Gruppo di sicurezza per riscaldamento: dispositivo, principio di funzionamento, regole di selezione e installazione

L'uomo fisicamente non può tutto il tempo restare in centrale termica per il controllo dell'efficienza della linea di riscaldamento, degli indicatori termici e del livello di pressione dell'apparecchio di riscaldamento. Principali aiuti in questo contesto sono aggiuntivi dispositivi, che monitorano automaticamente il funzionamento del sistema.

Vi spiegheremo quali dispositivi include il gruppo di sicurezza per riscaldamento

Struttura del blocco di sicurezza

Le principali cause di malfunzionamento dell'impianto di caldaia a circuito chiuso sono la pressione eccessiva o il riempimento eccessivo della tubatura con fluido termico, cioè acqua. Lo scambiatore di calore della caldaia è il primo dispositivo a reagire a tali anomalie, quindi si guasta.

Perché può verificarsi un incidente?

Per evitare tali malfunzionamenti nell'impianto di riscaldamento, si utilizza un blocco di sicurezza. Con il suo aiuto si raggiunge la pressione necessaria del fluido termico nella caldaia, nelle tubature e nei radiatori.

Quando la pressione raggiunge un valore eccessivo, viene scaricato il fluido termico surriscaldato in eccesso. Le situazioni di emergenza, come il surriscaldamento della caldaia, portano a un aumento della pressione nella tubazione. Questo processo è conseguenza del superamento della temperatura normale del fluido termico.

Durante il riscaldamento, il liquido tende ad espandersi, cosa per cui un sistema di riscaldamento a circuito chiuso non è progettato — come riserva aggiuntiva, nel suo circuito viene incluso un vaso di espansione. Tuttavia, anche il suo volume è limitato.

Qualsiasi impianto di riscaldamento è sotto pressione. Per gli edifici a pochi piani, gli apparecchi correttamente installati che forniscono il fluido termico, durante i cicli di riscaldamento e raffreddamento, generano una pressione di 1-2 bar.

La conseguenza di un aumento della pressione è il guasto dei componenti della caldaia o la rottura della tubazione. Per controllare la pressione e, in caso di situazione potenzialmente pericolosa, regolarla al valore ottimale, è necessario un gruppo di sicurezza montato.

Strutturalmente, il dispositivo è composto dai seguenti moduli: uno sfiato automatico, un manometro e una valvola di sicurezza. Tutti questi strumenti sono montati in un involucro in acciaio zincato con attacchi filettati, con o senza isolamento termico.

Sfiatatoio automatico d'aria

Nella maggior parte dei casi, la valvola automatica dell'aria per il sistema di sicurezza è realizzata in ottone.

Le bolle d'aria nell'impianto di riscaldamento compaiono a causa dei seguenti fattori:

• riempimento iniziale della tubazione di riscaldamento con liquido;
• installazione di guarnizioni in gomma di scarsa qualità o usurate;
• ostruzione da depositi corrosivi all'interno del tubo;
• rabbocco d'acqua;
• installazione errata o messa in servizio dell'impianto di riscaldamento, ecc.

L'acqua che entra nel circuito di riscaldamento contiene molto ossigeno, che, durante il riscaldamento, si espande formando sacche d'aria. A causa della loro formazione, la pressione aumenta e la velocità di circolazione del fluido termico rallenta.

Lo sfiato automatico ha una speciale struttura della camera d'aria: le particelle di sporco non possono entrare all'interno e, grazie al grande volume della camera d'aria, si elimina il problema del blocco del canale di sfiato.

Per evitare ciò, è opportuno installare un dispositivo automatico di sfogo dell'aria, che è comodo da usare — non necessita di regolazione manuale.

Il principio di funzionamento del dispositivo dipende completamente dalle caratteristiche costruttive. Il dispositivo automatico è composto da un canale e da una valvola. Il secondo elemento è responsabile dello scarico dell'aria in eccesso. Se nella tubazione non è presente pressione eccessiva, il galleggiante si trova in posizione sollevata e la valvola a spillo in posizione «chiusa».

Nel momento della formazione di una bolla d'aria, il galleggiante si abbasserà e il bilanciere aprirà la valvola – in questo modo l'aria viene rilasciata dal sistema. Dopo la rimozione dell'eccesso, il galleggiante tornerà nella sua posizione iniziale e la valvola verrà nuovamente chiusa.

Manometro – indicatore preciso della pressione

Il funzionamento del manometro è progettato per misurare la pressione nell'impianto di riscaldamento. Questo strumento è creato per l'ottenimento rapido, la verifica e la correzione dei valori ammissibili. La sua caratteristica principale è la determinazione di dati precisi.

Al secondo posto c'è la qualità dell'affidabilità. Per alcuni è importante anche la dimensione del quadrante per facilitare la lettura delle indicazioni. Ogni meccanismo a lancetta ha la propria imprecisione nella misurazione. Questo errore è distribuito come segue: ai bordi della scala ha un valore massimo, al centro – minimo.

Il manometro ha due lancette: una rossa e una nera. La prima indica i dati reali, la seconda è impostata su un valore critico per l'impianto.

Per ogni meccanismo di riscaldamento, nella documentazione di accompagnamento è indicato il livello di pressione massimo ammissibile che può sopportare. Come unità di misura nei manometri vengono utilizzati i bar o le atmosfere. Tuttavia, la prima opzione di misurazione ha ottenuto ampia diffusione.

I bar hanno un valore intermedio e sono molto vicini alle atmosfere fisiche e tecniche:

• 1 bar = 10,197 m di colonna d'acqua o 0,1 MPa
• Atmosfera tecnica (1 at) = 10 m di colonna d'acqua
• Atmosfera fisica (1 atm) = 10,33 m di colonna d'acqua

Un valore di 1,5 atmosfere è il valore standard della pressione nei tubi dei sistemi di riscaldamento indipendenti. Pertanto, per una centrale termica autonoma, sarà sufficiente un manometro con massimo (fine scala) di 4 atmosfere.

La pressione massima per cui sono progettati i manometri è di 10 atmosfere. Sul mercato sono disponibili anche strumenti da 8, 6 e 4 atmosfere.

Caratteristiche della valvola di sicurezza

In un impianto di riscaldamento, la valvola di sicurezza svolge un ruolo importante. È un dispositivo di protezione progettato per i generatori di calore. La funzione principale è l'eliminazione dei carichi (sbalzi) in caso di situazioni impreviste. Questo problema è più rilevante per i sistemi di riscaldamento a vapore.

Tuttavia, la pressione elevata può verificarsi anche a causa di tali guasti:

1. A causa di un malfunzionamento dell'automazione, il volume del liquido termovettore potrebbe superare il limite consentito.
2. Rapido aumento dei valori di temperatura nel circuito.

Questo dispositivo è anche in grado di regolare il flusso del liquido termovettore nella linea di riscaldamento. È una struttura stampata composta da un corpo in ottone dotato di due parti: una membrana e una molla d'acciaio. Di solito, al momento dell'intervento della valvola di sicurezza, per normalizzare il funzionamento del riscaldamento è necessario eliminare circa 100 g di liquido riscaldato.

La valvola di sicurezza in ottone può sopportare una temperatura del fluido termovettore fino a 120 °C. Lo stelo e la molla a spirale di questo dispositivo sono realizzati in acciaio inossidabile.

Grazie alla flessibilità del primo elemento, si stabilisce il necessario coefficiente di pressione che agisce sulla membrana. Di conseguenza, la parete della membrana chiude il passaggio verso l'esterno. Variando il grado di compressione della molla nella valvola di sicurezza, si regolano le funzioni del meccanismo di protezione nel sistema di riscaldamento.

È necessario regolare il meccanismo di protezione in modo che la pressione massima possibile sia superiore del 15% rispetto a quella di esercizio. Il processo di regolazione della valvola viene effettuato ogni anno prima del periodo di riscaldamento.

La funzionalità del dispositivo viene verificata mediante la sua apertura forzata. È opportuno eseguire questa operazione con una certa periodicità, per evitare che il meccanismo di scarico si ostruisca a causa di vari depositi mentre è in posizione di non funzionamento.

Durante la verifica del funzionamento della valvola di sicurezza, lo scarico forzato del fluido termovettore viene effettuato tramite un'apposita maniglia. Sul corpo del dispositivo, una freccia indica la direzione di uscita dell'aria calda.

Con le caratteristiche di funzionamento e installazione della valvola di sicurezza per il boiler vi informerà il seguente articolo, in cui vengono analizzati in dettaglio il dispositivo e forniti gli schemi di installazione.

Principio di funzionamento del blocco di sicurezza

Il gruppo di sicurezza funziona secondo uno schema estremamente semplice, in cui ciascun modulo è responsabile del mantenimento dei valori standard di determinati parametri nella caldaia privata:

1. Grazie al comodo manometro, l'utente può controllare le letture della pressione durante il riempimento della linea con il liquido termovettore, nonché durante il funzionamento della caldaia.
2. La valvola di protezione salvaguarda il generatore di calore da sbalzi di pressione critici.
3. La funzione principale dello sfiato automatico si basa sullo scarico automatico dell'aria che entra nella tubazione durante il riempimento iniziale o durante il funzionamento.

Tutti i moduli di sicurezza sono presentati come un unico elemento e sono assemblati mediante un apposito corpo: il collettore.

Se nella caldaia viene utilizzato un vaso di espansione di tipo aperto, l'installazione del gruppo di sicurezza non ha senso — la pressione nella tubazione è uguale a quella atmosferica e l'aria in eccesso fuoriesce dall'impianto attraverso il serbatoio.

Indipendentemente dal tipo di caldaia utilizzata (a combustibile solido, a gas, diesel) – il blocco di protezione è considerato l'elemento di sicurezza principale di un sistema di riscaldamento chiuso, che di norma funziona con sovrapressione.

Regole per la selezione dell'attrezzatura

Per ogni modello di blocco di protezione, nella documentazione di accompagnamento sono specificati i parametri per i quali è progettato.

I criteri principali che influenzano la scelta del dispositivo:

• le caratteristiche termiche della caldaia per cui è progettato l'apparecchio, in kW;
• la temperatura massima del fluido termovettore, °C;
• la pressione nominale;
• la compatibilità con il fluido termovettore — acqua, vapore o antigelo;
• il diametro della filettatura di connessione — in caso di disallineamento, sarà sufficiente acquistare adattatori del diametro necessario.

La corretta selezione della potenza del blocco di sicurezza garantisce una protezione affidabile della caldaia da qualsiasi malfunzionamento del circuito di riscaldamento.

Classifica dei modelli più popolari

Tra le aziende produttrici che sviluppano valvole di sicurezza, si possono citare marchi popolari come Watts e Valtec. Il produttore Watts è noto per una gamma piuttosto ampia di dispositivi per impianti di riscaldamento, tra i quali il gruppo di sicurezza occupa un posto importante.

La serie KSG comprende vari dispositivi con corpo filettato, che differiscono per dimensioni (da standard a compatti) e materiale di fabbricazione:

• ghisa;
• acciaio;
• ottone.

Inoltre, alcuni modelli sono dotati di rivestimenti termoisolanti. Per le unità della gamma KSG è tipico il montaggio di una valvola di scarico calibrata per una pressione critica di 3 bar. L'installazione nella linea di riscaldamento avviene tramite un raccordo con diametro di 1 pollice e filettatura interna.

La gamma di modelli KSG di Watts, progettata per funzionare in uno schema di caldaia con generatori di calore di potenza 50-200 kW

L'azienda Valtec non è da meno in termini di qualità dei suoi prodotti rispetto al marchio precedente. L'azienda presenta linee di dispositivi per caldaie e vasi di espansione — rispettivamente la serie VT 460 e VT 495.

La gamma di modelli VT 460 è progettata per funzionare con apparecchi di riscaldamento domestici con potenza fino a 44 kW, con una pressione massima di 3 bar. Tuttavia, i prezzi dei dispositivi già pronti sono tutt'altro che economici, quindi la soluzione di assemblare da soli un tale blocco può essere considerata opportuna.

L'azienda Valtec sviluppa blocchi di sicurezza progettati per tutti i tipi di generatori di calore. Una caratteristica della serie VT 460 è il confezionamento dei moduli del gruppo di sicurezza in un corpo in ottone di dimensioni compatte.

Montiamo il blocco di sicurezza da soli

Non dovrebbero esserci difficoltà nella realizzazione del blocco di sicurezza.

Per iniziare il processo, sarà necessario preparare i seguenti moduli e strumenti:

• valvola di scarico;
• manometro;
• sfiato aria;
• chiave fissa;
• chiavi per gas;
• due raccordi a gomito con filettatura esterna e interna;
• raccordo;
• croce;
• adattatori;
• sigillante;
• lino idraulico per sigillare e rendere ermetici i collegamenti.

Innanzitutto, i gomiti devono essere avvitati nella croce. Per un giunto ermetico, i fili di lino vengono avvolti sulla filettatura in senso orario, assicurandosi che il sigillante sia distribuito uniformemente sulla superficie.

Il costo del blocco di sicurezza autocostruito per l'impianto di riscaldamento è circa la metà di quelli disponibili sul mercato.

Sopra i fili viene applicato un sottile strato di sigillante. Successivamente, con l'aiuto di una chiave fissa, si avvitano i gomiti nella croce perpendicolarmente l'uno all'altro.

Ora è necessario installare il manometro, la valvola di sicurezza e lo sfiato aria. Se i componenti hanno diametri diversi, si utilizzano gli adattatori corrispondenti. Dopo l'assemblaggio finale di tutti i moduli, è necessario verificare il funzionamento del meccanismo sotto pressione: il dispositivo non deve perdere e tutte le parti devono essere in buone condizioni.

Collegamento all'impianto di riscaldamento

Prima di tutto, è necessario determinare correttamente la posizione di installazione del gruppo di sicurezza.

Ci sono requisiti specifici che devono essere rispettati:

• deve essere un tratto orizzontale del tubo vicino al generatore di calore;
• sulla linea di mandata dopo la caldaia;
• in alcune caldaie è prevista l'installazione del blocco di sicurezza direttamente sull'unità stessa, per cui sopra il generatore di calore è presente un'apposita presa;
• la distanza dal dispositivo di riscaldamento al blocco di sicurezza non deve superare 1,5 metri, meno è consentito;
• per un tubo che sale verticalmente dalla caldaia, ad esempio al piano successivo, è necessario realizzare una diramazione. Questo viene fatto con un gomito in modo che il gruppo di sicurezza possa essere posizionato in piano orizzontale e i dispositivi siano rivolti «con la testa in su»;
• per una caldaia molto potente potrebbe essere necessario predisporre un ulteriore gruppo di protezione.

Una regola molto importante da rispettare è che non si installano valvole di intercettazione tra il gruppo di sicurezza e la caldaia. Sarà opportuno installare il blocco di protezione prima del primo rubinetto di intercettazione presente sulla linea.

Per evitare infortuni durante la verifica o l'attivazione della valvola di sicurezza in presenza di una persona, è necessario collegare un tubo di drenaggio al dispositivo e convogliarlo nella fognatura

È opportuno verificare tempestivamente il funzionamento della valvola di sicurezza. Questa procedura si esegue con il seguente metodo: dopo l'installazione, aprire il cappuccio nella direzione indicata dalla freccia sullo strumento.

Dopo aver effettuato il montaggio del dispositivo di protezione, è necessario verificare il corretto funzionamento di tutti i moduli. Per avviare l'uso dello scaricatore d'aria, sarà necessario svitare il cappuccio superiore e far uscire l'aria. Ora si riporta il coperchio nella posizione iniziale, ma il dispositivo deve rimanere leggermente aperto.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Video #1. Come assemblare da sé il gruppo di sicurezza per il riscaldamento:

Video #2. Regole per l'installazione del modulo di protezione:

Video #3. Collegamento del gruppo di sicurezza al tubo di mandata in polipropilene:

Molti sono convinti che il gruppo di protezione sia un dispositivo comune e che la sua installazione non sia obbligatoria. Tuttavia, un atteggiamento negligente in merito non potrà proteggere l'unità termica e il sistema di riscaldamento stesso da una rottura a causa di un improvviso aumento di pressione, fenomeno piuttosto frequente in un circuito chiuso.

Scriva, per favore, commenti, ponga domande, pubblichi foto sul tema dell'articolo nel blocco sottostante. Racconti come ha equipaggiato il circuito di riscaldamento con il gruppo di sicurezza. Condivida informazioni utili che potrebbero essere utili ai visitatori del sito.