Почему срабатывает предохранительный клапан в системе отопления

Выбор и установка

Выбирать предохранитель следует, основываясь на показателях давления, которые способен выдержать прибор. Эту цифру обычно вносят в техпаспорт. Помимо этого, на выбор может повлиять объем резервуара. Существуют системы с порогом срабатывания в шесть, семь, восемь, десять Бар. Это наиболее распространенные значения для срабатывания предохранителя.

Процесс установки довольно прост.

1. Намотайте на резьбу специальную ленту или льняную паклю для герметичности.
2. Накрутите клапан на патрубок.
3. Продолжайте закручивать его до упора руками, а затем произведите несколько оборотов при помощи ключа.
4. Не забудьте о правильном выборе места для его монтажа. Специалисты рекомендуют прикрепить его прямо на патрубок входа для холодной воды.

Схема демонстрирует расположение шарового крана. Его используют для удаления жидкости из резервуара при консервации на зиму или во время демонтажа. Также осушение может потребоваться во время профилактики или ремонта. В большинстве случаев его устанавливают на тройник, который, в свою очередь, соединяют с системой предохранителя.

Не стоит экономить на такой важной детали, как предохранитель. Это устройство поможет вам не только сохранить работоспособность нагревателя, но и, возможно, спасет от тяжелых травм

Скачки давления в водопроводе — это нередкое явление, и от поломки резервуара никто не застрахован. Потратьте некоторое время на установку предохранительных клапанов и будьте уверены в собственной безопасности.

Сервомоторные предохранители

Разновидностью предохранительных клапанов являются так называемые сервомоторные предохранители (рис. 3), которые действуют не непосредственно давлением пара на тарелку клапана, а при помощи сервомоторного поршня, открывающего тарелку главного клапана под действием парового импульса, получаемого от небольшого импульсного (рычажного или пружинного) предохранительного клапана, установленного на соответствующее давление. В сервомо-торном клапане износу подвержена не тарелка основного клапана, а лишь маленькая тарелка импульсного клапана.

Сервомоторные клапаны можно выполнить на большую пропускную способность, что позволяет сократить общее количество клапанов на 1 котел и тем самым уменьшить возможность выхода из строя всего котла. Аналогичные клапаны ставятся в качестве «аварийных» клапанов на паропроводах различного давления для предохранения от разрыва вследствие чрезмерного повышения давления пара.

Виды предохранительных клапанов

Особых различий между множеством видов предохранительной арматуры для водонагревателя практически не существует.

Чаще всего их разделяют на три группы в зависимости от объема нагревательного аппарата.

1. Клапаны для бойлеров объемом не более 50 литров. В эту категорию входят стандартные клапаны одноразового использования. Они практически всегда являются неразборными и срок их службы совсем невелик. Но их дешевизна позволяет, без каких-либо трудностей, просто менять такие устройства раз в год.
2. Клапаны для бойлеров объемом не более 200 литров. Более серьезные устройства, которые профессионалы рекомендуют ставить даже на бойлеры объемом до 50 литров. Они состоят из нескольких клапанов различного назначения и дополнительной насадки для подвода канализации.
3. Клапаны для бойлеров объемом более 200 литров. Это серьезные устройства сложной комплектации, включающие в себя и редукционный клапан и устройство для слива воды и различные переходники. Чаще всего такая запорная арматура устанавливается на крупных промышленных нагревателях и редко ставится даже в крупных частных домах.

Кроме того, предохранительные клапаны могут различаться по наличию и работе дополнительных конструктивных элементов. Например – ручки спуска.

С помощью такой ручки проверяется работа клапана следующим образом:

1. Рычажок устанавливают вертикально.
2. Он тянет за собой пружину.
3. Пружина открывает ток воде.

Такую проверку нужно проводить как минимум один раз в пару месяцев. С помощью спускового рычага также проводится полный спуск воды из бака. До полного вытекания воды ручку нужно держать до полного стекания.

О высоком качестве приобретенного товара говорит нанесенная на него маркировка. Например, на корпусе должна быть выгравирована или нарисована стрелка, которая показывает направление тока жидкости. Также на корпусе должна быть нанесена информация о максимально допустимом давлении, которое способен выдержать клапан. Даже профессионалы не смогут отличить клапан на четыре и шесть бар, если информации об этом нет в сопроводительной документации. Конечно, такое устройство будет иметь более высокую стоимость, но в приоритете все-таки должно быть качество работы всей системы, а не ее цена.

Кроме вышеперечисленного, различия могут быть в форме и длине штуцера для вывода жидкости. Длинный нелинейный штуцер без расширения на конце будет удобнее, так как на него легче надеть шланг и закрепить его хомутом. Кроме того, иногда вместо предохранительного клапана на домашний бойлер ставят подрывной. Он предназначен для быстрого удаления воды в аварийной ситуации и с ним нельзя стравливать жидкость несколько раз. Хотя функциональность этих запоров во многом и схожа, один не сможет заменить другой.

Предохранительную арматуру для бойлера часто называют обратным клапаном, но на самом деле это совершенно другое устройство, хотя они внешне похожи. Обратный клапан отвечает за однонаправленный ток воды, а предохранительный защищает трубу и водонагреватель от разрушений при избыточном давлении. Установка обратного запорного устройства вместо предохранительного может причинить ущерб имуществу и здоровью жильцов. Устройство однонаправленного тока воды не сможет остановить нагрев жидкости выше точки кипения при отказе терморегулятора и не помешает взрыву внутри устройства, который разрушит не только бойлер, но и стены комнаты.

К чему приведет отсутствие устройства

Отсутствие предохранительного прибора, как и его неисправность, может привести к разрыву рубашки бака и течи воды из бака. Горячая вода может принести значительный ущерб отделке квартиры. Восстановить бак после этого очень проблематично и надежность водонагревателя окажется на низком уровне.

Теоретически даже возможен взрыв пара, если вода будет нагрета намного выше 100 , но для этого требуется очень мощный нагреватель.

При установке бойлера в квартире, в качестве резервного источника горячей воды, отсутствие обратного клапана, выполненного в одном корпусе с предохранительным, может привести к перетеканию горячей или холодной воды из одной системы в другую. Это создаст не только дискомфорт в пользовании, но и дополнительные денежные затраты, поскольку счетчик будет учитывать расход перетекающей воды, за который в последствии придется заплатить. Перетекание будет происходить из-за разницы в давлении между системой горячей и холодной воды. А соединены они будут через бойлер.

Впрочем, перетекание возможно и при наличии обратного клапана, если давление холодной воды выше горячей. Поэтому после бойлера следует устанавливать перекрывающий кран. При пользовании горячей водой из центральной системы, перекрывается бойлер. А при пользовании из бойлера, перекрывается входной кран по горячей воде.

Пружинные предохранительные клапаны

Пружинные предохранительные клапаны (рис. 2), которые бывают либо ординарными либо двойными, причем их тарелка нагружена пружиной, рассчитанной на максимальное давление в котле.

Следует отметить, что в то время как европейской практика единодушно стоит за применение на стационарных котлах рычажных клапанов, англичане и американцы употребляют лишь пружинные предохранительные клапаны. На котлах транспорта (судовых и паровозных) пружинные клапаны имеют полноправное применение и в европейских странах. Предохранительные клапаны должны быть отрегулированы с таким расчетом, чтобы они открывались при давлении не выше 7 кг/см2— 0,2 кг/см2, а при давлениях выше 7 кг/см2 — на 3% рабочего давления. Предохранительные клапаны являются непременным условием безопасной работы паровых котлов, и работа без них ни в коем случае недопустима.

Назначение газового клапана

ПСК – элемент предохранительной арматуры, отвечающий за безопасность газопровода и газового оборудования, подключенного к нему. В процессе эксплуатации клапан находится в закрытой позиции, поэтому его относят к закрытой трубной арматуре.

Подобные устройства устанавливают не только на газопроводах, они являются неотъемлемой частью и других коммуникаций – водопровода, отопительной сети. Везде они выполняют ту же функцию – стабилизируют давление в сети, обеспечивают рабочие параметры, необходимые для правильного функционирования системы.

Скачок давления обычно бывает кратковременным и зависит от ряда факторов.

Причины, способные вызвать избыточное давление в системе:

• поломка подключенного газового оборудования – двухконтурного котла, проточного водонагревателя или емкостного бойлера, запорной арматуры;
• использование топлива, не подходящего по составу;
• изменение температурных показателей в трубопроводе;
• сбой в тепломеханической схеме.

Место установки предохранительного газового клапана стандартно, обусловлено эффективностью применения: или в регуляторе давления, или сразу за ним. После автоматического срабатывания клапана он возвращается в рабочее – закрытое состояние.

Чем грозит отсутствие ПСК в сети? Наиболее распространенные последствия – механическое разрушение трубопровода или поломка подключенного оборудования, что может вызвать утечку газа.

Наряду со сбросными устройствами применяют и газовые предохранительные запорные клапаны, с помощью которых перекрывают подачу топлива. Это происходит в автоматическом режиме. Элемент запорной арматуры устанавливают на трубопроводе, в промежутке между фильтром и регулятором давления.

Предел срабатывания ПЗК указывается в техническом паспорте устройстве. Верхний критический параметр обычно равен формуле: раб. давление +25%.

Устройство клапана и принцип работы

На изображении представлен комбинированный предохранительный и обратный клапан.

По порядку разберемся с устройством и принципом действиях обоих:

Обратный клапан

Комбинированный предохранительный и обратный клапан — устройство

Используется для сохранения направления жидкости и предотвращения порчи оборудования из-за неправильной эксплуатации. Редко, но случаются ситуации, когда отключают воду, кто-нибудь оставляет кран открытым – и воздух заполняет трубы, заставляет жидкость течь в обратном направлении.

Он устанавливается по направлению тока жидкости, благодаря чему его пружина (изображена на схеме) сжимается и пропускает воду. Если поток останавливается и меняет свое направление, то пружина автоматически снова прижимается и не дает ему двигаться обратно.

Предохранительный клапан давления

Работает по схожему принципу, но уже с паром. Пружина в каждом клапане настроена на определенное близкое к критическому для системы давление, при котором пар давит снизу на пружину с таким усилием, что она плавно поджимается, стравливая избыточное давление.

Если возникает необходимость, то давление можно спустить и вручную – с помощью ручки сверху клапана.

Под клапаном со временем может накапливаться налет и накипь, из-за чего нарушается плотность прилегания уплотнительного кольца к основанию, и клапан может начать постоянно течь.

В худшем случае запор может прикипеть к основанию – такой клапан уже не способен спускать давление. Поэтому рекомендуется проверять все предохранительные устройства два раза в год.

Различия в конструкциях

Устройство различных предохранительных клапанов может различаться. Так, большая часть арматуры выпускается с одним седлом. Можно встретить и конструкции, в которых два седла (и два штока с пружинами) установлены рядом.

По отношению высоты подъема запорного элемента к его диаметру различают:

• малого подъема: до 1/20;
• среднего подъема: до 1/4;
• полного подъема: свыше 1/4.

Чем выше степень подъема, тем быстрее срабатывает устройство. Малоподъемные модели применяются для жидкостей, там, где не требуется сбрасывать большие объемы для снижения давления до нормального. В них высота подъема пропорциональна напору среды. Полноподъемные называют также двухпозиционными. Они имеют два положения: «Открыто» и «Закрыто» и предназначены для:

• жидкостных систем высокого давления;
• газов.

Такая конструкция позволяет быстро сбросить значительный объем газа или жидкости и применяется в особо ответственных установках и технологических комплексах.

Самые серьезные конструктивные различия наблюдаются в способах приложения нагружающей силы к запорному органу.

Пружинные клапаны

Наиболее распространены в бытовых системах- водонагревательных, водопроводных, отопительных. Золотник прижимается к седлу силой сжатой пружины. Изменяя степень предварительного сжатия пружины регулировочным винтом, можно настраивать ее на разные предельные значения. Многие модели снабжаются рычагом принудительного ручного открытия затвора для того, чтобы время от времени проверять работоспособность. Для устройств, работающих в опасных и вредных для здоровья средах, ручная контрольная продувка не предусматривается. Пружины, седла и камера устройств, работающих в агрессивных жидкостях и газах, покрывается специальными антикоррозийными покрытиями.

Шток, проходящий через корпус, уплотняется двойным сальником из особо стойких материалов (специальные сорта резины, фторопласт), исключающим в нормальных условиях проникновение агрессивных веществ в помещение.

Рычажно-грузовые клапаны

Такие конструкции для противодействия силе напора используют силу земного притяжения. Они могут монтироваться только в строго определенном производителем положении относительно горизонта и не допущены к применению на транспортных средствах и других подвижных объектах. Вес груза передается через рычаг штоку золотника, уравновешивая его до тех пор, пока давление в трубопроводе ниже порогового.

Чтобы избавиться от этих эффектов, и применяют двухседельные клапаны, каждый из которых невелик по габаритам и весу. Регулировка таких устройств проводится добавлением или удалением части груза, размещенного на рычаге. Они отличаются стабильностью параметров работы и отсутствием эффекта старения пружин, снижающих их упругость.

Магнито-пружинные клапаны

Современные конструкции относятся к изделиям непрямого действия. Запорный элемент приводится в действие соленоидом. В нормальном положении электромагнит прижимает его к седлу, а по достижении предельного напора автоматика управления отключает напряжение на катушке индуктивности. Давление среды отжимает золотник и затвор открывается.

В другой конструкции прижатие осуществляется мощной пружиной, а по достижении порогового значения напора управляющая команда включает соленоид, и он поднимает клапан.

Существует исполнение, в котором соленоид и прижимает золотник, и отжимает его под действием противоположно приложенного напряжения. В случае отключения питания устройство продолжает работать как обычное пружинное.

Главное преимущество магнитных устройств — для задания порогового значения нет необходимости в физическом доступе к арматуре. Порог можно изменить в настройках программы управления в зависимости от текущей ситуации или особенности данной стадии технологического процесса.

Такие конструкции стоят существенно дороже своих механических аналогов, но многократно окупают себя в сложных промышленных установках с большим чистом параметров и влияющих друг на друга элементов.

Автоматические парозапорные клапаны

Для автоматического прекращения истечения пара на случай разрыва паропровода применяются либо простые либо двойные автоматические парозапорные клапаны, в которых тарелка клапана под влиянием критической скорости, возникающей при разрыве трубопровода за клапаном, увлекается струей пара и захлопывается.

Простые клапаны закрываются лишь в одном направлении и ставятся на паропроводах с одним направлением движения пара. Двойные клапаны могут действовать в обоих направлениях и ставятся на паропроводах, где направление движения пара может меняться. Если такого устройства нет, то открытие клапана производится под действием соединенной с тарелкой клапана пружины при закрытии запорного вентиля на паропроводе.

Другая более упрощенная конструкция самозапорного клапана приведена на рис. 5 и применяется на трубопроводах низкого давления. Запорным органом в ней является шар, который под действием высокой скорости струи пара при разрыве трубопровода захватывается и прижимается к седлу.

Устройство и принцип работы в зависимости от вида

Рычажно-грузовой

Рычажные предохранительные клапаны применяются исключительно в промышленных системах, рассчитаны на большие нагрузки и диаметр трубопровода свыше 200 мм.

Навешенный на рычаг груз, оказывает давление на шток. При превышении силы, которую оказывает давление в системе с одной стороны, над силой, которую оказывает груз с другой стороны, шток открывается, выпуская теплоноситель или пар. Как только силы давления внутри системы становится недостаточно (оно не достигает критической отметки), шток под весом груза на рычаге перекрывает систему.

Рычажно-грузовой сбросной клапан в разрезе.

Таким образом, критическое давление, при котором необходимо произвести сброс, регулируется длинной рычага и весом на нем.

Пружинный

Более современным и более дешевым является пружинный предохранительный клапан. Он не уступает по эффективности рычажно-грузовому, надежен и имеет компактные габариты, поэтому широко используется в системах индивидуального отопления частных домов.

Работает пружинный сбросной клапан по такому же принципу, только вместо груза на шток воздействует пружина:

• со внутренней стороны на затвор устройства оказывает давление поток воды или пар;
• с другой стороны золотник, прижатый штоком, на который воздействует пружина;
• давление в системе превышает прижимную силу пружины, шток золотника поднимается вверх, происходит разгерметизация;
• теплоноситель или пар выходит через выпускной патрубок;
• давление внутри системы снижается и становится ниже прижимной силы пружины, которая снова перекрывает затвор, возвращая механизм в исходное положение.

Принцип работы пружинного предохранительного клапана, предназначенного для системы индивидуального отопления. Существуют как рассчитанные на конкретное давление (например, 3, 6 или 8 бар), так и регулируемые клапаны, критическое давление для сброса в которых устанавливается при монтаже. Также они могут быть открытыми или закрытыми. Первые сбрасывают воду или пар во внешнюю среду, закрытые клапаны – в подключенный к ним трубопровод.

Клапаны теплового сброса

Пружинные предохранительные клапаны также несовершенны. Помимо того, что работают они исключительно в закрытых системах (т.к. кипение теплоносителя в системе с открытым расширительным баком может происходить без повышения давления), пружинные механизмы срабатывают, когда температура теплоносителя уже превысила существенную отметку – свыше 95-100°C.

Наиболее эффективным, но крайне дорогостоящим является клапан теплового сброса, реагирующий на повышение температуры теплоносителя, а не давления в системе. Принцип работы заключается во все той же мембране, которая контролируется пружиной, но приводится в действие он не напором потока воды, а термочувствительной жидкостью, существенно расширяющейся при нагревании от теплоносителя.

Для чего нужен предохранительный клапан на бойлере

Бойлер представляет собой ёмкость для воды с нагревательным устройством, которым могут быть: топка для твердого топлива, газовая горелка, змеевик для горячего теплоносителя из системы отопления (косвенный нагрев) и теплоэлектрический нагреватель (ТЭН). Большинство бойлеров оборудованы ТЭНами, это удобно и не требует больших затрат при обустройстве.

Бойлер заполняется водой и находится под избыточным давлением, равным напору в водопроводе. При нагревании вода расширяется и в резервуаре бойлера повышается давление. Чтобы нагретая вода не выдавливалась в трубопровод с холодной водой и не сливалась при отсутствии холодной воды, на входной патрубок устанавливают обратный клапан для водонагревателя .

Бойлер оборудован защитной автоматикой, которая регулирует температуру нагрева, задаваемую пользователем. Верхняя часть бойлера остается всегда не заполненной водой. Присутствующий воздух служит амортизирующей подушкой, компенсирующей расширение воды и потому давление растет не значительно и не так быстро, как если бы воздух отсутствовал.

Автоматика позволяет нагревать воду не выше 80 градусов. Но если она выйдет из строя, то нагрев будет продолжаться непрерывно и может привести к образованию высокого давления, способного повредить бойлер. Чтобы этого не случилось, устанавливают предохранительный клапан сброса давления для бойлера . Который, при превышении давлением установленной величины, открывается и производит сброс излишков воды.

Производители электрических водонагревателей объединили два клапана, обратный и предохранительный в один корпус. Теперь это устройство выполняет обе функции.

Установка устройства в систему

Схематическое изображение обвязки котла с использованием предохранительного клапана сброса давления. В некоторых котлах, как правило, настенных, уже имеется установленная производителем аварийная арматура. Если ее нет, врезается предохранительный клапан на магистрали подачи котла с соблюдением всех нижеописанных требований:

место расположения на подающем трубопроводе – 200-300 мм от котла;
в системах с естественной циркуляцией аварийная арматура устанавливается в самой верхней точке;
резьбу арматуры для герметичности важно уплотнить паклей или силиконом (но не ФУМ-лентой, которая не способна без деформации выдержать температуры свыше 70-80 градусов);
сам клапан должен располагаться вертикально (пластиковой ручкой вверх), чтобы под золотником сохранялась воздушная прослойка, при такой установке механизм имеет наибольший срок службы;
перед самым клапаном желательно установить манометр (в случае, если он не находится в составе группы безопасности);
на магистрали между теплообменником котла и сбросной арматурой не должно быть обратных клапанов, задвижек или кранов;
чтобы при подрыве клапана теплоноситель не капал на пол, необходимо надеть на клапан сливную трубку, ведущую в канализацию или обратку;
при отводе в канализацию важно выполнить соединение, предполагающее разрыв струи (например, через воронку и гидрозатвор). Так, система будет работать даже при засорении дренажного трубопровода, избавит помещение котельной от запахов теплоносителя.. Как выбрать умягчитель воды для газового котла и продлить его срок службы

Как выбрать умягчитель воды для газового котла и продлить его срок службы

Регулировка механизма для правильной работы

Настройка предохранительного клапана производится после завершения монтажных работ и полноценной промывки системы. Пружинные устройства можно отрегулировать посредством вращения регулирующей рукоятки (пластикового цветного колпачка), вращение сжимает или разжимает пружину, оказывающую давление на золотник. В рычажно-грузовых это производится посредством навешивания груза на рычаг.

Необходимо задать давление настройки, полного открытия и закрытия:

1. Давление настройки нужно выставить чуть выше, чем максимальное рабочее давление котлоагрегата.
2. Давление полного открытия не должно превышать максимально допустимые нормы наиболее уязвимого элемента системы, обычно это теплообменник котла, рассчитанный на 3 или 2 бар, а в некоторых российских моделях и вовсе на 1,5 бар.
3. Давление закрытия клапана необходимо выставить чуть выше минимально допустимого для работы системы.

Классификация по объему бака

Существуют различные модели кранов с обратным клапаном для водонагревателя, которые подходят по объему для следующих бойлеров:

• малые устанавливаются на резервуары до 50 литров;
• средние клапаны монтируются на бойлеры объемом 50–200 литров;
• резервуары емкостью более 200 литров снабжаются большими клапанами.

Клапанные конструкции малых и средних размеров характеризуются не очень высокими показателями давления и небольшой ценой. Поэтому замена вышедшего из строя запорного оборудования этих типов не вызывает сложности.

В большие резервуары устанавливаются обратные клапаны водонагревателя, давление которых рассчитано на 7 бар. Такое оборудование снабжено специальной насадкой для подключения к водопроводной системе.

Срабатывание предохранительного клапана

Стоит отметить, что оба клапанных элемента, несмотря на то, что их установка выполнена в одном корпусе, работают совершенно независимо друг от друга. Клапанный предохранитель по принципу работы во многом схож с автоматическим клапаном котла. Как только давление внутри емкости возрастает выше предельных 6 бар, запорная тарелка под давлением воды перемещается, сжимает пружину и освобождает сливное отверстие. Часть воды уходит в канализацию, пока давление не выровняется до нормы.

Кроме того, предохранительный клапан для бойлера с ручкой спуска позволяет очищать емкость от скапливающихся солей и осадка. Для этого раз в пару недель нужно выполнять установку ручки или флажка в горизонтальное положение. В некоторых моделях потребуется нажать на флажок и удерживать его несколько минут. Вода через слив вымывает частицы и осадок, накопившийся в клапанном механизме.

Обратный клапан предназначен для предотвращения перетекания теплой воды из бойлера обратно в подводящую водяную магистраль. По мере расходования воды в нагревательной емкости запирающая тарелка под давлением в магистрали приподнимается и освобождает проточную часть для наполнения бойлера.

Если давление в водопроводе резко снижается или возрастает, клапанная тарелка блокирует вытекание горячей воды обратно в магистраль или гасит гидравлический удар с помощью пружины. Особенно актуальна установка предохранительного клапана для бойлера на дешевых китайских изделиях, в которых нет ни термостатов, ни тепловых электрических реле.

Без установки обратного и предохранительного клапана китайский бойлер может легко превратиться в источник опасности – обварить хозяев кипятком или залить квартиру горячей водой. Мастера — практики нередко признают, что есть смысл устанавливать предохранительный клапан даже для бойлера косвенного нагрева, на котором по умолчанию не должно быть подобных проблем. Например, ремонтные работы на системах водоснабжения практически всегда сопровождаются гидроударами и скачками давления, в этом случае бойлер подвергается жесткому испытанию, независимо от его устройства.