Предохранительный клапан, это одна из важнейших частей накопительного водонагревателя. Хотя он небольшой и часто воспринимается как обычная соединительная деталь на подводе воды, его функция напрямую связана с механической безопасностью бака.
Его основная задача проста: не допустить, чтобы давление в бойлере поднялось до значения, которое могло бы повредить или разрушить бак.
Однако предохранительный клапан, это не обязательно просто клапан, который при определённом давлении „начинает капать“. В зависимости от конструкции в одном корпусе могут быть объединены несколько функций.
Зачем вообще нужен предохранительный клапан?
Накопительный бойлер, это закрытый сосуд, подключённый к водопроводной сети.
Когда бак заполнен, давление воды в нём примерно соответствует давлению водопроводной системы. Однако после включения ТЭНа вода начинает нагреваться.
А при нагреве вода расширяется.
В открытом сосуде это не проблема, объём увеличивается и уровень воды немного поднимается.
В закрытом баке ситуация другая. Если расширившейся воде некуда деться, давление растёт.
Именно поэтому система должна иметь способ принять или сбросить тепловое расширение воды.
Где устанавливается предохранительный клапан?
Предохранительный клапан устанавливается на входе холодной воды в бойлер, в соответствии с конструкцией прибора и инструкциями производителя.
Это не случайно.
Клапан должен быть в непосредственной гидравлической связи с баком, чтобы он мог реагировать на давление, которое в нём существует.
Поэтому между баком и его предохранительным устройством нельзя произвольно ставить элемент, который может отсечь его от бойлера.
Предохранительный клапан, это не то же самое, что обычный обратный клапан
Это важно, потому что два понятия часто путают.
У обычного обратного клапана одна основная задача:
он пропускает поток в одном направлении и препятствует ему в другом.
У предохранительного клапана для бойлера есть дополнительная задача, он должен защитить бак от избыточного давления.
При этом конструкции предохранительных клапанов различаются.
В некоторых системах возврат воды в водопроводную сеть практически исключён, и тепловое расширение решается через расширительный бак и аварийный сброс.
В других, включая отдельные типы клапанов, часто применяемые в наших краях, допускается контролируемый возврат небольшого количества воды из бойлера в водопроводную сеть.
Поэтому функцию конкретного клапана нельзя правильно оценить только по его внешнему виду.
Что происходит, пока бойлер наполняется?
Когда давление водопроводной сети выше давления в баке, клапан пропускает поток:
водопроводная сеть → предохранительный клапан → бойлер
Бак наполняется водой.
Когда давления выравниваются, поток прекращается.
До этого момента предохранительный клапан ведёт себя практически как часть подводящей линии.
Настоящая роль его защитных функций становится видна только тогда, когда вода нагревается или возникает ненормальный рост давления.
Что происходит, когда вода нагревается?
Представим, что давление в водопроводной сети 4 bar.
Бойлер наполняется, и ТЭН начинает работать.
По мере роста температуры воды растёт и её объём.
Если система допускает контролируемый возврат воды, при достаточной разнице давлений клапан может пропустить небольшое количество воды:
бойлер → предохранительный клапан → водопроводная система
Таким образом часть теплового расширения может быть принята без открытия главного аварийного сброса.
Для одного вида отечественных предохранительных клапанов производитель, например, описывает первую ступень защиты, при которой небольшое количество воды из бойлера может контролируемо вернуться в сеть, когда давление в бойлере достаточно превысит давление водопровода.
Это ещё не то же самое, что главный аварийный сброс.
Что, если вода не может вернуться в сеть?
Возврат воды возможен не в каждой системе.
На водопроводном вводе объекта могут находиться обратный клапан, редуктор давления, узел учёта или другой элемент, препятствующий обратному потоку.
Тогда участок системы, в котором находится бойлер, практически становится закрытой системой.
Тепловое расширение воды тогда должно быть принято иначе, например подходящим расширительным баком, или оно приведёт к росту давления, пока не сработает система защиты.
Поэтому недостаточно смотреть только на бойлер и клапан. Важно, как выполнена вся водопроводная система.
Вторая ступень защиты, сброс избыточного давления
Если давление в баке продолжает расти, предохранительный клапан должен иметь возможность выпустить воду из системы.
Тогда пружина, которая удерживает затвор клапана, уже не в состоянии преодолеть силу, создаваемую давлением воды.
Клапан открывает путь сброса, и часть воды выпускается.
Давление в баке тем самым снижается.
У разных бойлеров и предохранительных клапанов значения открытия могут отличаться, поэтому всегда нужно применять клапан, характеристики которого соответствуют конкретному прибору.
Например, у отдельных предохранительных клапанов отечественного производителя главный аварийный сброс предусмотрен при давлении около 9 bar.
Это не значит, что „9 bar, правило для каждого бойлера“, это значит, что предохранительное устройство должно подбираться по конструкции и допустимому рабочему давлению конкретного бойлера.
Почему предохранительный клапан иногда капает?
Капание из сбросной части предохранительного клапана не означает автоматически, что клапан неисправен.
Пока вода нагревается, её объём увеличивается.
Если тепловое расширение не может в достаточной мере вернуться в сеть или быть принято расширительным баком, давление растёт, и клапан может периодически выпускать небольшое количество воды.
В такой ситуации он на самом деле делает то, для чего предназначен.
С другой стороны, непрерывная течь предохранительного клапана может указывать на другую проблему: слишком высокое давление водопроводной сети, неисправность или загрязнение самого клапана, проблему с расширением воды или другое нарушение в системе.
Поэтому неправильно автоматически менять клапан только из-за того, что с него капает вода, не выяснив предварительно, почему это происходит.
Почему сброс предохранительного клапана нельзя закрывать?
Капающая вода иногда раздражает пользователей.
Поэтому можно встретить импровизированные решения: закрытие сброса, установка заглушки, чрезмерная затяжка механизма или другая переделка, которой пытаются остановить течь.
Это опасное вмешательство.
Сбросная часть существует именно для того, чтобы бойлеру было куда сбросить избыточное давление.
Если этот путь механически перекрыть, проблема не решена.
Убрана одна из защит бака.
Поэтому сброс предохранительного клапана должен оставаться работоспособным и выполнен так, чтобы выпущенная вода не могла причинить ущерб или навредить пользователю.
Для чего нужна ручка или рычаг на некоторых предохранительных клапанах?
У некоторых моделей есть ручка или другой механизм, которым клапан можно открыть вручную.
Он служит для проверки подвижности механизма и для контролируемого открытия клапана в соответствии с инструкциями производителя.
Это не кран, которым пользователь „настраивает“ давление бойлера.
Давление срабатывания определяется конструкцией и калибровкой самого клапана.
Предохранительный клапан не регулирует нормальную температуру бойлера
Ещё одно важное различие:
термостат контролирует температуру, а предохранительный клапан контролирует последствия избыточного давления.
При нормальной работе термостат должен отключить ТЭН задолго до того, как температура и давление станут опасными.
Если рабочий термостат отказывает, у исправного бойлера есть дополнительная тепловая защита, которая должна прервать питание ТЭНа.
Предохранительный клапан, это ещё одна линия защиты, механическая.
Поэтому безопасность бойлера зависит не от одной-единственной детали, а от нескольких независимых функций.
Что на самом деле защищает предохранительный клапан?
Его главная задача, не защита крана, шланга или водопроводной сети.
Прежде всего он защищает бак бойлера от избыточного давления.
Бак действительно рассчитан на работу под давлением, но он не рассчитан на неограниченный рост давления.
Если бы нагрев продолжал вносить энергию в воду, а все пути сброса были перекрыты, давление могло бы превысить механическую прочность сосуда.
Тогда речь шла бы уже не об обычной неисправности клапана или ТЭНа, а о потенциально опасном разрушении сосуда под давлением.
Именно это подводит нас к следующему вопросу:
Что на самом деле должно отказать, чтобы накопительный водонагреватель мог взорваться?
Это мы разберём в следующем тексте.