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.
Установка и регулировка клапана
Установка предохранительного клапана на бойлер довольно простая. Придерживайтесь следующих рекомендаций:
- Изделие монтируется на входной патрубок нагревателя.
- Во время установки учитывайте направление движения воды. Многие клапаны на корпусе имеют обозначение, которое позволяет оценить направление. Стрелка должна быть направлена в сторону бойлера.
- Если модель имеет внутренний установочный ограничитель, то ее накручивают до упора. Если ограничителя нет, то во время закручивания делают не больше четырех оборотов.
- Перед накручиванием на резьбу наматывается фум-лента или льняная пакля.
- После установки изделия на нагреватель осмотрите его со стороны подачи холодной воды. В отверстие должно просматриваться седло обратного клапана. При нажатии на него тупым предметом створка подается вперед, после отпуска возвращается назад. Если створка не двигается, то установка выполнена неправильно.
На проверку работоспособности уйдет несколько часов. В это время запрещено открывать краны горячей воды.
Она выполняется в таком порядке:
- После подключения агрегата и заполнения водой выберите на панели управления температуру в пределах 80 градусов.
- Когда температура жидкости в агрегате достигнет указанного значения, из штуцера будет капать или понемногу стекать вода. Если этого не случилось, ждите отключения водонагревателя термостатом.
- После этого повысьте температурный предел, учитывая возможности модели.
- Теперь вода из штуцера должна закапать. Если этого опять не произошло, проверьте клапан в ремонтной мастерской или замените его.
- После проверки на штуцер исправно работающего устройства наденьте гибкий шланг и зафиксируйте хомутом. Второй конец шланга отведите в канализационную систему.
- На термостате установите температуру 60-65 градусов.
Схема установки прибора на бойлер
Требований к правильной установке клапанного устройства немного:
- Предохранительный клапан всегда устанавливается в разрыв магистрали холодной воды между запорным вентилем и вводом в бойлер, никаких других устройств в этом промежутке стоять не должно;
- Максимальное расстояние от вводного патрубка на бойлере до клапанного предохранителя составляет 180-220 см;
- Для большинства моделей предусмотрена вертикальная установка устройства, при этом вода должна поступать снизу вверх. Направление движения водяного потока обозначается стрелочкой на корпусе.
Сливной штуцер на предохранительном клапане должен соединяться прозрачной полихлорвиниловой трубкой с канализационной магистралью. Прозрачная трубка очень удобна в пользовании – хорошо видно, как работает предохранительный клапан.
Чтобы не сверлить или не резать канализационную трубу, можно использовать специальный тройник для стиральных машин, как на видео
Перед установкой корпус аккуратно продувают воздухом, чтобы избежать неплотного прилегания тарелки к седлу из-за случайно попавшего внутрь мусора или обрезков паковочной ленты. Сборку клапана выполняют по традиционной схеме – резьбу подматывают фумкой по направлению закручивания накидной гайки и скручивают с вводом или подводными шлангами.
Перед запуском бойлера соединение на холодную опрессовывают под рабочим давлением. Если в течение 5-7 мин на стыках не появились капельки воды, значит, установка выполнена правильно.
После заполнения бойлера необходимо проверить работу предохранительного и обратного клапана. Проверку проводят «на холодную». Правильность регулировки аварийного сброса воды можно проверить флажком. При небольшом нажатии, примерно в 1/5 от полного хода, должны появляться первые капли, а при полном вода бежит ручьем. Это значит, что заводские регулировки выполнены правильно.
Работу обратного клапана можно проверить следующим образом. Необходимо до конца наполнить бойлер, после чего перекрыть запорный кран на входе в емкость и центральный ввод. При открытии крана в ванной и на кухне первые пару минут будет выбегать вода из труб. Если поток не прекратился и через 5 минут, значит, «обратка» не держит и требует регулировки. Косвенно уход воды из бойлера можно проконтролировать по падению давления на манометре.
Регулировать напрямую можно только разборные модели клапана. Для этого используются специальные тонкие металлические шайбы толщиной 0,2-0,3 мм. Их подкладывают под просевшие пружины, и тем самым опытным путем подбирают упругость детали. Неразборные клапаны заменяют новыми.
Появление капель из конструкции
Появление капель воды из детали – это хороший показатель. Устройство работает. Даже обильное капание не должно вызывать панику. Объяснить этот процесс можно:
- нарушена жесткость пружины детали;
- повышенным давлением в системе водопровода.
Первый вариант возникает, если настройками клапана занимался не компетентный человек. Настройку жесткости пружины рекомендуется доверять специалисту.
Если заводские параметры жесткости пружины не менялись, то, скорее всего проблема нарушения работы уже в большом сроке службы. Спускной клапан рекомендуется заменить.
Если в трубах бывают скачки давления, то рекомендуется установить дополнительный редукционный клапан.
Его устанавливают перед клапаном предохранительным. Обезопасить все приборы в доме от повышенного давления можно установкой редукционной модели на входе в систему водопровода.
Защитные функции предохранительного клапана
В процессе нагревания воды в накопительном баке водонагревателя происходит увеличение ее объема. В замкнутой системе, согласно законам термодинамики, с повышением температуры вещества растет и уровень давления.
Для осуществления контроля величины температуры воды в бойлерах производители устанавливают на выпускаемые изделия терморегуляторы и термостаты. Если же данные устройства выйдут из строя, то произойдет вскипание воды в баке, что приведет к ощутимому повышению давления и еще большему разогреву жидкости.
Лавинообразное протекание описанного процесса, в конце концов, приведет к образованию трещины в стенках накопительной емкости, через которую выльется некоторая часть горячей воды. Освободившееся место тут же заполнится холодной водой, поступающей из водопроводной системы.
Это приведет к моментальному закипанию всей жидкости в баке, сопровождающемуся выделением огромного количества пара и, как следствие, взрыву емкости, распирающейся под его воздействием.
Предохранительный клапан не позволит давлению превысить допустимые значения путем сброса части жидкости в канализационную систему.
https://youtube.com/watch?v=PmFOB-1xMWY
Помимо обеспечения целостности оборудования при возникновении критических ситуаций предохранительные клапаны выполняют еще несколько важных функций, к числу которых можно отнести:
- недопущение возврата нагретой воды из бойлера обратно в водопровод;
- сглаживание скачков давления холодной воды на входе в бак водонагревателя, что предотвращает возможность возникновения гидроударов;
- сбрасывание излишков жидкости из бака в момент критического повышения показателей температуры и давления;
- предоставление возможности слива воды из накопительной емкости водонагревателя для планового проведения профилактического обслуживания и необходимого ремонта.
Клапаны, которые выпускают производители в настоящее время, могут иметь разнообразную конструкцию. В комплект вместе с основным изделием могут входить манометры, различные запорные вентили и др.
При выборе предохранительного клапана для бойлера следует учитывать тот факт, что приобретаемое устройство должно соответствовать параметрам эксплуатирующейся системы горячего водоснабжения в доме.
На схеме наглядно представлено устройство предохранительного клапана для водонагревателя (бойлера), все элементы которого снабжены указателями с надписями
Это интересно: Нужно ли покупать каркас для акриловой ванны или можно сделать самому?
Принцип работы
Теплоноситель, циркулируя в приборе, давит на специальную пружину. Под тяжестью давления – она сжимается и выпускает излишки теплоносителя из системы посредством специального патрубка. Когда давление идет на спад, клапан закрывается.
Предохранительный клапан для бойлера устанавливается всегда, так как только он может обеспечить безопасное функционирование устройства. Такой клапан также именуется обратным благодаря функции защиты от вытекания воды во время экстренных ситуаций. Поэтому можно не переживать о том, что нагревательный элемент выйдет из эксплуатации, когда холодное водоснабжение будет отключено. Он не пересохнет, не сгорит.
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
Разновидности групп безопасности и принцип выбора подходящей модели
Стандартный предохранительный клапан для бойлера по исполнению может отличаться несколькими особенностями конструкции. Эти нюансы не изменяют функциональность устройства, а лишь упрощают использование и обслуживание. Чтобы правильно выбрать узел безопасности надо знать, какие бывают предохранительные клапаны для бойлеров и чем они отличаются.
Рычажные модели
Самый распространенный тип стандартного узла безопасности – модель с рычажком. Такой механизм можно привести в действие вручную, что удобно при проверке или сливе воды из бака бойлера. Делают это так:
- горизонтально расположенный рычаг устанавливают вертикально;
- прямое соединение со штоком приводит в действие пружинный механизм;
- пластинка предохранительного клапана принудительно открывает отверстие и из штуцера начинает течь вода.
Даже если не требуется полное опустошение бака, контрольный слив выполняют ежемесячно для проверки работоспособности узла безопасности.
Различаются изделия конструкцией рычажка и штуцером для сброса воды. Если имеется возможность, то лучше выбрать модель с зафиксированным к корпусу флажком. Крепление выполнено болтом, препятствующим ручное открывание рычажка детьми. Изделие имеет удобную форму штуцера в виде елочки с тремя нарезками, что обеспечивает надежную фиксацию шланга.
Более дешевая модель не имеет фиксации флажка. Рычажок можно случайно зацепить рукой и начнется ненужный слив воды. Штуцер короткий, всего с одним кольцом нарезки. Фиксировать шланг на такой выступ неудобно и при сильном давлении его может сорвать.
Модели без рычага
Предохранительные клапана без рычага – самый дешевый и неудобный вариант. Такие модели часто идут комплектом с водонагревателем. Опытные сантехники их просто выбрасывают. Работают узлы аналогично рычажным моделям, только нет возможности вручную выполнять контрольный слив или опустошение бака бойлера.
Модели без рычага бывают двух исполнений: с крышкой на конце корпуса и глухие. Первый вариант более удобен. При засорении крышку можно открутить для очистки механизма. Глухую модель нельзя проверить на работоспособность и очистить от накипи. Штуцера сброса жидкости у обоих клапанов короткие с одним кольцом нарезки.
Узлы безопасности для больших водонагревателей
На водонагреватели с объемом накопительного бака от 100 л ставят усовершенствованные предохранительные клапана. Работают они аналогичным образом, только дополнительно комплектуются шаровым краном для принудительного слива, а также манометром.
Особое внимание стоит обратить на штуцер отвода жидкости. Он резьбовой
Надежное крепление предотвращает срыв шланга сильным давлением и избавляет от неудобного пользования хомутом
Надежное крепление предотвращает срыв шланга сильным давлением и избавляет от неудобного пользования хомутом.
Модели оригинального исполнения
Для любителей эстетики и комфорта производители предлагают узлы безопасности в оригинальном исполнении. Изделие комплектуют манометром, наносят хромированное покрытие, придают элегантную форму. Выглядят изделия красиво, но стоимость их высокая.
Различие по маркировке корпуса
Качественные изделия на корпусе обязательно имеют маркировку. Производитель указывает максимально допустимое давление, а также направление движения воды. Вторая маркировка – это стрелка. Она помогает определить, какой стороной поставить деталь на патрубок бойлера.
На дешевых китайских моделях маркировка часто отсутствует. С направлением жидкости без стрелки разобраться можно. Пластинка обратного клапана должна открываться вверх по отношению к патрубку бойлера, чтобы внутрь бака поступала вода из водопровода. А вот с допустимым давлением без маркировки определиться не получится. При несоответствии показателя узел безопасности постоянно будет течь или, вообще, не сработает в аварийной ситуации.
Другие типы клапанов
Когда пытаются сэкономить на группе безопасности, на водонагреватель пытаются установить подрывной клапан, предназначенный для системы отопления. По функциональности узлы схожи, но есть один нюанс. Подрывной клапан не способен понемногу стравливать жидкость. Механизм сработает, когда избыток давления достигнет критической отметки. Подрывным клапаном можно только стравить всю воду из бака при аварии.
Отдельно стоит рассмотреть установку только обратного клапана. Механизм этого узла наоборот запирает воду внутри бака, не давая ей стечь в трубопровод. При избытке давления рабочая пластина со штоком не способна сработать в обратную сторону, что приведет к разрыву бака.
Разновидности групп безопасности и принцип выбора подходящей модели
Стандартный предохранительный клапан для бойлера по исполнению может отличаться несколькими особенностями конструкции. Эти нюансы не изменяют функциональность устройства, а лишь упрощают использование и обслуживание. Чтобы правильно выбрать узел безопасности надо знать, какие бывают предохранительные клапаны для бойлеров и чем они отличаются.
Рычажные модели
Самый распространенный тип стандартного узла безопасности – модель с рычажком. Такой механизм можно привести в действие вручную, что удобно при проверке или сливе воды из бака бойлера. Делают это так:
- горизонтально расположенный рычаг устанавливают вертикально;
- прямое соединение со штоком приводит в действие пружинный механизм;
- пластинка предохранительного клапана принудительно открывает отверстие и из штуцера начинает течь вода.
Даже если не требуется полное опустошение бака, контрольный слив выполняют ежемесячно для проверки работоспособности узла безопасности.
Различаются изделия конструкцией рычажка и штуцером для сброса воды. Если имеется возможность, то лучше выбрать модель с зафиксированным к корпусу флажком. Крепление выполнено болтом, препятствующим ручное открывание рычажка детьми. Изделие имеет удобную форму штуцера в виде елочки с тремя нарезками, что обеспечивает надежную фиксацию шланга.
Более дешевая модель не имеет фиксации флажка. Рычажок можно случайно зацепить рукой и начнется ненужный слив воды. Штуцер короткий, всего с одним кольцом нарезки. Фиксировать шланг на такой выступ неудобно и при сильном давлении его может сорвать.
Модели без рычага
Предохранительные клапана без рычага – самый дешевый и неудобный вариант. Такие модели часто идут комплектом с водонагревателем. Опытные сантехники их просто выбрасывают. Работают узлы аналогично рычажным моделям, только нет возможности вручную выполнять контрольный слив или опустошение бака бойлера.
Модели без рычага бывают двух исполнений: с крышкой на конце корпуса и глухие. Первый вариант более удобен. При засорении крышку можно открутить для очистки механизма. Глухую модель нельзя проверить на работоспособность и очистить от накипи. Штуцера сброса жидкости у обоих клапанов короткие с одним кольцом нарезки.
Узлы безопасности для больших водонагревателей
На водонагреватели с объемом накопительного бака от 100 л ставят усовершенствованные предохранительные клапана. Работают они аналогичным образом, только дополнительно комплектуются шаровым краном для принудительного слива, а также манометром.
Особое внимание стоит обратить на штуцер отвода жидкости. Он резьбовой
Надежное крепление предотвращает срыв шланга сильным давлением и избавляет от неудобного пользования хомутом
Надежное крепление предотвращает срыв шланга сильным давлением и избавляет от неудобного пользования хомутом.
Модели оригинального исполнения
Для любителей эстетики и комфорта производители предлагают узлы безопасности в оригинальном исполнении. Изделие комплектуют манометром, наносят хромированное покрытие, придают элегантную форму. Выглядят изделия красиво, но стоимость их высокая.
Различие по маркировке корпуса
Качественные изделия на корпусе обязательно имеют маркировку. Производитель указывает максимально допустимое давление, а также направление движения воды. Вторая маркировка – это стрелка. Она помогает определить, какой стороной поставить деталь на патрубок бойлера.
На дешевых китайских моделях маркировка часто отсутствует. С направлением жидкости без стрелки разобраться можно. Пластинка обратного клапана должна открываться вверх по отношению к патрубку бойлера, чтобы внутрь бака поступала вода из водопровода. А вот с допустимым давлением без маркировки определиться не получится. При несоответствии показателя узел безопасности постоянно будет течь или, вообще, не сработает в аварийной ситуации.
Другие типы клапанов
Когда пытаются сэкономить на группе безопасности, на водонагреватель пытаются установить подрывной клапан, предназначенный для системы отопления. По функциональности узлы схожи, но есть один нюанс. Подрывной клапан не способен понемногу стравливать жидкость. Механизм сработает, когда избыток давления достигнет критической отметки. Подрывным клапаном можно только стравить всю воду из бака при аварии.
Отдельно стоит рассмотреть установку только обратного клапана. Механизм этого узла наоборот запирает воду внутри бака, не давая ей стечь в трубопровод. При избытке давления рабочая пластина со штоком не способна сработать в обратную сторону, что приведет к разрыву бака.
