Apsauginis vožtuvas šildymo sistemoje: rūšys, paskirtis, schemos ir montavimas

Dėl netinkamo eksploatavimo, temperatūros svyravimų ir slėgio šuolių autonominėse šildymo sistemose gali kilti gedimų. Tokiose situacijose neigiamos pasekmės yra kritinės: pradedant atskirų komponentų gedimu, baigiant pastatų sunaikinimu ir rimta grėsme gyvybei.

Pavojingą riziką pašalinti padės apsauginis vožtuvas šildymo sistemoje. Kas jis yra ir koks jo veikimo principas? Šiuos klausimus aptarsime mūsų straipsnyje. Taip pat apžvelgsime tokių vožtuvų rūšis ir nurodysime pagrindinius jų skirtumus, aptarsime montavimo į šildymo sistemą taisykles ir pateiksime rekomendacijas dėl apsauginės armatūros pasirinkimo ir reguliavimo.

Kam reikalingas apsauginis vožtuvas?

Šildymo sistemos užpildomos vandeniu, kurio temperatūra yra maždaug 15 laipsnių. Cirkuliuodamas uždara grandine, šilumnešis įkaista, žymiai padidindamas savo tūrį. Tuo metu žymiai padidėja slėgis, veikiantis vidinį vamzdžių paviršių ir sistemoje sumontuotus prietaisus.

Leistinos normos viršijimas, daugeliu atvejų didesnis nei 3,5 baro, sukelia:

• nutekėjimą vamzdyno dalių sujungimo vietose;
• jungiamųjų elementų ir polimerinių vamzdžių pažeidimus arba plyšimus;
• katilo bako sprogimą;
• trumpąjį elektros įrangos katilinėje jungimą.

Didžiausia avarinių situacijų rizika būdinga kietojo kuro katilams, kuriuose sunku reguliuoti šilumos perdavimo galią.

Elektrinės ir dujinės įrangos našumas greitai koreguojamas nuo pradinių iki maksimalių rodiklių ir atvirkščiai. Dažnai jose yra apsaugos automatika, išjungianti darbinius elementus esant per dideliam temperatūros padidėjimui.

Malkų, anglies ir kitų rūšių kuro degimo intensyvumas kietojo kuro katile koreguojamas atidarant/uždarant sklendę. Tuo tarpu šilumos atidavimo jėga keičiasi ne iš karto, o palaipsniui. Dėl šilumos generatoriaus inercijos skystas šilumnešis gali stipriai perkaisti.

Kartu su slėgį matuojančiu manometru ir iš sistemos orą šalinančiu oro išleistuvu apsauginis vožtuvas dažnai įtraukiamas į saugos grupės sudėtį

Kai malkos kameroje gerai įkaitsta, o vanduo tinkle pasiekia reikiamas temperatūros ribas, oro patekimas užblokuojamas, ir aktyvi liepsna pradeda gesti.

Tačiau įkaitusi kūrykla toliau išskiria sukauptą šilumą. Pasiekęs 90–95 laipsnius, šilumnešis užverda ir pradeda neišvengiamą intensyvų garų susidarymą. Dėl to sukeliamas staigus slėgio šuolis.

Būtent tokiomis aplinkybėmis pradeda veikti apsauginis vožtuvas. Pasiekęs slėgio ribą, jis atidaro sklendę, išleisdamas susidariusius garus į išorę. Stabilizavus vertes, vožtuvas automatiškai užsidaro ir vėl pereina į miego režimą.

Jo montavimas privalomas ne tik kieto kuro, bet ir garo katilams, taip pat krosnims su vandens kontūru. Daugelis šildymo įrangos modifikacijų šiuo prietaisu komplektuojamos jau gamybos metu. Dažnai šis vožtuvas yra vienas iš saugos grupės elementų. Paprastai įtaisas įmontuojamas tiesiai į šilumokaitį arba montuojamas vamzdyne prie katilo.

Prietaisų rūšys ir veikimo principas

Į nuleidimo vožtuvo konstrukciją įeina du privalomi komponentai: uždarymo detalė, sudaryta iš sėdynės ir sklendės, bei jėgos poveikio nustatytuvas. Skiriamos kelios įrangos rūšys, turinčios savų ypatumų. Jos klasifikuojamos pagal tam tikrus požymius.

Klasifikacija #1 — pagal prispaudimo mechanizmą

Privačių namų, butų ir nedidelės galios pramoninių įrenginių šildymo sistemose pirmenybė teikiama spyruokliniam gaminio tipui.

Pagrindinis prietaiso darbinis elementas yra spyruoklė. Ji palaiko membraną, kuri uždengia sėdynę. Prie rankenos prijungtame strype yra sumontuota poveržlė, į kurią remiasi viršutinė spyruoklės dalis. Poveržlės padėtis ir prispaudimo poveikis membranai reguliuojami rankena.

Prietaisas pasižymi paprasta ir patikima konstrukcija, kompaktiškais matmenimis, galimybe derinti su kitais saugos bloko elementais, prieinama kaina. Spyruoklinio mechanizmo suspaudimo jėga priklauso nuo slėgio parametro, prie kurio suveikia vožtuvas. Nustatymo diapazoną veikia pačios spyruoklės elastingumas.

Spyruoklinių apsauginių vožtuvų veikimo principas yra toks:

• įrenginio sklendę veikia vandens srautas;
• šilumnešio judėjimą riboja spyruoklės jėga;
• kritinis slėgis viršija suspaudimo jėgą, pakeldamas sklendės strypą aukštyn;
• skystis nukreipiamas į išėjimo vamzdį;
• vidinis vandens tūris stabilizuojasi;
• spyruoklė uždaro sklendę, grąžindama ją į pradinę padėtį.

Spyruoklinio įtaiso korpusas gaminamas iš kokybiško, ypač atsparaus žalvario, naudojant karštojo štampavimo technologijas ir metodus. Gaminant spyruoklę naudojamas plienas. Membrana, sandarikliai ir rankena gaminami iš polimerų.

Kai kurie prekių ženklai gamina įrangą su jau nustatytais gamykliniais parametrais. Taip pat asortimente yra modelių, kurie sureguliuojami montavimo vietoje paleidimo ir derinimo darbų metu.

Vožtuvai būna atviri ir uždari. Pirmajame konstrukcijos variante šilumnešis išleidžiamas į atmosferą, o antrajame – išleidžiamas į grįžtamąjį vamzdyną.

Svertiniai apkrovos apsauginiai vožtuvai nėra taip plačiai paplitę. Privačiose autonominėse sistemose su katilu jie montuojami retai. Eksploatacija sutelkta pramonės sektoriuje didelėse gamyklose, kur vamzdynų skersmuo yra ne mažesnis kaip 200 mm.

Jėgą strypui tokiuose mechanizmuose suteikia ne spyruoklė, o ant sverto pakabintas svoris. Jis judinamas išilgai sverto, reguliuodamas jėgą, kuria strypas bus spaudžiamas prie lizdo.

Svertinis apkrovos vožtuvas atsidaro, kai slėgis terpės iš apatinės sklendės dalies viršija rodiklius, gaunamus iš sverto. Po to vanduo išeina per specialią išleidimo angą.

Svertinių apkrovos apsauginių vožtuvų nustatymas atliekamas perkeliant traukę išilgai sverto. Siekiant išvengti neteisėto ar atsitiktinio pakeitimo, svoris tvirtinamas varžtais, uždengiamas specialiu gaubtu ir užrakinamas spyna.

Veikimo slėgis, kaip ir nustatymų diapazonas, nustatomas pagal sverto ilgį ir svorio masę. Svertiniai apsauginiai vožtuvai nenusileidžia spyruokliniams prietaisams patikimumo požiūriu, bet yra brangesni. Prietaisai montuojami ant flanšinių vamzdžių jungiamųjų dalių, kurių vardinis skersmuo yra 50 ir daugiau.

Klasifikacija #2 — pagal sklendės pakilimo aukštį

Mažai pakeliamuose apsauginiuose vožtuvuose sklendė pakeliama ne aukščiau kaip 0,05 lizdo skersmens. Atidarymo mechanizmas tokioje įrangoje yra proporcinis.

Jam būdingas mažas pralaidumas ir pati primityviausia konstrukcija. Mažai pakeliama įranga naudojama induose su skysta terpe.

Visiškai pakeliami įtaisai yra su dviem padėtimis atidarymo mechanizmu. Jais aprūpinami ne tik indai su skysčiais, bet ir sistemos, kuriose cirkuliuoja suspaudžiamos terpės (suspaustas oras, garai, dujos).

Visiškai pakeliamų prietaisų sklendės pakėlimas yra didesnis. Tai reiškia, kad jų pralaidumas yra daug geresnis nei ankstesnio varianto, todėl jie gali išleisti didesnius šilumnešio pertekliaus kiekius.

Klasifikacija #3 — pagal veikimo greitį

Proporcinių apsauginių vožtuvų uždarymo dangtelis atsidaro palaipsniui. Paprastai atidarymo dydis yra proporcingas slėgio, veikiančio vidinį paviršių, didėjimui. Kartu su mechanizmo pakėlimu palaipsniui didėja išleidžiamo šilumnešio kiekiai.

Įrenginių konstrukcija neapriboja jų naudojimo suspaudžiamoje terpėje, tačiau jie vis dėlto vyrauja sistemose su vandeniu ir kitu skysčiu.

Tarp proporcinio veikimo greičio apsauginių vožtuvų privalumų – žema kaina, paprasta konstrukcija, automatinio svyravimo nebuvimas, porcijinis atidarymas lygiu, reikalingu konkretiems darbo parametrams palaikyti.

Dvipadėčių vožtuvų ypatybė – momentinis veikimas su visišku atidarymu pasiekus slėgio ribines žymes sistemoje, kuriomis atsidaro apsaugos sklendė.

Specialistai rekomenduoja naudoti šiuos prietaisus suspaudžiamose terpėse. Prie jų pagrindinių trūkumų priskiriamas būdingas automatinis sklendės svyravimas.

Montuojant dvipadėtį vožtuvą šildymo sistemoje su skystu šilumnešiu, reikia atsižvelgti, kad staiga atsidarius sklendei bus išleistas didelis vandens kiekis.

Dėl to per greitai nukris slėgis. Vožtuvas akimirksniu užsidarys, o tai sukels hidraulinį smūgį. Proporciniai įrenginiai tokių rizikų nesukelia.

Trijų eigų avarinių vožtuvų ypatybės

Atskirai verta pakalbėti apie vartotojams ne taip gerai žinomą įrenginį – triju krypčių vožtuvą su rankiniu arba elektriniu perjungikliu. Jis naudojamas šildymo sistemose su žemos temperatūros kontūrais.

Apsaugų konstrukcijoje yra trys angos, viena iš jų įėjimo, dvi – išėjimo. Terpės srautus valdo sklendė, pagaminta rutulio arba strypo pavidalu. Judantis skystis perskirstomas sukant.

Triju krypčių apsaugai tinka kondensaciniams katilams ir atvejais, kai nuo vienos šildymo įrangos veikia kelios skirtingos sistemos

Įsivaizduokime situaciją: name įdiegta šildymo schema su įprastų radiatorių ir šiltų grindų sistema. Antrojo varianto veikimo techniniai reikalavimai numato ne per aukštas šilumnešio temperatūras.

Katilas šildo vandenį vienodu temperatūros režimu visoms sistemoms. Tokiomis sąlygomis atsiranda poreikis perskirstymo įrenginiui, su kurio užduotimis puikiai susidoroja triju krypčių vožtuvas.

Jis yra atsakingas už šias funkcijas:

• sričių atskyrimas;
• srauto tankio paskirstymas pagal zonas;
• Pagalba maišant šilumnešį iš magistralinių tiekimo/grąžinimo atšakų, kad į šiltų grindų vamzdyną būtų tiekiamas šaltesnis vanduo nei į radiatorius.

Kad nereikėtų nuolat pačiam kontroliuoti terpės temperatūros, būtina atkreipti dėmesį į vožtuvo modelius su servovarikliu.

Šis įrenginys veikia nuo daviklio, sumontuoto žemos temperatūros kontūre. Pasikeitus temperatūros žymoms, suveikia uždarymo mechanizmas, atidarantis arba uždarysantis skysčio tiekimą iš grąžinimo.

Išsamiau apie trijų eigų vožtuvo šildymui rūšis ir jo pasirinkimo kriterijus kalbėjome kitame straipsnyje.

Patarimai, kaip pasirinkti optimalų modelį

Prieš apsisprendžiant dėl konkretaus apsauginio įrenginio, būtina išsamiai susipažinti su katilinės techninėmis charakteristikomis.

Neigiamos temperatūros neigiamai veikia apsauginio vožtuvo darbą. Todėl pakankamai svarbi įrenginio charakteristika yra apsauga nuo užšalimo.

Nereikėtų pamiršti išstudijuoti gamintojo instrukcijų, kuriose nurodomos visos ribinės vertės.

Lemiamą vaidmenį renkantis šildymo įrenginį turi keli kriterijai:

1. Katilo našumas.
2. Didžiausias leistinas terpės slėgis šildymo įrangos šiluminei galiai.
3. Apsauginio vožtuvo skersmuo.

Reikia patikrinti, ar įrenginio slėgio reguliatoriaus diapazonas apima konkretaus katilo parametrus. Suveikimo slėgis turi būti 25–30 % didesnis už darbinį rodiklį, reikalingą stabiliai sistemos veiklai.

Kuo aukštesni darbiniai slėgio rodikliai, tuo mažiau laiko prietaisas turi sugaišti suveikimui. Skirtumas tarp slėgio judėjimo pradžioje ir visiškai atidarius sklendę turi būti 15 % vardinei vertei, mažesnei nei 2,5 atm, 10 % – aukštesniems parametrams.

Apsauginio vožtuvo skersmuo negali būti mažesnis už jungiamojo vamzdžio atšakos skersmenį. Priešingu atveju nuolatinė hidraulinė varža neleis saugikliui visiškai atlikti tiesioginių užduočių.

Optimali įrangos gamybos medžiaga – žalvaris. Jis pasižymi mažu temperatūrinio plėtimosi koeficientu, dėl kurio korpusas nėra sunaikinamas dėl stipraus slėgio poveikio.

Reguliavimo blokas gaminamas iš karščiui atsparių plastikinių medžiagų, išlaikančių reikiamą standumą net kontaktuojant su verdančiu skysčiu.

Montavimo ir nustatymo taisyklės

Suplanavus savarankišką apsauginio vožtuvo šildymui montavimą, reikia iš anksto pasiruošti įrankių rinkinį. Darbe neapsieisite be reguliuojamų ir veržliarakčių, kryžminio atsuktuvo, replių, matavimo juostos, silikoninio sandariklio.

Prieš pradedant darbą, reikia nustatyti montavimui tinkamą vietą. Apsauginį vožtuvą rekomenduojama tvirtinti ant tiekimo vamzdyno netoli katilo išvado. Optimalus atstumas tarp elementų – 200-300 mm.

Visi kompaktiški buitiniai apsauginiai įtaisai turi sriegį. Siekiant visiško sandarumo prisukant, būtina užsandarinti vamzdį pakulomis arba silikonu. FUM juostą naudoti nepatartina, nes ji ne visada atlaiko kritiškai aukštą temperatūrą

Norminėje dokumentacijoje, kuri pateikiama su kiekvienu prietaisu, montavimo procesas paprastai aprašomas žingsnis po žingsnio.

Kai kurios pagrindinės montavimo taisyklės yra vienodos visų tipų vožtuvams:

• jei apsauginis įtaisas montuojamas ne saugos grupės sudėtyje, šalia jo statomas manometras;
• spyruokliniuose vožtuvuose spyruoklės ašis turi būti griežtai vertikali ir išdėstyta po prietaiso korpusu;
• svirtiniuose-kroviniuose įrenginiuose svirtis išdėstoma horizontaliai;
• vamzdyno atkarpoje tarp šildymo įrangos ir apsauginio įtaiso neleidžiama montuoti atbulinius vožtuvus, čiaupų, sklendžių, cirkuliacinio siurblio;
• siekiant išvengti korpuso pažeidimų sukant vožtuvą, reikia priartėti raktu iš tos pusės, kur atliekamas prisukimas;
• išleidimo vamzdelis, nukreipiantis šilumnešį į kanalizacijos tinklą ar grąžinamąjį vamzdį, prijungiamas prie vožtuvo išvado;
• išvadas prie kanalizacijos prijungiamas ne tiesiogiai, o su piltuvėlio ar duobės įtraukimu;
• sistemose, kuriose skysčio cirkuliacija vyksta pagal natūralią schemą, apsauginis vožtuvas statomas aukščiausiame taške.

Sąlyginis prietaiso skersmuo parenkamas remiantis Valstybinės techninės priežiūros tarnybos parengtomis ir patvirtintomis metodikomis. Sprendžiant šį klausimą protingiau kreiptis pagalbos į specialistus.

Jei tokios galimybės nėra, galima pabandyti pasinaudoti specializuotomis internetinėmis skaičiavimo programomis.

Siekiant sumažinti hidraulinius nuostolius terpei spaudžiant vožtuvo lėkštę, avarinės įrangos montavimas atliekamas su nuolydžiu link katilinės įrenginio

Vožtuvo reguliavimui įtakos turi prispaudžiamosios konstrukcijos tipas. Spyruokliniuose įtaisuose yra dangtelis. Preliminarus spyruoklės suspaudimas nustatomas jį sukant. Šių gaminių reguliavimo tikslumas yra didelis: ±0,2 atm.

Svirties įtaisuose nustatymai atliekami didinant masę arba perkeliant krovinį.

Po 7-8 veikimų sumontuotame avariniame įtaise susidėvi spyruoklė ir lėkštė, dėl ko gali sutrikti sandarumas. Tokiu atveju tikslinga pakeisti vožtuvą nauju.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Kaip veikia ir iš ko sudarytas apsauginis vožtuvas:

Avarinis vožtuvas saugos grupėje:

Daugiau apie optimalaus apsauginio vožtuvo pasirinkimą ir montavimą:

Apsauginis vožtuvas – paprasta ir patikima įranga, kuri padės apsaugoti būstą nuo netikėtų avarinių situacijų, atsirandančių šildymo sistemose. Tam pakanka pasirinkti kokybišką prietaisą su tinkamais parametrais, o tada atlikti tinkamą jo reguliavimą ir montavimą.

Ar renkatės savo šildymo sistemai tinkamą apsauginio vožtuvo variantą? Galbūt jums liko klausimų, į kuriuos neradote atsakymų aukščiau pateiktoje medžiagoje? Užduokite juos mūsų ekspertams, palikdami komentarą po straipsniu.

O gal norite papildyti medžiagą įdomiais faktais ir naudingomis rekomendacijomis? Arba pasidalyti patirtimi apie savo rankomis atliktą vožtuvo montavimą sistemoje? Rašykite savo nuomonę apie tokios apsauginės priemonės būtinybę, dalinkitės patarimais dėl pasirinkimo, remdamiesi asmenine patirtimi.