Valvola di sicurezza nell'impianto di riscaldamento: tipologie, scopo, schemi e installazione
A causa di un funzionamento improprio, sbalzi di temperatura e picchi di pressione, possono verificarsi guasti nel funzionamento dei sistemi di riscaldamento autonomi.Le conseguenze negative in tali situazioni sono critiche: dalla rottura dei singoli componenti alla distruzione di edifici e una grave minaccia per la vita.
Una valvola di sicurezza nell'impianto di riscaldamento aiuterà ad eliminare i rischi pericolosi. Cos'è e qual è il suo principio di funzionamento? Considereremo queste domande nel nostro articolo. Analizzeremo anche i tipi di tali valvole e indicheremo le principali differenze tra loro, considereremo le regole per l'installazione nell'impianto di riscaldamento e forniremo consigli per la selezione e la configurazione delle valvole di sicurezza.
Il contenuto dell'articolo:
A cosa serve una valvola di sicurezza?
I sistemi di riscaldamento sono riempiti con acqua, la cui temperatura è di circa 15 gradi. Circolando in un circuito chiuso, il liquido di raffreddamento si riscalda, aumentando notevolmente di volume. In questo momento, la pressione esercitata sulla superficie interna dei tubi e sui dispositivi installati nel sistema aumenta in modo significativo.
Il superamento del limite consentito, nella maggior parte dei casi superiore a 3,5 bar, comporta:
- perdite alle giunzioni delle parti della tubazione;
- danneggiamento o rottura di elementi di collegamento e tubi in polimeri;
- esplosione del serbatoio della caldaia;
- cortocircuito delle apparecchiature elettriche nel locale caldaia.
Il rischio più elevato di situazioni di emergenza è tipico delle caldaie a combustibile solido, in cui è difficile regolare la potenza di trasferimento del calore.
Le prestazioni delle apparecchiature elettriche e del gas vengono regolate rapidamente dai valori iniziali ai valori massimi e viceversa. Spesso contengono sicurezza automatica, che spegne gli elementi operativi quando la temperatura aumenta eccessivamente.
L'intensità della combustione di legna, carbone e altri tipi di combustibile in una caldaia a combustibile solido viene regolata aprendo/chiudendo la serranda. In questo caso, la forza di trasferimento del calore non cambia immediatamente, ma gradualmente. A causa dell'inerzia del generatore di calore il liquido refrigerante può surriscaldarsi notevolmente.
Quando la legna da ardere nella camera si riscalda bene, portando l'acqua nella rete ai livelli di temperatura richiesti, l'alimentazione dell'aria viene bloccata e la fiamma attiva inizia a spegnersi.
Tuttavia, quando è caldo, il focolare continua a rilasciare il calore accumulato. Raggiungendo i 90-95 gradi, il liquido refrigerante bolle e innesca un'inevitabile vaporizzazione intensa. Di conseguenza, viene provocato un forte aumento della pressione.
È in tali circostanze che entra in funzione la valvola di sicurezza. Quando viene raggiunto il parametro di pressione limite, apre l'otturatore, liberando la via d'uscita al vapore formato. Una volta che i valori si sono stabilizzati, la valvola si chiude automaticamente ed entra nuovamente in modalità sospensione.
La sua installazione è obbligatoria non solo per le caldaie a combustibile solido, ma anche per le caldaie a vapore e per i forni dotati di circuito idraulico. Molte modifiche alle apparecchiature di riscaldamento sono dotate di questi dispositivi nella fase di produzione. Spesso questa valvola è uno degli elementi gruppi di sicurezza. Tipicamente, il dispositivo è incorporato direttamente nello scambiatore di calore o installato in una tubazione vicino alla caldaia.
Tipi di dispositivi e principio di funzionamento
Il design della valvola di spurgo comprende due componenti obbligatori: una parte di intercettazione, costituita da una sede e una valvola, e un regolatore di forza. Esistono diversi tipi di apparecchiature che hanno le proprie caratteristiche. Sono classificati secondo determinati criteri.
Classificazione n. 1 - tramite meccanismo di bloccaggio
Negli impianti di riscaldamento di case private, appartamenti e impianti industriali a bassa potenza, viene data preferenza al tipo di prodotto a molla.
Il dispositivo ha una struttura semplice ed affidabile, dimensioni compatte, possibilità di essere combinato con altri elementi dell'unità di sicurezza e un prezzo accessibile. La forza di compressione del meccanismo a molla dipende dal parametro di pressione al quale funziona la valvola. La gamma di accordatura è influenzata dall'elasticità della molla stessa.
Il principio di funzionamento dei fusibili a molla è il seguente:
- la valvola del dispositivo è influenzata dal flusso dell'acqua;
- il movimento del liquido di raffreddamento è limitato dalla forza della molla;
- la pressione critica supera la forza di compressione, sollevando l'asta della bobina verso l'alto;
- il liquido viene inviato al tubo di scarico;
- il volume interno dell'acqua è stabilizzato;
- la molla chiude l'otturatore, riportandolo nella posizione originale.
Il corpo del dispositivo a molla è realizzato in ottone di alta qualità e ad alta resistenza utilizzando tecnologie e tecniche di stampaggio a caldo. L'acciaio viene utilizzato nella produzione di molle.La membrana, le guarnizioni e la maniglia sono realizzate in polimeri.
Alcuni marchi producono apparecchiature con le impostazioni di fabbrica già installate. La gamma comprende anche modelli che possono essere regolati sul luogo di installazione durante la messa in servizio.
I fusibili a leva non sono così diffusi. Raramente vengono installati in impianti privati autonomi dotati di caldaia. L'attività è concentrata nel settore industriale in grandi impianti di produzione, dove il diametro delle tubazioni è di almeno 200 mm.
La forza sull'asta in tali meccanismi non è fornita da una molla, ma da un peso appeso alla leva. Si muove lungo la lunghezza della leva, regolando la forza con cui l'asta verrà premuta contro il sedile.
La valvola a leva si apre quando la pressione del fluido dal fondo della bobina supera quella proveniente dalla leva. Successivamente l'acqua esce attraverso un apposito foro di scarico.
La pressione di azionamento, nonché la gamma di impostazioni, sono determinate dalla lunghezza della leva e dal peso del carico. I fusibili a leva non sono inferiori ai dispositivi a molla in termini di affidabilità, ma sono più costosi. I dispositivi sono installati su parti di collegamento flangiate di tubi con diametro nominale pari o superiore a 50.
Classificazione n.2 - in base all'altezza dell'alzata della serranda
Nelle valvole di sicurezza a bassa alzata l'otturatore non supera lo 0,05 del diametro della sede. Il meccanismo di apertura in tali apparecchiature è proporzionale.
È caratterizzato da un basso rendimento e dal design più primitivo. L'attrezzatura per il sollevamento basso viene utilizzata su recipienti con mezzi liquidi.
I dispositivi ad alzata totale hanno un'alzata dell'otturatore maggiore. Ciò significa che la loro capacità di rendimento è molto migliore rispetto a quella della versione precedente, quindi sono in grado di scaricare maggiori volumi di liquido refrigerante in eccesso.
Classificazione n. 3 - in base alla velocità di risposta
Il coperchio dell'otturatore delle valvole proporzionali di sicurezza si apre gradualmente. Tipicamente, l'entità dell'apertura è proporzionale all'aumento della pressione esercitata sulla superficie interna. Contemporaneamente al sollevamento del meccanismo, i volumi del liquido di raffreddamento scaricato aumentano gradualmente.
La progettazione dei dispositivi non limita la possibilità del loro utilizzo in un mezzo comprimibile, ma prevalgono comunque nei sistemi con acqua e altri liquidi.
Una caratteristica delle valvole a due posizioni è il funzionamento istantaneo con apertura completa dopo aver raggiunto i limiti di pressione nel sistema al quale si apre la valvola di sicurezza.
Gli esperti consigliano di utilizzare questi dispositivi in ambienti compressi. I loro principali svantaggi includono la presenza di caratteristiche auto-oscillazioni dell'otturatore.
Quando si installa una valvola a due posizioni in un sistema di riscaldamento con liquido di raffreddamento, è necessario tenere presente che durante l'improvvisa apertura della valvola verrà scaricata una grande quantità di acqua.
Ciò farà sì che la pressione diminuisca troppo rapidamente. La valvola si chiuderà immediatamente, il che comporterà colpo d'ariete. I dispositivi proporzionali non comportano tali rischi.
Caratteristiche delle valvole di sicurezza a tre vie
Dovremmo anche parlare di un dispositivo non così noto ai consumatori: una valvola a tre vie con interruttore manuale o elettrico. Viene utilizzato negli impianti di riscaldamento con circuiti a bassa temperatura.
Il design del fusibile è dotato di tre fori, uno dei quali è di ingresso, due di uscita. Il flusso del fluido è controllato da uno smorzatore realizzato sotto forma di sfera o asta. Il fluido in movimento viene ridistribuito mediante rotazioni.
Immaginiamo una situazione: la casa dispone di un impianto di riscaldamento con un sistema di radiatori convenzionali e riscaldamento a pavimento. I requisiti tecnici per il funzionamento della seconda opzione prevedono temperature del liquido di raffreddamento non troppo elevate.
La caldaia riscalda l'acqua alla stessa temperatura per tutti gli impianti. In tali condizioni è necessario un dispositivo di ridistribuzione, i cui compiti sono perfettamente svolti da una valvola a tre vie.
È responsabile delle seguenti funzioni:
- delimitazione delle aree;
- distribuzione della densità di flusso per zone;
- facilitare la miscelazione del liquido refrigerante dai rami principali di mandata/ritorno per inviare acqua più fredda nella tubazione del riscaldamento a pavimento rispetto ai radiatori.
Per non controllare costantemente da soli la temperatura del mezzo, è necessario prestare attenzione ai modelli di valvole dotati di servoazionamento.
Questo dispositivo funziona da un sensore installato nel circuito a bassa temperatura. Quando la temperatura cambia, viene attivato un meccanismo di arresto, che apre o chiude l'alimentazione del liquido dalla linea di ritorno.
Abbiamo parlato più in dettaglio dei tipi di valvola a tre vie per il riscaldamento e dei criteri per la sua selezione nel prossimo articolo.
Consigli per la scelta del modello ottimale
Prima di scegliere un'attrezzatura di sicurezza specifica, è necessario familiarizzare in dettaglio con le caratteristiche tecniche dell'installazione della caldaia.
Non trascurare di studiare le istruzioni del produttore, che indicano tutti i valori limite.
Diversi criteri giocano un ruolo decisivo nella scelta di un dispositivo di riscaldamento:
- Prestazioni della caldaia.
- La pressione media massima consentita per la potenza termica degli apparecchi di riscaldamento.
- Diametro della valvola di sicurezza.
È necessario verificare che il regolatore di pressione nel dispositivo abbia un intervallo che includa i parametri di una particolare caldaia. La pressione di risposta dovrebbe essere maggiore del 25-30% rispetto alla pressione operativa richiesta per il funzionamento stabile del sistema.
Il diametro della valvola di sicurezza non può essere inferiore al raccordo del tubo di ingresso. Altrimenti, la resistenza idraulica costante non consentirà al fusibile di svolgere pienamente i suoi compiti immediati.
Il materiale ottimale per le apparecchiature di produzione è l'ottone. Ha un basso coefficiente di dilatazione termica, che impedisce la distruzione dell'alloggiamento a causa dell'esposizione a una forte pressione.
L'unità di controllo è realizzata con materiali plastici resistenti al calore che mantengono la rigidità richiesta anche a contatto con liquidi bollenti.
Regole di installazione e configurazione
Quando si pianifica l'installazione indipendente di una valvola di sicurezza per il riscaldamento, è necessario preparare in anticipo una serie di strumenti. Il lavoro non può essere svolto senza chiavi inglesi e chiavi inglesi, un cacciavite Phillips, una pinza, un metro a nastro e un sigillante siliconico.
Prima di iniziare, è necessario determinare una posizione adatta per l'installazione. Si consiglia di installare la valvola di sicurezza sulla tubazione di alimentazione in prossimità del tubo di scarico della caldaia. La distanza ottimale tra gli elementi è 200-300 mm.
Nella documentazione normativa fornita con ciascun dispositivo, il processo di installazione viene solitamente descritto passo dopo passo.
Alcune regole chiave di installazione sono le stesse per tutti i tipi di valvole:
- se il fusibile non è montato come parte di un gruppo di sicurezza, accanto ad esso è posto un manometro;
- nelle valvole a molla, l'asse della molla deve avere una posizione rigorosamente verticale ed essere posizionato sotto il corpo del dispositivo;
- nelle attrezzature a leva la leva è posta orizzontalmente;
- L'installazione non è consentita nel tratto di tubazione tra l'apparecchio di riscaldamento e il fusibile. controlla le valvole, rubinetti, valvole, pompa di circolazione;
- per evitare danni al corpo durante la rotazione della valvola, è necessario selezionare la chiave dal lato in cui viene effettuato l'avvitamento;
- al tubo di uscita della valvola è collegato il tubo di scarico, che scarica il liquido di raffreddamento nella rete fognaria o nel tubo di ritorno;
- il tubo di scarico non è collegato direttamente alla fogna, ma con l'inserimento di un imbuto o di un pozzetto;
- nei sistemi in cui avviene la circolazione del fluido modello naturale, la valvola di sicurezza è posta nel punto più alto.
Il diametro nominale del dispositivo viene selezionato sulla base di metodi sviluppati e approvati da Gostekhnadzor. Nel risolvere questo problema, è più saggio chiedere aiuto ai professionisti.
Se ciò non è possibile, puoi provare a utilizzare programmi di calcolo online specializzati.
La regolazione della valvola è influenzata dal tipo di struttura di bloccaggio. I dispositivi a molla hanno un cappuccio. La precompressione della molla si regola ruotandola. La precisione di regolazione di questi prodotti è elevata: +/- 0,2 atm.
Nei dispositivi a leva le regolazioni vengono effettuate aumentando la massa o spostando il carico.
Dopo 7-8 operazioni nel dispositivo di emergenza installato, la molla e la piastra si consumano, con conseguente rottura della tenuta. In questo caso si consiglia di sostituire la valvola con una nuova.
Conclusioni e video utile sull'argomento
Come funziona una valvola di sicurezza e in cosa consiste:
Valvola di emergenza come parte di un gruppo di sicurezza:
Maggiori informazioni sulla scelta e l'installazione della valvola di sicurezza ottimale:
Una valvola di sicurezza è un'apparecchiatura semplice e affidabile che proteggerà la tua casa dalle emergenze impreviste che si verificano negli impianti di riscaldamento. Per fare ciò, è sufficiente scegliere un dispositivo di alta qualità con parametri adeguati, quindi eseguirne la corretta configurazione e installazione.
Stai scegliendo la valvola di sicurezza giusta per il tuo impianto di riscaldamento? Forse hai ancora domande le cui risposte non hai trovato nel materiale presentato sopra? Chiedi ai nostri esperti lasciando un commento sotto l'articolo.
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Ho installato il riscaldamento a casa mia utilizzando una caldaia elettrica. Durante il montaggio del sistema è infatti importante prestare attenzione alla valvola di sicurezza. L'area della mia stanza riscaldata è piccola, la pendenza è impostata secondo lo standard, quindi ho impostato la pressione nel sistema su 1,8 bar. Tuttavia, non ha trascurato la sicurezza e ha installato la valvola. Quando la pressione sale a 2,1 bar, rilascia automaticamente l'aria. Non ne ho più installati perché i radiatori sono cinesi e non si sa come si comporteranno. Almeno sono sicuro che non ci sarà alcuna svolta nel sistema a causa della pressione eccessiva.
L'argomento è utile per coloro che amano installare da soli determinati dispositivi e strutture. Ad esempio, quando si acquista uno scaldabagno, nella maggior parte dei casi la valvola di sicurezza non è inclusa nella confezione.Una persona esegue l'installazione e il collegamento in modo indipendente e, per ignoranza, non aggiunge una valvola. In qualsiasi riscaldatore, la protezione garantita contro il surriscaldamento potrebbe non funzionare; di conseguenza, senza rilasciare la pressione, si verificherà un surriscaldamento o un colpo d'ariete; quindi non è necessario nemmeno prevederne il risultato.