Клапан для водонагревателя: какой нужен и зачем

Конструкция и принцип работы

Устройство предохранительной арматуры

Предохранительный клапан отличается простой конструкцией и представляет собой сочетание двух пружинных механизмов, заключенных в общем металлическом корпусе.

Принципиального различия между латунными и стальными изделиями нет, но латунь чуть дороже и служит дольше. Пружины внутри корпуса изготовлены из хромированной стали.

Принцип работы приспособления

Оба цилиндра, расположенные перпендикулярно, имеют схожую конструкцию, но различное назначение. Деталь, расположенная по ходу воды, внутри имеет пружинку и «тарелку» с уплотнительным кольцом.

Пружина удерживает механизм в закрытом виде и не дает жидкости вернуться в трубопровод. Концевые части цилиндра оснащены резьбой «папа-мама» для врезки в систему ХВС и подсоединения к штуцеру бойлера.

Внутри второго цилиндра установлена более мощная пружина, которая находится в нейтральном состоянии даже при небольшом повышении показателя давления.

Если в магистрали происходит резкое возрастание давления выше нормы, то пружина срабатывает и открывает отверстие для выброса жидкости. Наружный конец цилиндра прикрыт заглушкой, винтом или рычажным устройством.

Желтым маркером на рисунке обведена область, на которой выбивают маркировку. Она обозначает предельный номинал давления, при котором срабатывает клапан. Давление указано в МПа, но его легко перевести в атмосферы: 0,7 МПа = 7 атм.

Также на корпусе изображена стрелка, указывающая направление, в котором движется вода из системы ХВС в нагревательный бак.

Хотя через отверстие в клапане сливать воду удобно, специалисты рекомендуют не применять ручное управление слишком часто.

Пользоваться рычагом принудительного открывания клапана необходимо как можно реже, а для профилактики или ремонта сливать воду можно и другим способом, например, откручиванием патрубков подачи воды.

Как устранить неисправность

Если причиной протечки является неисправный клапан, то его заменяют исправной деталью, настроенной на такое же рабочее давление. При замене, а лучше, ещё во время установки водонагревателя, старайтесь не использовать дешёвые китайские изделия. Помните, что от клапана напрямую зависит безопасность вашей семьи. Хорошие итальянские предохранительные клапаны с такой же неразборной конструкцией хоть и стоят в несколько раз дороже, но и покупаются один раз. Как показывает практика, в дальнейшем с ними нет никаких проблем. К дренажному выводу устройства присоедините гибкий прозрачный шланг. Это поможет визуально оценивать работу детали. Конец шланга выведите в канализацию или подходящую ёмкость.

Изделия от известных производителей надёжны и долговечны

Чтобы снять клапан для замены или прочистки понадобится сантехнический и разводной ключи. Работу выполняют в таком порядке:

• Отключают бойлер от сети;
• Перекрывают кран подачи холодной воды к водонагревателю;
• Открывают краны водоразбора горячей воды и полностью сливают её из ёмкости;
• Нажимают рычаг на предохранительном клапане и удаляют остатки жидкости из бака;
• Отсоединяют трубопровод с холодной водой от предохранительного клапана;
• Демонтируют клапан.

После прочистки или замены деталь устанавливают на место в обратной последовательности.

В случае если входной напор вашего водопровода превышает номинальное давление, на которое рассчитан накопительный водонагреватель (его можно узнать из технического паспорта на устройство), на входе воды в квартиру устанавливают редуктор давления.

Перед редуктором обязательно монтируют фильтр для предварительной очистки воды, а его монтаж выполняют в строгом соответствии с направлением течения жидкости. Примерно половина редукторов давления имеют в своей конструкции манометр, что значительно облегчает их настройку и контроль параметров системы водоснабжения.

Установка редуктора позволит снизить давление воды на входе в водонагреватель

Регулировать этот прибор довольно просто: поворотом регулировочного винта изменяют жёсткость пружины, которая осуществляет закрывание рабочего клапана. Как правило, чтобы уменьшить давление жидкости на выходе из устройства, регулировочный винт поворачивают против часовой стрелки. Соответственно, увеличения давления добиваются поворотом винта в другом направлении. Иногда даже установка редуктора не позволяет сбросить давление на входе в водонагреватель. Тогда прибегают к установке расширительного бака между бойлером и прибором для сброса давления.

Монтаж и настройка правильной работы системы горячего водоснабжения не представляет особой сложности, однако, если вы не уверены в своих силах, доверьте эту работу специалистам.

Для чего необходим предохранительный клапан

Предохранительный клапан, входящий в комплект поставки любого накопительного водонагревателя, является неотъемлемым элементом группы безопасности данного прибора. Эксплуатировать водонагреватель без него запрещено производителем, да и попросту небезопасно. У любого водонагревателя есть рабочее давление воды, имеющее как минимальный порог (минимально необходимое давление для нормальной работы прибора), так и максимальный порог (превышение которого может повредить прибор). Максимальный порог, в свою очередь, складывается из двух величин:

1. Давление в магистрали водоснабжения. Это давление, с которым подается вода в прибор.
2. Давление, возникающее в емкости водонагревателя при нагреве воды.

Предохранительный клапан рассчитан на давление не большее, чем максимальное рабочее давление водонагревателя. Монтаж клапана осуществляется в соответствии с руководством по эксплуатации на конкретную модель водонагревателя. У большинства моделей водонагревателей он монтируется на патрубок подачи холодной воды и выполняет следующие функции:

• предотвращает самопроизвольный слив воды из водонагревателя при отключении подачи холодной воды в магистральной сети;
• сбрасывает избыточное давление во внутреннем баке водонагревателя;
• может использоваться для слива воды из прибора;

Теперь разберемся в данных функциях поподробней:

На рисунке выше представлен предохранительный клапан в разрезе. Одним из его элементов является механизм обратного клапана. Именно он отвечает за удержание воды в емкости ЭВН и не допускает ее обратного хода в систему водоснабжения

Соответственно при установке клапана важно не допустить повреждения этого механизма, поэтому производители рекомендуют производить закрутку на 3-3,5 оборота резьбы. В клапанах, предлагаемых нашей компанией, данная проблема решена системно, посредством ограничительной металлической площадки, дальше которой нельзя будет накрутить клапан, а значит и невозможно повредить механизм обратного клапана

Следующим элементом по списку, но не по важности, идет механизм предохранительного клапана. Как уже было сказано ранее, для любого ЭВН есть максимальный порог давления воды, который складывается из двух показателей: давление в системе водоснабжения и давление, возникающее при расширении воды при нагреве

Когда суммарное давление начинает превышать значение максимального порога – шток начинает сжимать пружину предохранительного клапана и таким образом открывает отверстие штуцера для слива воды. Происходит сброс давления и водонагреватель продолжает работать в нормальном режиме.

Отсюда есть несколько важных моментов, на которых бы хотелось заострить Ваше внимание:

Важно знать давление в своей системе водоснабжения, при высоком его значении вероятность постоянного срабатывания предохранительного клапана существенно возрастает. В этом случае рекомендуется установить редуктор для понижения магистрального давления в сети

Редуктор не входит в комплект поставки ЭВН и приобретается отдельно.

Категорически запрещается ограничивать движение рукоятки принудительного сброса давления, жестко фиксируя ее в штатном положении, так как это приводит к невозможности движения штока предохранительного механизма и таким образом не позволяет сбросить избыточное давление.

Поскольку, сброс избытка давления сопровождается появлением капель воды из штуцера для слива воды – рекомендуется сделать отвод от штуцера предохранительного клапана (достаточно какой-либо гибкой трубки или шланга) в канализацию (раковину, ванну, сливной бачок или сифон). Еще одна функция предохранительного клапана – слив воды из прибора. В силу своей времязатратности (это не самый быстрый процесс, особенно для больших объемов), этот способ актуален в основном в тех случаях, когда при монтаже прибора не была предусмотрена возможность быстрого слива воды. Для этого необходимо: отключить ЭВН от сети, перекрыть подачу в него холодной воды и открыть кран горячей воды на точке водозабора(смесителе). После этого, поднять рукоятку принудительного сброса воды и произвести слив через штуцер.

ВНИМАНИЕ!!! Предохранительный клапан не предназначен для защиты прибора от резких скачков давления в водопроводной сети. Для решения данной проблемы в систему устанавливается специальный прибор – гаситель гидроударов

Запрещается использование накопительного водонагревателя без предохранительного клапана, или же с клапаном, давление которого превышает максимально установленное для данного прибора. В случае указанных выше нарушений, гарантийные обязательства потребителя на водонагреватель не распространяются.

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.

1. 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.
2. 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.
3. 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:

1. Рычажок устанавливают вертикально.
2. Он тянет за собой пружину.
3. 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.

Причины возникновения протечки и методы ее устранения

Если из предохранительного клапана водонагревателя вода течёт, не переставая, независимо от интенсивности ее использования в локальной системе горячего водоснабжения квартиры или суточной интенсивности использования во всём доме, то вероятность выхода из строя изделия весьма высока. Причины поломок могут быть следующие:

Некачественные изделия

Многие владельцы водонагревателей, экономя на комплектующих, приобретают дешёвые китайские предохранительные клапана. Эти устройства имеют довольно слабые пружины, а сборка выполнена некачественно с нарушением герметичности цилиндров. Такие клапана быстро выходят из строя и срабатывают даже при низком давлении в баке бойлера и начинают течь. Настоятельно рекомендуется заменить изделие на более качественное;

Загрязнение

Если вода в системе водоснабжения имеет низкое качество, а бак бойлера долго не проходил техобслуживание и не очищался от накипи, ржавчины и других твердых частиц, то с большой долей вероятности можно сказать, что внутрь попала твердая частица и не даёт пружине разжаться. В качестве экспресс ремонта рекомендуется открыть клапан на полную и пусть вода течет несколько минут. Засор может вынести потоком воды и пружина станет на свое место;

Избыточное давление в системе водоснабжения

Такая ситуация наблюдается на последних этажах многоквартирных высотных домов, если система водоснабжения имеет верхнюю подачу. Определить, это довольно просто. Будет наблюдаться непрерывная слабая протечка. Более точно проверить давление в системе можно, присоединив к трубе подачи манометр на гибком шланге. Стандартное давление составляет 1,5-3 атм. Если эти показатели превышены, то на входе в локальную систему водоснабжения квартиры рекомендуется установить редукционный клапан. Это устройство предназначено для регулировки давления. Его применение не только устраняет течь предохранительного клапана бойлера, но и защитит некоторые бытовые приборы (стиральная машина, посудомойка) и смесительные краны сантехнического оборудования.

Дефекты от механических повреждений

Причины физического воздействия, как на предохранительный клапан, так и на бойлер могут быть самые разные: падение, повреждение во время чистки, монтажа или транспортировки. При этом повреждённой может быть пружина или прокладка устройства, а также подающий патрубок водонагревателя. Если поврежденный клапан можно заменить на новый, то с ремонтом бойлера рекомендуется обратиться к специалистам;

Протечки бака

Подтекание может образоваться в месте подсоединения трубы к бойлеру или течет сам бак. В этом случае вода стекает по защитному устройству и может показаться, что течет предохранительный клапан. Причины таких протечек могут быть самыми разными: сквозная коррозия материала бака, разгерметизация швов, и т.п. В этом случае речь идет уже о замене самого бойлера;

Разгерметизация в месте подсоединения устройства к патрубку водонагревателя.

Одна из наиболее распространенных поломок. Причиной является строение и утрата эластичности уплотнительной прокладки или ФУМ ленты. Ремонт заключается в демонтаже и повторной установке.

Износ. В результате длительной эксплуатации пружина теряет упругость и открывает сливное отверстие даже при рабочем давлении системы водоснабжения. Потребуется замена устройства.

Назначение

Все без исключения производители накопительных водонагревателей прописывают в инструкции по использованию категорический запрет на эксплуатацию устройства без предохранительного клапана. А в инструкции по установке подробно описан способ монтажа. Это связано со способностью воды существенно расширяться при нагреве. Так как баки бойлеров имеют определенный запас прочности, то систематическое воздействие внутреннего давления может их попросту разорвать. Это может стать причиной очень опасных травм, а также значительных финансовых затрат. Если 50-100 литров горячей воды затопят несколько нижних квартир.

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:

1. Не допускать обратного тока воды из емкости нагревателя в водопроводную систему.
2. Сглаживать возможные скачки давления в водопроводе, в том числе – гидравлические удары.
3. Производить сброс излишков жидкости при ее нагревании, удерживая таким образом давление в безопасных рамках.
4. Если клапан оснащен рычагом, его можно использовать для слива воды из водонагревателя при проведении его техобслуживания.

Назначение предохранителя

Можно выделить три основные задачи, которые выполняет предохранительный клапан:

• обеспечивает безопасность эксплуатации водонагревателя;
• оберегает ТЭНы от сухого нагрева;
• при необходимости позволяет сливать воду из водонагревателя.

Предохранительный клапан ставят на накопительные водонагреватели (бойлеры). Чтобы лучше понять его принцип действия, надо знать, как устроен и как работает бойлер.

В накопительном водонагревателе вода находится на протяжении всего времени эксплуатации. ТЭН включается в зависимости от температуры, на которую отрегулирован термостат.

Холодная вода поступает в водонагреватель через патрубок снизу бака. Горячая вытекает из бака через трубу, которая вмонтирована в дно и установлена внутри, так что верхний ее конец почти доходит до верха емкости.

Это позволяет отбирать сначала верхний слой, который имеет более высокую температуру, а холодная вода тем временем поступает снизу.

Если не будет достаточного подпора в магистрали, то вода может сливаться через патрубок, который рассчитан на наполнение.

Если воды не будет, то ТЭНы попросту перегреются и сгорят. Даже если они не успеют перегореть до начала наполнения, вода, попав на раскаленный металл, быстро закипит, образует большое количества пара, который создаст очень высокое давление. Этого давления будет достаточно, чтобы разрушить прибор.

Чтобы взрыва не произошло, необходима установка обратного клапана для водонагревателя, который нужно расположить на входной трубе для холодной воды. В этом случае при снижении подпора в холодном трубопроводе в емкости всегда останется жидкость, препятствующая перегреву ТЭНов.

Но одной установки обратного клапана недостаточно. Более того, если установить только его, последствия могут оказаться еще хуже, чем при его отсутствии.

Поступающая в водонагреватель вода остановится, как только давление в бойлере станет равным давлению в холодном трубопроводе. После начала нагрева вода расширится внутри, а при закрытых кранах для разбора горячей воды ей попросту некуда будет деться и давление начнет возрастать. Все это чревато взрывом, последствия которого могут быть самыми непредсказуемыми и трагичными.

Очевидно, что для нормальной работы нужно просто предусмотреть спускное устройство, которое будет производить аварийный сброс воды при достижении давлением определенного порога (избыточное значение). Оно реализуется в виде предохранительного сбросного клапана для бойлера.