Poistný ventil vo vykurovacom systéme: typy, účel, schémy a montáž

V dôsledku nesprávneho používania, teplotných výkyvov a tlakových rázov môže dôjsť k poruchám autonómnych vykurovacích systémov. Negatívne následky v takýchto situáciách sú kritické: od poškodenia jednotlivých komponentov až po zničenie budov a vážne ohrozenie života.

Vylúčiť nebezpečné riziká pomôže poistný ventil vo vykurovacom systéme. Čo predstavuje a v čom spočíva jeho princíp činnosti? Tieto otázky preskúmame v našom článku. Tiež preberieme druhy takýchto ventilov a uvedieme hlavné rozdiely medzi nimi, zvážime pravidlá inštalácie do vykurovacieho systému a uvedieme odporúčania pre výber a nastavenie poistnej armatúry.

Na čo slúži poistný ventil?

Vykurovacie systémy sa plnia vodou, ktorej teplota je približne 15 stupňov. Cirkuláciou v uzavretom okruhu sa ohrieva teplonosná kvapalina, pričom výrazne zväčšuje svoj objem. V tom čase sa výrazne zvyšuje tlak pôsobiaci na vnútorný povrch rúr a zariadení inštalovaných v systéme.

Prekročenie prípustnej normy, vo väčšine prípadov viac ako 3,5 baru, vedie k:

• netesnostiam v miestach spojov častí potrubia;
• poškodeniu alebo pretrhnutiu spojovacích prvkov a rúr vyrobených z polymérov;
• výbuchu kotlového zásobníka;
• skratu elektrického zariadenia v kotolni.

Najvyššie riziko havarijných situácií je charakteristické pre kotly na tuhé palivo, v ktorých je ťažké regulovať výkon vykurovania.

Výkon elektrického a plynového zariadenia sa rýchlo upravuje od počiatočných po maximálne hodnoty a naopak. Často je v nich prítomná bezpečnostná automatika, ktorá odpojuje pracovné prvky pri nadmernom zvýšení teploty.

Intenzita horenia dreva, uhlia a iného druhu paliva v kotle na tuhé palivo sa upravuje otváraním/zatváraním klapky. Pritom sa sila odovzdávania tepla nemení okamžite, ale postupne. Kvôli zotrvačnosti generátora tepla sa môže tekutá teplonosná kvapalina silne prehriať.

Spolu s manometrom merajúcim tlak a odvzdušňovačom odstraňujúcim vzduch zo systému je poistný ventil často súčasťou skupiny bezpečnosti.

Keď sa drevo v komore dobre rozhorí a voda v sieti dosiahne požadované teploty, prívod vzduchu sa uzavrie a aktívny plameň začne slabnúť.

V rozžeravenom stave však ohnisko naďalej uvoľňuje nahromadené teplo. Pri dosiahnutí 90–95 stupňov sa teplonosná kvapalina začne variť a spustí sa intenzívna tvorba pary. V dôsledku toho dôjde k prudkému nárastu tlaku.

Práve v takýchto situáciách začne pracovať poistný ventil. Pri dosiahnutí hraničnej hodnoty tlaku otvorí uzáver a uvoľní cestu vzniknutej pare von. Po stabilizácii hodnôt sa ventil automaticky zatvorí a prepne sa späť do spiaceho režimu.

Jeho montáž je povinná nielen pre kotly na tuhé palivo, ale aj pre parné kotly a pece s vodným okruhom. Mnohé modifikácie vykurovacích zariadení sú týmto prístrojom vybavené už vo fáze výroby. Často je tento ventil jedným z prvkov skupiny bezpečnosti. Zvyčajne sa zariadenie vrezáva priamo do výmenníka tepla alebo sa inštaluje do potrubia v blízkosti kotla.

Druhy zariadení a princíp činnosti

Konštrukciu poistného ventilu tvoria dva povinné komponenty: uzatváracia časť pozostávajúca z dosadacej plochy a uzáveru, a nastavovač silového pôsobenia. Rozlišuje sa niekoľko druhov zariadení, ktoré majú svoje špecifiká. Sú klasifikované podľa určitých znakov.

Klasifikácia #1 — podľa mechanizmu prítlaku

Vo vykurovacích systémoch rodinných domov, bytov a priemyselných zariadení s malým výkonom sa uprednostňuje pružinový typ výrobku.

Hlavným pracovným prvkom zariadenia je pružina. Podopiera membránu, ktorá prekrýva sedlo. Na tyči spojenej s rukoväťou je umiestnená podložka, do ktorej sa opiera horná časť pružiny. Poloha podložky a prítlak na membránu sa reguluje rukoväťou.

Zariadenie sa vyznačuje jednoduchou a spoľahlivou konštrukciou, kompaktnými rozmermi, možnosťou kombinácie s inými prvkami bezpečnostného bloku a dostupnou cenou. Sila stlačenia pružinového mechanizmu závisí od parametra tlaku, pri ktorom ventil aktivuje. Rozsah nastavenia ovplyvňuje pružnosť samotnej pružiny.

Princíp činnosti pružinových poistných ventilov je nasledovný:

• na uzáver zariadenia pôsobí prúd vody;
• pohyb teplonosnej kvapaliny je obmedzený silou pružiny;
• kritický tlak prekročí silu stlačenia, čím zdvihne tyč ventilu nahor;
• kvapalina odchádza do výstupného hrdla;
• vnútorný objem vody sa stabilizuje;
• pružina zatvorí uzáver a vráti ho do pôvodnej polohy.

Telo pružinového zariadenia je vyrobené z kvalitnej vysokopevnej mosadze pomocou technológií a metód horúceho lisovania. Na výrobu pružiny sa používa oceľ. Membrána, tesnenia a rukoväť sú vyrobené z polymérov.

Niektoré obchodné značky vyrábajú zariadenia s už nastavenými továrenskými nastaveniami. V sortimente sú aj modely, ktoré sa nastavujú na mieste montáže počas uvádzania do prevádzky.

Ventily sú otvorené a uzavreté. V prvom variante konštrukcie sa teplonosná látka vypúšťa do atmosféry, v druhom – vypúšťa sa do spätného potrubia.

Pákovo-závažové poistky nie sú tak rozšírené. V súkromných autonómnych systémoch s kotlom sa montujú zriedka. Prevádzka je sústredená v priemyselnom odvetví na veľkých výrobách, kde priemer potrubí dosahuje najmenej 200 mm.

Sila na tyč v takých mechanizmoch nie je od pružiny, ale od závažia zaveseného na páke. Posúva sa po dĺžke páky a reguluje silu, ktorou sa tyč pritláča k sedlu.

Pákovo-závažový ventil sa otvára, keď tlak média zo spodnej časti šupátka presahuje hodnoty vychádzajúce z páky. Potom voda odchádza cez špeciálny vypúšťací otvor.

Nastavenie pákovo-závažových poistných ventilov sa vykonáva posúvaním ťahu po páke. Aby sa zabránilo jeho neoprávnenej alebo náhodnej zmene, závažie sa upevňuje skrutkami, prikrýva sa špeciálnym krytom a uzamyká sa zámkom.

Reakčný tlak, ako aj rozsah nastavení, je určený dĺžkou páky a hmotnosťou závažia. Pákové poistky nie sú o nič menej spoľahlivé ako pružinové prístroje, ale sú drahšie. Zariadenia sa montujú na prírubové spojovacie súčiastky potrubí s menovitým priemerom od 50 a viac.

Klasifikácia #2 — podľa výšky zdvihu uzavieracieho prvku

V nízkozdvihových poistných ventiloch sa šupátko zdvíha najviac o 0,05 priemeru sedla. Mechanizmus otvárania v takomto zariadení je proporcionálny.

Vyznačuje sa nízkou priepustnosťou a najjednoduchšou konštrukciou. Nízkozdvihové zariadenie sa používa na nádobách s kvapalným médiom.

Vysokozdvihové zariadenia sú vybavené dvojpolohovým otváracím mechanizmom. Sú nimi vybavené nielen nádoby s kvapalinami, ale aj systémy, v ktorých cirkulujú stlačiteľné médiá (stlačený vzduch, para, plyn).

U vysokozdvihových prístrojov je zdvih šupátka vyšší. To znamená, že ich priepustnosť je oveľa lepšia ako u predchádzajúceho variantu, preto sú schopné odvádzať väčšie objemy prebytočnej teplonosnej látky.

Klasifikácia #3 — podľa rýchlosti aktivácie

Uzatváracia krytka proporcionálnych poistných ventilov sa otvára postupne. Vo všeobecnosti je veľkosť otvorenia proporcionálna nárastu tlaku pôsobiaceho na vnútorný povrch. Súčasne so zdvihnutím mechanizmu sa plynule zvyšujú objemy vypúšťaného teplonosného média.

Konštrukcia zariadení neobmedzuje možnosti ich použitia v stlačiteľnom prostredí, ale predsa len prevládajú v systémoch s vodou a inou kvapalinou.

Medzi výhody poistných ventilov s proporcionálnou rýchlosťou spúšťania patrí nízka cena, jednoduchosť konštrukcie, absencia samokmitov, porciové otváranie na úrovni hodnôt potrebných na udržanie konkrétnych pracovných parametrov.

Zvláštnosťou dvojpolohových ventilov je okamžité spustenie s úplným otvorením po dosiahnutí hraničných hodnôt tlaku v systéme, pri ktorých sa otvára uzávierka poistky.

Odborníci odporúčajú používať tieto zariadenia v stlačiteľných prostrediach. K ich hlavným nevýhodám patrí prítomnosť charakteristických samokmitov uzávierky.

Pri montáži dvojpolohového ventilu vo vykurovacom systéme s kvapalným teplonosným médiom treba zohľadniť, že pri náhlom otvorení uzávierky dôjde k vypusteniu veľkého množstva vody.

Z tohto dôvodu tlak príliš rýchlo klesne. Ventil sa okamžite zatvorí, čo spôsobí hydraulický ráz. Proporcionálne zariadenia takéto riziká nespôsobujú.

Vlastnosti trojcestných núdzových ventilov

Samostatne treba hovoriť o menej známom zariadení pre spotrebiteľov – trojcestnom ventile s ručným alebo elektrickým prepínačom. Používa sa vo vykurovacích systémoch s nízkoteplotnými okruhmi.

Konštrukcia poistiek je vybavená tromi otvormi, jeden je vstupný, dva sú výstupné. Prúdy média ovláda klapka, vyrobená v tvare gule alebo tyče. Pohybujúca sa kvapalina sa prerozdeľuje otáčaním.

Trojcestné poistky sú vhodné pre kondenzačné kotly a v prípadoch, keď z jedného vykurovacieho zariadenia pracuje niekoľko rôznych systémov

Predstavme si situáciu: v dome je realizovaná schéma vykurovania so systémom bežných radiátorov a podlahového kúrenia. Technické požiadavky na fungovanie druhej možnosti stanovujú nie príliš vysoké teploty teplonosného média.

Kotol ohrieva vodu v rovnakom teplotnom režime pre všetky systémy. V podobných podmienkach vzniká potreba prerozdeľovacieho zariadenia, s ktorého úlohami si trojcestný ventil výborne poradí.

Zodpovedá za nasledujúce funkcie:

• ohraničenie oblastí;
• rozdelenie hustoty toku podľa zón;
• napomáhanie miešaniu teplonosného média z hlavných vetiev prívodu/spiatočky na odoslanie do potrubia podlahového kúrenia chladnejšej vody, ako do radiátorov.

Aby ste nemuseli vykonávať neustálu kontrolu teploty média samostatne, je potrebné venovať pozornosť modelom ventilu vybaveným servopohonom.

Toto zariadenie pracuje od snímača umiestneného v nízkoteplotnom okruhu. Pri zmene teplotných hodnôt sa aktivuje uzatvárací mechanizmus, ktorý otvára alebo zatvára prívod kvapaliny zo spiatočky.

Podrobnejšie o druhoch trojcestného ventilu na vykurovanie a kritériách jeho výberu sme hovorili v nasledujúcom článku.

Tipy pre výber optimálneho modelu

Predtým, než sa rozhodnete pre konkrétne bezpečnostné zariadenie, je potrebné dôkladne sa oboznámiť s technickými parametrami kotlovej jednotky.

Na činnosť poistného ventilu negatívne vplývajú mínusové teploty. Preto je dostatočne dôležitou charakteristikou zariadenia prítomnosť ochrany proti zamrznutiu.

Netreba zanedbávať štúdium pokynov výrobcu, v ktorých sú uvedené všetky limitné hodnoty.

Rozhodujúcu úlohu pri výbere zariadenia na vykurovanie zohráva niekoľko kritérií:

1. Výkon kotla.
2. Maximálne prípustný tlak teplonosnej látky pre tepelný výkon vykurovacieho zariadenia.
3. Priemer poistného ventilu.

Treba skontrolovať, aby regulátor tlaku v zariadení mal rozsah, do ktorého patria parametre daného kotla. Tlak spustenia by mal byť o 25-30 % vyšší ako prevádzkový údaj potrebný na stabilnú prevádzku systému.

Čím vyššie sú prevádzkové hodnoty tlaku, tým menej času by malo zariadenie venovať spusteniu. Rozdiel medzi tlakom na začiatku pohybu a pri úplnom otvorení uzáveru by mal byť 15 % pre nominálnu hodnotu nižšiu ako 2,5 atm, 10 % – pre vyššie parametre.

Priemer poistného ventilu nemôže byť menší ako hrdlo prívodného potrubia. Inak stály hydraulický odpor nedovolí poistnému ventilu plne vykonávať svoje priame úlohy.

Optimálny materiál na výrobu zariadenia je mosadz. Má nízky koeficient tepelnej rozťažnosti, pri ktorom je vylúčené poškodenie telesa vplyvom silného tlaku.

Regulačný blok sa vyrába z tepelne odolných plastových materiálov, ktoré si zachovávajú potrebnú tuhosť aj pri kontakte s vriacou kvapalinou.

Pravidlá montáže a nastavenia

Ak plánujete samostatnú montáž poistného ventilu pre vykurovanie, mali by ste si vopred pripraviť sadu nástrojov. Pri práci sa nezaobídete bez nastaviteľných a maticových kľúčov, krížového skrutkovača, kombinačiek, metra a silikónového tmelu.

Pred začatím práce je potrebné určiť vhodné miesto na montáž. Poistný ventil odporúčajú upevniť na prívodnom potrubí blízko výstupnej prípojky kotla. Optimálna vzdialenosť medzi prvkami je 200 – 300 mm.

Všetky kompaktné domáce poistky sú vybavené závitom. Aby sa dosiahla úplná tesnosť pri naskrutkovaní, je potrebné utesniť rúru konopou alebo silikónom. FUM pásku nie je vhodné používať, pretože nie vždy vydrží kriticky vysokú teplotu.

V normatívnej dokumentácii, ktorou je vybavený každý prístroj, je proces montáže zvyčajne popísaný krok za krokom.

Niektoré kľúčové pravidlá inštalácie sú nemenné pre všetky typy ventilov:

• ak je poistný ventil inštalovaný nie v rámci bezpečnostnej skupiny, vedľa neho sa umiestni tlakomer;
• v pružinových ventiloch musí mať os pružiny striktne vertikálnu polohu a nachádzať sa pod telesom zariadenia;
• v pákových a závažových zariadeniach sa páka umiestňuje horizontálne;
• na úseku potrubia medzi vykurovacím zariadením a poistným ventilom nie je povolená montáž spätných ventilov, kohútikov, uzáverov, obehového čerpadla;
• na zabránenie poškodenia telesa pri otáčaní ventilu je potrebné pristupovať kľúčom z tej strany, kde sa vykonáva naskrutkovanie;
• odvádzacia rúrka, ktorá odvádza teplonosné médium do kanalizácie alebo spätného potrubia, sa pripája k výstupnej prípojke ventilu;
• výstupná prípojka sa privádza do kanalizácie nie priamo, ale so zahrnutím lievika alebo zbernej jamy;
• v systémoch, kde cirkulácia kvapaliny prebieha podľa prirodzeného obehu, sa poistný ventil umiestňuje v najvyššom bode.

Menovitý priemer zariadenia sa volí na základe metodík vypracovaných a schválených dozorným orgánom. Pri riešení tohto problému je rozumnejšie obrátiť sa na odborníkov.

Ak takáto možnosť neexistuje, možno skúsiť použiť špecializované online programy na výpočet.

Na zníženie hydraulických strát počas tlaku média na tanier ventilu sa montáž núdzového zariadenia vykonáva so sklonom ku kotolni.

Na nastavenie ventilu vplýva druh prítlačnej konštrukcie. V pružinových zariadeniach je čiapočka. Predbežné stlačenie pružiny sa nastavuje jej otáčaním. Presnosť nastavenia týchto výrobkov je vysoká: +/- 0,2 atm.

V pákových zariadeniach sa nastavenia vykonávajú zvyšovaním hmotnosti alebo presúvaním závažia.

Po 7 – 8 aktiváciách v nainštalovanom núdzovom zariadení sa opotrebuje pružina a tanier, v dôsledku čoho môže dôjsť k porušeniu tesnosti. V takom prípade je vhodné vymeniť ventil za nový.

Závery a užitočné video k téme

Ako je usporiadaný a z čoho sa skladá poistný ventil:

Havarijný ventil v rámci bezpečnostnej skupiny:

Viac informácií o výbere a inštalácii optimálneho poistného ventilu:

Poistný ventil je jednoduché a spoľahlivé zariadenie, ktoré umožní ochrániť obydlie pred nepredvídanými havarijnými situáciami vyskytujúcimi sa v vykurovacích systémoch. Na to stačí vybrať kvalitný prístroj s vhodnými parametrami a potom vykonať jeho odborné nastavenie a montáž.

Vyberáte pre svoj vykurovací systém vhodný variant poistného ventilu? Možno vám zostali otázky, odpovede na ktoré ste nenašli v vyššie uvedenom materiáli? Položte ich našim odborníkom zanechaním komentára pod článkom.

Alebo chcete doplniť materiál zaujímavými faktami a užitočnými odporúčaniami? Alebo sa podeliť o skúsenosti s vlastnoručnou inštaláciou ventilu do systému? Napíšte svoj názor na nevyhnutnosť takéhoto ochranného zariadenia, podeľte sa o rady pri výbere na základe osobných skúseností.