Zawór bezpieczeństwa w systemie grzewczym: rodzaje, przeznaczenie, schematy i instalacja

Z powodu niewłaściwej pracy, zmian temperatury i skoków ciśnienia w działaniu autonomicznych systemów grzewczych mogą wystąpić awarie. Negatywne konsekwencje w takich sytuacjach są krytyczne: od rozpadu poszczególnych elementów, po zniszczenie budynków i poważne zagrożenie życia.

Zawór bezpieczeństwa w systemie grzewczym pomoże wyeliminować niebezpieczne ryzyko. Jaki on jest i jaka jest jego zasada działania? Omówimy te problemy w naszym artykule. Przeanalizujemy również odmiany takich zaworów i wskażemy główne różnice między nimi, rozważymy zasady instalacji w systemie grzewczym i podamy zalecenia dotyczące wyboru i regulacji zaworów bezpieczeństwa.

Do czego służy zawór bezpieczeństwa?

Systemy grzewcze są wypełnione wodą, której temperatura wynosi około 15 stopni. W obiegu zamkniętym nośnik ciepła nagrzewa się, znacznie zwiększając objętość. W tym czasie ciśnienie wywierane na wewnętrzną powierzchnię rur i urządzeń zainstalowanych w systemie znacznie wzrasta.

Przekroczenie dopuszczalnej normy, w większości przypadków powyżej 3,5 bara, powoduje:

• wyciek w połączeniach części rurociągu;
• uszkodzenie lub pęknięcie elementów łączących i rur wykonanych z polimerów;
• wybuch zbiornika kotła;
• zwarcie urządzeń elektrycznych w kotłowni.

Największe ryzyko sytuacji awaryjnych stanowią kotły na paliwo stałe, w których trudno jest regulować moc przenoszenia ciepła.

Wydajność urządzeń elektrycznych i gazowych jest szybko dostosowywana od początkowej do maksymalnej wydajności i odwrotnie. Często w nich obecne automatyzacja bezpieczeństwawyłączanie elementów roboczych przy nadmiernych wzrostach temperatury.

Intensywność spalania drewna, węgla i innych rodzajów paliwa w kotle na paliwo stałe jest regulowana poprzez otwarcie / zamknięcie żaluzji. W takim przypadku siła przenoszenia ciepła nie zmienia się natychmiast, ale stopniowo. Ze względu na bezwładność generatora ciepła ciekły płyn chłodzący może się przegrzewać.

Wraz z manometrem obliczającym ciśnienie i odpowietrzającym układ, zawór bezpieczeństwa jest często zaliczany do grupy bezpieczeństwa

Kiedy drewno opałowe w komorze dobrze się nagrzewa, doprowadzając wodę do sieci do wymaganych poziomów temperatury, powietrze jest blokowane, a aktywny płomień zaczyna gasnąć.

Jednak w stanie gorącym piec nadal wytwarza skumulowane ciepło. Osiągając 90-95 stopni, płyn chłodzący wrze i rozpoczyna nieuchronnie intensywne odparowywanie. W rezultacie następuje gwałtowny skok ciśnienia.

W tych okolicznościach aktywowany jest zawór bezpieczeństwa. Po osiągnięciu parametru ciśnienia granicznego otwiera żaluzję, uwalniając wyjście dla utworzonej pary. Po ustabilizowaniu się wartości zawór zamyka się automatycznie i przełącza z powrotem w tryb uśpienia.

Jego instalacja jest wymagana nie tylko dla paliwa stałego, ale także dla kotłów parowych, a także pieców wyposażonych w obieg wody. Wiele modyfikacji urządzeń grzewczych jest wykonywanych za pomocą tych urządzeń na etapie produkcji. Często ten zawór jest jednym z elementów grupy bezpieczeństwa. Zazwyczaj urządzenie jest wkładane bezpośrednio do wymiennika ciepła lub instalowane w rurociągu w pobliżu kotła.

Różnorodność urządzeń i zasada działania

Konstrukcja zaworu upustowego składa się z dwóch obowiązkowych elementów: części blokującej, składającej się z gniazda i żaluzji oraz regulatora siły. Istnieje kilka rodzajów urządzeń, które mają swoje własne cechy. Są klasyfikowane według określonych kryteriów.

Klasyfikacja # 1 - według mechanizmu zaciskowego

W systemach grzewczych domów prywatnych, mieszkań i instalacji przemysłowych o niskiej mocy preferowany jest typ sprężynowy produktu.

Głównym elementem roboczym urządzenia jest sprężyna. Podpiera membranę, która zachodzi na siodło. Podkładka jest umieszczona na trzonie połączonym z uchwytem, ​​w którym opiera się górna część sprężyny. Położenie podkładki i wpływ nacisku na membranę są regulowane za pomocą uchwytu

Urządzenie ma prostą i niezawodną konstrukcję, kompaktowe wymiary, możliwość łączenia z innymi elementami jednostki bezpieczeństwa w przystępnej cenie. Siła ściskająca mechanizmu sprężynowego zależy od parametru ciśnienia, przy którym zawór jest aktywowany. Zakres regulacji zależy od sprężystości samej sprężyny.

Zasada działania bezpieczników sprężynowych jest następująca:

• przepływ wody wpływa na migawkę urządzenia;
• ruch płynu chłodzącego jest ograniczony siłą sprężyny;
• ciśnienie krytyczne przekracza siłę ściskającą, podnosząc pręt szpuli do góry;
• płyn jest wysyłany do wylotu;
• wewnętrzna objętość wody jest ustabilizowana;
• sprężyna zamyka żaluzję, przywracając ją do pierwotnego położenia.

Obudowa sprężynującego urządzenia wykonana jest z wysokiej jakości mosiądzu o wysokiej wytrzymałości przy użyciu technologii i metod tłoczenia na gorąco. Do produkcji sprężyny używana jest stal. Membrana, uszczelki i uchwyt są wykonane z polimerów.

Niektóre marki produkują sprzęt, który ma już ustawienia fabryczne. W ofercie znajdują się również modele, które można dostosować w miejscu instalacji podczas uruchamiania.

Zawory są otwarte i zamknięte. W pierwszym przykładzie wykonania chłodziwo jest odprowadzane do atmosfery, w drugim - jest odprowadzane do rury powrotnej

Bezpieczniki z dźwignią nie są tak rozpowszechnione. W prywatnych autonomicznych systemach z kotłem rzadko są montowane.Operacje koncentrują się w sektorze przemysłowym w dużych gałęziach przemysłu, w których średnica rurociągów wynosi co najmniej 200 mm.

Siła na pręt w takich mechanizmach nie jest wywierana przez sprężynę, ale przez obciążenie zawieszone na dźwigni. Porusza się wzdłuż dźwigni, regulując siłę, z jaką pręt zostanie dociśnięty do siodła.

Zawór dźwigniowy otwiera się, gdy ciśnienie medium z dolnej części szpuli przekracza wskaźniki pochodzące z dźwigni. Następnie woda wypływa przez specjalny wylot.

Regulacja bezpieczników dźwigni i ładunku odbywa się poprzez przesuwanie pręta wzdłuż dźwigni. Aby zapobiec jego nieautoryzowanej lub przypadkowej zmianie, ładunek jest przykręcony, przykryty specjalną obudową i zamknięty zamkiem

Ciśnienie reakcji, a także zakres ustawień, zależy od długości dźwigni i masy ładunku. Bezpieczniki dźwigniowe nie są gorsze od urządzeń sprężynowych pod względem niezawodności, ale są droższe. Urządzenia są instalowane na kołnierzach rurowych o średnicy nominalnej 50 lub większej.

Klasyfikacja # 2 - przez podniesienie migawki

W zaworach bezpieczeństwa niskiego podnoszenia zawór podnosi się nie więcej niż o 0,05 średnicy gniazda. Mechanizm otwierania w takim sprzęcie jest proporcjonalny.

Charakteryzuje się niską przepustowością i najbardziej prymitywną konstrukcją. Niski udźwig stosuje się na statkach z płynnym medium.

Urządzenia na pełnej wysokości są wyposażone w dwupozycyjny mechanizm otwierania. Wyposażają one nie tylko zbiorniki w ciecze, ale także systemy, w których krążą media ściśliwe (sprężone powietrze, para, gaz)

Urządzenia o pełnej wysokości mają dłuższy czas otwarcia migawki. Oznacza to, że ich przepustowość jest znacznie lepsza niż w poprzedniej wersji, dzięki czemu są w stanie odprowadzać większe ilości nadmiaru chłodziwa.

Klasyfikacja # 3 - według prędkości

Pokrywa zaworów proporcjonalnych zaworów bezpieczeństwa otwiera się stopniowo. Z reguły wielkość otworu jest proporcjonalna do wzrostu nacisku wywieranego na powierzchnię wewnętrzną. Jednocześnie ze wzrostem mechanizmu stopniowo zwiększają się objętości odprowadzanego płynu chłodzącego.

Konstrukcja urządzeń nie ogranicza możliwości ich zastosowania w środowisku ściśliwym, ale mimo to dominują w systemach z wodą i innymi cieczami.

Zaletami zaworów bezpieczeństwa z proporcjonalną prędkością uruchamiania są niska cena, prostota konstrukcji, brak samoscylacji, częściowe otwieranie na poziomie wartości niezbędnych do utrzymania określonych parametrów pracy

Osobliwością zaworów włącz / wyłącz jest natychmiastowa praca z pełnym otwarciem po osiągnięciu granic ciśnienia w układzie, przy którym otwiera się bezpiecznik.

Eksperci zalecają obsługę tych urządzeń w środowiskach ściśliwych. Wśród ich głównych wad należy wymienić charakterystyczne samoscylacje żaluzji.

Podczas instalowania zaworu dwupozycyjnego w systemie grzewczym z płynnym chłodziwem należy pamiętać, że podczas gwałtownego otwarcia żaluzji wypłynie duża ilość wody.

Z tego powodu ciśnienie spada zbyt szybko. Zawór zamyka się natychmiast, co pociąga za sobą młot wodny. Urządzenia proporcjonalne nie powodują takiego ryzyka.

Cechy trójdrożnych zaworów awaryjnych

Powinniśmy również mówić o urządzeniu mało znanym konsumentom - zaworze trójdrożnym z przełącznikiem ręcznym lub elektrycznym. Jest stosowany w systemach grzewczych z obwodami niskotemperaturowymi.

Konstrukcja bezpieczników jest wyposażona w trzy otwory, z których jeden wejściowy, dwa wyjściowe. Przepływ medium jest kontrolowany przez przepustnicę wykonaną w postaci kuli lub pręta. Ruchomy płyn jest redystrybuowany przez obroty.

Bezpieczniki trójdrożne nadają się do kotłów kondensacyjnych oraz w przypadkach, gdy kilka różnych systemów działa z tego samego urządzenia grzewczego

Wyobraź sobie sytuację: dom ma obieg grzewczy z systemem konwencjonalnych grzejników i ciepłą podłogę. Wymagania techniczne dotyczące funkcjonowania drugiej opcji przewidują niezbyt wysokie temperatury chłodziwa.

Kocioł podgrzewa wodę o tej samej temperaturze dla wszystkich systemów. W takich warunkach potrzebne jest urządzenie redystrybucyjne, z którym doskonale radzi sobie zawór trójdrożny.

Odpowiada za następujące funkcje:

• wytyczanie obszarów;
• rozkład gęstości strumienia według stref;
• ułatwianie mieszania nośnika ciepła z głównych gałęzi zasilania / powrotu w celu przesyłania zimniejszej wody do rurociągu ciepłej podłogi niż do grzejników.

Aby nie sprawować stałej kontroli temperatury medium we własnym zakresie, należy zwrócić uwagę na modele zaworów wyposażone w serwonapęd.

To urządzenie jest zasilane przez czujnik zainstalowany w obwodzie niskiej temperatury. Kiedy zmieniają się znaki temperatury, uruchamiany jest mechanizm blokujący, który otwiera lub zamyka dopływ cieczy z powrotu.

Bardziej szczegółowo o odmianach zaworu trójdrożnego do ogrzewania i kryteriach jego wyboru, rozmawialiśmy w następnym artykule.

Wskazówki dotyczące wyboru najlepszego modelu

Przed wybraniem konkretnego wyposażenia bezpieczeństwa należy szczegółowo zapoznać się z charakterystyką techniczną instalacji kotła.

Podczas działania zaworu bezpieczeństwa ujemne temperatury są odbijane ujemnie. Dlatego wystarczająco ważną cechą urządzenia jest obecność zabezpieczenia przed zamarzaniem

Nie zaniedbuj analizy instrukcji producenta, które wskazują wszystkie wartości graniczne.

Decydująca rola w wyborze urządzenia do ogrzewania ma kilka kryteriów:

1. Wydajność kotła.
2. Maksymalne dopuszczalne ciśnienie czynnika dla mocy cieplnej urządzeń grzewczych.
3. Średnica zaworu bezpieczeństwa.

Należy sprawdzić, czy regulator ciśnienia w urządzeniu ma zakres, w którym wchodzą parametry tego lub innego kotła. Ciśnienie reakcji powinno być o 25-30% większe niż wskaźnik operacyjny wymagany do stabilnej pracy systemu.

Im wyższe ciśnienie robocze, tym mniej czasu urządzenie musi poświęcić na wyłączenie. Odstęp między ciśnieniem na początku ruchu a momentem pełnego otwarcia przesłony powinien wynosić 15% dla wartości nominalnej mniejszej niż 2,5 atm, 10% dla wyższych parametrów

Średnica zaworu bezpieczeństwa nie może być mniejsza niż łącznik rury wlotowej. W przeciwnym razie stały opór hydrauliczny nie pozwoli bezpiecznikowi na pełne wykonanie natychmiastowych zadań.

Optymalnym materiałem do produkcji sprzętu jest mosiądz. Ma niski współczynnik rozszerzalności cieplnej, co eliminuje zniszczenie obudowy pod wpływem silnego ciśnienia.

Jednostka sterująca wykonana jest z żaroodpornych tworzyw sztucznych, które zachowują pożądaną sztywność nawet w kontakcie z wrzącą cieczą.

Zasady instalacji i konfiguracji

Po zaplanowaniu niezależnej instalacji zaworu bezpieczeństwa do ogrzewania należy wcześniej przygotować zestaw narzędzi. Praca nie może obejść się bez regulowanych kluczy i kluczy, śrubokręta krzyżakowego, szczypiec, taśmy mierniczej, uszczelniacza silikonowego.

Zanim zaczniesz, musisz określić odpowiednie miejsce do instalacji. Zaleca się montaż zaworu bezpieczeństwa na rurze zasilającej niedaleko rury wylotowej kotła. Optymalna odległość między elementami wynosi 200–300 mm.

Wszystkie kompaktowe bezpieczniki domowe są gwintowane. Aby uzyskać pełną szczelność podczas nawijania, konieczne jest uszczelnienie rury za pomocą kabla lub silikonu.Taśma FUM jest niepożądana w użyciu, ponieważ nie zawsze wytrzymuje ciepło krytyczne

W dokumentacji regulacyjnej dołączonej do każdego urządzenia proces instalacji jest zwykle planowany krok po kroku.

Niektóre kluczowe zasady instalacji są niezmienione dla wszystkich typów zaworów:

• jeżeli bezpiecznik nie jest zamontowany jako część grupy bezpieczeństwa, obok niego umieszczony jest manometr;
• w zaworach sprężynowych oś sprężyny powinna mieć ściśle pionowe położenie i znajdować się pod korpusem urządzenia;
• w wyposażeniu dźwigni-ładunku dźwignia jest umieszczona poziomo;
• w odcinku rurociągu między urządzeniem grzewczym a bezpiecznikiem instalacja nie jest dozwolona zawory zwrotne, dźwigi, zasuwy, pompa obiegowa;
• aby zapobiec uszkodzeniu obudowy podczas obrotu zaworu, należy wybrać klucz po stronie, w której odbywa się wkręcanie;
• rura spustowa, która usuwa chłodziwo do sieci kanalizacyjnej lub rura powrotna jest podłączona do wylotu zaworu;
• rura wylotowa nie jest prowadzona bezpośrednio do kanalizacji, ale z włączeniem lejka lub dołu;
• w systemach, w których zachodzi krążenie płynu naturalny wzór, zawór bezpieczeństwa znajduje się w najwyższym punkcie.

Średnica nominalna urządzenia jest wybierana na podstawie metod opracowanych i zatwierdzonych przez Gostekhnadzor. Rozwiązując ten problem, mądrzej jest szukać pomocy u profesjonalistów.

Jeśli nie jest to możliwe, możesz spróbować użyć specjalistycznych programów online do obliczeń.

Aby zmniejszyć straty hydrauliczne podczas ciśnienia czynnika na płycie zaworowej, instalacja wyposażenia awaryjnego odbywa się z odchyleniem do instalacji kotła

Na regulację zaworu wpływa rodzaj konstrukcji zacisku. W oprawach wiosennych znajduje się czapka. Wstępne ściskanie sprężyny jest regulowane przez obrót. Dokładność tych produktów jest wysoka: +/- 0,2 atm.

W urządzeniach sprzęgających regulacje są wykonywane przez przyrost masy lub ruch ładunku.

Po 7-8 operacjach w zainstalowanym urządzeniu awaryjnym sprężyna i płyta zużywają się, w wyniku czego szczelność może zostać zerwana. W takim przypadku zaleca się wymianę zaworu na nowy.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Jak wykonany jest zawór bezpieczeństwa i na co składa się:

Zawór bezpieczeństwa jako część grupy bezpieczeństwa:

Więcej informacji na temat wyboru i instalacji optymalnego zaworu bezpieczeństwa:

Zawór bezpieczeństwa to proste i niezawodne urządzenie, które ochroni obudowę przed nieprzewidzianymi sytuacjami awaryjnymi występującymi w systemach grzewczych. Aby to zrobić, wystarczy wybrać urządzenie wysokiej jakości o odpowiednich parametrach, a następnie przeprowadzić jego właściwą konfigurację i instalację.

Wybierając odpowiednią opcję zaworu bezpieczeństwa do swojego systemu grzewczego? Może nadal masz pytania, na które odpowiedzi nie znalazłeś w powyższym materiale? Zapytaj ich naszych ekspertów, zostawiając komentarz pod artykułem.

A może chcesz uzupełnić materiał o ciekawe fakty i przydatne rekomendacje? Lub podzielić się doświadczeniem z samodzielnym instalowaniem zaworu w systemie? Napisz swoją opinię o potrzebie takiego urządzenia ochronnego, podziel się wskazówkami dotyczącymi wyboru na podstawie osobistych doświadczeń.