Предохранительный сбросной клапан: принцип работы, сферы применения и монтаж

Правила монтажа и эксплуатации прибора

Для максимальной защиты системы от избыточного давления необходимо соблюдать правила по установке и эксплуатации сбросного клапана:

• подключение выполняют на выходном патрубке отопительного оборудования;
• для монтажа выбирают максимально высокую точку трубопровода;
• сбрасывающий патрубок обязательно соединяют с отводящим каналом, подключённым к системе канализации;
• диаметр пропускного отверстия клапана должен по площади соответствовать внутреннему диаметру трубы;
• расположение устройства контроля располагают в доступном для обслуживания месте;
• рекомендуется использовать быстросъёмные соединения;
• если нужно соединить трубы после установленных клапанов, то диаметр выходной части должен быть равным или превышать площадь их сечений;
• при монтаже двух устройств сброса давления сечение трубы суммарно на 25% должно превышать площади пропускных отверстий;
• между котлом и клапаном запрещается устанавливать врезки и ответвления коммуникаций;
• после монтажных работ нужно убедиться в открытии клапана при заданных параметрах;
• обслуживание следует проводить строго в соответствии с требованиями производителя.

При длительной эксплуатации на внутренних поверхностях образуются засоры, которые могут негативно влиять на время срабатывания клапана

Важно использовать специальные растворы для их очистки. Подойдут спиртовые или уксусные растворы для этих целей

Если были замечены подтёки на корпусе, то устанавливать заглушки категорически запрещено, так как это может привести к аварийным последствиям. Нужно выполнить оперативную замену устройства, подобрав правильные параметры.

Для контроля состояния, настройки и проверки работоспособности клапана нужно пользоваться показаниями манометров, датчиков температуры и других приборов. Это позволит не привлекать специалистов, а решать все необходимые задачи самостоятельно.

Конструкция и принцип действия устройства

Для начала детально разберем устройство и принцип функционирования предохранительного клапана.

Устройство предохранительной арматуры

Предохранительный клапан, как и остальные виды арматуры, 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, по отзывам, дольше. Пружины внутри корпуса изготовлены из хромированной стали.

Схема, на которой хорошо видно внутреннее содержимое клапана. В трубу врезается часть, препятствующая обратному потоку воды, а перпендикулярно расположен предохранительный модуль с подвижным носиком

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.

Внешний вид предохранительного клапана с пластиковым рычажком: 2 – резьба для врезки в сеть ХВС, 3 – резьба для подключения к бойлеру, 8 – мини-патрубок для вывода жидкости, 9 – рычаг для принудительного открывания

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.

Почему недостаточно монтажа обратного клапана?

Предохранительное устройство является комплектующим элементом, поэтому искать в магазинах и подбирать запчасть для монтажа нового водонагревателя не нужно. Но при переносе деталь может потеряться.

Видимо, именно поэтому некоторые умельцы, устанавливающие б/у бойлера, вместо предохранительной модели врезают типовой обратный клапан, что строжайше запрещено инструкцией.

Такая обвязка является неправильной. Для слива воды сделан горизонтальный отвод с запорным вентилем, а ниже этого узла подключен обратный клапан без предохранительного механизма

Любой, кто начинает эксплуатировать бойлер с неправильной обвязкой, рискует не только оборудованием, но и жизнью людей. Уравновешенное термодинамическое действие при нагреве воды может выйти из-под контроля, и тогда обычный водонагреватель превращается в настоящее взрывное устройство.

Давление, увеличенное до 5-6 атмосфер, повышает температуру воды внутри бака до критической точки кипения, а затем еще выше. Накапливается огромное количество пара и происходит взрыв.

Последствия взрыва бытового водонагревателя в городской квартире. Результатом неправильной обвязки бойлера стали выбитые двери и разрушенные стены не только у владельцев техники, но и у соседей

При использовании стандартного предохранительного клапана для домашнего водонагревателя все иначе: при достижении критического уровня давления пружина в устройстве сжимается и выпускает наружу часть жидкости.

Благодаря этому давление внутри системы уравновешивается и оборудование продолжает нагрев в обычном режиме. По этой причине установка предохранителя обязательна и регламентирована требованиями монтажа.

Таким образом, устройство безопасности выполняет ряд функций, важных для нормальной эксплуатации бойлера.

Производители бойлеров настоятельно рекомендуют профессиональный монтаж водонагревателей. Если это невозможно, то все действия по установке должны происходить строго по инструкции, с соблюдением всех норм и обязательной установкой предохранительного модуля.

Регулировка предохранительного клапана

Установка клапана на емкость для нагрева воды требует тщательной работы и максимальной концентрации. Именно на момент монтажа проводится своеобразная регулировка клапана, в котором есть пружинный механизм. Регулирование осуществляется специальной ручкой, которую не нужно подбирать, ведь она идет в комплекте. А именно, проводится поворот такой детали, как регулировочный колпачок, сжимающий стальную пружинку, и таким образом идет перемещение груза по рычагу.

Это способствует засорению клапана и соответственно его загрязнению.

Регулирование предохранительного клапана осуществляется специальной ручкой, которая идет в комплекте

Чтобы этого избежать потребуется:

• Регулярно проводить осмотр клапана;
• Включать клапан и осуществлять специальный маневр;
• Своеобразное прочищение.

Именно так можно избежать порчи изделия, ведь оно может потребоваться в совершенно любой момент, а при неисправности возможны серьезные последствия вплоть до поломки изделия.

Категорически не рекомендуется применять в системе отопления двухпозиционные клапан. Это вполне объяснимо, так как при достижении критического уровня давления происходит автоматическое открытие устройства, что снижает уровень максимально быстро, точно так же, как и последующее закрытие клапана. Все это становится причиной гидроудара, который приводит к разрыву треб и самого бака.

Особенности установки

При установке сбросного клапана для воды следует учесть не только его характеристики, но и работу, выполняющуюся расширительным баком. Если он не отреагирует на повышенное давление в системе, должен сработать предохранитель для выхода лишней жидкости. Соблюдая правила установки, расположение клапана должно быть на расстоянии 30−40 см от выходного патрубка котла, а между ними встраивается манометр. Его показания служат информацией о состоянии отопительного контура. Правила установки сбросного клапана:

1. 1. Перед устройством запрещено устанавливать запорное оборудование — задвижки, краны и т. д.
2. 2. Для удаления лишней воды на выходной патрубок клапана ставится трубка для слива. Для этого можно использовать соединение с обраткой или канализацией.
3. 3. Предохранительный клапан должен стоять в самой верхней точке замкнутой системы отопления.

Кроме этого, следует регулярно проверять рабочее состояние механизма. У пружинных моделей может произойти спайка тарелки со стенками корпуса. Это действует на превышение отметки максимального давления, влияющего на своевременное срабатывание клапана в отопительной системе, из-за чего устройство может не открыть отверстие для выхода жидкости.

Зачастую это касается условий эксплуатации сбросного предохранителя для отопления, а не принципа его работы. Но даже при тщательном выполнении установки возможно нестабильное функционирование изделия. При частом срабатывании аварийного устройства (6−8 раз) рекомендуется замена его. Это означает, что механизм пришёл в негодность — износились пружина и тарелка. Устанавливая предохранительный клапан, следует учитывать:

• насколько соответствуют его технические характеристики эксплуатационным;
• правильное подсоединение;
• при монтаже стоит пользоваться традиционной паклей для труб, лента ФУМ (фторопластовый уплотнительный материал) не выдерживает температурного воздействия, из-за чего может возникнуть течь.

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.

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

Предохранительный клапан для водонагревателя корректнее было бы назвать системой клапанов, так как их в устройстве два.

Устройство предохранительного клапана для бойлера

Механизм работы следующий:

• Пока давление в бойлере меньше чем то, которое в водопроводе (при заполнении или при открытом кране), тарельчатая пластина обратного клапана отжата потоком воды. Как только давление выравнивается, пружина поджимает пластину к выступам корпуса, перекрывая поток воды.
• При включенном нагреве происходит постепенное увеличение температуры воды, а вместе с ней растет и давление. Пока оно не превышает предельное, ничего не происходит.
• При достижении порогового уровня давление сжимает пружину предохранительного клапана, открывается выход к штуцеру. Некоторая часть воды из бойлера стравливается через штуцер. При понижении давления до нормального пружина запирает проход, вода перестает стекать.

По принципу работы понятно, что вода из штуцера будет постоянно подкапывать. Это происходит при нагреве воды, при понижении давления в водопроводе. Если вы периодически видите на штуцере воду, значит все работает нормально. Но сливающуюся жидкость надо отводить. Для этого на патрубок надевают трубку подходящего диаметра, обязательно закрепляют ее хомутом.

Еще один момент: трубка на штуцер нужна прозрачная и желательно армированная (так называемая «елочка»). Почему армированная понятно — из-за давления, а прозрачная — для возможности контроля работоспособности устройства.

3 Выбор сбросного изделия

Современные закрытые контуры обогрева оснащены обычно латунными предохранителями прямого действия. Их устанавливают в системах, для отопления которых используются дизельные, газовые или электрические котлы.

Как только температура и давление поднялись до критической нормы, клапан мгновенно реагирует, прекращая нагрев теплоносителя и предотвращая аварию. Сбросные изделия устроены с расчётом на превышение давления до 3−6 бар.

Выбирая предохранитель для системы, отапливаемой дизельным, газовым или электрическим котлом, следует обратить внимание на устройство, которое будет выдерживать давление в контуре, на 30% превышающее обычное. Для котлов, которые отапливаются торфом, брикетами или углем, следует внимательно подбирать вид сбросников, так как твёрдое топливо не способно моментально прекратить горение

Для них хорошо подойдёт использование предохранительных клапанов теплового сброса, которые выполняют свои функции до максимального давления 10 бар. Это же касается и твердотопливных агрегатов с открытыми отопительными системами, в которых такие изделия работают эффективнее всего и реагируют на повышение температуры, а не давления.

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.

Обратный клапан для водонагревателя

Если тщательно исследовать клапан сброса воды и то, для чего он нужен, то можно увидеть то, что это целая система клапанов, в частности двух.

А именно:

1. Первый отвечает за сброс лишнего количества давления. Предохранительный клапан соединяется с отверстием, расположенным сбоку корпуса.
2. Второй клапан находится снизу около входного отверстия. Именно за счет него холодная вода не вытекает из устройства, если нет давления в водопроводе.

До того момента, пока внутри емкости воды меньше, чем в водопроводе, она отжимает пластину в обратном клапане и поступает в емкость. Как только давление становится одинаковым, пружина начинает давить на пластинку в гнезде корпуса, что предотвращает поступление дополнительного объема жидкости.

Обратный клапан необходим для того, чтобы холодная вода не вытекала из устройства, если нет давления в водопроводе

Внутри бойлера происходит постепенное расширение жидкости при нагревании. После того как превышен допустимый предел давления горячей воды, проводится сжимание пружины в предохранительном клапане.

Далее проводится выход пластины из гнезда, открытие отверстия и стекание лишнего количества жидкости. Как только достигается оптимальный уровень давления, пластина возвращается на свое место в исходное положение.

Рассматривая устройство и то, как работает механизм, можно сделать вывод о том, что предохранитель требуется для аварийного спуска давления, чтобы не испортить технику и не столкнуться с чрезвычайным случаем.

Установка на водонагреватель

Выбор нужной модели

Обычно бойлеры продаются уже с предохранительным клапаном, определенного параметра. Если клапан отсутствует, то его приходится приобрести самостоятельно. Примерная цена на предохранительное устройство — 250–450 рублей.

При покупке клапана для водонагревателя обращают внимание на резьбовую часть. Если с ней все в порядке, то стоит обратить внимание на какое рабочее давление рассчитан клапан

Эту величину можно узнать, заглянув в техпаспорт на оборудование. Если она ниже положенного уровня давления, то из предохранительного устройства будет постоянно течь вода. Клапан с уровнем давления выше положенного в критической ситуации может не спасти от перегрева бойлера.

Правильная установка

1. Прежде чем установить прибор, бойлер следует отключить, а воду слить.
2. Предохранительное устройство ставится на входе холодной воды в нагреватель. Для установки используется уплотнитель: фумлента или пакля. С другой стороны, устройство присоединяется к водопроводу с холодной водой.
3. Если известно, что водопроводная система подвержена перепадам давления, то в этом случае до клапана разумно будет поставить водный редуктор.
4. Из крана время от времени может капать вода — это вполне нормальное явление, хотя оно может раздражать некоторых людей. Является показателем работоспособности прибора. Вообще, неплохо соединить дренажный патрубок и систему канализации гибким прозрачным шлангом, чтобы оценивать работу прибора.

Некоторые пользователи стараются скрыть предохранительный клапан для водонагревателя и разместить его как можно дальше от нагревателя.

Такой подход не возбраняется если будут соблюдены два условия:

1. Запрещается устанавливать запорные устройства любых видов между входом в бойлер и предохранительным устройством.
2. Разносить бойлер и клапан на расстояние более двух метров возбраняется.

Если имеет место обильно подтекание воды через дренажный патрубок до сильного нагревания воды, то это говорит о слишком высоком давлении в водопроводной системе. Такое бывает редко. В этом случае стоит установить редуктор.

В то же время не мешает проверить, может приобретенный клапан имеет низкий показатель давления и не соответствует модели нагревателя. Если же он в норме, то стоит проверить пружину — возможно, она слега «подсела», и ее необходимо заменить.

Следует насторожиться, если при максимальных показателях нагрева клапан остается сухим. В этом случаем с большой долей уверенности можно говорить о его неисправности. Не стоит играть в «русскую рулетку», лучше приобрести новый прибор.

1 Процесс работы аварийного устройства

Многим пользователям закрытых систем отопления известен только один вариант предохранительной арматуры — пружинный клапан сброса давления воды, оснащённый фиксированной настройкой. Эти устройства применяются для установки на разных котлах, так как принадлежат к группе безопасного пользования отоплением вместе с манометрами и воздухоотводчиками.

Агрегаты, которые работают при помощи электроэнергии и газа дополняются предохранительными составляющими прямо с завода. Они находятся внутри корпуса и визуально не обнаруживаются. Следует разобраться в работе аварийного клапана сброса давления:

1. 1. При обычных условиях мембрана, которая крепится к штоку и поддерживается пружиной, плотно находится в седле, тщательно перекрывая отверстие.
2. 2. Перегревание теплоносителя приводит к увеличению его объёма и созданию в системе избыточного давления, которое частично компенсируется при помощи расширительного бака.
3. 3. Когда давление воды поднимается до момента срабатывания клапана (при 3 барах), под его действием пружина сжимается и этим даёт возможность мембране открыть проход. Автоматическое сбрасывание воды происходит до возвращения пружины и мембраны в своё обычное положение.
4. 4. Если возникает аварийная ситуация, владелец дома может самостоятельно сбросить избыточное давление. Для этого нужно повернуть рукоятку, находящуюся в верхней части изделия.

Не следует прочно соединять патрубок сбросного изделия с канализационной системой. По влажным местам определяется срабатывание клапана, если возникли проблемы в контуре (прекращение функционирования расширительного бака или циркуляционного насоса). Такая ситуация возможна при отключении электроэнергии. Бывает, что устройство даёт течь из-за засора между седлом и тарелкой.