Supapa de siguranță în sistemul de încălzire: tipuri, destinație, scheme și montaj

Din cauza exploatării necorespunzătoare, a variațiilor de temperatură și a creșterilor de presiune, funcționarea sistemelor autonome de încălzire poate suferi defecțiuni. Consecințele negative în astfel de situații sunt critice: de la defectarea componentelor individuale până la distrugerea clădirilor și o amenințare serioasă pentru viață.

O supapă de siguranță în sistemul de încălzire poate elimina riscurile periculoase. Ce reprezintă aceasta și care este principiul său de funcționare? Vom analiza aceste întrebări în articolul nostru. De asemenea, vom examina varietățile unor astfel de supape și vom indica principalele diferențe dintre ele, vom analiza regulile de instalare în sistemul de încălzire și vom oferi recomandări pentru alegerea și reglarea armăturii de siguranță.

Pentru ce este necesară supapa de siguranță?

Sistemele de încălzire se umplu cu apă, a cărei temperatură este de aproximativ 15 grade. Circulând printr-un circuit închis, agentul termic se încălzește, crescând semnificativ în volum. În acest timp, presiunea exercitată asupra suprafeței interioare a țevilor și a dispozitivelor instalate în sistem crește considerabil.

Depășirea normei admisibile, în majoritatea cazurilor peste 3,5 bari, se soldează cu:

• scurgeri la punctele de îmbinare ale părților conductei;
• deteriorări sau ruperi ale elementelor de legătură și ale țevilor din polimeri;
• explozia rezervorului cazanului;
• scurtcircuit al echipamentului electric din centrala termică.

Cel mai mare risc de situații de urgență este caracteristic cazanelor pe combustibil solid, la care este dificil de reglat puterea de degajare a căldurii.

Performanța echipamentelor electrice și pe gaz poate fi ajustată rapid de la valorile de pornire la cele maxime și invers. Adesea, acestea sunt echipate cu automatizare de siguranță, care oprește elementele de lucru la creșteri excesive ale temperaturii.

Intensitatea arderii lemnelor, cărbunelui și a altor tipuri de combustibil într-un cazan pe combustibil solid se reglează prin deschiderea/închiderea clapetei. În acest timp, forța de cedare a căldurii se modifică nu imediat, ci treptat. Din cauza inerției generatorului termic, agentul termic lichid se poate supraîncălzi puternic.

Împreună cu manometrul care măsoară presiunea și dezaeratorul care elimină aerul din sistem, supapa de siguranță este adesea inclusă în componența grupului de siguranță.

Când lemnele din camera de ardere se încălzesc bine, ducând apa din rețea la temperaturile necesare, accesul aerului este blocat, iar flacăra activă începe să se stingă.

Cu toate acestea, în stare incandescentă, focarul continuă să emită căldura acumulată. Ajungând la 90-95 de grade, agentul termic fierbe și declanșează o formare intensă și inevitabilă de abur. Ca urmare, se provoacă o creștere bruscă a presiunii.

Tocmai în astfel de circumstanțe, supapa de siguranță intră în funcțiune. La atingerea parametrului limită de presiune, aceasta deschide obturatorul, eliberând calea spre exterior pentru aburul format. După stabilizarea valorilor, supapa se închide automat și trece din nou în modul de repaus.

Montajul său este obligatoriu nu numai pentru cazanele pe combustibil solid, ci și pentru cazanele cu abur, precum și pentru cuptoarele dotate cu circuit de apă. Multe modificări ale echipamentelor de încălzire sunt dotate cu acest dispozitiv încă din faza de producție. Adesea, această supapă este unul dintre elementele grupului de siguranță. De obicei, dispozitivul este montat direct în schimbătorul de căldură sau instalat în conducta din apropierea cazanului.

Varietăți de dispozitive și principiul de funcționare

În construcția supapei de descărcare intră două componente obligatorii: piesa de închidere, formată din scaun și obturator, și regulatorul de forță. Se disting mai multe tipuri de echipamente, fiecare având propriile caracteristici. Acestea se clasifică după anumite criterii.

Clasificarea #1 — după mecanismul de presare

În sistemele de încălzire ale caselor private, apartamentelor și instalațiilor industriale de putere mică, se preferă tipul cu arc al produsului.

Elementul de lucru principal al dispozitivului este arcul. Acesta susține membrana care închide scaunul. Pe tija conectată la mâner este amplasată o șaibă, în care se sprijină partea superioară a arcului. Poziția șaibei și influența de presare asupra membranei se reglează prin mâner.

Dispozitivul se remarcă printr-o construcție simplă și fiabilă, dimensiuni compacte, posibilitatea de combinare cu alte elemente ale blocului de siguranță și un preț accesibil. Forța de comprimare a mecanismului cu arc depinde de parametrul de presiune la care acționează supapa. Gama de reglare este influențată de elasticitatea arcului însuși.

Principiul de funcționare al supapelor de siguranță cu arc constă în următoarele:

• asupra obturatorului dispozitivului acționează fluxul de apă;
• mișcarea agentului termic este limitată de forța arcului;
• presiunea critică depășește forța de comprimare, ridicând tija sertarului în sus;
• lichidul este trimis în racordul de ieșire;
• volumul intern de apă se stabilizează;
• arcul închide obturatorul, readucându-l în poziția inițială.

Corpul dispozitivului elastic este fabricat din alamă de înaltă calitate și rezistență, utilizând tehnologii și metode de ștanțare la cald. La producerea arcului se folosește oțel. Membrana, garniturile și mânerul sunt confecționate din polimeri.

Unele mărci comerciale produc echipamente cu setări de fabrică deja stabilite. De asemenea, în sortiment există modele care se reglează la locul de instalare în perioada lucrărilor de punere în funcțiune.

Supapele pot fi deschise și închise. În prima variantă constructivă, agentul termic este evacuat în atmosferă, iar în a doua – descărcat în conducta de retur.

Siguranțele cu pârghie și contragreutate nu sunt atât de răspândite. În sistemele private autonome cu cazan, acestea se montează rar. Exploatarea este concentrată în domeniul industrial, la fabrici mari, unde diametrul conductelor este de cel puțin 200 mm.

Forța asupra tijei în astfel de mecanisme este asigurată nu de un arc, ci de o greutate suspendată pe pârghie. Aceasta se deplasează pe lungimea pârghiei, reglând forța cu care tija va fi apăsată pe scaun.

Supapa cu pârghie și contragreutate se deschide atunci când presiunea mediului din partea inferioară a sertarului depășește valorile provenite de la pârghie. După aceasta, apa se scurge printr-un orificiu special de descărcare.

Reglarea siguranțelor cu pârghie și contragreutate se realizează prin deplasarea tiranței pe pârghie. Pentru a împiedica modificarea neautorizată sau accidentală a acesteia, greutatea se fixează cu șuruburi, se acoperă cu o carcasă specială și se blochează cu un lacăt.

Presiunea de declanșare, precum și intervalul de reglare, sunt determinate de lungimea pârghiei și de masa greutății. Siguranțele cu pârghie nu sunt inferioare dispozitivelor cu arc în ceea ce privește fiabilitatea, dar costă mai mult. Dispozitivele se montează pe piese de legătură cu flanșă ale țevilor cu diametrul nominal de la 50 mm și mai mult.

Clasificarea #2 — după înălțimea de ridicare a sertarului

În supapele de siguranță cu ridicare mică, obturatorul se ridică cu cel mult 0,05 din diametrul scaunului. Mecanismul de deschidere în astfel de echipamente este proporțional.

Îi este caracteristică o capacitate de debit redusă și cea mai simplă construcție. Echipamentele cu ridicare mică se utilizează pe vase cu mediu lichid.

Dispozitivele cu ridicare totală sunt echipate cu un mecanism de deschidere în două poziții. Cu acestea se echipează nu numai vasele cu lichide, ci și sistemele în care circulă medii compresibile (aer comprimat, abur, gaz).

La dispozitivele cu ridicare totală, înălțimea de ridicare a obturatorului este mai mare. Aceasta înseamnă că capacitatea lor de debit este mult mai bună decât la varianta anterioară, prin urmare ele pot evacua volume mai mari de exces de agent termic.

Clasificarea #3 — după viteza de acționare

Capacul de închidere al supapelor de siguranță proporționale se deschide treptat. De regulă, gradul de deschidere este proporțional cu creșterea presiunii exercitate asupra suprafeței interioare. Odată cu ridicarea mecanismului, volumele de agent termic evacuat cresc treptat.

Construcția dispozitivelor nu limitează posibilitățile de utilizare a acestora în medii compresibile, însă ele predomină în sistemele cu apă și alte lichide.

Printre avantajele supapelor de siguranță cu viteză proporțională de declanșare se numără prețul scăzut, simplitatea construcției, absența autooscilațiilor, deschiderea porționată la nivelurile necesare pentru menținerea unor parametri de lucru specifici.

Particularitatea supapelor bistabile este declanșarea instantanee cu deschidere completă după atingerea valorilor limită de presiune din sistem, la care se deschide clapeta de siguranță.

Specialiștii recomandă utilizarea acestor dispozitive în medii compresibile. Printre principalele lor dezavantaje se numără prezența autooscilațiilor caracteristice ale clapetei.

La montarea unei supape bistabile într-un sistem de încălzire cu agent termic lichid, trebuie avut în vedere că, în timpul deschiderii bruște a clapetei, va avea loc evacuarea unei cantități mari de apă.

Din această cauză, presiunea va scădea prea rapid. Supapa se va închide instantaneu, ceea ce va provoca șoc hidraulic. Dispozitivele proporționale nu prezintă astfel de riscuri.

Particularități ale supapelor de urgență cu trei căi

Separat, merită să discutăm despre un dispozitiv mai puțin cunoscut consumatorilor — supapa cu trei căi cu comutator manual sau electric. Aceasta se utilizează în sistemele de încălzire cu circuite de temperatură scăzută.

Construcția supapelor de siguranță este prevăzută cu trei orificii, dintre care unul de intrare și două de ieșire. Debitele mediului sunt controlate de o clapetă realizată sub formă de sferă sau tijă. Lichidul în mișcare este redistribuit prin rotații.

Supapele de siguranță cu trei căi sunt potrivite pentru cazanele de condensare și în cazurile în care mai multe sisteme diferite funcționează de la același echipament de încălzire.

Să ne imaginăm o situație: într-o casă este implementată o schemă de încălzire cu un sistem de radiatoare obișnuite și încălzire în pardoseală. Cerințele tehnice pentru funcționarea celei de-a doua variante prevăd temperaturi nu prea ridicate ale agentului termic.

Centrala încălzește apa în același regim de temperatură pentru toate sistemele. În astfel de condiții, apare necesitatea unui dispozitiv de redistribuire, cu ale cărui sarcini se descurcă perfect o supapă cu trei căi.

Acesta răspunde pentru următoarele funcții:

• delimitarea zonelor;
• distribuirea densității fluxului pe zone;
• Contribuie la amestecarea agentului termic din ramificațiile principale de alimentare/retur, pentru a trimite în conducta podelei încălzite apă mai rece decât cea din calorifere.

Pentru a nu fi nevoit să monitorizați constant temperatura mediului, trebuie să acordați atenție modelelor de supapă echipate cu servomotor.

Acest dispozitiv funcționează pe baza unui senzor instalat în circuitul de joasă temperatură. La modificarea valorilor de temperatură, mecanismul de închidere se activează, deschizând sau închizând alimentarea cu lichid din retur.

Am discutat mai detaliat despre varietățile supapei cu trei căi pentru încălzire și criteriile de selecție a acesteia în articolul următor.

Sfaturi pentru alegerea modelului optim

Înainte de a vă decide asupra unui echipament de siguranță specific, trebuie să vă documentați în detaliu cu privire la caracteristicile tehnice ale instalației centralei termice.

Temperaturile negative afectează negativ funcționarea supapei de siguranță. Prin urmare, o caracteristică foarte importantă pentru dispozitiv este prezența protecției împotriva înghețului.

Nu neglijați studierea instrucțiunilor producătorului, în care sunt indicate toate valorile limită.

Mai multe criterii joacă un rol decisiv în alegerea dispozitivului pentru încălzire:

1. Performanța cazanului.
2. Presiunea maximă admisă a mediului pentru puterea termică a echipamentului de încălzire.
3. Diametrul supapei de siguranță.

Trebuie să verificați ca regulatorul de presiune din dispozitiv să aibă un interval care să cuprindă parametrii cazanului respectiv. Presiunea de declanșare trebuie să fie cu 25-30% mai mare decât valoarea de funcționare necesară pentru funcționarea stabilă a sistemului.

Cu cât valorile de funcționare ale presiunii sunt mai mari, cu atât mai puțin timp trebuie să aloce dispozitivul pentru declanșare. Diferența dintre presiunea la începutul mișcării și la deschiderea completă a obturatorului trebuie să fie de 15% pentru o valoare nominală mai mică de 2,5 atm, 10% – pentru parametri mai mari.

Diametrul supapei de siguranță nu poate fi mai mic decât racordul țevii de alimentare. În caz contrar, rezistența hidraulică constantă nu va permite supapei de siguranță să își îndeplinească pe deplin sarcinile directe.

Materialul optim pentru fabricarea echipamentului este alama. Aceasta are un coeficient scăzut de dilatare termică, care exclude distrugerea carcasei sub efectele presiunii ridicate.

Blocul de reglare este fabricat din materiale plastice termorezistente, care își păstrează rigiditatea necesară chiar și la contactul cu lichidul în fierbere.

Reguli de montaj și reglare

Dacă intenționați să montați singur supapa de siguranță pentru încălzire, trebuie să pregătiți din timp un set de unelte. La lucrare nu se poate renunța la chei reglabile și chei fixe, șurubelniță în cruce, clești, metru de măsură, chit siliconic.

Înainte de a începe lucrul, trebuie determinat un loc potrivit pentru montare. Se recomandă fixarea supapei de siguranță pe conducta de alimentare, în apropierea racordului de ieșire al cazanului. Distanța optimă între elemente este de 200-300 mm.

Toate dispozitivele de siguranță compacte de uz casnic sunt prevăzute cu filet. Pentru a obține o etanșeitate completă la înșurubare, este necesar să etanșați conducta cu cânepă sau silicon. Nu este recomandabil să folosiți bandă FUM, deoarece aceasta nu suportă întotdeauna temperaturi critic de ridicate.

În documentația normativă cu care este echipat fiecare aparat, procesul de montare este de obicei descris pas cu pas.

Unele reguli cheie de instalare sunt neschimbate pentru toate tipurile de supape:

• dacă dispozitivul de siguranță nu este montat ca parte a grupului de siguranță, lângă acesta se instalează un manometru;
• la supapele cu arc, axa arcului trebuie să aibă o poziție strict verticală și să fie amplasată sub corpul dispozitivului;
• la echipamentele cu pârghie și greutate, pârghia se plasează orizontal;
• pe tronsonul de conductă dintre echipamentul de încălzire și dispozitivul de siguranță nu este permisă montarea supapelor de reținere, robineților, vanelor, pompei de circulație;
• pentru a preveni deteriorarea corpului la rotirea supapei, trebuie să abordați cu cheia din partea unde se realizează înșurubarea;
• tubul de scurgere, care evacuează agentul termic în rețeaua de canalizare sau în conducta de retur, se conectează la racordul de ieșire al supapei;
• racordul de ieșire se aduce la canalizare nu direct, ci cu includerea unei pâlnii sau a unui cămin;
• în sistemele unde circulația lichidului are loc conform schemei naturale, supapa de siguranță se instalează în punctul cel mai înalt.

Diametrul nominal al dispozitivului se selectează pe baza metodicilor elaborate și aprobate de Gostekhnadzor. În rezolvarea acestei probleme, este mai rezonabil să apelați la profesioniști.

Dacă nu există o astfel de posibilitate, se poate încerca utilizarea programelor online specializate pentru calcul.

Pentru reducerea pierderilor hidraulice în timpul presiunii mediului asupra talerului supapei, montarea echipamentului de avarie se realizează cu o înclinare spre instalația cazanului.

Reglarea supapei este influențată de tipul construcției de presare. În dispozitivele cu arc există un capac. Comprimarea prealabilă a arcului se ajustează prin rotirea acestuia. Precizia de reglare a acestor produse este ridicată: +/- 0,2 atm.

În dispozitivele cu pârghie, reglajele se efectuează prin creșterea masei sau prin deplasarea greutății.

După 7-8 acționări, în dispozitivul de avarie instalat, arcul și talerul se uzează, în urma căruia etanșeitatea poate fi compromisă. În acest caz, este recomandabil să înlocuiți supapa cu una nouă.

Concluzii și material video util pe această temă

Cum este construită și din ce este alcătuită o supapă de siguranță:

Supapa de urgență din cadrul grupului de siguranță:

Mai multe detalii despre alegerea și instalarea supapei de siguranță optime:

Supapa de siguranță este un echipament simplu și fiabil, care va permite protejarea locuinței de situații de urgență neprevăzute care pot apărea în sistemele de încălzire. Pentru aceasta, este suficient să alegeți un dispozitiv de calitate cu parametri adecvați, apoi să efectuați reglarea și instalarea corectă a acestuia.

Alegeți varianta potrivită de supapă de siguranță pentru sistemul dumneavoastră de încălzire? Poate că aveți întrebări la care nu ați găsit răspunsuri în materialul prezentat mai sus? Adresați-le experților noștri, lăsând un comentariu sub articol.

Sau poate doriți să completați materialul cu fapte interesante și recomandări utile? Sau să împărtășiți experiența propriei instalări a supapei în sistem? Scrieți părerea dumneavoastră despre necesitatea unui astfel de dispozitiv de protecție, împărtășiți sfaturi privind alegerea, pe baza experienței personale.