Расчет водопотребления и водоотведения по нормам. Курсовая работа: Расчет водопотребления на нужды поселка и предприятия. Правила составления водохозяйственного баланса

В статье вы узнаете, что представляет из себя сбросной клапан для отопления, виды подрывного клапана и советы по установке и выбору сбросного клапана для воды.

Существует множество факторов, оказывающих влияние на стабильность работы системы отопления. Резкие температурные скачки могут привести к нарушению герметичности соединений. Для того, чтобы это не происходило, в отопительной системе необходимо предусмотреть установку защитного устройства.

Таким устройством и является клапан сброса давления воды или сбросной клапан . Его применение является обязательным условием при монтаже приборов отопления. Для чего применяется предохранительный клапан. При запуске отопительной системы теплоноситель начинает нагреваться. Он начинает расширяться, увеличиваясь в объёме. Соответственно повышается давление на внутреннюю поверхность стенок трубопроводов и отопительных приборов.

Когда давление превышает определённую величину, происходит разгерметизация стыков. Это приводит к нарушению работы системы и в конечном итоге к возникновению аварийной ситуации. Для того, чтобы своевременно сбросить излишек воды, требуется установка предохранительного клапана. Функции клапана.

Своевременное удаление излишков теплоносителя. Это приводит к понижению давления в системе.
В предохранительном клапане должна присутствовать возможность настройки максимальной величины давления, при котором происходит его открытие. При выборе конкретной модели надо учитывать характеристики системы отопления:
Среднее и максимальное давление в системе.
На каком расстоянии располагается расширительный бак.
Длина труб теплоснабжения.
Вид отопительной системы. При монтаже отопительных приборов применяются два вида клапанов, работа которых базируется на различных принципах.

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.

Клапан сброса избыточного давления воды для водонагревателя

За формирование статьи, большое спасибо ресурсам: fb.ru,strojdvor.ru,kotlomaniya.ru

Словосочетание в названии механизма указывает на то, какую он должен выполнять функцию в водяных контурах. Действительно, предохранительный клапан для отопления (запорная арматура) служит для сброса непредвиденных нагрузок, которые могут возникнуть при тех или иных обстоятельствах, а также для регулировки водного потока в трубах. Но устанавливается он в разных местах, хотя назначение его остаётся прежним.

Виды предохранительных клапанов

Виды обратных клапанов для байпаса или бойлера

Муфтовые латунные предохранители с двух сторон снабжены резьбой и с входной стороны прокладкой EPDM, а сам механизм работает на пружине, удерживающей шток, который при определённом давлении утапливается, открывая проход. Любое давление с обратной стороны только усиливает блокировку. Учитывая простоту такого предохранителя, цена на него, скорее символична, а вот служит он довольно долго, так как всегда проходит опрессовку после сборки.

Но, в отличие от обычного, проходного клапана существуют устройства для сброса давления , наподобие того, что вы видите на фото вверху. Такой механизм, как правило, тоже делается из латуни, со стальной нержавеющей пружиной и тарелки штока из термостойкого пластика, и монтируется в контур после циркуляционного насоса.
На разрезанном изображении запорной арматуры виден принцип его действия – вода давит на пластиковую тарелку, которая, в свою очередь, сжимает пружину, открывая проход. Но если давление достигает критической точки (20 бар), то тарелка дожимается до предохранительного штока и тот открывает выход наружу. Максимальная рабочая температура для данного механизма — 120⁰C.

Помимо циркуляционного насоса, перепускной клапан для отопления может устанавливаться также на резервуары с высоким давлением , например, это может быть электрический бойлер. Принцип работы у него останется таким же, только тут предусмотрено устройство для слива воды. Это делается при помощи флажка, который сдвигает шток и освобождает проход.

Такие обратные приспособления чаще всего используют в системах канализации для защиты от давления обратного потока . Такое может произойти в сезон таяния снегов или сильных дождей, когда грунтовые воды заполняют городскую канализацию и уровень воды в ней поднимается выше стоковых труб.

Суть работы подъёмного запорного устройства заключается в том, что когда подача воды давит на заслонку, та приподнимается и пропускает поток . В случае если давление падает, шток опускается на седло и возврат потока исключается. Такой обратный клапан в системе отопления применяется чаще всего на промышленных объектах и для централизованных котельных.

В таких механизмах запорным элементом является диск, который расположен перпендикулярно потоку и движется вдоль оси . Механизм может быть сделан либо как муфта, либо с фланцевыми креплениями. Используется для систем с небольшим давлением и относительно чистым теплоносителем.

Совет. Обратные клапаны могут быть пружинными (подпружиненными), где заслонка возвращается на место за счёт давления спирали. Или безпружинными, где заслонка возвращается под давлением собственно массы. При выборе всегда следует учитывать степень загрязнения воды, так как без принуждения шток может не закрыться из-за засоров.

Трёхходовые клапаны

Если рассматривать трехходовой клапан для отопления, то его принцип работы, как и само назначение, несколько отличается от обычных предохранительных устройств. Необходимость такого механизма в отопительных контурах обуславливается потребностью охлаждения . Такие агрегаты могут быть с ручным переключением режимов или с сервоприводом, запитанным от сети 220В.

Трёхходовой клапан достаточно прост в устройстве и имеет одно входное и два выходных отверстия , поток в которые регулируется заслонкой. В качестве заслонки может быть либо шток, либо шар, который при вращении перенаправляет поток в одно из отверстий. Такая арматура тоже относится к разряду предохраняющих, так как устанавливается на низкотемпературные контуры, например, там, где радиаторы соседствуют с «тёплым полом» и при этом функционируют от одного источника (котла).
Дело в том, что инструкция для совмещённых систем отопления не предусматривает разных отопителей, поэтому вода в контур поступает одинаковой и чтобы понизить её нагрев, труба подачи подпитывается из трубы возврата («обратки»). Таким образом, для температура воды получается более низкой, нежели для радиаторов.

Смешивание теплоносителя может происходить в автоматическом режиме и для этого на низкотемпературный контур устанавливаются датчики, сигнализирующие на сервопривод и побуждающие его к действию. При покупке такого механизма вам не следует забывать, что сам сервопривод может быть в комплектации с клапаном, но вы также можете приобрести его отдельно и установить своими руками, выбрав подходящий вам завод-изготовитель.
Такое устройство в комплекте с электроникой может стоить очень дорого, но, перефразируя известную поговорку про овчинку, можно сказать, что дорогостоящий трёхходовой смесительный клапан с сервоприводом стоит выделки, или затраченных на него средств. Воспользовавшись электронной запорной арматурой, вы избавите себя от необходимости постоянного контроля над системой и сможете оставить дом с включенным отоплением на длительный период.

Совет. Трехходовые клапаны могут быть изготовлены из чугуна, стали или латуни и их желательно использовать в системах с разной проходимостью и давлением. Так, стальные и чугунные устройства лучше подходят для централизованных и производственных мощностей, а латунь очень эффективна для домашних систем отопления.

Системы отопления требуют четкого контроля. Они работают в режиме повышенного давления, и это давление иногда по непредвиденным причинам может увеличиваться до критических пределов. Повышение температуры теплоносителя вследствие выхода из строя системы контроля теплообменников вызывает закипание воды. При этом образуется пар, который просто разрывает трубы. Дорогостоящий ремонт отопления, порча отделки помещения и ожоги кожных покровов - вот перечень последствий, которые могут возникнуть при халатном отношении к этому вопросу.

Устройствами контроля давления в тепловых коммуникациях являются манометр и автоматический клапан сброса избыточного давления КСИД. Первый помогает визуально оценить работу системы и вовремя предотвратить сбой. Второй оперативно реагирует в критических ситуациях, предотвращая разрушения.

Для чего нужен клапан сброса избыточного давления

Из названия устройства понятно, что нежелательное давление в любой системе должно быть отведено, и в этом - главная задача клапана. Но что такое избыточное давление? Элементы, из которых собран тепловой контур, а это в основном трубы, котел и насосы, рассчитаны на определенное давление внутри них, величина которого обусловлена толщиной стенок и материалом изготовления. При проектировке конкретной системы отопления все ее составляющие берут с запасом по прочности. Избыточным считается давление, превышающее номинальное рабочее давление системы, но не выходящее за пределы того, которое может разрушить любой элемент отопления.

Клапан сброса избыточного давления применим не только в системе обогрева, но везде, где есть давление выше атмосферного: горячее водоснабжение, паровые и газовые установки, воздушные компрессоры.

Устройство и принцип работы механизма клапана

Устройство всех видов защитных клапанов приблизительно одинаково. Оно включает основание и подвижную часть. Основание - это полый корпус, имеющий резьбовое соединение, при помощи которого он крепится к системе. Внутри корпуса имеется подвижный шток, который может перемещаться в продольном направлении. Этот шток в определенном положении удерживает пружина.

Когда давление в системе не превышает номинального, шток неподвижен и перекрывает отверстие сброса. Если по какой-либо причине давление в системе стало повышаться, то наступает такой момент, когда оно превышает силу сжатия пружины. Последняя начинает подаваться и высвобождает шток. Шток отходит в сторону и открывает отверстие. Лишнее давление высвобождается, и механизм возвращается в исходное положение. Этот процесс сопровождается резким шипением и обязательно должен привлечь к себе внимание.

В каких системах отопления применима группа безопасности

Наиболее нестабильными и уязвимыми в плане давления являются паровые системы отопления. Это обусловлено тем, что регулировку горения твердого топлива очень трудно контролировать, а в некоторых котлах это и вовсе не предусмотрено. За короткое время температура в таких тепловых контурах способна резко возрастать, приводя к закипанию воды. Это не страшно для открытых систем с наличием расширительного бака, но в настоящее время они редко используются. В закрытых контурах установка клапана просто необходима.

Кроме повышения температуры как причины выхода из-под контроля уровня давления, также могут сбоить устройства подкачки воды в систему. Обычно это мощные насосы, которые способны разорвать трубы либо, работая в холостую, попросту выйти из строя. В таких случаях также желательно использовать сбрасывающее устройство.

Если вопрос в экономии средств не стоит, то установить клапан сброса избыточного давления для отопления всегда будет правильно. Только электрические и газовые котлы на этот счет менее требовательны, так как имеют надежную систему датчиков уровня температуры теплообменников.

Типы предохранительных и регулирующих клапанов

Профессиональные системы отопления имеют не один, а несколько датчиков сброса давления, установленных в наиболее чувствительных местах. Полный комплект таких систем содержит:

Автоматический клапан сброса избыточного давления. Устройства бывают разных конструкций и обычно вмонтированы в каждую ветвь системы отопления. Существуют регулируемые и нерегулируемые механизмы этого типа. В регулируемых можно выставлять любой порог давления.
Обратный стравливающий клапан. Выполняет две функции: направляет поток воды в одну сторону и сбрасывает лишнее давление.
Клапан сброса избыточного давления воды шаровой. Служит для регулирования давления в ручном режиме.
Развоздушивающий клапан. Выпускает ненужный воздух, создающий пробки в теплотрассах и контурах. Бывает автоматического типа и ручной регулировки. Последние устанавливают на каждом отопительном радиаторе.
Клапан, регулирующий подачу. Имеет внутри термостат, изменяющий пропускную способность клапана вплоть до его перекрытия. Этот тип механизма устанавливают в основном на входе в радиатор, чтобы корректировать температуру в нем.

Правила установки защитных клапанов

Чтобы клапан надежно работал и вовремя отреагировал в нужный момент, есть определенные правила его установки:

Устройство врезают в систему на выходном патрубке котла, чтобы давление горячей воды можно было сразу сбросить.
Размещают клапан по возможности в верхней точке.
К сбрасывающему патрубку клапана подсоединяют отводящую трубку, которую направляют в канализационный сток.
Диаметр входа в клапан не должен быть заужен в резьбовом соединении, чтобы не уменьшить пропускную способность механизма.
В месте подключения клапана категорически запрещено ставить дополнительные вентили.
Положение установки клапана должно быть в доступном месте для возможной замены и обслуживания.
Крепление клапана лучше осуществить на быстросъемное соединение.

Выбор клапана по номиналу давления в системе

Каждая отдельная система отопления имеет свое рабочее давление. Оно определяется параметрами котла. Все клапаны предохранительного типа должны быть рассчитаны на работу в диапазоне этого давления. В зависимости от мощности системы выбирают клапаны соответствующей пропускной способности. Для стандартных типов котлов подходят следующие:

Котлы газовые настенные, работающие при давлении в системе от 1,5 до 2 бар - клапан на 3 бара.
Котлы газовые напольные, рассчитанные на номинал от 1 до 1,5 бара, - клапан на 3 бара.
Котлы твердотопливные и печи с теплообменниками на давление до 1 бара - клапан на 1,5 бара.
Системы подачи горячей воды с давлением до 4 бар - клапан сброса избыточного давления для водонагревателя на 6 бар.

Для справки: 1 бар равен 0,987 атмосферы.

Клапан сброса избыточного давления воздуха

Такой защитный клапан в основном ставят на компрессоры высокого давления. Они защищают от разрыва емкость накачки и часто совмещены с выключателем питания поршневого механизма. Принцип работы этих устройств аналогичен ранее рассмотренным сбрасывающим механизмам. Только вместо жидкости или пара давление на шток оказывает просто воздух. Еще одна особенность воздушного клапана компрессора в том, что после стравливания части воздуха клапан не возвращается в исходное положение. Его возврат и включение электричества происходят только при падении давления ниже определенного уровня. То есть клапан работает в определенном диапазоне давлений.

Заключение

Идеальный вариант для сохранения любой системы отопления - это включение в нее защитной группы, в которую входит клапан сброса избыточного давления, манометр и развоздушивающий клапан. Также в дополнение к ним имеет смысл поставить термодатчики, которые будут отключать нагревательное оборудование или включать дополнительную систему охлаждения при превышении температуры теплоносителя выше заданного уровня.

Перепускной клапан терморегулятора системы отопления является несложным механизмом, предназначенным для сброса рабочей среды (теплопроводящей жидкости), функционирующей в системах отопления в обратку при существенном повышении давления в подающем жидкость контуре.

Причины и следствия

Зачастую рост уровня давления в таких системах связан с нормативным функционированием термоклапанов, которые установлены на радиаторах либо термоголовке. При достижении установленной в ручном режиме максимальной температуры, подача горячего теплоносителя в тот или другой радиатор снижается, что и обеспечивает повышение давления, а в некоторых случаях даже свист запорных вентилей радиаторов.

Безусловно, что это отражается, кроме уровня комфорта в комнате, еще и на работоспособности, а также долговечности системы отопления, ее отдельных узлов. Чтобы избежать таких ситуаций профессионалы рекомендуют оснащать системы отопления термостатическими клапанами.

Оснащение системы перепускными клапанами сделает возможным ее нормальное функционирование, и гарантированно будет обеспечивать стабилизацию внутри нее давления.

Куда монтировать и зачем

Термостатический клапан монтируется путем его врезки в систему на небольшом расстоянии от подающего жидкость насоса, между обраткой и контуром подачи. Режим настройки максимальной допустимой границы давления рабочей среды позволяет владельцу произвести настройки вручную.

В настоящее время ассортимент этих изделий, предлагаемый торговой сетью достаточно велик. Но как показывает практика, лучше обращать внимание на такие известные торговые марки как Mankenberg, Valtec, DANFOSS. Они доказали на практике эффективность, надежность и долговечность в работе.

Назначение

Регулировочные перепускные термостатические клапаны предназначены для обеспечения стабильной разницы в давлении между обратным и подающим трубопроводами в системах отопления закрытого типа. В случае уменьшения тепловой нагрузки термостатические радиаторные вентили закрываются. Это приводит к увеличению перепада давления между обратным и подающим трубопроводами.

Использование перепускного клапана дает следующие преимущества:

снижает нагрузку на насос;
защищает котел от ржавчины;
предотвращает возникновение неестественных для нормальной работы шумов;
повышает температуру рабочей среды в обратном трубопроводе.

Закрыв термостатические вентиля на радиаторах, мы получим увеличение сопротивления нашей системы отопления (увеличение перепада давления между обратным и подающим трубопроводами). Что увеличит нагрузку на насос и приведет к появлению шумов.

Если давление достигнет максимального уровня, который соответствует настройкам перепускного клапана, он открывается, образуя регулируемый байпас. Также перепускной клапан устанавливается за циркуляционным насосом между обратным и подающим трубопроводами.

Виды клапанов для бойлера и байпаса

Чтобы разобраться в монтаже и подборе элемента для радиаторов, нужно вначале узнать, какие существуют предохранительные перепускные клапаны и для выполнения какой функции они предназначены.

Принцип действия термостатического предохранительного клапана достаточно прост и заключается в следующем. На пластиковую площадь оказывает давление рабочая среда (вода), что обеспечивает сжатие пружины и открытие прохода. Но когда давление превышает 20 бар, пластиковая плоскость доходит до штока, который открывает выход наружу.

Монтируется этот клапан для радиаторов в системах отопления на емкости, жидкость в которых находится под высоким давлением. Это для примера могут быть электрические бойлеры. Устанавливаемые на электробойлеры клапана обладают специальным отверстием для обеспечения локального слива.

Они представляют собой механизм, который снабжен двухсторонней резьбой и расположенной с внешней стороны прокладкой. Устройство функционирует на базе пружины, удерживающей шток. После приложения усилия шток, вдавливаясь, открывает проход. Когда с обратной стороны возникает давление, блокировка обеспечивает усиление давления.

Производят эти изделия из латуни. Находящаяся внутри тарелка штока изготовлена из термоустойчивого пластика, а пружина - из нержавеющей стали. Механизм работает за счет того, что вода под давлением подается на заслонку, которая подымается, освобождая путь потоку. При падении давления шток опускается, исключая возможность возврата потока.

Трехходовые клапаны

Трехходовой клапан в системе отопления необходим для обеспечения возможности теплоносителю охладиться. Они могут иметь механизмы с ручным управлением, электроприводом и сервоприводом. Они имеют достаточно простую конструкцию, выходящие и входящие отверстия.

Регулирование потока обеспечивается специальной заслонкой, которая имеет вид штока либо шара. При вращении она ориентирует поток в нужном направлении. Такой клапан также относится к предохраняющей арматуре, монтируемой на контуры с небольшой температурой. К примеру, в местах, где к теплому полу примыкают батареи, работающие от одного источника тепла.

Применяются в местах, где нужно понизить температуру на одной из частей контура. С его помощью обеспечивается снижение температуры теплых полов в сравнении с батареями.

Смешивание рабочей среды может осуществляться как в ручном, так и в автоматическом режимах. Для функционирования клапана в автоматическом режиме необходимо низкотемпературный контур оснастить специальными датчиками, информация с которых будет подаваться на сервопривод. Производят трехходовой клапан из разных материалов, но основными для их производства являются чугун, сталь.

Четырехходовый клапан изготавливают зачастую из бронзы. Он имеет три отверстия, одно из которых выходное, а два входных. Регулирующим элементом в нем является коррозийно-устойчивый шток.

При движении в вертикальном направлении он полностью не перекрывает течение воды, что делает возможным перераспределить потоки.