Принцип работы
Предохранительный клапан для водонагревателя помимо основной конструкции состоит еще из нескольких элементов. Они располагаются в корпусе из латуни или никеля. В большинстве случаев устройство выглядит как перевернутая буква Т. К дну бака на водонагреватель крепится обратный клапан, способный предотвратить вытекание жидкости из резервуара, при падении давления в трубах.
Перпендикулярное ответвление вмещает еще один клапан, срабатывающий после повышения давления и осуществляющий сброс излишней жидкости через штуцер. Принцип срабатывания происходит в несколько этапов.
- Если давление резервуара ниже, чем возникающее в трубах, при наполнении или открытии крана тарельчатая пластина в обратном клапане отжимается водяным напором. Когда уровень давления приходит в норму, пружинный механизм прижимает пластинку к выступу корпуса, ограничивая проток жидкости.
- Во время активного нагрева происходит медленное повышение температуры жидкости, а вместе с этим увеличивается и давление. Пока оно не достигло максимального значения, механизм не активируется.
- После достижения предельного уровня, давление стискивает пружину предохранителя, открывая выходной канал штуцера. Излишний объем жидкости из резервуара удаляется через этот канал. После снижения давления до штатного уровня пружина перекрывает проток, а удаление воды прекращается.
Исходя из вышеописанного, можно понять, что из штуцерного канала будет периодически стекать жидкость. Данное явление происходит во время нагрева воды и снижения давления в системе подачи воды. Если вы регулярно замечаете воду на штуцере, это означает, что предохранительный клапан для бойлера работает в штатном режиме.
Однако вместе с этим возникает необходимость в отведении стекающей жидкости. Для осуществления процедуры на патрубок закрепляется трубка подходящего размера: ее необходимо стянуть хомутом для обеспечения надежного крепления. Штатное рабочее давление в резервуаре водонагревателя от шести до десяти Бар. Без надежного закрепления трубку попросту сорвет, поэтому к выбору хомута нужно подойти с особой тщательностью. Крепко затяните его и выведите трубку к ближайшему канализационному сливу.
Принцип действия клапана
Разновидности клапанов сброса избыточного давления
Существует несколько общепринятых классификаций предохранительных клапанов. В зависимости от способа действия различают:
- клапаны прямого действия – устройства срабатывают при непосредственном воздействии рабочей среды на пружинный механизм;
- непрямого действия – работают при воздействии постороннего источника давления (гидравлической жидкости или электрического привода).
По типу нагрузки на мембрану устройство подразделяют на следующие виды:
- грузовые – наиболее распространенный механизм регулировки рабочего давления в системы;
- пружинные – противодействие давлению рабочей среды оказывает рычаг, который давит на шток, удерживая его в закрытом положении;
- рычажно-пружинные – гибридные устройства, оснащенные пружиной и рычажным механизмом;
- магнитно-пружинные – это клапаны непрямого действия, оснащенные электромагнитным приводом.
Современные производители предлагают и другие виды клапанов сброса избыточного давления.
Например, на рынке встречаются клапаны теплового сброса, которые реагируют не на повышение давления, а на возрастание температуры рабочей среды. Они могут обладать выносным или встроенным датчиком температуры, который работает на базе термочувствительной жидкости, расположенной в сильфоне.
При нагреве температуры воды до 95-100 градусов жидкость, находящаяся в капиллярной трубке колбы датчика, оказывает давление на мехи, которые открывают шток и обеспечивают слив перегретой воды для нормализации давления.
Рекомендуем ознакомиться: Запорная арматура и ее применение в трубопроводных системах
По способу управления клапаны делятся на две группы ручные и автоматические – управляются, соответственно, вручную или срабатывают автоматически при повышении давления рабочей среды. Кроме того, выделяют регулируемые и нерегулируемые. Регулировка позволяет устанавливать любой порог давления воды.
По типу рабочей среды существуют водяные и воздушные. Первые удаляют лишнюю жидкость, вторые сбрасывают из системы лишние газы, препятствуя завоздушиванию контуров в замкнутых системах отопления.
Существуют также регулирующие клапаны, оснащенные встроенным термостатом, который меняет пропускную способность устройства, приоткрывая или вовсе перекрывая отток рабочей среды. Такие устройства обычно устанавливаются при входе в радиатор отопления в помещении.
Как работает такой клапан
Предохранительный клапан бойлера выполняет функции и обратного клапана, что отражается на его конструкции. Схематично изделие можно представить как два тонкостенных цилиндра, расположенных по отношению друг к другу под прямым углом, имеющих разные размеры, наделенных общей рабочей полостью.
Если посмотреть внутрь цилиндра большего размера, то можно увидеть установленный там обратный клапан, в конструкцию которого входит тарелка, пружина и седло, выточенное в корпусе изделия. Резьба, нанесенная с обеих сторон этой части защитного прибора, позволяет присоединять его к вводному патрубку электробойлера.
Внутри цилиндра меньшего размера также содержится запорное устройство, аналогичное по конструкции описанному выше обратному клапану, и отличающееся от него лишь наличием более жесткой пружины.
В большинстве моделей предохранительных клапанов имеется функция регулировки давления открытия, производимая путем изменения степени сжатия пружины. Дренажное отверстие находится непосредственно за запирающим механизмом. К данному отверстию рекомендуют подсоединять прозрачную трубку, позволяющую наблюдать за сбрасываемой из бака водой.
Вид с трех ракурсов на конструкцию предохранительного клапана, использующегося при подключении водонагревательного оборудования накопительного типа
Действует предохранительный клапан по следующему алгоритму.
- При открытом положении крана, вмонтированном на вводной магистрали, вода беспрепятственно проходит в емкость сквозь отверстие, получившееся в результате оттягивания тарелки обратного клапана от седла. При этом к дренажному отверстию поступающая жидкость доступа не имеет, потому что предохранительная пружина имеет жесткость, рассчитанную на более высокое давление по сравнению с водопроводным значением этой величины.
- В момент полного заполнения бойлера происходит выравнивание уровня давления в баке и в магистрали, из-за чего обратный клапан закрывается. Увеличение температуры нагреваемой воды в накопительной емкости вызывает рост силы давления на тарелку обратного клапана, которая еще крепче прижимается к седлу. Поэтому возвратиться нагретая вода в трубы холодного водоснабжения уже не может.
- Когда пользователи начинают расходовать горячую воду на бытовые нужды, давление внутри водонагревателя начинает падать и достигает значения, меньшего, чем водопроводная величина. В этот момент тарелка отжимается от седла и начинается процесс наполнения бака водой.
- Если произойдет поломка терморегулятора, то начнется бесконтрольный рост температуры, который вызовет повышение давления до критического уровня. Вот тут в результате сжатия пружины предохранительного клапана появится возможность для оттока лишней жидкости через дренажное отверстие в систему канализации через прозрачный шланг.
Маленький рычаг необходим для принудительного открытия дренажного отверстия, через которое происходит сброс воды и понижение давления
Советы
Иногда отдельные элементы водонагревателя или вся система перестает работать должным образом. Это снижает безопасность конструкции и может привести к печальным последствиям. В этом случае нужно как можно раньше выяснить причину и место поломки и либо устранить ее самостоятельно, либо вызвать для этого специалиста. Чаще всего из строя выходят термостаты, нагревательные элементы и предохранительные клапаны. Причем проблема в работе одного из них может моментально отразиться на остальных. Никогда не стоит устанавливать элементы, которые не подходят по своим параметрам к параметрам бойлера или имеют разные способы соединения.
Неполадки не могут возникнуть сами по себе, у них существуют определенные причины.
Чаще всего они состоят в следующем.
- Несвоевременная замена поврежденных деталей. Например, обратный клапан должен меняться минимум раз в год. Он дешевый и не потребует больших затрат.
- Неправильный монтаж всей системы. Если врезка предохранителя в трубу выполнена с недостаточной гидроизоляцией или на слишком большом расстоянии от входа в бойлер, система не будет работать как следует.
- Перепады напряжения в электросети могут повлечь выход из строя нагревательных элементов системы.
- Наличие заводского брака или отсутствие профилактических осмотров. Для того чтобы правильно выбрать нагреватель и предохранители нужно очень внимательно изучать всю информацию при покупке. И даже самый качественный аппарат периодически необходимо проверять.
- Образование накипи или возникновение коррозии. Накипь и коррозия на обратном затворе могут послужить причиной утечки воды назад в трубопровод или «разъесть» различные соединения, нарушив их герметичность.
Самые основные неисправности можно подразделить на несколько видов. Чаще всего бройлер начинает течь. Это может быть как производственный дефект, так и приобретенная из-за коррозии трещина. Такой бак нельзя самостоятельно исправить, придется полностью заменять его. Вода, капающая с соединений труб говорит об их негерметичности. С предохранительного клапана вода, наоборот, должна иногда капать. Если он всегда сухой, то его следует заменить.
Второй распространенной неисправностью чаще всего выступает отсутствие нагрева. Почти всегда это связано с неисправностями нагревательного устройства или термостата. Иногда таким образом срабатывает аварийный отсекатель, когда бойлер постоянно включают на максимальную температуру.
Часто при работе бойлера могут нагреваться стены, периметр розетки и окружающее пространство. Самым опасным в этом случае является нагрев вилки или розетки. Причиной может служить плохой контакт или поломка ТЭНа. Если водонагреватель работает не на электричестве, а от газовой сети, то дымоход может забиться льдом, что закроет выход пару. В этом случае довольно просто прочистить его.
В случае если водонагреватель дает недостаточное количество теплой воды, нужно проверить не перепутаны ли патрубки входа и выхода. А если горячая вода поступает в кухонный кран практически без напора, при этом смеситель работает должным образом, необходимо проверить предохранительный клапан. Он может забиться ржавчиной или грязью, после его прочистки напор воды восстановится.
Качественный предохранительный клапан для бойлеров объемом не более 200 литров, установленный на стандартный бытовой нагреватель может прослужить не менее десяти лет. Необходимо регулярно очищать его от осадка и проверять работоспособность всей системы. Раз в три-четыре года его желательно демонтировать и промывать специальными химическими растворами, которые можно приобрести в хозяйственных магазинах.
При установке обязательно нужно следовать приведенным правилам и провести качественную проверку системы холодной водой под напором. Если есть какие-либо сомнения в собственных силах, лучше доверить такую ответственную работу профессионалам. Ведь от качественной работы зависит не только имущество, но и здоровье всех жильцов.
О том, почему нужно устанавливать предохранительный клапан для водонагревателя и что произойдет, если его не установить, смотрите в следующем видео.
Монтажная инструкция по обвязке бойлера
Установка защитного предохранительного клапана является одним из этапов обвязки бойлера. Минимальный набор деталей для подвода линии ХВС – полипропиленовая труба и предохранительный клапан.
Но мы рассмотрим другой вариант, в котором, кроме названых элементов, участвует тройник, сливной кран и американка. Кроме того, потребуются ПП фитинги для того, чтобы сместить магистрали подачи воды к стене.
Галерея изображений Фото из
Первая деталь – латунный тройник на ½ дюйма, необходимый для крепления запорного клапана. Его присоединяют с помощью пакли и специальной пасты, закручивая на 3-4 оборота Запорный клапан необходим, чтобы организовать дополнительный слив воды для ремонтных и профилактических работ. Без тройника его устанавливать нельзя Металлический клапан взят из стартового комплекта, так как бойлер новый. Необходимо внимательно осмотреть его со всех сторон, проверить наличие пружин и исправность рычага На поверхности корпуса с одной стороны выбита стрелка, показывающая направление, согласно которому должна двигаться вода. Устройство необходимо зафиксировать на трубе так, чтобы стрелка смотрела вверх, а отверстие для слива — вниз Закрепляют клапан резьбовым соединением, с использованием все тех же пакли и монтажной пасты. Если произойдет аварийный сброс лишней воды из бака, то она потечет из направленного вниз отверстия Непосредственно к предохранительному клапану прикручивают «американку» — запорный вентиль. Для фиксации используется накидная гайка с резиновым вкладышем. На вторую трубу бойлера также устанавливают «американку» Переходники нужны, чтобы отвести линии подачи воды ближе к стене. Если они не мешают, то полипропиленовые трубы крепят прямо к нижнему вентилю – «американке» Пластиковые, чаще всего полипропиленовые, трубы присоединяют сварным методом и посредством фитингов. Остается подключить к предохранителю сливную трубку
Шаг 1 – монтаж тройника для сливного крана
Шаг 2 – установка запорного клапана на отводе
Шаг 3 – выбор или подготовка предохранительного клапана
Шаг 4 – правильное расположение предохранителя на трубе
Шаг 5 – монтаж предохранительного клапана на тройник
Шаг 6 – установка «американки» для соединения с трубой
Шаг 7 – монтаж полипропиленовых переходников
Шаг 8 – подключение к системе ХВС
Сложный узел безопасности используется не всегда. Некоторые монтажники считают, что достаточно одного предохранительного клапана. Это минимальный вариант обвязки бойлера.
Если не используются тройники или другие переходники, предохранитель фиксируют прямо на патрубке бойлера. Он может прятаться за корпусом или на 1-2 см опускаться ниже, что удобнее для подключения.
Вариант установки, когда предохранительное устройство нанизано прямо на штуцер бойлера. Резьба у обоих элементов – ½ дюйма. Для герметизации использована пакля, которую считают конкретно для подобных соединений лучше фум-ленты
Осталось обеспечить слив для воды через отверстие в предохранителе. Для этого используют гибкую пластиковую трубочку подходящего диаметра. Она бывает белой, цветной или прозрачной.
Одним концом трубку надевают на мини-патрубок клапана, вторым выводят в канализационный тройник или напрямую в отвод. Рассмотрим возможные варианты установки.
Галерея изображений Фото из
Прозрачная трубка хороша тем, что предоставляет возможность наблюдать за процессом слива жидкости в канализацию. Можно определить приблизительные объемы сброшенной жидкости Если не установить трубку, время от времени капающая из отверстия вода будет попадать на пол или мебель, создавать высокую влажность и условия для развития плесени и грибка При такой обвязке принудительный слив можно обеспечить, используя отвод и запорный вентиль, специально установленный для этой цели. Предохранительное устройство работает только по назначению
Пластиковая трубка для отвода жидкости
Подкапывание воды из отверстия
Установка трубки и запорного клапана
Вариант подключения трубки к канализации
Непредусмотрительные хозяева жилья опускают сливную трубку в ведро или баночку – это неправильно. Если емкость и спасет, то лишь от постоянного подкапывания.
В аварийной ситуации объем воды, перемещаемой по трубке, увеличивается, и емкости может просто не хватить. Единственное верное решение – отвод слива в канализационную трубу путем вставки в тройник или отдельный вход.
Как слить воду с водонагревателя через клапан сброса
В случае замена ТЕНа, профилактических работ, чистки нагревательного элемента от накипи или замены предохранительного клапана для бойлера, необходимо слить всю воду с бака. Слив воды в бойлере может быть достаточно долгим процессом, если проводить его через предохранительный затвор. Это связано с тем, что проход для воды имеет диаметр всего несколько миллиметров, и опорожнять бак на 50 литров нужно будет несколько часов. При забитости клапана такая процедура вовсе невозможна.
Схема для быстрого слива воды с водонагревателя
Есть достаточно простая альтернатива – нужно перекрыть поток холодной воды и отсоединить входную подводку, если таковая имеется. Делается это следующим способом:
- ЭВН отключается от сети.
- Холодный отвод стояка перекрывается.
- Открывается горячий смеситель. Это нужно, чтоб вытекаемая вода замещалась воздухом.
- Под предохранительную трубку подставляется тазик, либо же она выводится в канализацию.
- Поднимается подрывной рычажок.
Процесс достаточно прост, как и любая процедура, связанная с клапанами. При возникновении разного рода неполадок всегда можно обратиться к специалистам. Для удобства слива можно купить специальную трубку или подводку, по которой вода будет стекать в нужное место. Она стоит недорого и продается в профильных магазинах. С ее помощью можно предотвратить появление луж в доме.
Установка других клапанов
Бывают случаи, когда вместо заводской системы предохранения от скачков давления на резервуар нагревателя устанавливают подрывной клапан. Он предназначен в первую очередь для аварийного удаления жидкости в систему отопления. Хотя их функционал во многом сходится, основной принцип срабатывания в корне отличается.
Клапан подрывного типа выполняет свои функции только во время аварии. Он нужен для экстренного удаления всей воды из бака. Для периодического стравливания маленьких порций жидкости он не предназначен. Учитывая все это, не стоит ждать корректного функционирования от подобной поделки.
Другой пример – монтирование только клапана обратного типа. Его механизм не позволит стекать жидкости при пониженном давлении в системе, однако от резких скачков в резервуаре он спасти не сможет. Как показывает практика, подобная сборка тоже не функциональна.
Схема всех составляющих безопасной эксплуатации водонагревателя
Виды предохранительных клапанов
Особых различий между множеством видов предохранительной арматуры для водонагревателя практически не существует.
Чаще всего их разделяют на три группы в зависимости от объема нагревательного аппарата.
- Клапаны для бойлеров объемом не более 50 литров. В эту категорию входят стандартные клапаны одноразового использования. Они практически всегда являются неразборными и срок их службы совсем невелик. Но их дешевизна позволяет, без каких-либо трудностей, просто менять такие устройства раз в год.
- Клапаны для бойлеров объемом не более 200 литров. Более серьезные устройства, которые профессионалы рекомендуют ставить даже на бойлеры объемом до 50 литров. Они состоят из нескольких клапанов различного назначения и дополнительной насадки для подвода канализации.
- Клапаны для бойлеров объемом более 200 литров. Это серьезные устройства сложной комплектации, включающие в себя и редукционный клапан и устройство для слива воды и различные переходники. Чаще всего такая запорная арматура устанавливается на крупных промышленных нагревателях и редко ставится даже в крупных частных домах.
Кроме того, предохранительные клапаны могут различаться по наличию и работе дополнительных конструктивных элементов. Например – ручки спуска.
С помощью такой ручки проверяется работа клапана следующим образом:
- Рычажок устанавливают вертикально.
- Он тянет за собой пружину.
- Пружина открывает ток воде.
Такую проверку нужно проводить как минимум один раз в пару месяцев. С помощью спускового рычага также проводится полный спуск воды из бака. До полного вытекания воды ручку нужно держать до полного стекания.
О высоком качестве приобретенного товара говорит нанесенная на него маркировка. Например, на корпусе должна быть выгравирована или нарисована стрелка, которая показывает направление тока жидкости. Также на корпусе должна быть нанесена информация о максимально допустимом давлении, которое способен выдержать клапан. Даже профессионалы не смогут отличить клапан на четыре и шесть бар, если информации об этом нет в сопроводительной документации. Конечно, такое устройство будет иметь более высокую стоимость, но в приоритете все-таки должно быть качество работы всей системы, а не ее цена.
Кроме вышеперечисленного, различия могут быть в форме и длине штуцера для вывода жидкости. Длинный нелинейный штуцер без расширения на конце будет удобнее, так как на него легче надеть шланг и закрепить его хомутом. Кроме того, иногда вместо предохранительного клапана на домашний бойлер ставят подрывной. Он предназначен для быстрого удаления воды в аварийной ситуации и с ним нельзя стравливать жидкость несколько раз. Хотя функциональность этих запоров во многом и схожа, один не сможет заменить другой.
Предохранительную арматуру для бойлера часто называют обратным клапаном, но на самом деле это совершенно другое устройство, хотя они внешне похожи. Обратный клапан отвечает за однонаправленный ток воды, а предохранительный защищает трубу и водонагреватель от разрушений при избыточном давлении. Установка обратного запорного устройства вместо предохранительного может причинить ущерб имуществу и здоровью жильцов. Устройство однонаправленного тока воды не сможет остановить нагрев жидкости выше точки кипения при отказе терморегулятора и не помешает взрыву внутри устройства, который разрушит не только бойлер, но и стены комнаты.
Чем так важен предохранительный клапан на водонагревателе
Чтобы понять важность этого предохранительного устройства, нужно ознакомится с его устройством и принципом действия
Как устроен предохранительный клапан
Устройство предохранительного клапана для водонагревателя достаточно простое. Конструктивно это два цилиндра с общей полостью, расположенных перпендикулярно друг к другу.
- Внутри большого цилиндра размещен тарельчатый клапан, поджатый пружиной, обеспечивающий свободное поступление воды в одном направлении. По сути – это всем знакомый обратный клапан. Цилиндр с обоих концов заканчивается резьбовой частью для подключения клапана к обогревателю и системе труб.
- Второй цилиндр, размещенный перпендикулярно, меньше по диаметру. Он с внешней стороны заглушен, а на его теле сделан сливной (дренажный) патрубок. Внутри него также размещен тарельчатый клапан, но с противоположным направлением срабатывания.
Нередко это устройство оснащено ручкой (рычагом), позволяющей принудительно открывать дренажное отверстие.
По какому принципу действует клапан
Принцип действия предохранительного клапана прост.
Давление холодной воды в водопроводе отжимает «тарелку» обратного клапана и обеспечивает наполнение емкости нагревателя.
По заполнению бака, когда давление внутри него превысит внешнее, клапан закроется, а по мере расхода воды вновь будет обеспечивать своевременное ее пополнение.
Пружина второго клапана более мощная, и рассчитана на повышенное давление в емкости бойлера, которое обязательно возрастает по мере нагрева воды.
Если же давление превышает максимально допустимое значение, пружина сжимается, приоткрывая дренажное отверстие, куда сливается излишек воды, тем самым выравнивая давление до нормы.
Важность нормальной работы клапана
Возможно, описание устройства и принципа действия клапана не внесло полной ясности в вопрос о его крайней важности. Попробуем смоделировать ситуации, к чему может привести его отсутствие. Итак, допустим на входе в нагреватель нет клапана, перекрывающего обратный отток подаваемой в бак воды
Итак, допустим на входе в нагреватель нет клапана, перекрывающего обратный отток подаваемой в бак воды.
Если даже давление в водопроводной системе стабильно, правильно работать прибор не будет. Объясняется все просто – по законам термодинамики при нагревании воды в баке с неизменным объемом обязательно растет давление.
В определенный момент оно превысит напор подачи, и начнет происходить сброс нагретой воды в водопроводную систему.
Горячая вода может пойти из холодных кранов или поступать в бачок унитаза.
Терморегулятор в этом случае продолжает исправно работать, и ТЭНы потребляют дорогостоящую энергию впустую.
Еще критичней сложится ситуация, если вдруг давление в водопроводной системе по тем или иным причинам упадет, что практикуется достаточно часто, например, при снижении нагрузки на водонапорных станциях в ночное время.
Или если трубы окажутся пустыми в результате аварии или проведения ремонтных работ. Содержимое бака бойлера банально сливается в водопровод, и ТЭНы греют воздух, что неминуемо приводит к их быстрому перегоранию.
Могут возразить, что автоматика должна предотвратить холостую работу нагревателя. Но, во-первых, не во всех моделях такая функция предусмотрена, а во-вторых, и автоматика может дать сбой.
Казалось бы, чтобы избежать подобных ситуаций, можно ограничиться установкой обычного обратного клапана? Некоторые «умники» так и поступают, не осознавая до конца, что этим самым они буквально «закладывают бомбу» в свое жилище.
Страшно представить, что может случиться при выходе из строя терморегулятора.
Вода доходит в баке до температуры кипения, и так как выхода из замкнутого объема нет, давление растет, а при повышенном давлении точка кипения воды становится значительно больше.
Хорошо, если закончится растрескиванием эмали на внутренней части бака – это будет самое меньшее зло.
При падении давления (образование трещины, открытый кран и т.п.) точка кипения воды падает вновь до нормальных 100 градусов, но температура внутри – значительно выше.
Происходит мгновенное вскипание всего объема жидкости с образованием огромного количества пара, и в результате – мощнейший взрыв.
Всего этого не случится если установлен исправный клапан. Итак, резюмируем его прямое назначение:
- Не допускать обратного тока воды из емкости нагревателя в водопроводную систему.
- Сглаживать возможные скачки давления в водопроводе, в том числе – гидравлические удары.
- Производить сброс излишков жидкости при ее нагревании, удерживая таким образом давление в безопасных рамках.
- Если клапан оснащен рычагом, его можно использовать для слива воды из водонагревателя при проведении его техобслуживания.
