Предохранительный клапан в системе отопления: виды, назначение, схемы и монтаж

Правила и стандарты

Применение предохранительной арматуры регулируется национальными и отраслевыми стандартами, правилами эксплуатации и техническими указаниями.

Для сосудов, работающих под давление, применяют следующие регламентирующие документы:

• (ПБ 03-576-03). Правила безопасности для сосудов и установок давления.
• «Boiler & Pressure Vessel Code» Американский стандарт.
• ГОСТ 24570-81 Национальный стандарт по предохранительным клапанам.

Системы, защищаемые аварийной арматурой, в случае их нештатной работы или аварии, представляют собой значительную угрозу производственной и общественной безопасности. Поэтому их проектирование, комплектация, монтаж, эксплуатация курируются уполномоченными органами, следящими за соблюдением требований правил и стандартов на всех этапах жизненного цикла оборудования. В РФ это поручено Ростехнадзору.

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:

Чем так важен предохранительный клапан на водонагревателе

Чтобы понять важность этого предохранительного устройства, нужно ознакомится с его устройством и принципом действия

Как устроен предохранительный клапан

Устройство предохранительного клапана для водонагревателя достаточно простое. Конструктивно это два цилиндра с общей полостью, расположенных перпендикулярно друг к другу.

• Внутри большого цилиндра размещен тарельчатый клапан, поджатый пружиной, обеспечивающий свободное поступление воды в одном направлении. По сути – это всем знакомый обратный клапан. Цилиндр с обоих концов заканчивается резьбовой частью для подключения клапана к обогревателю и системе труб.
• Второй цилиндр, размещенный перпендикулярно, меньше по диаметру. Он с внешней стороны заглушен, а на его теле сделан сливной (дренажный) патрубок. Внутри него также размещен тарельчатый клапан, но с противоположным направлением срабатывания.

Нередко это устройство оснащено ручкой (рычагом), позволяющей принудительно открывать дренажное отверстие.

По какому принципу действует клапан

Принцип действия предохранительного клапана прост.

Давление холодной воды в водопроводе отжимает «тарелку» обратного клапана и обеспечивает наполнение емкости нагревателя.

По заполнению бака, когда давление внутри него превысит внешнее, клапан закроется, а по мере расхода воды вновь будет обеспечивать своевременное ее пополнение.

Пружина второго клапана более мощная, и рассчитана на повышенное давление в емкости бойлера, которое обязательно возрастает по мере нагрева воды.

Если же давление превышает максимально допустимое значение, пружина сжимается, приоткрывая дренажное отверстие, куда сливается излишек воды, тем самым выравнивая давление до нормы.

Важность нормальной работы клапана

Возможно, описание устройства и принципа действия клапана не внесло полной ясности в вопрос о его крайней важности. Попробуем смоделировать ситуации, к чему может привести его отсутствие

Итак, допустим на входе в нагреватель нет клапана, перекрывающего обратный отток подаваемой в бак воды.

Если даже давление в водопроводной системе стабильно, правильно работать прибор не будет. Объясняется все просто – по законам термодинамики при нагревании воды в баке с неизменным объемом обязательно растет давление.

В определенный момент оно превысит напор подачи, и начнет происходить сброс нагретой воды в водопроводную систему.

Горячая вода может пойти из холодных кранов или поступать в бачок унитаза.

Терморегулятор в этом случае продолжает исправно работать, и ТЭНы потребляют дорогостоящую энергию впустую.

Еще критичней сложится ситуация, если вдруг давление в водопроводной системе по тем или иным причинам упадет, что практикуется достаточно часто, например, при снижении нагрузки на водонапорных станциях в ночное время.

Или если трубы окажутся пустыми в результате аварии или проведения ремонтных работ. Содержимое бака бойлера банально сливается в водопровод, и ТЭНы греют воздух, что неминуемо приводит к их быстрому перегоранию.

Могут возразить, что автоматика должна предотвратить холостую работу нагревателя. Но, во-первых, не во всех моделях такая функция предусмотрена, а во-вторых, и автоматика может дать сбой.

Казалось бы, чтобы избежать подобных ситуаций, можно ограничиться установкой обычного обратного клапана? Некоторые «умники» так и поступают, не осознавая до конца, что этим самым они буквально «закладывают бомбу» в свое жилище.

Страшно представить, что может случиться при выходе из строя терморегулятора.

Вода доходит в баке до температуры кипения, и так как выхода из замкнутого объема нет, давление растет, а при повышенном давлении точка кипения воды становится значительно больше.

Хорошо, если закончится растрескиванием эмали на внутренней части бака – это будет самое меньшее зло.

При падении давления (образование трещины, открытый кран и т.п.) точка кипения воды падает вновь до нормальных 100 градусов, но температура внутри – значительно выше.

Происходит мгновенное вскипание всего объема жидкости с образованием огромного количества пара, и в результате – мощнейший взрыв.

Всего этого не случится если установлен исправный клапан. Итак, резюмируем его прямое назначение:

1. Не допускать обратного тока воды из емкости нагревателя в водопроводную систему.
2. Сглаживать возможные скачки давления в водопроводе, в том числе – гидравлические удары.
3. Производить сброс излишков жидкости при ее нагревании, удерживая таким образом давление в безопасных рамках.
4. Если клапан оснащен рычагом, его можно использовать для слива воды из водонагревателя при проведении его техобслуживания.

Какими они бывают

Здесь мы выделим несколько классификаций.

Во-первых, разберем их по принципу работы.

1. Клапаны непрямого действия. Рабочая среда давит на пружину через промежуточный конструктивный элемент.
2. Клапаны прямого действия. Огнетушащее вещество контактирует с пружиной напрямую.

Во-вторых, предохранительные устройства КСИД различаются по способу крепления к участку трубопровода.

1. Приварные. Это несъемные элементы, герметичность стыковочных швов здесь самая высокая. Довольно сложны в установке.
2. Фланцевые. Имеют болтовое соединение, монтируются на промышленном оборудовании.
3. Резьбовые. Крепятся к патрубкам, которые имеют наружную резьбу стандартного размера.

Наконец, выделим предохранительные клапаны по приводу,

то есть по методу прижимания запорного механизма к седлу прибора.

1. Пружинные. Здесь запор удерживается в закрытом положении пружиной. Ее выбирают так, чтобы избыточный напор смог отжать запорный механизм от седла. Со временем пружина немного ослабевает, поэтому порог срабатывания может изменяться.
2. Рычажно-грузовые. Груз подвешивается на конце специального рычага. Под воздействие силы притяжения он просто прижимается вниз. Достоинство клапана — стабильность пороговой величины сброса в течение длительного времени. Часто используются в стационарных компрессорах большой мощности.
3. Электромагнитные. Здесь в качестве привода применяется соленоид. Он прижимает запорный механизм к седлу. Датчик давления в этом случае можно расположить рядом с затвором или на большом удалении от него. Такие клапаны работают в составе АУПТ и часто дополнительно оснащаются пружиной. Если отсутствует подача электричества или потеряна связь с прибором управления, то прибор работает как пружинный механизм.

КСИД может быть в составе группы безопасности (воздухоотводчик, манометр) или монтироваться на трубу отдельно.

Но не всегда, дорогой читатель, мы сможем найти пружинный или рычажно-грузовой клапан с нужным значением срабатывания. В этом случае допускается применять прибор с близкими параметрами,

либо приобрести регулируемый клапан избыточного давления, к примеру, на 1,5 Бар.

Для регулировки пружинного механизма применяется регулировочный винт,

а рычажно-грузового устройства – передвижение груза к корпусу или к концу рычага.

Вероятные причины повреждений

Предохранительные пружинные клапаны — устройства, которые отличаются надежностью и прочностью, но могут утратить функциональность по нескольким причинам. Защитная арматура нуждается в ремонте при появлении течи, неполном закрытии или открытии запирающего элемента или при отказе срабатывания. Среди основных причин неисправностей — нарушения при установке предохранительных клапанов, неправильная настройка, перекос затвора и попадание посторонних предметов.

Чтобы избежать аварийных ситуаций и обеспечить бесперебойное функций, необходимо перед введением в эксплуатацию предохранительных клапанов для воды провести тестирование. Периодически также проверяют герметичность фланцевых соединений и уплотнительных поверхностей.

Преимущества и недостатки клапана

Наличие предохранительного клапана сброса избыточного давления имеет ряд преимуществ:

1. Подобная деталь позволяет предотвратить гидравлические удары, резкие перепады давления в отопительной системе.
2. Установка клапана позволит избежать образования воздушных пробок в трубах. А это, в свою очередь, способствует нормальной работе контура, и оптимальному прогреву всего помещения.
3. Низкая цена на установку также относится к достоинствам.
4. Самым важным плюсом является автоматическое срабатывание приспособления, даже, если владелец не замечает показаний на циферблате устройства.
5. Клапан довольно просто установить своими руками, не пользуясь помощью специалистов.
6. Любой клапан абсолютно неприхотлив в уходе и эксплуатации. Такая деталь не требует частого технического обслуживания.

Однако, ввиду повышенного давления, как на пружину, так и на перегородку, все комплектующие регулярно следует менять (частый износ рабочих поверхностей). Кроме того, данная конструкция не лишена погрешностей при срабатывании клапана.

Для чего нужен

Установка предохранительного клапана предотвращает повышение давления внутри прибора выше нормативного. Из-за чего давление повышается? Как известно, при нагревании вода расширяется, увеличиваясь в объеме. Так как бойлер устройство герметичное, излишкам деться некуда — краны закрыты, на подаче обычно стоит обратный клапан. Потому нагревание воды приводит к увеличению давления. Вполне может случиться, что оно превысит предел прочности устройства. Тогда бак рванет. Вот чтобы этого не произошло, ставят предохранительный клапан для водонагревателя.

Так выглядит установленный клапан для сброса давления в водонагревателе

Может не надо ставить предохранительный клапан, а просто убрать обратный? При достаточно высоком и стабильном давлении в водопроводе такая система будет некоторое время работать. Но решение в корне неверное и вот почему: давление в водопроводе редко бывает стабильным. Часто бывают ситуации, когда вода еле-еле бежит из крана. Тогда горячая вода из бойлера давлением вытесниться в водопроводную систему. При этом оголятся ТЭНы. Некоторое время они будут греть воздух, а потом перегорят.

Но перегоревшие ТЭНы — не самое страшное. Гораздо страшнее, если они раскаляться, а в это время резко поднимется давление в водопроводе. Попавшая на раскаленные нагреватели вода испаряется, происходит резкое увеличение давления — рывком — что приводит к гарантированному разрыву колбы бойлера. При этом, приличный объем обжигающей воды и пара, под большим давлением вырывается в помещение. Чем это может грозить — понятно.

Возможные поломки и причины

Существует несколько наиболее распространенных проблем, которые могут возникать в процессе эксплуатации предохранительного защитного клапана водогрейного оборудования:

• При отключенном от сети бойлере и включенной подаче воды наблюдается вытекание жидкости из дренажного отверстия. Причина — поломка предохранительного элемента или повышенный уровень давления в водопроводной системе.
• При включенном в сеть бойлере наблюдается минимальный водяной забор, длительный нагрев воды и постоянное вытекание жидкости из дренажного отверстия. Причина — неисправность предохранительного клапана.

Все поломки, связанные с предохранительным клапаном, как правило, сопровождаются частым вытеканием воды или полным отсутствием течения жидкости. И в том и в другом случае целесообразно выполнить замену устройства исправным защитным клапаном, настроенным на аналогичные показатели рабочего давления.

Очень важно обязательно присоединить на дренажный вывод устройства, гибкий и прозрачный шланг, позволяющий беспроблемно осуществлять визуальный контроль работоспособности предохранительного клапана, установленного на водогрейном оборудовании.

Корректная работа установленного на водонагревательное оборудование предохранительного клапана — гарантия сохранности имущества и собственной безопасности, поэтому при выборе и приобретении такого устройства обязательно нужно убедиться в полном соответствии рабочим параметрам и расчётной мощности, а также организовать грамотный монтаж в систему.

В самогонном аппарате главное — безопасность

Домашнее самогоноварение приобретает все больше поклонников. Растет число любителей и профессионалов. Но не стоит выпускать из вида безопасность изготовления самогона. Предохранительный клапан давления предназначен именно для этого. Ведь достаточно случаев, когда в квартирах жилых домов взрывались самогонные аппараты. А происходит это не только из-за неопытности и безответственности, но и из-за самодельных некачественных приборов. Клапан сброса давления предотвращает механическое повреждение агрегата из-за его избыточного количества. Происходит это путем выпуска избыточного газа. Это происходит автоматически. При этом выброс пара прекращается, когда рабочая среда достигает рабочего состояния.

Избыток пара может возникнуть не только из-за неправильной эксплуатации. Например, использование дополнительных источников тепла, неправильная сборка агрегата. Даже при правильной сборке и эксплуатации может возникнуть повышение рабочей среды.

Принцип действия

Клапан сброса давления состоит из обязательных составляющих: запорного органа и задатчика. Последний

Предохранительный клапан давления в разрезе

обеспечивает на чувствительный элемент силовое воздействие. Для запорного органа составляющие — седло и затвор. Самый простой пример для затвора — золотник.

Задатчик в самом простом случае может представлять из себя пружину. С ее помощью он настраивается определенным образом. Усилие должно быть на золотнике таким, чтобы через седло не пропускала рабочая среда. Настройку задатчика производят при помощи специального винта.

Когда клапан сброса давления в закрытом состоянии, на него действуют две силы:

1. рабочая среда в системе, которую он защищает. Условно говоря, эта сила пытается его открыть.
2. Задатчик, который этому открытию препятствует.

Когда сила из рабочей среды возрастает, золотник к седлу прижимается с меньшей силой. В какой-то момент она станет равной нулю. И именно тогда запорный механизм начнет открываться. Если первая сила продолжит возрастать, то сработает сбросной клапан и через него произойдет сброс рабочей среды.

После понижения, возрастает вновь сила задатчика. Клапан предохранительный сбросной закрывается.

Самодельные или покупные аппараты?

Кто-то помнит те времена, когда приборы для самогоноварения делали из подручных материалов. И все было сделано своими руками или переделано из чего-то. Даже клапан сброса давления. Сегодня ситуация изменилась. Самогонные агрегаты можно купить уже в готовом виде. Так что же выбрать: готовый прибор или сделанный своими руками? Если говорить об экономичности, то дешевле будет смастерить его самостоятельно. Хотя некоторые детали, например клапан предохранительный сбросной или термометр, придется купить. Ну а что касается безопасности, то однозначно: готовый агрегат, произведенный на заводе.

Самогонные аппараты, представленные на рынке, очень хорошего качества. Они разборные, поэтому мыть их легко. А также и хранить достаточно удобно.

Но самое главное то, что их безопасности уделяется большое внимание. Во всех моделях присутствует клапан предохранительный сбросной, что сводит на нет риск взрыва

Такие дополнительные устройства самогонного аппарата, как автоматические контроллеры, термометр и клапан сброса давления делают процесс приготовления домашнего крепкого алкоголя абсолютно безопасным. Их наличие в приборе обязательно. Именно благодаря им, контроль за каждым этапом приготовления максимальный, а риски минимальны.

Классификация оборудования

Существуют следующие виды предохранительных клапанов:

1. Клапан пружинный.
2. Клапан мембранный.
3. Клапан обратный.

Предохранительный клапан пружинного типа является наиболее распространенным. Особенно часто применяется в системах при отоплении и горячем водоснабжении. Его основными преимуществами являются сравнительно простая конструкция и легкое регулирование.

Двухпозиционные агрегаты, клапаны прямого и непрямого действия – это разновидности оборудования пружинных предохранительных клапанов.

Существуют механизмы рычажного типа, которые тоже защищают систему от чрезмерно повышенного давления. Они состоят из золотника и груза. Так же в них есть рычаг. Эти устройства очень громоздкие. Поэтому применяются на трубах с диаметром более 50 сантиметров.

Предохранительные клапаны мембранного типа имеют в своей конструкции мембрану. Это ее основной элемент. Принцип действия состоит в разрыве мембраны. Разрыв происходит при повышении напора до критического уровня.

Такие клапаны герметичные, простые в изготовлении. И отличаются быстротой срабатывания. Но они требуют смены мембраны после каждого срабатывания. По этой причине рядом с мембранным клапаном всегда ставят пружинное устройство. Мембранные предохранительные клапаны бывают двух видов:

• с разрывной мембраной
• с хлопающей мембраной

Первый тип применяется в жидкостях и газообразных средах. Мембрана имеет форму купола, и бывает плоская форма мембраны. С изменением силы давления мембрана разрывается.

Второй вид мембранного клапана используется в рабочих средах с газообразным состоянием. При изготовлении мембраны используют специальную ткань из каучука. Вверху и внизу такой мембраны предусмотрены ножи.

Если давление повышается или понижается до определенных пределов, мембрана только выгибается. А если давление изменяется до критической отметки, мембрана касается ножей, и разрезается. Или, при недостаточном давлении, происходит пополнение запасов пара от дополнительной емкости. Таким образом происходит защита труб от перепадов давления при помощи мембранного предохранительного клапана.

Обратный предохранительный клапан устанавливается при использовании водонагревательного оборудования. Он необходим для предотвращения повышения рабочего давления внутри нагревательных приборов.

При определенных условиях в системах отопления и водоснабжения жидкость может начать течь в обратном направлении. Довольно частый пример – это когда горячая вода передавливает холодную или наоборот. Для таких случаев необходим обратный предохранительный клапан.

Маркировка устройств

Предохранительные клапаны подлежат обязательной маркировке. На корпус предохранительного клапана наносятся:

• обозначение изделия
• стрелка, которая указывает направление потока среды
• значение номинального давления
• значение номинального диаметра клапана
• заводской номер клапана
• дата изготовления

Маркировочную табличку прикрепляют, как правило, к крышке клапана или к наружной поверхности выходного фланца

Несколько причин, почему из клапана водонагревателя течёт вода

Поломка клапана водонагревателя

Список небольшой, но каждый его пункт требует тщательного рассмотрения.

• Первое, что приходит в голову – это поломка самого клапана. Здесь сразу следует оговориться, что если вы прибрели деталь сомнительного производителя, то такой вариант вполне возможен. Качественные же клапана, установленные в фирменном водонагревателе, такими дефектами страдают редко. Всё потому, что он настолько просто устроен, что там и ломаться нечему. Клапан впуска, пружина и обратный клапан. Всё, больше там ничего нет. Китайская же продукция выполнена при несоблюдении элементарных норм и может прийти в негодность.
• Но даже качественные клапана от известного производителя могут засориться. И опять же не сами по себе. Обычно это случается после того, как через него производили сливание всей воды, имеющейся в водонагревателе. Тогда в него могут попасть кусочки накипи или другие посторонние частицы, которые и будут мешать пружине плотно закрывать клапан, что приведён к постоянному протеканию.
• Начальная стадия работы предусматривает сброс воды в бойлерах. Здесь работают всё те же законы физики. В бак поступает холодная вода, выравнивается давление. Затем вода начинает нагреваться, вследствие чего расширяется и её излишек вытекает из предохранительного клапана.
• Порой течёт предохранительный клапан для водонагревателя из-за высокого давления в водопроводной системе. Тут уже, как можно догадаться, ни клапан, ни, тем более бойлер, абсолютно не виноваты. Более того, они качественно выполняют своё предназначение, вовремя стравливая избыток давления. Ну а устранять эту причину придётся другими способами, не касаясь водонагревательного прибора вообще.

Как можно заметить, половина причин, по которой протекает клапан бойлера, к нему непосредственного отношения совсем не имеет

Именно поэтому важно определить, почему течёт вода, а не разбираться с водонагревательными приборами, демонтируя их, разбирая на запчасти или вызывая специалистов по ремонту

Ночные концерты из клапана

Наверное, не стоило выделять эту причину, по которой из клапана течёт вода, но она порой действительно может напугать и не только тем, что придётся проводить ремонтные работы или тратиться на вызов специалиста.

Ночные протекания предохранительного клапана могут сопровождаться довольно неприятными и громкими сопутствующими звуками, что согласитесь, не очень удобно, когда всей семье хочется спать.

Дело в том, что водоканалы, или не считают нужным, или просто ленятся отслеживать разницу между дневным и ночным расходом воды. В  итоге получается, что давление в системе то же самое, а водоразбор в разы меньше, что и проводит к срабатыванию предохранительного клапана в вашем бойлере, причем, иногда экстренного. Отсюда и все эти ночные, пусть и непродолжительные концерты.

Правила установки и обслуживания

При монтаже предохранительные клапаны для воды устанавливаются вертикально колпаком вверх. Они размещаются в точке защищаемой системы, при эксплуатации которой возможно превышение давления и велика вероятность механических повреждений промышленного оборудования.

Благодаря небольшой строительной длине и компактным размерам установка предохранительных клапанов может проводиться в условиях ограниченного пространства.

При монтаже соблюдают определенные правила, согласно которым:

• нельзя устанавливать на подводящих и отводящих трубопроводах фильтры, обратные клапаны и запорную арматуру;
• диаметр входного трубопровода должен совпадать с входным диаметром арматуры, а сечение отводной трубы — с аналогичным параметром отводящего патрубка;
• исключается возможность забора среды из трубопроводной системы, которая соединяет предохраняемый участок и клапан;
• длина трубы, которая соединяет трубопровод или котельную установку с предохранительной арматурой должна быть минимальна.

Если на одном трубопроводе предусматривается монтаж нескольких предохранительных клапанов, то соотношение площадей его поперечного сечения и арматуры должно быть 1,25:1 и более. По завершению монтажных работ нужно убедиться в срабатывании защитного устройства при заданных показателях давления и в достаточной герметичности перекрывания после сброса излишков воды.

Порядок и регулярность проведения обслуживания предохранительных пружинных клапанов определяет регламент, который разрабатывают для каждого объекта. Если при проверке были обнаружены отклонения показателей давления от заданных значений, то сначала устанавливают причины такой ситуации и устраняют их. Затем проводят контрольные испытания защитной арматуры. Проверка плотности посадки затвора и техническое обслуживание предохранительного клапана упрощается при наличии ручного подрыва.