Предохранительный клапан для водонагревателя

Предохранительный клапан для водонагревателя

Накопительным водонагревателем (бойлером) или просто водонагревателем называется устройство, предназначенное для нагрева воды, используемой в быту. Накопительные водонагреватели могут иметь различные конструктивные особенности, но в преобладающем большинстве это металлические емкости, полностью заполненные водой, внутри которых расположены нагревательные элементы.

Водонагреватель устроен так, что в нем постоянно находится один и тот же объем воды: при заборе горячей воды освободившийся объем заполняется холодной водой из водопровода, что позволяет использовать прибор непрерывно.

В том случае, когда забора горячей воды нет, а нагрев воды продолжается, в резервуаре водонагревателя может возникнуть избыточное давление, способное при вести его в негодность.

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 градусов «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.

Как работает предохранительный клапан 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 проверить, работает клапан или нет?

Проверить работоспособность предохранительного клапана несложно: нужно просто включить водонагреватель и не открывать кран горячего водоснабжения до тех пор, пока вода не нагреется до предельно допустимой температуры. При этом через предохранительный клапан должна сбрасываться (капать) лишняя вода.

Если вода в бойлере нагревается, но клапан не срабатывает, значит, он неисправен, и его нужно заменить новым исправным клапаном, а после установки проверить его работоспособность.

Но прежде чем приступать к ремонту, необходимо убедиться в том, что кран забора горячей воды исправен и не подтекает. Если он неисправен, то «лишняя» вода из бойлера будет вытекать именно через него и ситуация, при которой клапан может сработать, просто не возникнет.

Также клапан не сработает, если термостат прибора установлен на неполный нагрев воды (30-40 С) или из водонагревателя производится забор горячей воды, что также снижает уровень давления в нем.

Подводя итог сказанному, следует отметить, что предохранительный клапан является обязательным устройством для установки в приборах, работающих под давлением, особенно, если они используются в быту.

Без него водонагреватель эксплуатироваться не должен. Особенно опасно самостоятельное усовершенствование прибора и замена предохранительного клапана обратным клапаном.

Конфигурация регулятора обратного давления: советы для инженеров-проектировщиков пробоотборных систем

Конфигурация регулятора обратного давления: советы для инженеров-проектировщиков пробоотборных систем

Джон Кестнер (Jon Kestner), менеджер по продукции

Регуляторы обратного давления помогают поддерживать входное давление и защищать чувствительное оборудование в пробоотборных системах, используемых на многих промышленных предприятиях. Однако для надлежащего использования регулятора обратного давления инженеры-проектировщики пробоотборных систем должны остерегаться нескольких распространенных ошибок проектирования. К ним относятся:

• игнорирование важности входного ограничителя расхода;
• слишком сильный поток через анализатор;
• размещение редуктора давления последовательно с регулятором обратного давления без гидравлического сопротивления между ними.

В этой публикации мы обсудим, как лучше всего спроектировать и изготовить пробоотборную систему с регулятором обратного давления и как избежать вышеперечисленных распространенных ошибок проектирования.

Конфигурация регулятора обратного давления

В отличие от редукторов давления регулятор обратного давления управляет давлением на входе и обычно устанавливается в конце линии. Редуктор давления, напротив, регулирует давление на выходе и обычно устанавливается в начале линии. Оба вида регуляторов уравновешивают силы, которые образуются под действием давления в системе, и нагрузку на пружину, которая создается при установлении заданного давления.

Если этот баланс нарушается в связи с повышением или понижением внешнего давления, то клапан или золотник регулятора будет смещаться ближе к седлу или дальше от него. В зависимости от характера перемещения клапана это обеспечит более или менее беспрепятственный поток через отверстие регулятора и восстановит баланс.

Рис. 1. На этом рисунке показана типовая конфигурация регулятора обратного давления. Регулятор поддерживает постоянное давление на анализаторе (А) путем регулировки потока, направляемого в обводную линию. Ограничители расхода (R1 и R2) позволяют регулятору управлять давлением надлежащим образом. Изображение: © «Industrial Sampling Systems», 2013 г.

На рисунке 1 показана типовая конфигурация регулятора обратного давления в аналитической пробоотборной системе. Если поток не используется анализатором (см. А на рисунке 1), задача регулятора — направить такой поток в обводную линию. По мере изменения давления источника регулятор также меняет объем перенаправляемого потока для поддержания постоянного давления на входе регулятора и постоянного потока на входе в анализатор.

Перед регулятором обратного давления необходимо установить ограничитель расхода (как правило, игольчатый клапан) для управления давлением на входе (см. R1 на рисунке 1). Если между регулятором обратного давления и системой не установлен ограничитель расхода (в газовой системе даже в длинной трубке может наблюдаться минимальное падение давления), то регулятор обратного давления широко откроется для транспортировки достаточного объема газа, чтобы снизить входное давление. Но эта мера не будет эффективной. Однако если ограничитель установлен, то увеличение расхода приведет к большему падению давления в точке его установки и поможет снизить давление на выходе.

Зачастую проектировщики пробоотборных систем игнорируют ограничители расхода, полагая, что регулятор обратного давления сможет контролировать входное давление напрямую, что является ошибкой. Ведь в отсутствие ограничителя при изменении расхода в системе давление в ней практически не меняется. Регулятор будет впустую тратить технологическую среду для увеличения расхода, поскольку давление на входе, которое он пытается контролировать, не будет меняться. В результате регулятор может широко открыться.

Слишком сильный поток через ограничитель анализатора (см. R2 на рисунке 1) — еще одна ошибка проектирования, поскольку в таком случае давление на входе регулятора может упасть ниже заданного. В результате регулятор может полностью закрыться, ограничив расход через дренажное отверстие. Для оптимального регулирования размер ограничителя расхода на входе (R1) должен обеспечивать прохождение некоторого потока через регулятор даже при максимальном расходе в анализаторе.

При конфигурировании рабочей системы (как показано на рисунке 1) проектировщики должны сначала закрыть R2, отрегулировать R1, чтобы обеспечить достаточный обводной поток для достижения требуемого времени реагирования анализатора, а затем отрегулировать R2 для достижения требуемого расхода в анализаторе. Это должно автоматически привести к соответствующему уменьшению обводного потока. При необходимости медленно открывайте R1, пока скорость обводного потока не сравняется со скоростью потока через дренажное отверстие анализатора. Это позволит регулятору управлять давлением на входе при изменении давления источника. Если вы ожидаете существенных колебаний давления источника, отрегулируйте R1 для обеспечения слабого обводного потока при самом низком ожидаемом давлении источника.

С помощью регулятора обратного давления, который вместе с ограничителями расхода R1 и R2 контролирует давление, мы можем регулировать поток к анализатору и дренажной линии.

Поскольку эти три компонента регулируют поток к анализатору и обводной поток, установка игольчатого клапана или другого ограничительного устройства в обводной дренажной линии не требуется. Однако установка в обводной линии ротаметра без игольчатого клапана поможет убедиться, что регулятор пропускает некоторый поток и контролирует давление на входе.

Рис. 2. На этом рисунке показана распространенная ошибка, которая заключается в том, что редуктор давления и регулятор обратного давления установлены последовательно без ограничителя расхода между ними и мешают работе друг друга, что делает управление давлением в системе неэффективным. Изображение: © «Industrial Sampling Systems», 2013 г.

Установка редуктора давления последовательно с регулятором обратного давления

Как показано на рисунке 2, еще одна ошибка проектирования заключается в том, что регулятор обратного давления установлен непосредственно после редуктора давления. Поскольку два регулятора не могут контролировать давление одновременно, один из них будет неэффективным.

Для демонстрации этой проблемы рассмотрим две ситуации. Во-первых, если уставка регулятора обратного давления выше давления, поступающего от расположенного перед ним регулятора, он останется закрытым в связи с отсутствием достаточной силы, чтобы поднять золотник обратного давления из седла и обеспечить прохождение потока через регулятор обратного давления. В этом случае обводного потока не будет, поскольку регулятор обратного давления останется закрытым.

В другой ситуации уставка регулятора обратного давления ниже. Тогда в связи с увеличением расхода давление, поступающее от редуктора давления, будет снижаться в соответствии с кривой спада расположенного перед ним регулятора. Расход значительно повысится в соответствии с кривой накопления регулятора обратного давления, что приведет к повышению давления на его входе.

Результат такого повышения зависит от настроек обоих регуляторов.

• Если настройки регуляторов схожи, то расход будет повышаться до тех пор пока падающее давление на выходе из первого регулятора не сравняется с растущим давлением на входе во второй регулятор. Однако это приведет к очень сильному расходу.
• Если настройки регуляторов сильно различаются, то расход будет повышаться до тех пор, пока регулятор не потеряет контроль. Один регулятор будет управлять давлением, а другой станет ограничителем расхода.

Рис. 3. На этом рисунке показано, каким образом ошибка проектирования системы, изображенная на рисунке 2, приводит к поддержанию промежуточного давления между уставками обоих регуляторов при высоком расходе. Изображение: © «Industrial Sampling Systems», 2013 г.

Расход в обводной линии зависит от того, насколько различаются уставки. Он будет повышаться до тех пор, пока регуляторы «не достигнут компромисса». В случае изменения входного давления или расхода в анализаторе оба регулятора будут стараться поддерживать промежуточное давление между своими уставками с неопределенным результатом. Данная ситуация показана на рисунке 3.

Это не означает, что регуляторы не могут работать при последовательном расположении, однако такое возможно, только если между ними установлен ограничитель расхода. На рисунке 4 показана такая ситуация, когда при соответствующих настройках оба регулятора работают надлежащим образом, а давление является постоянным на обоих концах двух ограничителей. Стабильность давления обеспечивает постоянство потока и защищает анализатор от колебаний давления источника и дренажного давления.

Рис. 4. На этом рисунке показано, как установка ограничителя расхода между двумя регуляторами (регулятором обратного давления и редуктором давления) может обеспечить эффективный расход и контроль давления. Изображение: © «Industrial Sampling Systems», 2013 г.

Система, функционирующая надлежащим образом

Чтобы гарантировать надлежащее функционирование регулятора обратного давления, пробоотборная система должна быть правильно спроектирована. Слишком высокое или слишком низкое давление может привести к повреждению или задержкам в системе.

Если во время установки регуляторов в пробоотборных системах у вас возникнут вопросы, мы сможем помочь. Инженеры технического отдела Swagelok могут посетить ваш объект, чтобы обследовать пробоотборную систему, дать советы по проектированию или устранить неисправности. Вы также можете получить всю информацию о проектировании и использовании пробоотборных систем на наших курсах обучения «Системы пробоподготовки для поточного анализа (PASS)» или «Решение проблем, связанных с системами отбора проб, и техническое обслуживание данных систем (SSM)» .

Статьи по Теме

Применение регулятора для снижения временной задержки в аналитической системе

Временную задержку в аналитических системах часто недооценивают или неправильно интерпретируют. Одним из способов уменьшить эту задержку является регулятор, управляемый давлением среды. Ознакомьтесь с рекомендациями специалистов Swagelok по уменьшению временной задержки в работе аналитической системы.

7 советов по созданию безопасных промышленных жидкостных и газовых систем

При проектировании промышленных жидкостных и газовых систем безопасность предприятия всегда должна оставаться на первом месте. Узнайте, как ваша команда инженеров и технических специалистов может снизить риски для безопасности и поддерживать систему в рабочем состоянии благодаря важным советам по созданию и проектированию жидкостных и газовых систем.

Как изолировать промышленные трубопроводные системы при помощи запорных клапанов

Изоляция промышленных трубопроводных систем перед техобслуживанием крайне важна для безопасности предприятия. Одним из самых безопасных способов изоляции линии трубопроводной системы является установка двух запорных клапанов. Узнайте, как спроектировать правильные конфигурации для вашей системы.

Зачем нужен регулятор давления воды в квартире

В поисках возможностей экономии на коммунальных услугах, находится применение даже не совсем предназначенным для этого вещам. Одна из них – регулятор давления воды, и сегодня мы разберемся, зачем он нужен в квартире и как его регулировать, чтобы сэкономить.

Условно функцию этого устройства можно сравнить с работой стабилизатора напряжения. Подобно тому, как он защищает нашу бытовую технику от перепадов в электрической сети, так и регулятор (или редуктор) давления воды стабилизирует ее напор.

Монтаж прибора мало чем отличается от установки обычного сетчатого фильтра. Стрелочки на корпусе указывают направление воды, манометр (или место для него) должен быть вверху. Можно установить редуктор непосредственно перед счетчиком или выбрать для этого прямолинейный участок трубы с удобным доступом, чтобы беспрепятственно регулировать давление. Крайне желательно вмонтировать перед устройством механический фильтр, а также два запорных вентиля: один «до», другой «после».

Если самостоятельный монтаж вызывает затруднения, лучше обратитесь к сантехнику. Только перед установкой покажите ему следующее видео. Оно наглядно показывает, почему регулятор давления воды нужно ставить перед счетчиком, а не после, как многие делают.

Для чего нужен регулятор давления воды в квартире

Прибор выполняет сразу несколько важных задач. Первая – защита от повышенного давления. Большинство бытовых сантехнических устройств рассчитано на показатель до 3 Атм. Если он больше, то система водоснабжения квартиры испытывает повышенную нагрузку. Следствием этого становится сокращение срока эксплуатации клапанов стиральных и посудомоечных машин, снижение надежности соединений и другие неприятные явления.

Другая угроза, с которой успешно справляется регулятор, – так называемый гидроудар. Это резкий скачок давления воды, который может возникнуть, например, из-за поломки на насосной станции или по вине подвыпивших сантехников. Последствия могут быть плачевными, вплоть до прорывов в самых неожиданных местах и выхода из строя водонагревательной техники. Известны случаи, когда гидроударом просто разрывало бойлеры.

И, наконец, наиболее интересная для нас функция – экономия воды в квартире. Возможность регулировать давление открывает широкие возможности для уменьшения ее расхода. Элементарное снижение напора с 6 до 3 Атм уменьшает расход воды на 20-25% (в семье из 4 человек). Ведь каждый раз, открывая кран на полную, вы будете расходовать меньше, чем раньше.

А можно пойти еще дальше. Если у вас в квартире нет устройств, требующих определенного минимального давления (система обратного осмоса или проточный водонагреватель, например), то можно снизить давление вплоть до 1-2 бар. Экономия будет еще больше, а дискомфорт будет вызывать разве что более долгое заполнение бачка унитаза.

Больше всех оценят преимущества редуктора те, у кого давление в стояках холодной и горячей воды постоянно «скачет». Из-за этого приходится каждый раз подолгу регулировать напор смесителем, в поисках оптимальной температуры. Часто на такую регулировку уходит больше времени, чем на сам душ, а драгоценные кубометры воды бесцельно уходят в канализацию. С помощью редукторов можно уравновесить напор в трубах и забыть об этой проблеме.

Как регулировать давление воды

Большинство регуляторов выпускается с предустановленной настройкой, давление в них равно 3 бар. Если же вы хотите уменьшить его или, наоборот, увеличить, это легко можно сделать самостоятельно. В зависимости от модели редуктора, вам понадобится широкая отвертка или ключ. В некоторых, более дорогих, марках регулировка осуществляется без дополнительных инструментов, рукой.

Убедитесь, что регулятор давления надежно установлен, в системе есть вода, а в квартире перекрыты все краны. Найдите установочную головку в нижней части редуктора и медленно начинайте регулировать. Если вы хотите уменьшить давление, нужно крутить по часовой стрелке, если увеличить – против. Один виток изменяет значение манометра примерно на 0,5 бар, вы сразу же заметите движение стрелки. Вот, собственно, и вся настройка.

А как быть, если у вас бюджетный редуктор, без манометра? Лучше всего одолжить на время манометр, произвести регулировку, после чего выкрутить и поставить на место заглушку. Или же довольствоваться настройкой «на глаз», наблюдая за струей из смесителя.

Надеюсь, информация о том, зачем нужен регулятор давления воды в квартире и как его регулировать, была вам полезна. О собственном опыте пользования можно рассказать в комментариях.

Регулятор (редуктор) давления в квартире или почему напор воды слабый?

В многоквартирных домах микрорайона 4А г. Лыткарино установлены регуляторы давления воды на входе в квартиру российской фирмы Бетар РД-15 (фото 1).

Фото 1. Демонтированный регулятор(редуктор) давления Бетар РД-15 с фильтром грубой очистки.

Регулятор давления понижает давление до необходимого уровня (обычно до 3 бар) в системе горячего и холодного водоснабжения и предотвращает возможные гидроудары в системе. Установив минимальное значение давления можно экономить расход воды. Такой регулятор стоит в каждой квартире после запорного вентиля и фильтра грубой очистки и перед прибором учета потребленной воды (фото 2). Обратный клапан может быть установлен после фильтра грубой очистки, но он не является обязательным. Обратные клапаны встроены во многие смесители и не допускают обратного потока воды в систему.

Фото 2. Примерная схема расположения компонентов системы водоснабжения в квартире.

В системе водоснабжения домов микрорайона 4А установлено подающее давление в примерно 6 бар. Для сантехники эта величина давления является критической. Каждый производитель сантехники устанавливает свое допустимое значение давления воды и в большинстве случаев оно составляет около 3 бар.

Редуктор давления вместе с установленным манометром позволяет установить желаемое давление горячей и холодной воды. Для этого необходимо пустить тонкую слабую струйку холодной или горячей воды таким образом, будто эта струйка вот-вот перейдет в капли. Поворачивая по часовой стрелке шестигранным ключом в настроечном отверстии редуктора, давление воды из смесителя уменьшается. Если поворачивать против часовой стрелки, то давление увеличивается. Таким образом, выставляется равное давление горячей и холодной воды в смесителе.

Что делать, если напор из смесителя слабый?

Скорее всего редуктор давления «закрыт». Для этого нужно шестигранным ключом поворачивать против часовой стрелки до желаемого напора. Если напор не изменяется, значит редуктор неисправен.

Многие застройщики в возводимых многоквартирных домах любят устанавливать редукторы давления РД-15 из-за их низкой стоимости. Невысокое качество использованных в производстве материалов приводят к выходу из строя таких редукторов (фото 3).

Фото 3. Неисправный редуктор давления Бетар РД-15 после 2 лет эксплуатации и 45 кубометров воды.

Аналогом по размеру является редуктор итальянской фирмы Valtec (фото 4). По стоимости этот редуктор чуть дороже «бетаровского» и чуть лучше. В условиях качества подаваемой воды во многих многоквартирных домах России редукторы Valtec имеют хорошее соотношение цены и качества.

Фото 4. Редуктор (регулятор) давления воды Valtec с аналогичным типоразмером с редуктором Бетар РД-15.

Помните, что рабочие редукторы давления сохраняют вашу сантехнику, экономят воду и доставляют комфорт при использовании проточной водой.