Bezpečnostní skupina pro topení: konstrukce, princip činnosti, pravidla výběru a montáže

Člověk fyzicky ne může celou dobu zůstávat v kotelně pro kontrolu funkčnosti linky topení, teplotních ukazatelů a úrovně tlaku topného přístroje. Hlavními pomocníky v tomto ohledu slouží doplňková zařízení, automaticky sledující fungování systému.

My vám řekneme, jaká zařízení zahrnuje skupina bezpečnosti na vytápění, jak fungují, jakým způsobem chrání systém. S přihlédnutím k našim radám budete moci bez problémů vybrat potřebné komponenty. V článku jsou popsána pravidla montáže a připojení tohoto důležitého článku, který odpovídá za bezporuchový provoz.

Zařízení bezpečnostního bloku

Hlavní důvody pro poruchu v provozu kotelního systému uzavřeného typu – zvýšený tlak nebo nadměrné naplnění potrubí teplonosným médiem, tj. vodou. Tepelný výměník kotle je první zařízení, které na takové odchylky reaguje, proto také selhává.

Proč může dojít k havárii?

Aby se zabránilo takovým poruchám v topném systému, používá se bezpečnostní blok. S jeho pomocí je dosahován potřebný tlak teplonosného média v kotli, potrubí a radiátorech.

Při nadměrném tlaku dochází k vypouštění přebytků ohřátého teplonosného média. Nouzové situace, jako je přehřátí kotle, vedou ke zvýšení tlaku v potrubí. Tento proces je důsledkem překročení teplotní normy teplonosného média.

Při ohřevu kapalina expanduje, na co uzavřený topný systém není dimenzován — jako další rezerva se do jeho okruhu zapojuje expanzní nádoba. Její objem je však také omezen.

Každý topný systém je pod tlakem. U nízkopodlažních staveb správně nainstalovaná zařízení zajišťující teplonosné médium vytvářejí při průchodu topných a chladicích cyklů tlak 1-2 bary.

Následkem zvýšeného tlaku je selhání prvků kotle nebo prasknutí potrubí. Pro kontrolu tlaku a jeho regulaci na optimální hodnotu v případě potenciálně nebezpečné situace bude potřeba namontovaná bezpečnostní skupina.

Konstrukčně je zařízení tvořeno následujícími moduly: automatický odvzdušňovač, manometr a pojistný ventil. Všechna tato zařízení jsou namontována v ocelovém pozinkovaném krytu se závitovými spoji, s tepelnou izolací nebo bez ní.

Automatický odvzdušňovač

Ve většině případů je automatický vzduchový ventil pro bezpečnostní systém vyroben z mosazi.

Vzduchové bubliny v topném systému vznikají v důsledku následujících faktorů:

• počáteční naplnění topného potrubí kapalinou;
• montáž nekvalitních nebo opotřebovaných gumových těsnění;
• ucpání korozním nánosem uvnitř potrubí;
• doplňování vody;
• nesprávné provedení montáže nebo uvedení topného systému do provozu atd.

Voda vstupující do topného okruhu obsahuje mnoho kyslíku, který se zahříváním začíná rozpínat a vytváří vzduchové kapsy. Jejich vznikem se zvyšuje tlak a rychlost cirkulace teplonosného média se zpomaluje.

Automatický typ odvzdušňovače má speciální konstrukci vzduchové komory: nečistoty se nemohou dostat dovnitř a díky velkému objemu vzduchové komory je odstraněn problém blokování odvzdušňovacího kanálu

Aby k tomu nedocházelo, je vhodné instalovat automatické zařízení pro odvod vzduchu, které se vyznačuje pohodlným provozem — nevyžaduje lidské nastavení.

Princip činnosti zařízení zcela závisí na konstrukčních vlastnostech. Automatické zařízení se skládá z kanálu a ventilu. Druhý prvek odpovídá za odvod přebytečného vzduchu. Pokud v potrubí není žádný nadbytečný tlak, plovák je ve zvednuté poloze a jehlový ventil v poloze „zavřeno“.

V okamžiku vytvoření vzduchové bubliny se plovák spustí a rameno otevře ventil – tím se vypustí vzduch ze systému. Po odstranění přebytečného vzduchu se plovák vrátí do své výchozí polohy a ventil bude opět uzavřen.

Manometr – přesný ukazatel tlaku

Fungování manometru je navrženo k měření tlaku v topném systému. Tento přístroj je vytvořen pro rychlé získávání, kontrolu a úpravu přípustné úrovně ukazatelů. Jeho hlavní charakteristikou je stanovení přesných údajů.

Na druhém místě je taková vlastnost, jako je spolehlivost. Někomu záleží i na velikosti ciferníku pro pohodlné sledování údajů. Každý ručičkový mechanismus má svou nepřesnost v měření. Tato odchylka je rozložena následovně: na okrajích stupnice má maximální hodnotu, uprostřed – minimální.

Na manometru jsou dvě ručičky: červená a černá. První ukazuje skutečné údaje, druhá je nastavena na značku, která je pro systém kritická.

Pro každý topný mechanismus je v doprovodné dokumentaci předepsána maximální přípustná úroveň tlaku, kterou je schopen vydržet. Jako měrné jednotky v manometrech se používají bary nebo atmosféry. Široké rozšíření však získala první možnost měření.

Bary mají mezihodnotu a jsou maximálně přiblíženy fyzické a technické atmosféře:

• 1 bar = 10,197 m vodního sloupce nebo 0,1 MPa
• Technická atmosféra (1 at) = 10 m vodního sloupce
• Fyzická atmosféra (1 atm) = 10,33 m vodního sloupce

Ukazatel 1,5 atmosféry – to jsou standardní hodnoty tlaku v potrubí nezávislých topných systémů. Proto pro autonomní kotelnu bude dostačující manometr s maximem (konec stupnice) 4 atmosféry.

Maximální tlak, na který jsou manometry navrženy, je 10 atmosfér. Na trhu jsou také k dispozici přístroje na 8, 6 a 4 atmosféry.

Vlastnosti pojistného ventilu

V topném systému hraje pojistný ventil důležitou roli. Je to ochranné zařízení určené pro generátory tepla. Hlavní funkcí je odstranění zatížení (výkyvů) při vzniku neplánovaných situací. Tento problém je nejaktuálnější pro parní topné systémy.

Zvýšený tlak však může vzniknout také z důvodu těchto poruch:

1. Kvůli poruše automatického provozu může objem teplonosného média překročit přípustnou normu.
2. Rychlé zvýšení teplotních ukazatelů v okruhu.

Toto zařízení také reguluje průtok teplonosného média v topném okruhu. Jedná se o lisovanou konstrukci z mosazného těla, vybavenou dvěma díly – membránou a ocelovou pružinou. Zpravidla je při aktivaci pojistky pro normalizaci provozu topení nutné odstranit asi 100 g ohřáté kapaliny.

Mosazný pojistný ventil může odolávat teplotnímu režimu teplonosného média až 120 °C. Dřík a spirálová pružina v tomto zařízení jsou vyrobeny z nerezové oceli.

Díky pružnosti prvního prvku se nastavuje potřebný tlakový koeficient působící na membránu. Následně membránová přepážka zajišťuje uzavření průchodu ven. Prostřednictvím změny míry stlačení pružiny v pojistné uzávěře se provádí regulace funkcí ochranného mechanismu v topném systému.

Ochranný mechanismus je nutné nastavit tak, aby maximální možný tlakový ukazatel byl o 15 % vyšší než pracovní. Proces seřizování ventilu se provádí každý rok před začátkem topného období.

Funkčnost zařízení se kontroluje jeho nuceným otevřením. Mělo by se to provádět s určitou periodicitou, aby se vypouštěcí mechanismus neucpal různými usazeninami, když je v nečinné poloze.

Při kontrole funkčnosti pojistného ventilu se nucený výstup teplonosného média provádí pomocí speciální rukojeti. Na těle zařízení šipka ukazuje směr výstupu horkého vzduchu.

Se zvláštnostmi činnosti a instalace pojistného ventilu pro bojler seznámí následující článek, ve kterém je podrobně rozebráno zařízení a uvedena montážní schémata.

Princip činnosti bezpečnostního bloku

Bezpečnostní skupina pracuje podle velmi jednoduchého schématu, kde každý z modulů odpovídá za dodržení norem určitých ukazatelů v soukromé kotelně:

1. Díky pohodlnému manometru může uživatel kontrolovat údaje tlaku v okamžiku plnění potrubí teplonosným médiem, a také při provozu kotle.
2. Ochranný ventil chrání tepelný generátor před kritickými tlakovými výkyvy.
3. Hlavní funkce odvzdušňovače je založena na automatickém odvádění vzduchu, který se dostává do potrubí při jeho prvotním plnění nebo během provozu.

Všechny bezpečnostní moduly jsou představeny jako jediný článek a jsou vybaveny pomocí speciálního tělesa – kolektoru.

Pokud je v schématu kotelny použit otevřený expanzní zásobník, instalace bezpečnostní skupiny nemá smysl – tlak v potrubí je roven atmosférickému a přebytečný vzduch opouští systém přes nádobu zásobníku.

Bez ohledu na druh použitého kotle (tuhá paliva, plynový, naftový) – ochranná jednotka je považována za hlavní protihavarijní prvek uzavřené otopné soustavy, která pracuje s přetlakem.

Pravidla výběru zařízení

Pro každý model ochranné jednotky jsou v průvodní dokumentaci uvedeny parametry, na které je dimenzován.

Hlavní kritéria ovlivňující výběr zařízení:

• teplotechnické parametry kotle, pro které je jednotka dimenzována, v kW;
• maximální teplota teplonosného média, °C;
• jmenovitý tlak;
• kompatibilita s teplonosným médiem – voda, pára nebo nemrznoucí směs;
• průměr připojovacího závitu – při neshodě postačí zakoupit redukce potřebného průměru.

Správný výběr výkonu bezpečnostní jednotky zajišťuje spolehlivou ochranu kotle před jakýmikoli poruchami v otopném okruhu.

Hodnocení populárních modelů

Mezi výrobními společnostmi zabývajícími se vývojem pojistných armatur lze vyzdvihnout populární firmy: Watts a Valtec. Výrobce Watts se pyšní poměrně širokým sortimentem zařízení pro otopnou soustavu, mezi nimiž důležité místo zaujímá bezpečnostní jednotka.

Řada KSG obsahuje různá zařízení se závitovým tělem, lišící se svými rozměry (od standardních po kompaktní) a materiálem výroby:

• litina;
• ocel;
• mosaz.

Některé modely jsou navíc dodávány s tepelně izolačními plášti. Pro jednotky z řady KSG je typické vybavení pojistným ventilem dimenzovaným na kritický tlak 3 bary. Montáž do otopného potrubí se provádí pomocí připojení o průměru 1 palce s vnitřním závitem.

Modelová řada KSG firmy Watts, určená pro provoz v kotelně s generátory tepla o výkonu 50–200 kW

Společnost Valtec kvalitou svých výrobků nezaostává za předchozí značkou. Firma představuje řady přístrojů pro kotle a expanzní nádoby – série VT 460 a VT 495.

Modelová řada VT 460 je dimenzována pro provoz s domácími otopnými jednotkami o výkonu do 44 kW při maximálním tlaku 3 bary. Nicméně ceny hotových zařízení nejsou zrovna levné, a proto lze za rozumné považovat rozhodnutí sestavit takovou jednotku svépomocí.

Společnost Valtec vyvíjí ochranné bloky určené pro všechny typy tepelných generátorů. Charakteristickým rysem řady VT 460 je uložení modulů bezpečnostní skupiny do kompaktního mosazného těla.

Sestavujeme bezpečnostní blok samostatně

Při výrobě bezpečnostního bloku by neměly nastat potíže.

Pro zahájení procesu bude třeba připravit následující moduly a nástroje:

• pojistný ventil;
• manometr;
• odvzdušňovač;
• maticový klíč;
• hasáky;
• dva úhelníky se závitovým spojením vnějšího a vnitřního typu;
• šroubení;
• křížový kus;
• přechodky;
• těsnicí hmota;
• instalatérské konopí pro těsnění a utěsnění spojů.

Nejprve je třeba zašroubovat úhelníky do křížového kusu. Pro těsné spojení se na závit navíjejí lněné prameny ve směru hodinových ručiček, přičemž rozložení těsnicí hmoty po povrchu musí být rovnoměrné.

Cena samostatně vyrobeného bezpečnostního bloku pro topný systém je přibližně dvakrát nižší než u nabízených analogů na trhu

Na nitě se nanese tenká vrstva těsnicí hmoty. Poté se pomocí maticového klíče zašroubují úhelníky do křížového kusu kolmo na sebe.

Nyní je třeba nainstalovat manometr, pojistný ventil a odvzdušňovač. Pokud mají díly různý průměr, použijí se odpovídající přechodky. Po konečné montáži všech modulů je nutné zkontrolovat činnost mechanismu pod tlakem – zařízení by nemělo unikat a všechny díly musí být v provozuschopném stavu.

Připojení do topného systému

Nejprve je třeba správně určit místo montáže bezpečnostní skupiny.

Zde jsou určité požadavky, které je třeba dodržovat:

• měl by to být horizontální úsek potrubí poblíž tepelného generátoru;
• na přívodním potrubí za kotlem;
• u některých kotlů je instalace bezpečnostního bloku přímo na samotný agregát, k tomu je na horní straně tepelného generátoru speciální konektor;
• vzdálenost od topného zařízení k ochrannému bloku nesmí překročit 1,5 metru, méně je možné;
• pro potrubí vedoucí svisle vzhůru od kotle, například do dalšího patra, je nutné vytvořit odbočku. To se provede pomocí úhelníku tak, aby bezpečnostní skupina mohla být umístěna ve vodorovné rovině a agregáty směřovaly „hlavami nahoru“;
• pro velmi výkonný kotel může být nutné vytvoření dalšího ochranného uzlu.

Velmi důležité pravidlo, které je třeba dodržet – uzavírací armatura mezi bezpečnostní skupinou a kotlem se neinstaluje. Vhodná bude instalace ochranného bloku před prvním uzavíracím ventilem na lince.

Aby nedošlo ke zranění při kontrole nebo při aktivaci pojistného ventilu za přítomnosti osoby, je nutné k zařízení připojit odvodní hadici a vyvést ji do kanalizace

Je vhodné včas zkontrolovat funkčnost pojistného ventilu. Tento postup se provádí následujícím způsobem – po instalaci otevřete krytku ve směru označeném šipkou na přístroji.

Po provedení montáže ochranného zařízení je nutné zkontrolovat správnou funkci všech modulů. Pro uvedení odvzdušňovače do provozu bude třeba odšroubovat horní krytku a vypustit vzduch. Nyní se víčko vrátí do počáteční polohy, avšak zařízení musí zůstat pootevřené.

Závěry a užitečné video k tématu

Video #1. Jak vlastníma rukama sestavit bezpečnostní skupinu pro vytápění:

Video #2. Pravidla instalace ochranného modulu:

Video #3. Připojení bezpečnostního uzlu k polypropylenové přívodní trubce:

Mnozí jsou přesvědčeni, že ochranný uzel patří k běžným zařízením a jeho instalace není povinná. Avšak nedbalý přístup k této otázce nedokáže ochránit tepelný agregát a samotný topný systém před protržením v důsledku prudkého nárůstu tlaku, což je v uzavřeném okruhu poměrně častým jevem.

Pište prosím komentáře, pokládejte dotazy, zveřejňujte fotografie k tématu článku v bloku níže. Povězte, jak jste vybavili topný okruh bezpečnostní skupinou. Sdílejte užitečné informace, které by mohly být užitečné návštěvníkům webu.