Ручные и автоматические воздухоотводчики для систем отопления: принцип работы

Как устроен автоматический воздухоотводчик для радиаторов

Находящийся внутри корпуса (1) воздухоотводчика поплавок (2) из нержавеющей стали прикреплен посредством коромысла (3) к подпружиненному золотнику (4). В то время как в самом воздухоотводчике находится воздух, поплавок опущен в крайнее нижнее положение, а золотник открывает сбросное отверстие.

По мере убывания воздуха и поступления воды в камеру поплавок поднимается, а коромысло, перемещая золотник, закрывает сбросное отверстие.

На штуцере, который закрывает золотник, имеется колпачок, предотвращающий выход воздуха при проведении монтажных работ или в случае поломки воздухоотводчика. К тому же, колпачок не допускает попадание пыли и грязи в сбросное отверстие, защищая отводчик от поломки.

К чему могут привести пробки в контуре

Важность воздухоотводов нельзя переоценить. Пробки в контуре могут приводить к разным процессам:

нарушение циркуляции;
скачки давления ;
снижение КПД обогревательного оборудования;
коррозия металла.

Автономный отводчик воздуха

Установка воздухоотводчика в системе отопления предотвращает образованию пробок и карманов. Наталкиваясь на них, теплоноситель останавливается. Иногда пробки отсекают от контура целые отрезки с радиаторами. При этом давление в системе возрастает. Когда оно доходит до критического уровня происходит аварийный выброс теплоносителя. Это, в свою очередь, приводит к падению давления. При этом есть много случаев, когда воздух собирался в батареях. контур продолжал работать, только половина радиатора становится холодной. Это существенно снижает КПД отопления и несколько увеличивает расходы на его эксплуатацию.

Для открытых систем одной из серьезнейших угроз является ржавчина. При этом вопрос о том, как удалить воздух из системы отопления встает только на этапе проектирования. Такие контуры собираются под наклоном из труб с большим диаметром, соответственно воды в системе много. Учитывая тот факт, что теплоноситель контактирует с воздухом и вовлекает его в циркуляцию, уровень кислорода в трубах более чем достаточный. Так как чтобы сбросить воздух из системы отопления нужно продолжительное время, кислород интенсивно вступает в реакцию с металлом. Результатом взаимодействия является образование коррозии на внутренних стенках труб. Ржавчина порой так съедает бак, что приходится его менять.

Прямые последствия пробок в контуре влекут за собой косвенные, которые не менее опасны:

Происходит в случае, если кран для спуска воздуха из системы отопления и все датчики исправны, и работают правильно. Вследствие повышения давления происходит аварийный выброс теплоносителя, что приводит к уменьшению его количества в контуре. После остывания, жидкости в системе будет не хватать, давление резко снизится. Если оно не будет соответствовать тому минимуму, который нужен для включения котла, соответственно нагреватель не включится. И с этого момента зимой начинается отсчет времени, когда трубы разморозятся. Зависит от того насколько утеплен дом. Бывает, что это происходит всего за три часа. В этом случае дома с работы ждет неприятная новость;

Это происходит, если случается сбой в работе клапана для стравливания воздуха из отопительной системы, или контролирующего температуру оборудования. Маловероятная ситуация, хотя возможная. Результаты такого весьма плачевны. В лучшем случае ремонт или замена котла, в худшем – получение травм;

разрыв контура и выброс фонтана горячей воды.

Очень вероятная ситуация, стыки могут быть недостаточно затянуты. При возрастании давления они не выдерживают и дают трещину. При этом из трубы льется горячий теплоноситель, фонтаном. Мало того, что контур ремонтировать надо, так еще и соседям потолок делать, так как залили вы его порядком. Вот какую цепочку может вызвать простое завоздушивание системы.

Пробка в контуре может привести к серьезным последствиям, таким как размораживание системы или авария.

Как работает автоматический воздухоотводчик

Залитый холодный теплоноситель в отопительной магистрали имеет свойство выделять воздух при нагревании, для его стравливания применяют автоматический сброс воздуха из системы отопления.

Принцип действия всех автоматических приборов заключается в открывании стравливающего отверстия при появлении воздуха во внутренней области корпуса воздухоотводчика. Элементом, реагирующим на присутствие воздуха, является погруженный во входной патрубок устройства поплавок, который связан с клапаном, закрывающим отверстие для выхода воздуха. Автоматическое устройство работает по следующему принципу (рис. 3):

Когда отопление функционирует нормально, находящийся в пространстве цилиндрической рабочей камеры поплавок находится в верхнем положении и связанным с ним конусообразным штоком запирает выходной канал.
Если воздух скапливается в верхней части бачка, поплавок уходит вниз вместе с запирающим штоком и происходит отпирание воздушного клапана, воздух стравливается из устройства.

Рис. 4 Автоматический клапан сброса воздуха из системы отопления

Устройство

На рынке представлены различные конструкции автоматических клапанов для спуска воздуха, рассмотрим конструкцию и функционирование одного из распространенных видов.

Данная модель (рис 4.) имеет составное устройство корпуса из латуни, включающего основную часть 1, которая вкручивается в трубопровод, и его крышку 2 с запорным механизмом, соединенную с основой через уплотнительное кольцо 10.

В нерабочем состоянии поступающая через входной патрубок снизу жидкость поднимает пластмассовый поплавок 3, он через флажок давит на подпружиненный (пружина 7) держатель 5 с золотником 6, который запирает проходной канал в жиклере 4.

Жиклер 4 располагается в боковой части воздушного отводчика и подсоединен к корпусу через уплотнительное кольцо 8, в верхней части прибора имеется пробка 9, которой регулируют проходной канал выпускного отверстия для сброса воздуха или перекрывают его полностью при необходимости.

При появлении в поплавковой камере воздуха, он вытесняет воду, в которой плавает поплавок 3, элемент опускается вместе с флажком, а пружина 7 отталкивает золотниковый держатель от выходного канала – происходит стравливание воздуха. При уменьшении объема сброшенного воздуха в рабочую камеру снова поступает вода, поплавок всплывает и перекрывает канал с помощью запорного механизма.

Обычно при подключении воздухоотводчика используют переходники из отсечного обратного клапана, представляющего собой подпружиненный запорный механизм и связанный с ним флажок. При вкручивании воздухоотводчика он давит на флажок отсечного клапана, последний опускается вниз и открывает путь воде к корпусу воздушника.

При демонтаже отводчика для замены, проведения профилактических или ремонтных работ, освобожденный подпружиненный флажок вместе с запорным клапаном поднимается вверх и перекрывает канал поступления теплоносителя.

Рис.5 Ручной воздушный клапан системы отопления в батарее

Технические характеристики

Основным материалом изготовления корпусов ручных и автоматических воздушных клапанов для стравливания воздуха из систем отопления является латунь, покрытая никелем (намного реже используют бронзу), отводчики имеют следующие характеристики:

Монтаж – в самых высоких точках отопительных контуров на прямом участке.
Допустимая температура рабочей среды – от 100 до 120º С.
Максимальное давление 10 бар (атмосфер).
Подсоединительной диаметр выходных патрубков 1/2“, 3/4″ (наиболее распространенные размеры, обозначается в метрической раскладке Dy 15 и Dy 20, что соответствует 15 и 20 мм), 3/8″, 1” дюйм.
Тип подключения – прямое и угловое.
Расположение выпускного штуцера – сверху, сбоку.
Комплектация – иногда поставляется вместе с отсечным клапаном
Рабочая среда – вода, незамерзающие теплоносители с содержанием гликоля до 50%.
Материал изготовления поплавка – полипропилен, тефлон.
Срок службы приборов из латуни может достигать 30 лет.

Виды автоматических воздухоотводчиков

В зависимости от варианта изготовления, автоматический поплавковый воздухоотводчик может быть прямым, угловым или радиаторным. Модели различаются по внешнему виду и месту установки, но принцип стравливания воздуха у них одинаков.

Устройства с прямым патрубком

Воздухоотводчик прямой — самый востребованный вариант устройства, поскольку он подходит для монтажа на верхних торцах вертикальных стояков, на коллекторах теплых полов, в составе группы безопасности, на циркуляционных насосах. При помощи тройника его можно врезать в проблемный участок трубопровода, если малый угол уклона провоцирует возникновение воздушных пробок.

Конструкция прямого автоматического отводчика воздуха с патрубком

Радиаторные и угловые модели

Угловой воздухоотводчик предназначен для установки в труднодоступных местах. К примеру, за счет патрубка, расположенного на боковой части корпуса, устройство можно присоединить к резьбовому торцу горизонтального трубопровода тупиковой ветки системы отопления. При необходимости угловые автоматические воздухоотводчики в системе отопления могут применяться вместо прямых.

Вместо ручного крана Маевского, на радиаторах могут устанавливаться стандартные угловые автоматические спускные клапаны, чтобы удалять часто возникающие воздушные пробки из батарей отопления. Однако более рациональным подходом является использование специальных радиаторных автоматических воздухоотводчиков. Такая модель также имеет угловое исполнение, но отличается от стандартного резьбовой нарезкой — она подходит для присоединения устройства непосредственно к радиатору, без использования переходника.

Технические параметры

Воздухоотводчики для систем отопления, работающие в автоматическом режиме, имеют различный присоединительный диаметр. В российских системах отопления используются устройства, резьбовые соединения которых составляют 1/2” и 3/4”. Наиболее распространена резьба 1/2”, которая также известна как ДУ15 (присоединительный размер равен 15 мм).

Также при выборе учитываются следующие характеристики:

рабочее давление (стандартно 10 атм, есть модели с показателем в 16 атм);
рабочая температура среды (стандартно до 110-120°С);
тип резьбового соединения — наружная или внутренняя резьба.

Обратите внимание на материал изготовления корпуса. Надежные устройства изготавливаются из качественной сантехнической латуни

Силуминовые изделия характеризуются повышенной хрупкостью.

Технические данные автоматического воздухоотводчика

Для дома с автономным теплоснабжением подходит любой спускник воздуха системы отопления с нужным типом резьбы

Сложнее выбор устройства для радиаторов, подключенных к центральной теплосети — важно уточнить в ЖЭУ или другой организации, отвечающей за дом, рабочие параметры системы

Зачем в отопительном контуре удалять кислород из воды?

Уже понятно, что образование пробок значительно снижает эксплуатационные свойства отопления. Но есть еще несколько проблем, с которыми можно столкнуться из-за наличия газов в трубах.

Принцип действия воздухоотводчиков

Металл в присутствии кислорода склонен к окислению. Этот процесс активизируется намного сильнее, если на стенки труб действует растворенный в воде воздух, в котором концентрация газов значительно выше.

В стальных устройствах образовывается ржавчина, из-за чего внутренний диаметр уменьшается, что снижает скорость циркуляции теплоносителя. При длительном разрушающем действии коррозия может привести к нарушению целостности и протеканию труб.

Опасно содержание воздуха и для радиаторов из алюминия. Этот материал ускоряет реакцию выделения кислорода из воды и подвержен окислению.

Поэтому очень важно следить за образованием завоздушенности батарей и своевременно ее ликвидировать. Таких проблем с биметаллическими радиаторами практически нет

Виды воздухоотводчиков и их конструктивные особенности

Различают воздухоотводные клапаны автоматического и ручного принципа действия, первые в основном устанавливают в верхние точки коллекторов и трубопроводов, ручные модификации (краны Маевского) размещают на радиаторных теплообменниках.

Автоматические приборы отличаются широким разнообразием вариантов исполнений запорных механизмов, их стоимость находится в диапазоне 3 – 6 у.е, на рынке представлен широкий ряд моделей от отечественных и зарубежных производителей. Стоимость стандартных кранов Маевского составляет около 1 у.е, встречаются изделия по более высокой цене, предназначенные для функционирования в нестандартных радиаторных обогревателях.

Рис. 6 Пример конструкции воздухоотводчика с кулисным механизмом

Автоматические

Автоматические отводчики имеют различное конструктивное исполнение в зависимости от производителя, основные отличия приборов:

Наличие внутри корпуса отражающей пластины. Ставится на входе в рабочую камеру, защищая внутренние детали от гидравлических ударов.
Многие модификации поставляются в комплекте с пружинным отсекающим клапаном, в который вкручивается воздухоотводчик, при его снятии пружина сжимается и уплотнительное кольцо перекрывает выходной канал.
Некоторые модели автоматических отводчиков рассчитаны на эксплуатацию совместно с радиаторными теплообменниками, вместо прямых они имеют боковые резьбовые патрубки соответствующего размера для вкручивания в радиаторный вход. При необходимости, угловые автоматические воздухоотводчики любого типа можно использовать, к примеру, в местах подключения контуров теплых полов, гидрострелок, если их резьбовые диаметры входных и выходных штуцеров совпадают.
На рынке представлены аналоги воздухоотводчиков – сепараторы микропузырьков, они монтируются последовательно в трубопровод на два входных патрубка, соответствующих диаметру труб. При прохождении жидкости через трубку корпуса с напаянный медной сеткой создается вихревой водный поток, который тормозит растворенный воздух – это способствует подъему вверх мельчайших воздушных пузырьков, которые стравливаются через спускной автоматический воздушный клапан камеры.
Еще одной распространенной конструкцией (пример первой был приведен выше) является модель с кулисным механизмом. В камере устройства расположен поплавок, выполненный из пластика, он связан с ниппельный запорной иглой (наподобие автомобильной). При опускании поплавка в завоздушенной среде, ниппельная игла открывает спускное отверстие и происходит выпуск воздуха, когда вода прибывает и поплавок поднимается, игла перекрывает выход.

Рис. 7 Принцип работы воздухоотводчиков сепараторного типа для стравливания микропузырьков

Ручные

Ручные приспособления для удаления воздуха из системы называет кранами Маевского, ввиду простоты конструкции механические воздушники повсеместно устанавливают на радиаторы. На рынке можно обнаружить ручные отводчики в традиционном исполнении для монтажа в различных местах, также некоторые модификации запорных вентилей оснащаются кранами Маевского.

Механический воздушник для удаления воздуха из системы отопления работает следующим образом:

В режиме эксплуатации конусный винт закручен и надежно герметизируют выпускное отверстие корпуса.
Когда необходимо убрать лишний воздух из батареи, делают один или два оборота винта – в результате воздушный поток под давлением теплоносителя будет выходить из бокового отверстия.
После выпуска воздуха начинает стравливаться вода, как только водная струя приобретет целостность, винт снова вкручивается и операция по развоздушиванию считается завершенной.

Рис. 8 Воздухоотводчики от завоздушивания батарей отопления

Радиаторные

В радиаторы чаще всего ставят более дешевые ручные механические воздухоотводчики, если корпус состоит из двух частей, элемент с выходным патрубком можно разворачивать вокруг своей оси для направления сливного отверстия в нужную сторону. Радиаторное устройство для спуска воздуха из системы отопления имеет следующие варианты откручивания стравливающего винта:

Поворотной рукояткой из пластика или металла.
Специальным сантехническим четырехгранным ключом.
Винтом со шлицем под плоскую отвертку.

При желании в радиатор можно поставить угловой воздухосбрасыватель автоматического типа – это повлечет дополнительные расходы, но упростит развоздушивание батарей.

Образование газов в системе отопления

В центральных системах отопления воздух есть всегда. После окончания отопительного сезона теплоноситель сливается, в системе остается воздух. Его избыток нужно стравливать, когда осенью система опять заполняется водой. Аварии и некачественные уплотнения запорной аппаратуры тоже являются источниками поступления воздуха в тепловые магистрали.

В неправильно спроектированных автономных системах отопления уже во время эксплуатации возможен подсос воздуха извне.

В процессе подпитки системы в нее попадает растворенный в воде воздух, выделяющийся в виде пузырьков в местах с низким давлением и небольшой скоростью теплоносителя.

В самом теплоносителе содержится кислород, который выделяется при нагреве.

Некоторые металлы в системе, например, алюминий, способствуют выделению из воды водорода.

Образовавшиеся газы и выделяющийся воздух поднимаются и скапливаются в местах, где затруднено их прохождение. Отсюда и воздушные пробки.

Чаще всего местами скопления газов являются верхушки секций радиаторов отопления. Воздушные пробки мешают нормальной циркуляции теплоносителя, и несколько последних секций радиатора остаются холодными из-за того, что в них не поступает нагретый теплоноситель. Поэтому в каждый отопительный прибор установлен ручной воздухоотводчик. Это, как правило, кран Маевского, который появился в системах центрального отопления в 1933 году. В технической документации он называется радиаторным игольчатым воздушным клапаном.

Сегодня уже применяются более сложные автоматические клапаны, с помощью которых воздух из системы отводится сам.

Где правильно нужно устанавливать воздухоотводчики

При монтаже системы отопления установка воздухоотводчиков является обязательной процедурой, для определения нужного количества необходимо знать, куда ставить эти приборы. Воздухоотводчики рекомендуется располагать в следующих местах:

Самые верхние точки системы. Если при монтаже трубопровод поднимается вверх, обходя какое-либо препятствие, и затем опускается вниз к теплообменным приборам, сверху следует установить автоматический воздухоотводчик для системы отопления. Это предотвратит завоздушивание по той причине, что легкий воздух всегда поднимается вверх и скапливается в трубопроводе на верхнем этаже.

Рис. 9 Виды автоматических воздухоотводчиков

Радиаторы отопления. Радиаторные теплообменники имеют сложную форму, включающую в себя большое количество секций – это создает удобные полости для скопления воздуха. Поэтому в радиаторах всегда используются выпускные краны Маевского, в индивидуальном отопительном контуре они устанавливаются на каждый радиатор вне зависимости от схемы подключения (однотрубная, двухтрубная, нижняя, боковая, диагональная). Радиаторные ручные модели выпускных клапанов, в отличие от автоматических, имеют малый размер, меньшую стоимость, эстетично вписываются в контур радиатора, поэтому устанавливаются на батареи в подавляющем большинстве случаев производителем и при необходимости хозяевами домов.
Полотенцесушители. Выпускаемые промышленностью полотенцесушители сложной популярной в быту формы «лестница» всегда комплектуются воздухоотводчиком с прямым патрубком, размещенным в его верхней части. Удобнее, если полотенцесушитель оснащают воздухоотводчиком автоматическим по следующим причинам: расположенный вверху винт ручной модели неудобно закручивать, в жилых домах может периодически отсутствовать вода и ручная настройка становится хлопотной, к тому же выступающий сбоку канал портит эстетичный внешний вид нагревателя.
П-образные отводы и байпасы. Любой участок трубопроводной магистрали с обращенной вверх петлей собирает воздух, если для отключения петли используют запорный кран, его устанавливают в самой верхней точке, используя модель со встроенным автоматическим клапаном Маевского (естественно, воздухоотводчик вверху можно установить и отдельно от вентиля).
Система обвязки котла. Также рекомендовано оснащать клапаном обвязку котла для обеспечения безопасного функционирования нагревательного оборудования в случае завоздушивания магистрали.
Гидрострелки. Не так часто в бытовых отопительных системах используют гидрострелки, к которым подключают циркуляционные насосы, коллекторы радиаторов и теплых полов – если устройство расположено вертикально, в его верхнюю часть вкручивают автоматический спускник воздуха.
Коллекторы. При устройстве многоконтурных теплых полов используют коллекторы с гребенками, к которым подключают трубопровод различных контуров. Коллекторы располагаются выше уровня водяных полов и всегда оснащаются автоматическими воздухоотводчиками, которые устанавливаются в их корпус производителем, система включает в себя два прибора на подающую и обратную линии.

Рис. 10 Ручные и автоматические воздухоотводчики в системе отопления – схема расположения

Монтаж

В однотрубных системах с естественной циркуляцией роль воздухоотводчика играет расширительный бачок открытого типа. Если установлен закрытый мембранный бак, то в систему отопления необходимо встроить автоматическое устройство отвода воздуха.

Трубы в сетях с принудительной циркуляцией должны иметь подъём от основного стояка к остальным. Автоматические воздухоотводчики монтируются на наивысших точках сети, так как именно в них собирается газ, а также в местах вероятного скопления (коллекторы).

Кран Маевского устанавливается на радиаторах сверху справа или слева на боковой стороне. Большая часть всех газов выводится из сети отопления через автоматические воздухоотводчики, и лишь малая доля через механические устройства.

Установка воздухоотводчика на радиатор в ваннойВнимание! Сначала удаляют воздух из системы, и только потом из радиаторов.

Чтобы было легче и быстрее заменить автоматический воздухоотводчик, рекомендуется устанавливать его на отсекающий клапан. Во время откручивания устройства для отвода воздуха, он отсекает теплоноситель.

Как работает автоматический воздухоотводчик?

Принцип работы автоматического воздухоотводчика можно описать несколькими «шагами»:

Скапливающийся в корпусе устройства воздух оказывает давление на поплавок, благодаря чему поплавок постепенно опускается вниз;
Опускаясь вниз поплавок тянет за собой рычаг и спускной клапан открывается, выпуская воздух наружу;
По мере выхода воздуха из корпуса, поплавок вновь поднимается наверх, одновременно закрывая спускной клапан.

Автоматический воздухоотводный клапан с угловым подключением.

К недостаткам автоматических поплавковых воздухоотводчиков относится их требовательность к чистоте теплоносителя. Из-за некачественного теплоносителя частично или полностью забивается воздухоотводное отверстие, что приводит к неплотному запиранию выпускного клапана. В результате этого, начинается течь теплоносителя. Для решения этой проблемы приходится разбирать воздухоотводчик и очищать запирающий механизм.

Еще одной проблемой автоматических воздухоотводчиков является течь в районе резьбового соединения между верхней крышкой и корпусом устройства. Течь происходит из-за разрыва уплотнительного кольца, которое установлено между корпусом и верхней крышкой. Вышедшее из строя кольцо следует заменить на новое, либо подмотать резьбу Tangit-ом Uni-Lock или льном.

Автоматические воздухоотводчики монтируются вертикально (так, чтобы колпачок был направлен вверх) в наивысших точках отопительной системы (верхние участки стояков, приборов отопления, коллекторов, котлов и т.д.). Угловые модели также устанавливаются колпачком вверх.

Перед воздухоотводчиком рекомендуется установить шаровой кран или отсекающий клапан. Это позволит, не сливая теплоноситель из системы, осуществить замену вышедшего из строя прибора.

Автоматический воздухоотводчик ду15 (Valtec модель VT.502.NH): макс. температура — 110 °С, цена около 285 руб/шт.

Список источников