Установка группы безопасности котла в закрытую систему отопления

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.

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.

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:

• Когда речь идет о твердотопливных котлах с естественной циркуляцией теплоносителя, необходимо позаботиться о безопасности и работоспособности отопительного оборудования еще во время монтажа. Трубы в системе устанавливаются металлические. Причем диаметр таких труб должен превышать диаметр труб, используемых для прокладки контура с принудительной циркуляцией теплоносителя. Датчики, установленные на водяном контуре, будут сигнализировать о возможном перегреве теплоносителя. Предохранительный клапан и расширительный бак играют роль компенсатора, снижая избыточное давление в системе.

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

• Большие технологические возможности для потребителей предоставляют двухконтурные твердотопливные котлы, работающие с принудительной циркуляцией теплоносителя в системе. Уже только наличие второго контура существенно увеличивает возможность регулировать температуру нагрева котловой воды. Единственный минус в работе такой системы является работающий насос, который может внести своей работой сложности при эксплуатации отопительной системы.

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

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.

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.

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:

• отключение электроэнергии;
•  вышла из строя электроника или датчик температуры, тогда может не отключаться вентилятор поддува или не закрываться дверца зольника;
• воздушная заслонка, управляемая механическим термостатом с цепным приводом, закрылась не до конца.

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:

• установка двухходового защитного клапана;
• введение в схему обвязки байпаса для естественной циркуляции, отводящего тепло в буферную емкость или теплоаккумулятор.

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:

• наличие теплоаккумулятора или буферной емкости достаточного объема;
• трубы котлового контура до емкости должны быть стальными, с увеличенными диаметрами и надлежащими для естественной циркуляции уклонами;
• обратный клапан – только лепесткового типа, монтируемый в горизонтальном положении.

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 твердотопливного котла от перегрева — самая важная задача для его владельца. Главный минус любого твердотопливного котла — его инертность и отсутствие автоматизации. При аварийной ситуации котел не может быстро выключится. Установите на твердотопливный котел контроллер, всевозможные датчики, но управлять сможете только вентилятором котла и циркуляционным насосом. Отсутствие защиты твердотопливного котла от перегрева может привести к пожару.

Современные системы отопление в большинстве случаев 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 котел закипит.

Управление твердотопливным котлом

Во многих твердотопливных котлах встроены механизмы управления воздушными заслонками, которые перекрывают подачу воздуха в топочную камеру при повышении температуры.

Если прекратится циркуляция, что происходит при отключении электроэнергии или поломке циркуляционного насоса, твердотопливный котел закипит. Дрова или уголь не могут потухнуть мгновенно, поэтому котел не просто закипит, а будет кипеть продолжительное время, от 10 минут до нескольких часов.

Вероятнее всего, что этот котел выйдет из строя. Его может разорвать давлением пара. Поэтому если у вас твердотопливный котел, следует позаботиться о его защите от перегрева.

Популярные варианты защиты котлов от перегрева

Самый простой и надежный вариант защиты твердотопливного котла от закипания – источник бесперебойной подачи электроэнергии. Обычно это инвертер и электрический аккумулятор.

Инве́ртор — устройство для преобразования постоянного тока в переменный с изменением величины напряжения. Обычно представляет собой генератор периодического напряжения, по форме приближённого к синусоиде, или дискретного сигнала. Википедия

Электри́ческий аккумуля́тор — химический источник тока, источник ЭДС (идеа́льный источник напряже́ния) многоразового действия, основная специфика которого заключается в обратимости внутренних химических процессов, что обеспечивает его многократное циклическое использование (через заряд-разряд) для накопления энергии и автономного электропитания различных электротехнических устройств и оборудования, а также для обеспечения резервных источников энергии. Википедия

Как работает источник бесперебойной подачи электроэнергии

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

Стоимость источника бесперебойного питания

Стоимость ИБП зависит от мощности инвертера и емкости 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 1 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.

Расчет необходимой емкости аккумуляторной батареи

Для определения необходимой емкости аккумулятора можно воспользоваться простой формулой:

E = P*T/K/U/Kкпд,

Е – Емкость аккумуляторной батареи, А*ч

K – Коэффициент глубины разряда аккумулятора (рекомендуем 0,7)

U – Напряжение аккумуляторной батареи, В

P – Мощность подключенных электроприборов, Вт

T – Необходимое время бесперебойной работы, ч

Kкпд -KПД 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 емкостью 45 А*ч, стоит около 8 000 рублей. Инвертер мощностью 400-500 Вт будет стоить около 7 000 рублей. Цены даю на момент написания статьи – февраль 2018 года.

Система охлаждения твердотопливного котла

Защиту от закипания твердотопливного котла можно организовать с помощью буферной емкости, которая связана с котлом самотечной системой.

На мой взгляд, это самый лучший вариант защиты котла. Но не всегда есть возможность установить буферную емкость. В этих случаях можно установить радиатор отопления, который соединен с котлом самотечной системой.

Как это работает?

Это обычный радиатор отопления, который подключают непосредственно к обвязке котла, так, чтобы он нагревался самотеком. Считается, что такой радиатор защищает котел от закипания при отключении циркуляционного насоса.

Защита твердотопливного котла от перегрева с помощью радиатора?

Поэтому наш тест пройдет в два этапа:

• День 1. Растапливаем котел, ждем, когда он наберет температуру 60 градусов и отключаем циркуляционный насос. Засекаем время, за которое теплоноситель в котле нагреется до 100 градусов.

• День 2. Из схемы обвязки убираем радиатор, растапливаем котел и отключаем циркуляционный насос. Засекаем время, за которое теплоноситель в котле нагреется до 100 градусов.

О системе отопления в этом доме

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

Читайте также: Как выбрать твердотопливный котел длительного горения? 

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

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

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

Он еще не установлен. Но для него в обвязке котла есть специальные краны. В помещении ванной мы разместили коллекторные группы. В дальнейшем, отделочники закроют их коробом из гипсокартона. Теплые полы мы не увидим, так как они уже закрыты стяжкой пола. Теплые полы укрывают помещения кухни, ванной, коридор и прихожую. Радиаторы установлены в спальных комнатах и гостиной.

День 1. Испытание котла с радиатором

День 2. Испытание котла без радиатора

Котел 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.

Выводы

Твердотопливный котел без циркуляции теплоносителя закипает за полчаса. Если у вас не самотечная (гравитационная) система отопления, защищайте свой котел от перегрева. Из перечисленных мной в вариантов защиты котла от закипания мне больше всего нравится вариант с буферной емкостью. На второе место я бы поставил вариант с ИПБ. И в крайнем случае, я бы ставил радиатор. Пользоваться радиаторами охлаждения или нет — решать вам.

Читайте также

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 В«бочкуВ» огромного объема, которая подключается к твердотопливному котлу по принципу естественной циркуляции теплоносителя в контуре В«котел – емкостьВ» 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 В«котел – емкостьВ» 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.

5

Группа безопасности в системе отопления – это контрольно-измерительный узел, предназначенный для удаления воздушных масс и автоматического предотвращения аварийных ситуаций, связанных с повышением давления в системе отопления до критических значений. Используется группа безопасности исключительно в закрытых системах отопления. В СО открытого типа с естественной циркуляцией теплоносителя она попросту не нужна: воздух отводится через расположенный в верхней точке системы расширительный бак, а давление даже при самых экстремальных условиях не способно приблизится к отметке хотя бы 1 бар.

Средняя стоимость готового к установке узла – 1 100-3 000 руб., при желании, его можно собрать и самостоятельно, купив все составляющие по отдельности.

Что входит в группу безопасности системы отопления

Группа безопасности состоит из трех элементов, соединенных коллектором (техническим элементом, разбивающим поток на несколько параллельных веток).

Автоматический воздухоотводчик

Автоматический воздушный клапан предназначен для сброса воздушных масс из системы отопления. Более ранняя его альтернатива – ручные краны Маевского на радиаторах. Воздух, находящийся в трубах и радиаторах системы отопления, замедляет прогрев и скорость циркуляции теплоносителя, снижает КПД, а при нагреве свыше 90°C серьезно повышает давление, что может привести к повреждению и разгерметизации системы отопления.

Воздух может появится даже при грамотной и тщательной эксплуатации СО. Наиболее частые причины:

• изначальное заполнение системы отопления теплоносителем с допуском воздуха;
• выделение пузырьков воздуха при нагреве воды, используемой в качестве теплоносителя, свыше 90°C;
• неправильное использование крана подпитки;
• износ элементов и узлов системы отопления, что нарушает ее герметичность.

Автоматический воздухоотводчик не требует настройки или вмешательства человека. Как только в системе образуется воздух, он попадает в канал воздухоотводчика. Находящийся в этом цилиндрическом канале поплавок опускается, опуская запирающий шток: клапан открывается и стравливает из канала весь воздух.

Манометр

Назначение манометра – отображение точного давления внутри системы отопления для контроля показателей. Как правило, в качестве единиц измерения используются бары. Настроив определенный уровень давления, взглянув на манометр можно удостовериться, что система работает исправно, все узлы полностью герметичны, а другие элементы группы безопасности выполняют свои функции.

Предохранительный сбросной клапан

Предохранительный клапан обеспечивает автоматический сброс воздуха, пара или теплоносителя при достижении критической отметки, тем самым освобождая в системе место для дальнейшего расширения теплоносителя. Повышение давления в системе отопления может быть вызвано не только образованием воздуха (с которым справляется воздухоотводчик), но и расширением самого теплоносителя при сильном нагреве, что может привести к повреждению и протечке.

Если радиаторы и трубы обычно без проблем выдерживают давление в 7-9 бар, то наиболее уязвимым элементом системы отопления является теплообменник котла, часто рассчитанный на 3, а то и на 2 бара.

Именно по максимально допустимому рабочему давлению и подбирается предохранительный клапан: существуют рассчитанные на конкретное давление модели и модели с регулируемым значением, которое устанавливается при монтаже и настройке. Наиболее распространенным и лучшим в соотношении цена-качество является пружинный механизм, именно он и используется практически во всех вариантах групп безопасности.

Принцип работы пружинного предохранительного клапана заключается в балансе давления внутри системы и прижимной силы пружины клапана:

• изнутри на затвор клапана оказывает давление теплоноситель;
• с другой стороны золотник прижат штоком, на который давит пружина, тем самым удерживая клапан в закрытом положении;
• как только давление в системе превышает критическое значение, оно перевешивает прижимную силу пружины и клапан приоткрывается, стравливая излишки воздуха, пара или теплоносителя;
• как только давление падает ниже критической отметки, силы пружины достаточно, чтобы перевести клапан в исходное закрытое положение.

Алгоритм срабатывания

Кратко подытожим принцип действия всей группы. С самого начала ввода в эксплуатацию работает автоматический воздухоотводчик, выводя из системы весь воздух. Однако при перегреве и достижении критических отметок давления он бессилен. Во избежание аварийной ситуации срабатывает предохранительный клапан, стравливая излишки теплоносителя, тем самым снижая давление в системе.

Для контроля работы системы в состав группы безопасности входит манометр, который показывает давление в моменте: пониженное давление свидетельствует о разгерметизации, неисправности расширительного бака или крана подпитки; повышенное – о расширении теплоносителя или чрезмерном выделении пара вследствие перегрева.

Как выбрать группу безопасности для системы отопления частного дома

Выбрать подходящую модель не сложно, смотреть нужно на:

1. Максимально допустимую мощность системы (кВт), на которую рассчитан узел. Обычно это 44, 50 или 55 кВт. Если система имеет меньшую мощность – отлично, если же большую – необходимо искать более прочный вариант.
2. Давление срабатывания предохранительного клапана. Как правило, в готовые узлы устанавливают клапаны с фиксированным значением – 1,5 бар, 3 бар, 4 или 6 бар. Давление срабатывания должно соответствовать максимально допустимому рабочему давлению наиболее уязвимого элемента систем отопления – обычно это стальной теплообменник котла, рассчитанный на 2 или 3 бар. Предохранительные клапаны на 2 бар, несмотря на достаточный спрос, в продаже найти трудно, выход из ситуации – собрать узел своими руками, купив предохранительный клапан и прочие элементы по отдельности (об этом смотрите далее).
3. Рабочая температура – это допустимая температура теплоносителя, практически у всех современных моделей она в пределах -10°С – 110°C, чего более, чем достаточно.
4. Совместимость с теплоносителем – если вместо воды в качестве теплоносителя используется антифриз.
5. Диаметр резьбового соединения – оно может быть диаметром 1″, 1/2″ или 1,4″. Можно подобрать и несоответствующий по диаметру резьбы узел, но тогда придется позаботиться о подборе переходника, что не всегда просто.

Важно обратить внимание и на материал изготовления, оцинкованная сталь или нержавейка – хороший, но не лучший вариант. Более дорогими, но более прочными, износостойкими и еще более устойчивыми к коррозии являются изделия из латуни. Материал изготовления не всегда указывается в характеристиках, кроме того, коллектор может быть изготовлен из стали, а остальные элементы – из латуни. Отличить латунь можно по характерному однотонному, матовому цвету (бронзово-золотистому или серебристому, в зависимости от сплава).

Как выбрать комнатный термостат и экономить до 30% в месяц на отоплении

Лучшие известные производители и модели: характеристики и цены

TIM JH-1024-1,5

Одна из самых недорогих, но проверенных моделей. Несмотря на небольшую стоимость имеет латунный коллектор. Максимальная мощность СО – 50 кВт, порог срабатывания предохранительного клапана – 1,5 бар, диаметр подключения – 1″ BP. Страна-производитель – Китай.

Цена: 990-1200 руб.

VALTEC VT.460.0

Одна из лучших готовых групп безопасности для котла и системы отопления известного итальянского производителя VALTEC. Узел полностью из никелированной латуни, имеет дополнительный резьбовой выход для присоединения расширительного бака. Отличается высокой надежностью и качеством всех соединений и технических элементов. Допустимая мощность СО – до 44 кВт, порог срабатывания – 3 бар, диаметр присоединения к сети – 1 B.

Стоимость: 1 650-1 800 руб.

Watts KSG 30

Группа безопасности еще одной известной немецкой фирмы с производством в Италии. На рынке представлен целый модельный ряд, где существуют модели, рассчитанные на мощность до 100 и даже до 200 кВт. Корпус коллектора изготовлен из оцинкованной стали, что, учитывая стоимость, является недостатком. Однако технические элементы – латунные, имеется термоизоляционный кожух. Максимальная мощность СО – 50 кВт, давление срабатывания – 3 бар, диаметр присоединения – 1″ (внутренняя резьба).

Стоимость: 2 600-3 400 руб.

Caleffi 302631

Очередная надежная и качественная (по материалам и сборке) модель итальянского производства, полностью из латуни, с теплоизоляционным кожухом из полистирола в комплекте. Максимальная мощность СО – 50 кВт, давление срабатывания – 3 бар, диаметр резьбового соединения – 1″ ВР.

Стоимость: 4 500-4 750 руб.

Цены: итоговая таблица

Производитель и модель	Максимальная мощность СО, кВт	Давление срабатывания, бар	Диаметр резьбы, дюйм	Цена, руб.
TIM JH-1024-1,5	50	1,5	1″ BP	990-1 200
VALTEC VT.460.0	44	3	1″ BP	1 650-1 800
Watts KSG 30	50	3	1″ BP	2 600-3 400
Caleffi 302631	50	3	1″ BP	4 500-4 750

Куда ставится группа безопасности

Группа безопасности ставится на подающей линии котла отопления, как можно ближе к котлоагрегату, но выше его уровня. Между котлом и группой безопасности запрещается устанавливать любую запорную арматуру, фильтры и прочие элементы, сужающие трубопровод. Группа безопасности должна быть установлена строго в вертикальной плоскости, чтобы воздухоотводчик и предохранительный клапан были в вертикальном положении, в горизонтальной плоскости узел можно поворачивать как угодно.

Обратите внимание, что при наличии соответствующего выходного патрубка, расширительный бак рекомендуется подключать именно через него. Если это не сделано, выходной патрубок для расширительного бака необходимо заглушить пробкой.

Подключение к системе отопления

Весь процесс подключения группы безопасности к системе отопления заключается в резьбовом присоединении к за ранее отведенному для нее вертикальному патрубку (диаметр резьбы патрубка = диаметру резьбы группы безопасности) и в проверке работоспособности ее модулей. Пример монтажа группы безопасности указан на схеме ниже.

После герметичного соединения, нужно проверить работу воздухоотводчика, принудительно открыв его: повернув ручку клапана (верхний колпачек) до щелчка. Оставляем воздухоотводчик открытым. На период заполнения системы теплоносителем, автоматический воздухоотводчик лучше закрыть. На сбросной клапан необходимо надеть сливную трубку, ведущую либо на пол (в подготовленную емкость), либо в канализацию. В первом случае будут видны последствия аварии, при сливе в канализацию о произошедшем можно и не узнать.

Как правильно собрать узел своими руками

Правильно скомпонированная группа безопасности должна быть в форме тризубца, чтобы воздухоотводчик находился посередине, непосредственно над патрубком под группу безопасности. Так воздух в него будет поступать гарантированно, без каких-либо препятствий.

Самодельная группа безопасности включает в себя такие элементы:

• манометр, автоматический воздухоотводчик и предохранительный клапан;
• 2 стальных или латунных угольника под 90° с внешней и внутренней резьбой (диаметр подбирается под диаметр резьбы модулей и крестовины);
• 1 стальная или латунная крестовина;
• 1 муфта/ниппель для соединения узла готового узла с тройником системы отопления;
• пакля или силикон для уплотнения соединений (ФУМ-лента не рекомендуется, поскольку деформируется при температурах свыше 70-80°C).

Соединяем элементы в соответствии с фото ниже, подключаем к системе отопления и проверяем работоспособность.

Техобслуживание

1. Желательно каждые 2-3 месяца проверять состояние всех модулей группы безопасности.
2. Каждые 6 месяцев, для предотвращения протечек и загрязнения, необходимо прочищать предохранительный клапан. Для этого его необходимо открыть, повернув колпачок клапана в направлении стрелки.
3. После 5-7 срабатываний, предохранительный клапан рекомендуется заменить в виду износа пружины, что может привести к протечке и срабатыванию при более низких значения давления в системе.

Используемые источники:

• https://znatoktepla.ru/kotly/tverdotoplivnie/kak-zashhitit-ot-peregreva-tverdotoplivnyj-kotel.html
• https://cotlix.com/kak-zashhitit-tverdotoplivnyj-kotel-ot-peregreva-i-kondensata
• https://geotermica.ru/zashhita-tverdotoplivnogo-kotla-ot-peregreva/
• https://pikabu.ru/story/kak_zashchitit_tverdotoplivnyiy_kotel_dlitelnogo_goreniya_ot_zakipaniya_4207783
• https://gradusplus.com/kotly/obustrojstvo-kotelnoj/gruppa-bezopasnosti-dlya-sistemy-otopleniya/