Sigurnosni ventil u sustavu grijanja: vrste, namjena, sheme i montaža

Zbog nepravilnog rukovanja, temperaturnih promjena i tlačnih udara u radu autonomnih sustava grijanja mogu se dogoditi kvarovi. Negativne posljedice u takvim situacijama su kritične: počevši od kvara pojedinih komponenti, do uništenja zgrada i ozbiljne prijetnje životu.

Opasne rizike može spriječiti sigurnosni ventil u sustavu grijanja. Što je to i koji je princip rada? Ova pitanja razmotrit ćemo u našem članku. Također ćemo analizirati vrste takvih ventila i navesti glavne razlike među njima, razmotriti pravila ugradnje u sustav grijanja i dati preporuke za odabir i podešavanje sigurnosne armature.

Čemu služi sigurnosni ventil?

Sustavi grijanja pune se vodom čija je temperatura približno 15 stupnjeva. Kružeći u zatvorenom krugu, toplinski medij se zagrijava, značajno povećavajući volumen. U to vrijeme značajno raste tlak koji djeluje na unutarnju površinu cijevi i uređaje ugrađene u sustav.

Prekoračenje dopuštene norme, u većini slučajeva više od 3,5 bara, dovodi do:

• curenja na mjestima spojeva dijelova cjevovoda;
• oštećenja ili pucanja spojnih elemenata i cijevi izrađenih od polimera;
• eksplozije kotlovskog spremnika;
• kratkog spoja električne opreme u kotlovnici.

Najveći rizik od nesreća karakterističan je za kotlove na kruta goriva, u kojima je teško regulirati snagu prijenosa topline.

Učinkovitost električne i plinske opreme brzo se podešava od početnih do maksimalnih vrijednosti i obrnuto. Često je u njima prisutna sigurnosna automatika koja isključuje radne elemente pri prekomjernom porastu temperature.

Intenzitet izgaranja drva, ugljena i drugih vrsta goriva u kotlu na kruta goriva podešava se otvaranjem/zatvaranjem zaklopke. Pritom se snaga prijenosa topline ne mijenja odmah, već postupno. Zbog inercije generatora topline tekući nositelj topline može se jako pregrijati.

Zajedno s manometrom koji mjeri tlak i odzračivačem koji uklanja zrak iz sustava, sigurnosni ventil se često uključuje u sastav sigurnosne grupe.

Kada se drva u komori dobro zagriju i voda u mreži dosegne potrebne temperature, pristup zraka se prekida i aktivni plamen počinje gasiti se.

Međutim, u užarenom stanju ložište nastavlja ispuštati nakupljenu toplinu. Dosegnuvši 90-95 stupnjeva, nositelj topline proključa i pokreće neizbježno intenzivno stvaranje pare. Zbog toga se izaziva nagli skok tlaka.

Upravo u takvim okolnostima uključuje se rad sigurnosnog ventila. Pri dosezanju graničnog parametra tlaka on otvara zatvarač, oslobađajući put nastaloj pari prema van. Nakon stabilizacije vrijednosti, ventil se automatski zatvara i ponovno prelazi u stanje mirovanja.

Njegova montaža je obvezna ne samo za kotlove na kruta goriva, već i za parne kotlove, kao i za peći opremljene vodenim krugom. Mnoge modifikacije opreme za grijanje opremljene su ovim uređajem već u fazi proizvodnje. Često je ovaj ventil jedan od elemenata sigurnosne grupe. Uobičajeno se uređaj ugrađuje izravno u izmjenjivač topline ili se postavlja u cjevovod u blizini kotla.

Vrste uređaja i princip rada

U konstrukciju sigurnosnog ventila ulaze dvije obvezne komponente: zaporni dio koji se sastoji od sjedišta i zatvarača, te zadavač sile. Razlikuje se nekoliko vrsta opreme koje imaju svoje značajke. One se klasificiraju prema određenim obilježjima.

Klasifikacija #1 — po mehanizmu pritiska

U sustavima grijanja privatnih kuća, stanova i industrijskih postrojenja male snage, prednost se daje opružnom tipu proizvoda.

Glavni radni element uređaja je opruga. Ona podupire membranu koja prekriva sjedište. Na šipki spojenoj s ručicom nalazi se podloška u koju se naslanja gornji dio opruge. Položaj podloške i pritisni učinak na membranu regulira se ručicom.

Uređaj se odlikuje jednostavnom i pouzdanom konstrukcijom, kompaktnim dimenzijama, mogućnošću kombiniranja s drugim elementima sigurnosnog bloka, pristupačnom cijenom. Sila sabijanja opružnog mehanizma ovisi o parametru tlaka pri kojem ventil aktivira. Na raspon podešavanja utječe elastičnost same opruge.

Princip rada opružnih sigurnosnih ventila sastoji se u sljedećem:

• na zatvarač uređaja djeluje protok vode;
• kretanje nositelja topline ograničeno je silom opruge;
• kritični tlak premašuje silu sabijanja, podižući vreteno zatvarača prema gore;
• tekućina odlazi u izlazni priključak;
• unutarnji volumen vode se stabilizira;
• opruga zatvara zatvarač, vraćajući ga u prvobitni položaj.

Tijelo opružnog uređaja izrađuje se od kvalitetnog visokočvrstog mesinga primjenom tehnologija i metoda vrućeg štancanja. U proizvodnji opruge koristi se čelik. Membrana, brtve i ručka izrađuju se od polimera.

Neke robne marke proizvode opremu s već postavljenim tvorničkim postavkama. Također u asortimanu postoje modeli koji se podešavaju na mjestu ugradnje tijekom puštanja u rad.

Ventili mogu biti otvoreni i zatvoreni. U prvoj varijanti konstrukcije toplinski medij se ispušta u atmosferu, u drugoj se ispušta u povratni cjevovod

Polužno-teretni sigurnosni ventili nisu tako široko rasprostranjeni. U privatnim autonomnim sustavima s kotlom rijetko se ugrađuju. Njihova uporaba koncentrirana je u industrijskom sektoru na velikim proizvodnjama gdje je promjer cjevovoda najmanje 200 mm.

Sila na vreteno u takvim mehanizmima ne daje opruga, već teret obješen na polugu. On se pomiče duž poluge, podešavajući silu kojom će vreteno pritiskati na sjedište.

Polužno-teretni ventil otvara se kada tlak medija s donjeg dijela klipa premaši vrijednosti koje dolaze s poluge. Nakon toga voda odlazi kroz poseban otvor za ispuštanje.

Podešavanje polužno-teretnih sigurnosnih ventila vrši se pomicanjem tereta duž poluge. Kako bi se spriječila njezina neovlaštena ili slučajna promjena, teret se pričvršćuje vijcima, prekriva posebnim kućištem i zaključava bravom

Tlak aktivacije, kao i raspon podešavanja, određuje se duljinom poluge i masom tereta. Polužni sigurnosni ventili nisu inferiorni opružnim uređajima u pogledu pouzdanosti, ali su skuplji. Uređaji se ugrađuju na prirubničke spojne dijelove cijevi s promjerom nazivnog otvora od 50 i više.

Klasifikacija #2 — po visini podizanja zatvarača

U sigurnosnim ventilima s malim podizanjem, zatvarač se podiže ne više od 0,05 promjera sjedišta. Mehanizam otvaranja u takvoj opremi je proporcionalan.

Karakterizira ga nizak protok i najjednostavnija konstrukcija. Oprema s malim podizanjem koristi se na posudama s tekućim medijem.

Uređaji s punim podizanjem opremljeni su dvopoložajnim mehanizmom otvaranja. Njima se opremaju ne samo posude s tekućinama, već i sustavi u kojima cirkuliraju stlačivi mediji (stlačeni zrak, para, plin)

Kod uređaja s punim podizanjem, podizanje zatvarača je veće. To znači da je njihov protok znatno bolji nego kod prethodne varijante, stoga su sposobni ispuštati veće količine viška toplinskog medija.

Klasifikacija #3 — po brzini aktiviranja

Zatvorni poklopac proporcionalnih sigurnosnih ventila otvara se postupno. Općenito, veličina otvora proporcionalna je porastu tlaka koji djeluje na unutarnju površinu. Istovremeno s podizanjem mehanizma postupno se povećavaju količine ispuštanog toplinskog medija.

Konstrukcija uređaja ne ograničava mogućnosti njihove uporabe u stlačivom mediju, ali ipak prevladavaju u sustavima s vodom i drugom tekućinom.

Među prednostima sigurnosnih ventila s proporcionalnom brzinom aktiviranja su niska cijena, jednostavna konstrukcija, odsutnost autooscilacija, postupno otvaranje na razini vrijednosti potrebnih za održavanje specifičnih radnih parametara.

Osobitost dvopoložajnih ventila je trenutačno aktiviranje s potpunim otvaranjem nakon postizanja graničnih vrijednosti tlaka u sustavu, pri kojima se otvara zatvor sigurnosnog ventila.

Stručnjaci preporučuju korištenje ovih naprava u stlačivim medijima. Među glavne nedostatke ubraja se prisutnost karakterističnih autooscilacija zatvara.

Prilikom montaže dvopoložajnog ventila u sustavu grijanja s tekućim toplinskim medijem treba uzeti u obzir da će tijekom naglog otvaranja zatvara doći do ispuštanja velike količine vode.

Zbog toga će tlak prebrzo pasti. Ventil će se trenutačno zatvoriti, što će uzrokovati hidraulički udar. Proporcionalni uređaji ne uzrokuju takve rizike.

Značajke trosmjernih sigurnosnih ventila

Zasebno valja govoriti o manje poznatom uređaju potrošačima – troputnom ventilu s ručnim ili električnim prekidačem. Primjenjuje se u sustavima grijanja s niskotemperaturnim krugovima.

Konstrukcija sigurnosnih ventila opremljena je s tri otvora, od kojih je jedan ulazni, a dva izlazna. Tokove medija kontrolira zaklopka izrađena u obliku kugle ili klipa. Tekućina koja se kreće preraspoređuje se okretanjem.

Troputni sigurnosni ventili prikladni su za kondenzacijske kotlove i u slučajevima kada od jedne opreme za grijanje radi nekoliko različitih sustava

Zamislimo situaciju: u kući je realizirana shema grijanja sa sustavom običnih radijatora i podnog grijanja. Tehnički zahtjevi za funkcioniranje druge varijante predviđaju ne previsoke temperature toplinskog medija.

Kotao zagrijava vodu u istom temperaturnom režimu za sve sustave. U takvim uvjetima javlja se potreba za preraspodjeljujućim uređajem, s čijim se zadacama izvrsno nosi troputni ventil.

On je odgovoran za sljedeće funkcije:

• razgraničenje područja;
• raspodjela gustoće toka po zonama;
• Pomaže miješanju toplinske tekućine iz glavnih grana dovoda/povrata kako bi se u cijevi podnog grijanja poslala hladnija voda nego u radijatore.

Kako ne biste morali stalno sami nadzirati temperaturu medija, obratite pozornost na modele ventila opremljene servo pogonom.

Ovaj uređaj radi pomoću senzora instaliranog u niskotemperaturnom krugu. Kada se temperature promijene, aktivira se zaporni mehanizam koji otvara ili zatvara dovod tekućine iz povrata.

Detaljnije o vrstama trosmjernog ventila za grijanje i kriterijima njegova odabira govorili smo u sljedećem članku.

Savjeti za odabir optimalnog modela

Prije nego što se odlučite za određenu sigurnosnu opremu, svakako se detaljno upoznajte s tehničkim karakteristikama kotlovske instalacije.

Na rad sigurnosnog ventila negativno utječu niske temperature. Stoga je vrlo važna karakteristika uređaja postojanje zaštite od smrzavanja.

Ne treba zanemariti proučavanje uputa proizvođača, u kojima su navedene sve granične vrijednosti.

Presudnu ulogu u odabiru uređaja za grijanje ima nekoliko kriterija:

1. Učinkovitost kotla.
2. Maksimalno dopušteni tlak medija za toplinsku snagu opreme za grijanje.
3. Promjer sigurnosnog ventila.

Treba provjeriti da regulator tlaka u uređaju ima raspon koji uključuje parametre pojedinog kotla. Tlak aktivacije treba biti 25-30% veći od radne vrijednosti potrebne za stabilan rad sustava.

Što su više radne vrijednosti tlaka, to manje vremena uređaj treba za aktivaciju. Razlika između tlaka na početku kretanja i pri potpunom otvaranju zatvarača treba iznositi 15% za nazivnu vrijednost manju od 2,5 atm, 10% – za više parametre.

Promjer sigurnosnog ventila ne smije biti manji od priključka dovodne cijevi. Inače će stalni hidraulički otpor spriječiti osigurač da u potpunosti obavlja svoje izravne zadatke.

Optimalni materijal za izradu opreme je mjed. Ima mali koeficijent temperaturnog širenja, što isključuje oštećenje kućišta od utjecaja visokog tlaka.

Regulacijski blok izrađuje se od termootpornih plastičnih materijala koji zadržavaju potrebnu krutost čak i u dodiru s kipućom tekućinom.

Pravila montaže i podešavanja

Planirajući samostalnu montažu sigurnosnog ventila za grijanje, unaprijed pripremite set alata. U radu ne možete bez ključeva za cijevi i matičnih ključeva, križnog odvijača, kliješta, mjerne trake, silikonskog brtvila.

Prije početka rada potrebno je odrediti prikladno mjesto za montažu. Sigurnosni ventil preporučuje se postaviti na dovodni cjevovod blizu izlazne cijevi kotla. Optimalna udaljenost između elemenata je 200-300 mm.

Svi kompaktni kućanski sigurnosni ventili imaju navoj. Da bi se postigla potpuna nepropusnost prilikom zavrtanja, potrebno je zabrtviti cijev konopljom ili silikonom. FUM traku nije preporučljivo koristiti jer ne podnosi uvijek kritično visoku temperaturu

U normativnoj dokumentaciji koja se isporučuje uz svaki uređaj, postupak montaže obično je detaljno opisan korak po korak.

Neka ključna pravila ugradnje nepromjenjiva su za sve vrste ventila:

• ako se sigurnosni ventil ne montira u sklopu sigurnosne grupe, pored njega se postavlja manometar;
• kod opružnih ventila os opruge mora biti u strogo okomitom položaju i smještena ispod kućišta uređaja;
• kod opreme s polugom i utegom, poluga se postavlja vodoravno;
• na dijelu cjevovoda između opreme za grijanje i sigurnosnog ventila nije dopuštena montaža povratnih ventila, slavina, zasuna, cirkulacijske pumpe;
• radi sprječavanja oštećenja kućišta prilikom okretanja ventila, potrebno je koristiti ključ s one strane s koje se vrši zavrtanje;
• odvodna cijev koja odvodi toplinski medij u kanalizacijsku mrežu ili povratnu cijev, povezuje se na izlaznu cijev ventila;
• izlazna cijev dovodi se do kanalizacije ne izravno, već s uključenim lijevkom ili sabirnim oknom;
• u sustavima gdje se cirkulacija tekućine odvija prema prirodnoj shemi, sigurnosni ventil se postavlja na najvišoj točki.

Nazivni promjer uređaja odabire se na temelju metoda koje je razvio i odobrio Gostjehnadzor. U rješavanju ovog pitanja pametnije je obratiti se za pomoć profesionalcima.

Ako ta mogućnost ne postoji, može se pokušati koristiti specijalizirane online programe za proračun.

Radi smanjenja hidrauličkih gubitaka tijekom djelovanja tlaka medija na tanjur ventila, montaža sigurnosne opreme izvodi se s nagibom prema kotlovnici

Na podešavanje ventila utječe vrsta pritisne konstrukcije. Kod opružnih naprava postoji čepić. Prethodno stezanje opruge podešava se njegovim okretanjem. Točnost podešavanja ovih proizvoda je visoka: +/- 0,2 atm.

Kod polužnih uređaja podešavanja se izvode povećanjem mase ili pomicanjem utega.

Nakon 7-8 aktivacija ugrađenog sigurnosnog uređaja, istroše se opruga i tanjur, zbog čega može doći do narušavanja nepropusnosti. U tom slučaju preporučljivo je zamijeniti ventil novim.

Zaključci i koristan video na temu

Kako je uređen i od čega se sastoji sigurnosni ventil:

Sigurnosni ventil u sastavu sigurnosne grupe:

Više o odabiru i instalaciji optimalnog sigurnosnog ventila:

Sigurnosni ventil je jednostavna i pouzdana oprema koja će zaštititi dom od nepredviđenih hitnih situacija koje se događaju u sustavima grijanja. Za to je dovoljno odabrati kvalitetan uređaj s odgovarajućim parametrima, a zatim izvršiti njegovo ispravno podešavanje i montažu.

Odabirete li odgovarajuću varijantu sigurnosnog ventila za svoj sustav grijanja? Možda ste ostali s pitanjima na koja niste pronašli odgovore u gore navedenom materijalu? Postavite ih našim stručnjacima ostavljajući komentar ispod članka.

Ili možda želite dopuniti materijal zanimljivim činjenicama i korisnim preporukama? Ili podijeliti iskustvo vlastite instalacije ventila u sustav? Napišite svoje mišljenje o potrebi takvog zaštitnog uređaja, podijelite savjete o odabiru na temelju osobnog iskustva.