Praca układu ogrzewania grzejnikowego wiąże się z wysokimi temperaturami wody lub innego płynu chłodzącego. Wystarczy znać elementarne pojęcia z termodynamiki, aby zrozumieć, że podgrzanie cieczy w zamkniętej przestrzeni może spowodować znaczny wzrost ciśnienia. Rezultatem jest dość niebezpieczny system, do działania którego konieczne jest zapewnienie urządzeń ochronnych. Zawór bezpieczeństwa w instalacji grzewczej jest właśnie takim urządzeniem, które zapewnia bezpieczeństwo pracy urządzeń kotłowych.
W mieszkaniach podłączonych do instalacji centralnej regulacja temperatury i ciśnienia wody odbywa się w węzłach wind wspólnych punktów grzewczych. Ale dla właścicieli domów lub mieszkań z autonomicznym ogrzewaniem nie ma mowy bez tego zaworu.
Dlaczego potrzebujesz zaworu bezpieczeństwa w systemie grzewczym
Wraz ze wzrostem temperatury w systemie grzewczym płyn chłodzący rozszerza się. Częściowo mu się to udaje – właśnie do takich celów w każdym systemie przewidziany jest zbiornik wyrównawczy. W naszych czasach systemy zaczęto wykonywać głównie typu zamkniętego, to znaczy z hermetycznym zbiornikiem wyrównawczym typu membranowego lub balonowego.
Takie zbiorniki mają komorę powietrzną, która jest wstępnie napompowana określonym ciśnieniem. Pod wpływem rozszerzania się objętości płynu chłodzącego (i jest to jedyny sposób na jego wzrost temperatury) komora powietrzna ulega sprężaniu, wzrasta ciśnienie w niej i w całym układzie.
Przy prawidłowo obliczonych parametrach systemu grzewczego takie połączenie kompensacyjne jest wystarczające do utrzymania optymalnej równowagi temperatury, objętości i ciśnienia chłodziwa. Co więcej, systemy autonomiczne nigdy nie działają przy zbyt wysokich wskaźnikach ciśnienia. Z reguły przy wymuszonym obiegu za pomocą urządzeń pompujących ciśnienie w rurach obwodów cieczy wzrasta powyżej granicy dwóch atmosfer technicznych (2 at, 2 bary lub 0,2 MPa), a nawet wtedy — tylko przy maksymalnych temperaturach ogrzewania płyn chłodzący. Odpowiednio komora powietrzna zbiornika wyrównawczego jest wstępnie pompowana do około 1,5 atm.
W takich systemach maksymalne ciśnienie 3 atmosfer będzie więcej niż wystarczające i nie powinno rosnąć wyżej. Może to negatywnie wpłynąć na integralność rur, węzłów łączących, wymienników ciepła. Niektóre grzejniki i konwektory „nie lubią” podwyższonego ciśnienia.
Jeśli wszystko zostanie poprawnie obliczone przy projektowaniu systemu, ciśnienie nie powinno wzrosnąć powyżej ustalonego dla niego progu. Ale wszystko się dzieje, na przykład tymczasowa awaria termostatycznej kontroli kotła. Lub pęknięcie membrany zbiornika wyrównawczego, uwolnienie powietrza z „suchej” komory z powodu nieprawidłowego działania smoczka. Są inne kłopoty. W takich warunkach ciśnienie w układzie może zacząć rosnąć w sposób niekontrolowany, przekroczyć górną dopuszczalną granicę.
Aby uniknąć konsekwencji, potrzebny jest zawór bezpieczeństwa. Kiedy ciśnienie osiągnie granicę, nastąpi spust, zawór otwiera się i uwalnia nadmiar płynu chłodzącego do odpływu. W ten sposób normalizuje się poziom ciśnienia, dając właścicielom czas na uporządkowanie systemu i znalezienie usterki, która spowodowała sytuację awaryjną.
Oznacza to, że zawór jest wybierany (lub dostosowywany, jeśli taka opcja jest przewidziana) do maksymalnego dopuszczalnego ciśnienia chłodziwa w obiegu grzewczym.
Przy wyborze odpowiedniego zaworu bezpieczeństwa należy zwrócić uwagę na związek pomiędzy ciśnieniem roboczym instalacji grzewczej a maksymalną tolerancją. Zatem optymalne ciśnienie robocze w układzie może mieścić się w przedziale od 1,3 do 2,5 atm i zależy od wybranej ogólnej konfiguracji układu, rodzaju obiegu, jego szczelności, ilości chłodziwa i całkowitej wysokości układu systemu w domu. Jednak wartość, przy której należy zamontować lub dobrać zawór bezpieczeństwa, powinna przekraczać ciśnienie robocze, ale nie osiągać nominalnego maksymalnego dopuszczalnego ciśnienia roboczego najsłabszej części obiegu grzewczego. Nawiasem mówiąc, najprawdopodobniej może to być wymiennik ciepła kotła.
Rodzaje zaworów bezpieczeństwa, zasada ich działania.
Znaczenia zaworu bezpieczeństwa, jak powinno być jasne, nie można przecenić. A jego funkcja, mówiąc wprost, nie różni się złożonością. To powinno determinować konstrukcję takiego urządzenia — zasada łączenia prostoty urządzenia i wysokiej niezawodności.
Tak właśnie jest.
Należy od razu zauważyć, że istnieje kilka rodzajów zaworów bezpieczeństwa do systemów grzewczych, które różnią się zasadą działania. Ale jednocześnie, jeśli chodzi o autonomiczne systemy grzewcze na skalę własnego domu lub mieszkania, często masz do czynienia z prostymi i niezawodnymi urządzeniami typu sprężynowego.
Rozważ przykładową konstrukcję takiego zaworu:
Po lewej stronie ilustracja przedstawia wygląd zaworu (oczywiście jeden z modeli). Po prawej stronie przekrój.
Urządzenia wysokiej jakości są najczęściej montowane w mosiężnej obudowie – stop ten nie boi się korozji i ma mały współczynnik rozszerzalności liniowej. Ciało zwykle składa się z dwóch połówek. Podobnie jak sam zawór, dzieli się on na dwie części: górną, „suchą” z mechanizmem sprężynowym i dolną, podobną konstrukcją do urządzenia kurka zaworu.
W dolnej części obudowy znajdują się dwie gwintowane dysze lub złącza. Dolny przeznaczony jest do podłączenia do obiegu grzewczego. Górny, umieszczony prostopadle do dolnego, aby zapewnić odprowadzenie nadmiaru chłodziwa w przypadku nadmiernego ciśnienia w układzie. Gwint tutaj jest potrzebny do podłączenia rury, która skieruje przepływ zużytej cieczy we właściwe miejsce (najczęściej – do kanalizacji).
Elementem zamykającym zaworu jest w tym przypadku zawór płytowy z uszczelką znajdującą się poniżej. Dzięki temu uszczelnieniu płyta jest szczelnie dociskana od góry do gniazda zaworu.
Wnęka górnej części obudowy jest oddzielona od dolnej membraną. Po prostu z tych powodów, aby po otwarciu zaworu płyn chłodzący nie przedostał się do mechanizmu sprężynowego urządzenia.
Wewnątrz znajduje się sprężyna, która stale dociska trzpień, utrzymując w ten sposób płytkę zaworu mocno dociśniętą do gniazda. W najwyższej części można umieścić mechanizm (8), który pozwala ręcznie szybko otworzyć (lub, jak to się mówi, rozbić) zawór, jeśli wymaga tego zaistniała już sytuacja awaryjna. Z reguły takie „krany awaryjne” należy zatykać, a nawet uszczelniać.
To prawda, że \u200b\u200bmożna znaleźć również takie modele zaworów bezpieczeństwa, które mają na górze uchwyt lub śrubę do regulacji siły sprężyny. Oznacza to, że możliwe jest niezależne wybieranie i regulacja ciśnienia zaworu.
Prawdę mówiąc, w warunkach domowego autonomicznego systemu grzewczego taka opcja nie tylko nie jest szczególnie konieczna, ale nawet nie jest mile widziana. Będzie znacznie spokojniej, jeśli będziesz mieć pewność, że system jest ustawiony na określone ciśnienie, a podczas Twojej nieobecności nikt świadomie lub nieświadomie (np. zainteresowane dziecko) nie będzie zmieniał tych ustawień, bo jest to po prostu niemożliwe.
Zobaczmy teraz, jak działa zawór
Wszystko jest naprawdę bardzo proste i niezawodne. Siła sprężyny w normalnych warunkach pracy instalacji grzewczej, przy ciśnieniu poniżej ustawionego progu, jest wystarczająca, aby docisnąć zawór grzybkowy do gniazda zaworu.
Ale gdy tylko z tego czy innego powodu ciśnienie w układzie zacznie rosnąć powyżej normy (prawa część rysunku), siła dodana od dołu przez nośnik ciepła do płyty przewyższa działanie sprężyny. Sprężyna jest lekko ściśnięta, zatrzask unosi się nad gniazdo, otwierając drogę cieczy do rury spustowej w celu odprowadzenia jej nadmiaru do kanalizacji.
Urządzenie działa na zasadzie proporcjonalności: im większy wysiłek, im bardziej otwiera się zawór, tym szybciej ciśnienie wraca do normy.
Gdy tylko ciśnienie w obwodzie spadnie, siła sprężyny ponownie staje się wystarczająca do zamknięcia zaworu.
Zalety sprężynowych zaworów bezpieczeństwa są oczywiste: są niezwykle proste, bezawaryjne, kompaktowe nawet przy dużych średnicach przyłączy, możliwość montażu w pozycji pionowej i poziomej, szybka reakcja na wzrost ciśnienia.
Istnieją również pewne wady. W szczególności sprężyna znajdująca się w stanie ciągłego obciążenia może z czasem zacząć słabnąć, powodując niemotywowane aktywacje. Dlatego zawór będzie musiał zostać wymieniony. Ponadto takie urządzenia nie są przeznaczone do częstej aktywacji (w zasadzie nie należy ich odnotowywać w działającym systemie). Jeśli jednak zostaną zarejestrowane dwa lub trzy uruchomienia zaworu z wypływem wody, istnieje duże prawdopodobieństwo, że nawet przy normalnym ciśnieniu zacznie on przeciekać. Znów domagam się wymiany.
Problem jest jednak niewielki, gdyż wymiana nie jest trudna, a koszt zaworu nie wydaje się nieosiągalny.
Innym typem zaworu jest zawór dźwigniowy. To prawda, że w warunkach kompaktowych autonomicznych systemów grzewczych praktycznie nie ma miejsca na takie urządzenia. Są przeznaczone do dużych objętości i z reguły są wyposażone w połączenie kołnierzowe z obwodem.
Widać, że zawór jest mocno dociśnięty do gniazda pod wpływem siły odpowiednio dobranego obciążenia. Siłę można regulować ilością przeciwwagi na dźwigni i jej położeniem, czyli długością ramienia dźwigni. Oczywiście taki zawór powinien zostać wyregulowany przez specjalistę.
Zaletami są prostota, możliwość dostosowania do wymaganego ciśnienia, łatwość naprawy – każdą część można łatwo wymienić. Wady — konstrukcja jest dość nieporęczna i obejmuje jedynie układ pionowy.
Istnieją również urządzenia z dźwignią sprężynową, które również praktycznie nie są stosowane w małych systemach. Pojawiają się nowoczesne zawory elektromagnetyczne, ale wyglądają na niepotrzebne, ponieważ wystarczą proste zawory sprężynowe.
Miejsce zainstalowania zaworu bezpieczeństwa
Istnieje kilka wymagań dotyczących obowiązkowej instalacji zaworu bezpieczeństwa.
- Zawór bezpieczeństwa powinien być obowiązkowym elementem każdego autonomicznego systemu grzewczego typu zamkniętego, niezależnie od rodzaju kotła. Jednocześnie, nawet jeśli kocioł ma wbudowaną własną grupę bezpieczeństwa, w której znajduje się taki zawór, eksperci zalecają zainstalowanie kolejnej – już na samym obwodzie.
Z reguły wystarczy jeden zawór na obwodzie.
- To prawda, są zastrzeżenia. Czasami wymiennik ciepła służy do przekazywania ciepła do jakiegoś obwodu systemu grzewczego. Oznacza to, że nie ma bezpośredniego kontaktu rurami między obwodem głównym kotła a obwodem wtórnym. Zatem ten obwód wtórny musi mieć własną grupę bezpieczeństwa, która obejmuje zawór bezpieczeństwa w systemie grzewczym.
- Dokładnie ten sam wymóg dotyczy obwodu zaopatrzenia w ciepłą wodę podłączonego do ogrzewania za pośrednictwem pośredniego kotła grzewczego. Jeśli oczywiście zawór nie jest przewidziany w konstrukcji samego kotła.
Zawór jest również obowiązkowy w zasobnikowym podgrzewaczu wody z bezpośrednim ogrzewaniem (kocioł elektryczny lub gazowy). Co prawda, stosowane są już tam nieco inne modele, przeznaczone do takiego zastosowania.
Gdzie dokładnie powinien znajdować się zawór na obiegu grzewczym?
Wydaje się, że ciśnienie rozkłada się w przybliżeniu równomiernie w całym obwodzie. Niemniej jednak optymalną lokalizacją zaworu jest rura zasilająca po wyjściu z kotła – nie bliżej niż 0,5 metra. A ponieważ zawory z reguły instalowane są w ramach tak zwanej „grupy bezpieczeństwa”, najlepszym miejscem jest najwyższy punkt rury zasilającej. Dzięki temu znajdujący się w grupie automatyczny odgazowywacz usuwa gaz w odpowiednim czasie (oczywiście w górnym punkcie), zapobiegając tworzeniu się zatorów powietrza. (Chociaż sam najwyższy punkt jest właśnie dla zaworu bezpieczeństwa, powiedzmy sobie szczerze, nie jest to fundamentalne). Jeśli nie mówimy o grupie bezpieczeństwa, ale o oddzielnych urządzeniach, wówczas zawór bezpieczeństwa w systemie grzewczym może znajdować się poniżej.
Co ważne! Pomiędzy kotłem (lub innym źródłem ciepła, na przykład wymiennikiem ciepła) a zaworem zainstalowanym w tym obiegu nie są surowo zabronione żadne urządzenia zamykające. Po – proszę, ale przed – całkowicie wykluczone. Absolutnie nie powinno być możliwości przypadkowego odcięcia zabezpieczenia od obwodu, a nawet jego części z kotłem.
Kolejną zasadą jest to, że rura pasująca do zaworu nie może być mniejsza niż podana na niej wartość nominalna! W przeciwnym razie urządzenie może nie działać prawidłowo. Z reguły DN jest wskazany na korpusie, na przykład ¾ cala.
Prawdopodobnie nie będzie dobrze, jeśli woda po prostu wyleje się na podłogę po uruchomieniu zaworu. Dlatego próbują przymocować rurę do rury wylotowej, która kieruje nadmiar płynu chłodzącego do kanalizacji lub drenażu.
Ale solidna rura do kanalizacji również nie jest najlepszym rozwiązaniem. Faktem jest, że zawór, jak już wiadomo, łagodzi sytuację awaryjną, ale w żaden sposób jej nie koryguje. Oznacza to, że dla właściciela domu lub mieszkania bardzo ważne powinno być sprawdzenie, czy zawór został uruchomiony – jest to wyraźny sygnał jakiegoś problemu i konieczności pilnego poszukiwania rozwiązania problemu.
Dlatego zaleca się podłączenie rury spustowej nie bezpośrednio do zaworu, ale przez specjalny lejek w celu przerwania strumienia. Drugą opcją jest podłączenie przezroczystego pojemnika przepływowego do przerwy w wężu spustowym lub po prostu pierścienia przezroczystego węża, w którym pozostanie część płynu chłodzącego.
Dzięki takiemu podejściu działanie zaworu nie pozostanie niezauważone – będzie objawiało się pewnymi oznakami (hałas dysz, rozpryski na podłodze itp.)
Dlaczego zawór może się uruchomić
Może być kilka powodów, dla których zawór bezpieczeństwa w systemie grzewczym daje się odczuć poprzez kapanie lub wyciek płynu chłodzącego. Nie wszystkie są równie poważne, ale w każdym razie każdy z nich zasługuje na sprawdzenie.
- Być może najpoważniejszą przyczyną jest nieprawidłowe działanie lub niestabilne działanie układu regulacji termicznej samego kotła grzewczego, co może spowodować przegrzanie chłodziwa. Prawdopodobnie wyzwalanie będzie częste i przy obfitym rozlaniu wody.
- Wyciek na zaworze może być spowodowany problemami ze zbiornikiem wyrównawczym. Może to być błędna konfiguracja (ale wtedy pojawi się dość szybko). Z ukrytych powodów — uszkodzenie membrany lub nieprawidłowe działanie smoczka, przez który wydostaje się powietrze pompowane do „suchej” komory. Przy takich problemach w systemie rozpoczynają się gwałtowne skoki ciśnienia, aż do uderzeń wodnych, co prowadzi do krótkotrwałych, ale dość częstych aktywacji zaworu.
- Zawór może nieznacznie przeciekać nawet przy granicznych wartościach ciśnienia w układzie. Dokładność urządzeń sprężynowych nie jest taka sama, możliwy jest błąd rzędu ± 20%, więc nie można wykluczyć takiego zjawiska. Efektem są dokładniejsze ustawienia systemu przy doborze odpowiedniego sprzętu.
- Zużycie zaworów jest również jedną z możliwych przyczyn. Powiedziano już powyżej, że po kilku pełnoprawnych aktywacjach zawór a priori zacznie się „luźnić” i lepiej albo go naprawić (jeśli to możliwe), albo wymienić na nowy.
- Nawet bez aktywacji sprężyna może z czasem się „zmęczyć”. Ponadto czasami pojawiają się szturchnięcia w wyniku wyciekania płynu chłodzącego wzdłuż pręta. Prawdopodobnie jest to również powód, aby pomyśleć o naprawie, a raczej wymianie.
- Operacja ta może teoretycznie być spowodowana rozrzedzeniem na dyszy wyjściowej. Ale mówienie o tym jest niepoważne. Tym bardziej, jeśli połączenie będzie realizowane z przerwą odrzutową.
Jaki zawór wybrać
Różnorodność modeli w sprzedaży, pomimo podobieństwa w urządzeniu, jest bardzo duża. Dlatego trudno podać konkretne zalecenia. Możemy jedynie wymienić kilka kryteriów, na które należy zwrócić szczególną uwagę.
- Jak już wspomniano, zawór musi mieć średnicę przyłącza wlotowego (DN) taką samą jak rura, na której będzie montowany. Żadnych przejść na mniej więcej!
- Drugim najważniejszym parametrem jest ciśnienie zadziałania zaworu. Jak już wspomniano, dla większości systemów autonomicznych optymalnym progiem jest poziom trzech atmosfer. Są jednak wyjątki – lepiej omówić to ze specjalistami przy projektowaniu ogrzewania.
Nawiasem mówiąc, niektóre firmy praktykują oznaczanie kolorami swoich zaworów – zgodnie z kolorem plastikowej rączki. Na przykład czerwony – 3,0 bara, czarny – 1,5 bara, żółty – 6,0 bara.
Nie można jednak całkowicie polegać na takich znakach – nie jest to jakiś ogólnie przyjęty standard. Można zobaczyć zawory z niebieską główką i nominałami sześciu, ośmiu i dziesięciu barów. Dlatego zawsze sprawdzaj – co jest konkretnie wskazane na urządzeniu i w paszporcie do niego.
- Powiedziano już powyżej, że preferowane powinny być urządzenia w mosiężnych obudowach.
- Oczywiście nie należy kupować zaworu bezpieczeństwa w systemie grzewczym zupełnie nieznanego pochodzenia. Nawet jeśli cena wydaje się już bardzo atrakcyjna. Nigdy nie zapominaj, że w tym przypadku chodzi także o Twoje bezpieczeństwo osobiste.
W sklepach jest wystarczająco dużo wysokiej jakości produktów znanych marek – „Valtex”, „BAXI”, „Ariston”, „Beretta”, „Danfoss”, „Ferroli”, „Vaillant”, „Watts” i inne. Nie będzie zbędne wcześniejsze zapoznawanie się z informacjami o produktach na oficjalnych stronach internetowych firm.
Zakupu należy oczywiście dokonać w wyspecjalizowanym sklepie. Zachęcamy do zażądania dokumentów potwierdzających oryginalność wybranego produktu.
- Wielu twierdzi, że zarówno z punktu widzenia wygody, jak i całkowitego kosztu znacznie bardziej opłaca się kupić gotową „grupę bezpieczeństwa”.
W publikacji tej rozważono urządzenia zabezpieczające, które chronią instalację grzewczą przed podwyższonym ciśnieniem. Ale na przykład w systemach otwartych z definicji nie mogą wystąpić skoki ciśnienia. Co oni nie potrzebują żadnej ochrony?Czego im jeszcze potrzeba, zwłaszcza systemów z kotłami na paliwo stałe! Ale stosowane są tam już zawory bezpieczeństwa, które uruchamiają się po przekroczeniu dopuszczalnej temperatury. Takie urządzenia wymagają oczywiście osobnego rozważenia i zostanie im poświęcony specjalny artykuł.