Grupo de segurança para aquecimento: dispositivo, princípio de funcionamento, regras de seleção e instalação

Pessoa fisicamente não pode todo tempo permanecer em caldeiraria para controle funcionamento linha aquecimento, térmicos indicadores e nível pressão calorífico dispositivo. Principais ajudantes em este assunto servem adicionais dispositivos, automaticamente monitorando funcionamento sistema.

Falaremos sobre quais dispositivos o grupo inclui de segurança de aquecimento, como eles funcionam, como protegem o sistema. Com base em nossos conselhos, você poderá selecionar os componentes necessários sem problemas. O artigo descreve as regras de montagem e conexão deste importante elemento, responsável pela operação sem falhas.

Dispositivo do bloco de segurança

As principais razões para falha no funcionamento do sistema de caldeira de circuito fechado são o aumento da pressão ou o enchimento excessivo da tubulação com fluido de aquecimento, ou seja, água. O trocador de calor da caldeira é o primeiro dispositivo a reagir a tais desvios, por isso acaba falhando.

Por que pode ocorrer um acidente?

Para evitar tais falhas no sistema de aquecimento, é utilizado um bloco de segurança. Com ele, é alcançada a pressão necessária do fluido de aquecimento na caldeira, na tubulação e nos radiadores.

No momento de excesso de pressão, o excesso de fluido térmico aquecido é descarregado. Situações de emergência, como o superaquecimento da caldeira de aquecimento de água, levam ao aumento da pressão na tubulação. Esse processo é consequência da ultrapassagem da temperatura normal do fluido térmico.

Ao ser aquecida, o líquido tem a propriedade de se expandir, para o qual o sistema de aquecimento fechado não foi projetado — como reserva adicional, um tanque de expansão é incluído em seu circuito. No entanto, seu volume também é limitado.

Qualquer sistema de aquecimento está sob pressão. Para edifícios de baixa altura, os dispositivos corretamente instalados que fornecem o fluido térmico, durante os ciclos de aquecimento e resfriamento, criam uma pressão de 1-2 bar.

A consequência do aumento da pressão é a falha dos componentes da caldeira ou a ruptura da tubulação. Para controlar a pressão e, em caso de situação potencialmente perigosa, ajustá-la ao valor ideal, será necessário um grupo de segurança instalado.

Estruturalmente, o dispositivo é composto pelos seguintes módulos: purgador de ar automático, manômetro e válvula de segurança. Todos esses instrumentos são montados em uma caixa de aço galvanizado com conexões roscadas, com ou sem isolamento térmico.

Purga de ar automática

Na maioria dos casos, a válvula de ar automática para o sistema de segurança é feita de latão.

As bolhas de ar no sistema de aquecimento aparecem devido aos seguintes fatores:

• enchimento inicial da tubulação de aquecimento com líquido;
• instalação de vedações de borracha de má qualidade ou desgastadas;
• entalhamento por depósitos de corrosão no interior da tubulação;
• alimentação com água;
• realização incorreta da instalação ou colocação em operação do sistema de aquecimento, etc.

A água que entra no circuito de aquecimento contém muito oxigênio, que, quando aquecido, começa a se expandir, formando bolsas de ar. Devido à sua formação, a pressão aumenta e a velocidade de circulação do fluido térmico diminui.

O tipo automático de purgador de ar possui uma construção especial da câmara de ar: partículas de sujeira não podem entrar e, devido ao grande volume da câmara de ar, o problema de bloqueio do canal de purga de ar é eliminado.

Para evitar que isso aconteça, é aconselhável instalar um dispositivo automático de purga de ar, que se destaca pela facilidade de operação — ele não precisa de ajuste manual.

O princípio de funcionamento do dispositivo depende inteiramente das características do projeto. O dispositivo automático consiste em um canal e uma válvula. O segundo elemento é responsável pela remoção do excesso de ar. Se não houver pressão excessiva na tubulação, a bóia fica em posição elevada e a válvula de agulha na posição 'fechada'.

No momento da formação de uma bolsa de ar, a bóia descerá e a alavanca abrirá a válvula – assim ocorre a liberação do ar do sistema. Após a remoção do excesso, a bóia retornará à sua posição inicial e a válvula será fechada novamente.

Manômetro – indicador preciso de pressão

O funcionamento do manômetro é projetado para medir a pressão no sistema de aquecimento. Este instrumento foi criado para obter, verificar e ajustar rapidamente o grau permitido dos indicadores. Sua principal característica é a determinação de dados precisos.

Em segundo lugar está a qualidade da confiabilidade. Para alguns, o tamanho do mostrador também é importante para facilitar a visualização das leituras. Cada mecanismo de ponteiro tem sua própria imprecisão na medição. Esse erro está distribuído da seguinte forma: nas bordas da escala tem valor máximo, no centro – mínimo.

O manômetro tem duas agulhas: uma vermelha e uma preta. A primeira indica os dados reais, a segunda é ajustada para um ponto crítico para o sistema.

Para cada mecanismo de aquecimento, a documentação anexa especifica o nível máximo de pressão que ele pode suportar. Como unidades de medida nos manômetros, são usados bars ou atmosferas. No entanto, a primeira opção de medição é amplamente difundida.

Os bars têm um valor intermediário e são muito próximos das atmosferas física e técnica:

• 1 bar = 10,197 metros de coluna d'água ou 0,1 MPa
• Atmosfera técnica (1 at) = 10 metros de coluna d'água
• Atmosfera física (1 atm) = 10,33 metros de coluna d'água

Um valor de 1,5 atmosferas é a pressão padrão em tubulações de sistemas de aquecimento independentes. Portanto, para uma caldeira autônoma, um manômetro com máximo (final da escala) de 4 atmosferas será suficiente.

A pressão máxima para a qual os manômetros são projetados é de 10 atmosferas. Também estão disponíveis no mercado instrumentos para 8, 6 e 4 atmosferas.

Características da válvula de segurança

No sistema de aquecimento, a válvula de segurança desempenha um papel importante. É um dispositivo de proteção destinado a geradores de calor. A função principal é eliminar cargas (variações) quando ocorrem situações não planejadas. Este problema é mais relevante para sistemas de aquecimento do tipo a vapor.

No entanto, o aumento da pressão também pode ocorrer devido a tais problemas:

1. Devido a uma falha na automação, o volume do fluido térmico pode exceder o limite permitido.
2. Aumento rápido dos indicadores de temperatura no circuito.

Também é característico deste dispositivo regular o fluxo de fluido térmico na linha de aquecimento. Trata-se de uma construção estampada, composta por um corpo de latão equipado com duas peças – uma membrana e uma mola de aço. Geralmente, no momento da atuação do fusível para normalizar o funcionamento do aquecimento, é necessário eliminar cerca de 100 g de líquido aquecido.

A válvula de segurança de latão pode suportar temperaturas do fluido térmico até 120 °C. A haste e a mola espiral neste dispositivo são feitas de aço inoxidável

Devido à flexibilidade do primeiro elemento, é estabelecido o coeficiente de pressão necessário que atua na membrana. Consequentemente, a divisória da membrana bloqueia a passagem para o exterior. Através da alteração do grau de compressão da mola no obturador de segurança, realiza-se a regulação das funções do mecanismo de proteção no sistema de aquecimento.

O mecanismo de proteção deve ser ajustado de modo que o indicador de pressão máximo possível seja 15% maior que o de trabalho. O processo de ajuste da válvula é realizado todos os anos antes do período de aquecimento.

A funcionalidade do dispositivo é verificada pela sua abertura forçada. Isso deve ser feito com uma certa periodicidade para que o mecanismo de descarga não se obstrua com vários depósitos enquanto estiver em posição inativa.

Ao verificar a funcionalidade da válvula de segurança, a descarga forçada do fluido térmico é realizada por meio de uma alça especial. No corpo do dispositivo, uma seta indica a direção de saída do ar quente

Com as particularidades de funcionamento e instalação da válvula de segurança para o aquecedor, você pode se familiarizar no próximo artigo, no qual o dispositivo é detalhadamente analisado e são apresentados esquemas de montagem.

Princípio de funcionamento do bloco de segurança

O grupo de segurança funciona de acordo com um esquema extremamente simples, onde cada um dos módulos é responsável por manter as normas de determinados indicadores em uma caldeira particular:

1. Graças a um manômetro conveniente, o usuário pode controlar as leituras de pressão no momento do enchimento da tubulação com fluido térmico, bem como durante o funcionamento da caldeira.
2. A válvula de proteção protege o gerador de calor contra picos críticos de pressão.
3. A funcionalidade principal do purgador de ar baseia-se na liberação automática do ar que entra na tubulação durante o seu enchimento inicial ou durante a operação.

Todos os módulos de segurança são apresentados como uma unidade única e são montados com a ajuda de um corpo especial — o coletor.

Se no esquema da caldeira for utilizado um tanque de expansão do tipo aberto, a instalação do grupo de segurança não faz sentido — a pressão na tubulação é igual à atmosférica e o excesso de ar sai do sistema através do tanque.

Independentemente do tipo de caldeira utilizada (combustível sólido, gás, diesel), o bloco de proteção é considerado o principal elemento antiavaria do sistema de aquecimento fechado, que tende a trabalhar com pressão excessiva.

Regras para seleção de equipamentos

Para cada modelo de bloco de proteção, os parâmetros para os quais ele foi projetado estão especificados na documentação de acompanhamento.

Os principais critérios que influenciam a escolha do dispositivo:

• características térmicas da caldeira para as quais o equipamento foi projetado, kW;
• regime máximo de temperatura do fluido de transferência de calor, °C;
• pressão nominal;
• compatibilidade com o fluido de transferência de calor — água, vapor ou anticongelante;
• diâmetro da rosca de conexão — se não coincidir, basta adquirir adaptadores do diâmetro necessário.

A seleção correta da potência do bloco de segurança garante proteção confiável da caldeira contra quaisquer falhas no funcionamento do circuito de aquecimento.

Classificação dos modelos populares

Entre as empresas fabricantes que desenvolvem válvulas de segurança, podem-se destacar marcas populares como Watts e Valtec. O fabricante Watts é conhecido por sua ampla gama de dispositivos para sistemas de aquecimento, entre os quais o bloco de segurança ocupa um lugar importante.

A série KSG possui vários dispositivos de corpo rosqueado, diferenciando-se por seus tamanhos (desde padrão até compacto) e material de fabricação:

• ferro fundido;
• aço;
• latão.

Além disso, alguns modelos vêm acompanhados de invólucros de isolamento térmico. Os equipamentos da linha KSG são caracterizados por serem equipados com uma válvula de alívio projetada para pressão crítica de 3 bar. A instalação na linha de aquecimento é feita por meio de uma conexão de 1 polegada com rosca interna.

A linha de modelos KSG da marca Watts, destinada a funcionar em esquema de caldeira com geradores de calor de potência de 50-200 kW

A empresa Valtec não fica atrás em qualidade de seus produtos em comparação com a marca anterior. A empresa apresenta linhas de dispositivos para caldeiras e tanques de expansão — séries VT 460 e VT 495, respectivamente.

A linha de modelos VT 460 é projetada para funcionar com equipamentos de aquecimento doméstico de potência até 44 kW, com pressão máxima de 3 bar. No entanto, os preços dos dispositivos prontos não são nada baratos, portanto, pode-se considerar a montagem independente de tal bloco como uma solução viável.

A empresa Valtec desenvolve blocos de proteção destinados a qualquer tipo de gerador de calor. Uma característica marcante da série VT 460 é a embalagem dos módulos do grupo de segurança em um corpo de latão de tamanho compacto.

Montamos o bloco de segurança nós mesmos

Na fabricação do bloco de segurança, não deve haver dificuldades.

Para iniciar o processo, será necessário preparar os seguintes módulos e ferramentas:

• válvula de descarga;
• manômetro;
• purga de ar;
• chave de boca;
• chaves de gás;
• dois cotovelos com conexão roscada do tipo externo e interno;
• conector;
• cruzeta;
• adaptadores;
• selante;
• linho sanitário para vedação e aperto das conexões.

Inicialmente, os cotovelos devem ser aparafusados na cruzeta. Para uma junta firme, as fibras de linho são enroladas na rosca no sentido horário, garantindo uma distribuição uniforme do selante pela superfície.

O custo de um bloco de segurança fabricado por você mesmo para o sistema de aquecimento é aproxadamente a metade do preço dos equivalents disponíveis no mercado

Sobre as roscas, aplica-se uma fina camada de selante. Em seguida, com uma chave de boca, aparafusam-se os cotovelos na cruzeta, perpendicularmente um ao outro.

Agora é necessário instalar o manômetro, a válvula de segurança e a purga de ar. Se as peças tiverem diâmetros diferentes, use os adaptadores correspondentes. Após a montagem final de todos os módulos, o funcionamento do mecanismo deve ser verificado sob pressão — o dispositivo não deve vazar e todas as peças devem estar em condições de funcionamento.

Conexão ao sistema de aquecimento

Primeiramente, é necessário determinar corretamente o local de instalação do grupo de segurança.

Aqui estão alguns requisitos que devem ser seguidos:

• deve ser uma seção horizontal da tubulação próxima ao gerador de calor;
• na linha de alimetação após a caldeira;
• em alguma caldeiras, a instalação do bloco de segurança diretamente na própria unidade é prevista; para isso, há um conector especial na parte superior do gerador de calor;
• a distância do aquecador ao bloco de proteção não deve exceder 1,5 metro, menos é permitido;
• para um tubo que sobe verticalmente da caldeira, por exemplo, para o andar seguinte, é necessário instalar uma derivação. Isso é feito com um cotovelo de forma que o grupo de segurança posa ser posicionado em um plano horizontal e os dispositvos fiquem com as 'cabeças para cima';
• para uma caldeira muito potente, pode ser necessário instalar mais um nó de proteção.

Uma regra muito importate a ser seguida – não se instala válvula de fechamento entre o grupo de segurança e a caldeira. É aconselhável instalar o bloco de proteção antes da primeira torneira de fechamento localizada na linha.

Para evitar lesões ao verificar ou ao acionar a válvula de segurança na presença de uma pessoa, é necessário conectar um tubo de drenagem ao dispositivo e levá-lo ao esgoto

Vale a pena verificar periodicamente o funcionamento da válvula de segurança. Este procedimento é realizado usando o seguinte método — após a instalação, abra a tampa na direção indicada pela seta no dispositivo.

Após a instalação do dispositivo de proteção, é necessário verificar o funcionamento correto de todos os módulos. Para iniciar a operação do purgador de ar, será necessário desapertar a tampa superior e liberar o ar. Agora, a tampa é retornada à posição inicial, mas o dispositivo deve permanecer entreaberto.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Vídeo #1. Como montar você mesmo um grupo de segurança para aquecimento:

Vídeo #2. Regras de instalação do módulo de proteção:

Vídeo #3. Conexão do conjunto de segurança ao tubo de alimentação de polipropileno:

Muitos acreditam que o conjunto de segurança é um dispositivo comum e sua instalação não é obrigatória. No entanto, a negligência com esta questão não conseguirá proteger a unidade térmica e o próprio sistema de aquecimento de uma ruptura devido a um aumento repentino de pressão, o que é bastante comum em um circuito fechado.

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