушных пробок в большой степени присутствует на поворотах трубопровода, на участках перехода с большего на меньший диаметр труб, непосредственно на обогревательных приборах (радиаторах). Поэтому вполне логично устанавливать воздухосборники именно в таких местах.

Последствия отсутствия воздухосбросника в отоплении

Функционирование отопительного комплекса основано на циркуляции в трубопроводе носителя и отдаче части тепла обогревательным приборам. Последние, в свою очередь, делятся этим теплом с помещением, в котором находятся. Образовавшаяся в трубопроводе или в радиаторе воздушная пробка (завоздушивание) ведет к нарушению всего процесса: циркуляция теплоносителя затрудняется либо останавливается совсем. Чем еще чревато отсутствие в схеме отопления автоматических воздухоотводчиков?

• шумное движение носителя в трубах, вибрация, повышение вероятности разрушения в местах пайки;
• завоздушивание на удаленных отрезках трубопровода, на тех площадях, где температурный режим не подвергается постоянному контролю, может вызвать остановку циркуляции через некоторые радиаторы. В ряде случаев это может привести к размораживанию всего обогревательного комплекса;
• снижение эффективности теплоснабжения и перерасход отопительного сырья;
• выход из строя радиаторов, вызванный коррозией. Образуется коррозия в результате попадания воздуха на внутренние стенки батарей.

Автоматические воздухоотводчики – это такие же необходимые составные части системы отопления, как обогревательные приборы, трубы и теплогенератор. Автоматизированные устройства дают возможность отопительному комплексу функционировать полноценно и поддерживают в действующем состоянии все остальные элементы схемы.

Подписывайтесь так же на наш Youtube, группу Вконтакте, Яндекс Дзен. Там много полезного и интересного контента!

Источник https://prom-water.ru/articles/vozdushnye-klapany-volshebnaya-palochka-dlya-truboprovoda/

Источник https://cotlix.com/kak-rabotaet-avtomaticheskij-vozduxootvodchik

Источник https://eurosantehnik.ru/avtomaticheskij-vozduxootvodchik-dlya-chego-on-nuzhen-v-sisteme-otopleniya.html