Soupape de sécurité dans le système de chauffage: types, fonction, schémas et installation

En raison d'un mauvais fonctionnement, de changements de température et de pics de pression dans le fonctionnement des systèmes de chauffage autonomes, des dysfonctionnements peuvent survenir. Les conséquences négatives dans de telles situations sont critiques: commencer par la panne de composants individuels, se terminer par la destruction de bâtiments et une menace sérieuse pour la vie.

La soupape de sécurité du système de chauffage contribuera à éliminer les risques dangereux. À quoi ressemble-t-il et quel est son principe d'action? Nous examinerons ces questions dans notre article. Nous analyserons également les variétés de ces soupapes et indiquerons les principales différences entre elles, examinerons les règles d'installation dans le système de chauffage et donnerons des recommandations sur la sélection et le réglage des soupapes de sécurité.

À quoi sert une soupape de sécurité?

Les systèmes de chauffage sont remplis d'eau dont la température est d'environ 15 degrés. Circulant en circuit fermé, le caloporteur se réchauffe, augmentant considérablement de volume. À ce moment, la pression exercée sur la surface intérieure des tuyaux et des appareils installés dans le système augmente considérablement.

Le dépassement de la norme admissible, dans la plupart des cas supérieure à 3,5 bar, entraîne:

• fuite dans les joints des parties du pipeline;
• endommagement ou rupture des éléments de raccordement et des tuyaux en polymères;
• explosion du réservoir de la chaudière;
• court-circuit du matériel électrique dans la chaufferie.

Les chaudières à combustibles solides, dans lesquelles il est difficile de réguler la puissance de transfert de chaleur, représentent le risque le plus élevé de situations d'urgence.

La performance des équipements électriques et à gaz est rapidement ajustée du début à la performance maximale et vice versa. Souvent présent en eux automatisation de la sécuritél'arrêt des éléments de travail à des températures excessives augmente.

L'intensité de la combustion du bois, du charbon et d'autres types de combustibles dans une chaudière à combustible solide est ajustée en ouvrant / fermant le volet. Dans ce cas, la force de transfert de chaleur ne change pas immédiatement, mais progressivement. En raison de l'inertie du générateur de chaleur, le liquide de refroidissement peut surchauffer.

Avec un manomètre pour calculer la pression et purger l'air du système, la soupape de sécurité est souvent incluse dans le groupe de sécurité

Lorsque le bois de chauffage dans la chambre se réchauffe bien, amenant l'eau du réseau aux niveaux de température requis, l'air est bloqué et la flamme active commence à s'éteindre.

Cependant, à chaud, le four continue de générer de la chaleur accumulée. Atteignant 90-95 degrés, le liquide de refroidissement bout et commence la vaporisation intense inévitable. En conséquence, un saut brutal de pression est provoqué.

C'est dans ces circonstances qu'une soupape de sécurité est activée. Lorsque le paramètre de pression limite est atteint, il ouvre l'obturateur, libérant ainsi la sortie de la vapeur formée. Après stabilisation des valeurs, la vanne se ferme automatiquement et repasse en mode veille.

Son installation est nécessaire non seulement pour les combustibles solides, mais aussi pour les chaudières à vapeur, ainsi que les fours équipés d'un circuit d'eau. De nombreuses modifications des équipements de chauffage sont réalisées avec ces appareils au stade de la production. Cette valve est souvent l'un des éléments groupes de sécurité. En règle générale, l'appareil est inséré directement dans l'échangeur de chaleur ou installé dans une canalisation près de la chaudière.

Variétés d'appareils et principe de fonctionnement

La conception de la soupape de purge comprend deux composants obligatoires: une pièce de verrouillage, composée d'un siège et d'un obturateur, et un dispositif de réglage à action forcée. Il existe plusieurs types d'équipements qui ont leurs propres caractéristiques. Ils sont classés selon certains critères.

Classification # 1 - par le mécanisme de serrage

Dans les systèmes de chauffage des maisons privées, des appartements et des installations industrielles de faible puissance, le type de ressort du produit est préféré.

L'élément de travail principal de l'appareil est le ressort. Elle soutient la membrane qui chevauche la selle. Une rondelle est placée sur la tige reliée à la poignée, dans laquelle la partie supérieure du ressort bute. La position de la rondelle et l'effet de pression sur la membrane sont ajustés par la poignée

L'appareil a une structure simple et fiable, des dimensions compactes, la possibilité de se combiner avec d'autres éléments de l'unité de sécurité à un prix abordable. La force de compression du mécanisme à ressort dépend du paramètre de pression auquel la soupape est activée. La plage de réglage est affectée par l'élasticité du ressort lui-même.

Le principe de fonctionnement des fusibles à ressort est le suivant:

• l'écoulement de l'eau affecte l'obturateur de l'appareil;
• le mouvement du liquide de refroidissement est limité par la force du ressort;
• la pression critique dépasse la force de compression, soulevant la tige de bobine vers le haut;
• le fluide est envoyé à la sortie;
• le volume interne d'eau est stabilisé;
• le ressort ferme l'obturateur, le ramenant à sa position d'origine.

Le boîtier de l'appareil élastique est fabriqué en laiton de haute qualité à haute résistance en utilisant les technologies et les méthodes d'estampage à chaud. L'acier est utilisé dans la production du ressort. La membrane, les joints et la poignée sont en polymères.

Certaines marques produisent des équipements qui ont déjà des paramètres d'usine. Également dans la gamme, il existe des modèles personnalisables sur le site d'installation lors de la mise en service.

Les vannes sont ouvertes et fermées. Dans le premier mode de réalisation, le liquide de refroidissement est rejeté dans l'atmosphère, dans le second - il est rejeté dans le tuyau de retour

Les fusibles à levier ne sont pas aussi répandus. Dans les systèmes autonomes privés avec chaudière, ils sont rarement montés.L'opération est concentrée dans le secteur industriel dans les grandes industries où le diamètre des pipelines est d'au moins 200 mm.

La force sur la tige dans de tels mécanismes n'est pas donnée par un ressort, mais par une charge suspendue à un levier. Il se déplace le long du levier, ajustant la force avec laquelle la tige sera pressée contre la selle.

La soupape de levier-cargaison s'ouvre lorsque la pression du milieu de la partie inférieure de la bobine dépasse les indicateurs émanant du levier. Après cela, l'eau sort par une sortie spéciale.

Le réglage des fusibles levier-cargaison s'effectue en déplaçant la tige le long du levier. Afin d'empêcher son changement non autorisé ou accidentel, la cargaison est boulonnée, recouverte d'un boîtier spécial et verrouillée avec une serrure

La pression de réponse, ainsi que la plage de réglage, sont déterminées par la longueur du levier et la masse de la charge. Les fusibles à levier ne sont pas inférieurs aux dispositifs à ressort en termes de fiabilité, mais ils sont plus chers. Les appareils sont installés sur des raccords de tuyauterie à bride d'un diamètre nominal de 50 ou plus.

Classification # 2 - par élévateur de volet

Dans les soupapes de sécurité à faible levée, la soupape ne dépasse pas 0,05 du diamètre du siège. Le mécanisme d'ouverture de ces équipements est proportionnel.

Il se caractérise par une faible bande passante et la conception la plus primitive. L'équipement de levage bas est utilisé sur les navires avec un milieu liquide.

Les appareils pleine hauteur sont équipés d'un mécanisme d'ouverture à deux positions. Ils équipent non seulement les récipients de liquides, mais aussi les systèmes dans lesquels circulent les milieux compressibles (air comprimé, vapeur, gaz)

Les appareils pleine hauteur ont une vitesse d'obturation plus élevée. Cela signifie que leur débit est bien meilleur que la version précédente, de sorte qu'ils sont capables de décharger des volumes plus importants de liquide de refroidissement en excès.

Classification # 3 - par vitesse

Le couvercle de soupape des soupapes de sécurité proportionnelles s'ouvre progressivement. En règle générale, la grandeur de l'ouverture est proportionnelle à l'augmentation de la pression exercée sur la surface intérieure. Simultanément à la montée du mécanisme, les volumes de liquide de refroidissement évacués augmentent progressivement.

La conception des appareils ne limite pas la possibilité de leur utilisation dans un milieu compressible, mais néanmoins ils prévalent dans les systèmes avec de l'eau et d'autres liquides.

Parmi les avantages des soupapes de sécurité à vitesse d'actionnement proportionnelle, citons le prix bas, la simplicité de conception, le manque d'auto-oscillations, l'ouverture segmentée au niveau des valeurs nécessaires pour maintenir des paramètres de fonctionnement spécifiques

La particularité des vannes tout ou rien est le fonctionnement instantané avec ouverture complète après avoir atteint les limites de pression dans le système, à laquelle le verrou du fusible s'ouvre.

Les experts recommandent d'utiliser ces appareils dans des environnements compressibles. Parmi leurs principaux inconvénients figurent la présence d'auto-oscillations caractéristiques de l'obturateur.

Lors de l'installation d'une vanne à deux positions dans un système de chauffage avec un liquide de refroidissement, il convient de garder à l'esprit que lors d'une ouverture brusque du volet, une grande quantité d'eau sera évacuée.

Pour cette raison, la pression chute trop rapidement. La valve se ferme instantanément, ce qui entraîne coup de bélier. Les appareils proportionnels ne présentent pas de tels risques.

Caractéristiques des vannes d'urgence à trois voies

Il faut aussi parler d'un appareil peu connu des consommateurs - une vanne à trois voies avec interrupteur manuel ou électrique. Il est utilisé dans les systèmes de chauffage avec des circuits à basse température.

La conception des fusibles est équipée de trois trous, dont un en entrée, deux en sortie. L'écoulement du fluide est contrôlé par un amortisseur réalisé sous forme de boule ou de tige. Le fluide en mouvement est redistribué par des rotations.

Les fusibles à trois voies conviennent aux chaudières à condensation et dans les cas où plusieurs systèmes différents fonctionnent à partir du même équipement de chauffage

Imaginez la situation: la maison a un circuit de chauffage avec un système de radiateurs conventionnels et un plancher chaud. Les exigences techniques pour le fonctionnement de la deuxième option prévoient des températures de liquide de refroidissement pas trop élevées.

La chaudière chauffe l'eau à la même température pour tous les systèmes. Dans de telles conditions, il est nécessaire de disposer d'un dispositif de redistribution dont la vanne à trois voies se charge parfaitement.

Il est responsable des fonctions suivantes:

• délimitation des zones;
• distribution de la densité de flux par zones;
• faciliter le mélange du caloporteur à partir des principales branches d'alimentation / retour pour envoyer de l'eau plus froide à la canalisation du plancher chaud qu'aux radiateurs.

Afin de ne pas exercer vous-même un contrôle constant de la température du fluide, vous devez faire attention aux modèles de vannes équipés d'un servo variateur.

Cet appareil est alimenté par un capteur installé dans un circuit basse température. Lorsque les marques de température changent, un mécanisme de verrouillage est déclenché, qui ouvre ou ferme l'alimentation en liquide du retour.

Plus en détail sur les variétés d'une vanne à trois voies pour le chauffage et les critères de sélection, nous avons parlé dans le prochain article.

Conseils pour choisir le meilleur modèle

Avant de choisir un équipement de sécurité spécifique, il est nécessaire de se familiariser en détail avec les caractéristiques techniques de l'installation de la chaudière.

Lors du fonctionnement de la soupape de sécurité, les températures négatives sont réfléchies négativement. Par conséquent, une caractéristique suffisamment importante pour l'appareil est la présence d'une protection contre le gel

Ne négligez pas l'étude des instructions du fabricant, qui indiquent toutes les valeurs limites.

Un rôle déterminant dans le choix d'un appareil de chauffage a plusieurs critères:

1. Performances de la chaudière.
2. La pression maximale admissible du fluide pour la puissance thermique de l'équipement de chauffage.
3. Diamètre de la soupape de sécurité.

Il convient de vérifier que le régulateur de pression dans l'appareil a une plage dans laquelle les paramètres de telle ou telle chaudière entrent. La pression de réponse doit être de 25 à 30% supérieure à l'indicateur de fonctionnement requis pour un fonctionnement stable du système.

Plus la pression de service est élevée, moins l'appareil doit passer de temps à déclencher. L'écart entre la pression au début du mouvement et lorsque le volet est complètement ouvert doit être de 15% pour une valeur nominale inférieure à 2,5 atm, 10% pour les paramètres supérieurs

Le diamètre de la soupape de sécurité ne peut pas être inférieur au raccord du tuyau d'entrée. Sinon, une résistance hydraulique constante ne permettra pas au fusible d'effectuer pleinement les tâches immédiates.

Le matériau optimal pour la fabrication d'équipements est le laiton. Il a un faible coefficient de dilatation thermique, ce qui élimine la destruction du boîtier des effets d'une forte pression.

L'unité de commande est fabriquée en matériaux plastiques résistants à la chaleur qui conservent la rigidité souhaitée même en cas de contact avec du liquide bouillant.

Règles d'installation et de configuration

Après avoir planifié l'installation indépendante d'une soupape de sécurité pour le chauffage, vous devez préparer un ensemble d'outils à l'avance. Le travail ne peut se passer de clés et clés réglables, d'un tournevis cruciforme, d'une pince, d'un ruban à mesurer, d'un scellant au silicone.

Avant de commencer, vous devez déterminer le bon endroit pour l'installation. Il est recommandé de monter la soupape de sécurité sur le tuyau d'alimentation non loin du tuyau de sortie de la chaudière. La distance optimale entre les éléments est de 200-300 mm.

Tous les fusibles domestiques compacts sont filetés. Pour obtenir une étanchéité complète pendant l'enroulement, il est nécessaire de sceller le tuyau avec un câble ou du silicone.Le ruban FUM est indésirable à utiliser, car il ne résiste pas toujours à la chaleur critique

Dans la documentation réglementaire fournie avec chaque appareil, le processus d'installation est généralement planifié étape par étape.

Certaines règles d'installation clés sont inchangées pour tous les types de vannes:

• si le fusible n'est pas monté dans le cadre d'un groupe de sécurité, un manomètre est placé à côté de celui-ci;
• dans les soupapes à ressort, l'axe du ressort doit avoir une position strictement verticale et être situé sous le corps de l'appareil;
• dans l'équipement à levier-cargo, le levier est placé horizontalement;
• dans la section de canalisation entre l'équipement de chauffage et le fusible, l'installation n'est pas autorisée clapets anti-retour, grues, robinets-vannes, pompe de circulation;
• pour éviter d'endommager le boîtier lors de la rotation de la valve, vous devez être sélectionné avec une clé sur le côté où le vissage est effectué;
• un tuyau de vidange qui évacue le liquide de refroidissement vers le réseau d'égout ou un tuyau de retour est connecté à la sortie de la vanne;
• le tuyau de sortie n'est pas conduit directement à l'égout, mais avec l'inclusion d'un entonnoir ou d'une fosse;
• dans les systèmes où la circulation des fluides se produit à travers motif naturel, la soupape de sécurité est à son point culminant.

Le diamètre nominal de l'appareil est sélectionné sur la base de méthodes développées et approuvées par Gostekhnadzor. Pour résoudre ce problème, il est plus sage de demander l'aide de professionnels.

Si cela n'est pas possible, vous pouvez essayer d'utiliser des programmes en ligne spécialisés pour le calcul.

Pour réduire les pertes hydrauliques lors de la pression du fluide sur le clapet, l'installation des équipements de secours s'effectue en biais avec l'installation de la chaudière

Le réglage de la vanne est influencé par le type de structure de serrage. Dans les luminaires de printemps, il y a un capuchon. La pré-compression du ressort est réglée en le faisant tourner. La précision de ces produits est élevée: +/- 0,2 atm.

Dans les dispositifs de liaison, les réglages sont effectués par gain de masse ou mouvement de charge.

Après 7 à 8 opérations dans le dispositif d'urgence installé, le ressort et la plaque s'usent, ce qui peut rompre l'étanchéité. Dans ce cas, il est conseillé de remplacer la valve par une neuve.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Comment est fabriquée la soupape de sécurité et en quoi elle consiste:

Soupape de sécurité faisant partie d'un groupe de sécurité:

En savoir plus sur le choix et l'installation de la soupape de sécurité optimale:

La soupape de sécurité est un équipement simple et fiable qui protégera le boîtier des situations d'urgence imprévues qui se produisent dans les systèmes de chauffage. Pour ce faire, il suffit de choisir un appareil de haute qualité avec des paramètres appropriés, puis d'effectuer sa configuration et son installation compétentes.

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