Как работают предохранительные клапаны для бойлеров

Для чего нужен

Когда вода нагревается, она расширяется и увеличивается в объеме, а давление, соответственно, повышается. Если оно превысит уровень прочности бойлера, то он попросту взорвется. Для того, чтобы этого не произошло, устанавливается предохранительный клапан. Он не позволяет давлению внутри нагревателя подниматься выше нормы.

Помимо защиты от возможной аварии, клапан выполняет следующие функции:

• не позволяет тёплой воде возвращаться из бака в водопровод;
• защищает от гидроударов;
• если произойдет отключение водоснабжения, не нужно будет заново заполнять емкость водой.

Если вы думаете, что ваше устройство защитит терморегулятор, то вы заблуждаетесь. Они осуществляют контроль за степенью нагрева воды и не позволяют ей закипать. Однако, как и любой другой прибор, они могут выйти из строя, в результате чего, последствия будут необратимы. Поэтому не стоит рисковать.

О видах терморегуляторов для водонагревателя можете прочитать на странице .

Для чего нужен предохранительный клапан на бойлере

Бойлер представляет собой ёмкость для воды с нагревательным устройством, которым могут быть: топка для твердого топлива, газовая горелка, змеевик для горячего теплоносителя из системы отопления (косвенный нагрев) и теплоэлектрический нагреватель (ТЭН). Большинство бойлеров оборудованы ТЭНами, это удобно и не требует больших затрат при обустройстве.

Бойлер заполняется водой и находится под избыточным давлением, равным напору в водопроводе. При нагревании вода расширяется и в резервуаре бойлера повышается давление. Чтобы нагретая вода не выдавливалась в трубопровод с холодной водой и не сливалась при отсутствии холодной воды, на входной патрубок устанавливают обратный клапан для водонагревателя .

Бойлер оборудован защитной автоматикой, которая регулирует температуру нагрева, задаваемую пользователем. Верхняя часть бойлера остается всегда не заполненной водой. Присутствующий воздух служит амортизирующей подушкой, компенсирующей расширение воды и потому давление растет не значительно и не так быстро, как если бы воздух отсутствовал.

Автоматика позволяет нагревать воду не выше 80 градусов. Но если она выйдет из строя, то нагрев будет продолжаться непрерывно и может привести к образованию высокого давления, способного повредить бойлер. Чтобы этого не случилось, устанавливают предохранительный клапан сброса давления для бойлера . Который, при превышении давлением установленной величины, открывается и производит сброс излишков воды.

Производители электрических водонагревателей объединили два клапана, обратный и предохранительный в один корпус. Теперь это устройство выполняет обе функции.

Как устроен предохранительный клапан

Но часть потребителей привыкла игнорировать разные предписания и нарушать правила. Они упрощают все схемы установки и не устанавливают предохранительный клапан для водонагревателя. И мало кто задумывается о том, что электронагреватель способен взорваться, а это очень опасно для самого помещения, в котором он установлен, для здоровья людей, оказавшихся в непосредственной близости от бойлера. И все это может произойти из-за отсутствия или из-за неисправности небольшого прибора под названием предохранительный клапан.

Предохранительный клапан для водонагревателя (обратный) устроен довольно просто. В едином корпусе находится 2 цилиндра. Они располагаются перпендикулярно друг другу. Цилиндр, имеющий больший диаметр, внутри содержит пружину, которая поджимает специальную тарелку. При поднятии ее вода свободно течет через предохранительное устройство. Перпендикулярно расположенный маленький цилиндр также оснащен клапаном, работающим в противоположном направлении. Корпус имеет дренажный патрубок. Часто на корпус устанавливается специальный рычаг, с помощью которого дренажное отверстие можно открыть в любой момент принудительно.

Обратный предохранительный клапан для водонагревателя Рекомендуем ознакомиться

• Как правильно включить бойлер?
• Правильная установка водонагревателя своими руками
• Особенности водонагревателя из нержавейки

Данное устройство работает так:

• вода из трубопровода под давлением наполняет бак водонагревателя;
• при наполнении бака водой в нем поднимается давление и опускает (закрывает) тарелкой седло;
• при расходе воды давление в емкости падает и бак снова наполняется свежей водой;
• при повышении давления до предельно допустимых норм открывается дренажное отверстие и лишняя вода сливается из емкости.

Распространенные ошибки в подключении бойлера и их последствия:

Если трубопровод не обеспечить достаточной теплоизоляцией, нагретая вода будет быстрее остывать. Это скажется на времени нагрева воды до нужной температуры и энергозатратах.

• Пренебрежение необходимостью расширительного бачка.

Несмотря на наличие предохранительного клапана, его срабатывание приводит к тому, что бойлер начнет со временем течь. Протечка может возникнуть в любой момент, что приведет к потопу. И вам еще повезет, если вы живете в частном доме или на первом этаже. В противном случае вы затопите соседей снизу и придется оплачивать ремонт их квартиры.

• Отсутствие предохранительного клапана в бойлере.

Последствия этой ошибки могут быть фатальны и смертельно опасны. Когда бойлер исправен и вода нагревается до допустимых температур, отсутствие клапана — это не страшно. Но! Любая техника ломается, и если выйдет из строя реле регулировки температуры — страшная беда случится незамедлительно! Вода бесконтрольно нагреется до точки кипения, и давление повысится. А клапана нет, давление стравливать, соответственно, некуда. Представляете, что произойдет? Сорвет кран или лопнет бак — давление резко понизится. Вода мгновенно вскипит, и произойдет страшное! Взрыв — и половина квартиры разрушена, а возможны ведь и человеческие жертвы. Так что это крайне опасно, и допускать такую ошибку очень рискованно.

• Неправильная установка обратного клапана при монтаже водонагревателя.

Эта ошибка имеет несколько негативных последствий, связанных с подмешиванием горячей воды в холодное водоснабжение.

Подогретая вода попадает в стояк холодного водоснабжения, что приводит к ненужным тратам на обогрев лишнего объема воды. Счета за электроэнергию будут просто баснословными.

Может случиться перепад давления, что выведет из строя бойлер, и ремонт будет дорогостоящим.

Холодная вода становится опасной для здоровья человека, так как горячая вода, попадая в ХВС, повышает температуру воды, тем самым создавая благоприятную среду для размножения и развития там бактерий. А ведь холодную воду мы используем для приготовления пищи и пьем — это грозит серьезными пищевыми отравлениями.

Сантехника может прийти в негодность, если она не рассчитана на работу с водой высокой температуры. К примеру, счетчик ХВС или бачок унитаза.

Как видите, неправильное подключение бойлера грозит не только его поломкой. Это может нанести вред здоровью человека или даже быть смертельно опасно.

Как думаете, стоит ли выполнять эту работу самостоятельно или же лучше обратиться к специалистам?

Так устроен обычный обратный клапан. Но для бойлера его — недостаточно!

Это – металлический цилиндр, с обеих сторон которого имеются резьбовые участки для «запаковки» в прямой участок трубы соответствующего диаметра. Внутри остановлен тарельчатый клапан – диск с резиновым уплотнением по окружности, на центральной оси — штоке (показана на рисунке зеленой стрелкой). Диск постоянно находится в подпружиненном состоянии, перекрывая собой внутренний канал для прохождения воды.

При подаче воды в направлении по стрелке (направление допустимого тока жидкости всегда указывается на корпусе клапана – на рисунке эта отметка показана красной стрелкой), давление в трубе через «тарелку» сжимает пружину и приоткрывает проход. Как только давление снижается, клапан вновь самостоятельно переходит закрытое состояние.

Такая мера предосторожности, безусловно, необходима, чтобы в водонагревателе постоянно, при любых обстоятельствах, был заполнен бак. Однако, подобной меры явно недостаточно для обеспечения безопасности – об этом буде рассказано чуть ниже.

Предохранительный же клапан устроен несколько сложнее:

Типовая схема обвязки

Сразу оговорим несколько простых правил сантехмонтажа в контексте установки бойлера. Прежде всего, нежелательно использование гибких соединительных трубок. Резьбовые отводы бака нужно сразу же поворачивать уголками к стене, а затем спускать по ней (или провести сквозь) с последующей установкой двух кранов. Для отвода горячей воды допускается использовать PP-R арматуру, например, резьбовой угловой переход с МРВ.

А вот на вводе холодной воды лучше упаковать на тефлоновый шнур бронзовый уголок «гайка-штуцер». Как и с поворотом горячего отвода, не забудьте предварительно посчитать витки, чтобы после упаковки уголки смотрели точно в стену. Металлическое соединение необходимо для установки группы безопасности, обычно она имеет две внутренние резьбы.

Дальше можно полностью переходить на пластиковые трубы. Сразу после того, как отводы бака поворачивают вниз, устанавливаются два шаровых крана в пластиковом корпусе. Еще лет десять назад запорной арматуре в этом месте не придавали большого значения, пока окончательно не утвердилось мнение, что бак должен обслуживаться как минимум раз в 2–3 года. Чтобы на это время все остальные точки водоразбора оставались работоспособными, нагреватель локализуется кранами. К слову, горячий кран явно необходим лишь при параллельной работе нагревательных приборов и для защиты от обратного перелива через смесители прямого действия.

Типовая схема обвязки накопительного водонагревателя: 1 — запорные вентили на входе водопровода; 2 — шаровые краны водонагревателя; 3 — группа безопасности; 4 — накопительный водонагреватель

Вот и всё: это простейшая схема подключения, которая может быть дополнена разве что элементарным фильтром механической очистки. Строго говоря, электрический бойлер может работать вообще без обвязки, с одной только группой безопасности. Но, как мы убедимся позже, дополнительная арматура делает использование водонагревателя гораздо более удобным.

Виды клапанов

Обратные клапаны имеют одинаковое назначение, но могут различаться по строению и способу эксплуатации.

Шаровые

Затворным элементом в таких агрегатах выступает шар из металла определённых видов (стали, алюминия и др.). Резиновое покрытие детали увеличивает срок её службы.

Движущийся в определённом направлении поток теплоносителя переносит шарик в верхнюю полость клапана.

При смене курса перемещения жидкости элемент опускается на исходную позицию и перекрывает ей путь по трубе.

Плюсы таких деталей:

• возможность ремонта – крышка на верхнем отсеке корпуса даёт доступ к внутреннему механизму устройства;
• надёжность – прибор лишён перемещающихся и образующих трение деталей, благодаря чему он может работать в разных положениях и меньше подвергаться поломкам;
• небольшое гидравлическое сопротивление.

Минусы:

• значительный диаметр препятствует применению устройств в бытовых системах с небольшим сечением;
• при горизонтальной установке крышка должна располагаться наверху для возможности поднятия затвора, вертикальный монтаж предполагает обязательное движение потока жидкости вверх;
• малое давление в системе препятствует правильной работе агрегата (для поднятия шарика необходим напор в 25 бар).

Течь при выключенном бойлере

Смоделируем следующую ситуацию: водонагреватель отсоединён от сети, подача воды из водопровода включена (открыт кран на напорной магистрали). Из дренажного отверстия бойлера течёт вода. Причиной данного явления может быть как неисправность предохранительного клапана, так и повышенное давление в магистрали.

Чтобы найти причину протечки предохранительного клапана необходимо знать давление воды в водопроводе

Для определения виновника протечки надо измерить напор холодной воды в водопроводе. Дело в том, что если магистральное давление будет превышать принятое СНиП, то клапан откроется, и будет выполнять свои функции по сбросу излишков воды в канализацию. Большинство предохранительных клапанов водонагревателей, которыми производители комплектуют свои изделия, настроены на давление от 6 до 8 атмосфер. Максимальное давление, которое допускается СНиП в магистральных водопроводах, не должно быть больше 6 атмосфер. На деле же нередко бывает, что фактические показатели превышают нормативные на 1 — 2 атмосферы. Естественно, что предохранительный механизм при этом сработает.

Второй причиной протечек может быть сам клапан. Износ его тарелки или седла, ослабление пружины – вот те факторы, которые могут привести к негерметичности. Часто таким неисправностям подвержены дешёвые китайские изделия.

Нельзя сбрасывать с чаши весов и вероятность попадания под тарелку запорного механизма частичек накипи или мусора, что может случиться при аварийном сбросе давления или после слива воды из бойлера во время проведения профилактических или ремонтных работ.

В случае протекания предохранительного клапана ни в коем случае не удаляйте эту деталь из системы подачи воды к водонагревателю.  Помните о том, что работа накопительного водонагревателя без предохранительного клапана запрещена и может привести к его взрыву.

Разновидности и параметры выбора

Клапаны обратные, устанавливаемые в системах водоснабжения, выпускаются нескольких типов:

• дисковые;
• лепестковые;
• шаровые;
• подъемные;
• двухлопастные.

Дисковые устройства отличаются своей компактностью. Принцип работы прибора прост – под напором жидкости дисковый затвор перемещается, освобождая канал. При понижении давления возвращение диска в первоначальное состояние происходит за счет воздействия пружины, в таком положении реверсивный ток воды невозможен.

Клапаны двухлопастные, обладающие большими размерами, устанавливаются в сложных водопроводах. В качестве примера можно представить системы водоснабжения индивидуальных домов, оборудованные насосом – при его поломке велика вероятность обратного перемещения воды под давлением. Принцип действия двухлопастного устройства также не сложен: запорный орган под воздействием жидкости складывается пополам, а при обратном токе затвор раскладывается, полностью занимая проход.

В качестве затвора может использоваться шар, перемещаемый в открытое положение воздействием потока жидкости. При понижении напора элемент возвращается в исходное положение, закрывая собой рабочий проход. Такие клапаны, как и краны, получили название «шаровые» и устанавливаются в водопроводах, устроенных из труб различного диаметра.

В подъемных клапанах используется запорная чаша (золотник). Под напором жидкости чаша приподнимается, освобождая место для прохождения потока. При понижении давления золотник переходит в первоначальное положение, закрывая проход. Такие приборы допускается устанавливать лишь на горизонтально расположенные трубы.

В устройствах лепесткового типа затвором служат лепестки, раздвигающиеся под давлением воды и открывающие канал. При перемещении жидкости в противоположную сторону лепестки сдвигаются.

При подборе клапана, следует обратить внимание на материал его изготовления: качественные приборы изготавливаются из латуни CW617N.

Также нужно рассмотреть специальную маркировку:

• Обозначение допустимого давления выполняется литерами PN либо РУ и следующими за ними цифрами. К примеру, РУ-20 означает способность устройства работать под давлением до 20 бар. В системах центрального водоснабжения стандартным считается давление до 6 бар для холодной воды и до 50 бар – для горячей.
• Диаметр прохода маркируется литерами DN или РУ, например, РУ-20. По этому параметру клапан подбирается с учетом размера прохода установленных рядом элементов для недопущения повышения нагрузок и понижения давления.

Неисправности клапан и его регулировка

С предохранительным устройством может случиться лишь две вещи: либо из него не течет вода, либо наоборот, капает очень сильно.

Чтобы понимать принцип работы предохранительного клапана уточним, что в норме при нагреве воды, производится регулировка давления, и вода стравливается. Это может происходить, и когда бойлер выключен, то есть не нагревает воду. Это происходит потому, что предел срабатывания предохранительного устройства ниже давления воды в водопроводе, то есть, если прибор выдерживает 6 бар, а водопровод подает воду под давлением 7 бар. Если стравливание воды по этой причине происходит часто, то можно оборудовать систему водоснабжения специальным редуктором. Удобнее будет установить его сразу на входе воды в квартиру или дом. Но можно выбрать небольшую модель и поставить непосредственно перед бойлером, для регулировки давления в нем.

Проверить исправность клапана можно еще одним способом. Выключив бойлер нужно несколько раз поднять и опустить рычажок аварийного сброса давления. Вода перестанет капать с предохранительного клапана  бойлера, и закапает снова, когда начнется нагрев.

Если вода продолжит течь из предохранительного клапана для бойлера, то это может указывать на засор устройства. Разборную модель нужно снять, прочистить и поставить на место. Неразборный же вариант можно только заменить.

Конечно, постоянное капание воды малоприятное зрелище, но это не опасно. Но если при повышении давления в патрубках наоборот не появляется вода, значит, скорее всего, засорился штуцер вывода или сам предохранительный клапан. Нужно прочистить их, или заменить, если это не помогло.

Подключение

Требования к установке любого водонагревателя:

• Располагается оборудование ближе к вводу водопровода, идеально между вводом и точкой забора воды.
• Повышенное потребление электроэнергии не допускает подключение к обычной розетке. Необходимо проложить отдельную линию от распределительного щитка.
• Для защиты оборудования, которое работает в условиях повышенной влажности, обязательно устанавливается УЗО (устройство защитного отключения), защищающее от удара электрическим током, и автомат для защиты от перенапряжения и короткого замыкания.
• Водонагреватель является источником тепла, так что при его установке обязательно соблюдается дистанция со всех сторон от преград и другого оборудования, исключая перегрев.

При наличии централизованной системы горячего водоснабжения водонагреватель устанавливается как перемычка между трубами горячей и холодной воды. Система обратных клапанов и запорных вентилей определяет ток воды только от холодной воды в бак и с его горячего вывода в сторону потребителя.

Если ввода горячей воды нет, то водонагреватель устанавливается на ответвлении от холодной воды и формирует от своего выхода внутреннюю разводку в квартире.

Любой электрический водонагреватель чувствителен к чистоте воды, так что обязательным элементом является фильтры грубой и тонкой очистки перед ним.

Подключение холодной воды от ввода после счетчика и фильтра тонкой очистки до холодного (синего) ввода нагревателя:

1. Шаровой вентиль.
2. Предохранительный клапан для водонагревателя.
3. Тройник с подключенным дренажным краном для сброса воды.
4. Штуцер для подключения к холодному вводу нагревателя.

От штуцера для сброса давления предохранительного клапана ведется шланг диаметром 8-10 мм к канализационной трубе. Для этого следует предусмотреть специальный «сухой» сифон или отвод от трубы с подъемом не менее 50 см и заглушкой, в которой высверливается отверстие под шланг.

Подключение горячей воды от горячего (красного) вывода нагревателя к смесителям:

1. Штуцер для подключения к водонагревателю.
2. Шаровой вентиль.
3. Тройник для включения в линию ГВС
4. Обратный клапан, со стороны ввода исключающий попадание воды из бойлера в центральную систему ГВС.

Для полипропиленовых труб понадобится: паяльник, труборез, набор фитингов, включая тройники, колена и переходники с пластика на металл с внешней резьбой, американка. Для холодной оды используется неармированная труба PN16(20), для горячей – армированная стекловолокном или алюминием PN20(25).

Для металлопластика из инструмента понадобится только труборез и калибратор при использовании зажимных фитингов. Набор фитингов подбирается тем же составом, как и в первом случае (тройники, колена и переходники с пластика на металл).

Подключение электропитания

Для подключения питания в большинстве случаев используется клеммная колодка, расположена под защитной крышкой на корпусе водонагревателя. Где именно она находится и как до нее обраться, следует уточнять в инструкции. Шнуром питания с вилкой для подсоединения к розетке снабжаются только маломощные нагреватели на 1,5-2 кВт. Однако и в этом случае желательно обойтись прямым подключением к отдельной линии, для которой в щитке выделен автомат и УЗО.

Схема подключения водонагревателя к элекричеству

Подключение выполняется трехжильным медным кабелем сечения не менее 2,5 мм2, если иного не указано в инструкции. Чем выше потребление, тем толще должен быть кабель. В Таблице указаны требования к кабелю, отталкиваясь от мощности и тока.

Алюминий	Сечение провода, мм2	Медь
Сила тока, А	Мощность, кВт	Сила тока, А	Мощность, кВт
14	—	1,0	14	3,0
15	—	1,5	15	3,3
19	3	2	19	4,1
21	3,5	2,5	21	4,6
27	4,6	4,0	27	5,9
34	5,7	6,0	34	7,4
50	8,3	10	50	11

На линии для водонагревателя больше не должно быть оборудования, как и на автомате с УЗО. Допускается установка защиты и автомата непосредственно возле водонагревателя, однако следует их монтировать в специальные влагозащищенные боксы

Можно ли ставить другие клапана

Иногда вместо специального предохранительного клапана для бойлера ставят подрывной, который предназначается для аварийного сброса воды на отоплении. Хоть функции у них и похожи, но основной режим работы отличается в корне. Подрывной должен срабатывать только в аварийных ситуациях. Он рассчитан на залповый сброс большого объема жидкости. Для постоянного стравливания небольших порций воды он не подходит. Соответственно, работать корректно не будет.

Другой случай — установка только обратного клапана. Он не даст стечь воде при понижении давления в водопроводе, но от повышения давления в бойлере не спасет. Так что этот вариант тоже не работоспособен.