Предохранительные клапаны для водонагревателей: обязательность, как работают, установка и место в обвязке бойлера

Предохранительный клапан на водонагреватель, это группа безопасности. Клапан сбрасывает чрезмерное давление, не дает вытечь воде обратно, поэтому в название иногда добавляют слово «обратный». Установка на обвязке бойлеров обязательная, в строгой последовательности с другими узлами.

Обратный предохранительный клапан для водонагревателя объединяет два устройства со своими функциями. Каждое из первых двух слов названия может означать отдельные типы конструкций, но в данном случае, это один прибор.

Допускается ставить отдельно «подрывник», а после него затвор от вытекания, но это неудобно. Для водонагревателей используют конструкцию, совмещающую в одном корпусе узел сброса (перпендикулярный сегмент) и обратный клапан.

Также используют названия: предохранительный однонаправленный клапан, защитный, аварийный, давления, сброса, подрывной, срывной. Далее по тексту и в схемах для краткости, это устройство, объединяющее два сегмента и их функции, предназначенное для водогрейного оборудования.

Предохранительный клапан обязательный только для накопительных типов бойлеров. Изделие входит в комплектацию электроводонагревателя (ЭВН).

Для чего нужен обратный клапан на бойлере

Защитные краны водонагревателей, это разновидность трубопроводной арматуры прямого действия. Совмещают две функции:

Как устроен клапан сброса давления бойлера — принцип работы

С клапаном сброса избыточного давления воды из водонагревателя накопительного типа совмещается затвор от вытекания. Устройства размещены перпендикулярно в цельном корпусе из цилиндров буквой «Т». Сегменты работают независимо друг от друга.

Устройство предохранительного клапана для водонагревателя (двух его сегментов): затвор (тарелка) – диск с уплотнителями по кругу, перекрывающий проток, по центру – шток, удерживающийся пружиной, настроенной на определенный натиск. То есть, это полностью механическое изделие.

Защитный клапан играет роль одновременно затвора обратного и для сброса. Принцип работы:

• сегмент от вытекания – на одном конце для врезки в отвод стояка или подсоединения гибкого шланга от него находится резьбовая часть «папа». На другом – муфта с резьбой («мама»), для подводки или штатного входного «холодного» штуцера ЭВН. Обратный клапан работает так:
  • при отсутствии подачи затвор закрыт, наружу не открывается, удерживая содержимое бака;
  • вода из подводки подается по стрелке, напор через «тарелку» оттесняет пружину, проход открывается, а при снижении давления диск возвращается, перекрывая канал;
• в перпендикулярном цилиндре – сбросник. Пружина сжата сильнее. Для открытия потребуются намного больше усилий, чем напор магистрали. За перекрывающим диском – патрубок слива. При превышении давления диск отходит, стравливая его.

Варианты сегмента с подрывником:

• полностью заглушен;
• с резьбовой пробкой, скрывающей регулировочный болт (под шестигранник или отвертку);
• более распространенные, удобнее – с рычажком на клапане для ручного сброса, проверки и с болтиком от случайного поднятия;
• патрубок отведения воды от клапана: короткий, гладкий или длинный, рельефный для шланга слива.

На корпусе выбито давление срабатывания – стандартно 7 атм. Рабочее давление, это величина до указанной отметки без учета кратковременного превышения при активации узла.

Как работает аварийный клапан водонагревателя

После монтажа и обвязки ЭВН заполняется: открывают холодный стояк и горячий смеситель. Напора в трубе хватает для отодвигания обратного затвора, поток пройдет свободно в емкость, воздух вытесняется, выходит из открытого смесителя, после появления воды из точки разбора – бак полный.

В полном баке количество атмосфер примерно равное или чуть выше «подпирающей» его величины водопроводного. Если нет защиты от обратной течи и при закрытых кранах, горячая жидкость найдет выход через тот же вход – в холодный кран, бачок унитаза.

Напор в водопроводе МКД нередко понижается (аварии, ремонт, плановые работы). Без обратного крана бак опорожнится и нужно будет снова ждать нагрева. Причин для автоотключения ТЭНа нет, электричество тратится впустую, а при прекращении подачи и при несрабатывании защиты от «сухой» работы нагреватель перегреется и перегорит.

Работающий бойлер, это баланс допустимых температур и нагрузок, его поддержание обязательное. Есть определенный запас емкости на количество мПа, что указывается в инструкции.

Клапан сброса давления нужен для снижения натиска в баке, обеспечения динамического равновесия. При приближении количества мПа к критической отметке пружина сжимается, в дренажный патрубок происходит сброс избыточного давления воды.

Не только нельзя, но и опасно ограничиваться одним обратным затвором, нужен узел, совмещающий его и подрывник, иначе бак превратится в подобие бомбы. Вода при +90° C расширяется на 3%, и так по возрастающей.

Термостат останавливает нагрев, но может дать сбой. Выхода для увеличивающегося натиска нет – смесители перекрыты, а с другой стороны обратный узел закрыл возвратный путь.

В замкнутом пространстве температура резко достигается выше +150° С, параллельно увеличивается разрывная сила до 4 – 8 бар и выше. Рост мПа приведет к чрезмерному расширению стенок и сколам эмали. Но опасность в другом: большое давление повышает точку кипения, но одновременно температура растет.

Достаточно маленькой трещинки или открытия смесителя – резкое падение мПа приведет к понижению отметки кипения к стандартным +100° C, но жидкость нагрета больше (+150° C и выше) – произойдет мгновенное вскипание сразу всего объема в 50, 80, 100 л с образованием пара, последует сильнейший взрыв.

Таблица зависимости точки закипания от количества атмосфер в замкнутых пространствах, чем она выше, тем сильнее взрыв при разгерметизации:

С другой стороны, подключение без обратного клапана не желательное, но допустимое в крайнем случае и безопаснее – риска разрыва нет, а при понижении/повышении мПа вода просто будет уходить назад в магистраль.

Почему с клапана на бойлере капает вода

Нормальная ситуация, когда вода из предохранительного клапана водонагревателя капает (за сутки может достигать 1,5 – З%):

• только при нагреве, поскольку закономерно по законам физики возрастает давление, узел уравновешивает значения;
• при завоздушивании, но кратковременно, так как воздух выходит при открытии смесителя;
• вода может постоянно капать с клапана сброса давления из-за чрезмерного напора в самом водопроводе (изделие на 6 бар, а в трубах 7 бар).

К сливному штуцеру присоединяют шланг для дренажа клапана, выводят в канализацию или в емкость.

Раз в месяц проверяют срабатывание, через 1 – 2 года промывают растворителями накипи. Качественные модели служат более 10 лет.

Признак поломки – вода льется из клапана ручейком или постоянно капает при остывшем бойлере. Надо снять узел и промыть в растворителях извести. Обслуживаемые модели чистят, удаляют налет из пружины, элементов, штуцеров. Если модель необслуживаемая – только полная замена обратного клапана безопасности.

Если никогда не капает из штуцера слива, это должно насторожить – возможно, пружина слишком жесткая или конструкция забилась накипью, а также причина может быть проще – протекает смеситель.

Причины неисправностей предохранительного затвора:

• накипь не дает закрываться до конца, износились прокладки;
• неправильный подбор, пружина слишком слабая или жесткая, что приводит к протеканию или к несрабатыванию.

Как подобрать предохранительный клапан

Есть магнитно-пружинные, рычажные, рычажно-грузовые, мембранные затворы. Для водонагревателей всегда используются пружинные.

Виды предохранительных клапанов для электроводонагревателей, 3 группы для разных объемов:

На любой емкостный водонагреватель можно ставить перечисленные типы предохранительных затворов.

Отдельно надо выделить изделия:

• совмещающие и третий клапан – перепускной с дополнительной функцией сброса избытка мПа в магистраль холодной воды, пока значение в ней не станет равным с бойлером. Это лучший вариант для выбора;
• сбросные клапаны с регулировкой давления – применяются реже, ошибка в настройке может быть фатальной, чаще для промышленного оснащения, отопления.

Регулировка клапана сброса в настраиваемых моделях осуществляется точно по инструкции, селектором или штоком под крышечкой (шестигранником, отверткой). Иногда позиции не подписаны, поэтому шаг и соответствие положения регулятора количеству мПа надо проверять согласно технической документации. Стандартные регулируемые модели – на диапазон 6 – 10 бар с шагом 0,5 бар.

Изначально в комплектации ЭВН есть аварийный клапан под нужное давление. Если же узел докупается, то под предельное значение, указанное производителем на баке и под диаметры его штуцеров (обычно 1/2”, для емкости от 100 л 3/4”). Заниженное значение мПа приведет к постоянному протеканию, большее – к несрабатыванию. Нельзя брать с запасом, величина должна точно совпадать.

Как выбрать качественный предохранительный клапан для ёмкостных электробойлеров:

• бесшовное литье, латунь, иногда покрытая никелем. Сплавы из алюминия с железом или медью менее качественные;
• при нажатии штока заглушка туго ходит, возможно с небольшим заклиниванием в конце;
• если при сильном нажатии на шток подуть в цилиндр и воздух будет свободно проходить, то это признак плохого качества;
• рельефная маркировка не только со стрелкой направления воды, но с величиной срабатывания, без нее (даже если параметры есть в инструкции) изделие лучше не покупать.

Маркировка клапанов:

• на обратном сегменте – стрелка направления, могут указывать также диаметр подключения;
• на сброснике:
  • давление срабатывания;
  • маркировки производителей, стандарты: EN, CЄ, 10.10, 14.89, 23.12 14.13, RR. Главное, наличие обозначений именно на корпусе, расшифровка – на сайтах заводов, в инструкции;
  • на моделях с перепускным сегментом часто буква P.

Расчет предохранительного клапана, это сопоставление, на какое давление (на корпусе, в инструкции) настроен он и накопительный водонагреватель. Изделие подбирается под бойлер. Методика расчета учитывает, что есть модели регулируемые, тогда они настраиваются на указанный производителем критический параметр для ЭВН.

Как и куда ставится обратный клапан бойлера

Место защитного узла – холодная подводка, между перекрывающим маховиком стояка и штуцером водонагревателя. Можно врезать прямо в трубу или, если перед ним будет кран для слива, сначала установить тройник не дальше 200 мм от выхода в ЭВН.

Вертикальное расположение чаще встречается. Но отводы и положение труб бывают разными, горизонтальная установка допускается.

Если параметры водопровода не стабильные, то в схему включают перед предохранительным краном (со стороны подводки) понижающий редукционный клапан, сложные модели уже с ним.

Монтаж стандартный, потребуется пакля, переходники («американки»), фитинги для пластиковых труб, гибкая подводка с накидными гайками. Тройник закручивается на 3 – 4 оборота.

Устанавливать клапан на водонагреватель надо не дальше чем за 2 м до бойлера, зазор должен быть минимальным, иначе возникнет усиленный натиск на пружину и неадекватное реагирование. Правильный вариант – подсоединение прямо к штуцеру бака.

Перед группой безопасности (в направлении от бака) не должно быть никакой арматуры по правилам безопасности, но слив через сбросник с очень узким проходом медленный – 3, 5 часов, поэтому иногда перед ним ставят отдельный кран для этой цели. Главное, периодически проверять, что тройник не засорён, иначе путь к предохранительному затвору будет закрыт, бак разорвет.

Как проверить работу предохранительного клапана

Проверка:

• сбросник:
  • процедура удобная для конструкции с ручкой спуска. Шток соединен с пружиной, оттягивает ее. При выключенном бойлере небольшое поднятие на 1/5 – капли, полное – струйка, затем течь прекращается до нагрева, изделие рабочее заводские регулировки правильные;
  • у обслуживаемых моделей без рычажка шток резьбовой, регулируется шестигранником и отверткой, так же проверяется, после чего пружину надо вернуть в точно такое предыдущее положение;
• сегмент от обратного течения. После покупки перед монтажом – продувка, должен пропускать воздух по ходу стрелки, против – нет;
• перекрывают холодную подводку, наполняют полностью ЭВН. Дальше два варианта:
  • отсоединяют подводящий шланг от сбросника (из бойлера) – при исправности из него не должна идти вода;
  • открыть водоразборный холодный кран. При неисправности жидкость вытекает из бака и попадает назад в подводку, а так как магистраль перекрыта, она идет в смеситель. Первые несколько секунд вода будет идти, это объем, оставшийся в трубах, затем течь должна прекратиться.

Через прозрачный гибкий шланг от штуцера сброса пользователь сможет наблюдать работу, движение стравливаемой воды.

Если есть нерегулируемое изделие на 0,7 мПа, а требуется на 0,8 мПа, теоретически настроить можно, но не рекомендуется – покупают новое с нужным значением.

Допускается ремонт клапана, если он разборный, если просела пружина, то под витки подкладывают шайбы, опытным путем определяют срабатывание. Нерабочие неразборные модели заменяются новыми, но если причина поломки накипь, то можно попробовать промыть в растворителях.

Как слить воду с водонагревателя через клапан сброса

Недостаток слива через предохранительный затвор – медленность, проход узкий, несколько миллиметров. Опорожнение бака на 50 л – 3 часа. Помимо этого, небольшое отверстие часто забивается накипью, шламом, что делает процедуру невозможной. Лучший способ – перекрыть холодную трубу, оставить смеситель открытым, полностью отсоединить входную подводку.

Алгоритм, как слить воду из накопительного водонагревателя через клапан сброса:

1. Отключить ЭВН от сети.
2. Перекрыть холодный отвод стояка.
3. Открыть горячий смеситель (чтобы воздух замещал вытекающую воду).
4. Под предохранительный узел или шланг от него подставить емкость или вывести трубку в канализацию.
5. Поднять подрывной рычажок.