Рекомендуемая схема обвязки твердотопливного котла с предохранительным теплообменником.

Рекомендуемая схема обвязки твердотопливного котла с комбинированным клапаном теплового сброса (без предохранительного теплообменника). На схемах умышленно показано различное относительное расположение расширительного бака и циркуляционного насоса, т.к. решение об их размещении принимается исходя из конкретных условий на основании гидравлического расчета и параметров оборудования. УЗЛЫ БЕЗОПАСНОСТИ В МОНТАЖНОЙ СХЕМЕ ТВЕРДОТОПЛИВНОГО КОТЛА В первую очередь, при монтаже твердотопливного котла учитываются вопросы безопасной эксплуатации. Известно, что котлом на твердом топливе сложнее управлять и контролировать его работу, чем, например, газовым или электрическим котлом. Это определяется инерционностью процессов горения твердого топлива, которое дольше разжигается и горение которого сложно быстро прекратить. Данный фактор создаёт предпосылки к тому, что в случае некоторых нештатных ситуаций, особенно связанных с прекращением циркуляции теплоносителя, даже слабое горение или тление топлива может вызвать резкое повышение давления в системе отопления, вскипание теплоносителя (воды) в теплообменнике котла с дальнейшими неприятными последствиями – вплоть до повреждения системы отопления. Для того, чтобы не допустить этих явлений и снизить нежелательные их последствия, в обвязке твердотопливного котла предусматриваются различные технические решения, рассматриваемые ниже. ГРУППА БЕЗОПАСНОСТИ Так называемая "группа безопасности" - обязательный элемент в системах отопления, построенных не только на основе твердотопливных котлов, но и в системах на других видах топлива/энергии. Основное предназначение группы безопасности - обеспечить сброс повышенного давления и исключить образование воздушных пробок в котловом контуре системы отопления. Группа безопасности - это комплект оборудования, как правило, состоящий из предохранительного клапана, автоматического воздухоотводчика и манометра, смонтированных на специальном коллекторе. Несмотря на распространенный термин "группа безопасности", вовсе не означает, что ее элементы должны быть обязательно объеденены. Мало того, часто более эффективно и корректно вышеперечисленные устройства работают раздельно, когда устанавливаются в системе с учетом особенностей их работы. Например, предохранительный клапан - в непосредственной близости к котлу на подаче; воздухоотводчик - на участке, специально организованном для эффективного воздухоотвода; манометр - в непосредственной близости от расширительного бака.

Предохранительный клапан - основной элемент группы безопасности. Предохранительный клапан предназначен для сброса теплоносителя при повышении давления в системе отопления выше нормы. Обычно, заводская настройка клапана составляет 3 бара. При монтаже предохранительного клапана или группы безопасности недопускается установка запорной арматуры между ним и котлом. Автоматический воздухоотводчик, как следует из названия, предназначен для сбора и удаления воздушных пузырьков, которые образуются в процессе работы системы отопления. Элементы группы безопасности могут быть смонтированы в котле в качестве штатного оборудования, а также устанавливаться автономно, без объединения в единый узел. Группа безопасности (или её элементы) устанавливается на подающей магистрали в непосредственной близости от котла (не далее 1 м). ЗАЩИТА КОТЛА ОТ ПЕРЕГРЕВА Перегрев теплоносителя в котле - один из самых значимых рисков, которые характерны для твердотопливного котла. Случайный перегрев котла может возникнуть по различным причинам: не прекращен приток воздуха, в случае нагрева теплоносителя до заданной температуры; нештатное отключение циркуляционного насоса и т.п. Для недопущения перегрева твердотопливного котла чаще всего служат клапаны теплового сброса и предохранительный теплообменник. Предохранительный теплообменник

Предохранительный (защитный) теплообменник предназначен для принудительного охлаждения теплоносителя в основном теплообменнике котла, при привышении теплоносителем предельной заданной температуры. К обвязке твердотопливного котла предохранительный теплообменник можно отнести с некоторой натяжкой, так как это оборудование, как правило, предусматривается конструкцией котла и может быть как конструктивным элементом котла (пиролизные котлы Wattek, Viessmann), так и комплектоваться по заказу, но для тех котлов, в которых предусмотрена его установка (BAXI, De Dietrich).

Предохранительный теплообменник представляет собой змеевик (котлы De Dietrich, Beretta и др.) или конструкцию «труба в трубе ( котлы Wirbel и др.), который монтируется в основном теплообменнике. На подающем трубопроводе на выходе из котла или непосредственно в основном теплообменнике устанавливается температурный датчик, который при достижении определенной температуры (например 95°С) открывает термостатический клапан, через который в предохранительный теплообменник начинает поступать холодная вода из системы водоснабжения. Поступающая холодная вода, протекая через защитный теплообменник отбирает излишнее тепло от теплоносителя и сливается в канализацию. Данный метод предотвращения перегрева теплоносителя в котле считается оптимальным, так как обеспечивает эффективное охлаждение теплоносителя не причиняя вреда узлам котла вследствие резких перепадов температур. Клапан теплового сброса Если в твердотопливном котле не предусмотрен предохранительный теплообменник, защита котла от перегрева может быть осуществлена при помощи клапана теплового сброса. Существуют два принципиальных метода использования клапанов теплового сброса для защиты твердотопливного котла от перегрева - со сбросом перегретого теплоносителя из системы отопления или с его охлаждением. Рассмотрим сначала второй метод. Охлаждение теплоносителя с использованием косвенного водонагревателя (бойлера). Данный способ, как правило, применяется при наличии емкостного водонагревателя (бойлера).

Сброс тепла от твердотопливного котла посредством бойлера косвенного нагрева Этот метод, по сути, работает также, как и схема с предохранительным теплообменником, функцию которого выполняет бойлер. При нагреве котла до заданной температуры, от датчика (2) срабатывает предохранительный клапан (1), установленный на патрубке ГВС бойлера (3), и горячая вода сливается в канализацию (4), а холодная поступает в водонагреватель (6). Датчик температуры бойлера дает команду исполнительному устройству на его нагрев, в результате чего теплоноситель начинает циркулировать через змеевик (5) бойлера и охлаждаться от поступающей в БКН холодной воды до тех пор, пока датчик клапана теплового сброса не даст команду на его закрытие. При использовании данного метода теплоноситель остается в системе, не разбвляется приточной водой и котел не подвергается резким температурным воздействием от холодной подпиточной воды. Сброс перегретого теплоносителя

Данный способ защиты котла от перегрева основан на сбросе перегретого теплоносителя и замене его подпиточной водой. Клапан теплового сброса устанавливается на подающей магистрали в непосредственной близости к котлу. Клапан управляется, как правило, встроенным температурным датчиком. Температурный датчик может быть и выносным, устанавливаемым также на подающей магистрали или непосредственно в теплообменнике котла. При поступлении управляющего сигнала от датчика о превышении заданной температуры, клапан открывается и производится слив теплоносителя в канализацию. При установке клапана теплового сброса необходимо предусмотреть обеспечение автоматической подпитки системы отопления. В открытой системе отопления подпитка, как правило, осуществляется от открытого расширительного бака, который, в свою очередь, автоматически наполняется под управлением поплавкового клапана. В закрытой системе отопления автоматическая подпитка может осуществляться от источника гарантированного водоснабжения через подпиточный (редукционный) клапан. На клапане теплового сброса может быть установлен выключатель для управления каким-либо устройством или включения сигнализации о перегреве (такой клапан представлен на рисунке).

Клапан теплового сброса в закрытой системе отопления с подпиткой твердотопливного котла от системы водоснабжения Ряд производителей предлагают комбинированные устройства, которые объединяют в себе клапан теплового сброса и клапан подпитки. Температурные датчики таких клапанов также могут быть как встроенными, так и внешними. Принцип работы аналогичен простому клапану, за исключением того, что при повышении температуры теплоносителя до определенного уровня оба клапана (сброса теплоносителя и подпитки) открываются одновременно.

В сравнении со схемой твердотопливного котла с предохранительным теплообменником, схема с тепловым клапаном сброса имеет свои преимущества и недостатки. Преимуществами данного решения являются относительная простота и стоимость. Недостатком же такой схемы является неблагоприятный температурный режим работы теплообменника при резком изменении температуры теплоносителя в котле, что может привести к нежелательным последствиям, в частности, конденсатообразованию, о котором мы расскажем ниже. Защита твердотопливного котла от перегрева в открытых системах отопления

Первая схема рекомендуется европейскими рекомендациями (в частности, сб. P I.S.P.E.S.L). Она основана на использовании клапана теплового сброса (3) с одновременной подпиткой из открытого расширительного бака и отводом паровоздушной смеси по "свечному" трубопроводу (С) с дальнейшей сепарацией и выбросом пара в атмосферу. На данной схеме показана также организация автоматического наполнения расширительного бака с использованием поплавкового клапана.

Вариант подключения твердотопливного котла к открытому расширительному баку Вторая схема является модификацией первой, базируется на основе DIN EN 12828. В данной схеме клапан теплового сброса не используется, а весь избыточный объем теплоносителя при его перегреве, принимает на себя расширительный бак, который в данной схеме имеет увеличенный объем. При перегреве теплоносителя и его закипании (например при отключении циркуляционного насоса) избыточная теплота расходуется на нагревание воды в РБ, а паровоздушная смесь сепарируется и пар выбрасывается во внешнюю среду. При этом срабатывает перепускной (предохранительный) клапан (4) и через трубопроводы Р и Ц создается контур естественной циркуляции.