Säkerhetsventil i värmesystemet: typer, syfte, scheman och installation

På grund av felaktig användning, temperaturväxlingar och tryckstötar kan fel uppstå i autonoma värmesystem. Negativa konsekvenser i sådana situationer är kritiska: allt från skador på enskilda komponenter till förstörelse av byggnader och allvarliga livshot.

En säkerhetsventil i värmesystemet kan eliminera farliga risker. Vad är den och hur fungerar den? Dessa frågor behandlar vi i vår artikel. Vi går också igenom olika typer av sådana ventiler och visar de viktigaste skillnaderna mellan dem, samt installationsregler och rekommendationer för val och justering av säkerhetsventiler.

Vad behövs en säkerhetsventil till?

Värmesystem fylls med vatten som har en temperatur på cirka 15 grader. När värmebäraren cirkulerar i den slutna kretsen värms den upp och ökar betydligt i volym. Samtidigt ökar trycket på rörens innerytor och på installerade apparater.

Överskridande av den tillåtna normen, i de flesta fall över 3,5 bar, resulterar i:

• läckage vid skarvar i rörledningen;
• skador eller brott på anslutningsdelar och rör tillverkade av polymerer;
• explosion av pannbehållaren;
• kortslutning av elektrisk utrustning i pannrummet.

Den högsta risken för olyckor är typisk för fastbränslepannor, där det är svårt att reglera värmeeffekten.

Prestandan för el- och gasutrustning kan snabbt justeras från start till max och vice versa. Ofta finns det säkerhetsautomatik som stänger av arbetsdelarna vid överdrivna temperaturökningar.

Förbränningsintensiteten för ved, kol och andra bränslen i en fastbränslepanna regleras genom att öppna/stänga spjället. Värmegivningen ändras inte omedelbart utan gradvis. På grund av värmegeneratorns tröghet kan den flytande värmebäraren överhettas kraftigt.

Tillsammans med en tryckmätare som mäter trycket och en luftavledare som avlägsnar luft från systemet, ingår säkerhetsventilen ofta i en säkerhetsgrupp.

När veden i kammaren är väl uppvärmd, så att vattnet i nätet har nått önskade temperaturer, stängs lufttillförseln av och den aktiva lågan börjar falna.

Men i glödande tillstånd fortsätter eldstaden att avge ackumulerad värme. När temperaturen når 90–95 grader börjar värmevätskan koka och oundviklig intensiv ångbildning startar. Detta orsakar en plötslig tryckstöt.

Det är under sådana omständigheter som säkerhetsventilen aktiveras. När tryckgränsen nås öppnar den spjället och släpper ut ångan. När värdena stabiliserats stängs ventilen automatiskt och går tillbaka till viloläge.

Installationen är obligatorisk inte bara för fastbränslepannor utan även för ångpannor och ugnar med vattenkrets. Många modeller av värmeutrustning levereras med denna ventil redan vid tillverkningen. Ofta är denna ventil en av komponenterna i säkerhetsgruppen. Vanligtvis monteras enheten direkt i värmeväxlaren eller installeras i rörledningen nära pannan.

Olika typer av enheter och funktionsprincip

Konstruktionen av en avlastningsventil består av två obligatoriska komponenter: en avstängningsdel bestående av säte och spjäll, och en kraftinställare. Det finns flera typer av utrustning med sina egna egenskaper. De klassificeras enligt vissa kriterier.

Klassificering #1 – efter klämmekanism

I värmesystem för privata hus, lägenheter och mindre industriella anläggningar föredras fjäderbelastad typ.

Huvudarbetselementet är en fjäder. Den stöder membranet som täcker sätet. På stången som är ansluten till handtaget finns en bricka som fjäderns övre del trycker emot. Brickans läge och tryckkraften på membranet regleras med handtaget.

Enheten kännetecknas av enkel och pålitlig konstruktion, kompakt storlek, möjlighet att kombinera med andra säkerhetsblockkomponenter och överkomligt pris. Fjäderns kompressionskraft beror på tryckparametern vid vilken ventilen öppnar. Inställningsområdet påverkas av fjäderns elasticitet.

Funktionsprincipen för fjäderbelastade säkerhetsventiler är följande:

• Vattenflödet påverkar ventilens spjäll;
• Värmevätskans rörelse begränsas av fjäderkraften;
• Kritiskt tryck överstiger fjäderns kompressionskraft och lyfter spjällstången uppåt;
• Vätskan skickas till utloppsstosen;
• Den interna vattenvolymen stabiliseras;
• Fjädern stänger spjället och återför det till ursprungligt läge.

Huset på fjäderanordningen är tillverkat av högkvalitativ, högstark mässing med hjälp av teknik och metoder för varmstansning. I tillverkningen av fjädern används stål. Membranet, tätningarna och handtaget tillverkas av polymerer.

Vissa varumärken tillverkar utrustning med redan inställda fabriksinställningar. Det finns också modeller i sortimentet som justeras på installationsplatsen under idrifttagningsarbetet.

Ventiler kan vara öppna eller stängda. I den första konstruktionen släpps värmebäraren ut i atmosfären, i den andra släpps den ut i returledningen.

Hävarmstyngdsäkerhetsventiler är inte så utbredda. I privata autonoma system med panna installeras de sällan. Användningen är koncentrerad till industrisektorn vid stora produktionsanläggningar där rörledningarnas diameter är minst 200 mm.

I sådana mekanismer kommer kraften på spindeln inte från en fjäder utan från en vikt som hängs på hävarmen. Den flyttas längs hävarmens längd och reglerar kraften med vilken spindeln trycks mot sätet.

Hävarmstyngdventilen öppnas när mediets tryck från den nedre delen av slidstycket överstiger de värden som kommer från hävarmen. Därefter går vattnet ut genom ett speciellt avloppshål.

Inställning av hävarmstyngdsäkerhetsventiler görs genom att flytta dragstången längs hävarmen. För att förhindra obehörig eller oavsiktlig ändring fästs vikten med bultar, täcks med ett speciellt hölje och låses med ett lås.

Öppningstrycket, liksom inställningsområdet, bestäms av hävarmens längd och viktens massa. Hävarmstyngdsäkerhetsventiler är inte sämre än fjäderanordningar när det gäller tillförlitlighet, men är dyrare. Anordningarna installeras på flänsanslutna rördelar med en nominell diameter på 50 eller mer.

Klassificering #2 – efter spjällets lyfthöjd

I låglyftsäkerhetsventiler lyfts slidstycket högst 0,05 gånger sätets diameter. Öppningsmekanismen i sådan utrustning är proportionell.

Den kännetecknas av låg genomströmningskapacitet och en mycket enkel konstruktion. Låglyftutrustning används i kärl med flytande medium.

Fulllyftanordningar är utrustade med en tvåläges öppningsmekanism. De används inte bara i kärl med vätskor utan också i system där komprimerbara medier (tryckluft, ånga, gas) cirkulerar.

Vid fulllyftanordningar är slidstyckets lyfthöjd högre. Det innebär att deras genomströmningskapacitet är mycket bättre än den föregående varianten, så de kan släppa ut större mängder överskottsvärmebärare.

Klassificering #3 – efter utlösningshastighet

Spjällocket på proportionella säkerhetsventiler öppnas gradvis. Öppningsgraden är vanligtvis proportionell mot tryckökningen som verkar på den inre ytan. Samtidigt som mekanismen lyfts ökar volymerna av det avblåsta värmemediet smidigt.

Konstruktionen av enheterna begränsar inte möjligheterna att använda dem i komprimerbara medier, men de dominerar ändå i system med vatten och annan vätska.

Bland fördelarna med säkerhetsventiler med proportionell utlösningshastighet är lågt pris, enkel konstruktion, frånvaro av självsvängningar, portionsvis öppning på nivåer som krävs för att upprätthålla specifika driftsparametrar.

En egenskap hos tvålägesventiler är omedelbar utlösning med full öppning efter att gränstryckvärdena i systemet uppnåtts, vid vilka säkerhetsspjället öppnas.

Specialister rekommenderar att använda dessa anordningar i komprimerbara medier. Till deras största nackdelar räknas förekomsten av karakteristiska självsvängningar hos spjället.

Vid installation av en tvålägesventil i ett värmesystem med flytande värmemedium bör man beakta att en stor mängd vatten kommer att släppas ut under den plötsliga öppningen av spjället.

På grund av detta sjunker trycket för snabbt. Ventilen stängs omedelbart, vilket medför en hydraulisk stöt. Proportionella enheter orsakar inte sådana risker.

Egenskaper hos trevägs nödventiler

Separat bör vi tala om en anordning som inte är så känd för konsumenterna — en trevägsventil med manuell eller elektrisk omkopplare. Den används i värmesystem med lågtemperaturkretsar.

Säkerhetsanordningens konstruktion är försedd med tre öppningar, varav en är inlopp och två är utlopp. Mediets flöden styrs av ett spjäll i form av en kula eller en spindel. Den rörliga vätskan omfördelas genom rotationer.

Trevägssäkerhetsventiler är lämpliga för kondenserande pannor och i fall där flera olika system arbetar från en och samma värmeutrustning.

Låt oss föreställa oss en situation: i huset finns ett värmesystem med vanliga radiatorer och golvvärme. De tekniska kraven för att den andra varianten ska fungera innebär inte alltför höga temperaturer på värmemediet.

Pannan värmer vatten med samma temperatur för alla system. Under sådana förhållanden uppstår ett behov av en omfördelningsanordning, vars uppgifter en trevägsventil klarar utmärkt.

Den ansvarar för följande funktioner:

• avgränsning av områden;
• fördelning av flödestäthet mellan zoner;
• Underlättar blandning av värmevätska från huvudgrenarna i fram- och returledning för att skicka kallare vatten till golvvärmeledningen än till radiatorerna.

För att slippa övervaka temperaturen manuellt bör man titta på ventilmodeller med servodrift.

Denna enhet styrs av en givare installerad i lågtemperaturkretsen. När temperaturen ändras aktiveras en avstängningsmekanism som öppnar eller stänger vätsketillförseln från returen.

Vi har diskuterat mer ingående om typer av trevägsventiler för värme och kriterier för val av dem i nästa artikel.

Tips för att välja optimal modell

Innan du väljer en specifik säkerhetsutrustning måste du noggrant granska pannans tekniska specifikationer.

Minusgrader påverkar säkerhetsventilens funktion negativt. Därför är frostskydd en mycket viktig egenskap för enheten.

Försumma inte att läsa tillverkarens instruktioner där alla gränsvärden anges.

Flera kriterier spelar en avgörande roll vid val av värmeanordning:

1. Pannans kapacitet.
2. Maximalt tillåtet tryck för värmeffekten hos värmeutrustningen.
3. Säkerhetsventilens diameter.

Kontrollera att enhetens tryckregulator har ett intervall som täcker pannans parametrar. Aktiveringstrycket bör vara 25–30 % högre än det arbetstryck som krävs för stabil drift.

Ju högre arbetstryck, desto kortare tid bör enheten ta för att aktiveras. Tryckskillnaden mellan starttryck och fullt öppet läge bör vara 15 % för nominella värden under 2,5 atm, 10 % – för högre parametrar.

Säkerhetsventilens diameter får inte vara mindre än anslutningsrörets diameter. Annars hindrar konstant hydrauliskt motstånd ventilen från att fullgöra sina uppgifter.

Det optimala tillverkningsmaterialet är mässing. Den har en låg termisk expansionskoefficient, vilket förhindrar att höljet skadas av högt tryck.

Reglerenheten tillverkas av värmebeständiga plastmaterial som behåller sin styvhet även vid kontakt med kokande vätska.

Regler för installation och justering

Om du planerar att själv installera en säkerhetsventil för värme bör du förbereda en verktygssats. Du behöver skiftnycklar, fasta nycklar, stjärnskruvmejsel, tänger, måttband och silikonfogmassa.

Innan du börjar arbetet måste du bestämma en lämplig plats för installationen. Säkerhetsventilen rekommenderas att monteras på framledningsröret nära pannans utloppsrör. Optimalt avstånd mellan delarna är 200-300 mm.

Alla kompakta hushållssäkringar är försedda med gänga. För att uppnå full täthet vid åtdragning måste du täta röret med hampgarn eller silikon. FUM-tejp rekommenderas inte eftersom den inte alltid tål kritiskt höga temperaturer.

I den normdokumentation som medföljer varje enhet beskrivs installationsprocessen vanligtvis steg för steg.

Vissa viktiga installationsregler är desamma för alla typer av ventiler:

• om säkringen inte installeras som en del av en säkerhetsgrupp ska en manometer placeras i närheten;
• i fjäderbelastade ventiler måste fjäderaxeln vara strikt vertikal och placerad under enhetens hus;
• i spak- och tyngdutrustning placeras spaken horisontellt;
• på rörledningen mellan värmeutrustning och säkring är det inte tillåtet att installera backventiler, kranar, ventiler, cirkulationspump;
• för att förhindra skador på huset när ventilen vrids måste du använda nyckeln på den sida där gängningen sker;
• avloppsröret som leder värmebäraren till avloppssystemet eller returröret ansluts till ventilens utloppsstos;
• utloppsstosen ansluts till avloppet inte direkt utan via en tratt eller grop;
• i system där vätskecirkulationen sker enligt naturlig princip placeras säkerhetsventilen på den högsta punkten.

Apparatens nominella diameter väljs baserat på metoder som tagits fram och godkänts av Gostekhnadzor. När du löser detta problem är det klokast att söka hjälp från proffs.

Om det inte är möjligt kan du prova att använda specialiserade online-program för beräkning.

För att minska hydrauliska förluster när mediet trycker på ventilskivan, installeras nödutrustningen med en lutning mot pannanläggningen.

Ventilens justering påverkas av typen av tryckkonstruktion. I fjädermekanismer finns en kåpa. Fjäderns förspänning ställs in genom att vrida på den. Justeringsnoggrannheten hos dessa produkter är hög: +/- 0,2 atm.

I spakmekanismer görs justeringar genom att öka vikten eller flytta lasten.

Efter 7-8 utlösningar slits fjädern och skivan i den installerade nödanordningen, vilket kan leda till läckage. I så fall är det lämpligt att byta ut ventilen mot en ny.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Hur säkerhetsventilen fungerar och vad den består av:

Nödventilen i säkerhetsgruppen:

Mer om att välja och installera den optimala säkerhetsventilen:

Säkerhetsventilen är en enkel och pålitlig utrustning som skyddar ditt hem från oväntade nödsituationer i värmesystemet. För att göra detta räcker det med att välja en kvalitetsenhet med lämpliga parametrar och sedan utföra en korrekt inställning och installation.

Väljer du en lämplig säkerhetsventil för ditt värmesystem? Har du fortfarande frågor som du inte fick svar på i ovanstående material? Ställ dem till våra experter genom att lämna en kommentar under artikeln.

Eller vill du komplettera materialet med intressanta fakta och användbara tips? Eller dela med dig av erfarenheter från att själv installera en ventil i systemet? Skriv din åsikt om behovet av en sådan skyddsanordning, dela råd om val baserat på personlig erfarenhet.