Как защитить твердотопливный котел от перегрева и конденсата

Покупая и устанавливая твердотопливный котел, надо обязательно учесть особенности его эксплуатации, а именно – высокую вероятность перегрева в нештатных ситуациях, что может закончиться серьезной аварией и даже разрушением водяной рубашки агрегата (взрывом). Также немалый вред может нанести образование конденсата на стенках камеры сгорания, что случается при определенных режимах работы. Чтобы исключить подобные неприятности, должна быть предусмотрена защита твердотопливного котла от перегрева и конденсата, о чем и пойдет речь в нашей статье.

Как избавиться от конденсата в топке котла?

В котлах на твердом топливе может выпадать влага на внутренних стенках камеры сгорания. Это происходит, когда дрова уже разгорелись и вентилятор наддува (если он есть) работает в полную силу, а вода в системе отопления еще холодная.

От перепада температур и возникает конденсат, который, смешиваясь с продуктами горения, оседает на стенках камеры. Этот налет вызывает коррозию металла, вследствие чего срок службы котла значительно сокращается.

Примечание. Котлы с чугунным теплообменником не боятся коррозии, но, в свою очередь, чувствительны к резким перепадам температуры теплоносителя.

Решить данную проблему несложно, надо лишь включить в схему обвязки трехходовой термостатический клапан, настроенный на температуру теплоносителя 55—60 ºС, как показано на рисунке ниже. Действует защита твердотопливного котла от конденсата следующим образом: пока вода в котле не нагреется до заданной температуры, она циркулирует по малому контуру. После достаточного нагрева трехходовой клапан постепенно подмешивает воду из системы. Таким образом, перепада температур и конденсата в топке не возникает.

Внедрение в схему смесительного узла также защищает чугунный теплообменник от перепада температур теплоносителя, поскольку клапан не даст возможности попасть холодной воде внутрь теплогенератора.

Способы защиты котла от перегрева

Чрезмерный нагрев и закипание теплоносителя в агрегатах на твердом топливе может случиться в процессе эксплуатации по таким причинам:

Самый популярный метод защиты котла от перегрева при внезапных и частых отключениях электричества – это использование блоков бесперебойного питания либо электрических генераторов. Вообще, предусмотрительный хозяин, проживающий в местности с частыми отключениями электроэнергии, должен подумать об этом заблаговременно и принять все меры по обеспечению энергонезависимости своей системы отопления.

Совет. Чтобы система была энергонезависимой, надо ее рассчитать и сделать гравитационной с естественной циркуляцией теплоносителя. Отопительное оборудование нужно подобрать как можно проще, где отсутствует электронный блок управления и дутьевой вентилятор для котла.

Поскольку помимо аварийной ситуации с отключением электричества бывают и другие неисправности, приводящие к перегреву, то наличие независимых источников электроэнергии не панацея, нужны более универсальные решения. Вот они:

Примечание. В некоторых моделях твердотопливных агрегатов внедрена защита от перегрева с помощью встроенного или выносного теплообменника. В случае аварии через него пропускается холодная вода из водопроводной сети. Такое решение можно использовать и тем, кто взялся изготовить котел на твердом топливе своими руками.

Использование клапана безопасности

Это не одно и то же, что предохранительный клапан. Последний просто сбрасывает давление в системе, но не охлаждает ее. Другое дело — клапан защиты от перегрева котла, что отбирает из системы горячую воду, а вместо нее подает холодную, из водопровода. Устройство – энергонезависимое, присоединяется к подающей и обратной магистрали, водопроводной сети и канализации.

При температуре теплоносителя свыше 105 ºС клапан открывается и благодаря давлению в водопроводе 2—5 Бар горячая вода вытесняется из рубашки теплогенератора и трубопроводов холодной, после чего уходит в канализацию. Как присоединяется клапан защиты твердотопливного котла, показано на схеме:

Недостаток этого способа защиты заключается в том, что она непригодна для систем, наполненных незамерзающей жидкостью. Кроме того, схема неприменима в условиях, когда отсутствует централизованное водоснабжение, ведь вместе с отключением электроэнергии прекратится и подача воды из скважины или бассейна.

Схема с аварийным байпасом

Практически не имеет недостатков представленная ниже схема защиты твердотопливного котла от перегрева:

При отключении электричества остановится циркуляционный насос, который во время работы поддавливает лепесток обратного клапана, чем препятствует движению воды через байпас. Но после остановки клапан откроется и теплоноситель продолжит циркуляцию естественным образом. Даже если в это время произойдет какая-то авария с твердотопливным котлом и нагрев воды не остановится, то тепло будет отводиться в буферную емкость, пока дрова в топке не прогорят.

Правда, здесь требуется выполнение нескольких условий:

Заключение

Схему и способ защиты лучше подбирать в соответствии с условиями эксплуатации. В одном случае будет достаточно электрического генератора, в другом не обойтись без байпаса и буферной емкости. Но использование последней считается предпочтительным, в некоторых странах западной Европы эксплуатация теплогенераторов на твердом топливе без буферной емкости вообще запрещена.

Защита котлов от перегрева и конденсата

Домовладельцы, установившие твердотопливный котел, со временем сталкиваются с двумя характерными проблемами. При длительной эксплуатации происходит либо перегрев отопительного устройства, либо скопление конденсата. Первая проблема чревата серьезной аварией вплоть до взрыва элементов системы, вторая — порчей стенок топки. В обоих случаях понадобится дорогостоящий ремонт.

Однако серьезных поломок и прочих неприятностей легко можно избежать. Для этого применяется защита котла от перегрева и конденсата. Что она собой представляет и как работает, расскажем в данной статье.

Причины возникновения проблем

Закипание теплоносителя в системах с твердотопливными котлами возникает по следующим причинам:

Конденсат в системе возникает по иным причинам. Вода, находящаяся в системе отопления, изначально имеет комнатную температуру. Когда происходит розжиг котла, последняя локально и резко повышается, из-за чего возникает конденсат. Он смешивается с дымом, оседает на внутренней поверхности котла. Корка, образовавшаяся при регулярном «окутывании» стенок смесью дыма и конденсата, может быть настолько толстой, что современные антикоррозионные средства не помогут.

Избежать перегрева котла можно. Полностью исключить появление конденсата — нет, только существенно минимизировать. Рассмотрим, как происходит защита твердотопливных котлов от перегрева.

Как предупредить закипание теплоносителя

Стабильность работы автоматики и системы безопасности гарантирует надежную работу котла. Если при эксплуатации вышли из строя температурный датчик или механический термостат, происходит резкий скачок температуры.

Предотвратить это можно тремя способами:

  1. Дополнить систему электрогенератором или иным источником питания.
  2. Внедрить двухходовой защитный клапан.
  3. Установить аварийный байпас с буферной емкостью.

Внедрение дополнительного источника питания хоть и дорогой способ, но популярный и полностью себя оправдывающий. Более того, современные котлы зачастую оказываются оборудованными подобными системами.

Обязательно ли тратиться на вспомогательное приспособление? Дальновидный пользователь всегда позаботится о наличии аварийного генератора, обеспечивающего энергонезависимость системы или, как минимум, купит блок бесперебойного питания.

Два других способа защиты от перегрева твердотопливных котлов заслуживают более детального разбора.

Монтаж защитного клапана

Не стоит путать это устройство с предохранительным аналогом. Последний лишь сбрасывает избыток давления в системе, защитный же стабилизирует температуру теплоносителя. Если горячей воды слишком много, она отводится и заменяется холодной.

Защитный клапан — энергонезависимое устройство, присоединяемое к нескольким компонентам: канализации, водопроводу, прямой и обратной магистралям. Принцип действия таков:

Такая защита твердотопливного котла чаще всего оказывается эффективна, однако есть и исключения. Так, данный способ неприемлем для систем, в которых в качестве теплоносителя используется сочетание дистиллированной воды с незамерзающей жидкостью (антифризом). Также реализация схемы с защитным клапаном невозможна в системе централизованного водоснабжения, поскольку при отключении электроэнергии моментально прекращается подача воды из основной скважины или резервуара.

Аварийный байпас

Байпасом называется перемычка, устанавливаемая на тепловой трассе параллельно основной магистрали. Она представляет собой обводной либо прямой участок, соединяющий прямую магистраль с обратной.

В случае с твердотопливными котлами аварийная перемычка устанавливается обводным способом вокруг циркуляционного насоса. В процессе работы она слегка поддавливает лепесток обратного клапана, в результате теплоноситель через байпас не проходит. При внезапном отключении электричества, скачке напряжения или перегреве насос остановится, а клапан закроется. В результате поток пойдет через перемычку. После восстановления системы клапан вновь откроется.

Чтобы вышеописанная схема работала корректно, должны выполняться три условия:

Теперь поговорим о второй известной проблеме в эксплуатации твердотопливных котлов и способах ее решения.

Защита от конденсата

Оседающий на внутренних стенках налет ускоряет износ котла и сокращает срок его службы. Скапливающаяся влага меньше влияет на чугун, поскольку он не боится коррозии.

Одним из способов защиты котла от конденсата является внедрение трехходового термостатического клапана. Он настраивается на температуру теплоносителя порядка 55-60 о С и действует следующим образом:

Не всегда нужно отдельно покупать и устанавливать трехходовой клапан — некоторые производители внедряют устройства со схожими функциями в свою продукцию. Однако при необходимости можно и приобрести такие смесительные узлы за 20-30 тысяч рублей.

О трехходовом клапане

Устройство бывает двух видов:

Первый устанавливается на подающий трубопровод, второй — на обратный. Задача клапана состоит в регулировании не только температуры, но и потока жидкости. Устройство никогда не перекрывает и не открывает его полностью. Сам клапан закрыт лишь в момент запуска котла.

Смесительный и распределительный клапаны являются энергонезависимыми. Им не требуются дополнительные устройства или контроллеры. Нагрев теплоносителя на малом круге выполняется за 15-20 минут. Для прогрева же воды во всей системы порой недостаточно часа.

Стоимость термостатического клапана — от 5 до 7 тысяч рублей. Даже с учетом затрат на монтаж это выгоднее, чем покупка смесительного узла. Тем более, клапан обеспечивает такой же эффективный отвод конденсата.

Минимизировать появление конденсата или перегрева можно еще на стадии проектирования системы. Это относится, например, при выборе труб из определенного материала.

Полимерная продукция больше подвержена сильному нагреву. Обвязку отопителя лучше выполнять медью или сталью, а полипропиленовые элементы присоединить к распределительному коллектору. Особую важность наличие именно металлической трубы имеет на участке «обратки» между трехходовым клапаном и патрубком котла — температурный датчик на полимере среагирует на перегрев с опозданием.

Читайте также:  Как выбрать пароочиститель для дома?

Заключение

Лучший способ защиты твердотопливного котла от перегрева — монтаж аварийной перемычки или двухходового клапана. Трехходовой аналог снизит риск появления большого количества конденсата и отложения его на стенках. Распространение коррозии также можно снизить путем внедрения в систему байпаса с буферной емкостью.

Важно корректно выполнить обвязку котла, правильно подобрав материалы и принимая во внимание особенности малого контура. Эти задачи лучше делегировать специалистам.

Защита твердотопливных котлов от перегрева

За время своей работы я десятки раз слышал, и даже три раза видел взорвавшиеся твердотопливные котлы. Поэтому нужна защита твердотопливных котлов от перегрева.

Сильно повезёт, если не будет пожара, или его удастся вовремя потушить. А в момент взрыва рядом с котлом не будет людей, которых обольёт кипятком.

Почему закипает и взрывается твердотопливный котёл?

Причина одна — большая инерционность котла. При резком прекращении отбора тепла котёл не может быстро потухнуть. Теплоноситель в котле закипает, и возросшим давлением разрывает котёл.

Современные системы отопление — энергозависимые. В них установлен циркуляционный насос, или даже несколько насосов.

Циркуляционный насос обеспечивает циркуляцию теплоносителя в системе отопления и котле. Если циркуляция прекратится, то твердотопливный котёл закипит.

По этой причине многим людям нравится самотёчная или гравитационная система отопления. В ней нет элементов, которым нужна электроэнергия. У самотёчной системы это единственное достоинство. Я даже не представляю, что нужно сделать, чтобы котёл закипел с такой системой отопления.

Варианты защиты твердотопливных котлов от перегрева

Дешёвый и простой вариант защиты твердотопливного котла от закипания – источник бесперебойной подачи электроэнергии. Это инвертор и электрический аккумулятор.

Как работает источник бесперебойной подачи электроэнергии

Циркуляционный насос и вентилятор котла подключаются через инвертор к электросети. При отключении электроэнергии в сети инвертор начинает брать электроэнергию с аккумулятора, преобразуя её с 12 V в 220 V. При появлении электроэнергии в сети инвертор переключается и начинает заряжать аккумулятор.

Стоимость бесперебойника

Стоимость ИБП зависит от мощности инвертора и ёмкости аккумуляторов. Нам нужно обеспечить циркуляцию, поэтому смотрим характеристики циркуляционного насоса, который обеспечивает циркуляцию теплоносителя в котле.

В нашем случае это насос 25/40. Его мощность, если он работает на первой скорости 36 Вт. Вентилятор к ИБП мы подключать не будем, т.к. мы топим дровами, а при топке дровами вентилятор не нужен.

Используете вентилятор котла или циркуляционный насос работает у вас на других скоростях? Формула подбора аккумулятора ниже.

Расчёт необходимой ёмкости аккумуляторной батареи

Для определения необходимой ёмкости аккумулятора можно воспользоваться формулой:

E = P*T/K/U/Kкпд,
Е – Ёмкость аккумуляторной батареи, А/ч
K – Коэффициент глубины разряда аккумулятора (рекомендуем 0,7)
U – Напряжение аккумуляторной батареи, В
P – Мощность подключённых электроприборов, Вт
T – Необходимое время бесперебойной работы, ч
Kкпд -Кпд источника бесперебойного питания (принимается 0,8)

Пример: Потребляемая мощность 36 Вт, напряжение аккумуляторной батареи 12 В, требуемое время резерва 8 часов.

E = 36*8/0.7/12/0.8 = 42,85 А/ч

Аккумулятор ёмкостью 45 А/ч, стоит около 9 000 рублей. Инвертор мощностью 400-500 Вт будет стоить около 7 000 рублей. Цены даю на момент написания статьи – апрель 2020 года.

Защита твердотопливных котлов с буферной ёмкостью

Защитить котёл с помощью самотёка рациональный и правильный вариант защиты котла, на мой взгляд. Самотёчные системы я делаю редко. Они отвратительно выглядят. Трубы большого диаметра по стенам, бррр…

Раньше так делали от безысходности, но в новом доме делать самотёчную систему это глупость. Находятся люди, которые периодически меня ругают за то, что я против самотёчных систем.

Ребята! Я много раз видел как демонтируют самотечные системы, и делают современную систему отопления. Но ни разу не видел, чтобы ломали современное отопление, и делали самотёк.

С твердотопливным котлом разумно поставить буферную ёмкость. Или теплоаккумулятор, кому как удобнее называть.

При этом котёл с буфером нужно соединить так, чтобы был самотёк. В этом случае, при отключении электроэнергии теплоноситель будет циркулировать от котла к буферной ёмкости. Котёл не закипит.

Ещё один плюс к установке буферной ёмкости возможность регулирования температуры в доме. Я завязываю термостат на циркуляционный насос контура отопления. В этом случае, у меня циркуляционный насос включается по температуре воздуха в доме.

Саша в видео подробно рассказывает как мы делаем системы отопления в частных домах с твердотопливными котлами.

Если буферной ёмкости нет, то можно установить радиатор отопления, соединённый с котлом так, чтобы был самотёк. Считается, что такой радиатор защищает котёл от закипания при отключении циркуляционного насоса.

Как выбрать объём буферной ёмкости

Объём буферной ёмкости я подбираю из расчёта 40 литров на один киловатт мощности котла. При этом объём буферной ёмкости не может быть меньше тонны.

То есть если мощность твердотопливного котла меньше или равно 25 кВт, то ставлю буфер на тонну. Если котёл мощнее, то считаю из расчёта 40 литров на киловатт.

Как выбрать буферную ёмкость

Если люди просили подешевле, я советовал буферные ёмкости S-Tank. Потом увидел, как они у людей текут. Посмотрел, как реагирует на это производитель, и перестал их советовать людям. Даже, наоборот, отговариваю от покупки.

Сейчас из дешёвых буферных ёмкостей ставлю TESY, HAJDU, DRAZICE. У меня бюджетные заказы, поэтому хорошие и дорогие баки я ставлю очень редко. Если вам нужна надёжность, то ставьте баки ACV, VIESSMANN, WOLF.

Защита твердотопливных котлов от перегрева с помощью радиатора отопления

В качестве радиатора охлаждения здесь использован стальной панельный радиатор 22 типа размером 500х600 мм.

Я решил провести тест: проверить, за сколько времени закипит котёл, если отключить циркуляционный насос. У нас котёл Стропува, и горит он около суток.

Поэтому наш тест пройдёт в два этапа:

О системе отопления в этом доме

В этом доме нет котельной. Заказчик решил разместить котёл на кухне. Я несколько раз пытался его отговорить, но, как говорится, «хозяин — барин». Думаю, через некоторое время он передумает.

Заказчик выбрал дровяную версию котла Stropuva, мощностью 15 кВт. За котлом размещается радиатор охлаждения и обвязка котла, выполненная из меди.

В обвязке установлен трёхходовый термостатический клапан, защищающий обратку котла от охлаждения. Обвязка котла состоит из трёх контуров. Первый контур обслуживает радиаторы. Здесь реализована коллекторная разводка трубопроводов для радиаторов. Коллекторная группа размещена за стеной, в помещении ванной.

Второй контур — тёплые полы. Насосно-смесительный узел размещён за котлом, ниже радиатора охлаждения. Коллекторная группа тёплых полов также размещена в помещении ванной. Третий контур — загрузка бойлера косвенного нагрева.

Он ещё не установлен. Но для него в обвязке котла есть специальные краны. В помещении ванной мы разместили коллекторные группы. Тёплые полы укрывают помещения кухни, ванной, коридор и прихожую. Радиаторы установлены в спальных комнатах и гостиной.

День 1. Испытание котла с радиатором

Котёл нагрелся до 60 градусов, я отключил циркуляционный насос и стал ждать, когда температура в котле поднимется до 100 градусов. За полчаса температура на котле поднялась до 95 градусов и остановилась.

Прошло 3 часа с момента отключения насоса, и температура на котле не поднялась выше 95 градусов. Дольше ждать не стал, запустил циркуляционный насос в штатном режиме.

День 2. Испытание котла без радиатора

Котёл нагрелся до 60 градусов, отключаю циркуляционный насос и жду, когда температура в котле поднимется до 100 градусов. Без радиатора температура в котле поднялась до 100 градусов чуть больше, чем за 30 минут. Включил циркуляционный насос.

Оказывается, радиатор соединённый с котлом самотёком защищает от закипания. Наш эксперимент можно посмотреть в видео.

Клапан защиты котлов от закипания

Существуют специальные защитные клапаны, которые монтируются в обвязку котла. При закипании котла клапан сбрасывает кипяток, и добавляет в систему отопления воду из водопровода.

Стоимость такого клапана около 14 тысяч рублей. Плюс фитинги и монтаж. За эти деньги проще купить инвертор с аккумулятором. Поэтому я такие клапаны не устанавливаю.

Знайте, что такая защита твердотопливных котлов от перегрева существует.

Защита твердотопливных котлов от перегрева — выводы

Твердотопливный котёл без циркуляции теплоносителя закипает за полчаса. Если у вас не самотёчная (гравитационная) система отопления, защищайте свой котёл от перегрева.

Из перечисленных мной в вариантах защиты котла от закипания мне больше всего нравится вариант с буферной ёмкостью. На второе место я бы поставил вариант с ИПБ. Вариант с радиатором в моём рейтинге оказался на третьем месте. Клапан на последнем.

Об авторе

Привет! Меня зовут Евгений. Веду блог Кубанский мастер. В нём делюсь своим опытом, даю вредные советы, делаю обзоры инструмента и краш-тесты.

Свежие записи
Рубрики
Следите за мной

Нашли ошибку?

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Популярные записи

В этом блоге я делюсь своим опытом в строительстве. Тут есть забавные, и не очень ситуации из моей жизни. Советы и рекомендации. Обзоры ручного и электроинструмента.

Как защитить от перегрева твердотопливный котел?

Массовое использование котельного оборудования, работающего на твердом топливе, ставит перед владельцами частных домов особые требования. Несмотря на технический прогресс, позволивший довести современные твердотопливные отопительные приборы до совершенства, работа подобного оборудования несет в себе определенную опасность. Сбои в работе, нарушения условий эксплуатации отопительной техники могут стать причинами выхода оборудования из строя в разгар отопительного сезона. В худшем случае, возникновение внештатных ситуаций с работающим агрегатом может обернуться серьезными травмами для обитателей дома, ущербом жилым строениям.

В этом аспекте одним из важнейших условий безопасной эксплуатации станет защита твердотопливного котла от перегрева. Точное соблюдение правил безопасности эксплуатации нагревательной техники, наличие дееспособной автоматики и приборов контроля, позволят обеспечить вам необходимую защиту от непредвиденных ситуаций.

Рассмотрим детальнее, на чем базируется защита котельного оборудования от перегрева. С чем может быть связано кипение теплоносителя в нагреваемом контуре и каковы последствия такого ЧП.

Причины, в результате которых может возникнуть перегрев твердотопливного котла

Еще на стадии выбора и покупки важно учитывать эксплуатационные характеристики обогревательного прибора. Многие модели, которые сегодня представлены в продаже, имеют встроенную систему защиты от перегрева. Работает она или нет – вопрос второй. Однако необходимо придерживаться определенных знаний и навыков, рассчитывая создать у себя дома эффективную и безопасную систему автономного отопления.

Читайте также:  Вертикальная клумба для петунии своими руками: как сделать + фото

От условий эксплуатации зависит надежная работа нагревательного агрегата. При явных нарушениях технологических параметров отопительного оборудования и злоупотреблением стандартными правилами безопасности, высокая вероятность возникновения аварийной ситуации.

Для справки: превышение температуры в топочной камере допустимых параметров может вызвать кипение котловой воды. Результатом бесконтрольного процесса становится разгерметизация отопительного контура, разрушения корпуса теплообменника. В случае с водогрейными котлами при перегреве возможен взрыв.

[adinserter block=»9″][adinserter block=»20″]

Предупредить возможные негативные последствия можно еще на стадии монтажа твердотопливного котла. Правильная обвязка отопительного аппарата станет залогом вашей безопасности и надежной работы агрегата в будущем.

Если говорить детально, то в каждом случае система защиты твердотопливного котла имеет свою специфику и особенности. Каждая система отопления имеет свои плюсы и минусы. К примеру:

Существенным минусом гравитационной системы отопления является отсутствие эффективного механизма регулировки рабочих режимов твердотопливных котлов.

Это связано с тем, что при отключении электричества, насос перестает выполнять свои функции. Остановка циркуляционного процесса и инерционность нагревательных котлов на твердом топливе могут привести к перегреву нагревательного агрегата. Если котельная техника не оснащена бесперебойником, ситуация с отключением электричества чревата крайне неприятными последствиями.

Эффективная защита от перегрева работающего твердотопливного котла должна базироваться на механизме съема избыточного тепла, вырабатываемым нагревательным прибором.

Какие существуют способы защиты отопительной техники от перегрева

[adinserter block=»10″][adinserter block=»21″]

Компании – производители стараются в целях повышения потребительской привлекательности своих товаров, вносить в технический паспорт котельного оборудования любые гарантии его безопасности. О средствах защиты отопительного котла от закипания, непосвященный потребитель не имеет малейшего представления.

Существуют на данный момент следующие способы обеспечения защиты твердотопливных агрегатов, используемых для автономных систем отопления. Действенность каждого способа объясняется условиями эксплуатации котельной техники, и конструкционными особенностями агрегатов.

В большинстве случаев в техпаспорте на отопительный прибор производители рекомендуют использовать для охлаждения водопроводную воду. В ряде случаев отопительные котлы на твердом топливе оснащаются встроенными дополнительными теплообменниками. Встречаются модели котлов с выносными теплообменниками. Для предотвращения перегрева используется клапаном безопасности. Предохранительный клапан рассчитан только на сброс чрезмерного давления в системе, тогда как клапан безопасности при перегреве котла открывает доступ водопроводной воды.

Важно! При наличии чугунных нагревательных аппаратов, такая мера в корне неправильна. Чугунные теплообменники панически бояться резкого перепада температуры. Подача в контур холодной воды может привести к потере целостности корпуса теплообменника. (нагретый до высокой температуры чугун просто лопнет при контакте с холодной водой).

Превышение температуры теплоносителя отметки в 100 0С создает избыточное давление, открывающее клапан. Под действием водопроводной воды, которая подается под давлением в 2-5 бар, горячая вода из контура вытесняется холодной.

Первый аспект, который вызывает спорные моменты по поводу охлаждения водопроводной водой – отсутствие электричества, обеспечивающего работу насоса. Расширительная емкость не располагает достаточным объемом воды, достаточной для охлаждения котла.

Второй аспект, который отметает этот способ охлаждения, связан с использованием в качестве теплоносителя антифриза. При возникновении внештатной ситуации в канализацию вместе с поступающей холодной водой уйдет до 150 литров антифриза. Стоит ли этого такой способ защиты?

Наличие ИБП позволит сохранить в критической ситуации работу циркулирующего насоса, с помощью которого теплоноситель равномерно будет расходиться по трубопроводу, не успевая перегреваться. До тех пор пока хватит емкости аккумулятора, источник бесперебойной подачи питания гарантирует работу насоса. За это время котел не должен успеть нагреться до критических параметров, сработает автоматика, запускающая воду по запасному, аварийному контуру.

Другим способом выхода из критической ситуации станет установка аварийной схемы в обвязку твердотопливного агрегата. Отключение насоса может дублироваться работой запасного контура с естественной циркуляцией теплоносителя. Роль аварийного контура не в обеспечении обогрева жилых помещений, а только в возможности снять избыточную тепловую энергию при аварийной ситуации.

На заметку: установку аварийного контура можно заменить монтажом байпаса, который будет в крайних случаях отводить перегретую котловую воду в расширительный бак или тепловой аккумулятор.

Такая схема организации защиты нагревательного агрегата от перегрева надежна, проста и удобна в эксплуатации. Особых средств на ее оборудование и установку от вас не потребуется. Единственными условиями для работы такой защиты являются:

Заключение

Оценивая технологические возможности современных твердотопливных котлов, следует думать не только о его рабочей мощности, но и заранее предусмотреть установку элементов защиты всей системы. Перегрев котла – явление частое и хорошо знакомое для обитателей частных домов. Использовать имеющиеся средства для обеспечения защиты позволит не только избежать внештатных ситуаций, но и продлит работу нагревательных агрегатов. Каждый сам воле выбирать средство и способ защиты. Одному будет достаточно установить электрический генератор, который вместе с ИБП не позволит остановиться циркуляции воды в системе. Другим владельцам частного дома, наоборот, потребуется в целях безопасности установить байпас или оборудовать запасной, аварийный контур.

По мнению специалистов, монтаж буферной емкости или установка байпаса являются наиболее действенными способами защиты системы отопления от перегрева.

На заметку: в США и в странах Европы эксплуатация твердотопливных аппаратов без буферной емкости запрещена.

Защита твердотопливного котла от перегрева

Одной из главных проблем при организации и эксплуатации автономных систем отопления является обеспечение безопасности. При этом основное внимание специалисты уделяют мерам по защите твердотопливного котла от перегрева. С чем это связано, и каким образом можно надежно и эффективно решить этот вопрос? Давайте попробуем разобраться.

Плюсы твердотопливных котлов и их единственный недостаток

Твердотопливные котлы нашли широкое применение в современных автономных системах отопления. Небольшие помещения и даже средние по площади здания могут весьма эффективно обогреваться за счет подобных агрегатов, причем себестоимость тепловой энергии в этом случае оказывается на порядок ниже, чем при подключении к централизованным отопительным сетям.

Дополнительный плюс такого подхода к организации отопления – независимость от сторонних источников энергии. Можно не бояться перебоев с поставками тепла, а также самостоятельно регулировать интенсивность его выработки и подачи к теплообменникам.

Однако, если у кого-то благодаря прочитанному складывается впечатление, что использование твердотопливных котлов является просто идеальным вариантом без каких-либо недостатков, то это, конечно же, не так. Один из главных минусов подобных систем – высокая вероятность перегрева.

Причины и возможные последствия перегрева

Эффективная защита твердотопливных котлов от перегрева возможна только при четком и полном понимании основ эксплуатации отопительных систем, а также причин, по котором возможен их перегрев.

Работа автономных систем отопления строится на принципе циркуляции воды. В ходе этого процесса происходит теплообмен, то есть энергия воды, нагретой до определенной температуры, посредством радиаторов передается помещению. Основная причина перегрева котла – нарушение условий теплообмена.

Циркуляция теплоносителя может быть естественной или принудительной. В системах первого типа теплоноситель движется под действием гравитации, для чего трубам придается соответствующий уклон. В принудительных системах используются специальные насосы, которые врезаются в малый контур системы отопления и подключаются к электросети.

Системы принудительной циркуляции гораздо более эффективны, но при этом они очень уязвимы к внешним факторам. Например, поломка насоса или элементарное отключение электроэнергии становится причиной отказа всей системы, так как вода не движется в трубах и теплообмена не происходит.

В случае с гравитационными системами отопления, в которых вода циркулирует естественным образом, причиной нарушения теплообмена могут стать воздушные пробки или нарушение уклона труб.

При этом особенность твердотопливных котлов в том, что прервать процесс выработки тепловой энергии в них нельзя до тех пор, пока не прогорит все загруженное топливо. Таким образом, при остановке процесса теплообмена в отопительном контуре продолжает накапливаться энергия – другими словами, происходит перегрев котла.

Результаты перегрева могут быть катастрофическими. В лучшем случае, это выход отопительной системы из строя, разрушение отдельных ее узлов, деформация самого котла. Однако, возможны и более серьезные последствия, в том числе, аварийные ситуации, которые чреваты полным или частичным разрушением жилья.

В связи с этим, защита твердотопливного котла от перегрева является весьма актуальным вопросом. Соответствующие меры должны быть приняты еще на стадии проектирования отопительной системы и монтажа необходимого оборудования. Кроме того, значение имеет своевременная профилактика – при появлении первых признаков перегрева можно предпринять определенные шаги, которые помогут избежать серьезных последствий.

Способы защиты

Специалисты выделяют четыре основных способа обеспечения безопасности при эксплуатации твердотопливных котлов. Это:

  1. Периодическая подача в систему холодной воды с одновременным сбросом образующихся излишков в канализацию – наиболее трудоемкий и наименее эффективный способ. Прежде всего, резкие перепады температуры, которые становятся неизбежными, негативно сказываются на состоянии системы. С другой стороны, в большинстве частных домов система автономного водоснабжения также функционирует за счет электричества, поэтому при его отключении возможность подачи значительных объемов воды исключена. Кроме того, в качестве теплоносителя сегодня часто используется специальный антифриз. В таких случаях при аварийных ситуациях необходимо будет слить порядка 150 литров дорогостоящего вещества;
  2. Использование резервного независимого источника питания для работы насоса. В данном случае имеются в виду аккумуляторные батареи бесперебойного питания, а также специальные электрогенераторы, работающие на дизельном топливе. Главный недостаток такого способа защиты твердотопливных котлов от перегрева в том, что большинство приборов бесперебойного питания весьма ненадежны и капризны в эксплуатации. Согласно статистике, более половины из них не срабатывают при отключении электроэнергии;
  3. Использование в обвязке котла аварийной схемы. Суть данного метода в том, что в системах принудительной циркуляции предусматривается дополнительный контур, по которому теплоноситель движется естественным образом. Дополнительная ветка создается не для обогрева здания – основная ее функция — обеспечение теплообмена в необходимых масштабах при выходе из строя насоса, который обслуживает основной контур;
  4. Совмещенная система, когда отопительная система состоит из независимых контуров, один – гравитационный, второй работает с использованием принудительной циркуляции. При возникновении внештатных ситуаций, когда по каким-то причинам насос выходит из строя и движение теплоносителя в одном контуре прекращается, вторая ветвь системы работает в обычном режиме, обеспечивая отвод тепла в необходимых количествах.

Специалисты рекомендуют для надежной защиты твердотопливного котла от перегрева пользоваться схемой № 4, так как она характеризуется высокой степенью надежности, при этом ее организация не требует больших затрат.

Читайте также:  Как варить тонкий металл

Как избежать перегрева твердотопливного котла

Здравствуйте, друзья! Приходилось ли вам задумываться о том, насколько надежно защищен ваш котел от перегрева? Порой при топке твердотопливного котла температура теплоносителя достигла критического значения, а топливо все еще продолжает гореть. При этом выделяется значительное количество теплоты, что грозит серьезными последствиями как для котла, так и для всей отопительной системы в целом.

Система отопления с твердотопливным котлом инерционна. Это положительное качество твердотопливных котлов при излишнем нагреве теплоносителя может сыграть роковую роль. Сиюминутно остановить продолжающийся нагрев теплоносителя в этом случае не получится. Особенно катастрофическая ситуация возникает, если система отопления содержит полипропиленовые или металлопластиковые трубы. Их эксплуатация не рассчитана на такую высокую температуру, что неизбежно приведет к разгерметизации системы.

Надеяться в этом случае на систему безопасности, состоящую из расширительного бака, спускного клапана, автоматического развоздушника, уже не приходится. Она всего лишь защищает систему от избыточного давления. Но, когда уже исчерпан ресурс расширительного бака, растущее давление в системе приводит к срабатыванию спускного клапана, и часть теплоносителя сбрасывается из системы.

Кажется, что ситуация должна исправиться, но она только усугубляется, т.к. уменьшение объема теплоносителя ведет к более интенсивному кипению воды в котле. Температура продолжает расти, и вот…. Но не все так плохо. Производители котлов предусмотрели и такой вариант развития событий. Современные котлы оснащаются устройствами, предотвращающими перегрев котла. А вот насколько они эффективны, попытаемся разобраться в данной статье.

Установка термостатического регулятора тяги

Владельцы твердотопливных котлов, особенно в сельской местности, где нередки отключения электричества, по достоинству оценили их преимущества. Котел не требователен к топливу, энергонезависимый, недорогой. Все современные твердотопливные котлы оснащаются термостатическим регулятором тяги, предотвращающим перегрев котла.

При достижении заданной температуры регулятор тяги через цепочку опускает заслонку поддувала, предотвращая доступ воздуха в зону горения. Топливо начинает тлеть. Уменьшается выделение тепла.

Регулятор тяги не требует технического обслуживания. В случае выхода его из строя он легко заменяется.

Но такая система имеет один существенный недостаток, приводящий к потере мощности котла. Как известно, КПД твердотопливного котла достигает максимального значения только в режиме активного горения топлива. В режиме тления данный показатель уменьшается почти в два раза.

Используем охлаждающий теплообменник

Принцип его работы основан на охлаждении нагретой воды в системе отопления. Устанавливается охлаждающий теплообменник в самом котле или на его выходе. Как только температура воды достигает 95 градусов, открывается вентиль, и холодная водопроводная вода начинает поступать в теплообменник, снижая температуру теплоносителя. Для безопасной работы такой системы требуется большой объем холодной воды. Отсутствие воды в водопроводной сети в момент перегрева котла может привести к аварийной ситуации.

Проблему решает клапан переключения

Работает клапан переключения следующим образом: при нагревании теплоносителя до 95 градусов открывается термостатический клапан, и из водопровода в котел начинает поступать холодная вода, а горячая вода сбрасывается в канализацию. Постепенно температура теплоносителя уменьшается.

Для надежной работы клапана переключения требуется не только наличие воды в водопроводной сети, но и давления, достаточного для срабатывания клапана. Кроме того, постоянный долив жесткой воды в систему приводит к ее быстрому зашлаковыванию.

Установка теплоаккумулирующей емкости

Еще один способ, предотвращающий перегрев твердотопливного котла – установка буферной емкости между котлом и контуром системы отопления. Топка котла с теплоаккумулирующей емкостью производится в циклическом режиме. При этом котел во время топки работает на максимальной мощности с высоким КПД. Выделяемая при сгорании топлива энергия аккумулируется буферной емкостью. Таким образом, по завершению топки котла обогрев дома в течение 2-3 суток может осуществляться от буферной емкости, при условии, что правильно подобрана мощность котла и объема буферной емкости.

Какому же варианту защиты котла от перегрева следует отдать предпочтение? Самым надежным, позволяющим гибко использовать систему отопления, является вариант с буферной емкостью. Котел во время топки работает с максимальным КПД, экономится немалый объем топлива, увеличиваются сроки безаварийной эксплуатации котла, в морозы не приходится постоянно подкладывать топливо для поддержания в доме комфортной температуры.

Если говорить о недостатках системы отопления с буферной емкостью, то следует указать высокую стоимость самой аккумулирующей емкости. Ее цена соизмерима со стоимостью самого котла. Но эти затраты с лихвой окупятся уже через некоторое время.

Как избавиться от конденсата в котле

Что такое конденсат в котле

В окружающем воздухе всегда содержится влага. Вспомните запотевание стекол во влажную погоду или мокрые стены в ванной комнате. Когда происходит остывание воздуха или дымовых газов до критической температуры (до точки “росы”) при соприкосновении с более холодными стенками котла или дымовой трубы, то происходит образование капель конденсата. Многие владельцы котлов сразу начинают паниковать, как только видят воду в котле и считают, что потек котел. Смешиваясь с частичками сажи, эта вода становится черной, густой, “похожей на нефть”. Эта субстанция охватывает теплопередающие поверхности котла и значительно снижает теплоотдачу, происходит потеря мощности. Кроме того, эта жидкость имеет очень агрессивное свойство – она начинает разъедать стенки котла и сварные швы за счет образующейся сернистой кислоты. Если ничего не делать, то теплообменник и дымовая труба будут повреждены.

Конденсат может образовываться в самом котле (на стенках топки и в теплообменнике), а также в дымовой трубе. При этом с этим часто сталкиваются владельцы пеллетных котлов и твердотопливных котлов длительного горения, так как дымовые газы там имеют более низкую выходную температуру. Но все проблемы можно решить еще при проектировании котельной и использовании качественного топлива.

Количество конденсата зависит от окружающей температуры воздуха, влажности воздуха и влажности применяемого топлива.

Проблемы с дымовой трубой

Часто при использовании твердотопливного котла не уделяют особого внимания дымовой трубе. А ведь от нее практически на 100% зависит работа всей системы отопления. Нет достаточной тяги – теряется мощность котла, котел начинает дымить. Использован дымоход меньшего диаметра – также приводит к значительному снижению мощности, так как будет не достаточно кислорода для сжигания нужного количества топлива в единицу времени. Холодная труба, нет утепления – происходит образование конденсата, который начинает стекать по стенкам трубы в котел.

Если труба утеплена, но используется толстостенная стальная труба, то конденсат будет образовываться до тех пор, пока не прогреется вся труба. Если это будет пеллетный котел, то прогреть такую трубу будет достаточно сложно, так выхлопные газы имеют низкую температуру. Кроме того, котел на пеллетном топливе в режиме поддержания температуры в помещении может продолжительное время находится в выключенном состоянии, а при его включении снова будет происходить образование конденсата. Поэтому для любых пеллетных котлов мы рекомендуем применять только утепленные сэндвич-трубы (они обычно с толщиной стенок до 1мм). В крайнем случае можно подключить котел к кирпичному дымоходу. Котлы длительного горения также могут находится в режимах поддержания горения с низкой температурой дымовых газов, поэтому для них также желательно применять сэндвич-трубы, кирпичные дымоходы. Если же котел будет в основном эксплуатироваться в максимальных режимах мощности, то допускается применять толстостенные утепленные трубы.

С целью сокращения затрат на приобретение дымовой трубы, достаточно утеплить часть дымовой трубы, находящейся в неотапливаемых помещениях и на улице. Кроме того, в этом случае часть тепла от неизолированной трубы будет отдаваться внутрь помещения, сокращая дополнительно затраты на отопление.

Холодная кирпичная труба также может разрушиться от такой кислоты. Со временем на трубе заметны следы такого воздействия и через швы в кирпичной кладке дым начинает поступать внутрь помещений частного дома. Следует использовать качественный полнотелый кирпич и качественно заполнять кладочные швы. Рекомендуется чтобы толщина стенки трубы была не менее 25см. Для соединения кирпичной трубы с котлом можно использовать стальной отвод, подходящего размера.

Самый простой и более затратный способ решить проблемы с дымовой трубой – это использовать готовую утепленную нержавеющую трубу – сэндвич-трубу. Такая труба состоит из двух концентрических труб, между которых находится утеплитель. Толщина слоя утеплителя и материал внутренней трубы выбирается исходя из характеристик отопительного котла. К характеристикам котлов относятся температура дымовых газов и используемое топливо. Для твердотопливных котлов используют трубы из качественных нержавеющих сталей, стойких к агрессивной среде, например, сталь марки AISI 304, 310 или 316. Сэндвич-трубы достаточно легкие, а их монтаж не сложный. Трубы вставляются одна в другую с использованием обжимающих хомутов. Существуют различные соединительные элементы таких дымовых систем – тройники, переходы с патрубка котла на основную трубу, отводы, проходы через стены, проходы через перекрытия и кровлю.

Можно использовать асбест-цементную дымовую трубу. Однако, такие трубы “боятся” слишком горячих дымовых газов. Поэтому рекомендуется участок около 2 метров на выходе из котла выполнить из стальной трубы, а далее использовать асбест-цементную.

Правильная эксплуатация котла и системы отопления

Не включайте циркуляционный насос системы отопления при отрицательной температуре в системе отопления. Желательно включать насос после прогрева котла до температуры не менее 50-60 градусов.
В противном случае – также возникает проблема образования конденсата в топке котла и теплообменнике.
По мере работы котла и прогрева системы отопления конденсат, конечно же, испарится, но на это требуется время и дополнительная энергия на испарение влаги.

Возникает вопрос – как контролировать включение насоса?

Первый вариант – бесплатный – стоим рядом с котлом и контролируем температуру по термометру на выходе котла. После прогрева котла необходимо включить насос на минимальную скорость и наблюдать за изменением температуры. Если температура растет достаточно быстро, то необходимо увеличить скорость работы циркуляционного насоса. Оптимальным режимом с точки зрения экономичности и долговечности работы котла является поступления в котел теплоносителя с температурой 50-60 градусов.

Второй вариант – использовать блок автоматики, управляющий работой насоса системы отопления. Блок управления контролирует температуру на выходе котла и включает насос только при температуре на выходе котла выше заданного порогового значения. В котлах СТАРТ длительного горения, а также в пеллетных котлах циркуляционные насосы подключаются к блоку автоматики, в которых организованы эти алгоритмы включения насосов.

Третий вариант – организовать малый контур циркуляции через котел с использованием трехходового клапана и дополнительного циркуляционного насоса. Это обеспечивает наиболее правильный режим работы отопительного котла. Котел работает в одинаковом режиме и практически полностью исключается возможность образования конденсата (только в период запуска).

Выбор качественного топлива

Продлить ресурс вашего котла и облегчить себе процесс его чистки можно также, если будет применять качественное топливо – топливо с низкой влажностью. Естественно самым идеальным топливом, у которого влажность менее 10%, являются пеллеты и другое брикетированное топливо. Брикетированное топливо позволит также получить более длительное горение одной закладки топлива. Пеллеты же можно применять только в специализированном пеллетном котле. Таким образом, пеллетый котел и пеллетное топливо – это идеальная пара, которая позволяет максимально облегчить жизнь владельца такого автоматического твердотопливного котла.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *