Защита от перегрева: Как работают предохранительные клапаны для водонагревателей

Защита от перегрева: Как работают предохранительные клапаны для водонагревателей

В нашей ежедневной жизни мы используем различные устройства, которые обеспечивают нам комфорт и удобство. Одним из таких устройств является водонагреватель, который позволяет нам получать горячую воду в любое время суток. Однако, водонагреватель, как и любая другая техника, нуждается в защите от перегрева. В этой статье мы рассмотрим, как работают предохранительные клапаны для водонагревателей и что делать, если они не работают должным образом.

Что такое предохранительный клапан?

Предохранительный клапан - это устройство, которое защищает водонагреватель от перегрева. Оно устанавливается на верхней части водонагревателя и предназначено для автоматического отключения водонагревателя в случае его перегрева.

Как работает предохранительный клапан?

Предохранительный клапан работает на основе термостатического принципа. Он состоит из термостата, который открывается при достижении определенной температуры. Когда температура воды в водонагревателе превышает определенный уровень, термостат открывается, и вода начинает вытекать из водонагревателя через предохранительный клапан. Это позволяет снизить температуру воды и предотвратить перегрев водонагревателя.

Что делать, если предохранительный клапан не работает?

Если предохранительный клапан не работает должным образом, это может привести к перегреву водонагревателя и повреждению его элементов. Чтобы избежать такой ситуации, необходимо проводить регулярный контроль предохранительного клапана и его обслуживание. Если вы обнаружили, что предохранительный клапан не работает, следует обратиться к специалисту для диагностики и ремонта водонагревателя.

Заключение

Защита от перегрева является важным аспектом безопасности при использовании водонагревателей. Предохранительные клапаны играют важную роль в защите водонагревателей от перегрева. Поэтому важно проводить регулярный контроль и обслуживание предохранительных клапанов, чтобы обеспечить безопасное использование водонагревателей.

Связанные вопросы и ответы:

Что такое предохранительный клапан для водонагревателя

Различают предохранительные клапаны прямого и непрямого действия. Предохранительный клапан прямого действия работает только от энергии рабочей среды, не имея вспомогательных устройств, управляющих им в автоматическом режиме. Рабочая среда непосредственно воздействует на запирающий элемент или на гибкий элемент (сильфон или мембрану), механически связанный с запирающим элементом. Предохранительный клапан прямого действия ─ это простая конструкция, не трудоемкое изготовление, статические характеристики срабатывания, зависящие от давления и расхода рабочей среды, быстродействие в силу небольшой массы подвижных деталей.

В некоторых классификациях предохранительных клапанов «классическими» клапанами принято считать только клапаны прямого действия.

При больших расходах и высоком давлении габаритные размеры предохранительных клапанов прямого действия значительно увеличиваются, и тогда целесообразнее применять предохранительные клапаны непрямого действия.

Предохранительные клапаны непрямого действия работают от энергии рабочей среды, с использованием вспомогательных устройств ― встроенного импульсного механизма или вынесенной импульсной арматуры. Импульсом для срабатывания может служить рабочая среда, поступающая из импульсного предохранительного клапана, настроенного на заданное повышение давления. Возможно вспомогательное управление с помощью постороннего источника энергии.

Предохранительные клапаны непрямого действия более «чувствительны», обладают хорошей устойчивостью, используя их легче обеспечить дистанционное управление разгрузкой.

Как предохранительный клапан помогает предотвратить аварию водонагревателя

1.1. Настоящая Инструкция распространяется на предохранительные устройства (ПУ), установленные на сосудах, аппаратах и трубопроводах ТЭС, работающих на паре и воде.

1.2. Инструкция не распространяется на те ПУ паровых и водогрейных котлов, на которые распространяются требованияи.

1.3. Инструкция содержит основные требования к установке ПУ и определяет порядок их регулировки, эксплуатации и технического обслуживания.

В приложениях-Инструкции изложены основные требования, предъявляемые к ПУ энергоустановок, содержащиеся в ПравилахиГосгортехнадзора России и ГОСТ 12.2.085-82 и ГОСТ 24570-81 , приведены технические характеристики клапанов, применяемых для защиты оборудования энергоустановок ТЭС от повышения давления сверх допустимого значения, методика расчета пропускной способности предохранительных клапанов (ПК) и ряд других материалов, представляющих практический интерес для эксплуатационного персонала электростанций.

Инструкция направлена на повышение безопасности эксплуатации оборудования энергоустановок.

1.4. С выходом настоящей Инструкции утрачивает силу "Инструкция по эксплуатации, порядку и срокам проверки предохранительных устройств сосудов, аппаратов и трубопроводов тепловых электростанций" (М: СПО Союзтехэнерго, 1981).

Какие факторы влияют на работу предохранительного клапана

Предохранительный клапан — это , своего рода , страховка для вашей системы отопления ️. Он словно бдительный охранник , который не дремлет и готов в любой момент среагировать на опасность , связанную с переизбытком давления. Представьте себе , что в вашей системе отопления , будь то котел на газу или электрический , давление начинает расти и превышает допустимые значения. В этот момент срабатывает предохранительный клапан , словно волшебная палочка , открывается и сбрасывает лишнюю воду в канализацию , предотвращая тем самым возможные аварии и поломки. Обычно срабатывание происходит при давлении выше 3 бар , но эта величина может варьироваться в зависимости от модели котла и системы отопления.

Почему срабатывает предохранительный клапан на котле?
Предохранительный клапан – это важнейший элемент системы отопления, призванный защитить котел и всю систему от разрушения в случае критического повышения давления. Он работает как своеобразный «клапан безопасности», сбрасывая излишки теплоносителя в канализацию, если давление превышает допустимые значения (обычно 3 бар).
Основные причины срабатывания предохранительного клапана:
✅ Неисправность расширительного бака. Расширительный бак – это емкость, которая компенсирует расширение воды при нагревании. Если он неисправен или его объем недостаточен, давление в системе может резко возрастать.
✅ Засорение системы отопления. Накипь, ржавчина и другие отложения могут сужать просвет труб, что затрудняет циркуляцию теплоносителя и приводит к повышению давления.
✅ Неправильная работа циркуляционного насоса. Неисправный или неправильно настроенный циркуляционный насос может нарушить баланс системы, вызывая перегрев и повышение давления.
✅ Перегрев котла. Если котел перегревается из-за неисправности датчиков, автоматики или неправильной настройки, давление в системе резко возрастает.
✅ Закрыт кран на обратке. Если кран на обратной магистрали отопления закрыт, это может привести к повышению давления в системе.
✅ Поломка котла. В случае неисправности котла (например, выход из строя насоса или заклинивание клапана) может возникнуть повышенное давление. ⚠️
Что делать, если сработал предохранительный клапан?
Если предохранительный клапан сработал, необходимо:
1. Определить причину срабатывания. Проверьте все вышеперечисленные возможные факторы.
2. Устранить причину. Вызовите специалиста для диагностики и ремонта системы отопления. ‍
3. Проверить клапан на исправность. Убедитесь, что клапан не заклинил и свободно закрывается.
Важно помнить: Срабатывание предохранительного клапана – это сигнал о проблеме в системе отопления, который нельзя игнорировать. Регулярное обслуживание и своевременный ремонт помогут избежать серьезных поломок и обеспечат безопасность вашей системы отопления.

Как часто нужно менять предохранительный клапан

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.

Как проверить, работает ли предохранительный клапан

Существуют разные типы предохранительных клапанов, которые классифицируются по наличию определенных признаков.

По принципу действия выделяют два типа сбросных клапанов:

• Клапаны прямого действия срабатывают непосредственно под воздействием рабочей среды.
• Клапаны сбросные обратного действия реагируют на силу постороннего источника давления или открываются под воздействием электричества.

По типу подъема замыкающего органа сбросные предохранительные клапаны подразделяют на:

• Устройства пропорционального действия, которые чаще используются для несжимаемой среды, хотя конструкция предусматривает возможность применения для сжимаемых сред. Клапаны открываются пропорционально росту давления в системе, с подъемом затвора клапан сбрасывает рабочую среду равномерно.
• Устройства двухпозиционного действия моментально открываются на полный ход, когда достигается предельное давление клапана. Применяются для сжимаемых сред (пар, воздух, газы).

В зависимости от высоты подъема замыкающего органа:

• Малоподъемные клапаны, высота подъема в которых составляет около 0,05 диаметра седла, характеризуются минимальной пропускной способностью, поэтому не подходят для мощных промышленных систем. Устройства обычно имеют пропорциональный механизм действия и отличаются простотой конструкции.
• В полноподъемных клапанах, которые, как правило, функционируют на основании двухпозиционного механизма, высота подъема устройства равняется или превышает диаметр седла. Клапаны имеют высокую пропускную способность и характеризуются более сложной конструкцией, нежели малоподъемные устройства, поэтому их стоимость выше

По типу оказываемой нагрузки на золотник клапаны сбросные подразделяют на:

• Рычажно-грузовые или грузовые клапаны – устройства, в которых давлению противодействует усилие, создаваемое рычажно-грузовым механизмом. В зависимости от массы груза и длины рычага определяется давление срабатывания и диапазон давлений.
• В пружинных клапанах внутрисистемному давлению противодействует предохранительный пружинный механизм. Сила сжатия стальной пружины определяет давление, при котором срабатывает пружинный механизм. Диапазоны настройки пружинного клапана зависят от упругости пружины. Невысокая цена, простота и надежность конструкции делают пружинные клапаны оптимальным вариантом для различных инженерных систем и маломощных промышленных установок.

Что делать, если предохранительный клапан не срабатывает

У владельцев, которые установили накопительный водонагреватель в своем доме, нередко возникают вопросы к работе его предохранительного клапана. Течь воды из этого устройства – это норма или поломка? И если виток воды должен иметь место, то в каких количествах и как часто? Устройство и принцип работы предохранительного клапана для бойлера мы уже рассматривали. В этом материале мастер сантехник расскажет, как определить неисправность этого устройства и как решить проблему его протечки.

Почему в накопительном водонагревателе возникает избыточное давление

При нагреве вода расширяется примерно на 3% от общего объема, занимаемого жидкостью. Это значит, что в бойлере объемом 100 литров при нагреве воды от 20 до 80° «лишними» оказываются без малого 3 литра воды. Если вспомнить о том, что жидкость практически не сжимается, то легко смоделировать ситуацию, при которой металлический резервуар бойлера дает течь и выходит из строя.

Для предотвращения возможной аварийной ситуации водонагреватели комплектуются предохранительными клапанами, через который сбрасывается наружу лишний объем воды.

Иными словами, предохранительный клапан это трубопроводная арматура, предназначенная для защиты устройств от разрушения при возникновении в них избыточного давления путем автоматического сброса излишней жидкости в окружающую среду.

Предохранительный клапан срабатывает под непосредственным воздействием рабочей среды и является устройством прямого действия. При нормализации параметров среды клапан возвращается в исходное положение. Это значит, что пока нет избыточного давления в водонагревателе, клапан находится в исходном положении и не пропускает воду наружу. При увеличении давления выше предельно допустимого значения клапан открывается и сбрасывает излишки жидкости до тех пор, пока давление не опустится ниже установленного значения.

Устройство предохранительного клапана водонагревателя

Предохранительный клапан водонагревателя состоит из двух частей:

• Обратного клапана, препятствующего обратному ходу горячей воды в водопровод;
• Пружинного клапана прямого действия.

Как работает предохранительный клапан можно рассмотреть на примере типичного пружинного клапана прямого действия, настроенного на определенное максимально допустимое давление. В закрытом состоянии на чувствительный элемент клапана одновременно действуют 2 силы: одна со стороны давления жидкости в бойлере, а другая со стороны задатчика или пружины, препятствующей срабатыванию и открытию клапана.

Если сила давления жидкости превышает силу действия пружины, то клапан открывается и происходит сброс воды. При понижении давления рабочей среды клапан закрывается, и сброс воды прекращается.

С помощью задатчика можно менять настройки предохранительного клапана.
Как видите, конструкция предохранительного клапана предельно проста, но при этом исправно работающий клапан является гарантией безопасной работы водонагревателя и надежно защищает от таких бед, как перегрев устройства и возможное закипание воды в нем, что может случиться при неработающем термостате.

Как правильно установить предохранительный клапан на водонагреватель

• 1 Устройство и принцип работы клапана
• 2 Как работает предохранительный клапан в различных ситуациях
  • 2.1
  • 3 Рекомендации по выбору и монтажу предохранительного клапана
    • 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).