Перегрев теплоносителя приводит к его сильному расширению, особенно если температура достигла точки кипения. При расширении теплоносителя, давление в системе поднимается, что может привести к серьезным последствиям: от легкой протечки соединений или выхода из строя компонентов отопительной системы, до разрыва магистралей в недоступных местах (стенах или под стяжкой пола).
Известным способом предотвращения разрушения системы отопления вследствие высокого давления является предохранительный сбросной клапан. В статье мы детально рассмотрим его устройство и принцип работы, определим критерии выбора механизма, алгоритм установки в систему отопления, а также действия в ситуации, если клапан сброса давления потек.
Что это такое?
Сухое техническое определение гласит: клапан избыточного давления — это арматура, автоматически сбрасывающая излишки воды при появлении избыточного давления.
Он является устройством прямого действия, поскольку реагирует непосредственно на воздействие нагреваемой среды (воды или другого теплоносителя).
Как правило, клапан избыточного давления входит в базовую комплектацию всех компактных водонагревательных приборов.
Иногда клапан избыточного давления путают с обратным клапаном. Часто оба устройства размещают в едином корпусе, поэтому и возникает путаница. Однако, эти устройства используются для выполнения разных задач и принципиально отличаются друг от друга.
Принцип действия
Большинству рядовых пользователей, сталкивающихся с закрытыми системами водяного отопления, знаком только один вид предохранительной арматуры – простой пружинный клапан с фиксированной настройкой, изображенный на фото. Причина понятна – указанные элементы устанавливаются повсеместно на любые котлы, поскольку входят в состав группы безопасности вместе с манометром и воздухоотводчиком.
Примечание. Настенные генераторы тепла, функционирующие на электричестве и природном газе, оснащаются предохранительными элементами с завода. Они помещены внутрь корпуса и снаружи не видны.
Давайте разберемся, как работает обычный аварийный клапан, показанный выше на схеме:
- В нормальных условиях мембрана, прикрепленная к штоку и подпираемая пружиной, плотно сидит в седле и герметично перекрывает проход.
- Если происходит перегрев теплоносителя, он расширяется и создает в закрытой системе избыточное давление, частично компенсируемое расширительным баком.
- Когда величина подпора воды достигает порога срабатывания клапана (обычно – 3 Бар), пружина под ее воздействием сжимается и мембрана открывает проход. Автоматический сброс закипающего теплоносителя производится до тех пор, пока пружине не хватит силы снова закрыть проходное сечение.
- При возникновении аварийной ситуации хозяин дома может сам выполнить сброс избыточного давления, повернув рукоятку в верхней части изделия.
Несколько слов о том, где ставится сбросной клапан вместе с группой безопасности в закрытой системе отопления. Его место – на участке подающей магистрали в непосредственной близости от котла (рекомендуется не далее 0.5 м).
Узел безопасности всегда ставится на подающей линии отопителя
Важный момент. На трубопровод, ведущий от теплогенератора до элементов безопасности, запрещено устанавливать краны, вентили и прочие перекрывающие устройства.
Наглухо соединять патрубок изделия с канализацией не стоит – мокрые пятна либо лужицы укажут на срабатывание клапана и проблемы в отопительной сети. Например, вышел из строя расширительный бак или дал сбой циркуляционный насос при работе с твердотопливным котлом (возможно, отключали электричество). Нередко устройство начинает подтекать из-за попадания мусора между седлом и тарелкой. Больше о его работе рассказывается в видеосюжете:
Watch this video on YouTube
Уточняющая информация. Сбросные пружинные клапаны мастера и монтажники называют подрывными, потому что напор теплоносителя сжимает пружину и вызывает подрыв мембраны. Не путайте их со взрывными элементами, устанавливаемыми на дымоходы промышленных котельных, сжигающих природный газ.
Для чего нужен?
В задачу клапана входит сброс излишков горячей воды в рабочей емкости нагревателя. Расширение воды создает большое давление, угрожающее целостности прибора.
Клапан автоматически сливает некоторое количество воды, приводя общий объем к номинальному значению. Это позволяет сохранить нагреватель, защитить оборудование и людей от контактов с горячей водой.
Избыточные объемы воды выводятся через специальный патрубок, соединенный с системой водоотведения или специальным приемным резервуаром.
Конструктивное исполнение предохранительных клапанов
В зависимости от условий эксплуатации и назначения клапана могут различаться по ряду параметров: типоразмеру;
- материалу корпуса (чугун, бронза);
- материалу запорной мембраны (натуральная резина, армированный нитрильный каучук);
- типу присоединения к корпусу (фланцевый, резьбовой, быстроразъемный-виктаулик);
Конструктивная ориентация штока и диафрагмы может быть:
- вертикальной – оборудование серий 100 и 300;
- наклонной – серия 500.
Последствия отсутствия
При нагревании жидкость увеличивает свой объем (расширяется) на 3 %. Это означает, что в нагревателе с рабочим объемом 10 л появится дополнительные 0,3 л.
Если размер емкости не рассчитан на принятие дополнительных объемов воды (а так бывает чаще всего), корпус нагревателя будет разрушен. Потом появится трещина, в которую начнет уходить вода.
Большинство нагревателей устроены так, что уменьшение давления в рабочей емкости тут же компенсируется подпиткой из сети. Поэтому течь будет постоянной, пока емкость не заменят или не отремонтируют.
Устройство и принцип работы
Клапан избыточного давления представляет собой пружинный клапан прямого действия. Его выходной патрубок перекрыт шариком, прижатым к отверстию пружиной.
Когда напор H2O в нагревателе превышает усилие пружины, шарик открывает проход и выпускает излишки воды. Как только давление падает, пружина вновь прижимает шарик и закрывает выходное отверстие.
Есть разные конструкции клапанов, где в роли запорного механизма используется не только шарик, но и клин, тарельчатый элемент, другие детали. Однако, общий принцип действия у всех конструкций одинаков.
Внешне клапан напоминает обычный фитинг-тройник, но на перпендикулярном его отводе установлен ручка спуска воды. Выпускной патрубок снабжен ребристыми выступами для присоединения трубки, соединяющейся с системой водоотведения.
Тип подключения
По типу подключения или соединения с трубопроводом клапаны подразделяются на:
- фланцевые изделия — оборудованы фланцевыми пластинами на каждом выходе и подключаются к ответным фланцам на концах труб с помощью болтов;
- резьбовые — подразумевают наличие выходных патрубков с наружной резьбой;
- приварные — крепятся к газовому трубопроводу с помощью сварки и обеспечивают стопроцентную герметичность.
Виды
Существует несколько разновидностей таких устройств. В первую очередь, они делятся по величине предельного давления:
- для емкостей объемом до 50 л;
- от 50 до 200 л;
- выше 200 л.
Как правило, устройства первой и второй группы — неразъемные. Более мощные предохранительные клапаны предназначены для работы с высоким давлением (обычно, до 7 Бар).
Есть модели со спускной ручкой и без нее. Первые удобнее, они позволяют проверить работоспособность устройства или вручную уменьшить количество воды в емкости.
Правила установки
В замкнутых системах отопления предохранительный клапан устанавливается в самой верхней точке подающего контура.
Между ним и котлом не должно быть каких-либо функциональных элементов (клапанов, вентилей, задвижек). Обязательное требование к монтажу устройства – строго вертикальное положение. Установка даже под небольшим углом приведет к подтеканию воды.
К сбрасывающему патрубку клапана подсоединяется отводной шланг, который направляют в канализационный сток. Желательно выбрать такое место установки устройства, чтобы обеспечить беспрепятственный доступ к нему в случае необходимости в обслуживании или замене.
Как выбрать модель для бойлера?
Если водонагреватель укомплектован предохранительным клапаном в стандартной комплектации, для замены необходимо приобрести такую же модель. Однако, иногда возникают ситуации, когда надо установить устройство на старую модель бойлера, не снабженную подобной защитой.
В таких случаях принято руководствоваться цветом спускной ручки:
- красный цвет — модель рассчитана на предельное давление 0,6 мПа;
- черный цвет — 0,7 мПа;
- синий цвет — 0,8 мПа.
Параметры бойлера можно узнать в инструкции. Иногда предельное давление указывают на специальной табличке или бумажной наклейке, установленные на корпусе прибора.
Выбирать устройство необходимо в точном соответствии с предстоящей нагрузкой. Если он рассчитан на меньшее давление, вода постоянно будет сливаться. Если же номинал клапана намного выше рабочего значения, устройство при перегрузке не сработает, создавая опасность для нагревателя.
Пошаговая инструкция по монтажу
Клапан избыточного давления устанавливают на подводящей линии холодной воды к водонагревателю. Между бойлером и устройством никаких дополнительных устройств или запорной арматуры быть не должно.
На корпусе устройства стрелкой показано направление воды, чтобы исключить ошибки при установке.
Инструменты и материалы
Для установки потребуются:
- лента ФУМ или сантехнический лен;
- прозрачная трубка на выпускной патрубок;
- газовый ключ (малый).
Подмотка нужна для уплотнения резьбовых соединений. Пользоваться газовым ключом надо аккуратно, чтобы не сорвать резьбу или не оторвать патрубок на бойлере.
Прозрачную трубку натягивают на выпускной патрубок, а второй конец помещают в канализационный отвод. Трубка не обязательно должна быть прозрачной, но контролировать процесс слива удобнее, если можно увидеть режим сброса излишков воды.
Процесс установки
Перед началом установки необходимо отключить электропитание от бойлера, слить воду и перекрыть кран подачи.
Клапанное устройство обычно привинчивают прямо к патрубку подпитки нагревателя. На резьбовые соединения наносится сантехнический лен или лента ФУМ, после чего навинчивается корпус клапана.
Выпускной патрубок должен быть направлен вниз. Затем навинчивается гибкий шланг подачи и натягивается трубка слива воды.
Для проверки работоспособности защиты наливают воду и включают нагрев. Когда прибор выйдет на номинальный режим, ручку слива устанавливают в вертикальное положение. Если из патрубка потекла вода (ее видно сквозь прозрачные стенки трубки), значит, монтаж выполнен правильно.
Советы специалистов
- Подрывное устройство со стандартными техническими характеристиками при засорении пропускает воду даже при небольшом уровни давления. Решить проблему можно чисткой корпусных деталей. Для этого изделия нужно демонтировать и поместить в ёмкость с уксусом на 2 — 3 часа. Затем промыть его водой до полной чистоты и установить на прежнее место, смазав область соединения спиртом.
- Если клапан продолжает подтекать и после чистки, то скорей всего мусором забилась резиновая прокладка, опирающаяся на седло. Такую деталь проще заменить, чем отчистить без деформаций. Замену клапана на подводящем трубопроводе к бойлеру можно посмотреть на видео:
- Ряд потребителей вполне обоснованно сомневаются в долговечности запорной арматуры с пластиковыми деталями. Они действительно имеют более короткий срок эксплуатации, поэтому лучше сразу купить с металлическими составляющими. Такие изделия дороже в среднем на 100 — 150 рублей, но служат на много дольше.
- Нельзя просто заглушить устройство, даже в случае его подтекания. Огромное количество отопительных котлов вышло из строя именно после установки заглушки.
Неполадки: их причины и устранение
Возможны два вида неполадок:
- Постоянное подтекание из выпускного патрубка. Это свидетельствует об избыточном давлении в системе подачи воды. Проблема решается путем установки редуктора.
- Отсутствие выпуска излишков воды при высоком давлении в емкости. Это означает, что клапан поврежден или рассчитан на большее давление. В любом случае, устройство надо заменить, подобрав подходящую по номиналу модель.
Необходимо периодически проверять работоспособность устройства. Его замена обойдется гораздо дешевле, чем ремонт или покупка нового бойлера.
Что делать, если течет из предохранительного клапана от водонагревателя, подскажет видео:
Функции
Предохранительные клапаны для систем водоснабжения и отопления предотвращают рост давления выше уровня их срабатывания и защищают от повреждений трубопроводы, фитинги и прочую арматуру.
Стоит уточнить: они не применяются в системах ХВС, централизованного ГВС с подачей воды из теплотрасс и центрального отопления. Члены клуба — ГВС с приготовлением воды в накопительном водонагревателе (электрическом бойлере или косвеннике) и автономное отопление.
Контур ГВС с накопительным водонагревателем косвенного нагрева
ГВС
Накопительный водонагреватель любого типа должен снабжаться обратным клапаном на входе.
Почему?
Да просто потому, что без этого клапана вода выльется из бойлера при отключении и сбросе магистрального водопровода. Видите ли, его входной патрубок открывается в бак чуть выше уровня дна: такое устройство позволяет добиться расслоения воды по температуре.
Схема устройства электробойлера
Заметьте: помимо финансовых затрат, сброс воды из бака будет означать высокую вероятность выхода из стоят ТЭНов электрического бойлера.
А теперь представьте себе, что произойдет после заполнения и включения бойлера, отделенного от водопровода ХВС обратным клапаном.
- Температура воды начнет расти;
- По мере нагрева ее объем в полном соответствии с законами физики станет увеличиваться;
Рост объема при нагреве воды
- Рост объема почти несжимаемой жидкости в замкнутом пространстве бака вызовет стремительное увеличения давления.
Тут-то и приходит на помощь установленный на водоснабжение клапан предохранительный: он сбросит избыток воды в дренаж и тем самым снизит уровень давления.
Отопление
На отоплении наш герой входит в группу безопасности котла и выполняет ту же функцию, что и на ГВС: сбрасывает часть теплоносителя при опасном росте давления.
Клапан работает в паре с мембранным расширительным бачком и дублирует его функции: в штатном режиме избыток теплоносителя вмещает за счет сжатия воздуха, отделенного от воды эластичной мембраной, расширительный бак. Если давление продолжает расти вследствие неправильного расчета объема бачка или перегрева теплоносителя — срабатывает клапан.
Обвязка котла на твердом топливе
Кстати: установка расширительного бака практикуется и с бойлерами значительного объема. Она ощутимо сокращает расходы на водоснабжение: без расширительного бачка при каждом нагреве воды в 300-литровом косвеннике с 10 до 70-ти градусов по шкале Цельсия в дренаж будет сливаться 6 с небольшим литров горячей воды.
Бачок в обвязке косвенника
