Varnostni ventil v ogrevalnem sistemu: vrste, namen, sheme in montaža

Zaradi nepravilne uporabe, temperaturnih nihanj in tlačnih sunkov lahko pride do motenj v delovanju avtonomnih ogrevalnih sistemov. Negativne posledice v takšnih situacijah so kritične: od okvare posameznih komponent do uničenja objektov in resne nevarnosti za življenje.

Nevarne tveganja lahko odpravite z varnostnim ventilom v ogrevalnem sistemu. Kaj je to in kaj je načelo njegovega delovanja? Ta vprašanja bomo obravnavali v našem članku. Prav tako bomo analizirali vrste takšnih ventilov in navedli glavne razlike med njimi, obravnavali pravila montaže v ogrevalni sistem ter podali priporočila za izbiro in nastavitev varnostne armature.

Čemu služi varnostni ventil?

Ogrevalni sistemi se napolnijo z vodo, katere temperatura je približno 15 stopinj. Pri kroženju po zaprtem krogu se ogrevalni medij segreje in znatno poveča prostornino. V tem času se znatno poveča tlak, ki vpliva na notranjo površino cevi in naprave, nameščene v sistemu.

Preseganje dovoljene norme, v večini primerov več kot 3,5 bara, povzroči:

• puščanje na mestih stikov delov cevovoda;
• poškodbe ali pretrganje povezovalnih elementov in cevi, izdelanih iz polimerov;
• eksplozijo kotlovskega rezervoarja;
• kratek stik električne opreme v kotlovnici.

Največje tveganje za izredne razmere je značilno za kotle na trda goriva, pri katerih je težko uravnavati moč oddajanja toplote.

Zmogljivost električne in plinske opreme se hitro prilagaja od začetnih do največjih vrednosti in obratno. Pogosto je v njih prisotna varnostna avtomatika, ki izklopi delovne elemente ob prekomernem povišanju temperature.

Moč zgorevanja drv, premoga in drugih vrst goriva v kotlu na trda goriva se prilagaja z odpiranjem/zapiranjem lopute. Pri tem se moč oddajanja toplote ne spremeni takoj, temveč postopoma. Zaradi vztrajnosti toplotnega generatorja se lahko tekoči ogrevalni medij močno pregreje.

Varnostni ventil je skupaj z manometrom za merjenje tlaka in odzračevalnikom, ki iz sistema odstranjuje zrak, pogosto vključen v varnostno skupino.

Ko se drva v zgorevalni komori dobro razžarijo in voda v omrežju doseže zahtevane temperature, se dovod zraka zapre in aktivni plamen začne ugašati.

Vendar kurišče v razžarjenem stanju še naprej oddaja nabrano toploto. Ko toplotni nosilec doseže 90–95 stopinj, zavre in sproži neizogibno intenzivno nastajanje pare. Zaradi tega pride do nenadnega skoka tlaka.

Prav v takšnih okoliščinah se vključi varnostni ventil. Ko tlak doseže mejno vrednost, odpre zaporni element in s tem sprosti pot za nastalo paro navzven. Ko se vrednosti stabilizirajo, se ventil samodejno zapre in preide v stanje mirovanja.

Njegova namestitev je obvezna ne le za kotle na trdo gorivo, ampak tudi za parne kotle ter peči z vodnim krogotokom. Številne različice ogrevalne opreme so s to napravo opremljene že v proizvodnji. Ta ventil je pogosto eden od elementov varnostne skupine. Običajno se napravo vgradi neposredno v toplotni izmenjevalnik ali namesti v cevovod v bližini kotla.

Vrste naprav in načelo delovanja

V konstrukcijo varnostnega ventila sta vključena dva obvezna elementa: zaporna komponenta, ki jo sestavljata sedež in zaporni element, ter element za določanje sile. Ločimo več vrst opreme, ki imajo svoje posebnosti. Razvrščamo jih po določenih značilnostih.

Klasifikacija #1 — po mehanizmu pritiska

V ogrevalnih sistemih zasebnih hiš, stanovanj in industrijskih naprav manjše moči ima prednost vzmetni tip naprave.

Glavni delovni element naprave je vzmet. Vzmet podpira membrano, ki zapira sedež. Na steblu, povezanem z ročico, je nameščena podložka, ob katero se opira zgornji del vzmeti. Lega podložke in sila pritiska na membrano se uravnavata z ročico.

Napravo odlikujejo preprosta in zanesljiva zasnova, kompaktne dimenzije, možnost kombiniranja z drugimi elementi varnostne skupine ter ugodna cena. Sila stiskanja vzmetnega mehanizma je odvisna od tlačnega parametra, pri katerem se ventil sproži. Na nastavitveno območje vpliva prožnost same vzmeti.

Načelo delovanja vzmetnih varnostnih ventilov je naslednje:

• na zaporni element naprave deluje tok vode;
• gibanje toplotnega nosilca je omejeno s silo vzmeti;
• kritični tlak preseže silo stiskanja in dvigne steblo zapornega elementa navzgor;
• tekočina se odvaja v izhodni priključek;
• prostornina vode v sistemu se stabilizira;
• vzmet zapre zaporni element in ga vrne v prvotni položaj.

Ohišje vzmetne naprave je izdelano iz kakovostne visoko trdne medenine z uporabo tehnologij in metod vročega vtiskovanja. Pri izdelavi vzmeti se uporablja jeklo. Membrana, tesnila in ročaj so izdelani iz polimerov.

Nekatere blagovne znamke proizvajajo opremo z že nastavljenimi tovarniškimi nastavitvami. V ponudbi so tudi modeli, ki se nastavljajo na mestu montaže med zagonskimi in nastavitvenimi deli.

Ventili so lahko odprti ali zaprti. V prvi izvedbi se hladilna tekočina spušča v ozračje, v drugi pa v povratni cevovod.

Ročično-težni varnostni ventili niso tako razširjeni. V zasebnih avtonomnih sistemih s kotlom jih redko nameščajo. Uporaba je osredotočena na industrijski sektor v velikih obratih, kjer je premer cevovodov najmanj 200 mm.

Silo na vreteno v takih mehanizmih ne daje vzmet, temveč utež, obešena na ročico. Ta se premika po dolžini ročice in uravnava silo, s katero se vreteno pritiska na sedež.

Ročično-težni ventil se odpre, ko tlak medija v spodnjem delu tuljave preseže vrednosti, ki izhajajo iz ročice. Nato voda odteče skozi posebno odzračevalno odprtino.

Nastavitev ročično-težnih varnostnih ventilov se izvaja s premikanjem palice po ročici. Da bi preprečili nepooblaščeno ali nenamerno spremembo, je utež pritrjena s sorniki, pokrita s posebnim ohišjem in zaklenjena.

Delovni tlak, kot tudi območje nastavitev, določata dolžina ročice in masa uteži. Ročični varnostni ventili niso slabši od vzmetnih glede zanesljivosti, vendar so dražji. Naprave se nameščajo na prirobnične spojne dele cevi z nazivnim premerom 50 in več.

Klasifikacija #2 — po višini dviga zapirala

Pri nizko-dvižnih varnostnih ventilih se zapora dvigne največ za 0,05 premera sedeža. Mehanizem odpiranja v takšni opremi je proporcionalen.

Zanj je značilna nizka pretočna zmogljivost in najbolj primitivna konstrukcija. Nizko-dvižna oprema se uporablja na posodah s tekočim medijem.

Visoko-dvižne naprave so opremljene z dvopozicijskim mehanizmom odpiranja. Z njimi so opremljene ne le posode s tekočinami, ampak tudi sistemi, v katerih krožijo stisljivi mediji (stisnjen zrak, para, plin).

Pri visoko-dvižnih napravah je dvig zapora višji. To pomeni, da je njihova pretočna zmogljivost veliko boljša kot pri prejšnji različici, zato lahko sprostijo večje količine odvečne hladilne tekočine.

Klasifikacija #3 — po hitrosti odzivanja

Pokrov zapora proporcionalnih varnostnih ventilov se odpira postopoma. Praviloma je velikost odpiranja sorazmerna rasti tlaka, ki deluje na notranjo površino. Sočasno z dvigom mehanizma se gladko povečujejo količine sproščene ogrevalne tekočine.

Konstrukcija naprav ne omejuje možnosti njihove uporabe v stisljivem okolju, vendar pa prevladujejo v sistemih z vodo in drugimi tekočinami.

Med prednostmi varnostnih ventilov s proporcionalno hitrostjo sprožanja so nizka cena, preprostost konstrukcije, odsotnost samonihanja, porcijsko odpiranje na ravni vrednosti, potrebnih za ohranjanje določenih delovnih parametrov.

Značilnost dvopoložajnih ventilov je takojšnje sproženje s popolnim odprtjem po doseganju mejnih vrednosti tlaka v sistemu, pri katerih se odpre zapornica varnostnega ventila.

Strokovnjaki priporočajo uporabo teh pripomočkov v stisljivih okoljih. Med njihove glavne pomanjkljivosti uvrščajo prisotnost značilnih samonihanj zapornice.

Pri montaži dvopoložajnega ventila v ogrevalnem sistemu s tekočim ogrevalnim medijem je treba upoštevati, da bo med nenadnim odpiranjem zapornice prišlo do izpusta velike količine vode.

Zaradi tega bo tlak prehitro padel. Ventil se bo v trenutku zaprl, kar bo povzročilo hidravlični udar. Proporcionalne naprave ne povzročajo takšnih tveganj.

Značilnosti tripotnih varnostnih ventilov

Posebej je treba govoriti o manj znani napravi potrošnikom — tristeznem ventilu z ročnim ali električnim stikalom. Uporablja se v ogrevalnih sistemih z nizkotemperaturnimi krogi.

Konstrukcija varovalk je opremljena s tremi odprtinami, ena je vhodna, dve sta izhodni. Tokove medija nadzoruje loputa, narejena v obliki krogle ali bata. Gibajoča se tekočina se prerazporeja z vrtenjem.

Tristezne varovalke so primerne za kondenzacijske kotle in v primerih, ko iz ene grelne opreme deluje več različnih sistemov

Predstavljajmo si situacijo: v hiši je izvedena shema ogrevanja s sistemom običajnih radiatorjev in talnega gretja. Tehnične zahteve za delovanje druge možnosti predvidevajo ne previsoke temperature ogrevalnega medija.

Kotel segreva vodo v enakem temperaturnem režimu za vse sisteme. V takšnih pogojih se pojavi potreba po prerazporedilni napravi, s katere nalogami se odlično spopada tristezni ventil.

Skrbi za naslednje funkcije:

• razmejitev področij;
• razporeditev gostote toka po conah;
• spodbujanje mešanja ogrevalnega medija iz glavnih vej dovoda/povratka za pošiljanje v cevovod talnega ogrevanja hladnejše vode, kot v radiatorje.

Da ne bi morali sami stalno nadzorovati temperature medija, je treba pozornost nameniti modelom ventilov, ki so opremljeni s servo pogonom.

Ta naprava deluje s tipalom, nameščenim v nizkotemperaturnem krogu. Ob spremembi temperaturnih vrednosti se sproži zaporni mehanizem, ki odpre ali zapre dovod tekočine iz povratka.

Več o vrstah tripotnega ventila za ogrevanje in kriterijih za njegovo izbiro smo govorili v naslednjem članku.

Nasveti za izbiro optimalnega modela

Preden se odločite za določeno varnostno opremo, morate nujno podrobno preučiti tehnične značilnosti kotlovske naprave.

Na delovanje varnostnega ventila negativno vplivajo pod ničlo padle temperature. Zato je precej pomembna značilnost naprave ta, da ima zaščito pred zmrzovanjem.

Ne smete zanemariti preučevanja navodil proizvajalca, v katerih so navedene vse mejne vrednosti.

Odločilno vlogo pri izbiri naprave za ogrevanje ima več meril:

1. Zmogljivost kotla.
2. Največji dovoljeni tlak medija za toplotno moč ogrevalne opreme.
3. Premer varnostnega ventila.

Treba je preveriti, ali ima regulator tlaka v napravi obseg, v katerega mejah so parametri posameznega kotla. Tlak sprožitve mora biti za 25–30 % višji od delovne vrednosti, zahtevane za stabilno delovanje sistema.

Čim višje so delovne vrednosti tlaka, tem manj časa mora naprava porabiti za sprožitev. Razlika med tlakom na začetku gibanja in pri popolnem odprtju zapora mora znašati 15 % za nazivno vrednost manjšo od 2,5 atm, 10 % – za višje parametre.

Premer varnostnega ventila ne sme biti manjši od priključka dovodne cevi. Sicer stalni hidravlični upor ne bo dovolil varnostnemu ventilu, da v celoti opravlja svoje neposredne naloge.

Optimalni material za izdelavo opreme je medenina. Ima nizek koeficient temperaturnega raztezanja, pri katerem je izključeno uničenje ohišja zaradi vplivov močnega tlaka.

Regulacijski blok izdelujejo iz toplotno odpornih plastičnih materialov, ki ohranijo potrebno togost tudi ob stiku z vrelo tekočino.

Pravila montaže in nastavitve

Če načrtujete samostojno montažo varnostnega ventila za ogrevanje, morate vnaprej pripraviti komplet orodja. Pri delu ne morete brez nastavljivih in navadnih ključev, križnega izvijača, klešč, merilnega traku, silikonskega tesnilnega sredstva.

Preden začnete z delom, morate določiti primerno mesto za montažo. Varnostni ventil priporočamo pritrditi na dovodnem cevovodu blizu izhodnega priključka kotla. Optimalna razdalja med elementoma je 200-300 mm.

Vsi kompaktni gospodinjski varnostni ventili so opremljeni z navojem. Da bi dosegli popolno tesnost pri privijanju, je treba cev zatesniti s konopljino prejo ali silikonom. Uporaba FUM traku ni priporočljiva, saj ne prenese vedno kritično visokih temperatur.

V normativni dokumentaciji, ki je priložena vsaki napravi, je postopek montaže običajno opisan korak za korakom.

Nekatera ključna pravila namestitve so nespremenljiva za vse tipe ventilov:

• če varnostni ventil ni nameščen kot del varnostne skupine, se poleg njega namesti manometer;
• pri vzmetenih ventilih mora biti os vzmeti strogo navpična in se nahajati pod ohišjem naprave;
• pri vzvodno-utežni opremi je vzvod nameščen vodoravno;
• na odseku cevovoda med ogrevalno opremo in varnostnim ventilom ni dovoljena namestitev povratnih ventilov, pip, zapornih ventilov, obtočne črpalke;
• da preprečite poškodbe ohišja pri vrtenju ventila, morate s ključem prijeti s tiste strani, kjer poteka privijanje;
• odvodna cev, ki vodi toplotni medij v kanalizacijsko omrežje ali povratno cev, se priključi na izhodni priključek ventila;
• izhodni priključek se ne vodi neposredno v kanalizacijo, temveč z vključitvijo lijaka ali jaška;
• v sistemih, kjer kroženje tekočine poteka po naravni shemi, je varnostni ventil nameščen na najvišji točki.

Nazivni premer naprave se izbere na podlagi metod, ki jih je razvil in odobril Gostekhnadzor. Pri reševanju tega vprašanja je pametneje poiskati pomoč pri strokovnjakih.

Če te možnosti ni, lahko poskusite uporabiti specializirane spletne programe za izračun.

Za zmanjšanje hidravličnih izgub med pritiskom medija na krožnik ventila se montaža zasilne opreme izvede z naklonom proti kotlovnici.

Na nastavitev ventila vpliva vrsta pritrdilne konstrukcije. Pri vzmetnih napravah je pokrovček. Predhodno stiskanje vzmeti se nastavlja z njegovim vrtenjem. Natančnost nastavitve pri teh izdelkih je visoka: +/- 0,2 atm.

Pri vzvodnih napravah se nastavitve izvajajo s povečanjem mase ali premikanjem bremena.

Po 7-8 sprožitvah v nameščeni zasilni napravi se vzmet in krožnik obrabita, zaradi česar lahko pride do izgube tesnosti. V tem primeru je smiselno zamenjati ventil z novim.

Zaključki in koristen video na to temo

Kako je zgrajen in iz česa je sestavljen varnostni ventil:

Varnostni ventil v sklopu varnostne skupine:

Več o izbiri in namestitvi optimalnega varnostnega ventila:

Varnostni ventil je preprosta in zanesljiva oprema, ki omogoča zaščito stanovanja pred nepredvidenimi izrednimi dogodki, ki se lahko zgodijo v ogrevalnih sistemih. Za to je dovolj izbrati kakovostno napravo s primernimi parametri, nato pa izvesti njeno pravilno nastavitev in montažo.

Izbirate ustrezen varnostni ventil za vaš ogrevalni sistem? Morda imate še kakšno vprašanje, na katero niste našli odgovora v zgoraj navedenem gradivu? Zastavite jih našim strokovnjakom tako, da pod člankom pustite komentar.

Ali pa morda želite material dopolniti z zanimivimi dejstvi in koristnimi priporočili? Ali deliti izkušnje s samostojnim nameščanjem ventila v sistem? Napišite svoje mnenje o nujnosti takšne zaščitne naprave in delite nasvete za izbiro na podlagi osebnih izkušenj.