Grupo de seguridad para calefacción: dispositivo, principio de funcionamiento, reglas de selección e instalación

Una persona físicamente no puede todo el tiempo permanecer en la sala de calderas para controlar el correcto funcionamiento de la línea de calefacción, térmicos indicadores y el nivel de presión del aparato de calefacción. Los principales ayudantes en este asunto son adicionales dispositivos, que automáticamente monitorean el funcionamiento del sistema.

Le contaremos qué dispositivos incluye el grupo de seguridad en calefacción, cómo funcionan, de qué manera protegen el sistema. Con nuestros consejos podrá seleccionar sin problemas los componentes necesarios. En el artículo se describen las reglas de montaje y conexión de este importante elemento, responsable del funcionamiento sin averías.

Dispositivo del bloque de seguridad

Las principales causas de fallo en el sistema de caldera de tipo cerrado son la presión excesiva o el llenado excesivo de la tubería con el medio calefactor, es decir, agua. El intercambiador de calor de la caldera es el primer dispositivo que reacciona ante tales desviaciones, por lo que se avería.

¿Por qué puede ocurrir un accidente?

Para evitar dichos fallos en el sistema de calefacción, se utiliza un bloque de seguridad. Con su ayuda se alcanza la presión necesaria del medio térmico en la caldera, la tubería y los radiadores.

En el momento de una presión excesiva, se realiza la descarga del exceso de portador térmico caliente. Las situaciones de emergencia que surgen, como el sobrecalentamiento de la caldera de calentamiento de agua, provocan un aumento de presión en la tubería. Este proceso es consecuencia de la superación de la temperatura normal del portador térmico.

Al calentarse, el líquido tiende a expandirse, para lo cual un sistema de calefacción de tipo cerrado no está diseñado — como reserva adicional se incluye en su circuito un vaso de expansión. Sin embargo, su volumen también es limitado.

Cualquier sistema de calefacción está bajo presión. Para edificios de poca altura, los dispositivos instalados correctamente que suministran el portador térmico, durante los ciclos de calentamiento y enfriamiento, generan una presión de 1 a 2 bares.

La consecuencia del aumento de presión es la falla de los elementos de la caldera o la rotura de la tubería. Para controlar la presión y, en caso de una situación potencialmente peligrosa, ajustarla al valor óptimo, se necesitará un grupo de seguridad montado.

Estructuralmente, el dispositivo está formado por los siguientes módulos: purgador de aire automático, manómetro y válvula de seguridad. Todos estos instrumentos están montados en un cuerpo de acero galvanizado con conexiones roscadas, con o sin aislamiento térmico.

Purgador automático de aire

En la mayoría de los casos, la válvula de aire automática para el sistema de seguridad está fabricada de latón.

Las burbujas de aire en el sistema de calefacción aparecen debido a factores como:

• llenado inicial del circuito de calefacción con líquido;
• instalación de juntas de goma de baja calidad o desgastadas;
• obstrucción por incrustaciones de corrosión en el interior de la tubería;
• alimentación de agua;
• instalación incorrecta o puesta en funcionamiento del sistema de calefacción, etc.

El agua que ingresa al circuito de calefacción contiene mucho oxígeno, que al calentarse comienza a expandirse, formando bolsas de aire. Debido a su formación, la presión aumenta y la velocidad de circulación del portador térmico se ralentiza.

El tipo automático de purgador de aire tiene una estructura especial de cámara de aire: las partículas de suciedad no pueden entrar, y debido al gran volumen de la cámara de aire se elimina el problema de bloqueo del conducto de purga de aire.

Para evitar esto, es recomendable instalar un dispositivo automático de purga de aire, que se caracteriza por su facilidad de uso: no requiere ajuste por parte del ser humano.

El principio de funcionamiento del dispositivo depende completamente de las características del diseño. El dispositivo automático consta de un canal y una válvula. El segundo elemento se encarga de desviar el exceso de aire. Si no hay presión excesiva en la tubería, el flotador se encuentra en posición elevada y la válvula de aguja en posición «cerrado».

En el momento de formación de una bolsa de aire, el flotador descenderá y el balancín abrirá la válvula; así se produce la liberación de aire del sistema. Después de eliminar el exceso, el flotador volverá a su posición inicial y la válvula se cerrará nuevamente.

Manómetro: indicador preciso de presión

El funcionamiento del manómetro está diseñado para medir la presión en el sistema de calefacción. Este instrumento está creado para la obtención, verificación y ajuste rápido del nivel permitido de los indicadores. Su característica principal es la determinación de datos exactos.

En segundo lugar se encuentra la cualidad de confiabilidad. Para algunos también es importante el tamaño del dial para facilitar la lectura de las indicaciones. Cada mecanismo de aguja tiene su propia imprecisión en la medición. Este error se distribuye de la siguiente manera: en los bordes de la escala tiene un valor máximo, en el centro – mínimo.

En el manómetro hay dos agujas: una roja y una negra. La primera indica los datos reales, la segunda se establece en la marca crítica para el sistema

Para cada mecanismo de calefacción, en la documentación adjunta se especifica el nivel máximo de presión que puede soportar. Como unidades de medida en los manómetros se emplean bares o atmósferas. Sin embargo, la primera opción de medición ha tenido una amplia difusión.

Los bares tienen un valor intermedio y están lo más cerca posible de las atmósferas físicas y técnicas:

• 1 bar = 10,197 m de columna de agua o 0,1 MPa
• Atmósfera técnica (1 at) = 10 m de columna de agua
• Atmósfera física (1 atm) = 10,33 m de columna de agua

El valor de 1,5 atmósferas son los valores estándar de presión en las tuberías de sistemas de calefacción independientes. Por lo tanto, para una sala de calderas autónoma será suficiente un manómetro con un máximo (final de la escala) de 4 atmósferas.

La presión máxima para la que están diseñados los manómetros es de 10 atmósferas. También en el mercado hay instrumentos de 8, 6 y 4 atmósferas

Características de la válvula de seguridad

En el sistema de calefacción, la válvula de seguridad desempeña un papel importante. Es un dispositivo de protección diseñado para generadores de calor. Su función principal es eliminar las cargas (picos) en caso de situaciones imprevistas. Este problema es más relevante en los sistemas de calefacción de vapor.

Sin embargo, la presión elevada también puede surgir debido a las siguientes averías:

1. Debido a un fallo en el funcionamiento de la automatización, el volumen del fluido caloportador puede exceder la norma permitida.
2. Aumento rápido de los indicadores de temperatura en el circuito.

Además, este dispositivo puede regular el flujo de refrigerante en la línea de calefacción. Es una construcción estampada que consiste en un cuerpo de latón equipado con dos piezas: una membrana y un resorte de acero. Por lo general, en el momento de la activación del fusible para normalizar la calefacción, es necesario eliminar unos 100 g de líquido calentado.

La válvula de seguridad de latón puede soportar temperaturas del fluido caloportador de hasta 120 °C. El vástago y el resorte en espiral de este dispositivo están hechos de acero inoxidable.

Gracias a la flexibilidad del primer elemento, se establece el coeficiente de presión necesario que actúa sobre la membrana. Por consiguiente, el tabique de membrana bloquea el paso hacia el exterior. Mediante la variación del grado de compresión del resorte en el cierre de seguridad, se realiza el ajuste de las funciones del mecanismo de protección en el sistema de calefacción.

El mecanismo de protección debe ajustarse de modo que el valor de presión máximo posible sea un 15 % mayor que el de trabajo. El proceso de ajuste de la válvula se realiza cada año antes del período de calefacción.

La funcionalidad del dispositivo se verifica mediante su apertura forzada. Conviene hacerlo con cierta periodicidad para que el mecanismo de descarga no se obstruya con diversos depósitos al permanecer en posición inactiva.

Al comprobar el funcionamiento de la válvula de seguridad, la descarga forzada del fluido caloportador se realiza mediante una manija especial. En el cuerpo del dispositivo, una flecha indica la dirección de salida del aire caliente.

Con las características de funcionamiento e instalación de la válvula de seguridad para el calentador de agua, le informará el siguiente artículo, en el que se detalla el dispositivo y se presentan esquemas de montaje.

Principio de funcionamiento del bloque de seguridad

El grupo de seguridad funciona según un esquema extremadamente simple, donde cada uno de los módulos se encarga de mantener las normas de ciertos parámetros en la sala de calderas privada:

1. Gracias al conveniente manómetro, el usuario puede controlar las lecturas de presión en el momento de llenar la tubería con fluido caloportador, así como durante el funcionamiento de la caldera.
2. La válvula de protección protege al generador de calor de las variaciones críticas de presión.
3. La funcionalidad principal del purgador de aire se basa en la purga automática del aire que entra en la tubería durante su llenado inicial o durante el funcionamiento.

Todos los módulos de seguridad se presentan como un único eslabón y están equipados mediante un cuerpo especial: el colector.

Siempre que en el esquema de la sala de calderas se utilice un tanque de expansión de tipo abierto, la instalación del grupo de seguridad no tiene sentido: la presión en la tubería es igual a la atmosférica y los excesos de aire abandonan el sistema a través del recipiente del tanque.

Independientemente del tipo de caldera utilizada (de combustible sólido, de gas, diésel), el bloque de protección se considera el elemento antiavería principal de un sistema de calefacción cerrado, que tiende a funcionar con presión excesiva.

Reglas de selección del equipo

Para cada modelo del bloque de protección, en la documentación adjunta se especifican los parámetros para los que está diseñado.

Criterios principales que influyen en la selección del dispositivo:

• características térmicas de la caldera para las que está diseñado el equipo, en kW;
• temperatura máxima del refrigerante, °C;
• presión nominal;
• compatibilidad con el refrigerante: agua, vapor o anticongelante;
• diámetro de la rosca de conexión; si no coincide, bastará con adquirir adaptadores del diámetro necesario.

La selección correcta de la potencia del bloque de seguridad garantiza una protección confiable de la caldera contra cualquier fallo en el funcionamiento del circuito de calefacción.

Clasificación de modelos populares

Entre las empresas fabricantes que desarrollan válvulas de seguridad, se pueden destacar las siguientes marcas populares: Watts y Valtec. El fabricante Watts es conocido por su amplia gama de dispositivos para sistemas de calefacción, entre los cuales el bloque de seguridad ocupa un lugar importante.

La serie KSG cuenta con varios dispositivos de cuerpo roscado, que se diferencian por sus tamaños (desde estándar hasta compactos) y material de fabricación:

• hierro fundido;
• acero;
• latón.

Adicionalmente, algunos modelos vienen equipados con cubiertas termoaislantes. Para los equipos de la línea KSG es característico estar equipados con una válvula de descarga diseñada para una presión crítica de 3 bares. La instalación en la tubería de calefacción se realiza mediante una conexión de 1 pulgada de diámetro con rosca interior.

La gama de modelos KSG de la empresa Watts, diseñada para funcionar en el esquema de la sala de calderas con generadores de calor de potencia 50-200 kW

La empresa Valtec no es inferior en calidad de sus productos a la marca anterior. La compañía presenta líneas de dispositivos para calderas y tanques de expansión: las series VT 460 y VT 495, respectivamente.

La gama de modelos VT 460 está diseñada para funcionar con equipos de calefacción domésticos de hasta 44 kW de potencia, con una presión máxima de 3 bares. Sin embargo, los precios de los dispositivos prefabricados no son nada baratos, por lo que se puede considerar conveniente la solución de ensamblar dicho bloque por cuenta propia.

La empresa Valtec desarrolla bloques de protección destinados para cualquier tipo de generadores de calor. Una característica distintiva de la serie VT 460 es que los módulos del grupo de seguridad se empaquetan en un cuerpo de latón de tamaño compacto.

Montamos el bloque de seguridad nosotros mismos

En la fabricación del bloque de seguridad no deberían surgir dificultades.

Para iniciar el proceso, será necesario preparar los siguientes módulos y herramientas:

• válvula de descarga;
• manómetro;
• purgador de aire;
• llave inglesa;
• llaves de gas;
• dos codos con conexión roscada de tipo exterior e interior;
• un racor;
• cruz;
• adaptadores;
• sellador;
• estopa de fontanería para sellar y apretar las uniones.

Inicialmente, es necesario atornillar los codos en la cruz. Para un ajuste firme, las hebras de estopa se enrollan en la rosca en el sentido de las agujas del reloj, asegurando que la distribución del sellador sobre la superficie sea uniforme.

El costo de un bloque de seguridad fabricado por sí mismo para el sistema de calefacción es aproximadamente la mitad del de los análogos disponibles en el mercado.

Encima de las hebras se aplica una fina capa de sellador. Luego, con una llave inglesa, se atornillan los codos en la cruz de forma perpendicular entre sí.

Ahora es necesario instalar el manómetro, la válvula de seguridad y el purgador de aire. Si las piezas tienen diferentes diámetros, se utilizan los adaptadores correspondientes. Después del ensamblaje final de todos los módulos, se debe comprobar el funcionamiento del mecanismo bajo presión — el dispositivo no debe presentar fugas y todas las piezas deben estar en condiciones de funcionamiento.

Conexión al sistema de calefacción

En primer lugar, es necesario determinar correctamente el lugar de montaje del grupo de seguridad.

Aquí hay ciertos requisitos que deben cumplirse:

• debe ser un tramo horizontal de tubería cerca del generador de calor;
• en la línea de suministro después de la caldera;
• en algunas calderas está prevista la instalación del bloque de seguridad directamente sobre el propio aparato; para ello, en la parte superior del generador de calor hay un conector especial;
• la distancia desde el aparato de calefacción hasta el bloque de protección no debe superar 1,5 metros, puede ser menor;
• para una tubería que vaya verticalmente hacia arriba desde la caldera, por ejemplo, al siguiente piso, es necesario disponer una derivación. Esto se hace con la ayuda de un codo de manera que el grupo de seguridad pueda ubicarse en un plano horizontal y los aparatos miren «cabezas arriba»;
• para una caldera muy potente, puede ser necesario disponer de otro nodo de protección.

Una regla muy importante que debe cumplirse: no se instala válvula de cierre entre el grupo de seguridad y la caldera. Será conveniente instalar el bloque de protección antes del primer grifo de cierre ubicado en la línea.

Para no sufrir lesiones durante la verificación o al activarse la válvula de seguridad en presencia de una persona, es necesario conectar un tubo de drenaje al dispositivo y llevarlo al alcantarillado.

Vale la pena comprobar oportunamente el funcionamiento de la válvula de seguridad. Este procedimiento se realiza mediante el siguiente método: después de la instalación, abrir la tapa en la dirección indicada por la flecha en el dispositivo.

Después de realizar el montaje del dispositivo de protección, es necesario verificar el correcto funcionamiento de todos los módulos. Para comenzar la operación del purgador de aire, será necesario desenroscar la tapa superior y purgar el aire. Ahora se devuelve la tapa a su posición inicial, pero el dispositivo debe permanecer entreabierto.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Video #1. Cómo ensamblar el grupo de seguridad para calefacción con sus propias manos:

Video #2. Reglas de instalación del módulo de protección:

Video #3. Conexión del conjunto de seguridad a la tubería de suministro de polipropileno:

Muchos creen que el conjunto de protección es un dispositivo común y que su instalación no es obligatoria. Sin embargo, una actitud negligente hacia este asunto no podrá proteger el generador de calor y el propio sistema de calefacción de una rotura debido a un aumento brusco de presión, lo cual es un fenómeno bastante frecuente en un circuito cerrado.

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