Группа безопасности в системе отопления жилья

Отопительные системы в частных домах контролируются только хозяевами, поэтому работа оборудования должна быть максимально безопасной и эффективной, с возможностью проверки режима и отключения оборудования в случае аварии. Для этого на отопительное оборудование монтируется группа безопасности (ГБ) – даже если это система безопасности для отопления закрытого типа, которая считается самой неопасной в эксплуатации. Предназначение ГБ — своевременное предотвращение повышенного давления в трубах и в котле, минимизация или полное нивелирование воздушных пробок в системе. В стандартный блок безопасности для системы отопления входят приборы и оборудование, обеспечивающие круглосуточную и безаварийную работу и контроль параметров давления теплоносителя.

Компании-производители и цены на 2017 год:

Производитель	Модификации групп безопасности	Назначение	Цена
АРС	Модель круглой формы Professional, круглая или квадратная модель Standart (латунь)	Защита закрытой системы отопления отопительной системы и расширительной емкости	1300-1420 рублей
Fado	Наименование: Fado-1. Имеет два варианта: защита котла и защита расширительного резервуара	Может работать с котлом отопления, расширительным баком или системой «теплый пол»	2350 рублей
		Подключение снизу, рабочее давление -10 Атм. Температура теплоносителя — ≤ 110 0 С.	3000-3350 рублей
Watts	Защита котла отопления в следующих вариантах: KSG-30; KSG-30 N; KSG-30/20М-ІСО; KSG-30/25М-ІСО	Консоль из стали (KSG-30 N имеет латунную консоль). Вертикальный монтаж группы безопасности в систему отопления	2600-5650 рублей

В состав любой ГБ входит следующий комплект приборов и устройств:

1. Клапан предохранительный;
2. Водяной манометр;
3. Клапан для отвода воздуха.

Коротко о том, как работает группа безопасности в системе отопления:

Клапан защищает систему с рабочей жидкостью от повышенного давления в трубах, даже если расширительный бак настроен правильно и вовремя срабатывает его мембрана. Предохранительный клапан работает как аварийная система при отсутствии реакции бачка на возрастание давления – клапан сбросит выдавленный из системы теплоноситель в систему канализации, которая войдет в группу отопительного оборудования здания.

Подробнее о том, из чего состоит и как правильно подобрать предохранительный клапан:

Самые распространенные механизмы – пружинного типа, поэтому главный элемент – пружина. В трубопроводах отопления с трубами Ø ≥ 200 мм лучше работают рычажно-грузовые механизмы. Правильно подобранный клапан для отопления должен учитывать инерционность устройства: для труб, выдерживающих давление ≤ 0,25 МПа — 15%, для давления ≥ 0,25 МПа — 10%.

Диаметр предохранительного клапана должен быть равен диаметру патрубка подвода. Правильно подобранный клапан должен мгновенно сработать, если расширительный резервуар сломан или уже не может компенсировать увеличивающийся при нагреве объем рабочей жидкости. Согласно нормативам, клапан должен врезаться в трубопровод системы отопления на выходе теплового генератора. Манометр устанавливается параллельно клапану.

Важно: Для обеспечения безопасности отопления при заливке в систему антифриза его категорически запрещено сливать в канализационные коммуникации.

Для ручной проверки работоспособности клапана его верхняя часть оснащена ручкой красного цвета, поворотом которой по стрелке можно проверить работу устройства. Если клапан не срабатывает или недостаточно хорошо держит рабочую жидкость, его необходимо заменить. Предохранительные клапана могут быть рассчитаны на разное давление, поэтому подключение группы безопасности к системе отопления основывается на параметрах давления в рубашке котла для закрытой системы отопления.

Манометр контролирует и помогает регулировать рабочее давление в трубопроводе. Шкала цен в манометре также может быть разной, поэтому при самостоятельном изготовлении группы безопасности необходимо отталкиваться на показатели котла. Для загородного дома вполне подойдет манометр со шкалой цен до 4 Атм. Критичные показатели на шкале начинаются с красных цифр. Также манометр ГБ имеет черную и красную стрелки: черная – рабочая, красная — контролирующая. Стрелка красного цвета устанавливается вручную на номинальное давление (2-3 Атм). Сброс давления производится, если при работе котла черная стрелка отклонилась дальше красной. Также манометр не помешает и на входной трубе водоснабжения при подключении отопительной системы к централизованному водопроводу.

Автоматический клапан для отвода воздуха (воздухоотводчик) монтируется на одном уровне с группой безопасности, чтобы воздух из пробок в системе мог подниматься в самую верхнюю точку системы и выходить из труб отопления. Принцип работы автоматического клапана похож на работу крана Маевского, с одним отличием – воздух отводится автоматически при превышении критичного давления. Работа воздухоотводчика без стороннего контроля особенно важна при вероятности возникновения аварийных ситуаций – при отсутствии реакции со стороны терморегулятора теплоноситель может начать кипеть, образуя воздушные пузырьки, способные негативно и разрушительно повлиять на работу всей системы отопления. В такой ситуации клапан для отвода воздуха сработает автоматически и предотвратит аварию. Все присоединения приборов в ГБ должны быть герметичными и надежными, поэтому для этого применяются латунные или стальные (из нержавеющей стали) фитинги.

Важно: Монтироваться группа безопасности на отопление должна с соблюдением всех требований согласно СП 60.13330.2012, СНиП 2.04.05-91*У, ГОСТ 12.1.005-88 и др. Ошибки или халатность при установке приборов и оборудования приведут к тому, что ГБ может просто не сработать в аварийной ситуации.

Принцип работы группы безопасности

Если система отопления допустила сбой в работе, то при правильном монтаже вы сразу поймете, что такое группа безопасности и каково ее предназначение. Так, при отказе расширительного резервуара давление в трубопроводе станет увеличиваться, но сработает автоматический клапан, и показатели придут в норму, как как излишки давления уйдут в систему канализации.

В системах индивидуальных отопления частного дома это происходит следующим образом:

1. Срабатывает воздухоотводчик, который выпускает лишнее воздушное давление в атмосферу;
2. Излишки теплоносителя сливаются через отвод в клапане в канализацию.

Важно: При аварийном срабатывании клапана и сбросе теплоносителя для личной безопасности и недопущения ожогов к отводу следует подключить шланг, который будет выводиться в систему канализации дома.

Самостоятельная установка группы безопасности закрытую систему отопления и конфигурация ее приборов безопасности может проходить по разным схемам. На рынке отопительных приборов линейка ГБ весьма разнообразна, и дизайн устройств играет самую последнюю роль – важно подобрать правильные параметры рабочей среды – номинальное рабочее давление теплоносителя и характеристики манометра с автоматическим клапаном.

Правильное место установки блока безопасности

Можно ставить группу безопасности только для напольных тепловых генераторов – настенные модели котлов оснащены этим оборудованием изначально – оно монтируется на заводе. Правильная схема установки и комплектации ГБ имеет два решения: заводская группа приборов и самостоятельное ее изготовление. Место монтажа всегда постоянно: как можно ближе к котлу отопления, и не дальше 1,5 метров от него. Приборы визуального контроля (манометр и термометр) должны врезаться в трубопровод в таких местах, где будут хорошо видны их показания. Кроме того, предохранительный клапан должен устанавливаться в месте, которое будет доступно для свободного наблюдения и контроля за вытекающим теплоносителем.

Запорную арматуру на всем протяжении трубопровода с теплоносителем рекомендуется устанавливать шарового типа – такие вентили можно быстро отремонтировать на месте без демонтажа, или заменить на новый механизм, не останавливая работу системы и не сливая рабочую жидкость из труб. Шаровые краны – входящие и выходящие – идеально подходят для решения этой возможной проблемы.

Систему отопления, состоящую из радиаторов без шаровых вентилей для перекрытия жидкости, невозможно отремонтировать без остановки всей системы. Шаровые отсекающие вентили рекомендуется монтировать до радиаторов и после них, чтобы в случае аварии или ремонта можно было не только устранить причины помолки, но и снять батарею без отключения котла и слива теплоносителя.

Важно: Краны шарового типа желательно монтировать на все приборы отопления в схеме циркуляции теплоносителя: на насос, на радиаторы, на расширительный бачок, на коллектор, и т.д.

Как и в какой последовательности монтируется тепловой блок узла безопасности:

1. Все приборы и устройства ГБ устанавливаются на трубе подачи рабочей жидкости, но не далее 1-1,5 метров от теплового генератора;
2. Без практических навыков и профессиональных знаний некоторые домовладельцы при монтаже группы безопасности допускают ошибку, которая может гарантировать неработоспособность всей системы: между ГБ и котлом тоже врезают запорную арматуру, которая якобы пригодится при ремонте или замене котла. Правильным будет монтаж группы безопасности в трубу подачи после котла, но не непосредственно в трубу, которая подключает ГБ к системе;
3. При неправильной установке шарового запорного вентиля и поломке котла во время гарантийного срока обслуживания бесплатно котел никто не будет именно из-за того, что вентиль врезан неправильно, что в некоторых случаях может привести к выходу из строя самого теплогенератора – система становится более подверженной перегреву, и специалисты это знают;
4. Грамотная врезка шаровых вентилей – это врезка после группы безопасности.

Как собрать группу безопасности самостоятельно

Сложность в решении этой проблемы одна – покупка каждого прибора и механизма отдельно, но с учетом всех технических и эксплуатационных параметров как всей системы, так и каждого устройства отдельно. Все соединения осуществляются латунными или стальными фитингами (их можно заменить на ПВХ, но при этом необходимо помнить о риске преждевременного выхода из строя), а корпус ГБ можно сварить из полипропилена.

ПВХ группа безопасности устанавливается только на трубопроводы, где температура теплоносителя не превышает 65 0 С. Это может быть система «теплый пол», но не радиаторная схема отопления. Такие меры предосторожности необходимы, потому что при нагреве теплоносителя ≥ 95 0 С это может привести к разрушению полипропилена.

Безопасная система отопления

Хочу установить у себя в доме газовое отопление. Что обеспечивает безопасную и безаварийную работу оборудования? Какие существуют требования к индивидуальным газовым системам отопления и их эксплуатации? Какому производителю автономного газового котельного оборудования можно отдать предпочтение?
С уважением, А. Савицкий
Мытищинский район

Источник опасности при эксплуатации
Природный газ в силу своей доступности и относительно низкой стоимости наиболее предпочтителен для индивидуального отопления, поскольку обладает чрезвычайно высокими потребительскими качествами. Но свойства этого топлива требуют внимательного отношения к организации топочного процесса. Взрывы бытового газа, отравление им или продуктами его сгорания превышения допустимых концентраций в закрытых помещениях — все это реальные опасности, приносящие много бед.
Проблему обеспечения безопасного функционирования газового котла следует рассматривать в рамках эксплуатации индивидуальной системы отопления в целом. В ее состав, помимо теплогенератора, входят: трубопроводы, насосы, устройства, средства автоматики и контроля, включая топочное помещение. Эти элементы прямо или косвенно обеспечивают оптимальные условия надежной и безаварийной работы оборудования.
Газовый котел — не только сложный с инженерной точки зрения прибор, но и источник потенциальной опасности (см. табл.), нуждающийся во всесторонней, многоступенчатой защите со стороны автоматики и структурных элементов отопительной системы, организационно представляющих его систему безопасности. Естественно, что к такой автоматике предъявляются особые и весьма строгие требования.
Основное назначение систем безопасности — оградить котел от нештатной работы, а пользователя — от аварий и несчастных случаев. Подобные системы представлены автоматикой защиты, а также структурными элементами: расширительным баком, предохранительным клапаном, воздушным клапаном, датчиком на содержание оксида углерода, датчиком на содержание природного газа и др., служащими для обеспечения оптимальных условий функционирования теплогенератора (без их наличия «умная» котловая автоматика блокирует его работу).
В процессе эксплуатации котла наиболее опасным является самопроизвольное затухание горелки и, как следствие, поступление газа в помещение.
Вероятными причинами затухания могут быть:
— падение давления газа в сети ниже допустимого (или кратковременное прекращение подачи газа);
— отсутствие тяги в дымоходе;
— отключение питающего напряжения;
— погасание запальника.
Такие ситуации требуют немедленного прекращения подачи газа к горелке. В современных отопительных котлах эту функцию призван выполнять целый ряд автоматов: датчик контроля наличия пламени, датчик контроля тяги, устройство блокировки котла при отключении газа (снижении давления ниже допустимого), устройство отключения котла при пропадании электропитания, устройство отключения котла при снижении объема теплоносителя. Все они входят в систему безопасности котла.

Принципы действия систем обеспечения безопасности
Минимальный набор автоматики должен обеспечить индикацию наличия пламени, тяги в дымоходе и выключение котла при любой аварийной ситуации. Поскольку основным способом обеспечения безопасности является контроль пламени, следует рассмотреть его более подробно. Принцип работы такой автоматики может быть различным. В простейшем виде он осуществляется следующим образом. После открытия клапана подачи газа с помощью пьезозажигания запускается запальная горелка (в современных котлах эта функция выполняется с помощью одной кнопки). При розжиге запальника основная горелка автоматически заблокирована.
Дальнейшее управление газовым клапаном осуществляется либо за счет напряжения, возникающего при нагреве термопары, постоянно находящейся в пламени запальной горелки котла, либо за счет нагрева дополнительного термогенератора (более мощный источник энергии, чем термопара) от пламени основной горелки. И в том, и в другом случаях выработанное этими устройствами напряжение передается на катушку электромагнитного газового клапана.
Напряжение, выработанное термопарой (термогенератором), удерживает клапан в открытом состоянии, обеспечивая таким образом поступление газа на запальную и основную горелки. Как только напряжение исчезает (гаснет запальная горелка), клапан немедленно перекрывает подачу газа. Напряжение, вырабатываемое термогенератором, позволяет регулировать подачу газа, увеличивая или уменьшая температуру теплоносителя.
Сегодня в большинстве современных котлов (например, ARISTON АСО или MICROGENUS PLUS) применяется иная, еще более чувствительная система — ионизационная. Принцип ее работы основан на электропроводных свойствах пламени. На нем же построена и система розжига горелки.
Для предотвращения опасности перегрева система отопления оснащается датчиком давления теплоносителя.
Он контролирует работу циркуляционного насоса и отключает котел в случае его блокирования.
Затухание горелки может стать причиной другого негативного явления. Остановка котла, особенно в зимний период времени, грозит размораживанием водяного контура теплогенератора и системы отопления в целом. Избежать этого пагубного явления поможет автоматика защиты от замерзания, которая в случае падения температуры теплоносителя ниже +5°С самостоятельно разжигает котел и отключает его только после того, как температура достигнет +15°С.
Расширительный бак вступает в работу, когда нагретый в отопительной системе теплоноситель увеличивается в объеме. Без этого важного элемента могут потечь трубы и даже лопнуть обечайка котла. Бачок открытого типа устанавливают, как правило, на чердаке и утепляют.
Более современные расширительные устройства закрытого типа, выполненные в виде капсулы шарообразной или овальной формы, могут размещаться рядом с теплогенератором. Такой бак разделен внутри герметичной мембраной на две части — воздушную и жидкостную. При увеличении объема теплоносителя в системе отопления мембрана растягивается в сторону воздушной части (воздух сжимается), позволяя жидкости занять освободившееся пространство. При снижении температуры уровень воды в системе восстанавливается, воздух выдавливает излишки теплоносителя назад в систему, и мембрана занимает первоначальное положение.
Бачок закрытого типа обладает рядом преимуществ по отношению к «открытым» аналогам: в нем не происходит соприкосновения теплоносителя с воздухом, жидкость не испаряется и не окисляется кислородом (продукты взаимодействия не разъедают внутреннюю поверхность теплообменника, трубопроводов и радиаторов), кроме того, такой бак можно разместить в любой точке системы.
Перед запуском котла полагается стравливать скопившийся или попавший при заполнении системы отопления теплоносителем воздух, однако в процессе нагрева он появляется вновь (растворимость газа в жидкости с ростом температуры падает). Образовавшиеся пузырьки создают воздушную пробку, которая мешает прохождению жидкости по трубам и радиаторам, препятствуя циркуляции теплоносителя. Наличие воздушного клапана позволяет автоматически выводить воздух из системы (клапан может устанавливаться отдельно или присутствовать в конструкции циркуляционного насоса).

Требования нормативных документов
Сегодня, по действующим строительным нормам, в помещении, оснащенном котлом, рекомендуется устанавливать газоанализатор, предупреждающий об утечке, и аварийный электроклапан для экстренного отключения подачи газа. В домах, где применяется поквартирное отопление, эти требования являются обязательными для каждой квартиры.
Котельное оборудование подлежит ежегодному обслуживанию специалистами сервиса, что позволяет снизить риск нештатных ситуаций до минимума.
При выборе места для котла (на этапе проектирования) следует руководствоваться требованиями СНиП «Котельные установки» и сводом Правил по проектированию СП 41–104–2000, которые предусматривают четкие нормы оборудования таких систем:
— площадь помещения — не менее 4 кв. м на один котел;
— высота потолков — не менее 2,5 м;
— внешняя дверь — шириной не менее 80 см;
— окно естественного освещения (на каждые 10 куб. м помещения — 0,3 кв. м окна);
— отверстие для притока наружного воздуха — не менее 8 кв. см на 1 кВт номинальной мощности котла, или 30 кв. см на 1 кВт — в случае притока воздуха изнутри здания;
— при проектировании и строительстве дымоходов для обеспечения достаточной тяги и отсутствия задувания (возникновения обратной тяги) целесообразно выводить верхний срез дымохода выше конька крыши. В любом случае верхний срез дымохода должен быть не ниже условной поверхности обратного конуса 1:3;
— дымоход (или дымоходы — при установке двух котлов) должен иметь сечение, соответствующее устанавливаемому оборудованию (для котла с открытой камерой сгорания, до 30 кВт достаточно трубы диаметром 130 мм, для 40 кВт — 170 мм). В любом случае площадь сечения дымохода не должна быть меньше площади выходного сечения дымохода котла;
— в каждом дымоходе должно быть ревизионное отверстие, расположенное ниже входного отверстия дымохода не менее, чем на 25 см;
— канал естественной вентиляции в верхней части помещения;
— введенные прямая и обратная трубы системы отопления;
— ввод трубопровода холодного водоснабжения;
— введенная труба внутренней разводки горячей (бытовой воды);
— канализационный сток;
— источник электропитания, размещенный на отдельном АЗС (автомате защиты сети) вводного щитка 220В, 20А;
— введенный проводник домового контура заземления.
Полное сгорание газа возможно при определенном соотношении поэтому одним из условий является наличие притока воздуха к камере сгорания котла.
Поскольку необходимый для сгорания газа воздух берется в том же помещении, где и установлен котел (исключение — котлы с закрытой камерой сгорания), то оно должно обеспечивать приток воздуха снаружи в пределах 30 куб. м/ч. Именно такое количество требуется для полного сгорания 2,5 куб. м/ч газа, чтобы получить среднее значение тепловой мощности приблизительно 20 000 ккал/час или 23,3 кВт.
При недостатке воздуха топливо не сгорает полностью и в результате образуется оксид углерода — СО, угарный газ, вещество без цвета и запаха.
Горение газа с недостатком воздуха повышает его потребление и, следовательно, затраты энергоносителя на нагрев. В данной ситуации владелец должен обеспечить беспрепятственный доступ воздуха в помещение с работающим котельным оборудованием.

Дымоудаляющие и огнезадерживающие клапаны
Для безопасности работы газового оборудования на рынке имеется широкий спектр дымоудаляющих и огнезадерживающих клапанов.
Клапаны дымоудаления предназначены для автоматического удаления продуктов горения из различных закрытых помещений в случае возникновения пожара и необходимы для построения аварийных противодымовых систем вентиляции.
Огнезадерживающиие клапаны предназначены для автоматической блокировки распространения продуктов горения при пожаре по воздуховодам, шахтам и каналам систем вентиляции и кондиционирования воздуха.

Меры безопасности при эксплуатации
Как уже говорилось, потенциальным источником опасности могут стать неверные действия владельца при эксплуатации котельной. Требования мер безопасности достаточно просты, но обязательны для выполнения:
— нельзя хранить в помещении, где установлен котел, взрывоопасные и легковоспламеняющиеся материалы (бензин, краски, растворители, бумага и т.д.);
— при запахе газа закрыть кран на вводе в котел и не производить действий, способных вызвать воспламенение или искру (включать/выключать электроприборы или освещение); открыть окно и обеспечить приток воздуха в помещение;
— не прислоняться и не прислонять предметы к корпусу работающего котла (минимальное расстояние — 20 см);
— не допускать наличия препятствий на линии подачи воздуха к отопительному котлу;
— периодически проверять давление воды в системе;
— во избежание возникновения термических напряжений и повреждения теплообменника производить подпитку только охлажденного котла;
— защитную крышку на смотровом окошке котла держать закрытой во избежание выхода отходящих газов;
— не производить самостоятельных действий с датчиком тяги.

Чему отдать предпочтение
Очевидно, что в идеальном варианте современный котел индивидуальной системы отопления должен иметь следующий комплект устройств контроля и безопасности:
— электронная система самодиагностики;
— ионизационный контроль наличия пламени;
— система защиты от блокировки насоса (включается каждые 24 часа);
— защитный термостат от перегрева воды в первичном теплообменнике;
— датчик тяги для контроля за безопасным удалением продуктов сгорания (пневмореле — для моделей с закрытой камерой сгорания, термостат — для моделей с открытой камерой);
— прессостат в системе отопления (срабатывает при недостатке давления воды или при блокировке насоса);
— предохранительный клапан в контуре отопления (3 атм.);
— система защиты от замерзания в контуре отопления (срабатывает при понижении температуры теплоносителя до 5°С);
— система снижения
Сегодня большинство мировых производителей котельного оборудования оснащают свою технику всеми вышеперечисленными устройствами. Например, газовые котлы ARISTON UNO, TХ, Genia Maxi, Microgenus Plus System снабжены электронным розжигом с ионизационным контролем пламени в режиме отопления и ГВС, электронным управлением, системами защиты циркуляционного насоса от блокировки, контролем за удалением продуктов сгорания и автоматической диагностикой, а также защитой от недостаточного давления в системе, замерзания и образования накипи. При дополнительном подключении к любому из этих теплогенераторов цифрового программатора Clima Manager у владельца появляется возможность не только дистанционно управлять процессом отопления, но и автоматически диагностировать узлы системы и определять неисправности с отображением информации на дисплее, что также повышает безопасность эксплуатации системы, а, следовательно, жилища в целом.

(В статье использованы материалы и фото, предоставленные компании ARISTON)