Группа безопасности для отопления: устройство, назначение, критерии выбора

Любой отопительный контур – сложная динамическая система, нуждающаяся в непрерывном контроле. Для гарантии устойчивости ее работы существует специальная группа безопасности для отопления, в автоматическом режиме отслеживающая показатели и, при необходимости, проводящая балансировку. Разбираемся, какие устройства составляют блок безопасности и как они функционируют, а также, как подобрать и подключить оборудование.

Для чего нужен блок безопасности

В большинстве случаев в частном жилье устанавливается отопительная система закрытого типа. Иногда ее работа нарушается; например, если из строя выходит расширительный бак, в контуре резко возрастает давление. Это может закончиться крупными неприятностями: разрывом трубы или выходом из строя теплообменника отопительного котла.

Поэтому крайне важной представляется задача непрерывного обеспечения безопасности работы контура. Она решается при помощи группы безопасности, обладающей следующими особенностями:

• Устройство работает в автоматическом режиме, не требуя участия человека.
• Работа заключается в компенсации нарушений (сбрасывается лишнее давление, выводится воздух).
• В результате давление не превышает заданную норму, система отопления не завоздушивается, оборудование сохраняет работоспособность.
• Группа безопасности может устанавливаться в виде цельнолитой конструкции или в виде суммы отдельных элементов.

• Группы безопасности в комплекте и по отдельности выпускаются разными производителями. Комплектующие и сборки могут отличаться по внешнему виду, но принципиальные отличия в их работе отсутствуют.

Состав и принцип работы блока

Группа безопасности включает следующие элементы:

• Консоль (корпус, коллектор), общее основание, на котором смонтированы устройства. На латунной консоли имеются резьбовые соединения, через которые крепятся элементы блока: манометр, воздухоотводчик и предохранительный клапан.
• Манометр. Используется для зрительного контроля давления в замкнутой системе. Оснащается измерительной шкалой, обладает определенным классом точности и погрешностью (ее можно определить самостоятельно).
• Воздухоотводчик. Вспомогательное оборудование работает в автоматическом режиме: при накоплении сбрасывает лишний воздух из системы. Скопление воздуха – частое явление в системах отопления и водоснабжения, поэтому применение этого устройства обязательно.

• Предохранительный (мембранный) клапан. Избыточное давление создается при нагревании теплоносителя; вода расширяется, и клапан нужен для того, чтобы сбросить ее излишки из замкнутой системы. Своевременное удаление избыточной жидкости предотвращает механическое разрушение труб и герметичных резервуаров.

Группа безопасности отвечает за сохранение нормальных показателей отопительного контура, ее работа выстроена по простой схеме. Защитный клапан предохраняет систему от опасных перепадов давления, а воздухоотводчик своевременно спускает воздух, попавший в трубы. Одновременно манометр фиксирует текущие показания давления и показывает их в понятном для пользователя виде.

Данная схема работает только для отопительной системы закрытого типа. Если схема построена с использованием расширительного бачка открытого типа, то установка группы безопасности не имеет смысла (давление в трубах равно атмосферному).

Особенности манометров в системе отопления

Манометры, применяемые в отопительных системах, характеризуются двумя параметрами:

• Допустимый диапазон измерения. Это область, на которую рассчитан данный прибор (максимально допустимое давление, которое прибор может выдержать, прописано в документации). Область ограничивается верхним и нижним пределом.
• Точность измерения. Индикация показаний выполняется движением стрелки по шкале. У измерений есть погрешность, которая не должна превышать определенного значения.

Чтобы выбрать подходящий манометр, необходимо понимать, каково номинальное значение давления, а также допустимые отклонения в системе в ходе ее эксплуатации. Диапазон измерения должен быть таким, чтобы перекрывать эти параметры с достаточным запасом (обычно это 0,5-1 бар).

Например, оптимальным рабочим давлением отопления частного дома принято считать 2-3 атмосферы. Тогда характеристики манометра для 3 атм. приобретают следующий вид:

• Допустимый нижний предел для отклонения – 1,5 атм. Если давление будет снижаться дальше, это будет признаком появления аварийной ситуации (такое падение снижает эффективность отопления). В таком случае систему заполняют, используя кран подпитки, до показания манометра 1,5 атм.
• Допустимое отклонение в большую сторону, 4,5-5 атм. Превышение этого предела приведет к неизбежному срабатыванию предохранительного клапана.

Получается, что диапазон манометра, подходящего для домашнего отопительного контура, должен вмещать промежуток от 1 до 5-6 атмосфер. Точность шкалы также имеет значение; чем точнее она будет, тем лучше (классы точности для манометров стандартизированы: 4, 2.5, 1.5, 1, 0.6, 0.4, 0.25, 0.15).

Удобно для восприятия, если шкала будет разделена на несколько (обычно, три) зон, выделенных разным цветом. Цветовая маркировка помечает условно пониженный, нормальный и повышенный диапазон давлений. Наличие зон позволяет оперативно, даже при беглом взгляде, реагировать на отклонения работы отопительного контура.

Автоматический воздухоотводчик (воздушный клапан)

Воздух остается в трубах по разным причинам. Это происходит при быстром заполнении контура или при подпитке системы из водопровода; кроме того, он выделяется из воды при ее нагреве и скапливается на разных участках системы. Скопившийся воздух затрудняет движение теплоносителя по контуру, обогрев становится неполноценным, возрастает вероятность поломок оборудования.

Удалением воздуха из системы занимается воздушный клапан. Автоматический воздухоотводчик изготавливается из латуни, форма корпуса обычно цилиндрическая, реже – конусовидная. Внутри устройства находится игольчатый запорный клапан, дополненный поплавковым механизмом.

Работа воздушного клапана автономна, и выглядит следующим образом:

• Если воздух внутри клапана отсутствует, поплавок находится в приподнятом положении и силой давления удерживает клапан закрытым.
• Если в клапане скапливается воздух, давление поплавка ослабевает, и избыток воздуха стравливается. Устройство работает автоматически до тех пор, пока из контура не будет удален весь воздух.

Воздушные клапаны по монтажному положению делятся на два вида:

• Прямой клапан. Стандартный вариант, предназначенный для вертикального монтажа.
• Угловой. Такую установку выбирают, если отсутствует предыдущая возможность. Она характерна для радиаторов отопления или распределительного коллектора отопления (установка в торец).

Автоматический клапан сброса воздуха нередко имеет регулировку, позволяющую настроить давление для условий срабатывания. Чтобы клапан спуска работал нормально, и не начинал течь со временем, необходимо соблюдение следующих условий:

• Установка должна выполняться строго вертикально и в правильном месте.
• Давление в системе должно превышать 0,5 атм.
• Уплотнительная резинка должна быть целой, а клапан не должен быть забит мусором.

Особенности предохранительного клапана

Если воздушный клапан предназначен для сброса излишков воздуха, то предохранительный клапан удаляет из контура избыток теплоносителя, и сброс также происходит автоматически. Латунный корпус устройства содержит мембрану, рассчитанную на определенное давление, и стальную пружину.

Если сила давления теплоносителя в контуре превышает пороговое значение, пружина растягивается. Открывается зазор, через который сливается некоторое количество воды. Когда давление снижается до нормального, пружина сжимается, ток перекрывается; как правило, для нормализации работы достаточно слить около 100 мл воды.

Если клапан подбирается отдельно, при выборе руководствуются следующими параметрами:

• Диаметр входного патрубка самого устройства.
• Давление срабатывания устройства должно превышать рабочее давление отопительной системы на 15-20 %.

Наиболее чувствительным элементом контура является теплообменник котла. Поэтому порог срабатывания клапана должен совпадать с максимально допустим при эксплуатации котла (указывается в его паспорте).

Давление срабатывания – основная характеристика группы безопасности; именно по ней в первую очередь подбирают арматуру. Следует понимать, что предохранительный клапан не может взять на себя функцию расширительного бака. Он рассчитан на срабатывание при аварийном повышении давления, и его стабилизацией заниматься не может.

Бак сбрасывает давление, когда оно слегка увеличивается, и делает это многократно. Конструкция же предохранительного клапана не рассчитана на множественные срабатывания; после пары-тройки сбросов появляется постоянная течь, которую придется устранять. Срабатывание клапана в отопительном контуре может происходить в следующих ситуациях:

• В системе есть нарушения, например, не установлен расширительный бак, или он есть, но перекрыт.
• Наполнение системы теплоносителем выполнялось с ошибками. Например, использовался ручной насос, и давление не контролировалось. Другой вариант: наполнение было автоматическим, но контроль был нарушен из-за дефекта оборудования.
• Отсутствует воздух в расширительном баке, из-за чего он плохо выполняет свои функции.

• Закипела вода в отопительном котле, что сопровождается выбросом большого объема пара.

Как выбрать группу безопасности

Группа безопасности – обязательный элемент системы отопления закрытого типа, независимо от типа котла. Правильный подбор ее конфигурации важен для обеспечения надежной работы котла и бесперебойного функционирования домашнего контура. Любая модель защитной арматуры сопровождается документацией, где указаны параметры ее работы. На выбор блока оказывают влияние следующие критерии:

• Теплотехнические характеристики котла, мощность (кВт).
• Номинальное давление системы, диапазон температур теплоносителя.
• Диаметр соединительной резьбы. Если имеется несовпадение, и нет другого варианта, можно использовать переходники подходящего диаметра.
• Совместимость устройства с теплоносителем: кроме воды это может быть пар или антифриз.

Среди продукции, присутствующей на рынке, популярностью пользуются группы безопасности для отопления от компаний из Германии, Италии и Китая (например, Watts, Fado, Afriso, APC-therm). Достаточно большой выбор предлагают отечественные производители.

Их блоки по качеству сравнимы с зарубежными аналогами, и, кроме того, учитывают наши условия эксплуатации отопительных контуров, качество теплоносителя. Если для отопления выбран настенный котел, покупать группу нет необходимости – она встроена в само оборудование.

Подключение к отопительному контуру

При подключении группы безопасности к отоплению используют следующие принципы:

• Место подключения выбирают как можно ближе к котлу, одновременно это должна быть верхняя точка контура.
• Труба между котлом и группой должна быть ровной, не иметь колен и запорной арматуры, заужающей сечение трубы (например, шаровой вентиль допускается). Если условие не выполняется, устройство не сможет работать адекватно.
• Если в системе установлен твердотопливный котел, группу устанавливают на расстоянии минимум 1 м от него (для чего монтируют участок стальной трубы). Это защитит арматуру от перегрева.
• Если котел очень мощный, может потребоваться монтаж дополнительного защитного узла.

Коротко о главном

Под группой безопасности для отопления понимают узел, состоящий из манометра, предохранительного клапана и воздухоотводчика. Совместная работа трех элементов позволяет надежно защитить отопительный контур от опасного повышения давления. Группа ответственна не только за аварийный сброс воды, но и за организацию отвода воздуха. При выборе аварийного узла руководствуются параметрами котла и домашнего контура.