Válvula de segurança no sistema de aquecimento: tipos, finalidade, diagramas e instalação

Devido a operação inadequada, alterações de temperatura e picos de pressão na operação de sistemas de aquecimento autônomos, podem ocorrer problemas de funcionamento. As consequências negativas em tais situações são críticas: começando com a quebra de componentes individuais, terminando com a destruição de edifícios e uma séria ameaça à vida.

A válvula de segurança no sistema de aquecimento ajudará a eliminar riscos perigosos. Como ele é e qual é o seu princípio de ação? Vamos considerar esses problemas em nosso artigo. Também analisaremos as variedades de tais válvulas e indicamos as principais diferenças entre elas, consideraremos as regras de instalação no sistema de aquecimento e forneceremos recomendações sobre a seleção e ajuste de válvulas de segurança.

Para que serve uma válvula de segurança?

Os sistemas de aquecimento são preenchidos com água, cuja temperatura é de aproximadamente 15 graus. Circulando em um circuito fechado, o transportador de calor esquenta, aumentando significativamente em volume. Nesse momento, a pressão exercida na superfície interna dos tubos e os dispositivos instalados no sistema aumentam significativamente.

Exceder a norma permitida, na maioria dos casos acima de 3,5 bar, resulta em:

• vazamento nas juntas das peças da tubulação;
• danos ou ruptura de elementos de conexão e tubos de polímeros;
• explosão do tanque da caldeira;
• curto-circuito do equipamento elétrico na caldeira.

Caldeiras a combustível sólido, nas quais é difícil regular a potência de transferência de calor, são o maior risco de situações de emergência.

O desempenho dos equipamentos elétricos e a gás é rapidamente ajustado do início ao desempenho máximo e vice-versa. Frequentemente presente neles automação de segurançadesligar os elementos de trabalho a temperaturas excessivas aumenta.

A intensidade da queima de madeira, carvão e outros tipos de combustível em uma caldeira de combustível sólido é ajustada abrindo / fechando o obturador. Nesse caso, a força de transferência de calor não muda imediatamente, mas gradualmente. Devido à inércia do gerador de calor, o líquido de arrefecimento líquido pode superaquecer.

Juntamente com um manômetro de cálculo de pressão e a saída de ar do sistema, a válvula de segurança é frequentemente incluída no grupo de segurança

Quando a lenha na câmara aquece bem, elevando a água da rede aos níveis de temperatura exigidos, o ar é bloqueado e a chama ativa começa a apagar.

No entanto, em um estado quente, o forno continua a gerar calor acumulado. Atingindo 90-95 graus, o líquido de arrefecimento ferve e inicia a inevitável vaporização intensa. Como resultado, é provocado um forte salto de pressão.

É nessas circunstâncias que uma válvula de segurança é ativada. Quando o parâmetro de pressão limite é atingido, ele abre o obturador, liberando a saída do vapor formado. Após a estabilização dos valores, a válvula fecha automaticamente e volta ao modo de suspensão.

Sua instalação é necessária não apenas para combustível sólido, mas também para caldeiras a vapor, bem como fornos equipados com circuito de água. Muitas modificações do equipamento de aquecimento são concluídas com esses dispositivos na fase de produção. Muitas vezes, esta válvula é um dos elementos grupos de segurança. Normalmente, o dispositivo é inserido diretamente no trocador de calor ou instalado em uma tubulação próxima à caldeira.

Variedades de dispositivos e princípio de operação

O design da válvula de sangria inclui dois componentes obrigatórios: uma parte de travamento, composta por uma sede e uma persiana, e um ajustador de ação de força. Existem vários tipos de equipamentos que têm características próprias. Eles são classificados de acordo com certos critérios.

Classificação # 1 - pelo mecanismo de fixação

Nos sistemas de aquecimento de casas particulares, apartamentos e instalações industriais de baixa potência, o tipo de mola do produto é o preferido.

O principal elemento de trabalho do dispositivo é a mola. Ela sustenta a membrana que se sobrepõe à sela. Uma arruela é colocada na haste conectada à alça, na qual fica a parte superior da mola. A posição da arruela e o efeito da pressão na membrana são ajustados pela alça

O dispositivo possui uma estrutura simples e confiável, dimensões compactas, capacidade de combinar com outros elementos da unidade de segurança a um preço acessível. A força de compressão do mecanismo da mola depende do parâmetro de pressão no qual a válvula é ativada. A faixa de ajuste é afetada pela elasticidade da própria mola.

O princípio de operação dos fusíveis de mola é o seguinte:

• o fluxo de água afeta o obturador do dispositivo;
• o movimento do líquido refrigerante é limitado pela força da mola;
• a pressão crítica excede a força de compressão, levantando a haste do carretel;
• fluido é enviado para a saída;
• o volume interno de água é estabilizado;
• a mola fecha o obturador, retornando-o à sua posição original.

A caixa do dispositivo elástico é fabricada em latão de alta resistência e alta qualidade, utilizando tecnologias e métodos de estampagem a quente. O aço é usado na produção da primavera. A membrana, vedações e alça são feitas de polímeros.

Algumas marcas produzem equipamentos que já possuem configurações de fábrica. Também na faixa existem modelos personalizáveis ​​no local da instalação durante o comissionamento.

As válvulas estão abertas e fechadas. Na primeira modalidade, o refrigerante é descarregado na atmosfera, no segundo - é descarregado no tubo de retorno

Fusíveis de carga de alavanca não são tão difundidos. Em sistemas autônomos particulares com caldeira, eles raramente são montados.A operação está concentrada no setor industrial em grandes indústrias, onde o diâmetro dos dutos é de pelo menos 200 mm.

A força na haste nesses mecanismos não é dada por uma mola, mas por uma carga pendurada em uma alavanca. Ele se move ao longo do comprimento da alavanca, ajustando a força com a qual a haste será pressionada contra a sela.

A válvula de alavanca de carga se abre quando a pressão do meio da parte inferior do carretel excede os indicadores que emanam da alavanca. Depois disso, a água sai através de uma saída especial.

O ajuste dos fusíveis da alavanca-carga é realizado movendo a haste ao longo da alavanca. Para impedir sua mudança não autorizada ou acidental, a carga é trancada, coberta com uma carcaça especial e trancada com uma trava

A pressão de resposta, assim como a faixa de ajuste, são determinadas pelo comprimento da alavanca e pela massa da carga. Os fusíveis de alavanca não são inferiores aos dispositivos de mola em termos de confiabilidade, mas são mais caros. Os dispositivos são instalados em acessórios para tubos flangeados com um diâmetro nominal de 50 ou mais.

Classificação # 2 - por elevador do obturador

Nas válvulas de segurança de baixa elevação, a válvula não sobe mais de 0,05 no diâmetro da sede. O mecanismo de abertura em tais equipamentos é proporcional.

É caracterizada pela baixa largura de banda e pelo design mais primitivo. O equipamento de baixa elevação é usado em embarcações com meio líquido.

Os dispositivos de altura total estão equipados com um mecanismo de abertura de duas posições. Eles equipam não apenas vasos com líquidos, mas também sistemas nos quais circulam meios compressíveis (ar comprimido, vapor, gás)

Aparelhos de altura total têm maior velocidade do obturador. Isso significa que o rendimento é muito melhor do que a versão anterior, para que eles possam descarregar volumes maiores de excesso de líquido de arrefecimento.

Classificação # 3 - por velocidade

A tampa da válvula das válvulas de segurança proporcionais abre gradualmente. Como regra, a magnitude da abertura é proporcional ao aumento da pressão exercida na superfície interna. Simultaneamente com o aumento do mecanismo, os volumes de líquido de arrefecimento descarregado aumentam gradualmente.

O design dos dispositivos não limita a possibilidade de uso em meios compressíveis, mas, no entanto, eles prevalecem em sistemas com água e outros líquidos.

Entre as vantagens de válvulas de segurança com velocidade de atuação proporcional estão preço baixo, simplicidade de projeto, falta de auto-oscilações, abertura porcionada no nível de valores necessários para manter parâmetros operacionais específicos

A peculiaridade das válvulas on-off é a operação instantânea com abertura total após atingir as marcas de limite de pressão no sistema, no qual a trava do fusível se abre.

Os especialistas recomendam a operação desses dispositivos em ambientes compactáveis. Entre suas principais desvantagens estão a presença de auto-oscilações características do obturador.

Ao instalar uma válvula de duas posições em um sistema de aquecimento com líquido de refrigeração, deve-se ter em mente que durante uma abertura acentuada do obturador, uma grande quantidade de água será descarregada.

Por esse motivo, a pressão cai muito rapidamente. A válvula fecha instantaneamente, o que implica martelo hidráulico. Dispositivos proporcionais não causam tais riscos.

Características das válvulas de emergência de três vias

Também devemos falar sobre um dispositivo pouco conhecido dos consumidores - uma válvula de três vias com interruptor manual ou elétrico. É utilizado em sistemas de aquecimento com circuitos de baixa temperatura.

O design dos fusíveis é equipado com três orifícios, um dos quais é entrada e dois são produzidos. O fluxo do meio é controlado por um amortecedor feito na forma de uma bola ou haste. O fluido em movimento é redistribuído por rotações.

Os fusíveis de três vias são adequados para caldeiras de condensação e nos casos em que vários sistemas diferentes operam com o mesmo equipamento de aquecimento

Imagine a situação: a casa tem um circuito de aquecimento com um sistema de radiadores convencionais e um piso quente. Os requisitos técnicos para o funcionamento da segunda opção proporcionam temperaturas de refrigerante não muito altas.

A caldeira aquece a água na mesma temperatura para todos os sistemas. Em tais condições, é necessário um dispositivo de redistribuição, cujas tarefas a válvula de três vias lida perfeitamente.

Ele é responsável pelas seguintes funções:

• delimitação de áreas;
• distribuição da densidade do fluxo por zonas;
• facilitar a mistura do transportador de calor dos principais ramais de suprimento / retorno para enviar água mais fria para a tubulação de piso quente do que para os radiadores.

Para não exercer o controle constante da temperatura do meio por conta própria, você deve prestar atenção aos modelos de válvulas equipados com um servoconversor.

Este dispositivo é alimentado por um sensor instalado em um circuito de baixa temperatura. Quando as marcas de temperatura mudam, é acionado um mecanismo de travamento, que abre ou fecha o suprimento de líquido a partir do retorno.

Mais detalhadamente sobre as variedades de uma válvula de três vias para aquecimento e os critérios para sua seleção, conversamos no próximo artigo.

Dicas para escolher o melhor modelo

Antes de escolher um equipamento de segurança específico, é necessário familiarizar-se em detalhes com as características técnicas da instalação da caldeira.

Na operação da válvula de segurança, as temperaturas negativas são refletidas negativamente. Portanto, uma característica suficientemente importante para o dispositivo é a presença de proteção contra congelamento

Não negligencie o estudo das instruções do fabricante, que indicam todos os valores-limite.

Um papel decisivo na escolha de um dispositivo para aquecimento tem vários critérios:

1. Desempenho da caldeira.
2. A pressão máxima permitida do meio para a energia térmica do equipamento de aquecimento.
3. Diâmetro da válvula de segurança.

Deve-se verificar se o regulador de pressão no dispositivo possui uma faixa dentro da qual os parâmetros desta ou daquela caldeira entram. A pressão de resposta deve ser 25 a 30% maior que o indicador operacional necessário para a operação estável do sistema.

Quanto maior a pressão operacional, menos tempo o dispositivo deve gastar em disparar. O intervalo entre a pressão no início do movimento e quando o obturador está totalmente aberto deve ser de 15% para um valor nominal inferior a 2,5 atm, 10% para parâmetros mais altos

O diâmetro da válvula de segurança não pode ser menor que o conector do tubo de entrada. Caso contrário, a resistência hidráulica constante não permitirá que o fusível execute totalmente tarefas imediatas.

O material ideal para a fabricação de equipamentos é o latão. Possui baixo coeficiente de expansão térmica, o que elimina a destruição da carcaça dos efeitos de fortes pressões.

A unidade de controle é feita de materiais plásticos resistentes ao calor que retêm a rigidez desejada, mesmo quando em contato com o líquido fervente.

Regras de instalação e configuração

Tendo planejado a instalação independente de uma válvula de segurança para aquecimento, você deve preparar um conjunto de ferramentas com antecedência. O trabalho não pode prescindir de chaves ajustáveis, chave de fenda Phillips, alicate, fita métrica, selante de silicone.

Antes de começar, você precisa determinar o local certo para a instalação. Recomenda-se que a válvula de segurança seja montada no tubo de suprimento não muito longe do tubo de saída da caldeira. A distância ideal entre os elementos é de 200 a 300 mm.

Todos os fusíveis domésticos compactos são rosqueados. Para obter uma estanqueidade completa durante o enrolamento, é necessário vedar o tubo com reboque ou silicone.A fita FUM é indesejável, pois nem sempre suporta calor crítico

Na documentação regulamentar que acompanha cada dispositivo, o processo de instalação geralmente é agendado passo a passo.

Algumas regras de instalação importantes não são alteradas para todos os tipos de válvulas:

• se o fusível não estiver montado como parte de um grupo de segurança, um manômetro é colocado próximo a ele;
• nas válvulas de mola, o eixo da mola deve ter uma posição estritamente vertical e estar localizado sob o corpo do dispositivo;
• no equipamento de alavanca de carga, a alavanca é colocada horizontalmente;
• na seção de tubulação entre o equipamento de aquecimento e o fusível, a instalação não é permitida válvulas de retenção, guindastes, válvulas de portão, bomba de circulação;
• para evitar danos ao alojamento durante a rotação da válvula, você precisa ser selecionado com uma chave no lado onde o parafuso é realizado;
• um tubo de drenagem que remove o líquido de arrefecimento para a rede de esgoto ou tubo de retorno é conectado à saída da válvula;
• o tubo de saída não é levado diretamente ao esgoto, mas com a inclusão de um funil ou poço;
• em sistemas onde a circulação de fluidos ocorre através de padrão natural, a válvula de segurança está no ponto mais alto.

O diâmetro nominal do dispositivo é selecionado com base em métodos desenvolvidos e aprovados por Gostekhnadzor. Ao resolver esse problema, é mais sensato procurar ajuda de profissionais.

Se isso não for possível, você pode tentar usar programas online especializados para cálculo.

Para reduzir as perdas hidráulicas durante a pressão do meio na placa da válvula, a instalação do equipamento de emergência é realizada com um viés para a instalação da caldeira

O ajuste da válvula é influenciado pelo tipo de estrutura do grampo. Nas luminárias de primavera, há uma tampa. A pré-compressão da mola é ajustada girando-a. A precisão desses produtos é alta: +/- 0,2 atm.

Nos dispositivos de ligação, os ajustes são feitos por ganho de massa ou movimento de carga.

Após 7-8 operações no dispositivo de emergência instalado, a mola e a placa se desgastam, como resultado da quebra do aperto. Nesse caso, é aconselhável substituir a válvula por uma nova.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Como é fabricada a válvula de segurança e em que consiste:

Válvula de segurança como parte de um grupo de segurança:

Mais sobre como escolher e instalar a válvula de segurança ideal:

A válvula de segurança é um equipamento simples e confiável que protege a carcaça de situações imprevistas de emergência que ocorrem em sistemas de aquecimento. Para fazer isso, basta escolher um dispositivo de alta qualidade com parâmetros adequados e, em seguida, executar sua instalação e configuração competentes.

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