Jak dobrać zawór bezpieczeństwa?

5 stycznia 2020

Osobiście uważam, że umiejętność poprawnego zabezpieczenia instalacji ogrzewczych jest jedną z najważniejszych rzeczy podczas ich projektowania. Ponieważ na przestrzeni ostatnich lat obserwuję rosnący trend, który charakteryzuje się błędnymi obliczeniami, błędnymi doborami, ale co wg mnie najgorsze – brakiem wiedzy jak należy dobierać zawory bezpieczeństwa, dzisiaj chciałbym zgłębić ten temat na tyle dokładnie, abyś Ty, Drogi Czytelniku już nigdy więcej nie miał z tym najmniejszych problemów, ani jakichkolwiek wątpliwości.

Obowiązujące przepisy

Dobór zaworu bezpieczeństwa dla instalacji pracujących w systemie zamkniętym powinien być zgodny z jednym z poniższych dokumentów:

PN-B-02414:1999: „Ogrzewnictwo i ciepłownictwo – Zabezpieczenie instalacji ogrzewań wodnych systemu zamkniętego z naczyniami wzbiorczymi przeponowymi – Wymagania”
WUDT-UC-KW/04: „Warunki Urzędu Dozoru Technicznego – Urządzenia ciśnieniowe – Kotły wodne – Osprzęt”

Założenia projektowe

Na potrzeby niniejszego artykułu ustalmy, że dobór zaworu bezpieczeństwa będziemy obliczać dla kotła wodnego, niskotemperaturowego, korzystając z Warunków Urzędu Dozoru Technicznego oraz przyjmijmy następujące założenia:

moc nominalna kotła gazowego: 60 kW
temperatura zasilania wody w instalacji: 70°C
temperatura powrotu wody w instalacji: 50°C
ciśnienie instalacji: 3,0 bar

W tym momencie należy zwrócić uwagę, że nasze obliczenia będą dotyczyć wody o parametrach 70/50°C. W przypadku zastosowania innego medium grzewczego, np. r-r glikolu etylenowego, należy dokonać niezbędnych korekt, podstawiając odpowiednie wartości do wzorów, które zostaną przedstawione w dalszej części artykułu.

Obliczenia hydrauliczne

Wymagana przepustowość zaworu bezpieczeństwa

Wymaganą przepustowość zaworu bezpieczeństwa w celu zabezpieczenia naszego kotła należy obliczyć korzystając z wzoru^[1]Urząd Dozoru Technicznego, WUDT-UC KW/04, wydanie 01.2005.:

$m \geq \frac{3600 \cdot N}{r}$

m – przepustowość kotła, kg/h
N – największa, trwała moc cieplna kotła, kW
r – ciepło parowania wody przy ciśnieniu przed zaworem bezpieczeństwa, kJ/kg

Jakie jest ciepło parowania wody?

O ile największa, trwała moc cieplna kotła z całą pewnością nie stanowi dla Ciebie zagwozdki o tyle zakładam, że możesz się zastanawiać o co chodzi z całym tym ciepłem parowania wody przy ciśnieniu przed zaworem bezpieczeństwa? Jeżeli faktycznie tak jest, to pozwól, że zaraz wszystko Ci wyjaśnię, a jeżeli temat jest dla Ciebie jasny, już teraz przejdź do dalszej części artykułu.

Pamiętaj, że dobór zaworu bezpieczeństwa musi się odbywać dla najbardziej niekorzystnych dla kotła warunków, co w praktyce oznacza, że cała moc kotła będzie w takich przypadku wykorzystywana do odparowania wody, która została w nim zgromadzona. W związku z powyższym obliczenia przepustowości zaworu bezpieczeństwa należy wykonać dla pary wodnej nasyconej, uwzględniając zarówno współczynnik wypływu dla cieczy jak i dla par oraz gazów.

Dlatego też, należy posłużyć się tablicami, określającymi ciepło parowania wody przy danym ciśnieniu oraz temperaturze nasycenia, aby odczytać z nich ciepło parowania dla warunków, które nas interesują. Tablica ta jest dostępna tutaj.

Obliczenia

Ponieważ wcześniej założyliśmy, że ciśnienie robocze w naszej instalacji wynosi 3,0 bar, w celu wyznaczenia ciepła parowania wody przy ciśnieniu przed zaworem bezpieczeństwa, wartość tą należy skorygować, uwzględniając dodatkowe 10%:

$p = 1,1 \cdot 3 = 3,3 \ bar = 0,33 \ MPa$

Teraz korzystamy z odpowiednich tablic i odczytujemy ciepło parowania wody, ale nie przy ciśnieniu, ale nadciśnieniu równym 0,33 MPa. Dlaczego? Ponieważ ciśnienie w instalacji nie jest ciśnieniem absolutnym, a jedynie nadciśnieniem. Abyśmy otrzymali ciśnienie absolutne, do nadciśnienia panującego w instalacji musimy dodać ciśnienie atmosferyczne, które w założeniu wynosi 1,0 bar. Dlatego też ciepło parowania wody przy ciśnieniu przed zaworem bezpieczeństwa będzie wynosi:

$r = 2124,62 \ \frac{kJ}{kg}$

W związku z powyższym, wymagana przepustowość zaworu bezpieczeństwa dla naszego kotła będzie wynosić:

$m \geq \frac{3600 \cdot 60}{2124,62} = 101,67 \ \frac{kg}{h}$

Wymagana powierzchnia przekroju kanału dopływowego zaworu bezpieczeństwa

Wymaganą powierzchnią przekroju kanału dolotowego zaworu bezpieczeństwa w celu zabezpieczenia naszego kotła należy obliczyć uwzględniając mieszankę parowo – wodną, która będzie przez zawór po jego otwarciu^[2]Urząd Dozoru Technicznego, WUDT-UC KW/04, wydanie 01.2005.:

$A = A_{p} + A_{w}$

A – sumaryczna, obliczeniowa powierzchnia przekroju kanału dopływowego zaworu bezpieczeństwa, mm²
A_p – obliczeniowa pow. przekroju kanału dopływowego zaworu bezpieczeństwa niezbędna do odprowadzenia pary, mm²
A_w – obliczeniowa pow. przekroju kanału dopływowego zaworu bezpieczeństwa niezbędna do odprowadzenia wody, mm²

Obliczeniową powierzchnię przekroju kanału dopływowego zaworu bezpieczeństwa niezbędną do odprowadzenia pary oblicza się korzystając z poniższego wzoru^[3]Urząd Dozoru Technicznego, WUDT-UC KW/04, wydanie 01.2005.:

$A_{p} = \frac{X_{2} \cdot m}{10 \cdot K_{1} \cdot K_{2} \cdot \alpha \cdot (p_{1} + 0,1)}$

X₂ – udział pary w mieszance parowo – wodnej odprowadzanej przez zawór bezpieczeństwa
K₁ – wsp. poprawkowy uwzględniający właściwości czynnika roboczego i jego parametry przed zaworem bezpieczeństwa
K₂ – wsp. poprawkowy uwzględniający wpływ stosunku ciśnień przed i za zaworem bezpieczeństwa
α – dopuszczalny współczynnik wypływu zaworu bezpieczeństwa dla par i gazów
p₁ – ciśnienie zrzutowe, MPa

Obliczeniową powierzchnię przekroju kanału dopływowego zaworu bezpieczeństwa niezbędną do odprowadzenia wody oblicza się korzystając z poniższego wzoru^[4]Urząd Dozoru Technicznego, WUDT-UC KW/04, wydanie 01.2005.:

$A_{w} = \frac{(1 - X_{2}) \cdot m}{5,03 \cdot \alpha_{c} \cdot \sqrt{(p_{1} - p_{2}) \cdot \rho_{1}}}$

α_c – dopuszczalny współczynnik wypływu zaworu bezpieczeństwa dla cieczy
p₂ – ciśnienie odpływowe, MPa
ρ₁ – gęstość cieczy przed zaworem bezpieczeństwa przy nadciśnieniu p₁ i temperaturze T₁, kg/m³

Obliczeniowa powierzchnia przekroju kanału dopływowego zaworu bezpieczeństwa niezbędna do odprowadzenia pary

Ok, na początku zajmijmy się obliczeniem wymaganej powierzchni przekroju kanału dopływowego zaworu bezpieczeństwa niezbędnej do odprowadzenia pary, analizując krok po kroku odpowiedni wzór tak, abyś dokładnie wiedział co z czego wynika oraz skąd wziąć wszystkie, niezbędne do obliczeń dane. Ale na początku, przypomnijmy sobie jeszcze raz wzór, z którego będziemy korzystać:

$A_{p} = \frac{X_{2} \cdot m}{10 \cdot K_{1} \cdot K_{2} \cdot \alpha \cdot (p_{1} + 0,1)}$

Udział pary w mieszance parowo – wodnej odprowadzanej przez zawór bezpieczeństwa

Udział pary w mieszance parowo – wodnej odprowadzanej przez zawór bezpieczeństwa oblicza się korzystając ze wzoru^[5]Urząd Dozoru Technicznego, WUDT-UC KW/04, wydanie 01.2005.:

$X_{2} = \frac{i_{1} - i_{2}}{r}$

i₁ – entalpia wody przed zaworem bezpieczeństwa przy nadciśnieniu p₁, kJ/kg
i₂ – entalpia wody na wylocie z zaworu bezpieczeństwa przy nadciśnieniu p₂, kJ/kg

Teraz być może zastanawiasz się skąd wziąć potrzebne dane? Oczywiście możesz je obliczyć samodzielnie korzystając z kilku wzorów, ale tak samo jak miało to miejsce w przypadku wyznaczania ciepła parowania wody, zdecydowanie wygodniej jest skorzystać z tablicy, która jest dostępna tutaj lub wszelkiego rodzaju kalkulatorów audytora energetycznego, które wyznaczają właściwości fizyczne dla cieczy i gazów.

Skupmy się teraz na entalpii wody przed zaworem bezpieczeństwa przy nadciśnieniu p₁, a więc przy ciśnieniu absolutnym równym 4,3 bara (tutaj również bierzemy pod uwagę dodatkowe 10% z nadciśnienia panującego w instalacji, tak samo jak miało to miejsce przy wyznaczaniu ciepła parowania wody). Korzystając z tablic możemy odczytać, że entalpia wody dla naszych warunków, tj. dla temperatury 146,26°C wynosi:

$i_{1} = 615,99 \ \frac{kJ}{kg}$

Teraz przyszła pora, aby wyznaczyć entalpię wody na wylocie z zaworu bezpieczeństwa przy nadciśnieniu p₂, ale ile będzie wynosić to nadciśnienie? Odpowiedź jest prosta – ponieważ mieszanka parowo – wodna będzie odprowadzana na zewnątrz, tzn. do atmosfery, to nadciśnienie w takim przypadku będzie wynosić 0, a ciśnienie absolutne będzie równe jedynie ciśnieniu atmosferycznemu – czyli wyniesie 1 bar. Teraz podobnie jak powyżej, korzystając z tablic lub odpowiedniego kalkulatora odczytujemy wartość entalpii dla wody, w temperaturze 99,63°C, ponieważ w takiej temperaturze, woda przy ciśnieniu absolutnym równym 1,0 bara zaczyna wrzeć. Entalpia wody w interesujących nas warunkach wynosi:

$i_{2} = 417,50 \ \frac{kJ}{kg}$

W związku z powyższym udział pary w mieszance parowo – wodnej odprowadzanej przez zawór bezpieczeństwa będzie wynosić:

$X_{2} = \frac{615,99 - 417,50}{2124,62} = 0,09$

Współczynnik poprawkowy uwzględniający właściwości czynnika roboczego i jego parametry przed zaworem bezpieczeństwa

Wartość współczynnika K₁ dla pary wodnej należy odczytać z poniższego wykresu, przy czym dla ciśnienia zrzutowego mniejszego od 0,5 bara, współczynnik ten przyjmuje wartość 0,55^[6]Urząd Dozoru Technicznego, WUDT-UC WO-A/01, wydanie 01.2005.. W naszym wypadku, dla nadciśnienia równego 0,33 bara, współczynnik K₁ przyjmuje wartość:

$K_{1} = 0,532$

Rys. 01. Nomogram doboru współczynnika K₁ dla pary wodnej^[7]Urząd Dozoru Technicznego, WUDT-UC WO-A/01, wydanie 01.2005..

Współczynnik poprawkowy uwzględniający wpływ stosunku ciśnień przed i za zaworem bezpieczeństwa

Wartość współczynnika K₂ wyznacza się z poniższego wykresu w zależności od współczynników β oraz κ, gdzie β oznacza stosunek ciśnień przed i za zaworem bezpieczeństwa, a κ oznacza wykładnik adiabatyczny, przy czym^[8]Urząd Dozoru Technicznego, WUDT-UC WO-A/01, wydanie 01.2005.:

$\beta \leq \beta_{kr} \to K_{2} = 1$

Współczynnik β oblicza się korzystając z poniższego wzoru^[9]Urząd Dozoru Technicznego, WUDT-UC WO-A/01, wydanie 01.2005.:

$\beta = \frac{p_{2} + 0,1}{p_{1} + 0,1}$

W związku z powyższym, dla naszego przypadku współczynnik ten będzie wynosić:

$\beta = \frac{0 + 0,1}{0,33 + 0,1} = \frac{0,1}{0,43} = 0,233$

Współczynnik β_kr, czyli współczynnik określający krytyczny stosunek ciśnień przed i za zaworem bezpieczeństwa, dla pary wodnej nasyconej możemy odczytać z tablic określających właściwości par i gazów lub obliczyć korzystając z wzoru^[10]Urząd Dozoru Technicznego, WUDT-UC WO-A/01, wydanie 01.2005.:

$\beta_{kr} = ( \frac{2}{\kappa + 1} )^{\frac{\kappa}{\kappa - 1}}$

Nie zdziwię się, jeżeli teraz będziesz się zastanawiać jak określić wartość wykładnika adiabatycznego κ dla pary wodnej nasyconej. Ponieważ wykładnik ten jest określany jako stosunek ciepła właściwego pary wodnej nasyconej w przemianie izobarycznej do ciepła właściwego pary wodnej nasyconej w przemianie izochorycznej, stosując odpowiednie wzory można go wyliczyć. Nie mniej jednak, najszybciej oraz najwygodniej jest skorzystać z gotowych wartości, podanych w tablicach określających właściwości par i gazów. Korzystając z takich tablic, w przeciągu kilku sekund możemy określić wartość wykładnika adiabatycznego κ, który będzie wynosić^[11]Urząd Dozoru Technicznego, WUDT-UC WO-A/01, wydanie 01.2005.:

$\kappa = 1,31$

Teraz bez najmniejszych problemów możemy wyliczyć współczynnik β_kr:

$\beta_{kr} = ( \frac{2}{1,31 + 1} )^{\frac{1,31}{1,31 - 1}} = ( \frac{2}{2,31} )^{\frac{1,31}{0,31}} = 0,866^{4,226} = 0,544$

Jak już wcześniej wspomniałem, wartość współczynnika β_kr również można odczytać z odpowiednich tablic. Niemniej jednak chciałem przeprowadzić z Tobą dokładne obliczenia, abyś wiedział skąd ta wartość się bierze.

Następnie, musimy porównać wartości współczynników β oraz β_kr i ostatecznie określić wartość współczynnika K₂:

$0,233 \leq 0,544 \to K_{2} = 1$

Dopuszczalny współczynnik wypływu zaworu bezpieczeństwa dla par i gazów

Jeżeli chodzi o wyznaczenie współczynnika α to sprawa jest bardzo prosta. Należy odczytać go z tabeli konkretnego zaworu bezpieczeństwa, który chcemy zastosować. Pamiętaj jednak, współczynnik ten zazwyczaj będzie inny dla każdy zaworu bezpieczeństwa.

Przykładowo, przyjmijmy jeden z najpopularniejszych zaworów bezpieczeństwa w Polsce, tj. SYR 1915 3/4″ o ciśnieniu otwarcia 3,0 bar. Dla takiego zaworu bezpieczeństwa, współczynnik wypływu dla par i gazów będzie wynosić:

$\alpha = 0,57$

Powierzchnia przekroju kanału dopływowego zaworu bezpieczeństwa niezbędna do odprowadzenia pary

Teraz, mając wszystkie potrzebne dane możemy obliczyć minimalną powierzchnię przekroju kanału dopływowego zaworu bezpieczeństwa niezbędną do odprowadzenia pary:

$A_{p} = \frac{0,09 \cdot 101,67}{10 \cdot 0,532 \cdot 1 \cdot 0,57 \cdot (0,33 + 0,1)} = 7,02 \ mm^{2}$

Obliczeniowa powierzchnia przekroju kanału dopływowego zaworu bezpieczeństwa niezbędna do odprowadzenia wody

Teraz zajmijmy się obliczeniem wymaganej powierzchni przekroju kanału dopływowego zaworu bezpieczeństwa niezbędnej do odprowadzenia wody. Podobnie jak poprzednio, na początku, przypomnijmy sobie jeszcze raz wzór, z którego będziemy korzystać:

$A_{w} = \frac{(1 - X_{2}) \cdot m}{5,03 \cdot \alpha_{c} \cdot \sqrt{(p_{1} - p_{2}) \cdot \rho_{1}}}$

Dopuszczalny współczynnik wypływu zaworu bezpieczeństwa dla cieczy

Współczynnik α_c wyznaczamy analogicznie, jak miało to miejsce w przypadku wyznaczenia współczynnika α dla par i gazów. Ponownie przyjmujemy zawór bezpieczeństwa SYR 1915 3/4″ o ciśnieniu otwarcia 3,0 bar i z tabeli odczytujemy współczynnik wypływu dla cieczy, który wynosi:

$\alpha_{c} = 0,36$

Gęstość cieczy przed zaworem bezpieczeństwa przy nadciśnieniu p₁ i temperaturze t₁

Gęstość wody w danych warunkach najłatwiej odczytać z tabel lub skorzystać z odpowiedniego kalkulatora hydraulicznego czy kalkulatora audytora energetycznego.

W naszym przypadku, tj. przy nadciśnieniu równym 3,3 bara, temperatura wrzenia wody wynosi 146,26°C. Gęstość wody w takich warunkach jest równa:

$\rho_{1} = 920,33 \ \frac{kg}{m^{3}}$

Powierzchnia przekroju kanału dopływowego zaworu bezpieczeństwa niezbędna do odprowadzenia wody

Teraz, mając wszystkie potrzebne dane możemy obliczyć minimalną powierzchnię przekroju kanału dopływowego zaworu bezpieczeństwa niezbędną do odprowadzenia wody:

$A_{w} = \frac{(1 - 0,09) \cdot 101,67}{5,03 \cdot 0,36 \cdot \sqrt{(0,33 - 0) \cdot 920,33}} = 2,93 \ mm^{2}$

Wymagana powierzchnia przekroju kanału dopływowego zaworu bezpieczeństwa

W tym momencie możemy wyznaczyć minimalną powierzchnię przekroju kanału dolotowego zaworu bezpieczeństwa:

$A = 7,02 + 2,93 = 9,95 \ mm^{2}$

Wymagana średnica kanału dopływowego zaworu bezpieczeństwa

Ponieważ znamy już minimalną powierzchnię przekroju kanału dopływowego zaworu bezpieczeństwa, aby określić minimalną średnicę kanału dopływowego d₀ należy jedynie odpowiednio przekształcić wzór na pole koła tak, aby otrzymać:

$d_{0} = \sqrt{\frac{4 \cdot A}{\pi}}$

W związku z powyższym, minimalna średnica kanału dopływowego zaworu bezpieczeństwa będzie wynosić:

$d_{0} = \sqrt{\frac{4 \cdot 9,95}{3,14}} = \sqrt{12,68} = 3,56 \ mm$

Ponieważ wcześniej, przyjmując odpowiednie współczynniki wypływu dla zaworu bezpieczeństwa założyliśmy zawór SYR 1915 3/4″ o ciśnieniu otwarcia 3,0 bara, należy teraz sprawdzić średnicę, jaką posiada na kanale dopływowym i porównać ją z otrzymaną wartością. Dlatego też, ponownie posługując się kartą katalogową wyżej wymienionego zaworu odczytujemy interesującą nas wartość:

$d_{zb} = 14 \ mm$

Następnie porównujemy obydwie wartości

$14 \ mm \geq 3,56 \ mm$

Ponieważ średnica dobranego zaworu bezpieczeństwa jest większa od minimalnej średnicy, którą otrzymaliśmy w powyższych obliczeniach, możemy stwierdzić, że dobór zaworu bezpieczeństwa został wykonany prawidłowo.

Podsumowanie

Ponieważ dobrnęliśmy do końca obliczeń, mam nadzieję, że w tym momencie cała metodyka doboru zaworu bezpieczeństwa dla kotłów niskotemperaturowych, pracujących w układzie zamkniętym jest dla Ciebie jasna i już nigdy więcej nie będziesz mieć z nią najmniejszych problemów. Moim zdaniem jest to wiedza obowiązkowa dla każdego inżyniera, który zajmuje się projektowaniem instalacji ogrzewczych.

Ponieważ zależy mi, abyś skorzystał z tego artykuły w jak największym zakresie, na zakończenie chciałbym podzielić się z Tobą jeszcze kilkoma własnymi spostrzeżeniami oraz doświadczeniami.

Po pierwsze z pewnością zauważyłeś, że dobrany zawór bezpieczeństwa 3/4″ ma średnicę 14 mm i jest ona o wiele, wiele większa od średnicy wymaganej, tj 3,56 mm. Dlaczego więc nie zastosować mniejszego zaworu bezpieczeństwa, np SYR 1915 1/2″, którego średnica wynosi 12 mm? Ano dlatego, że zgodnie z pkt. 2.2.2.2. normy PN-B-02414:1999, wewnętrzna średnica króćca dopływowego zaworu bezpieczeństwa nie może być mniejsza niż 15 mm^[12]Polski Komitet Normalizacyjny, PN-B-02414:1999 (wersja polska), Ogrzewnictwo i ciepłownictwo – Zabezpieczenie instalacji ogrzewań wodnych systemu zamkniętego z naczyniami wzbiorczymi … Continue reading. Zatem jak sam widzisz, zawór bezpieczeństwa, który został dobrany, tj. SYR 1915 3/4″ powinien być zmieniony na zawór większy o jedną dymensję, po czym ponownie powinieneś przeprowadzić obliczenia, przyjmując skorygowane współczynniki wypływu.

Moim zdaniem, dobór zaworu bezpieczeństwa, zgodnie z Warunkami Urzędu Dozoru Technicznego jest bardziej skomplikowany niż ma to miejsce w przypadku obliczeń wg normy PN-B-02414:1999. Zależało mi jednak, żeby dać Ci tutaj jak najwięcej wiedzy, dlatego też chciałem, abyśmy wspólnie, krok po kroku, przeanalizowali właśnie tą metodykę obliczeń. Ale spokojnie… jeżeli chciałbyś, żebyśmy również przeanalizowali dobór zaworu bezpieczeństwa, dla tych samych warunków, ale metodą zgodną z wyżej wymienioną normą to przygotowałem dla Ciebie specjalne bonusy. 🙂

Bonusy

Bonus numer 1

Jeżeli chciałbyś krok po kroku poznać metodę doboru zaworu bezpieczeństwa, zgodną z normą PN-B-02414:1999: „Ogrzewnictwo i ciepłownictwo – Zabezpieczenie instalacji ogrzewań wodnych systemu zamkniętego z naczyniami wzbiorczymi przeponowymi – Wymagania”, już teraz, zupełnie za darmo odbierz prezent, który specjalnie dla Ciebie przygotowałem. Wystarczy, że klikniesz w poniższy obrezek.

Aby odebrać darmowy prezent, kliknij w powyższy obrazek.

Bonus numer 2

Wg mojego doświadczenia oraz licznych obserwacji związanych z awariami instalacji, jest jeszcze jeden, bardzo ważny wymóg, jaki powinien spełniać zawór bezpieczeństwa, a o której nikt, nigdzie nie pisze (przynajmniej ja nigdy nie trafiłem na taki artykuł). Jeżeli tylko chciałbyś zwiększyć swoją wiedzę i skorzystać z mojego doświadczenia, odbierz za darmo drugi z trzech prezentów, jakie specjalnie dla Ciebie przygotowałem. Wystarczy, że klikniesz w poniższy obrezek.

Aby odebrać darmowy prezent, kliknij w powyższy obrazek.

Przypisy[+]

Przypisy
↑1, ↑2, ↑3, ↑4, ↑5	Urząd Dozoru Technicznego, WUDT-UC KW/04, wydanie 01.2005.
↑6, ↑7, ↑8, ↑9, ↑10, ↑11	Urząd Dozoru Technicznego, WUDT-UC WO-A/01, wydanie 01.2005.
↑12	Polski Komitet Normalizacyjny, PN-B-02414:1999 (wersja polska), Ogrzewnictwo i ciepłownictwo – Zabezpieczenie instalacji ogrzewań wodnych systemu zamkniętego z naczyniami wzbiorczymi przeponowymi – Wymagania, wydanie 01.1999.

Categories: Baza wiedzy, Instalacja ogrzewcza, Instalacje wewnętrzne, Projektowanie

| Tags: Instalacja c.o., Instalacja ogrzewcza, Zawór bezpieczeństwa

Hej Karol,

Nie do końca. 🙂 Ogólnie w instalacji grzewczej możemy wyróżnić ciśnienie statyczne i dynamiczne. Chociaż tak naprawdę w tym przypadku, powiniem raczej mówić o ciśnieniu hydrostatycznym i dynamicznym.

Ogólnie i w uproszczeniu, ciśnienie hydrostatyczne związane jest z wysokością instalacji. Ciśnienie dynamiczne związane jest z działaniem pompy. I co najważniejsze – zwróć uwagę, że w takim przypadku, w różnych miejscach instalacji mogą panować różne ciśnienia.

Co więcej, zwróć również uwagę, że zawór bezpieczeństwa otworzy się jeśli ciśnienie przekroczy ustaloną wartość w miejscu, gdzie jest on zamontowany. Czyli innymi słowy, wzrost ciśnienia w instalacji do wartości np. 4 bar nie oznacza, że zawór bezpieczeństwa ustawiony na ciśnienie 3 bar się otworzy. A dlaczego nie? Ponieważ w miejscu, gdzie zawór ten się znajduje ciśnienie może być mniejsze. 🙂 I tutaj właśnie chodzi o prawidłowy montaż takiego urządzenia jak też i odpowiednie zaprojektowanie instalacji.

A co do ciśnienia roboczego instalacji, innymi słowy jest to najwyższe, dopuszczalne ciśnienie jakie może wystąpić w danym systemie. Wszystkie elementy instalacji grzewczej są przystosowane do pracy z pewnym, najwyższym, dopuszczalnym ciśnieniem. Dlatego też ciśnienie robocze instalacji nie powinno przekraczać tej wartości.

Ogólnie jeśli chciałbyś wiedzieć na ten temat więcej to polecam Ci mój kurs Projektowania Instalacji Ogrzewczych od A do Z na stronie https://akademiainzyniera.pl. Tam jest cały moduł poświęcoy zabezpieczeniu instalacji, a sama lekcja dotycząca zaworowi bezpieczeństwa trwa około godziny. Jest o czym opowiadać. 🙂

Odpowiedz

8 thoughts on “Jak dobrać zawór bezpieczeństwa?”

Bożena on 13 stycznia 2021

Kapitalnie przygoowana wiedza jak dobrać zawór bezpieczeństwa.
Sposób przygotowania niezbednych informacji – rewelacja, bez zbędnych szczegółów, bez zagmatwania opisami własnymi.
UDT-powino byc dumne :-).
Jak dla mnie przełom w doborze zaworów dla kotłów niskotemperaturowych.
Serdecznie pozdrawiam Bożena

Odpowiedz
- Kuba on 13 stycznia 2021
  
  Hej Bożena,
  
  Dzięki! 🙂 Cieszę się w takim razie, że mogłem pomóc. 🙂
  
  Odpowiedz
Grzegorz on 24 marca 2021

Świetnie napisany artykuł, wszystko wyjaśnione – co i skąd się bierze.
Czy metodologia doboru zaworów bezpieczeństwa do instalacji solarnych jest taka sama jak przedstawiona w artykule?

Odpowiedz
- Kuba on 24 marca 2021
  
  Hej Grzegorz,
  
  Bardzo się cieszę, że mój artykuł przypadł Ci do gustu. 🙂
  
  Wiele układów solarnych jest zabezpieczana zgodnie z obliczeniami przedstawionymi w artykule. Niemniej jednak, osobiście uważam, że nie jest to rozwiązanie do końca poprawne…
  
  Zgodnie z normą PN-B-02414:1999, wewnętrzna średnica króćca dopływowego zaworu bezpieczeństwa powinna zostać obliczona na podstawie normy PN-M-35630:1981 oraz wytycznych Urzędu Dozoru Technicznego, jeżeli źródłem ciepła jest kocioł.
  
  Natomiast w sytuacji, kiedy źródłem ciepła nie będzie kocioł, ale wymiennik ciepła, parametr ten powinien zostać obliczony na podstawie normy PN-B-02414:1999.
  
  Wymiennik ciepła to najprościej mówiąc urządzenie, w którym występuje wymiana ciepła pomiędzy dwoma nośnikami o różnych temperaturach. Dlatego też ja klasyfikowałbym kolektory słoneczne jako wymienniki ciepła. Zresztą urządzenia takie z całą pewnością nie są kotłami.
  
  W związku z powyższym, w przypadku zabezpieczenia instalacji solarnych powinniśmy postępować zgodnie z metodologią obliczeń, która została przedstawiona w normie PN-B-02414:1999.
  
  Odpowiedz
marwal on 27 grudnia 2021

Witam. Co w przypadku doboru zaworu bezp. do instalacji wody lodowej. Jaki tok obliczeń jest właściwy i jaką przyjąć przepustowość dla zaworu bezp.

Odpowiedz
- Kuba on 27 grudnia 2021
  
  Hej Marwal,
  
  Dobór zaworu bezpieczeństwa dla agregatu chłodniczego powinien już wyglądać nieco inaczej.
  
  Niewykluczone, że w przyszłości napiszę artykuł na ten temat. 🙂
  
  Odpowiedz
karol1144 on 30 czerwca 2022

Dzien dobry,
o co chodzi z tym, że ciśnienie robocze instalacji to 3bar my tutaj dobieramy zawór z początkiem otwarcia 3bar? Przecież chyba w takim przypadku zawór będzie się cały czas otwierał podczas pracy, co prawda nie całkowicie ale jednak.

Odpowiedz
- Kuba on 3 lipca 2022
  
  Hej Karol,
  
  Nie do końca. 🙂 Ogólnie w instalacji grzewczej możemy wyróżnić ciśnienie statyczne i dynamiczne. Chociaż tak naprawdę w tym przypadku, powiniem raczej mówić o ciśnieniu hydrostatycznym i dynamicznym.
  
  Ogólnie i w uproszczeniu, ciśnienie hydrostatyczne związane jest z wysokością instalacji. Ciśnienie dynamiczne związane jest z działaniem pompy. I co najważniejsze – zwróć uwagę, że w takim przypadku, w różnych miejscach instalacji mogą panować różne ciśnienia.
  
  Co więcej, zwróć również uwagę, że zawór bezpieczeństwa otworzy się jeśli ciśnienie przekroczy ustaloną wartość w miejscu, gdzie jest on zamontowany. Czyli innymi słowy, wzrost ciśnienia w instalacji do wartości np. 4 bar nie oznacza, że zawór bezpieczeństwa ustawiony na ciśnienie 3 bar się otworzy. A dlaczego nie? Ponieważ w miejscu, gdzie zawór ten się znajduje ciśnienie może być mniejsze. 🙂 I tutaj właśnie chodzi o prawidłowy montaż takiego urządzenia jak też i odpowiednie zaprojektowanie instalacji.
  
  A co do ciśnienia roboczego instalacji, innymi słowy jest to najwyższe, dopuszczalne ciśnienie jakie może wystąpić w danym systemie. Wszystkie elementy instalacji grzewczej są przystosowane do pracy z pewnym, najwyższym, dopuszczalnym ciśnieniem. Dlatego też ciśnienie robocze instalacji nie powinno przekraczać tej wartości.
  
  Ogólnie jeśli chciałbyś wiedzieć na ten temat więcej to polecam Ci mój kurs Projektowania Instalacji Ogrzewczych od A do Z na stronie https://akademiainzyniera.pl. Tam jest cały moduł poświęcoy zabezpieczeniu instalacji, a sama lekcja dotycząca zaworowi bezpieczeństwa trwa około godziny. Jest o czym opowiadać. 🙂
  
  Odpowiedz

Cookie	Duration	Description
cookielawinfo-checbox-analytics	11 months	This cookie is set by GDPR Cookie Consent plugin. The cookie is used to store the user consent for the cookies in the category "Analytics".
cookielawinfo-checbox-functional	11 months	The cookie is set by GDPR cookie consent to record the user consent for the cookies in the category "Functional".
cookielawinfo-checbox-others	11 months	This cookie is set by GDPR Cookie Consent plugin. The cookie is used to store the user consent for the cookies in the category "Other.
cookielawinfo-checkbox-necessary	11 months	This cookie is set by GDPR Cookie Consent plugin. The cookies is used to store the user consent for the cookies in the category "Necessary".
cookielawinfo-checkbox-performance	11 months	This cookie is set by GDPR Cookie Consent plugin. The cookie is used to store the user consent for the cookies in the category "Performance".
viewed_cookie_policy	11 months	The cookie is set by the GDPR Cookie Consent plugin and is used to store whether or not user has consented to the use of cookies. It does not store any personal data.

Jak dobrać zawór bezpieczeństwa?

Obowiązujące przepisy

Założenia projektowe

Obliczenia hydrauliczne