Запобіжний клапан теплового скидання в системі опалення – призначення


Зміст
  1. Запобіжний клапан теплового скидання в системі опалення
  2. Для чого в принципі необхідні запобіжні клапани теплового скидання?
  3. Принцип спрацьовування і різновиди запобіжних клапанів теплового скидання.
  4. Простий прямий клапан теплового скидання
  5. Комбіновані клапани теплового скидання і підживлення системи
  6. Схеми використання запобіжних клапанів теплового скиду до обв'язуваннях твердопаливних котлів
  7. Котел з вбудованим контуром гарячого водопостачання
  8. Котел з вбудованим контуром аварійного охолодження
  9. Схема з наявністю теплоаккумулятора в системі
  10. Калькулятор розрахунку мінімально необхідного обсягу теплоаккумулятора системи опалення з твердопаливним котлом
  11. Схема зі скиданням надлишкового тепла через бойлер непрямого нагріву
  12. Схема з підживленням котла через комбінований клапан теплового скидання
  13. Схема теплового скидання з підживленням через розширювальний бак відкритого типу
  14. Який клапан придбати?

Запобіжний клапан теплового скидання в системі опалення

Однією з найважливіших проблем в проектуванні систем опалення, крім виконання ними своїх прямих завдань, є забезпечення безпеки експлуатації. Тому і котельне обладнання, і змонтовані контури в обов'язковому порядку повинні оснащуватися контрольно-вимірювальними приладами і запобіжними пристроями. Про один рубіж забезпечення безпеки ми вже розповідали – це клапани, що спрацьовують при перевищенні допустимого тиску в системі. Однак, цього деколи буває недостатньо.

Запобіжний клапан теплового скидання в системі опалення

Деякі системи опалення, особливо – що працюють від твердопаливних котлів, в обов'язковому порядку повинні бути захищені від перегріву. І запобіжний клапан по тиску може в цьому випадку не допомогти, особливо, якщо система оснащена відкритим розширювальним баком. Значить, необхідно якийсь пристрій, яке реагувало б на критичне підвищення температури. Такий прилад існує – це запобіжний клапан теплового скидання в системі опалення.

Давайте ознайомимося з цим пристроєм подивимося на його будова, принцип роботи. Розберемо схеми обв'язки твердопаливних котлів з тепловим скиданням.

Для чого в принципі необхідні запобіжні клапани теплового скидання?

Здавалося б – такий клапан не особливо-то і потрібен. Адже безпеку забезпечують та інші пристрої. Зокрема, запобіжний клапан, що спрацьовує (зривається) при перевищенні тиску. Його часто так і називають – підривним або сривной.

На більшості опалювальних систем якомога помітити так звані «групи безпеки». Вони складаються з манометра, що показує тиск в контурі, автоматичного повітрявідводчика і запобіжного зривного клапана (на ілюстрації – зліва).

На цьому пристрої зараз фокусувати увагу не станемо – такі клапани вже були розглянуті на нашому порталі раніше.

Запобіжний клапан в системі опалення

Такі прилади зазвичай мають зовсім нехитрий пристрій і цілком зрозумілий принцип дії. При підвищенні тиску в системі до якоїсь встановленої позначки відбувається спрацьовування з випуском надлишків теплоносія. Детальніше про роботу запобіжного клапана в системі опалення – читайте в окремій публікації нашого порталу.

Ну так і чого «город городити» – є ж адже вже захист? Якщо щось піде не так, наприклад, підвищення температури в контурі викличе зростання надлишкового тиску, клапан спрацює, і надзвичайна подія буде попереджено. Правда ж?

На жаль, не завжди це так на все 100%. Від надмірного тиску, так, такий захист має допомогти. А ось з температурою – питання більш складне.

Допускати доведення теплоносія до точки кипіння (умовно 100 ℃) у побутовій котельні техніці – неприпустимо! Тому межа в 95, максимум 100 ℃ повинна стати «непрохідною». Занадто висока температура може привести до деформації теплообмінника котла, до розриву труб прокладеного контуру або з'єднань між ними. до масового пароутворенню і появи газових пробок, до інших не тільки неприємним, але і надзвичайно небезпечних наслідків.

Не забуваємо, що на замкнутих обсягах, при підвищеному тиску в системі, точка кипіння зміщується значно вище. Тобто при неконтрольованої температурі може виникнути надзвичайно небезпечна ситуація. Вода вже перегріта вище кордону в 100 ℃, але кипіння все ще немає. Однак, варто тиску впасти (з'явилася протікання або десь відкрився скидний кран або клапан), як вся перегріта маса води закипає разом. Вибухи трапляються такі, що просто зносить стіни.

Ось такими можуть бути наслідки вибуху котла!

«Підвищену вибуховості» народний поголос чомусь приписує газових котлів.По всій видимості, через час від часу з'являються повідомлення про вибухи при витоках газу. А тим часом – це не так. Дійсно, витоку газу небезпечні самі по собі. Але найбільшу небезпеку представляють собою твердопаливні котли, як це не здається дивним.

А тим часом – пояснюється це досить просто. Температура згоряння твердого палива – набагато вище, ніж газу, і енергетичний потенціал – теж. А ось контролювати процес горіння і керувати ним – не приклад складніше. «Прикрутити гніт» на газовому або рідкопаливні обладнанні – справа кількох секунд. Про електричні і мова не йде – там управління ще простіше і більш чутливими. А ось робота котла на дровах або вугіллі завжди характеризується значною теплову інертність, тобто навіть внесені зміни в режим горіння палива спрацьовують не відразу. Не дарма багато твердопаливні котли оснащуються спеціальними контурами охолодження – це вимушений захід, з метою недопущення перегріву вище критичних температур.

Так, запобіжний клапан по тиску повинен тут взяти на себе обов'язок захисту. Але, по-перше, точність спрацьовування таких пружинних пристроїв – невелика, нормою вважається ± 30% від номіналу. Для деяких систем такої «пунктуальності» стає недостатньо. А по-друге, і це головне, якщо система опалення оснащується розширювальним баком відкритого типу, то клапан по тиску і зовсім стає марним. Він ніяк не вбереже систему від можливого перегріву і доведення до точки кипіння.

В опалювальних системах відкритого типу запобіжний клапан по тиску стає марним «прикрасою».

Стало бути, необхідна система захисту, яка спрацьовувала б при досягненні верхнього температурного порогу.

Такий «рубіж оборони» необхідний і при інших обставинах. Наприклад, твердопаливний котел працює в системі з примусовою циркуляцією теплоносія. Якщо раптом з-за проблем з подачею електроенергії зупиниться насос і припинитися циркуляція, може скластися вкрай небезпечна ситуація. Значить, система захисту «по температурі» повинна бути повністю незалежною, здатною виручити в будь-якому випадку.

Ось до таких пристроїв і можна віднести клапани теплового скидання.

Принцип спрацьовування і різновиди запобіжних клапанів теплового скидання.

Для того щоб повністю виключити залежність такого обладнання від джерела зовнішньої енергії, клапани теплового скидання виготовляються по сильфонні принципом.

Сам по собі сильфон – це гофрований оболонка, найчастіше з тонкого металу, здатна під певним впливом змінювати свої лінійні розміри. Тобто якщо сильфон заповнити термочувствительной рідиною, то при нагріванні від банального розширення цієї рідини він буде намагатися збільшуватися в розмірах.

Сильфони – за рахунок гофрованої форми стінок здатні змінювати свій розмір при певному зовнішньому впливі. Наприклад, при зміні температури навколишнього середовища. Широко застосовуються в теплотехнічних приладах контролю і управління.

Це зусилля якраз і можна використовувати для відкриття нормально закритого затвора клапана. Цей принцип широко використовується і в інших пристроях автоматизації управління опалювальними системами.

Лежить він і в основі розглянутих клапанів теплового скидання. А сам чутливий елемент може розміщуватися як безпосередньо в корпусі клапана, так і в виносному термодатчика (зонда), пов'язаному з клапаном капілярної трубкою.

Крім того, клапан може працювати тільки на скидання перегрітого теплоносія, або ж одночасно зі скиданням відкривати канал автоматичного підживлення системи.

Простий прямий клапан теплового скидання

Прийшла пора ближче познайомитися з пристроєм клапанів.

Почнемо з самого простого -срабативаніе клапана відкриває тільки один канал для скидання надлишків теплоносія або, навпаки, подачі води в систему.Клапан може бути оснащений виносним термодатчиком, або працювати з вбудованим.

На ілюстрації – одна з моделей клапанів подібного типу.

Клапан теплового скиду з виносним термозондом.

Тепер подивимося, як влаштований цей прилад:

Пристрій прямого клапана теплового скидання з виносним термодатчиком

Весь механізм клапана збиратися в металевому корпусі (поз. 1). Найчастіше в цих цілях використовується латунь, хоча зустрічаються і сталеві моделі з оцинкованим покриттям підвищеної стійкості.

У клапана відразу помітні два патрубка. Один з них – вхідний (поз. 2), і підключається він до тієї магістралі, звідки необхідно буде робити скидання теплоносія млм подавати воду для підживлення. Другий розташований симетрично першому – це вихідний патрубок (поз. 3) через нього буде здійснюватися або скидання при спрацьовуванні клапана, або заповнення системи в зщавісімості від схеми підключення. Природно, патрубки забезпечені різьбовими ділянками для підключення їх до обв'язки котла і до дренажній трубі, спрямованої в каналізацію або інше місце, в залежності від схеми.

Усередині корпусу є круглий сідло клапана (поз. 4) до якого скинений притиснута тарілчаста засувка з ущільненням (поз. 5). Підтиск засувки до сідла забезпечується пружиною (поз. 6). Плюс до цього, цілком очевидно, що на підтиск буде працювати і створюване всередині буда тиск теплоносія.

У тарілку клапана знижу впирається шток (поз. 7), який через сальникове ущільнення, не допускає прориву води (поз. 8), проходить до керуючого механізму, зібраного в окремому корпусі (поз. 9). З'єднання двох «половинок» клапана, гідравлічної і керуючої, проводиться за допомогою спеціальної муфти. Цифрою вона на схемі не позначена, але показана дуже добре. Усередині цього корпусу розташований головний робочий елемент приладу – сильфон (поз. 10), заповнений термочувствительной рідиною (так званим агентом), наприклад, на гліцеринової основі.

На ілюстрації показаний варіант з виносним датчиком. Це, по суті, міцна металева капсула (поз. 12), заповнена тим же агентом, і поєднана гідравлічно з сильфоном капілярної трубкою (поз. 11). Ця трубка захищена від зовнішнього впливу еластичною оболонкою, укладеної в гофровану трубу з нержавіючої сталі. Датчик має свою різьбову муфту для герметичної врізки в ту ділянку контуру або навіть безпосередньо котла, де потрібно контролювати рівень температури теплоносія.

Деякі моделі клапанів мають рукоятку точної настройки (поз. 13). Але більшість таких пристроїв не дають користувачеві втручатися в свої установки – клапани проходять перевірку і калібрування в процесі виробництва і розраховані на певну температуру спрацьовування (зазвичай в діапазоні від 95 до 100 ℃).

Кілька слів про те, як працює клапан теплового скидання, хоча це вже повинно бути і так зрозуміло.

Температурний зонд встановлюється там, де потрібен контроль за допустимим розігрівом теплоносія. При нагріванні рідкий агент в зонді починає розширюватися в обсязі. А так як сама по собі капсула жорстка, і свої розміри не змінює, це розширення через капілярну трубку передається на сильфон керуючої частини клапана.

За рахунок особливостей своєї конструкції, сильфон починає збільшуватися в об'ємі і тиснути на шток, який, в свою чергу, передає тиск на тарілку клапана. При певній температурі розширення агента досягає таких значень, що створюване сильфоном зусилля стає достатнім для подолання зусилля пружини, тарілка клапана піднімається над сідлом і відкриває прохід теплоносія, який починає виходити з контуру назовні.

Як тільки температура опуститься нижче критичної позначки, зусилля пружини знову стане переважаючим, і клапан закриється.

Як бачите, все дуже просто і надійно. І ніякої залежності від якого б то не було зовнішнього джерела енергії.

Аналогічний клапан теплового скидання може бути скомпонований з термодатчиком і в одному корпусі. Якщо точніше, то назовні з приладу визирає зонд, який після монтажу приладу виявляється всередині труби, за якою ведеться температурний контроль. А в іншому пристрій – практично таке ж.

В одному корпусі зібрано і клапанний механізм, і керуючий, з сильфоном і виступаючим назовні температурним зондом.

Який краще? – сказати важко. З одного боку, компактність і відсутність капілярної трубки спрощують монтаж і роблять прилад менш уразливим в зовнішніх пошкоджень. Але ряд схем обв'язки котла передбачає саме винесене розташування самого клапана при контролі температури, наприклад, в теплообміннику котла. Так що підбиратися модель повинна виходячи з планованої знімання монтажу.

Комбіновані клапани теплового скидання і підживлення системи

Ці прилади дозволяють не тільки скидати надлишки перегрітого теплоносія, а й автоматично проводити поповнення системи холодною водою.

По суті, це два клапана в одному корпусі з одним загальним керуючим сильфонним приводом.

Відразу звертає на себе увагу наявність двох пар патрубків з покажчиками зустрічних потоків – скидається перегрітого теплоносія і додається замість нього холодної води.

Нижче на схемі показаний принцип пристрою і дії цього комбінованого клапана. Треба думати, немає сенсу все знову розписувати до дрібниць – простежується повна аналогія з уже розглянутим вище варіантом, з абсолютно несуттєвими компонувальними змінами. А ось головна відмінність – при спрацьовуванні приладу відкривається і скидання перегрітого теплоносія (рожеві стрілки) і подача води з труби підживлення (блакитні стрілки).

Принцип пристрою і роботи комбінованого клапана теплового скидання і підживлення системи (з виносним температурним зондом).

І, щоб закінчити з модифікаціями подібних приладів – також комбінований клапан, але з вбудованим сильфоном і термочутливих датчиком.

Комбінований клапан теплового скидання і підживлення, з вбудованим термочутливим елементом. Стрілками показані напрямки потоків після спрацювання пристрою.

Умовний вхід в цей клапан розташований знизу – там можна побачити своєрідний «зонд», прикритий сіткою. Цей вузол після монтажу виявляється в ділянці системи опалення, де ведеться контроль, і звідки буде відводитися перегрітий теплоносій.

Якщо температура переходить межу дозволеного максимуму, то клапан спрацьовує, відкриваючи канал для скидання теплоносія (рух потоку показано рожевими стрілками). Одночасно з цим у верхній частині приладу відкривається і канал для підживлення системи із зовнішнього джерела (блакитні стрілки).

До речі, є й інші моделі подібної конструкції, але дещо іншого алгоритму дії. У них верхній прохід за замовчуванням відкритий, а при спрацьовуванні клапана відбувається його закриття з одночасним скиданням перегрітого теплоносія назовні. Такі пристрої можуть працювати в якості перепускних клапанів – або відкривають вільну циркуляцію теплоносія, або тимчасово перекривають її виробляючи скидання перегрітої води в дренаж.

Знову ж таки, не можна віддати перевагу жодній з цих двох різновидів. Все залежить від планованої схеми обв'язки котла.

Ось до розгляду можливих схем обв'язки ми зараз якраз і перейдемо.

Схеми використання запобіжних клапанів теплового скиду до обв'язуваннях твердопаливних котлів

Котел з вбудованим контуром гарячого водопостачання

Досить часто твердопаливні котли оснащуються вбудованим теплообмінником контуру постачання будинку гарячою водою. Це може бути як невід'ємна частина якоїсь моделі, так м опциональная, тобто встановлюється на замовлення споживача.

Поряд з виконанням своєї основної функції (ГВС), цей контур здатний ще і виконувати своєрідну захисну задачу, оберігаючи твердопаливний котел від перегріву. Головним «управлінським» ланкою в цій схемі як раз і служить клапан теплового скидання.

Розбираємося зі схемою:

Клапан теплового скиду в контурі гарячого водопостачання твердопаливного котла

Отже, твердопаливний котел (поз. 1), з традиційними трубами подачі теплоносія (поз. 2 і червона стрілка) і обратки (поз. 3 і синя стрілка). Обидві труби показані тут умовно, без традиційних для них елементів обв'язки – просто щоб перевантажувати схему і зробити акцент на використанні саме запобіжного клапана теплового скидання.

У котлі передбачено теплообмінник (поз. 4) для нагріву води для побутових потреб. У контур з ним включені труба подачі холодної води з водопроводу (поз. 5 і блакитна стрілка), труба, по якій нагріта вода подається на точки споживання (поз. 6 і рожева стрілка).

Тобто циркуляція води через цей теплообмінник все ж відводить частину тепла з верхньої частини котла, не допускаючи його швидкого перегріву. Однак, гарячою водою користуються в будинку не постійно, і створюваний її запас, наприклад, в бойлері, теж не безрозміряний. Тобто може трапитися момент, коли циркуляція в контурі ГВС завмерла, а сам котел починає підбиратися до верхньої критичної для себе позначки, наприклад, 95 ℃. Ось тут-то і прийде на допомогу клапан теплового скидання (поз. 10).

Він встановлений в даній схемі на трубі подачі ГВП після відводу в прокладений контур споживання гарячої води. А скидання здійснюється в каналізацію (дренаж) по трубі (поз. 7), і при цьому, для візуального контролю за ситуацією рекомендується використовувати спеціальну воронку з розривом струменя (поз. 8).

Отже, якщо внесений термозонд (поз. 11), встановлений в теплообміннику котла, реєструє температуру, близьку до точки закипання води, клапан спрацьовує, і відбувається скидання розігрітій води з контуру гарячого водопостачання в каналізацію (показано помаранчевої стрілкою). Це, природно, супроводжується припливом холодної водопровідної води в контур, що і призводить до необхідного охолодження котла.

Котел з вбудованим контуром аварійного охолодження

Багато виробників котельного обладнання передбачають в своїх моделях (іноді – також у вигляді доступною опції) спеціальний запобіжний контур, по якому в разі небезпеки перегріву починається циркуляція води, наприклад, з підключеного водопроводу. А включить цю циркуляцію саме клапан теплового скидання. Увага на схему:

Схема включення клапана теплового скидання в обв'язку котла з аварійним охолоджувальних контуром

Ту нумерацію, яка не зазнала змін, на цій схемі вирішено ще раз не вказувати Все, здавалося б, дуже схоже на попередній варіант. Так воно в цілому і є, але є і принципова різниця. Подивіться на місце установки клапана. Його виносний датчик (поз. 11) знаходиться там же, де був минулого разу, тобто у верхній частині котла, і стежить за температурою в основному теплообміннику системи опалення. А сам клапан (поз. 10) розташувався на трубі подачі холодної водопровідної води в аварійний контур (поз. 12). Тобто функцію теплового скидання він виконує, так би мовити, опосередковано.

Коли температура наближається до критичної позначки, клапан спрацьовує на відкриття, але не скидає воду, а, навпаки, відкриває подачу холодної води (блакитна стрілка) в аварійний охолоджувальний контур. За рахунок напору відбувається витіснення перегрітої води в каналізацію через дренажну трубу з відкритою лійкою (помаранчева стрілка). Так триває, поки температура в теплообміннику котлі не опуститься в діапазон допустимих значень.

Схема з наявністю теплоаккумулятора в системі

Дивлячись на ці схеми, можна мимоволі подумати, що частий скидання в каналізацію викличе великий перевитрата водопровідної води. Насправді – це, звичайно, не так.Клапан спрацьовує саме в аварійних ситуаціях, коли з яких-небудь нештатних причин основний теплообмінник твердопаливного починає нагріватися до критичних температур.

Відомо, що твердопаливні котли тим і незручні, що володіють вираженою циклічністю роботи. Тобто чергуються цикли завантаження, розпалювання, основного горіння паливної закладки з поступовим прогоранням і загасанням, чищення, знову завантаження і т.п. Іншими словами, працює він нерівномірно, і температурний режим коливається в дуже широкому діапазоні. Але якщо модель котла має адекватну необхідним умовам експлуатації потужність (без істотного перевищення), якщо проведені якісні налаштування системи, і тим більше – якщо в систему включений ще і акумулятор тепла, то критичних перевищень температури в теплообміннику відбуватися не повинно. У всякому разі, якщо інші вузли і прилади системи справні і працюють в штатному режимі.

Але трапляється всяке, і потрібно бути готовим запобігти аварійній ситуації в будь-яких умовах. Наприклад, порушена циркуляція з огляду на проблеми з подачею електроенергії на насоси. Або навіть ще простіше – циркуляційний насос банально вийшов з ладу.

Дивимося, яка схема часто застосовується в «тандемі» твердопаливний котел + теплоаккумулятор.

Клапан теплового скиду до обв'язки котла і теплоаккумулятора

Твердопаливний котел (поз. 1) в даному випадку не має ніяких додаткових вбудованих теплообмінників. «Малим» контуром, трубами подачі і обратки, котел пов'язаний з теплоаккумулятором (поз.13), в якому відбувається накопичення виробленої теплової енергії і її поступова витрата на потреби опалення, незалежно від циклу роботи котла. Тобто «роздача» гарячого теплоносія на прокладені контури опалення здійснюється вже з теплоаккумулятора.

Додатково на схемі показані:

14 – циркуляційний насос, що забезпечує роботу «малого контуру».

15 – розширювальний бак закритого типу.

16 – група безпеки, властива, напевно, будь-якій системі опалення закритого типу – манометр, автоматичний і запобіжний клапан, що спрацьовує на перевищення тиску в системі.

17 – протиконденсатної триходовий клапан (на його роботі в контексті даної статті зупинятися не будемо).

18 – фільтр-грязевик, в якому збирається шлам, що з'являється в теплоносії.

На даній схемі показаний вузол автоматичного підживлення системи опалення від водопроводу. Він врізається в трубу обратки зазвичай між циркуляційним насосом і котлом. На трубі (показана зеленою лінією) розмістилися, крім кранів, такі елементи:

19 – «косою» фільтр-грязевик, який не допускає потрапляння можливих забруднень з водопроводу в контур опалення.

20 – редуктор тиску, щоб не допустити гідроудару в системі.

21 – зворотний клапан.

У нормальному режимі експлуатації вироблене тепло постійно витрачається на поточну роботу радіаторів та інших нагрівальних приладів системи опалення, і на накопичення в теплоаккумуляторе, якщо він підібраний правильно.

Але якщо з якихось причин (про них вже говорилося) вироблене тепло не відбирається, і накопичувати його вже нікуди, в теплообміннику котла і, отже, в що йде від нього трубі подачі температура починає небезпечно зростати. Коли вона наближається до рубежу кипіння води, спрацьовує клапан (поз. 10). Він в даному випадку, по-перше, перекриває подачу теплоносія далі на теплоаккумулятор. А по-друге – виробляє скидання перегрітої води в дренаж (помаранчева напівпрозора стрілка).

Природно, що звільняється обсяг відразу ж почне автоматично поповнюватися з системи підживлення (напрямок потоку холодної води показано блакитний стрілкою). Тим самим теплообмінник котла охолоджується, небезпека закипання води усувається.

Ще раз повторимося – щоб такі ситуації не виникали лякаюче часто, котел повинен мати адекватну теплову потужність, без істотного її перевищення. А обсяг теплоаккумулятора – відповідати і потужності котла (з урахуванням ККД), і режиму його експлуатації.

До речі, правильно підрахувати мінімально необхідну ємність теплоаккумулятора допоможе розташований нижче онлайн-калькулятор.

Калькулятор розрахунку мінімально необхідного обсягу теплоаккумулятора системи опалення з твердопаливним котлом

Дамо кілька пояснень з розрахунку:

  • У першому полі введення даних необхідно вказати паспортну потужність котла опалення. – ту, що вказана в його технічної документації.
  • Другим пунктом вказується проміжок часу, протягом якого котел буде перебувати в стані роботи протягом доби. Одним словом, що склався режим топок – їх кількість протягом доби, помножене на тривалість.
  • Наступний параметр – необхідна теплова потужність для забезпечення поповнення теплових втрат будинку. Якщо сказати простіше, то ця розрахункова потужність системи опалення, певна з урахуванням особливостей регіону проживання і конкретного будинку. Не плутайте це показник з паспортною потужністю котла – вона завжди буде трохи вище, так як обладнання вибирається з деяким експлуатаційним резервом!
  • ККД котла – це значення слід відшукати в паспортних характеристиках приладу.
  • Нарешті, останні два пункти – це планований температурний режим роботи системи опалення. Тобто рівень температури в трубах подачі і обратки контуру опалення.

Після внесення всіх запитуваних значень залишиться тільки натиснути кнопку «РОЗРАХУВАТИ …» – і буде виданий результат в літрах і кубометрах, як кому зручніше.

Це – мінімальне значення. Саме такий обсяг теплоаккумулятора повинен забезпечити і накопичення, і поступове витрата виробленого котлом тепла. Зрозуміло, що і тут при виборі зазвичай зупиняються на більш об'ємної моделі, але близькою до розрахункового показника.

А як самостійно визначити необхідну теплову потужність системи опалення?

Цей параметр, дійсно дуже важливий. І розраховувати його починають заздалегідь, ще при проектуванні системи – для подальшого підбору обладнання. Детально алгоритм самостійного розрахунку викладено в публікації нашого порталу, повністю присвяченій проблемам вибору опалювального котла для приватного будинку .

Схема зі скиданням надлишкового тепла через бойлер непрямого нагріву

Одним із шляхів відбору надлишкового тепла з теплообмінника котла опалення є використання бойлера непрямого нагріву.

Зручна система, коли в запасі у господарів завжди є чималий обсяг гарячої води, готової до застосування. А її підігрів здійснюється за рахунок циркуляції теплоносія з котла по «малому контуру» – по теплообміннику-змійовика, розташованих у межах бойлера непрямого нагріву. Як правило, такі схеми оснащені своїм власним циркуляційним насосом, який запускається автоматично, якщо температура води в бойлері знижується до певної позначки, тобто вимагає підігріву.

І крім цього зручності – ще і надійний захист твердопаливного котла від перегріву, якщо включити в схему клапан теплового скидання.

Ось як це буде виглядати і працювати:

Котел в парі з бойлером непрямого нагріву

Під номером 1 – вже традиційно, котел. Але тут на схемі абсолютно не показані труби подачі і обратки системи опалення – просто в даному варіанті організації захисту від перегріву вони не грають ніякої ролі. Але треба чітко уявляти, що вони на ділі є …

На деякій відстані від котла (байдуже) розташувався бойлер непрямого нагріву (поз. 22). Усередині нього – змійовик-теплообмінник, що входить в «малий контур», пов'язаний з котлом топлення.У цьому контурі повинен бути свій циркуляційний насос (на схемі не показаний) і, що характерно – власна група безпеки в її стандартному апаратному наповненні (поз. 24), тобто з манометром, відводом повітря і запобіжним клапаном по тиску.

Бойлер заповнений водою – вона надходить знизу з труби холодного водопостачання (поз. 25) і потім зверху відбирається на споживання в домашню мережу ГВС (поз. 26).

Зверніть увагу на місце розташування клапана теплового скидання (поз. 10). Він стоїть на виході гарячої води з бойлера, відразу після відведення на мережу ГВС. Але його температурний датчик (поз. 11) розміщений дистанційно – контролює нагрів теплообмінника котла.

Припустимо, з якихось причин почав відзначатися небезпечний підйом температури в теплообміннику котла. І при цьому температура в бойлері теж максимальна, тобто відбору гарячої води в даний момент немає.

Підвищення нагріву до встановленого критичного порога призводить до спрацьовування клапана, пов'язаного з зондом капілярної трубкою. Починається скидання гарячої води з бойлера в каналізацію (помаранчева стрілка). Природно, це буде супроводжуватися припливом в бойлер холодної води з водопроводу.

Зниження загальної температури води в бойлері призводить до запуску циркуляційного насоса, і по «малому контуру» починається рух теплоносія, перегрітого на справжній момент. Але він почне залишати частину тепла в бойлері за рахунок того, що в останній зараз йде приплив холодної води. У підсумку – температура в теплообміннику котла знижується до допустимого рівня.

Знову ж таки, треба правильно розуміти, що це – нештатна ситуація, якої при нормальній експлуатації бути не повинно. Але на яку необхідно швидко реагувати, якщо вона починає складатися. І це знову доручено клапану теплового скидання.

До речі, ця схема хороша тим, що не виробляється скидання теплоносія і його розведення водою з системи підживлення. Такий підхід може бути важливий, наприклад, якщо в якості теплоносія використовуються спеціальні незамерзаючі рідини.

Крім того, сам теплообмінник котла не береться зайвим температурних впливів через надходження холодної води – для нього це не особливо корисно. А якщо теплообмінник чавунний – то і зовсім заборонено.

Схема з підживленням котла через комбінований клапан теплового скидання

Якщо в якості теплоносія використовується вода, а теплообмінник у котла не було чавунний, то можна організувати тепловий захист з автоматичним підживленням за спрощеною схемою, з використанням комбінованого клапана теплового скидання. Схематично це буде виглядати так:

Організація теплового скидання і одночасної підживлення системи опалення за допомогою комбінованого запобіжного клапана

Детально тут особливо розписувати і нічого – тому, хто розібрався в розташованих вище схемах, все відразу зрозуміло.

Виносної температурний датчик (поз. 11) може розташовуватися як в області теплообмінника котла, (якщо модель котла це дозволяє), так і на трубі подачі в безпосередній близькості від агрегату – як показано на цій схемі.

При підході температури до небезпечних значень клапан відкривається, одночасно виробляючи і теплової скидання теплоносія в каналізацію, і підживлення з зовнішнього джерела (водопроводу). До речі, розташування в одному корпусі двох каналів, для гарячого і холодного теплоносія, кілька знижує негативний ефект занадто великий температурної різниці надходить через підживлення води. Але все одно з ним доводиться боротися установкою додаткового протівоконденсаціонного триходового клапана (він є на схемі з теплоаккумулятором, але в подробиці зараз занурюватися не станемо – це тема для окремого розгляду).

Схема теплового скидання з підживленням через розширювальний бак відкритого типу

Якщо твердопаливний котел оснащений чавунним теплообмінником, то подавати холодну воду для підживлення безпосередньо в нього – вкрай небезпечно.Просто з тих міркувань, що чавун є крихким сплавом, які не люблять ні механічних ударів, ні різких перепадів температур. І банально може дати тріщину, з усіма наслідками, що випливають, в буквальному сенсі слова, наслідками.

Як надходити в цьому випадку?

Якщо система опалення закритого типу, то напрошується підживлення (якщо вона необхідна) через теплоаккумулятор або бойлер непрямого нагріву, щоб в теплообмінник котла вода приходила, вже отримавши певний нагрів.

У відкритій системі підживлення при тепловому скиданні найкраще організувати через розширювальний бак. Можна взяти за основу приблизно таку схему:

Варіант організації теплового аварійного скидання і підживлення в обв'язки твердопаливного котла з відкритим розширювальним баком.

Отже, відкрита система опалення з твердопаливним котлом (поз. 1). Необхідно встановити тепловий захист і, відповідно, підживлення системи. Становище ускладнюється тим, що чавунний теплообмінник не дозволяє використовувати принцип прямої підживлення безпосередньо в трубу обратки (поз. 3). Але це – не страшно, все вирішується досить простим способом.

Розширювальний відкритий бак встановлений в найвищому місці системи і пов'язаний розширювальної трубою (поз. 29) з обраткой. Обов'язково – до точки установки циркуляційного насоса.

Система відкрита, тому кипіння теплоносія запросто може починатися при температурах близько 100 ℃. Щоб в цьому випадку був вихід для утворюється повітряно-водяної суміші, організовується так звана свічкова труба (поз. 29), що починається від труби подачі (поз. 2) і входить зверху розширювальний бак – для охолодження і конденсації. Чи не встиг сконденсуватися пар має можливість виходу в атмосферу через випускний патрубок (поз. 30).

Клапан теплового скиду (поз. 10) розташований теж на трубі подачі – в нормальному стані потік теплоносія організований через нього, тобто один канал у клапана – нормально відкритий.

Якщо теплоносій в котлі почав перегріватися, то, по-перше, йому забезпечується вільний скидання по свечному трубопроводу в розширювальний бак. Тобто забирається загроза повітряної пробки і перевищення тиску.

А по-втрих, далі піде спрацьовування клапана. Він починає відкривати канал скидання перегрітого теплоносія з труби подачі в каналізацію, одночасно прикриваючи йому шлях далі по трубі подачі в сторону опалювальних приладів. Тобто основне коло циркуляції теплоносія тимчасово замикається розширювальним баком, розширювальної вертикальної трубою і ділянкою обратки. Тут температури не такі високі, що дає досить швидке охолодження котла.

Одночасно з цим починається і підживлення. Вона організована так, що холодна вода з водопроводу (поз. 31) надходить в розширювальний бак через поплавковий клапан (поз. 32). Тобто, скидання води через запобіжний клапан, природно, веде до зниження рівня води в баку. Поплавок клапана опускається, відкриваючи кран підживлення. Надходить з труби вода змішується з уже наявною в системі, тобто перш ніж потрапити в обратку і чавунний теплообмінник, вона стане в достатній мірі теплою, щоб не заподіяти шкоди.

Надходження води триватиме, поки не припиниться скидання, тобто поки температура в трубі подачі ненормалізується. Поплавок в баку підніметься в верхню точку, перекриваючи клапан підживлення.

Якщо раптом рівень води в баку з тих чи інших причин тимчасово підніметься вище нормального рівня, то надлишки будуть випущені через патрубок переливу (поз. 33), який зазвичай теж пов'язаний із викидом в каналізацію.

Як бачите, система досить проста і дуже надійна. Підживлення йде паралельно тепловому скидання, обмежена встановленим рівнем в розширювальному баку, і не таїть загрози для чавунного теплообмінника котла.

Безумовно, це були показані далеко не всі схеми.Але, зрозумівши принцип продемонстрованих «базових рішень», вже не настільки складно буде розібратися в інших варіантах обв'язки з використанням клапанів теплового скидання.

Який клапан придбати?

Треба сказати, що великої різноманітності відомих компаній, що займаються виробництвом таких клапанів теплового скидання, ви і не зустрінете. Але якщо попадуться оригінальні моделі брендів «ICMA» або «Caleffi» (Італія), «Regulus» (Чехія), «WATTS» (США – Німеччина), «Danfoss» (Данія), то можна відразу купувати, так як ці виробники заслуговують усілякого довіри.

Купувати чи «кота в мішку», виписуючи собі клапан в якомусь південно-східному інтернет-магазині? Складно сказати, як пощастить. Але якщо розсудити з позицій не цінової доцільності, а з тієї, що ви довіряється цьому невеликому пристрою турботу про забезпечення безпеки вашої родини і вашого житла – напевно, не варто ризикувати.

  • Зрозуміло, що критерієм вибору, крім найбільш підходящою по конструкції і компонуванні моделі, є діаметр з'єднань з іншими елементами обв'язки котла. І, звичайно, місце установки приладу.
  • У паспортних характеристиках клапанів вказується діапазон робочих температур і встановлений поріг спрацьовування. Можна звернути увагу на допустиме значення тиску (хоча навіть в закритих системах опалення воно, як правило, невисока, і цей критерій не настільки важливий).
  • Вказується в параметрах виробів і обсяг скидання або пропускає здатність. Причому, він може бути і в одиницях обсягу (наприклад, літрів на годину), і в перерахунку на кількість транспортованого тепла (наприклад, кВт або Ккал на годину).
  • Якщо потрібно клапан з виносним температурним зондом, то має сенс відразу поцікавитися довжиною капілярної трубки.
  • Природно, відповідальний виробник дасть на свою продукцію гарантію.

У таблиці нижче наведено кілька моделей запобіжних клапанів теплового скидання від провідних виробників, які гарантують якість, надійність, безвідмовність (а вона в даному випадку особливо важлива) своєї продукції. Просто для прикладу – щоб читача було хоча б загальне уявлення про рівень цін на подібні прилади.