Sicherheitsventil im Heizsystem: Typen, Zweck, Diagramme und Installation

Durch unsachgemäßen Betrieb, Temperaturschwankungen und Druckstöße kann es zu Störungen beim Betrieb autonomer Heizsysteme kommen.Die negativen Folgen in solchen Situationen sind kritisch: vom Ausfall einzelner Komponenten über die Zerstörung von Gebäuden bis hin zur ernsthaften Lebensgefahr.

Ein Sicherheitsventil in der Heizungsanlage hilft, gefährliche Risiken auszuschließen. Was ist das und wie funktioniert es? Diesen Fragen gehen wir in unserem Artikel nach. Wir analysieren auch die Arten solcher Ventile und zeigen die Hauptunterschiede zwischen ihnen auf, berücksichtigen die Regeln für den Einbau in das Heizungssystem und geben Empfehlungen für die Auswahl und Konfiguration von Sicherheitsventilen.

Wozu dient ein Sicherheitsventil?

Heizungsanlagen sind mit Wasser gefüllt, dessen Temperatur etwa 15 Grad beträgt. Das in einem geschlossenen Kreislauf zirkulierende Kühlmittel erwärmt sich und nimmt dabei deutlich an Volumen zu. Zu diesem Zeitpunkt erhöht sich der Druck, der auf die Innenfläche der Rohre und der im System installierten Geräte ausgeübt wird, deutlich.

Eine Überschreitung des zulässigen Grenzwertes, in den meisten Fällen mehr als 3,5 bar, führt zu:

• Leckage an den Verbindungsstellen von Rohrleitungsteilen;
• Beschädigung oder Bruch von Verbindungselementen und Rohren aus Polymeren;
• Explosion des Kesseltanks;
• Kurzschluss elektrischer Geräte im Heizraum.

Das höchste Risiko von Notfallsituationen besteht typisch für Festbrennstoffkessel, bei denen es schwierig ist, die Wärmeübertragungsleistung zu regulieren.

Die Leistung von Elektro- und Gasgeräten wird schnell von Anfangs- auf Maximalwerte und umgekehrt angepasst. Sie enthalten oft automatische Sicherheit, das bei übermäßigem Temperaturanstieg Bedienelemente abschaltet.

Die Intensität der Verbrennung von Holz, Kohle und anderen Brennstoffen in einem Festbrennstoffkessel wird durch Öffnen/Schließen der Klappe eingestellt. In diesem Fall ändert sich die Wärmeübertragungskraft nicht sofort, sondern allmählich. Aufgrund der Trägheit des Wärmeerzeugers kann es zu einer starken Überhitzung der Kühlflüssigkeit kommen.

Zusammen mit einem Manometer, das den Druck berechnet, und einem Entlüfter, der Luft aus dem System entfernt, gehört ein Sicherheitsventil häufig zur Sicherheitsgruppe

Wenn sich das Brennholz in der Kammer gut erwärmt und das Wasser im Netzwerk die erforderliche Temperatur erreicht, wird die Luftzufuhr blockiert und die aktive Flamme beginnt zu erlöschen.

Im heißen Zustand gibt der Feuerraum jedoch weiterhin angesammelte Wärme ab. Bei einer Temperatur von 90–95 Grad kocht das Kühlmittel und löst unvermeidlich eine starke Verdampfung aus. Dadurch wird ein starker Druckanstieg provoziert.

Unter solchen Umständen kommt das Sicherheitsventil zum Einsatz. Wenn der Grenzdruckparameter erreicht ist, öffnet es den Verschluss und gibt den Weg für den gebildeten Dampf frei. Sobald sich die Werte stabilisiert haben, schließt das Ventil automatisch und geht wieder in den Schlafmodus.

Der Einbau ist nicht nur bei Festbrennstoffkesseln, sondern auch bei Dampfkesseln sowie Öfen mit Wasserkreislauf obligatorisch. Viele Modifikationen von Heizgeräten werden bereits in der Produktionsphase mit diesen Geräten ausgestattet. Oft ist dieses Ventil eines der Elemente Sicherheitsgruppen. Typischerweise wird das Gerät direkt in den Wärmetauscher eingebettet oder in einer Rohrleitung in der Nähe des Kessels installiert.

Gerätetypen und Funktionsprinzip

Die Konstruktion des Entlüftungsventils umfasst zwei obligatorische Komponenten: ein Absperrteil, bestehend aus Sitz und Ventil, und einen Krafteinsteller. Es gibt verschiedene Arten von Geräten, die ihre eigenen Eigenschaften haben. Sie werden nach bestimmten Kriterien klassifiziert.

Klassifizierung Nr. 1 – durch Klemmmechanismus

In Heizsystemen für Privathäuser, Wohnungen und Industrieanlagen mit geringem Stromverbrauch wird der Federtyp des Produkts bevorzugt.

Das Hauptarbeitselement des Geräts ist die Feder. Es stützt die Membran, die den Sitz bedeckt. Auf die mit dem Griff verbundene Stange wird eine Unterlegscheibe gelegt, an der der obere Teil der Feder anliegt. Die Position der Unterlegscheibe und die Anpresswirkung auf die Membran werden mit einem Griff eingestellt

Das Gerät verfügt über einen einfachen und zuverlässigen Aufbau, kompakte Abmessungen, die Möglichkeit der Kombination mit anderen Elementen der Sicherheitseinheit und einen erschwinglichen Preis. Die Druckkraft des Federmechanismus hängt vom Druckparameter ab, bei dem das Ventil arbeitet. Der Stimmbereich wird durch die Elastizität der Feder selbst beeinflusst.

Das Funktionsprinzip von Federsicherungen ist wie folgt:

• das Ventil des Geräts wird durch den Wasserfluss beeinflusst;
• die Bewegung des Kühlmittels wird durch die Federkraft begrenzt;
• Der kritische Druck übersteigt die Kompressionskraft und hebt die Spulenstange nach oben.
• die Flüssigkeit wird zum Auslassrohr geleitet;
• das innere Wasservolumen wird stabilisiert;
• Die Feder schließt den Riegel und bringt ihn in seine ursprüngliche Position zurück.

Der Körper des federnden Geräts besteht aus hochwertigem, hochfestem Messing unter Verwendung von Heißprägetechnologien und -techniken. Bei der Herstellung von Federn wird Stahl verwendet.Membran, Dichtungen und Griff bestehen aus Polymeren.

Einige Marken produzieren Geräte mit bereits installierten Werkseinstellungen. Das Sortiment umfasst auch Modelle, die bei der Inbetriebnahme am Installationsort angepasst werden können.

Ventile können offen oder geschlossen sein. Bei der ersten Ausführungsvariante wird das Kühlmittel in die Atmosphäre abgegeben, bei der zweiten in die Rücklaufleitung

Hebelsicherungen sind nicht so weit verbreitet. Sie werden selten in privaten autonomen Systemen mit Kessel installiert. Der Betrieb konzentriert sich im industriellen Bereich auf große Produktionsanlagen, in denen der Durchmesser der Rohrleitungen mindestens 200 mm beträgt.

Die Kraft auf die Stange wird bei solchen Mechanismen nicht durch eine Feder, sondern durch ein am Hebel aufgehängtes Gewicht bereitgestellt. Es bewegt sich entlang der Länge des Hebels und stellt die Kraft ein, mit der die Stange gegen den Sitz gedrückt wird.

Das Hebellastventil öffnet, wenn der Druck des Mediums von der Unterseite der Spule den vom Hebel kommenden Druck übersteigt. Danach fließt das Wasser durch ein spezielles Abflussloch ab.

Die Einstellung von Hebellastsicherungen erfolgt durch Bewegen der Stange entlang des Hebels. Um ein unbefugtes oder versehentliches Verändern der Ladung zu verhindern, wird die Ladung mit Bolzen gesichert, mit einer speziellen Hülle abgedeckt und mit einem Schloss verschlossen.

Der Betätigungsdruck sowie der Einstellbereich werden durch die Länge des Hebels und das Gewicht der Last bestimmt. Hebelsicherungen stehen Federsicherungen in puncto Zuverlässigkeit in nichts nach, sind aber teurer. Die Geräte werden an geflanschten Anschlussteilen von Rohren mit einer Nennweite von 50 oder mehr montiert.

Klassifizierung Nr. 2 – entsprechend der Höhe des Rollladenhubs

Bei Sicherheitsventilen mit geringem Hub ragt die Verschlussklappe nicht weiter als 0,05 des Sitzdurchmessers nach oben. Der Öffnungsmechanismus in solchen Geräten ist proportional.

Es zeichnet sich durch geringen Durchsatz und einfachstes Design aus. Bei Behältern mit flüssigen Medien werden Niederhubgeräte eingesetzt.

Vollhubgeräte sind mit einem Öffnungsmechanismus mit zwei Positionen ausgestattet. Sie sind nicht nur mit Behältern mit Flüssigkeiten ausgestattet, sondern auch mit Systemen, in denen kompressible Medien zirkulieren (Druckluft, Dampf, Gas).

Full-Lift-Geräte verfügen über einen höheren Rollladenhub. Dadurch ist ihre Durchsatzleistung deutlich höher als bei der Vorgängerversion und sie sind in der Lage, größere Mengen an überschüssigem Kühlmittel abzuführen.

Klassifizierung Nr. 3 – nach Reaktionsgeschwindigkeit

Der Verschlussdeckel der Proportional-Sicherheitsventile öffnet sich schrittweise. Typischerweise ist das Ausmaß der Öffnung proportional zum Anstieg des auf die Innenfläche ausgeübten Drucks. Gleichzeitig mit der Erhöhung des Mechanismus nimmt die Menge des abgegebenen Kühlmittels allmählich zu.

Das Design der Geräte schränkt die Möglichkeit ihres Einsatzes in einem kompressiblen Medium nicht ein, sie überwiegen jedoch weiterhin in Systemen mit Wasser und anderen Flüssigkeiten.

Zu den Vorteilen von Sicherheitsventilen mit proportionaler Ansprechgeschwindigkeit zählen der niedrige Preis, die einfache Konstruktion, das Fehlen von Eigenschwingungen und die Teilöffnung auf dem Niveau der Werte, die zur Aufrechterhaltung bestimmter Betriebsparameter erforderlich sind

Ein Merkmal von Zweistellungsventilen ist der sofortige Betrieb mit vollständiger Öffnung nach Erreichen der Druckgrenzen im System, bei denen das Sicherheitsventil öffnet.

Experten empfehlen den Einsatz dieser Geräte in komprimierten Umgebungen. Zu ihren Hauptnachteilen gehört das Vorhandensein charakteristischer Eigenschwingungen des Verschlusses.

Beim Einbau eines Zweistellungsventils in ein Heizsystem mit flüssigem Kühlmittel ist zu berücksichtigen, dass bei plötzlichem Öffnen des Ventils eine große Menge Wasser austritt.

Dadurch sinkt der Druck zu schnell. Das Ventil schließt sofort, was zur Folge hat Wasserschlag. Proportionalgeräte bergen keine derartigen Risiken.

Merkmale von Dreiwege-Sicherheitsventilen

Wir sollten auch über ein Gerät sprechen, das den Verbrauchern nicht so bekannt ist – ein Dreiwegeventil mit manuellem oder elektrischem Schalter. Es wird in Heizungsanlagen mit Niedertemperaturkreisläufen eingesetzt.

Das Sicherungsdesign ist mit drei Löchern ausgestattet, von denen eines Eingang und zwei Ausgänge sind. Der Durchfluss des Mediums wird durch einen Dämpfer in Form einer Kugel oder eines Stabes gesteuert. Die bewegte Flüssigkeit wird durch Rotationen umverteilt.

Dreifachsicherungen eignen sich für Brennwertkessel und dort, wo mehrere verschiedene Systeme mit einem Heizgerät betrieben werden

Stellen wir uns eine Situation vor: Das Haus verfügt über ein Heizsystem mit einem System aus herkömmlichen Heizkörpern und Fußbodenheizung. Die technischen Voraussetzungen für den Betrieb der zweiten Option sehen nicht zu hohe Kühlmitteltemperaturen vor.

Der Boiler erhitzt das Wasser für alle Systeme auf die gleiche Temperatur. Unter solchen Bedingungen besteht Bedarf an einer Umverteilungsvorrichtung, deren Aufgaben ein Dreiwegeventil perfekt übernimmt.

Es ist für folgende Funktionen verantwortlich:

• Abgrenzung von Gebieten;
• Verteilung der Flussdichte nach Zonen;
• Dies erleichtert das Mischen des Kühlmittels aus den Hauptvorlauf-/Rücklaufzweigen, um kälteres Wasser in die Fußbodenheizungsleitung als in die Heizkörper zu leiten.

Um die Temperatur des Mediums nicht ständig selbst zu kontrollieren, müssen Sie auf Ventilmodelle achten, die mit einem Servoantrieb ausgestattet sind.

Dieses Gerät wird mit einem im Niedertemperaturkreislauf installierten Sensor betrieben. Bei Temperaturänderungen wird ein Absperrmechanismus aktiviert, der die Flüssigkeitszufuhr aus der Rücklaufleitung öffnet oder schließt.

Wir haben ausführlicher über die Arten von Dreiwegeventilen für die Heizung und die Kriterien für deren Auswahl gesprochen im nächsten Artikel.

Tipps zur Auswahl des optimalen Modells

Bevor Sie sich für eine bestimmte Sicherheitsausrüstung entscheiden, müssen Sie sich ausführlich mit den technischen Eigenschaften der Kesselanlage vertraut machen.

Die Funktion des Sicherheitsventils wird durch Minustemperaturen negativ beeinflusst. Daher ist das Vorhandensein eines Frostschutzes ein ziemlich wichtiges Merkmal des Geräts

Vergessen Sie nicht, die Anweisungen des Herstellers zu lesen, in denen alle Grenzwerte angegeben sind.

Bei der Auswahl eines Heizgerätes spielen mehrere Kriterien eine entscheidende Rolle:

1. Kesselleistung.
2. Der maximal zulässige Mediumsdruck für die Wärmeleistung von Heizgeräten.
3. Durchmesser des Sicherheitsventils.

Sie sollten prüfen, ob der Druckregler im Gerät über einen Bereich verfügt, der die Parameter eines bestimmten Kessels umfasst. Der Ansprechdruck sollte 25–30 % höher sein als der Betriebsdruck, der für einen stabilen Betrieb des Systems erforderlich ist.

Je höher der Betriebsdruck, desto weniger Zeit sollte das Gerät im Betrieb verbringen. Der Abstand zwischen dem Druck zu Beginn der Bewegung und dem Druck bei vollständiger Öffnung des Verschlusses sollte bei einem Nennwert von weniger als 2,5 atm 15 % und bei höheren Parametern 10 % betragen

Der Durchmesser des Sicherheitsventils darf nicht kleiner sein als der Anschluss des Einlassrohrs. Andernfalls kann die Sicherung aufgrund des konstanten hydraulischen Widerstands ihre unmittelbaren Aufgaben nicht vollständig erfüllen.

Das optimale Material für die Herstellung von Geräten ist Messing. Es verfügt über einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten, der eine Zerstörung des Gehäuses durch starke Druckeinwirkung verhindert.

Die Steuereinheit ist aus hitzebeständigem Kunststoff gefertigt, der auch bei Kontakt mit kochender Flüssigkeit die erforderliche Steifigkeit behält.

Installations- und Konfigurationsregeln

Wenn Sie planen, ein Sicherheitsventil für die Heizung selbst zu installieren, sollten Sie im Voraus eine Reihe von Werkzeugen vorbereiten. Ohne Rollgabelschlüssel, Kreuzschlitzschraubendreher, Zange, Maßband und Silikondichtmittel ist die Arbeit nicht zu bewältigen.

Bevor Sie beginnen, müssen Sie einen geeigneten Installationsort bestimmen. Es wird empfohlen, das Sicherheitsventil an der Versorgungsleitung in der Nähe des Kesselauslassrohrs zu installieren. Der optimale Abstand zwischen den Elementen beträgt 200-300 mm.

Alle kompakten Haushaltssicherungen sind mit Gewinde ausgestattet. Um eine vollständige Dichtheit beim Verschrauben zu erreichen, ist es notwendig, das Rohr mit Tow oder Silikon abzudichten. Von der Verwendung von FUM-Klebeband ist abzuraten, da dieses nicht immer kritisch hohen Temperaturen standhält.

In der Zulassungsdokumentation, die jedem Gerät beiliegt, wird der Installationsprozess normalerweise Schritt für Schritt beschrieben.

Einige wichtige Installationsregeln sind für alle Ventiltypen gleich:

• wenn die Sicherung nicht als Teil einer Sicherheitsgruppe montiert ist, wird daneben ein Manometer angebracht;
• bei Federventilen muss die Federachse eine streng vertikale Position haben und sich unter dem Gerätekörper befinden;
• Bei Geräten mit Hebelbelastung wird der Hebel horizontal platziert.
• Die Installation auf dem Rohrleitungsabschnitt zwischen Heizgerät und Sicherung ist nicht zulässig. Ventile prüfen, Wasserhähne, Ventile, Umwälzpumpe;
• Um eine Beschädigung des Gehäuses beim Drehen des Ventils zu vermeiden, müssen Sie den Schraubenschlüssel von der Seite auswählen, an der die Verschraubung durchgeführt wird.
• das Abflussrohr, das das Kühlmittel in das Abwassernetz oder Rücklaufrohr ableitet, ist mit dem Auslassrohr des Ventils verbunden;
• das Auslassrohr ist nicht direkt mit dem Abwasserkanal verbunden, sondern unter Einbeziehung eines Trichters oder einer Grube;
• in Systemen, durch die eine Flüssigkeitszirkulation erfolgt natürliches Muster, das Sicherheitsventil ist am höchsten Punkt platziert.

Der Nenndurchmesser des Geräts wird auf der Grundlage von Methoden ausgewählt, die von Gostekhnadzor entwickelt und genehmigt wurden. Um dieses Problem zu lösen, ist es klüger, die Hilfe von Fachleuten in Anspruch zu nehmen.

Sollte dies nicht möglich sein, können Sie es mit speziellen Online-Berechnungsprogrammen versuchen.

Um hydraulische Verluste bei mittlerem Druck auf die Ventilplatte zu reduzieren, erfolgt der Einbau der Notausrüstung mit Gefälle zum Kesseleinbau

Die Ventileinstellung wird durch die Art der Klemmkonstruktion beeinflusst. Federgeräte haben eine Kappe. Durch Drehen wird die Vorspannung der Feder eingestellt. Die Einstellgenauigkeit dieser Produkte ist hoch: +/- 0,2 atm.

Bei Hebelgeräten erfolgt die Anpassung durch Erhöhung der Masse oder Bewegung der Last.

Nach 7-8 Betätigungen in der eingebauten Notvorrichtung verschleißen Feder und Platte, wodurch die Dichtheit gebrochen werden kann. In diesem Fall empfiehlt es sich, das Ventil durch ein neues zu ersetzen.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Wie funktioniert ein Sicherheitsventil und woraus besteht es:

Notventil als Teil einer Sicherheitsgruppe:

Weitere Informationen zur Auswahl und Installation des optimalen Sicherheitsventils:

Ein Sicherheitsventil ist ein einfaches und zuverlässiges Gerät, das Ihr Zuhause vor unvorhergesehenen Notfällen in Heizungsanlagen schützt. Dazu reicht es aus, ein hochwertiges Gerät mit geeigneten Parametern auszuwählen und anschließend die ordnungsgemäße Konfiguration und Installation durchzuführen.

Wählen Sie das richtige Sicherheitsventil für Ihre Heizungsanlage? Vielleicht haben Sie noch Fragen, auf die Sie in den oben präsentierten Materialien keine Antworten gefunden haben? Fragen Sie unsere Experten, indem Sie unter dem Artikel einen Kommentar hinterlassen.

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