ТОП 5 способов защиты твердотопливного котла от перегрева и коррозии

Твердотопливный котёл – идеальный вариант отопления частного дома в условиях, когда газ недоступен для использования, а электричество обходится слишком дорого. Чтобы агрегат служил заявленный производителем срок, необходимо обязательно обеспечить его защиту от двух основных негативных факторов: образования конденсата и перегрева.

Защита от низкотемпературной коррозии

Она является серьёзной проблемой для любой модели отопительного оборудования, работающего на угле или дровах. Может в течение нескольких лет «разъесть» стальной или чугунный теплообменник, образовав в нём ржавчину и течи.

Причиной её возникновения является конденсация на внутренних поверхностях котла пара, содержащегося в продуктах сгорания. В результате взаимодействия с токсичными компонентами, содержащимися в отходящих дымовых газах, образуется кислотная среда, губительно воздействующая на металлы.

Единственное решение данной проблемы – поддержание достаточно высокой температуры обратной линии системы отопления. За счёт этого в поверхности теплообменника будут всегда слишком тёплыми для того, чтобы на них образовывался конденсат.

Достичь такого эффекта можно двумя способами:

• установка четырёхходового клапана. Он врезается на пересечении подающей и обратной линий системы, обеспечивая по мере необходимости подмес горячей воды в остывшую. Такая схема позволяет полностью автоматизировать работу системы, однако нуждается в подключении электропривода. Команды на регулировку температуры он получает от контроллера. Оснащение всеми этими устройствами иногда обходится неоправданно дорого

• установка трёхходового смесителя. Будет стоить дешевле, так как этот клапан управляется посредством термостатической головки, которая не подключается к электричеству. Наполненная специальной чувствительной к перепадам температур жидкостью, она регулирует работу вентиля. За счёт этого в обратную линию добавляется необходимый объём теплоносителя из подающей, что позволяет поддерживать для котла комфортный режим функционирования

Защита от перегрева

Твердотопливный агрегат достаточно сложно поддаётся управлению ввиду особенностей сгорания угля или древесины. Приостановить или полностью прекратить этот процесс сложно даже после блокировки подачи воздуха.

Остатки начинают медленно тлеть, продолжая постепенно повышать температуру системы. В результате после превышения границы безопасности может произойти взрыв. Особенно опасна ситуация с отключением электричества. В этом случае автоматика более не может выполнять свои функции по регулированию работы котла.

Предотвратить перегрев можно тремя способами, которые могут применяться по отдельности или в комбинации:

• подключение источника бесперебойного питания или электрогенератора. Это устройство позволит модулю управления продолжить функционирование при сбоях в электросети.
• установка двухходового клапана. Эта защитная арматура подключается к подающей и обратной линии системы, а также к водопроводу и канализации. При достижении теплоносителем критической температуры она отводит его из рубашки котла, одновременно наполняя его холодной водой из комплекса ХВС.
• обустройство аварийного байпаса. Предполагает прокладку отдельной линии, которая в обычное время защищается обратным клапаном. При отключении электричества и циркуляционного насоса, он открывается, пропуская теплоноситель в специальную буферную ёмкость.

Как защитить твердотопливный котел длительного горения от закипания?

Как показывает практика основной причиной закипания/перегрева твердотопливного котла длительного горения, является отключение электроэнергии, как защититься от этого рассмотрим ниже.

Существует огромное количество способов, хороших и не очень , но я предлагаю рассмотреть 3 основных:

1. Использование защитного клапана (Двухходовой защитный клапан).

Двухходовой защитный клапан предназначен для защиты твердотопливного котла от перегрева, и устроен таким образом, что позволяет заменить горячий теплоноситель (горячую воду) из системы отопления (твердотопливного котла) на холодную, из водопровода. Происходит это следующим образом: при достижении критической температуры клапан открывает слив горячей воды в канализацию и подает точно такое же количество холодной воды в систему.

Огромным минусом данного решения есть то что твердотопливные котлы в основной своей массе используются частными домовладениями, которые в свою очередь, как правило используют скважины для холодного водоснабжения которые оборудованы насосными станциями и в случае пропадания электроэнергии данный клапан Вас не спасет, потому что если нет электроэнергии нет и холодной воды.

2. Использование буферной емкости (бак теплоаккамулятор)

Буферная емкость представляет собой «бочку» огромного объема, которая подключается к твердотопливному котлу по принципу естественной циркуляции теплоносителя в контуре «котел – емкость» и при отключении электроэнергии тепло будет отводиться в буферную емкость, пока топливо в топке не прогорит.

Минусы данного решения:

— буферная емкость должна быть достаточного объема (от 500 до 2000 л воды), что влечет за собой значительное удорожание системы и наличие дополнительного пространства в котельной;

— трубы контура «котел – емкость» должны быть с увеличенными диаметрами и надлежащими для естественной циркуляции уклонами;

— Баки теплоаккумуляторы довольно хорошо утеплены, соответственно потери тепла у них достаточно малы, что может привести к перегреву и котла и буферной емкости.

3. Использование источников бесперебойного питания (ИПБ)

ИПБ представляет собой устройство (инвертор) который превращает 12/24 вольта от аккумулятора (АКБ) в 220 вольт для потребителя, например автоматики твердотопливного котла и/или циркуляционного насоса.

ИПБ может обеспечить автономное время работы твердотопливного котла длительного горения даже более 24 часов в зависимости от электрической нагрузки. Данных результатов можно добиться используя АКБ большой емкости, например АКБ на 100 а/час позволит Вам получить 800 Ватт*час электрической энергии. Эксплуатация ИБП для котла длительного горения не требует постоянного внимания и проведения регулярных регламентных работ. Современные ИПБ устроены таким образом, что зарядка аккумуляторов, переключение ИПБ между сетью и аккумуляторами происходит автоматически, срок службы аккумуляторов для ИБП достигает 15 лет. Соответственно при отключении электрической энергии работа твердотопливного котла продолжается без изменений. Как показывает практика, данное решение является самым надежным на сегодняшний день.

Защита твердотопливного и газового котла от перегрева: как обезопасить, причины, последствия

Причины перегрева котлов

Существует много различных причин, из-за которых может произойти подобное, попробуем рассмотреть их на примерах котлов с различными способами работы.

Газовые

Первая причина, почему перегревается газовый котел, и жидкость в нем бурлит — это отсутствие циркуляции в отопительном контуре. Причина этого кроется в засорении фильтров, или произошло завоздушивание отопительного контура. Необходимо просмотреть все фильтры, промыть их, а при необходимости, заменить новыми. Если проблема кроется в завоздушивании, необходимо удалить воздух. Очень часто такая ситуация возникает в старых газовых устройствах фирмы Навьен.

Следующей причиной может послужить банальное засорение накипью, то есть, частички налета отслоились и забили проток. При этом во время работы могут идти щелчки, или такие звуки, будто он стучит. Решение довольно простое — необходимо прочистить аппарат при помощи специальных химических средств, или используя кислоты.

Так же возможно, что было продолжительное неиспользование системы, а затем ее пуск без предварительной прогонки вентиляционной системы. При запуске возможны звуки шума, и устройство выдает ошибку о недостаточной циркуляции. Этому может служить залипание в насосе по причине простоя. Нужно разобрать насос и промыть, затем повторить запуск вновь.

Некачественная газовоздушная смесь может послужить причиной взрыва, существуют нижние и верхние пределы, при которых происходит взрыв.

Еще одна причина — это несоблюдение рекомендаций по месту установки оборудования. Если помещение имеет высокую влажность воздуха или низкую температуру, металл, из которого изготовлен котел, будет портиться. Возможно образование коррозии в случае, если использовали сернистое топливо.

Ведь существую такие участки, которые нет возможности прочистить полностью при помощи продувки, например зазоры труб и перегородок. Если котел постоянно находится в рабочем состоянии влага не сможет повредить ему, а когда он отключен зола, а также поверхность обмуровки впитывают влагу, которая потом приводит к коррозии, а это в свою очередь может привести к утечки газа и взрыву.

Часто у пользователей возникает вопрос, почему булькает вода, причин может быть несколько. Первая — вышел из строя насос или подклинивает, происходит закипание теплоносителя и слышны подобные звуки. Вторая — засорилась батарея.

Если у вас происходит перегрев устройства необходимо выполнить следующие действия для устранения:

• Проверьте, циркулирует ли теплоноситель в отопительном контуре.
• Прочистка и замена фильтров.
• Проверить исправность кранов радиатора.
• Проверить исправность циркуляционного насоса.
• Чистка теплообменника.
  

• Проверить тягу в дымоходе, обратите внимание, нет ли при работе запаха угарного газа.

Твердотопливные

Очень часто ненормальная работа твердотопливного котла отопления связана с неправильным выбором модели. То есть, выбирая дровяной котел, пользователь отдает предпочтение устройству, которое обладает большой по размерам топкой, которая рассчитана на отопление площади свыше 150 м2.

Однако если у вас отапливаемое помещение всего 70м2 это приведет к тому, что устройство перегревается. А так же к росту давления в котле, что может в конечном итоге привести к взрыву. Еще одной причиной может послужить неверная установка, ведь часто такое ответственное дело доверяют не квалифицированным специалистам, а людям с улицы.

Следующая ситуация, способная повысить давление, это, если внезапно отключается электричество, и, как следствие этого, останавливается циркуляционный насос. Теплоноситель прекращает циркулировать по отопительной системе, резко повышается давление, и начинает быстро закипать жидкость, все это может привести к возникновению аварии.

Циркуляционный насос в системе отопления

Что делать, если это случилось? Перекройте подачу топлива к камере сгорания, категорически запрещается тушить пламя водой, так как это может привести к термическому ожогу кожи и взрыву котла. Чтобы безопасно потушить пламя, можно воспользоваться песком, золой.

Паровые

Рассмотрим, каковы основные причины, почему может взорваться котел. Если в паровом котле резко снизить уровень жидкости. Эта причина является самой частой, из-за уменьшения жидкости происходит перегрев стенок выше максимально допустимого значения. Происходит изменения химической структуры металла, уменьшается его сопротивление, и при воздействии на стенки давления, они поддаются выдуванию, что в конечном итоге приводит к взрыву.

При снижении уровня воды ни в коем случае нельзя заполнять его холодной водой, это приведет в кому, что металл потеряет свою пластичность, повысится его хрупкость и образуются трещины. Если обнаружили снижения воды, необходимо постепенно отключить устройство, прекратить подачу топлива. После того, как он остынет, заполните его жидкостью до установленной нормы, затем запустите вновь.

Для недопущения снижения уровня жидкости до критического значения он должен быть оборудован устройством, контролирующим верхние и нижние границы уровня жидкости, и при обнаружении несоответствия значений прекратить подачу топлива.

Жидкость несоответствующего качества. Происходит вследствие изменения химического состава воды, а чаще всего, повышение ее жесткости, поскольку увеличивается отложение накипи. Если вода, которая течет у вас в трубопроводе, не соответствует заявленным в инструкции характеристикам, необходимо очистить ее.

Для этого используют содово-известковый раствор, натриевый, фосфатное осаждение, можно также очищать катионированием, этот метод предполагает фильтрацию воды через специальный материал катион.

Образование накипи на внутренних элементах, которая образуется в результате скопления солей, содержащихся в питающей жидкости. Избежать этого можно используя фильтры очистки, которые устанавливаются перед входом в устройство. Если она уже скопилась, необходимо прочистить котел, дабы избежать его перегрева. Слой накипи не должен превышать 0,5 мм для исправной работы устройства.

Скопление в топочной камере взрывоопасного газа, возникающее вследствии неправильной работы вентиляционной системы, либо поступления топлива.

Часто причиной взрывов устройств служат дефекты или неисправность главных узлов, уменьшение их запаса прочности, вследствии неправильной эксплуатации, поломки датчиков контроля, а также измерительных устройств.

Увеличение рабочего давления. Основной причиной подобной неисправности служит выход из строя элементов безопасности, а также несоблюдение установленного режима.

Группа безопасности котла отопления

Для того, чтобы своевременно выявить неисправность, необходимо периодически подвергать их техническому освидетельствованию (один раз за год), а также испытаниям, для большей безопасности проводите их не только по плану.

Электрические

Причины перегрева в электрокотлах:

• Неисправен термостат, и, как следствие, ТЭН не отключается, а продолжает греть жидкость, растет температура. Как следствие, плавятся все пластиковые элементы внутри устройства, плавятся кнопки включения. На практике было много случаев, когда это приводило к взрыву устройства.
• Засорение накипью. Часто при этой неисправности бойлер будто дышит.
• Испортилась мембрана.
  
  Мембрана трехходового клапана
• Не работает циркуляционный насос, как следствие, не циркулирует теплоноситель, и его температура растет.
• Недостаточное количество теплоносителя.
• Закрыты вентили на подаче в обратке.

Что делать, когда кипит вода в котле отопления?

Разберем ситуацию, когда закипает вода в котле отопления, и он выключается в аварийном режиме из-за перегрева теплоносителя. Рассмотрим несколько типов котлов и распространенные причины возникновения в них такой проблемы.

В контуре отопления нарушена циркуляция воды

Из-за медленного перемещения теплоносителя в системе отопления, вода в теплообменнике перегревается, и котел останавливается в аварийном режиме. На скорость движения жидкости в системе может повлиять снижение работоспособности или поломка насоса, загрязнение фильтра, установленного на «обратке» контура отопления, неправильная работа трехходового клапана.

Производительность циркуляционного насоса снижается из-за загрязнения лопастей турбины или внутренней полости.

Фото 1 – модуль циркуляционного насоса газового котла с автоматическим розжигом.

Для его ревизии необходимо:

1. Плавно остановить, переводя ручку регулятора температуры воды в крайнее нулевое положение и дождавшись завершения процесса, обесточить котел.
2. Демонтировать лицевую часть корпуса.
3. Определить место установки насоса.
4. Закрыть запорный кран (№ 2, № 3, № 4 фото 2) подающей, обратной линии, подвода холодной воды.
5. Через сливной кран спустить воду из котла и оставить его в открытом положении.
6. Ослабить крепеж насоса до поступления воздуха в контур для слива остаточной жидкости из системы.
7. Демонтировать крепление, штекер питания и изъять модуль (двигатель с турбиной).
8. Очистить от грязи лопасти, внутреннюю полость и резиновое уплотнение механизма.
9. Собрать насос.
10. Открыть кран подвода холодной воды.
11. Приоткрыть кран подпитки для проверки герметичности гидравлической части котла.
12. Открыть кран подающей и обратной линии.
13. Заполнить систему водой до давления 1 бар.
14. Включить котел в режиме циркуляции для удаления воздуха.

Фото 2 – пример разводки труб системы отопления.

В котлах с электронным управлением, при поломке насоса на приборной панели высветится соответствующий код неисправности, который расшифровывается при помощи паспорта котла или электронных каталогов, размещенных на сайте производителя.

Проверка и очистка фильтра:

1. Плавно остановите работу котла.
2. При помощи кранов (№1, №2), установленных перед фильтром и за ним, перекройте подачу воды.
3. Используя сливной кран фильтра, удалите воду из изолированного участка.
4. Открутите колбу и произведите очистку сетчатого улавливателя.
5. Соберите все компоненты фильтра.
6. Откройте ранее закрытые задвижки.
7. При снижении системного давления, подпитайте контур.
8. Включите котел в позицию удаления воздуха.

Проверка трехходового клапана

В двухконтурных настенных газовых котлах, переключение из режима отопления в позицию горячего водоснабжения осуществляется с помощью трехходового клапана. Он состоит из сервопривода (двигателя с редуктором), штока, резиновых уплотнений, клапана и корпуса с входными и выходными отверстиями. Нарушение в работе этого устройства может привести к прекращению циркуляции теплоносителя и, как следствие этого, образуется перегрев теплообменника.

Чтобы проверить состояние трехходового клапана необходимо плавно остановить котел и обесточить систему. Проверить исправность двигателя, а для этого, к клемам питания подсоединить щупы омметра. Если он показывает 80 — 300 Ом, значит двигатель исправен, а если другие показания (0 или 1), то неисправен.

Трехходовой клапан может не переключаться по причине заклинивания редуктора привода, или из-за деформации самого клапана. При выявлении нарушений работы клапана, он меняется на исправный, либо подвергается ревизии.

Котлы с полуавтоматическим розжигом

Отопительное оборудование, оснащенное автоматикой Eurosit 630, или подобной, относится к полуавтоматическим, потому что основные горелки зажигаются от пламени фитиля, который горит на протяжении всей работы котла.

Причины и методика устранения закипания воды в котлах с полуавтоматическим розжигом.

Медленное движение воды в котле

Если функции каждого элемента теплосистемы в норме, то возможно одна или несколько труб имеют недостаточно большой диаметр. Даже один короткий участок трубопровода с каналами, сечение которых меньше оптимального, может стать источником возникновения проблемы. Дело в том, что по узким протокам теплоноситель будет перемещаться недостаточно быстро. Это приводит к задержке воды в системе, а следовательно и в котле.

Когда вода слишком долго находится в нагретом котле, она набирает более высокую температуру, чем это необходимо. В результате происходит закипание жидкости со всеми вытекающими последствиями. Большинство систем отопления имеет защиту специально для таких случаев, иногда даже двух- или трёхуровневую. Однако, срабатывание защиты — это признак того, что что-то пошло не так.

Также важно учитывать диаметр кранов (вентилей) в точках подключения труб к радиаторам. Часто эти места специально делают слишком узкими, чтобы продлить время пребывания воды в батарее и дать секциям радиатора возможность хорошо прогреться. Данный приём в конечном счёте также тормозит ток воды по трубам.

Особенно важно изготавливать трубопровод с грамотно рассчитанным диаметром (не менее 25 мм) в системах с естественной циркуляцией. То есть, если в схему не включён циркуляционный насос. В такой отопительной системе движение воды обеспечивается за счёт естественных законов гидравлики и гравитационных сил.

При правильном расположении всех элементов, теплоноситель самостоятельно приходит в движение в процессе нагрева. Более горячая вода имеет меньшую плотность и вес, а холодная — тяжелее и плотнее.

Корректировка скорости тока воды доступна только уменьшением или увеличением просвета регулирующих клапанов. И здесь всегда есть предел: когда все клапаны полностью открыты, ускорить движение теплоносителя уже не выйдет.

Роль циркуляционного насоса

Циркуляционный насос — это устройство, которое устанавливается в систему отопления для создания принудительного движения воды в ней. Его устанавливают, как правило, на контуре обратного тока теплоносителя, чтобы насос работал с уже охлаждённой водой.

Теплосистема с циркуляционным насосом называется системой отопления с принудительной циркуляцией. Если ранее вода по трубопроводу перемещалась естественным образом, то решить проблему закипания котла можно с помощью установки такого насоса. Он ускорит движение теплоносителя и позволит избежать чрезмерной задержки жидкости в котле, которая приводила к её вскипанию.

В то же время, такое решение — это лишь временная мера. При первом же случае отключения электричества, насос перестанет работать и вода в котле сразу начнёт закипать. Пользоваться отоплением в этот период будет невозможно, даже если в нём предусмотрены системы защиты от закипания. Все меры по предотвращению кипения воды в системе с остановившимся насосом носят экстренный характер. Они направлены только на сохранение целостности котла и труб на короткий период, пока котёл не остынет.

Если закипела вода в котле, а насос в системе работает исправно, то следует произвести калибровку циркуляционного насоса. Он может быть настроен как на недостаточно сильный напор, так и на создание чрезмерно высокого давления. В обоих случаях возникает явление так называемой кавитации, приводящее к появлению пузырьков воздуха в воде.

Исправить ситуацию можно следующими приёмами. Во-первых, насос нужно установить на самый медленный режим работы. Если кипение прекратилось, значит дело было в том, что аппарат создавал избыточное давление. Решение заключается в размещении байпаса с балансировочным клапаном на участке между местом входа воды в устройство и выходом.

Для контурных насосов существуют нормы давления на входе и выходе. Данный показатель в точке поступления воды составляет 0,8 бар, а на выходе — 1 бар. Отклонение от стандартных значений неизбежно приводит к появлению кавитации. Кавитация вредна потому, что становится причиной образования пузырьков воздуха в воде, которые наносят вред всем элементам системы. Именно из-за них, в том числе, вскипает теплоноситель в котле.

Ещё один случай, приводящий к появлению кавитации — это установка насоса в котле и контурного насоса в противоток. Когда схема требует размещения двух насосов, то при монтаже каждого устройства возникает вероятность их размещения в противоток. Если после осмотра системы была обнаружена данная ошибка монтажа, её следует устранить.

Неисправность датчиков температуры теплоносителя

Температуру воды в контуре отопления контролируют датчики (термисторы), которые размещаются в подающей и обратной линии котла. Исправный датчик при изменении температуры теплоносителя, меняет свое сопротивление. Например, при 25 0С оно приблизительно будет равно 10 кОм, а при 45 0С — 4,913 кОм.

По типу конструкции датчик может быть накладным (снимает параметры через медную стенку трубы) или погружным (контактирует с теплоносителем без посредника).

Если зондам вовремя не проводить ревизию, тогда на контактной поверхности образуется неметаллический налет, ухудшающий теплопередачу и становящийся причиной их повреждения.

Для исследования состояния термистора, к контактам датчика подключается тестер в позиции омметра. Если он фиксирует:

• сопротивление в пределах 1 — 30 кОм, значит датчик исправный;
• 1 или 0, зонд подлежит замене.

Порядок замены датчика температуры:

1. В зависимости от типа зонда, он выкручивается или снимается с трубы.
2. Перед установкой нового датчика, для накладных термисторов, на подготовленное основание, с которого удаляются грязь, окислы, жир наносится термопаста, например, МХ 4. Для погружных зондов, — зачищается посадочное место, а на монтажную резьбу наматывается фумлента.

Термопаста для накладных датчиков температуры.

При поломке зонда в автоматических котлах на его приборной панели высветится код неисправности. Так же, теплоноситель может перегреваться по причине неисправности насоса и загрязнения фильтра. Способы выявления и устранения таких неполадок описаны выше.

Какие существуют способы защиты отопительной техники от перегрева

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:

• наличие расширительного бака или накопительной емкости в системе;
• использование обратного клапана только лепесткового типа;
• трубы второго контура должны быть большего диаметра, чем обычный отопительный контур.

Варианты защиты твердотопливных котлов от перегрева

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

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 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.

Устройство системы отопления – что такое обратка?

Система отопления состоит из расширительного бака, батарей, отопительного котла. Все составные части соединены между собой в контур. В систему заливается жидкость – теплоноситель. В качестве жидкости используется вода или антифриз. Если монтаж выполнен правильно, то жидкость подогревается в котле и начинает подниматься по трубам. При нагревании жидкость увеличивается в объеме, излишек поступает в расширительный бак.

Так как отопительная система полностью заполнена жидкостью, горячий теплоноситель вытесняет холодный, который возвращается в котел, где нагревается. Постепенно температура теплоносителя увеличивается до необходимой, нагревая радиаторы. Циркуляция жидкости может быть естественной, называемой гравитационной, и принудительной – с помощью насоса.

Обратка – это теплоноситель, который, пройдя через все отопительные приборы, входящие в контур, отдает свое тепло и, охлажденный, поступает снова в котел для очередного подогрева.

Батареи можно подключить тремя способами:

1. 1. Нижнее подключение.
2. 2. Диагональное подключение.
3. 3. Боковое подключение.

При первом способе подвод теплоносителя и отвод обратки осуществляется в нижней части батареи. Этот способ целесообразно применять, когда трубопровод расположен под полом или плинтусами. При диагональном подключении теплоноситель подводится сверху, обратка отводится с противоположной стороны снизу. Такое подключение лучше использовать для батарей с большим количеством секций. Самый популярный способ – боковое подключение. Горячая жидкость подключается сверху, отвод обратки осуществляется снизу радиатора с той же стороны, где подводится теплоноситель.

Отличаются системы отопления способом прокладки труб. Они могут быть проложены однотрубным и двухтрубным способом. Наиболее популярной является однотрубная схема разводки. Чаще всего ее устанавливают в многоэтажных домах. Она имеет следующие преимущества:

• небольшое количество труб;
• низкая стоимость;
• простота монтажа;
• последовательное подключение радиаторов не требует организации отдельного стояка для отвода жидкости.

К недостаткам можно отнести невозможность отрегулировать интенсивность и нагрев для отдельного радиатора, снижение температуры теплоносителя по мере удаления от нагревательного котла. Чтобы повысить эффективность однотрубной разводки, устанавливают циркулярные насосы.

Для организации индивидуального отопления используется двухтрубная схема разводки труб. По одной трубе осуществляется горячая подача. По второй остывшая вода или антифриз поступают обратно в котел. Данная схема дает возможность параллельного подключения радиаторов, обеспечивая равномерное прогревание всех приборов. Кроме того, двухтрубная схема позволяет регулировать температуру нагрева каждого отопительного прибора отдельно. Недостатком является сложность монтажа и большой расход материалов.

Почему стояк горячий, а батареи холодные?

Иногда при горячей подаче обратка батареи отопления остается все же холодная. Можно назвать несколько основных причин этому:

• неправильно выполнен монтаж;
• завоздушена система или один из стояков отдельного радиатора;
• недостаточный расход жидкости;
• уменьшилось сечение трубы, по которой подается теплоноситель;
• загрязнен отопительный контур.

Холодная обратка – это серьезная проблема, которую необходимо обязательно устранить. Она влечет множество неприятных последствий: температура в помещении не достигает желаемого уровня, снижается эффективность радиаторов, нет возможности исправить ситуацию дополнительными приборами. В итоге, отопительная система не работает как нужно.

Основной неприятностью холодной обратки является большая разница температур, возникающая между температурой подачи и отвода. В этом случае на стенках котла возникает конденсат, реагирующий с углекислым газом, который выделяется при сгорании топлива. В результате образуется кислота, разъедающая стенки котла и сокращающая срок его службы.

Как сделать радиаторы горячими – ищем пути решения

Если обнаружилось, что обратка слишком холодная, следует выполнить ряд действий по поиску причин и устранению неисправностей. В первую очередь нужно проверить правильность подключения. Если соединение выполнено неправильно, то нижняя труба будет горячей, а должна быть слегка теплой. Следует подключить трубы согласно схеме.

Чтобы не было воздушных пробок, которые препятствуют продвижению теплоносителя, нужно предусмотреть установку крана Маевского или спускателя для отвода воздуха. Перед спуском воздуха нужно перекрыть подачу, открыть кран и выпустить воздух. Затем кран перекрывается, и открываются отопительные вентили.

Часто причина холодной обратки – регулировочный кран: заужено сечение. В этом случае кран нужно демонтировать и увеличить сечение с помощью специального инструмента. Но лучше купить новый кран и заменить.

Причина может быть в засорении труб. Нужно проверить их на проходимость, удалить загрязнения, отложения, хорошо прочистить. Если проходимость не удалось восстановить, засорившиеся участки следует заменить новыми.

При недостаточной скорости движения теплоносителя нужно проверить, есть ли циркуляционный насос и отвечает он требованиям по мощности. Если он отсутствует, его желательно установить, а при нехватке мощности заменить или модернизировать.

Зная причины, по которым может неэффективно работать отопления, можно самостоятельно выявить и устранить неисправности. От качества отопления зависит комфорт в доме в холодное время года. Если выполнять работы по монтажу и собственноручно, то можно сэкономить на найме сторонней рабочей силы.

Когда осень уверенно шагает по стране, за Полярным кругом летит снег, а на Урале ночные температуры держатся ниже 8 градусов, то уместно звучит словоформа «отопительный сезон». Народ вспоминает минувшие зимы и пытается разобраться в норме температуры теплоносителя в системе отопления.

Предусмотрительные владельцы индивидуальных строений заботливо ревизуют клапаны и форсунки котлов. Жильцы многоквартирного дома к 1 октября ждут, как Деда Мороза, слесаря-водопроводчика из управляющей компании. Повелитель вентилей и задвижек приносит тепло, а с ним — радость, веселье и уверенность в завтрашнем дне.

Защита твердотопливного котла от низкотемпературной коррозии

В режиме растопки котла при температуре теплоносителя менее 55-65 град. на поверхности теплообменника в котле из дымовых газов выпадает конденсат. Конденсат смешивается с продуктами сгорания топлива и постепенно забивает теплообменник, что снижает КПД котла. Кроме того, отложения содержат кислоту, которая ускоряет коррозию металла и значительно сокращает срок службы котла и дымохода.

Для защиты котла от низкотемпературной коррозии температуру воды в обратном трубопроводе, на входе в котел, при растопке необходимо как можно быстрее поднять выше 55-65 градусов и не снижать её в дальнейшем.

Схема защиты котла от низкотемпературной коррозии. При растопке котла теплоноситель циркулирует только по котловому контуру КК

Узел защиты котла от низкотемпературной коррозии, (поз.6 на схеме отопления) делит схему на два контура — на схеме защиты котла, КК — котловой контур и ОК — отопительный контур.

При растопке котла трехходовой клапан направляет циркуляцию теплоносителя по котловому контуру, мимо отопительных приборов. В результате теплоноситель и котел быстро прогреваются.

После повышения температуры теплоносителя в котловом контуре более 55-65 градусов, трехходовой клапан начинает постепенно подмешивать, добавлять воду из отопительного контура.

Таким образом, циркуляция теплоносителя в отопительном контуре начинается только после того, как котловой контур быстро прогреется. Температура воды в обратном трубопроводе на входе в котел, пока горит топливо в котле, всегда остается выше 55-65 градусов.

Общие причины образования конденсата

Конденсат возникает от сжигания биомассы (дров, топливных брикетов), богатой влагой. Любой производитель котла в инструкции по эксплуатации указывает, что топка котла должна осуществляться сухим материалом.

Часто этот пункт игнорируется, и котёл топят чем придётся. Вода также присутствует в воздухе, попадающем в камеру сгорания.

Под действием высоких температур водяной пар соединяется с продуктами горения топлива и сажей. Становясь тяжелее воздуха, эта масса начинает оседать на всех поверхностях, с которыми соприкасается.

Конденсат на теплообменнике котла

Конденсат – слабые растворы кислот низкой концентрации, взаимодействующие с металлическими стенками котла.

В процессе этих реакций стенки котла медленно разъедаются. Капли конденсата осаждаются на стенках теплообменника. Пока они не высохли, на них прилипает сажа и под действием высокой температуры спекается в прочную теплозащитную корку.

Эта корка заметно понижает КПД котла, потому что нагретые газы не могут передать тепло металлическому теплообменнику. Корку крайне тяжёло очистить со стенок камеры сгорания, особенно, если котёл имеет развитую и фигурную систему теплообмена. Чтобы избежать такого налёта необходимо раз в месяц производить с котлом регламентные работы по удалению смол и дегтя.

Делается это с помощью металлического ерша и лопатки. Если корка прилипла прочно, тогда нужно растопить котёл и в топку добавить специальный порошок, повышающий температуру горения. Под действием больших температур деготь прогорает и превращается в легко удаляемую золу. Проводить такую процедуру самостоятельно не рекомендуется.

Это должен делать специалист. В противном случае температура теплоносителя может подняться выше 100 градусов, что неминуемо приведет к выходу из строя обвязки, если она выполнена из пластиковых труб.
Конденсат внутри котла образовывается в момент розжига. Длится этот процесс, пока стенки котла не прогреются и вода не начнет превращаться в пар, тем самым будет пройдена «точка росы».

Выпадает конденсат в виде капелек воды на все поверхности котла, как внутренние, так и наружные. Если стенки котла плохо защищены от коррозии, это может привести к ржавлению металла и появлению сквозных отверстий.

Видео: Чистка твердотопливного котла

Конденсат внутри дымохода

Если дымоход сделан неправильно, через него в котёл попадает 50-60% конденсата, выбрасываемого в процессе топки.

Как правило, для твердотопливных котлов дымоход делают самостоятельно, игнорируя все требованиями к его изготовлению. Чтобы устройство дымоотвода было изготовлено правильно, приведём эти правила:

• Диаметр дымохода должен соответствовать диаметру выходного отверстия в котле.
• После выхода из котла дымоход должен располагаться под наклоном. Длина наклонной трубы должна быть не менее метра, после чего его можно монтировать вертикально.
• На стыке наклонной и вертикальной части надо смонтировать отводную часть, уходящую вниз и оборудованную сливным устройством.
• На вертикальной части дымохода необходимо предусмотреть разъёмный участок для облегчения чистки дымохода от сажи.
• Трубу по всей площади надо укутать асбестовыми матами в теплозащитной отражающей оболочке.
• Сверху дымохода целесообразно сделать защиту от проникновения влаги в форме осадков.
• Высота дымоходной трубы должна быть не менее 5 метров.

Идеально такой дымоход будет выглядеть так. Из котла, стоящего возле стены, на улицу под углом, сквозь стену проложена труба в асбестовой рубашке. На улице, вдоль стены, дымоход поднимается вверх также укутанный в асбестовые маты.

Из уличного углового соединения вниз уходит отводной канал с краном. Вертикальная часть дымохода оборудована съемным участком и «шапочкой» вверху.

Есть другой способ избежать появления конденсата в дымоходной трубе – установить промышленно изготовленный дымоход из нержавеющей стали. Это лучшее решение с точки зрения долговечности, функциональности и эстетического вида.

Дымоход из нержавейки внутри шлифованный, и в отличие от обычной металлической трубы, имеет меньшую абразивность материала. Следовательно, налипание сажи на нём происходит менее интенсивно.

Между наружной и внутренней оболочкой такого дымохода проложен слой термостойкого утеплителя, что отводит точку росы и не даёт возможность образования конденсата. Нержавеющая сталь прогревается очень быстро, благодаря чему тяга в котле образуется мгновенно, что исключает задымление помещения в момент растопки котла.

Монтаж и демонтаж элементов такого дымохода при его чистке прост и не требует специальных навыков.

Конденсат под котлом

Такой конденсат может выпадать на наружной поверхности днища котла, если оно не оборудовано тепловой защитой. В большой мере появление влаги под котлом зависит от влажности воздуха в помещении. Это может привести к тому, что вода будет попадать на дрова, выложенные под котлом для просушки.

Использование такой древесины в качестве топлива приведет к повышенному образованию конденсата внутри котла. Для устранения такого явления нужно изолировать днище термостойким фольгированным утеплителем, что в свою очередь повысит КПД котла, но замедлит процесс сушки дров.

Избавление от конденсата путём правильной обвязки котла

Избавляться от конденсата можно различными способами. Одни из них эффективные, другие не очень. Но применение того или иного метода зависит от физической возможности просто его применить.

Есть совокупность мер, помогающая уменьшить количество образующегося конденсата:

• Включать циркуляционный насос не сразу после начала топки, а подождать, пока котёл наберет температуру (50-60 градусов).

Если начать топить котёл с чугунным теплообменником и не дать возможность теплоносителю равномерно набирать температуру, после включения насоса и поступления холодной воды, теплообменный контур может не выдержать термоудара и расколоться.

• Можно сделать дополнительный смесительный узел с группой безопасности источником бесперебойного питания. Это практично, но дорого.
• Установка термостатических клапанов прямого действия, ориентированных только на температуру. Для их использования не требуются установка дополнительных контроллеров и подключения электричества. Они бывают двух видов: смесительные и распределительные и работают в комплекте с термической регулируемой головкой с капиллярным термометром.
• Смесительный клапан устанавливается на обратку. Капиллярный термометр закрепляется с помощью монтажной планки на систему обратного контура ближе к котлу. В месте врезки смесительного клапана (через него) надо соединить подающую и обратную линию, создав малый контур. Термическая головка, давя на шток смесительного клапана, не даёт возможность теплоносителю поступать в котёл через обратную линию. Жидкость движется по малому контуру, пока не начнёт набирать температуру. По мере роста температуры термоголовка плавно ослабевает давление на шток, давая возможность теплоносителю проходить в большой контур.

• Распределительный клапан имеет один ввод и два отвода, расположенных под прямым углом. Устанавливается на подачу после циркуляционного насоса, образуя дополнительный малый контур движения теплоносителя. Капиллярный термометр с помощью накладной пластинки монтируется на трубе обратки, но ближе к котлу, чем отвод от клапана.

При нагреве котла термоголовка закрывая шток распределительного клапана, направляет теплоноситель по малому контуру. Затем плавно открываясь под действием температуры, распределяет его в большой контур отопления. Это дает возможность плавно нагреть теплоноситель в системе, избежав теплового удара на камеру теплообменника, что особо чувствительно для чугуна.

Если твердотопливный котёл обвязать таким способом, через 15-20 минут после начала топки теплоноситель начнёт поступать в основной контур отопления.

Эта система позволит уменьшить образование конденсата в твердотопливных котлах, особенно длительного горения и пиролизных, куда закладывается много дров и требуется низкая интенсивность горения. Образование конденсата не будет страшно, если температура в теплообменнике будет поддерживаться на уровне 50 градусов .

Устранить появление конденсата полностью невозможно. Сократить его образование необходимо, для чего нужно придерживаться всех рекомендаций по установке и эксплуатации, написанных в инструкции производителем котла. При этом нужно не забывать, что твердотопливные котлы требуют обслуживания один раз в месяц.

Видео: Правильная обвязка твердотопливного котла

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.