Обратный клапан для водонагревателя
Постоянное наличие горячей воды в доме или квартире – для большинства людей это уже давно стало привычной нормой, без которой трудно представить нормальную, комфортную жизнь. Если к жилью протянут водопровод или организовано автономное бесперебойное водоснабжение, например, из скважины или колодца, то нечего и думать – нужно устанавливать водонагреватель того или иного типа.
Обратный клапан для водонагревателя
Наверное, лидирующую позицию по популярности среди приборов нагрева воды для бытовых нужд являются электрические бойлеры. Они чрезвычайно просты в эксплуатации, их установка не потребует никаких дополнительных согласовательных процедур или составлений отдельных проектов. Монтаж такого бойлера вполне посилен и для самостоятельного проведения. Именно поэтому и необходима информация, которая будет изложена в настоящей публикации – каждый из домашних мастеров должен четко понять, насколько важен предохранительный обратный клапан для водонагревателя.
Как бы ни предупреждали работники жилищно-коммунального хозяйства, аварийных и спасательных служб, контролирующие органы гостехнадзора, какие бы сюжеты с последствиями аварий ни показывали по телевидению, все равно с пугающей регулярностью находятся «умники», которым все эти технические рекомендации и просто добрые советы – не указ, они сами «знают, как проще и лучше». Увы, но игнорирование совсем маленьким по размерам, недорогим, простым в установке, и вместе с тем - чрезвычайно важным объектом обвязки электрического водонагревателя может обернуться очень большими неприятностями, и, не исключено, что даже трагедией.
Устройство и принцип работы клапана
Содержание статьи
- 1 Устройство и принцип работы клапана
- 2 Как работает предохранительный клапан в различных ситуациях
- 2.1 Видео: необходимость установки предохранительного клапана
- 3 Рекомендации по выбору и монтажу предохранительного клапана
- 3.1 Видео: типовая схема обвязки бойлера
- 4 Часто задаваемые вопросы (F.A.Q.)
Прежде всего, необходимо сразу сделать очень важную оговорку. Несмотря на то что очень часто в целях получения информации интересующимися вбивается поисковый запрос «обратный клапан для водонагревателя», гораздо точнее, корректнее будет говорить о предохранительном клапане, который совмещает несколько функций. У этих устройств есть определенное сходство, но есть и огромное отличие, которое и предопределяет главную задачу - обеспечение безопасности эксплуатации электрического нагревателя.
Для сравнения – рассмотрим устройство обычного обратного клапана:
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:
Устройство предохранительного клапана для водонагревателя
По сути, это два клапана в одном корпусе, размещенные перпендикулярно один другому.
В б более крупном цилиндре (поз. 1), который идет по ходу воды, установлен все тот же клапан, предотвращающий обратный ток воды. Со стороны подачи – резьбовой участок «папа» (поз. 2) для врезки в водопроводную систему (в частности, сюда будет удобно подключать гибкий водоводный шланг). С противоположной стороны – резьбовая муфта «мама» (поз. 3), которую в ряде случаев накручивают непосредственно на штатный патрубок подачи холодной воды в электронагревателе.
На рисунке очень хорошо заметны «тарелка» обратного клапана (поз. 4) с уплотнительным кольцом по окружности, и пружина (поз. 5), которая удерживает клапан в закрытом состоянии.
А вот теперь – главное отличие. Перпендикулярно к цилиндру с обратным клапаном расположен еще один, несколько меньше по размерам (поз. 7). По сути, в нем размещен такой же тарельчатый клапан, но пружина у него намного мощнее – это и есть тот самый предохранительный «срывной» клапан. Обычное и даже слегка повышенное давление в системе водопровода не сможет сжать пружину и открыть его – для этого нужны куда более серьезные усилия.
В полости цилиндра за «тарелкой» предохранительного клапана обязательно имеется отверстие с патрубком (поз. 8), куда при срабатывании клапана будет осуществляться сброс излишком жидкости.
Цилиндр с предохранительным «срывным» клапаном может быть полностью заглушен, а иногда он оканчивается резьбовой пробкой (заглушкой), за которой находится регулировочный винт (обычно - под «внутренний» шестигранник). Но наиболее распространены предохранительные клапаны с дополнительным рычагом:
Многие модели клапанов оснащены рычажком для возможности ручного стравливания жидкости
На рисунке хорошо видны особенности такого устройства. Рычаг (поз. 9) предназначен для мануального открытия предохранительного клапана со сбросом воды через патрубок (поз. 8). Обратите внимание, что патрубок может иметь специальное рельефное исполнение, позволяющее одевать на него тонкие шланги для отвода воды в дренаж (канализацию). Функция ручного управления клапаном бывает удобна, например, для слива содержимого бойлера при проведении ремонтных или профилактических работ. Тем не менее, «увлекаться» использованием подобного ручного управления не следует – это может быть в некоторых случаях даже опасно (об этом будет рассказано несколько ниже).
На любом предохранительном клапане всегда стоит стрелка, обозначающая направление потока холодной воды в сторону электрического водонагревателя. (на схеме – красная стрелка). Очень часто на корпусе обозначено предельное давление срабатывания «срывного» клапана – в данном случае это 0,7 МПа или 7 атмосфер (желтый круг на рисунке).
Как работает предохранительный клапан в различных ситуациях
Чтобы окончательно убедиться в важности предохранительного клапана, лучше всего рассмотреть случаи, в которых он работает, а также те ситуации, которые могут сложиться, если по каким-то причинам клапан отсутствует или неисправен.
Для наглядности, еще раз – простейшая, но и наиболее понятная схема обвязки бойлера с предохранительным клапаном. Синей и красной стрелками показано направление потоков, соответственно, холодной и горячей воды. Зеленая стрелка показывает на место установки предохранительного клапана.
Типичная схема установки предохранительного клапана
1. После того как электрический водонагреватель установлен, полностью «обвязан», следует его заполнение. Для этого просто открывается подача холодной воды и кран горячей на одном из смесителей. Давления в водопроводной трубе достаточно, чтобы открыть обратный клапан для беспрепятственного прохождения потока. По мере наполнения объема бака водонагревателя происходит вымещение воздуха. Как только из смесителя пойдет поток воды – все емкость наполнена до верхнего заборного патрубка, подачу можно выключать.
Давление в бойлере в этот момент примерно равно давлению в холодной водопроводной магистрали – оно как бы «подпирается» им. Впрочем, оно может быть даже чуть выше – за счет остающегося сжатого небольшого объема воздуха в верхней части бака. Плюс к этому, при включении питания начинается нагрев воды – а это тоже, естественно, ведет к повышению давления.
2. Представим ситуацию, что обратный клапан – не установлен, либо находится в неисправном состоянии. То равновесие, которое было достигнуто при заполнении емкости бойлера, рано или поздно нарушается, так как давление становится выше, нежели напор в трубе. «Горячие» краны на смесителях закрыты, значит, подогретая вода будет искать выход в ином направлении. Это может привести к тому, что горячая вода вдруг начинает течь из «холодного» крана, или же происходит заполнение ею сливного бачка на унитазе. А между тем терморегулятор бойлера не может разобраться в ситуации и не дает сигнала на отключение ТЭНов. Дорогостоящая электрическая энергия тратится абсолютно впустую.
3. Но и это еще – не самое печальное. Не секрет, что давление в водопроводной магистрали, особенно в многоэтажных домах, нередко снижается до критических величин (из крана, как говорится, еле течет), или даже полностью пропадает. Причин этому – великое множество, например, авария на магистрали, проведение профилактических работ, плановое снижение давления, например, в ночные часы и т.п. Что произойдет при отсутствии или неисправности обратного клапана? Да ничего хорошего – бойлер попросту опорожнится, так как вся вода их него полностью вытечет в трубы подачи.
Хорошо, если в бойлере предусмотрена защита от «сухого» нагрева, и она оперативно сработает! А если нет? Мощные ТЭНы будут вхолостую греть воздух в закрытом объеме, и это кончится или их перегоранием, или растрескиванием эмали – во всяком случае, ничего хорошего ждать в такой ситуации не приходится.
4. Может возникнуть резонный вопрос – а нельзя ли ограничиться только установкой этого самого обратного клапана? Казалось бы, судя по описанию, он способен решить все проблемы.
Не посчитайте преувеличением: подобная установка - это заложенная в своем доме бомба!
Нет, ни в коем случае нельзя. Установка именно комплексного клапана, сочетающего и обратный, и предохранительный, является обязательным условием безопасной эксплуатации водонагревателя.
Если где-нибудь читателю встретится подобная картина – только обратный клапан на входе, то он должен понимать, что это сравнимо с заложенной мощной бомбой, которая неизвестно когда рванет.
Еще один образец «самоубийственного креатива»
Рассматриваем ситуацию в деталях. При включении бойлера начинается нагрев, и с подъемом температуры, по законам термодинамики, в замкнутом объеме начинает расти давление.
Конструкторы бытовой техники закладывают в каждый водонагреватель определенный эксплуатационный ресурс, позволяющий аппарату работать до определенных значений давления в емкости – обычно это величина указывается в технической документации. Обычно все бойлеры – это весьма сбалансированные термодинамические системы, у которых очень точно просчитаны оптимальные соотношения допустимых температур и уровней давления. Тем не менее, бывает всякое. И как только уровень давления, по каким-либо причинам начинает приближаться к допустимой верхней отметке, на предохранительном клапане сжимается пружина, и в дренажный патрубок сбрасывается получившийся излишек жидкости. В итоге система вновь входит в состояние динамического равновесия.
Выступающая из дренажного патрубка вода - нормальное явление
А вот теперь попробуем представить, что может произойти в ситуации, когда аварийного клапана нет, и все ограничивается лишь обратным
Нагрев воды должен ограничиваться термостатическим регулятором, но довольно часто эти электромеханические устройства -далеки от совершенства, и могут попросту подвести. В этом случае нагрев продолжается бесконтрольно.
Давление внутри бака бойлера растет, но выхода ему нет – смесители закрыты, а обратный клапан надежно перекрыл подающую магистраль. Казалось бы, температура дойдет только до 100 градусов, до точки кипения воды? Ничего подобного! С ростом давления в замкнутом объеме резко повышается и температура вскипания жидкости. Для примера, данные показаны в таблице:
| Давление в замкнутом объеме, атм (МПа) | Температура вскипания воды, °C |
|---|---|
| 1.0 (0.1) | 99.09 |
| 1.033 (0.1) | 100.0 |
| 1.5 (0.15) | 110.79 |
| 2.0 (0.2) | 119.62 |
| 2.5 (0.25) | 126.79 |
| 3.0 (3.0) | 132.88 |
| 4.0 (0.4) | 142.92 |
| 5.0 (0.5) | 151.11 |
| 6.0 (0.6) | 158.08 |
| 7.0 (0.7) | 164.17 |
| 8.0 (0.8) | 169.61 |
| 9.0 (0.9) | 174.53 |
| 10.0 (1.0) | 179.04 |
| 20.0 (2.0) | 211.38 |
| 25.0 (2.5) | 222.90 |
| 50.0 (5.0) | 262.70 |
| 100.0 (10.0) | 309.53 |
Когда выше упоминалось слово «бомба» - это вовсе не из разряда преувеличений! В подобных обстоятельствах водонагреватель превращается действительно во взрывное устройство страшной разрушительной силы.
Уже при 4 - 5 атмосферах давления точка кипения достигает практически 150 °С, и продолжает повышаться. Рост давления на стенки может привести к их деформации, скалыванию эмали или керамического покрытия – но это будет самым малым из возможных зол. Страшно другое обстоятельство– резкое падение давления в этой замкнутой системе, а это может произойти при появлении трещины на сварном шве, при прорыве резинового уплотнения или даже просто при открытии крана горячей воды на смесителе.
Резкое снижение давления приводит к соответствующему резкому снижению температуры кипения воды. В итоге весь объем жидкости (представьте, одновременно все 50, 80 или 100 литров!) мгновенно вскипает, что, конечно, сопровождается выделением колоссального количества пара. Этого не выдержит никакой, даже самый прочный корпус – следует сильнейший взрыв, который способен снести все на своем пути, в том числе даже и кирпичные межкомнатные стены. Наглядных примеров тому в интернете – немало.
Трудно поверить, но это - последствия взрыва обычного электрического бойлера
Итак, поведем краткие итоги по вопросу необходимости предохранительного клапана.
- Он не допускает обратной утечки воды из бака в трубопровод подачи, в случае снижения напора.
-Наличие клапана на входе создает дополнительную защиту бойлеру от возможных сильных скачков давления в водопроводе, от гидравлических ударов.
- Предохранительный клапан устранит возможную недоработку других уровней безопасности – будет поддерживать температурно-барический режим в бойлере в рамках допустимых значений.
- Предохранительный клапан, оснащенный рычагом, позволяет, кроме того, проводить слив воды из бойлера в случае необходимости.
Видео: необходимость установки предохранительного клапанаРекомендации по выбору и монтажу предохранительного клапана
Выбор необходимого клапана – несложен. Чаще всего бойлеры (особенно – от ведущих производителей) поступают в продажу в комплекте с клапаном требуемого номинала. На это же значение нужно будет ориентироваться, если по каким-то причинам придется поменять клапан в дальнейшем.
Значение предельного давления в баке бойлера, кроме того, должно быть указано в технической документации изделия. Если водонагреватель не укомплектован клапаном, то придется приобретать его самостоятельно, опираясь на указанное в паспорте значение. Здесь важно правильно выбрать номинал – если установить слишком «слабый» клапан – из него почти непрерывно будет подтекать вода. Клапан со слишком сильной пружиной не создаст абсолютно безопасных условий эксплуатации.
«Запаковываться» клапан может непосредственно на патрубок бойлера для холодной воды (всегда имеет соответствующую синюю цветовую маркировку. Для надежной герметизации при монтаже лучше всего использовать льняную паклю с современными уплотнительными пастами. При закручивании обычно достаточно 3 – 4 полных оборота. Если снизу будет гибкая подводка, то там достаточно резиновой уплотнительной прокладки.
Спускной вентиль между клапаном и бойлером вполне допустим, но только на тройнике
Иногда между клапаном и самим бойлером вставляют сливной вентиль – это существенно облегчает проведение периодических профилактических работ. Такая установка вполне допустима, но только при одном условии – вентиль должен стоять на отводе тройника, но ни в коем случае не прерывать прямой канал от водонагревателя до клапана. Любая запорная арматура на этом прямом участке категорически запрещена!
Видео: типовая схема обвязки бойлераЧасто задаваемые вопросы (F.A.Q.)
И, наконец, есть смысл ответить на некоторые вопросы, наиболее часто задаваемые по поводу эксплуатации бойлеров с предохранительным клапаном.
- Часто спрашивают, как бороться с раздражающими каплями воды, выступающими из дренажного патрубка?
А никак с ними бороться не надо – они лишь говорят о том, что клапан функционирует нормально. Проще всего – надеть на патрубок прозрачную трубочку (чтобы можно было визуально контролировать), и вывести ее или в канализационную трубу, или, например, в сливной бачок унитаза.
- Можно ли клапан разместить так, чтобы он не оставался на виду?
По большому счету, если уж он так сильно раздражает, то можно. Но при этом нужно соблюсти определенные условия:
- Между клапаном и бойлером не допускается никаких дополнительных элементов – запорных вентилей, тройников и т.п.
- Длина участка от клапана до входа в бойлер не должна превышать полутора ? двух метров. Дело в том, что вертикальный столб воды в трубе будет оказывать дополнительное давление на пружину предохранительного клапана, и он станет работать некорректно, с сильным подсеканием.
- Подтекание из клапана – слишком частое и обильное, даже при небольших температурах нагрева воды. Что можно сделать?
Причины такому явлению могут быть разными.
- Номинал клапана не соответствует характеристикам водонагревателя.
- в клапане просто со временем ослабла пружина.
И в том, и в другом случае следует заменить клапан на новый, с требуемым усилием срабатывания.
Еще одна причина может крыться в нестабильности напора в водопроводной системе. Например, частые скачки давления с большой амплитудой приводят к срабатыванию клапана даже при отсутствии нагрева. В этом случае рекомендовано установить на входе водопровода в дом (квартиру) редуктор давления.
- Можно ли попытаться подстроить клапан самостоятельно с помощью регулировочных винтов?
Однозначно – нет! Регулировка таких устройств требует «откалиброванного» давления, и проводить подобные процедуры самостоятельно – запрещается. Клапан – не столь дорогое изделие, чтобы нельзя было приобрести новый, нужного номинала.
- Ни разу не видел, чтобы из клапана выступила хоть капля воды. Это нормально?
А вот это – весьма тревожный знак. Как знать, возможно, клапан просто «успокаивает» своим видом, но совершенно неработоспособный. Например, камера за тарельчатой пружиной заросла или забилась окалиной, забился патрубок и т.п. Если клапан оснащен рычагом, то можно попробовать это проверить вручную (только лучше – при небольших значениях температуры нагрева, порядка 40 градусов, чтобы не получить ожога).
Возможно, что номинал клапана чрезмерно завышен – не соответствует модели водонагревателя. Кроме того, нельзя полностью исключать и, заводской брак.
Лучший выход из подобной ситуации остается таким же – замена предохранительного клапана на новый.
Так будет спокойнее!
Никогда не экономьте на собственной безопасности!
