Biztonsági szelep a fűtési rendszerben: típusok, rendeltetés, kapcsolási rajzok és szerelés

A helytelen üzemeltetés, a hőmérséklet-ingadozások és a nyomáslökések miatt az autonóm fűtési rendszerek működésében hibák léphetnek fel. Az ilyen helyzetek negatív következményei súlyosak: az egyes alkatrészek meghibásodásától kezdve az épületek lerombolásáig és az élet súlyos veszélyeztetéséig.

A veszélyes kockázatok kiküszöbölésében segít a fűtési rendszer biztonsági szelepe. Mit képvisel és mi a működési elve? Ezeket a kérdéseket vizsgáljuk meg cikkünkben. Továbbá áttekintjük az ilyen szelepek változatait, jelezzük a köztük lévő fő különbségeket, megvizsgáljuk a fűtési rendszerbe történő beépítés szabályait, és ajánlásokat adunk a biztonsági szerelvények kiválasztásához és beállításához.

Mire való a biztonsági szelep?

A fűtési rendszereket vízzel töltik fel, amelynek hőmérséklete körülbelül 15 fok. A zárt körben keringve a hőhordozó felmelegszik, térfogata jelentősen megnő. Ekkor a csövek belső felületére és a rendszerbe szerelt készülékekre gyakorolt nyomás lényegesen megnő.

A megengedett határérték túllépése (a legtöbb esetben 3,5 bar felett) a következőkhöz vezet:

• csővezetékrészek illesztéseinél szivárgás;
• a polimerből készült összekötő elemek és csövek sérülése vagy szakadása;
• kazántartály robbanása;
• rövidzárlat a kazánház elektromos berendezésében.

A legmagasabb baleseti kockázat a szilárd tüzelésű kazánokra jellemző, amelyekben nehéz szabályozni a hőleadás teljesítményét.

Az elektromos és gázberendezések teljesítménye gyorsan beállítható a kezdeti értékektől a maximálisig és vissza. Gyakran megtalálható bennük a biztonsági automata, amely túlzott hőmérséklet-emelkedés esetén kikapcsolja a működő elemeket.

A fa, szén és más tüzelőanyagok égési intenzitását a szilárd tüzelésű kazánban a csappantyú nyitásával/zárásával szabályozzák. Eközben a hőleadás erőssége nem azonnal, hanem fokozatosan változik. A hőtermelő tehetetlensége miatt a folyékony hőhordozó erősen túlmelegedhet.

A biztonsági szelepet gyakran beépítik a biztonsági csoportba a nyomást mérő manométerrel és a rendszerből levegőt eltávolító légtelenítővel együtt.

Amikor a kamrában lévő fa jól felhevül, és a hálózatban lévő víz eléri a szükséges hőmérsékleti értékeket, a levegő hozzáférését elzárják, és az aktív láng elkezd kialudni.

Azonban a tűztér izzó állapotban továbbra is leadja a felhalmozott hőt. Amikor a hőhordozó eléri a 90-95 fokot, felforr, és elindítja az elkerülhetetlen intenzív gőzképződést. Ennek következtében éles nyomásugrás következik be.

Pontosan ilyen körülmények között lép működésbe a biztonsági szelep. Amikor eléri a határ nyomásparamétert, kinyitja a zárat, ezzel utat engedve a képződött gőznek kifelé. Az értékek stabilizálódása után a szelep automatikusan bezáródik, és ismét alvó üzemmódba kapcsol.

Felszerelése kötelező nemcsak a szilárd tüzelésű, hanem a gőzkazánok, valamint a vízkörrel felszerelt kályhák esetében is. A fűtőberendezések számos módosítását már a gyártási szakaszban felszerelik ezzel a készülékkel. Ez a szelep gyakran a biztonsági csoport egyik eleme. Általában a készüléket közvetlenül a hőcserélőbe vágják, vagy a kazán közelében lévő csővezetékbe szerelik.

A készülékek változatai és működési elve

A leeresztő szelep szerkezetébe két kötelező alkatrész tartozik: a záróelem, amely az ülékből és a zárószerkezetből áll, valamint az erőhatás beállítója. Többféle berendezést különböztetnek meg, amelyek saját jellemzőkkel rendelkeznek. Meghatározott jellemzők alapján osztályozzák őket.

1. osztályozás – a nyomómechanizmus szerint

Magánházak, lakások és kis teljesítményű ipari berendezések fűtési rendszereiben előnyben részesítik a rugós típusú terméket.

A készülék fő működő eleme a rugó. Az alátámasztja a membránt, amely lezárja az üléket. A fogantyúval összekötött rúdon egy alátét helyezkedik el, amelybe a rugó felső része támaszkodik. Az alátét helyzetét és a membránra gyakorolt szorító hatást a fogantyú szabályozza.

A készüléket egyszerű és megbízható felépítés, kompakt méretek, a biztonsági blokk más elemeivel való kombinálhatóság és kedvező ár jellemzi. A rugós mechanizmus összenyomási ereje függ a nyomás paraméterétől, amelynél a szelep működésbe lép. A beállítási tartományt a rugó rugalmassága befolyásolja.

A rugós biztonsági szelepek működési elve a következő:

• A készülék zárószerkezetére a vízáram hat;
• A hőhordozó mozgását a rugó ereje korlátozza;
• A kritikus nyomás meghaladja a szorítóerőt, felemelve a tolórúd orsóját felfelé;
• A folyadék a kimeneti csonkba kerül;
• A víz belső térfogata stabilizálódik;
• A rugó bezárja a zárószerkezetet, visszaállítva azt az eredeti helyzetébe.

A rugós szerkezet házát kiváló minőségű, nagy szilárdságú sárgarézből készítik, melegsajtolási eljárásokkal és technikákkal. A rugó gyártásához acélt használnak. A membránt, a tömítéseket és a fogantyút polimerekből állítják elő.

Egyes márkák olyan berendezéseket gyártanak, amelyek már gyári beállításokkal rendelkeznek. Emellett a kínálatban olyan modellek is megtalálhatók, amelyeket a helyszínen, az üzembe helyezési munkálatok során lehet beállítani.

A szelepek lehetnek nyitottak vagy zártak. Az első kivitelben a hőhordozó a légkörbe távozik, a másodikban pedig a visszatérő csővezetékbe kerül.

Az emelősúlyos biztosítékok nem terjedtek el olyan széles körben. Magán, kazánnal rendelkező autonóm rendszerekben ritkán szerelik be őket. Használatuk az ipari szektorban, nagyüzemi termelésben összpontosul, ahol a csővezetékek átmérője legalább 200 mm.

Az ilyen mechanizmusokban a tolattyúra ható erőt nem a rugó, hanem a karra felfüggesztett súly adja. Ez a súly a kar hossza mentén mozog, szabályozva azt az erőt, amellyel a tolattyú az üléshez nyomódik.

Az emelősúlyos szelep akkor nyílik ki, amikor a közeg nyomása a tolóka alsó részén meghaladja a karból származó értékeket. Ezt követően a víz egy speciális leeresztőnyíláson keresztül távozik.

Az emelősúlyos biztosítékok beállítását a súlynak a kar mentén történő mozgatásával végzik. Az illetéktelen vagy véletlenszerű változtatás megakadályozása érdekében a súlyt csavarokkal rögzítik, speciális burkolattal fedik le, és zárral reteszelik.

A működési nyomást, valamint a beállítási tartományt a kar hossza és a súly tömege határozza meg. Az emelősúlyos biztosítékok megbízhatóság tekintetében nem maradnak el a rugós készülékektől, de drágábbak. A szerelvényeket 50 mm-es vagy annál nagyobb névleges átmérőjű csövek karimás csatlakozóelemeire szerelik fel.

2. osztályozás – a záróelem emelkedési magassága szerint

A kis emelkedésű biztonsági szelepeknél a záróelem legfeljebb az ülésátmérő 0,05-ével emelkedik. Az ilyen berendezésekben a nyitási mechanizmus arányos.

Kis átbocsátóképesség és a legegyszerűbb szerkezet jellemzi. A kis emelkedésű berendezéseket folyékony közeget tartalmazó edényeknél használják.

A teljes emelkedésű készülékek kétállású nyitási mechanizmussal rendelkeznek. Nemcsak folyadékokat tartalmazó edényekbe szerelik őket, hanem olyan rendszerekbe is, ahol összenyomható közegek (sűrített levegő, gőz, gáz) keringenek.

A teljes emelkedésű készülékeknél a záróelem emelkedése nagyobb. Ez azt jelenti, hogy átbocsátóképességük sokkal jobb, mint az előző változaté, így nagyobb mennyiségű felesleges hőhordozó elengedésére képesek.

3. osztályozás – a működésbe lépés sebessége szerint

Az arányos biztonsági szelepek zárósapkája fokozatosan nyílik. Általában a nyitás mértéke arányos a belső felületre ható nyomás növekedésével. A mechanizmus emelkedésével egyidejűleg a leeresztett hűtőközeg mennyisége is fokozatosan nő.

A készülékek kialakítása nem korlátozza a használatukat összenyomható közegben, de mégis a vízzel és más folyadékkal működő rendszerekben dominálnak.

Az arányos működési sebességű biztonsági szelepek előnyei közé tartozik az alacsony ár, az egyszerű szerkezet, az önrezgések hiánya, és a szakaszos nyitás a konkrét munkaparaméterek fenntartásához szükséges értékek szintjén.

A kétállású szelepek sajátossága a pillanatnyi működés teljes nyitással, miután a rendszerben a nyomás eléri a határértékeket, amelyeknél a biztonsági záróelem kinyílik.

A szakemberek ezen eszközök összenyomható közegekben történő használatát ajánlják. Fő hátrányaik közé tartozik a záróelem jellemző önrezgése.

A kétállású szelep folyékony hűtőközegű fűtési rendszerbe történő beszerelésekor figyelembe kell venni, hogy a záróelem hirtelen nyitásakor nagy mennyiségű víz távozik.

Emiatt a nyomás túl gyorsan leesik. A szelep azonnal bezárul, ami vízkalapácsot okoz. Az arányos eszközök nem okoznak ilyen kockázatokat.

A háromutas vész szelepek jellemzői

Külön érdemes beszélni a fogyasztók számára kevésbé ismert eszközről – a kézi vagy elektromos kapcsolóval ellátott háromjáratú szelepről. Alacsony hőmérsékletű körökkel rendelkező fűtési rendszerekben használják.

A biztosítékok szerkezete három nyílással rendelkezik, amelyek közül az egyik bemeneti, kettő kimeneti. A közeg áramlását egy golyó vagy rúd formájú tolózárszerkezet vezérli. A mozgó folyadék forgatásokkal oszlik el.

A háromjáratú biztosítékok alkalmasak kondenzációs kazánokhoz és olyan esetekben, amikor egy fűtőberendezésről több különböző rendszer működik.

Képzeljünk el egy helyzetet: a házban fűtési rendszer valósul meg hagyományos radiátorokkal és padlófűtéssel. A második változat működésének műszaki követelményei nem túl magas hűtőközeg-hőmérsékletet írnak elő.

A kazán azonos hőmérsékleti üzemmódban melegíti a vizet az összes rendszer számára. Ilyen körülmények között szükség van egy újraelosztó eszközre, amelynek feladatait a háromjáratú szelep kiválóan ellátja.

A következő funkciókért felelős:

• a területek elhatárolása;
• az áramlási sűrűség elosztása a zónák között;
• a hűtőközeg keverésének elősegítése a betáplálás/visszatérő fő elágazásaiból, hogy a padlófűtés csővezetékébe hidegebb víz kerüljön, mint a radiátorokba.

Ahhoz, hogy ne kelljen állandóan saját kezűleg felügyelnie a közeg hőmérsékletét, vegye figyelembe a szervohajtással ellátott szelepmodelleket.

Ez az eszköz az alacsony hőmérsékletű körbe szerelt érzékelőről működik. A hőmérsékleti értékek változásakor a zárószerkezet működésbe lép, amely megnyitja vagy elzárja a visszatérőből érkező folyadék betáplálását.

A háromjáratú fűtési szelep változatairól és kiválasztási szempontjairól bővebben beszéltünk a következő cikkben.

Tanácsok az optimális modell kiválasztásához

Mielőtt egy adott biztonsági berendezés mellett döntene, feltétlenül alaposan ismerje meg a kazánberendezés műszaki jellemzőit.

A biztonsági szelep működésére negatívan hatnak a fagypont alatti hőmérsékletek. Ezért a készülék számára meglehetősen fontos jellemző a fagyás elleni védelem megléte.

Ne hanyagolja el a gyártói utasítások tanulmányozását, amelyekben feltüntetik az összes határértéket.

A fűtési készülék kiválasztásában több szempont is döntő szerepet játszik:

1. A kazán teljesítménye.
2. A fűtőberendezés hőteljesítményéhez tartozó maximálisan megengedett közegnyomás.
3. A biztonsági szelep átmérője.

Ellenőrizze, hogy a készülék nyomásszabályozójának tartománya tartalmazza az adott kazán paramétereit. A működésbe lépési nyomásnak 25-30%-kal nagyobbnak kell lennie a rendszer stabil működéséhez szükséges üzemi értéknél.

Minél magasabbak az üzemi nyomásértékek, annál kevesebb időt kell a készüléknek a működésbe lépésre fordítania. A nyitási nyomás és a teljes nyitáskori nyomás közötti különbségnek 15%-nak kell lennie 2,5 atm alatti névleges érték esetén, 10%-nak a magasabb paramétereknél.

A biztonsági szelep átmérője nem lehet kisebb a betápláló csonk csatlakozójánál. Ellenkező esetben az állandó hidraulikus ellenállás nem teszi lehetővé a biztosíték számára, hogy maradéktalanul ellássa közvetlen feladatait.

A berendezés optimális gyártási anyaga a sárgaréz. Alacsony hőtágulási együtthatóval rendelkezik, ami kizárja a ház tönkremenetelét erős nyomás hatására.

A szabályozó egységet hőálló műanyagokból készítik, amelyek megőrzik a szükséges merevséget még forrásban lévő folyadékkal való érintkezés esetén is.

A szerelés és beállítás szabályai

Ha önállóan tervezi a fűtési biztonsági szelep beszerelését, előre készítsen elő egy szerszámkészletet. A munkához nem nélkülözheti a villás- és csavarkulcsokat, a Phillips csavarhúzót, a fogót, a mérőszalagot és a szilikon tömítőanyagot.

A munka megkezdése előtt meg kell határozni a beépítésre alkalmas helyet. A biztonsági szelepet a kazán kimeneti csonkja közelében, a tápvezetékre kell felszerelni. Az elemek közötti optimális távolság 200–300 mm.

Minden kompakt háztartási biztosíték menettel van ellátva. A teljes tömítettség elérése érdekében a csövet kenderszálas tömítőanyaggal vagy szilikonnal kell tömíteni. A FUM-szalag használata nem ajánlott, mivel nem mindig bírja a kritikusan magas hőmérsékletet.

Az egyes készülékekhez mellékelt szabályozási dokumentációban a telepítési folyamat általában lépésről lépésre le van írva.

Néhány kulcsfontosságú telepítési szabály minden szeleptípusnál változatlan:

• ha a biztosíték nincs a biztonsági csoport részeként felszerelve, akkor mellé manométert kell helyezni;
• a rugós szelepeknél a rugó tengelyének szigorúan függőleges helyzetben kell lennie, és a készülék háza alatt kell elhelyezkednie;
• a karos terhelésű berendezéseknél a kart vízszintesen kell elhelyezni;
• a fűtőberendezés és a biztosíték közötti csőszakaszon visszacsapó szelepek, csapok, tolózárak, keringető szivattyú beépítése nem megengedett;
• a szelep forgatásakor a ház sérülésének elkerülése érdekében a kulcsot arról az oldalról kell megközelíteni, ahol a felcsavarozás történik;
• a hűtőközeget a csatornahálózatba vagy a visszatérő csőbe elvezető leeresztő csövet a szelep kimeneti csonkjához kell csatlakoztatni;
• a kimeneti csonkot nem közvetlenül a csatornához, hanem egy tölcsér vagy egy akna beiktatásával kell csatlakoztatni;
• azokban a rendszerekben, ahol a folyadék keringése természetes séma szerint történik, a biztonsági szelepet a legmagasabb pontra kell helyezni.

A készülék névleges átmérőjét a Gosztehnadzor által kidolgozott és jóváhagyott módszertan alapján kell kiválasztani. Ennek a kérdésnek a megoldásában ésszerűbb szakemberek segítségét kérni.

Ha erre nincs lehetőség, akkor megpróbálhat speciális online számítási programokat használni.

A hidraulikus veszteségek csökkentése érdekében, amikor a közeg nyomást gyakorol a szeleptányérra, a vészberendezés felszerelését a kazánberendezés felé lejtéssel kell elvégezni.

A szelep beállítását a nyomószerkezet típusa befolyásolja. A rugós szerkezetekben van egy kupak. A rugó előfeszítését ennek elforgatásával lehet beállítani. Ezeknek az eszközöknek a beállítási pontossága magas: +/- 0,2 atm.

A karos berendezéseknél a beállítások a tömeg növelésével vagy a súly mozgatásával végezhetők el.

7-8 működés után a felszerelt vészberendezésben a rugó és a tányér elhasználódik, ami a tömítettség megsértéséhez vezethet. Ebben az esetben célszerű a szelepet egy újra cserélni.

Következtetések és hasznos vidéó a témából

Hogyan épül fel és miből áll a biztonsági szelep:

Biztonsági csoport részeként a vészleeresztő szelep:

Részletesebben az optimális biztonsági szelep kiválasztásáról és beépítéséről:

A biztonsági szelep egyszerű és megbízható berendezés, amely segít megóvni otthonát a fűtési rendszerekben előforduló váratlan vészhelyzetektől. Ehhez elegendő egy megfelelő paraméterekkel rendelkező, minőségi készüléket választani, majd elvégezni annak szakszerű beállítását és beszerelését.

Ön a fűtési rendszeréhez megfelelő biztonsági szelepet választ? Esetleg maradtak kérdései, amelyekre nem talált választ a fenti anyagban? Tegye fel őket szakértőinknek, hagyjon megjegyzést a cikk alatt.

Vagy esetleg szeretné kiegészíteni az anyagot érdekes tényekkel és hasznos javaslatokkal? Vagy megosztani a szelep saját kezű rendszerbe szerelésének tapasztalatát? Írja meg véleményét az ilyen védőberendezés szükségességéről, és ossza meg a kiválasztásra vonatkozó tanácsait személyes tapasztalatai alapján.