Клапан для водонагревателя: какой нужен и зачем

Принцип работы

Стандартные предохранители водонагревателя состоят из трех самостоятельных клапанов:

• сам предохранительный клапан (в редких случаях подрывной);
• обратный клапан;
• спускной (сливной) клапан.

Предохранительный клапан включает в себя шток из металла, заглушку на его конце, мощную пружину и штуцер для слива жидкости. Как только давление внутри бойлера превысит значение, указанное в документах, устройство срабатывает, шток сожмет тугую пружину и она откроет доступ воде к штуцеру, через которую та и вытечет. Это происходит настолько плавно, что поток воды представляет собой просто большое количество капель.

Обратный клапан включает в себя шток из пластика с резиновой заглушкой на конце и слабенькой пружинки. В отличие от водопроводных, обратный клапан бойлера не предназначен удерживать напор воды большого давления и служит обыкновенной заслонкой, поэтому пружина настолько слаба. Он всего лишь не дает вытечь воде в трубы при аварийной ситуации или отключении воды в центральном водопроводе.

Последний, но очень важный клапан – это спускной. Он состоит из штока обратного клапана и маленькой пружинки. Он работает «на подстраховке» предохранительного. Когда давление подходит к критическим величинам, но не переступает их, спускной клапан способен нормализовать давление внутри нагревателя во время включения водопроводного крана или слива в унитазе. Когда вода в трубопроводе слегка понижает за счет этого свое давление, спускной клапан открывается, и излишки почти кипящей воды уходят назад в трубу.

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

Как выбрать и установить клапан на бойлере: куда ставится

Для самостоятельной установки защитной системы понадобится инструкция предохранительного клапана. Ее необходимо внимательно прочитать, а еще лучше, дополнительно, посмотреть видеоролик в ютьюбе, чтобы точно узнать, как и куда ставить клапан на водонагреватель.

Порядок действий:

1. Выбирают предохранительную систему для водонагревателя с учетом давления в агрегате — оно указано в техпаспорте, и объема бака. Есть клапаны, срабатывающие при 6,7,8 и при 10 бар.
2. На резьбу наматывают льняную паклю или ленту «Фум».
3. Накручивают клапан на патрубок, затягивая до упора — сначала руками, а далее инструментом.

Важно правильно определить место монтажа. Систему защиты необходимо поставить прямо на патрубок, через который входит холодная вода

Устройство предохранительного клапана

Конструктивно прибор вмещает простую начинку. Он содержит два цилиндра, обладающих совместной полостью и расположенных ортогонально по нахождению один к другому.

1. Больший цилиндр содержит в середине тарелкообразный клапан, прижимаемый пружиной, за счёт него жидкость продвигается односторонне. Он похож на запорный клапан. На краях цилиндра имеется элемент резьбы, за счёт которой устройство подсоединяется к бойлеру и водопроводной трубе.
2. Цилиндр малого размера помещается ортогонально. Снаружи два бока закрываются заглушками, а корпус снабжён спускным патрубком. Данный цилиндр тоже снабжён перепускным клапаном, но направленность его действия супротивная.

Установка и регулировка узла безопасности

Установить предохранительный клапан на бойлер способен любой человек без помощи сантехника. Правильная монтажная схема указывает, что узел безопасности крепят на патрубок входа холодной воды в водонагреватель. Ниже идут краны, фильтра и другие элементы обвязки.

Устанавливается клапан на водонагреватель в такой последовательности:

• Установка предохранительного клапана осуществляется непосредственно на патрубок входа холодной воды, идущий внутрь водонагревателя. Часто между ними ставят разъемный переходник – «американку» для удобства демонтажа при обслуживании.
• На резьбу патрубка или переходника наматывают фум ленту для уплотнения соединения. Узел безопасности накручивают так, чтобы стрелка на корпусе была направлена в сторону бойлера.
• При накручивании на водонагреватель предохранительного клапана нужно остановиться, когда почувствуется упор. На дешевых моделях монтажный предохранитель отсутствует. Деталь накручивают на четыре оборота. Больше проворачивать нельзя. Резьба патрубка закроет канал штуцера для слива воды.

После установки стоит заглянуть внутрь корпуса со стороны обратного клапана. Внутри отверстия виднеется седло и сама пластина запорного механизма. Для проверки работоспособности пальцем или карандашом надавливают пластину. Она должна податься внутрь, а при отпускании возвратиться на исходное место.

Когда вся схема будет собрана, приступают к регулировке узла безопасности:

• Водонагреватель заполняют водой, подают напряжение и выставляют на терморегуляторе максимальную температуру. Предстоит подождать, пока произойдет полный нагрев, и автоматика отключит ТЭН.
• Из штуцера должны появиться капли жидкости. Если их нет, прокручивают регулировочный винт до получения положительного результата.
• После регулировки рычажком стравливают из бака немного воды, после чего возвращают механизм в закрытое состояние. Капель из штуцера прекратится. Внутрь бака поступит новая порция воды. ТЭН ее нагреет, и жидкость вновь начнет капать из штуцера.
• Отрегулированный на максимальную температуру механизм всегда сработает при превышении допустимого рубежа. Теперь на регуляторе можно задать меньшую рабочую температуру, например, 50–60оС. При достижении такого порога из штуцера жидкость не будет капать.

На работоспособность рычага принудительного слива и срабатывания при максимальной температуре проверяют группу безопасности 1 раз в месяц. Если отсутствует регулировочный винт и не срабатывает механизм по нужным параметрам, деталь заменяют.

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

Виды клапанов

Видов данной детали существует достаточно много. Вот их список:

• Пружинный обратный муфтовый. Сделан из двух частей, соединенных между собой резьбой. Разделяет их прочная резиновая прокладка.
• Пружинный муфтового типа с золотником из латуни. Эта деталь имеет сферическую форму золотника, потому пропускная способность ее намного выше.
• Комбинированный пружинного вида с воздухоотводом и дренажем. При помощи крана Маевского можно выпустить лишний воздух. Такой вид значительно упрощает обслуживание системы водоснабжения.
• Обратный пружинный с корпусом из полипропилена. Чаще всего такой тип используется в системах водоснабжения с трубами из аналогичного материала. Насосная станция с такой деталью удобна в обслуживании.

Детали также можно разделить по типу запорного элемента:

• Подъемные. Запорный элемент может двигаться в них только вниз либо вверх. Пружинка под действием напора воды сжимается и открывает запор. При падении напора, пружина закрывает створку. Поскольку такие клапаны имеют серьезные габариты, в основном используются они в промышленных системах водоснабжения.
• Шаровые. В таких моделях роль затвора выполняет резиновый либо чугунный шар. Пружин в такой конструкции не предусмотрено. Такие изделия прекрасно справляются со своими задачами как в канализационных сетях, так и в водопроводных.
• Поворотные. Запор в них имеет вид откидной створки. В основном такие модели применяются там, где диаметр труб составляет более 50 мм.

Принята следующая классификация клапанов по размеру:

• Стандартный, который используется в большинстве систем водоснабжения.
• Миниатюрные детали, которые ставятся внутри мест сгонов водяных счетчиков.
• Небольшие элементы, которые устанавливаются на выходе водяных счетчиков.
• Крупные изделия из чугуна — в основном устанавливаются в промышленных системах отопления и водоснабжения.

Основные виды поломок водонагревателей

Схема всех составляющих безопасной эксплуатации водонагревателей

Основные виды поломок водонагревателей следующие:

• Сильно шумит — первый признак наличия накипи на ТЭНе. Шум создается в результате того, что изначально приходится прогревать налет извести, а потом уже воду. В такой ситуации происходит перерасход электроэнергии. Если проблему не устранить, то вскоре ТЭН выйдет из строя.
• Наличие накипи на внутренних элементах. Первый признак такой проблемы — ржавая вода. Достаточно проводить плановую чистку внутренних элементов.
• Не греется вода — свидетельствует о неисправности ТЭНа. Решением будет замена нагревательного элемента.
• Перегревается вода — говорит о том, что термостат не выполняет свои функции. Деталь ремонту не подлежит, а требует замены.
• Бьется током. Проблема появляется в случае пробоя напряжения на корпус, если повреждается оболочка ТЭНа и нагревательный элемент начинает контактировать напрямую с водой. Для решения достаточно заменить ТЭН.
• Утечка воды из бака. В основном возникает при повреждении накопительной емкости коррозией. Следует заменить износившуюся емкость, а вот если течь наблюдается из-под пластиковой крышки, то бойлер подлежит полной замене.
• Не включается или не отключается прибор. Чтоб установить причину этой проблемы, нужно будет провести диагностику устройства.

Чтоб произвести мелкий ремонт, который включает в себя замену внешних деталей, достаточно прочесть инструкцию водонагревателя и можно приступать к работе. Но если проблема кроется внутри устройства, то лучше не проводить эксперименты и обратиться в сервисный центр для получения квалифицированной помощи.

Проверка работоспособности клапана

Первый способ: определить можно визуально. Достаточно включить водонагреватель. Работающее изделие – начинает капать вода. Для удобства монтируется на дренажном выходе шланг с прозрачной поверхностью. Конец его выводится в канализацию или рядом стоящую посуду.

Второй способ: используется рычаг. С его помощью осуществляется принудительное сливание воды. Этот способ пригодится, если забилось отверстие входа разными частицами мусора, ржавчиной. Слив небольшого количества воды вручную в равные промежутки времени позволит убедиться, что клапан работоспособный.

Как правильно выбрать изделие

Покупку предохранительного клапана совершают с учетом некоторых параметров:

• на какую температуру срабатывает изделие;
• размер резьбы;
• заданное для клапана давление. Если на корпусе не указан параметр, то необходимо узнать у продавца. Купленное изделие с величиной давления в большую сторону, приведет к взрывоопасной ситуации;
• наличие на изделии ручки принудительного слива.

Из большого количества конструкций специалисты советуют выбирать изделие с пружиной. Его отличает надежность. Такой механизм способен выдерживать давление жидкости.

Рекомендуется остановить выбор на изделии низкого или полного подъема, если говорить о его пропускной способности. Открытый тип предохранительного клапана выбирается в том случае, если лишняя вода выливается в атмосферу. Если в специальный шланг, то предпочтение отдается закрытому типу клапана.

Установка изделия

Современные модели бойлеров в продажу поступают с монтированным в них предохранительным клапаном.

Если изделие отсутствует, то рекомендуется его поставить на место:

• Водонагреватель отключается от сети.
• Сливается из него жидкость. Ее не должно быть в бойлере.
• На трубопроводе с холодной водой устанавливается клапан. Для работы необходимо приготовить ключ, ленту ФУМ.
• Проверяется правильность установки: поток воды должен совпадать со стрелкой на стенке конструкции.

Рекомендации по эксплуатации

Нельзя монтировать запорные механизмы в промежутке между предохранительным клапаном и входом в накопительный водонагреватель.

Фиксация клапана проводится на расстоянии, не превышающем 2 метра от входа в бойлер.

Принцип действия

В применении к бойлерам, более корректно говорить о системе предохранителей, ведь их в агрегате два. Они заключены в латунный корпус, имеющий Т-образную конфигурацию. В нижней части поставлен обратный клапан, а в ответвлении, под углом 90°, имеется еще один предохранитель. Последний обеспечивает выпуск жидкости.

Принцип работы водонагревателя:

1. Жидкость, двигаясь по водонагревателю, оказывает давление на особую пружину, которая из-за этого сжимается, выпуская лишний теплоноситель через специальный патрубок. Когда давление спадает до нормы, пружина разжимается и клапан оказывается закрытым.
2. Из штуцера понемногу капает вода — это происходит, в частности, при подогреве теплоносителя и при падении давления воды в водопроводной системе. Более того, если временами наблюдают на штуцере влагу, следовательно, система исправна.
3. Лишнюю воду необходимо периодически сливать из бака. С этой целью на патрубок надевают шланг и стягивают его посредством металлического хомута. Если этого не сделать, трубку сорвет, так как рабочее давление в агрегате — 6-10 бар.

Трубку для штуцера берут прозрачную и армированную («елочку»). Она способна выдерживать большое давление и, благодаря ее прозрачности, можно контролировать работоспособность устройства.

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

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.

Принцип работы

Если внимательней рассмотреть устройство клапана и принцип его работы, то весь механизм можно назвать системой клапанов. Это потому, что их в одном корпусе находится два. Работа первого ясна, через него стравливается лишнее давление из бойлера. Механизм соединен с боковым отверстием корпуса. А для чего нужен второй – обратный клапан? Устройство механизма внутри корпуса таково, что обратный клапан стоит снизу напротив входного отверстия. Он не дает холодной воде вытекать из бойлера при отсутствии давления внутри водопровода.

Принцип работы механизма следующий:

1. До тех пор, пока внутри водонагревателя давление меньше водопроводного, вода отжимает пластину обратного клапана, постоянно поступая в емкость. После того как давление сровняется, пружина придавливает пластину к гнезду корпуса, предотвращая этим поступление жидкости внутрь бака.
2. Дальнейшая работа механизма состоит из ожидания. Жидкость внутри бойлера постепенно расширяется от нагревания, и пока давление не дойдет до критической отметки, система клапанов закрыта.
3. После превышения допустимого предела давление горячей воды сжимает пружину предохранительного клапана. Пластина выходит из гнезда корпуса, открывая отверстие, куда будут стекать излишки жидкости. Дойдя до нормальных пределов, пружина прижимает пластину обратно к седлу, установив механизм в исходное состояние.

Рассмотрев устройство и принцип работы механизма, можно делать выводы, почему часто капает вода на выходе. Это будет происходить всегда при повышении температуры жидкости и понижении водопроводного давления, что указывает на нормальную работу устройства.

Далее возникает вопрос, куда девать вытекающую из бокового отверстия жидкость. Для слива воды к выходному отверстию подсоединена ПВХ трубка. Она должна быть армированной и закрепленной хомутом к патрубку. Эти требования к выполнению обязательны, так как рабочее давление, находящееся в пределах 6–10 Бар, сорвет и разорвет трубку. Иногда задают вопрос, зачем делать слив из прозрачной трубки? Ответ прост, для удобства. Сквозь прозрачные стенки удобно контролировать работу. То есть будет видно, течет вода или капает, что часто может указать на неисправность механизма.

Как слить воду через клапан?

Обычно вода сливается при диагностике поломок. Однако существуют и другие ситуации, когда это процедура необходима.

1. Дачные бойлеры. В конце дачного сезона сливать воду необходимо во избежание замерзания. Игнорирование условия приведет к разрыву бойлера в зимний период.
2. Авария. В данном случае потребуется освободить емкость бойлера от воды, чтобы устранить неисправности в водопроводной системе.

Некоторые установки не рассчитаны на длительное простаивание без воды. Данная информация указывается в руководстве по эксплуатации. В данном случае на выручку приходит бутылочная вода.

Используя предохранительный клапан, слив воды осуществляется более размеренно и безопасно. Чтобы освободить емкость надо выполнить ряд манипуляций.

1. Устройство нагрева пребывает под определенным уровнем давления, поэтому необходимо перекрыть запорный элемент впуска холодной воды. Далее следует постараться максимально выпустить воду через кран.
2. После того, как вода полностью уйдет, краник перекрывается. На клапане есть рычаг. Слив начнется сразу же после попадания воздуха в бак. Если водонагреватель оснащен пробкой – ее необходимо вынуть. Если технического отверстия нет – открывается дополнительный краник для вывода воды. Он располагается на патрубке.
3. Воздушные массы попадают внутрь, и вода сливается через носик на предохранительном клапане.

Слив – процесс долгий, но не требует больших усилий и особых навыков. Водонагреватель на 50-80 литров опустеет, примерно, спустя 1,5 – 2 часа. В случае, если в клапане имеются накопления ила, то слив воды будет длиться от 3 до 4 ч.

Читайте так же: