Sicherheitsventil

Um Rohrleitungen, Armaturen und Druckbehälter zuverlässig gegen den Überdruck, der über den festgelegenten Betriebsdruck hinausgeht, abzusichern, werden Sicherheitsventile eingesetzt.

Der Aufbau und die Funktion von Sicherheitsventilen wird von der DIN 3320 und und dem TÜV-Merkblatt TÜV-AD-2000 A2 beschrieben. Die nationale Normen werden auf Grund der Harmonisierung der internationalen Normen schrittweise in die ISO 4126 übergeführt.

Sicherheitsventile werden nach den folgenden Kriterien eingeteilt:

Normal-Sicherheitsventil

Die Öffnung des Sicherheitsventiles erfolgt innerhalb von 10 Prozent des Nenndruckes; ab 10 Prozent Überdruck muss der für die ausgelegte Durchflussleistung erforderliche Hub erreicht sein.

Vollhub-Sicherheitsventil

Die Öffnung des Ventiles erfolgt innerhalb von 5 Prozent des Nenndruckes; ab 5 Prozent Überdruck muss der für die ausgelegte Durchflussleistung erforderliche Hub erreicht sein. Deshalb öffnet das Sicherheitsventil schlagartig.

Proportional-Sicherheitsventil

Diese Art Sicherheitsventile öffnen innerhalb von 10 Prozent Druckanstieg über den Nenndruck bzw. eingestellten Abblasedruck. Bei 10 Prozent Überdruck muss der erforderliche Hub des Kolbens ausreichen, um die definierte Durchflussleistung zu erbringen. Der Hub erhöht sich dann proportional zum Druckanstieg.

Direktwirkende Sicherheitsventile

Bei den direktwirkenden Sicherheitsventilen gibt es eine mechanische Kraft, die der Öffnung des Ventiles entgegenwirkt. Diese Kraft kann beispielsweise eine Feder oder ein Gewicht sein.

Gesteuerte Sicherheitsventile

Diese Art Sicherheitsventile besitzen neben dem Hauptventil eine Steuereinrichtung. Die Schliesskraft im Sicherheitsventil kann pneumatisch, hydraulisch, elektronisch oder auch mechanisch erreicht werden.

Die Sicherheitsventile müssen gegen eine unbefugte Änderung des eingestellten Abblasedrucks gesichert sein. Dies kann z. B. durch eine Plombe gewährleistet werden. Damit die korrekte Funktion sichergestellt wird, müssen bewegliche Teile des Ventiles gegen Verschmutzung und Temperatureinflüsse geschützt werden.

Die Sicherheitsventile müssen bei einem Druck von über 85% des eingestellten Ventil-Betriebsdruckes ohne weitere Hilfsmittel geprüft bzw. geöffnet werden können, damit ein eventueller Ausfall durch Verschmutzung oder andere Umstände ausgeschlossen wird. Diesen Vorgang nennt man Anlüften. Das Ventil sollte regelmäßig durch Anlüften auf die korrekte Funktion überprüft werden.

Einbauvorschriften

Das Sicherheitsventil muss unabsperrbar eingebaut werden, gegen Verschmutzung und Witterung geschütz sein und in eingebautem Zustand nach oben (senkrecht) zeigen.

Ventileigenschaften (Parameter):

Einstelldruck: P_e - eingravierte Druckangabe, bis zu der das Ventil den Druck halten muss.

Ansprechdruck: P_A - bei dem das Sicherheitsventil anfängt, sich zu öffnen.

Öffnungsdruck: P_ö  -  bei diesem Druck ist der volle Ventilhub des Ventils erreicht.

Öffnungsdruckdifferenz: P_Δö  - liegt im Bereich von 10% des Ansprechdruckes.

Schließdruck: P_s  -  bei dem sich das Ventil wieder schließt.

Schließdruckdifferenz: P_ΔAS - Differenz zwischen Ansprechdruck und Schließdruck (Sicherheitsventile bis 3 bar bei Flüssigkeiten < 0,6 bar unter dem Ansprechdruck).

Überdruck: P_ü und absoluter Druck: P_abs

Für die Berechnung sind folgende Parameter wichtig:

Werkstoff Ventilgehäuse:
- Messing
- Messing vernickelt
- Edelstahl

Werkstoff Dichtungen:
- Teflon, Ertalon, Silikon
- Viton, NBR, EPDM
- Metall.

Ausführungsvarianten:
- frei abblasend
- Ausführung als Eckventil mit Gewindeanschluss zum Ableiten des abblasenden Mediums

Anschlüsse:
G 1/8 – G 2

Druckbereiche:
0,5 – 90 bar (andere Einstellungen möglich)

Temperaturbereiche:
-200 °C  -  +250 °C

Folgende Medien können über Sicherheitsventile abgesichert werden:

Wasserstoff H₂, Luft, Methan (CH₄), Neon, Propan C₃H₈, Sauerstoff O₂, Schwefeldioxid SO₂, SF₆, Stickstoff N₂, Stickstoffdioxid NO₂, Stickstoffmonoxid NO, Acetylen C₂H₂, Ammoniak NH₃ gasförmig, Argon, Ethylen C₂H₄, Frigen, Helium He, Kohlendioxid CO₂, Kohlenmonoxid CO, Di-Chlor-Methan CH₂Cl₂, Erdgas, Dampf, BUTAN, Butadien

Aceton C₃H₆,  Benzin rein (Hexan)C₆H₁₄, C₅H₁₀(Cyclopentan), Ethylalkohol C₂H₆O, ETO(Ethylacetat), Gas-Öl,  Iso-Butanol, Iso-Cyan, Öl, Petroleum,  Propylen, R134A, R22, R23, R404A, R407C, R410A, R502, R507, Salzsäure HCL, THT, Toluol C₇H₈, Wasser H₂O, Wasserstoffperoxid H₂O₂, Xylol

Sicherheitsventile in der Haustechnik

Membran-Sicherheitsventil (SV)

Sicherheitsventil - Trinkwasseranlage

Sicherheitsgruppe-geschlossene-Speicher

Sicherheitsventil - thermische Solaranlagen

Sicherheitsventile - Kälteanlagen

Das Sicherheitsventil muss unabsperrbar eingebaut werden, gegen Verschmutzung und Witterung geschütz sein und in eingebautem Zustand nach oben (senkrecht) zeigen.
Die Sicherheitsventile müssen gegen eine unbefugte Änderung des eingestellten Abblasedrucks gesichert sein. Dies kann z. B. durch eine Plombe gewährleistet werden. Damit die korrekte Funktion sichergestellt wird, müssen bewegliche Teile des Ventiles gegen Verschmutzung und Temperatureinflüsse geschützt werden.
Die Sicherheitsventile müssen bei einem Druck von über 85 % des eingestellten Ventil-Betriebsdruckes ohne weitere Hilfsmittel geprüft bzw. geöffnet werden können, damit ein eventueller Ausfall durch Verschmutzung oder andere Umstände ausgeschlossen wird. Diesen Vorgang nennt man Anlüften. Das Ventil sollte regelmäßig durch Anlüften auf die korrekte Funktion überprüft werden.

Schutz gegen Überschreitung des maximalen Betriebsdrucks - Technische Vorgaben und Einbau

Die DIN EN 12828:2013-04 - Planung von Warmwasserheizungsanlage -beschreibt folgendes:
Jeder Wärmeerzeuger einer Heizungsanlage muss zum Schutz der Anlage gegen ein Überschreiten des maximalen Betriebsdrucks durch mindestens ein Sicherheitsventil abgesichert sein. Ist der Wärmeerzeuger werkseitig nicht mit einem Sicherheitsventil ausgestattet, muss eine derartige Einrichtung so nahe wie möglich am Wärmeerzeuger angebracht werden.
Bei Verwendung von mehr als einem Sicherheitsventil muss das kleinere Ventil eine Ablaseleistung von mindestens 40 % der gesamten Durchflussmenge aufweisen. Das bzw. die Sicherheitsventile müssen so ausgelegt sein, dass der gesamte in der Anlage oder in Teilen der Anlage entstehende Druck abgesichert werden kann.

Sicherheitsventile müssen:
- einen Mindestdurchmesser von DN 15 aufweisen
- sich bei einem Druck öffnen, der den maximalen Auslegungsdruck der Anlage nicht überschreitet
- in der Lage sein, eine Überschreitung des maximalen Betriebsdrucks um mehr als 10 % zu verhindern, wobei jedoch bei maximalen Betriebsdrücken von nicht mehr als 3 bar eine Überschreitung von 0,5 bar zulässig ist.

Möglichkeiten dafür, wie diese Anforderungen eingehalten werden können, sind in Anhang E angegeben. Die Angaben zu Sicherheitsventilen in Anhang E dienen lediglich der Information; im Zweifelsfall haben entsprechende Produktnormen Vorrang.

Sicherheitsventile müssen
- so eingebaut sein, dass der Druckverlust der Einlassleitung 3 % und der Druckverlust der Abblaseleitung 10 % des Einstelldrucks des Sicherheitsventils nicht überschreitet.
- zugänglich in unmittelbarer Nähe der Vorlaufleitung des Wärmeerzeugers
eingebaut sein.

Zwischen Wärmeerzeuger und Sicherheitsventil(en) darf sich kein Absperrventil befinden.

Um einen sicheren Ablass von Wasser und möglicherweise entstandenem Dampf sicherzustellen, muss der Auslassstutzen des Sicherheitsventils entsprechend bemessen und angeordnet sein.
Wärmeerzeuger mit einer Leistung von mehr als 300 kW müssen in der Ausblaseleitung in unmittelbarer Ventilnähe einen Entspannungstopf aufweisen. Dieser muss mit einer im Freien endenden Dampf-Abblaseleitung verbunden sein und eine sichere Wasserabflussleitung bereitstellen (zu deren Auslegung siehe Anhang E). Dies gilt auch für Wärmeübertrager, bei denen eine Dampfbildung im Falle eines Fehlers der Anlage nicht ausgeschlossen werden kann. Ein Entspannungstopf ist nicht notwendig, wenn jeder Wärmeerzeuger oder Wärmeübertrager mit einem zusätzlichen Temperaturbegrenzer und einem zusätzlichen Druckbegrenzer versehen ist.

Die EN 806-2:2005 - Technische Regeln für Trinkwasser-Installationen - Teil 2 -  Planung - :
Das Ausströmen des Entlastungswasser aus der Thermischen Ablaufsicherung (TAS) oder aus einem Sicherheitsventil muss so erfolgen, dass Schaden von Personen innerhalb und außerhalb des Gebäudes sowie von elektrischen Bauteilen und Kabeln vermieden wird. Eine erkennbare Alarmanzeige von fehlerhaften Betriebszuständen muss vorhanden sein.

Bei den Sicherheitsventilen sollte folgendes Hinweisschild angebracht werden:

Während der Beheizung kann aus Sicherheitsgründen

Wasser aus der Abblaseleitung austreten.

Nicht verschließen