Válvula de segurança no sistema de aquecimento: tipos, finalidade, diagramas e instalação
Devido ao funcionamento inadequado, mudanças de temperatura e picos de pressão, podem ocorrer falhas no funcionamento de sistemas de aquecimento autônomos.As consequências negativas em tais situações são críticas: desde a avaria de componentes individuais até à destruição de edifícios e uma grave ameaça à vida.
Uma válvula de segurança no sistema de aquecimento ajudará a eliminar riscos perigosos. O que é e qual o seu princípio de funcionamento? Consideraremos essas questões em nosso artigo. Analisaremos também os tipos dessas válvulas e indicaremos as principais diferenças entre elas, consideraremos as regras de instalação no sistema de aquecimento e daremos recomendações para a seleção e configuração de válvulas de segurança.
O conteúdo do artigo:
Para que serve uma válvula de segurança?
Os sistemas de aquecimento são abastecidos com água, cuja temperatura é de aproximadamente 15 graus. Circulando em circuito fechado, o refrigerante aquece, aumentando significativamente de volume. Neste momento, a pressão exercida na superfície interna das tubulações e dos dispositivos instalados no sistema aumenta significativamente.
Exceder o limite permitido, na maioria dos casos mais de 3,5 bar, resulta em:
- vazamento nas junções das partes do duto;
- danos ou ruptura de elementos de conexão e tubos de polímeros;
- explosão do tanque da caldeira;
- curto-circuito no equipamento elétrico da sala das caldeiras.
O maior risco de situações de emergência é típico de caldeiras de combustível sólido, nas quais é difícil regular a potência de transferência de calor.
O desempenho dos equipamentos elétricos e a gás é rapidamente ajustado desde os valores iniciais até os valores máximos e vice-versa. Muitas vezes contêm segurança automática, que desliga os elementos operacionais quando a temperatura sobe excessivamente.
A intensidade de combustão de lenha, carvão e outros tipos de combustível numa caldeira a combustível sólido é regulada abrindo/fechando o registo. Neste caso, a força de transferência de calor não muda imediatamente, mas gradualmente. Devido à inércia do gerador de calor, o líquido refrigerante pode ficar muito superaquecido.
Quando a lenha da câmara aquece bem, levando a água da rede aos níveis de temperatura exigidos, o fornecimento de ar é bloqueado e a chama ativa começa a extinguir-se.
No entanto, quando quente, a fornalha continua a liberar o calor acumulado. Atingindo 90-95 graus, o refrigerante ferve e desencadeia a inevitável vaporização intensa. Como resultado, é provocado um aumento acentuado da pressão.
É nessas circunstâncias que a válvula de segurança entra em funcionamento. Ao atingir o parâmetro de pressão limite, ele abre a veneziana, abrindo saída para o vapor formado. Assim que os valores se estabilizarem, a válvula fecha automaticamente e entra novamente no modo sleep.
A sua instalação é obrigatória não só para caldeiras a combustível sólido, mas também para caldeiras a vapor, bem como para fornos equipados com circuito de água. Muitas modificações de equipamentos de aquecimento são equipadas com esses dispositivos na fase de produção. Muitas vezes esta válvula é um dos elementos grupos de segurança. Normalmente, o dispositivo é embutido diretamente no trocador de calor ou instalado em uma tubulação próxima à caldeira.
Tipos de dispositivos e princípio de operação
O projeto da válvula de sangria inclui dois componentes obrigatórios: uma peça de fechamento, composta por uma sede e uma válvula, e um ajustador de força. Existem vários tipos de equipamentos que possuem características próprias. Eles são classificados de acordo com determinados critérios.
Classificação #1 – por mecanismo de fixação
Nos sistemas de aquecimento de residências particulares, apartamentos e instalações industriais de baixo consumo, é dada preferência ao tipo de produto mola.
O dispositivo possui estrutura simples e confiável, dimensões compactas, possibilidade de combinação com outros elementos da unidade de segurança e preço acessível. A força de compressão do mecanismo de mola depende do parâmetro de pressão no qual a válvula opera. A faixa de ajuste é afetada pela elasticidade da própria mola.
O princípio de funcionamento dos fusíveis de mola é o seguinte:
- a válvula do aparelho é afetada pelo fluxo de água;
- o movimento do refrigerante é limitado pela força da mola;
- a pressão crítica excede a força de compressão, levantando a haste do carretel;
- o líquido é enviado para o tubo de saída;
- o volume interno de água é estabilizado;
- a mola fecha o parafuso, retornando-o à sua posição original.
O corpo do dispositivo elástico é feito de latão de alta qualidade e alta resistência, usando tecnologias e técnicas de estampagem a quente. O aço é utilizado na produção de molas.A membrana, as vedações e o cabo são feitos de polímeros.
Algumas marcas produzem equipamentos com configurações de fábrica já instaladas. A gama também inclui modelos que podem ser ajustados no local de instalação durante o comissionamento.
Os fusíveis de peso de alavanca não são tão difundidos. Raramente são instalados em sistemas autônomos privados com caldeira. A operação está concentrada no setor industrial em grandes instalações de produção, onde o diâmetro dos dutos é de pelo menos 200 mm.
A força na haste em tais mecanismos não é fornecida por uma mola, mas por um peso pendurado na alavanca. Ele se move ao longo do comprimento da alavanca, ajustando a força com que a haste será pressionada contra o assento.
A válvula de carga por alavanca abre quando a pressão do meio na parte inferior do carretel excede aquela que vem da alavanca. Depois disso, a água sai por um orifício de descarga especial.
A pressão de atuação, bem como a faixa de ajustes, é determinada pelo comprimento da alavanca e pelo peso da carga. Os fusíveis de alavanca não são inferiores aos dispositivos de mola em termos de confiabilidade, mas são mais caros. Os dispositivos são instalados em peças de conexão flangeadas de tubos com diâmetro nominal igual ou superior a 50.
Classificação #2 - de acordo com a altura do elevador da veneziana
Nas válvulas de segurança de baixa elevação, o obturador não ultrapassa 0,05 do diâmetro da sede. O mecanismo de abertura nesses equipamentos é proporcional.
É caracterizado pelo baixo rendimento e pelo design mais primitivo. Equipamentos de baixa elevação são usados em recipientes com meio líquido.
Dispositivos de elevação total têm uma elevação de veneziana mais alta. Isto significa que a sua capacidade de produção é muito melhor do que a da versão anterior, pelo que são capazes de descarregar volumes maiores de líquido refrigerante em excesso.
Classificação #3 – por velocidade de resposta
A tampa do obturador das válvulas de segurança proporcionais abre gradualmente. Normalmente, a quantidade de abertura é proporcional ao aumento da pressão exercida na superfície interna. Simultaneamente com a ascensão do mecanismo, os volumes de refrigerante descarregado aumentam gradualmente.
O design dos dispositivos não limita a possibilidade de sua utilização em meio compressível, mas ainda predominam em sistemas com água e outros líquidos.
Uma característica das válvulas de duas posições é a operação instantânea com abertura total após atingir os limites de pressão do sistema em que a válvula de segurança abre.
Os especialistas recomendam o uso desses dispositivos em ambientes compactados. Suas principais desvantagens incluem a presença de auto-oscilações características da veneziana.
Ao instalar uma válvula de duas posições em um sistema de aquecimento com refrigerante líquido, deve-se levar em consideração que durante uma abertura repentina da válvula, uma grande quantidade de água será descarregada.
Isso fará com que a pressão caia muito rapidamente. A válvula fechará instantaneamente, o que implicará martelo hidráulico. Dispositivos proporcionais não causam tais riscos.
Características das válvulas de segurança de três vias
Devemos falar também de um dispositivo que não é tão conhecido dos consumidores - uma válvula de três vias com interruptor manual ou elétrico. É utilizado em sistemas de aquecimento com circuitos de baixa temperatura.
O design do fusível está equipado com três orifícios, um dos quais é de entrada e dois de saída. O fluxo do meio é controlado por um amortecedor feito em forma de bola ou haste. O fluido em movimento é redistribuído por rotações.
Imaginemos uma situação: a casa tem um esquema de aquecimento com sistema de radiadores convencionais e piso aquecido. Os requisitos técnicos para o funcionamento da segunda opção prevêem temperaturas do líquido refrigerante não muito altas.
A caldeira aquece água à mesma temperatura para todos os sistemas. Nessas condições, há necessidade de um dispositivo redistribuidor, cujas tarefas são perfeitamente realizadas por uma válvula de três vias.
É responsável pelas seguintes funções:
- delimitação de áreas;
- distribuição da densidade de fluxo por zonas;
- facilitando a mistura do líquido refrigerante dos ramais principais de alimentação/retorno para enviar água mais fria para a tubulação de piso radiante do que para os radiadores.
Para não controlar constantemente a temperatura do meio por conta própria, é necessário prestar atenção aos modelos de válvulas equipadas com servo acionamento.
Este dispositivo opera a partir de um sensor instalado no circuito de baixa temperatura. Quando a temperatura muda, um mecanismo de desligamento é acionado, abrindo ou fechando o fornecimento de líquido da linha de retorno.
Conversamos mais detalhadamente sobre os tipos de válvula de três vias para aquecimento e os critérios para sua seleção no próximo artigo.
Dicas para escolher o modelo ideal
Antes de escolher um equipamento de segurança específico, é necessário familiarizar-se detalhadamente com as características técnicas da instalação da caldeira.
Não deixe de estudar as instruções do fabricante, que indicam todos os valores limites.
Vários critérios desempenham um papel decisivo na escolha de um dispositivo de aquecimento:
- Desempenho da caldeira.
- A pressão média máxima permitida para a potência térmica dos equipamentos de aquecimento.
- Diâmetro da válvula de segurança.
Deve-se verificar se o regulador de pressão do aparelho possui uma faixa que inclui os parâmetros de uma determinada caldeira. A pressão de resposta deve ser 25-30% maior que a pressão operacional necessária para a operação estável do sistema.
O diâmetro da válvula de segurança não pode ser inferior ao conector do tubo de entrada. Caso contrário, a resistência hidráulica constante não permitirá que o fusível desempenhe plenamente suas tarefas imediatas.
O material ideal para a fabricação de equipamentos é o latão. Possui baixo coeficiente de dilatação térmica, o que evita a destruição da carcaça por exposição a fortes pressões.
A unidade de controle é feita de materiais plásticos resistentes ao calor que mantêm a rigidez necessária mesmo quando em contato com líquidos em ebulição.
Regras de instalação e configuração
Ao planejar a instalação independente de uma válvula de segurança para aquecimento, você deve preparar um conjunto de ferramentas com antecedência. O trabalho não pode ser feito sem chaves inglesas e chaves inglesas, chave de fenda Phillips, alicate, fita métrica e selante de silicone.
Antes de começar, você precisa determinar um local adequado para instalação. Recomenda-se instalar a válvula de segurança na tubulação de alimentação próxima à tubulação de saída da caldeira. A distância ideal entre os elementos é de 200-300 mm.
Na documentação regulamentar que acompanha cada dispositivo, o processo de instalação geralmente é descrito passo a passo.
Algumas regras importantes de instalação são as mesmas para todos os tipos de válvulas:
- se o fusível não estiver montado como parte de um grupo de segurança, um manômetro é colocado próximo a ele;
- nas válvulas de mola, o eixo da mola deve ter posição estritamente vertical e estar localizado sob o corpo do dispositivo;
- em equipamentos com carga por alavanca, a alavanca é colocada horizontalmente;
- A instalação não é permitida no trecho da tubulação entre o equipamento de aquecimento e o fusível. válvulas de retenção, torneiras, válvulas, bomba de circulação;
- para evitar danos ao corpo ao girar a válvula, é necessário selecionar a chave do lado onde é feito o aparafusamento;
- o tubo de drenagem, que descarrega o refrigerante na rede de esgoto ou tubo de retorno, é conectado ao tubo de saída da válvula;
- a tubulação de saída não é conectada diretamente ao esgoto, mas com a inclusão de funil ou fossa;
- em sistemas onde a circulação de fluidos ocorre através padrão natural, a válvula de segurança é colocada no ponto mais alto.
O diâmetro nominal do dispositivo é selecionado com base em métodos desenvolvidos e aprovados pela Gostekhnadzor. Para resolver esse problema, é mais sensato procurar ajuda de profissionais.
Se isso não for possível, você pode tentar usar programas de cálculo online especializados.
O ajuste da válvula é afetado pelo tipo de estrutura de fixação. Os dispositivos de mola possuem uma tampa. A pré-compressão da mola é ajustada girando-a. A precisão de ajuste desses produtos é alta: +/- 0,2 atm.
Nos dispositivos de alavanca, os ajustes são feitos aumentando a massa ou movimentando a carga.
Após 7 a 8 operações no dispositivo de emergência instalado, a mola e a placa desgastam-se, podendo a estanqueidade ser quebrada. Neste caso, é aconselhável substituir a válvula por uma nova.
Conclusões e vídeo útil sobre o tema
Como funciona uma válvula de segurança e em que consiste:
Válvula de emergência como parte de um grupo de segurança:
Mais informações sobre como escolher e instalar a válvula de segurança ideal:
A válvula de segurança é um equipamento simples e confiável que protegerá sua casa contra emergências imprevistas que ocorrem em sistemas de aquecimento. Para isso, basta escolher um dispositivo de alta qualidade e com parâmetros adequados e, em seguida, realizar sua correta configuração e instalação.
Você está escolhendo a válvula de segurança certa para o seu sistema de aquecimento? Talvez você ainda tenha dúvidas cujas respostas não encontrou no material apresentado acima? Pergunte aos nossos especialistas deixando um comentário abaixo do artigo.
Ou talvez você queira complementar o material com fatos interessantes e recomendações úteis? Ou compartilhe você mesmo sua experiência de instalação da válvula no sistema? Escreva sua opinião sobre a necessidade desse dispositivo de proteção, compartilhe dicas de escolha, com base em sua experiência pessoal.
Instalei aquecimento na minha casa por meio de caldeira elétrica. Na hora de montar o sistema é realmente importante prestar atenção à válvula de segurança. A área aquecida da minha sala é pequena, a inclinação é definida de acordo com o padrão, então ajustei a pressão no sistema para 1,8 bar. Mesmo assim, ele não negligenciou a segurança e instalou a válvula. Quando a pressão sobe para 2,1 bar, ele libera ar automaticamente. Não instalei mais porque os radiadores são chineses e não se sabe como vão se comportar. Pelo menos tenho certeza de que não haverá ruptura no sistema devido ao excesso de pressão.
O tópico é útil para quem gosta de instalar determinados dispositivos e estruturas por conta própria. Por exemplo, na compra de um aquecedor de água, na maioria dos casos a válvula de segurança não vem incluída na embalagem.Uma pessoa realiza instalação e conexão independente e, por ignorância, não adiciona válvula. Em qualquer aquecedor, a proteção garantida contra superaquecimento pode não funcionar; como resultado, sem liberar a pressão, ocorrerá superaquecimento ou golpe de aríete; então não há necessidade sequer de prever o resultado.