Безопасность устройств, связанных с обеспечением комфорта в доме, – одно из важнейших условий их правильной эксплуатации. А если работа таких приборов связана не только с опасным напряжением, но еще и с высокой температурой, то этот фактор выходит на передний план.

Бытовые водонагреватели накопительного типа на случай непредвиденных обстоятельств оснащаются группой безопасности, которая включает как электронные, так и механические компоненты. Предохранительный клапан бойлера является одним из таких устройств и защищает водонагреватель от избыточного давления. Рассмотрим его конструкцию, принцип работы и отличия различных моделей. В дальнейшем эти знания смогут помочь при устранении проблем, связанных с протечками и неисправностями предохранительных клапанов.

Для чего нужен предохранительный клапан

Как известно из школьного курса физики, любая жидкость при нагревании расширяется. При нагревании от 20 °С до 90 °С объём воды увеличивается примерно на 3%. В том же учебнике за 7 класс сказано о том, что вода является несжимаемой жидкостью. А это значит, что примерно трём литрам вещества в баке некуда будет деться. Согласно термодинамическим канонам, с ростом температуры повышается и давление на стенки внутреннего бака бойлера.

Для контроля над процессом нагрева производители встраивают в свои устройства терморегуляторы и термостаты. Первые служат для контроля температуры, а вторые предназначены для отключения ТЭНов при её критических значениях. А теперь представьте себе, что может произойти при отказе этих деталей. Закипание воды значительно повысит давление внутри бойлера. Высокое давление спровоцирует повышенную температуру жидкости. При давлении в 10 атмосфер вода кипит при 180 °С. Процесс повышения давления и температуры будет нарастать как снежный ком до тех пор, пока не разрушится внутренний бак. В образовавшуюся трещину хлынет кипящая вода, а на её место из водопровода начнёт поступать холодная. Далее произойдет мгновенное вскипание новой порции жидкости с сильнейшим парообразованием. Давление повысится настолько, что произойдет взрыв.

Предохранительный клапан бойлера

Предохранительный клапан чаще всего устанавливается на входной патрубок бойлера

Чтобы избежать пагубных последствий, связанных с критическим повышением давления, необходим предохранительный клапан. В нужный момент он произведет сброс части жидкости наружу.

Предохранительный клапан бойлера не только защищают прибор в критических ситуациях, но и имеет другие важные функции:

  • Не допускать вытекания нагретой воды из бака в напорный трубопровод;
  • Сглаживать неравномерность давления воды на входе в водонагреватель, препятствуя образованию гидроударов.
  • Осуществлять слив воды из бойлера при проведении ремонта или профилактического обслуживания.

Клапаны для бойлеров могут иметь различную конструкцию, комплектоваться дополнительными кранами, датчиками и т.д. Главное, чтобы установленный прибор отвечал всем требованиям системы подачи горячей воды.

Конструкция

Конструктивное исполнение предохранительного клапана водонагревателя включает два элемента – собственно предохранительный механизм и обратный клапан. Эти устройства имеют общую рабочую полость внутри двух тонкостенных цилиндров, соединенных между собой под прямым углом. Обратный клапан установлен внутри цилиндра большего диаметра и представляет собой обычный тарельчатый клапан с седлом, исполненным в корпусе устройства. Нарезанная на краях внутренней части цилиндра резьба позволяет присоединять прибор к водопроводу с одной стороны и входному патрубку бойлера с другой.

Конструкция предохранительного клапана

Предохранительный клапан водонагревателя состоит из нескольких механизмов

Предохранительный механизм, размещённый в цилиндре меньшего размера, устроен аналогично, имея отличие лишь в повышенной жёсткости пружины (у некоторых моделей этот параметр можно регулировать). За тарелкой предохранительного клапана располагается отверстие для слива избыточного объема жидкости из бойлера. В большинстве защитных клапанов предусматривается наружный рычаг, воздействием на который можно принудительно отжать тарелку от седла. Такая конструкция позволяет слить воду из водонагревателя без его отсоединения от трубопроводов, а также проверить исправность прибора.

Предохранительные клапаны для бойлеров можно разделить на три группы:

  • Устройства для водонагревателей ёмкостью до 100л;
  • Предохранительные клапаны бойлеров объёмом от 100 до 200л;
  • Группы безопасности водонагревателей ёмкостью от 200л.
Простейший предохранительный клапан

Недорогой предохранительный клапан неразборной конструкции

Устройства первой группы чаще всего представляют собой недорогие предохранительные клапаны китайского производства. Они выполнены в неразборном корпусе и имеют короткий термин эксплуатации. Главным их преимуществом является низкая цена, поэтому менять такие клапаны можно хоть каждый год. Отметим, что встречаются и исключения в виде изделий достойного качества от именитых производителей. Как правило, такие устройства входят в комплект поставки водонагревателей.

Группа безопасности бойлеров

Группа безопасности для бойлеров объемом от 100 до 200л

Группы безопасности бойлеров объемом от 100 до 200л представляют собой более серьёзные изделия. Кроме предохранительного клапана, настроенного на срабатывание при усилии в 7 атмосфер и обратного клапана в их конструкцию входит шаровой кран и специальный патрубок для подключения к канализации. Оригинальная насадка позволяет визуально оценивать процесс слива воды. Часто такие клапаны имеют разборный корпус и позволяют заменить неисправные элементы.

Группа безопасности для водонагревателей

Группа безопасности для водонагревателей повышенной емкости

Группы безопасности для водонагревателей повышенной ёмкости (от 200л) в дополнение к стандартному оснащению могут иметь манометр, редуктор давления, сетчатый фильтр с отстойником и другие элементы.

При установке водонагревателя не допускается установка вместо предохранительного клапана подрывного или аварийного клапана, предназначенного для встраивания в отопительные системы.

Принцип работы

Механизм работы предохранительного клапана можно представить следующим образом:

  • Когда на напорном трубопроводе открывается запорный вентиль, давление воды способствует отодвиганию тарелки обратного клапана от седла. Вода беспрепятственно поступает в бак водонагревателя до тех пор, пока давление внутри ёмкости не уравнивается с водопроводным. Под действием пружины клапан закрывается.
  • При повышении температуры, внутри ёмкости растет и давление нагретой воды на тарелку обратного клапана. Это не позволяет ему открыться, обеспечивая герметичность системы даже при отсутствии воды в водопроводе.
  • К дренажному отверстию вода из трубопровода доступа не имеет, так как тарелка предохранительного клапана прижата к седлу мощной пружиной, настроенной на давление воды, превосходящее водопроводное в несколько раз.
  • При уменьшении давления воды в бойлере вследствие водоразбора, обратный клапан открывается снова, обеспечивая своевременное наполнение бака водой.
  • Критическое повышение давления воды внутри бака, которое чаще всего происходит по вине терморегулятора или термостата, приведет к сжатию пружины предохранительного клапана. Тарелка механизма отойдет от седла, и часть жидкости будет сброшена через дренажное отверстие.
Пример неправильного подключения бойлера

Установка обратного клапана вместо предохранительного не допускается и может привести к аварии

Бойлер сможет работать и при отсутствии запорного клапана. При повышении давления внутри бака определённый объем горячей воды будет выдавливаться обратно в водопровод. Из-за этого водонагревателю придется греть дополнительный объём жидкости, что негативно скажется на его экономичности. Кроме того, тёплая вода появится и в кранах, предназначенных для холодной жидкости, а это уже никуда не годится. Те, кто считает предохранительный клапан лишним элементом системы, могут убедиться в этом на собственном опыте.

Чаще всего предохранительный клапан присоединяют непосредственно к входному патрубку водонагревателя. При этом стрелка, нанесенная на корпус прибора, показывает направление движения воды.

На дренаж рекомендуется устанавливать прозрачный шланг, край которого выводят в канализацию или подходящую ёмкость. Такое решение позволяет контролировать работу защитного устройства, хоть и не избавляет от необходимости регулярной проверки его работоспособности. Исправность прибора можно проверить, кратковременно нажав на его рычаг. При этом из дренажного отверстия должна политься вода. В некоторых моделях предохранительных клапанов вместо рычага производители устанавливают кнопку или ручку. В таких случаях перед проверкой прибора необходимо изучить соответствующий пункт инструкции по эксплуатации.

От правильной и надёжной работы предохранительного клапана зависит жизнь и безопасность ваших близких. Регулярный осмотр и проверка этого прибора позволят избежать неприятностей, связанных с поломкой бойлера.