Система отопления. Открытая или закрытая?

Современные отопительные агрегаты в обязательном порядке оснащаются специальным блоком безопасности. Он контролирует работу оборудования и при необходимости осуществляет автоматический сброс теплоносителя. Поговорим об этом блоке подробнее.

Группа безопасности котла: устройство и принцип работы

Что такое группа безопасности для отопления? По большому счету, это весьма простой комплекс оборудования, состоящий из трех небольших приборов, помещенных на одном общем коллекторе. Каждый из этих трех приборов имеет свою определенную функцию и отвечает за определенный сегмент безопасной эксплуатации системы отопления.

Как видите, группа безопасности для системы отопления – это ключ к ее выживанию, это ваша страховка от испорченного оборудования и дополнительных расходов на восстановление системы отопления. Установка этого оборудования не является пустой тратой денег, и отказываться от такой защиты крайне неразумно – особенно если говорить о группе безопасности твердотопливного котла.

Отличия в устройстве и принципах работы.

Устройство. Открытая система отопления сообщается с атмосферой посредством открытого расширительного бака. Это главное и, пожалуй, единственное отличие открытой системы от закрытой в части ее устройства. Закрытая система и называется закрытой потому, что сообщения с атмосферой не имеет — ее расширительный мембранный бак герметизирован.

Принцип работы. При нагреве теплоносителя последний расширяется в любой системе. Из-за увеличения объема излишки теплоносителя уходят в расширитель. В открытой системе увеличивается уровень теплоносителя в ее открытом расширительном баке. В закрытой системе теплоноситель, поступая в расширитель, просто сжимает находящийся там газ.

Блок безопасности – зачем нужен?

Любая система отопления функционирует под определенным давлением. Для котлов, устанавливаемых в частных домостроениях, его безопасный показатель находится в пределах 1–2 бар. Если давление в отопительном агрегате превышает указанную величину, теплоноситель (вода) начинает перегреваться. Жидкость в результате этого расширяется, что приводит к поломке оборудования, разрыву труб и прочим неприятностям. Избежать подобных проблем позволяет группа безопасности отопительного котла (ГБК). При опасном увеличении давления в системе она самостоятельно (без участия человека) сбрасывает его до приемлемых показателей. После этого отопление продолжает работать в нормальном режиме.

ГБК состоит из следующих элементов:

  1. 1. Автоматический отводчик воздуха.
  2. 2. Клапан-предохранитель.
  3. 3. Манометр.
  4. 4. Коллектор.

Далее мы подробно опишем все эти механизмы. Но сначала отметим, что ГБК монтируется на все виды котлов (дизельных, газовых, твердотопливных) с закрытой системой, которая работает с избыточным давлением. В случаях когда схема отопительного агрегата включает в себя открытый бак-расширитель, смысла в установке блока безопасности нет. В подобных системах показатели атмосферного давления и напора в трубах являются одинаковыми.

Предисловие

Предисловие

Сведения о своде правил

1 ИСПОЛНИТЕЛЬ — Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский и проектно-экспериментальный институт промышленных зданий и сооружений" (АО "ЦНИИПромзданий")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)

4 УТВЕРЖДЕН Приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 5 декабря 2017 г. N 1617/пр и введен в действие с 6 июня 2018 г.

5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕВ случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в установленном порядке. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте разработчика (Минстрой России) в сети Интернет

Для чего требуется предохранительный клапан?

Отчасти об этом уже упомянуто во вводной части статьи. Все просто – с повышением температуры в системе отопления (при работе котла), теплоноситель стремится расшириться.

Отчасти ему это удаётся – как раз для таких целей в любой системе предусмотрен расширительный бак. А в наше время системы стали делать преимущественно закрытого типа, то есть с герметичным расширительным баком мембранного или баллонного типа.

В таких баках имеется воздушная камера, которая предварительно накачивается определённым давлением. Под действием расширяющегося в объеме теплоносителя (а у него это – единственный путь к свободному расширению) воздушная камера сжимается, давление в ней и в системе в целом – возрастает.

Читайте также:  Водяное отопление своими руками: схемы, проектирование и монтаж

И устройство, и принцип действия расширительного бака закрытой системы отопления не отличается особой сложностью.

Мнение эксперта:

Афанасьев Е.В.

Главный редактор проекта Инженер.

Задать вопрос эксперту

При правильно рассчитанных параметрах системы отопления, такого компенсационного звена для поддержания оптимального баланса температуры, объёма и давления теплоносителя бывает вполне достаточно. Тем более что в автономных системах никогда и не оперируют слишком высокими показателями давления. Как правило, при принудительной циркуляции с помощью насосного оборудования, давление в трубах контуров редко поднимается выше границы в две технических атмосферы (2 ат, 2 бар или 0,2 МПа), да и то – только лишь на максимальных температурах нагрева теплоносителя. Соответственно, и воздушную камеру расширительного бака предварительно накачивают примерно до 1,5 ат.

В таких системах максимального давления в 3 атмосферы будет больше чем достаточно, и выше ему подниматься – не надо. Это может негативно сказаться на целостности труб проложенных контуров, соединительных узлов, теплообменников. Повышенного давления «не любят» некоторые радиаторы и конвекторы.

В закрытых системах отопления предохранительный клапан работает в «дуэте» с расширительным мембранным баком.

Если при проектировании системы все рассчитано правильно, то давление и не должно вырасти выше установленного для него порога. Но случается всякое, например, временный выход из строя термостатического управления котла. Или прорыв мембраны расширительного бака, выход воздуха из его «сухой» камеры из-за неисправности ниппеля. Случаются и иные неприятности. Вот в таких условиях давление в системе может начать бесконтрольно повышаться, пересечь верхнюю допустимую границу. К чему это иногда приводит – лучше не рассказывать…

И вот для того, чтобы избежать последствий, как раз и нужен предохранительный клапан. Как только давление достигает предельной отметки, происходит срабатывание, клапан открывается и стравливает излишки теплоносителя в дренаж. Нормализуя тем самым уровень давления, давая владельцам время на приведение системы в порядок, на поиск неисправности, вызвавшей аварийную ситуацию.

То есть клапан подбирается (или настраивается, если предусмотрена такая опция) на максимально допустимое давление теплоносителя в контуре отопления.

Тесную взаимосвязь общих параметров системы отопления, установленного в ней расширительного бака и предохранительного клапана хорошо можно отследить на размещенном ниже онлайн-калькуляторе.

Калькулятор расчета минимально необходимого объема расширительного бака для закрытой системы отопления

Перейти к расчётам Укажите запрашиваемые значения и нажмите «РАССЧИТАТЬ МИНИМАЛЬНЫЙ ОБЪЕМ МЕМБРАННОГО РАСШИРИТЕЛЬНОГО БАКА» Объем системы отопления принять: — точный, определенный по проведенным расчетам — приблизительный — от мощности котла Известный или расчитанный объем системы отопления, литров Мощность котла отопления, кВт Какой теплоноситель используется в системе? — вода — антифриз Концентрация гликоля в готовом антифризе? — 10% — 20% — 30% — 40% — 50% — 70% — 90% Максимальное давление в системе отопления (порог срабатывания предохранительного клапана), атмосфер (бар) Минимальное давление (уровень закачки воздушной камеры расширительного бака), атмосфер (бар)

Как видите, расчет можно провести и для воды, и для незамерзающего теплоносителя. в программе калькулятора учтена разница объемного расширения  этих жидкостей при средней температуре нагрева до 75 ÷ 80 ℃.

Еще один нюанс. Для расчёта необходимо указать общий объем системы отопления. Можно, конечно, «плясать» от мощности, но это дает немалую погрешность. Любителям же точности можно посоветовать другой алгоритм определения этого параметра системы.

Как подсчитать общий объем теплоносителя в системе отопления?

Ответ напрашивается сам собой – суммировать объемы всех труб и всех подключённых в контуре приборов, от кота до последней батареи. Сложно и громоздко? – на ничего страшного, если воспользоваться предлагаемым на нашем портале калькулятором расчета общего объема системы отопления.

Установка группы безопасности

Перед установкой системы безопасности, крайне рекомендуется ознакомится с некоторыми рекомендациями, которые позволят сделать систему максимально эффективной.

  • Группа безопасности устанавливается на подающей трубе, примерно в 1-1.5 метрах от котла, в самой высокой точке.
  • Показания манометра должны быть доступны для осмотра, без каких либо сложностей.
  • Необходимо установить специальный резервуар под предохранительным клапаном, что бы в случае вытека излишек теплоносителя можно было сразу отследить этот момент, проверив систему на возможные неполадки.
  • Не рекомендуется устанавливать группу безопасности вместе с шаровыми кранами, которые будут отсекать их между краном и котлом. Также не рекомендуется ставить кран на систему безопасности, так как такое расположение негативно влияет на всю систему, провоцирует перегрев, и как следствие выход из строя. Кроме того, большинство сервисов отказывают в гарантии по этой же причине.
  • При правильной установке, отсекающий кран должен монтироваться за ней. В таком случае, вам не смогут отказать в ремонте, в случае непредвиденных ситуаций. Кроме того, уменьшается риск перегрева.
  • После установки, группа безопасности должна пройти испытания на герметичность. Подвергать испытаниям систему нужно гидродинамическим способом, которые соответствуют ГОСТ 24054, 25136.
  • Шланг для слива должен соответствовать диаметру выходного отверстия предохранительного клапана. Ничего не должно препятствовать свободному сливу жидкостей.
  • Допускается применение группы безопасности вместе с теплоносителем, содержащим не более 50% этиленгликоля.
  • Блог пользователя 5energy
  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии

Нивелируем негативные факторы

Рассмотрим основные негативные факторы, сокращающие срок службы котла, в порядке их важности.

Использование в качестве теплоносителя воды из водопроводного крана

Думаю, сильно не ошибусь, если скажу, что в подавляющем большинстве случаев это наиболее распространённый вариант устройства систем отопления в частном секторе. Cпециальное оборудование для водоподготовки стоит совсем не дёшево и его стоимость может запросто превысить стоимость самой системы отопления. Самый простой и наглядный пример такого применения воды из крана — чайник. Различие заключается в масштабах (в чайнике 1,5 — 2 литра воды). В системе отопления воды, как и накипи, в разы больше. Промыть чайник — это одно дело, а промыть систему отопления — совсем другое. Кроме того, для владельцев импортных котлов применение воды из крана может стать причиной отказа в гарантийном ремонте, что не только малоприятно, но и накладно.

Основные недостатки воды из крана (если очень кратко) заключаются в следующем:

1. Жёсткость, чреватая образованием накипи. 2. Повышенное содержание хлора. 3. Повышенное содержание кислорода. Избыточное содержание хлора и кислорода приводит к разрушению внутренних поверхностей котла за счёт ржавчины.

Всё вышесказанное приводит к тому, что условия работы котла существенно ухудшаются, а срок эксплуатации котлов заметно снижается.

Поскольку, как я уже отмечал, оборудование для водоподготовки не всегда целесообразно покупать, то существует простое и недорогое решение, которое позволяет заметно повысить качество воды для системы отопления — использование дождевой (или талой) воды. При устройстве системы отопления в своём доме я решил использовать именно дождевую воду. Для этого пришлось собрать в бочки почти 400 литров воды, с некоторым запасом (по моим расчётам, объём теплоносителя в системе равен 285 литрам). Воду брал с крыши, крытой шифером. Из особенностей можно отметить следующее: бочки для сбора дождевой воды хранил под крышей, чтобы туда не попадал мусор, а также чтобы вода по максимуму прогрелась перед заливкой в систему.

Нужно очень тщательно подойти к очистке и фильтрации собранной воды. Я, например, при заполнении бочек использовал самодельный фильтр из нескольких слоёв марли. Однако самую большую ошибку я допустил при подготовке воды, когда использовал для сбора и хранения металлические бочки. Исключить или отсечь мелкие взвеси, характерные для длительного хранения воды в металлических бочках, мне не удалось. В результате примерно через год с небольшим после начала эксплуатации забился воздушный воздухоотводчик. Отсюда вывод: собирать и хранить дождевую воду целесообразно в пластиковой или эмалированной посуде.

Собирая и очищая дождевую воду, я получил для системы отопления «мягкую» воду. В ней практически отсутствует хлор, который является катализатором для процесса ржавчины. К тому же, при её использовании практически не образуется накипи.

Применение ингибиторов коррозии (ржавчины)

Идея использовать добавку для нейтрализации ржавчины витала в голове изначально, но вот с практической её реализацией возникали определённые сложности. Помог случай. В разговоре с родственником выяснилось, что есть возможность «достать» присадку, которая используется для систем охлаждения двигателей крупной строительной техники. Причём фирма-производитель присадки достаточно известная и авторитетная, и качество добавки гарантировано. После уточнения параметров присадки (допустимый диапазон температур, для каких материалов допустимо применение и т. д.) вопрос был решён в её пользу.

Тем, кто приобрёл импортный отопительный котел для дома, к применению присадок нужно подойти очень осторожно. Дело в том, что я использовал присадку для российского котла, где кроме стали, сварки и резьбовых соединений других материалов и креплений не используется. В случае с импортными котлами возможно использование различных материалов для изготовления прокладок, вставок, гильз и т. д. Поэтому вполне может оказаться, что при использовании неправильно выбранной или некачественной присадки неисправность котла может быть признана негарантийной поставщиком.

Рабочий принцип блока безопасности

Группа безопасности работает по очень простой схеме, где любой из модулей в ответе за выдержку норм некоторых критериев в частной котельной установки:

  1. За счёт комфортного прибора для определения величины давления пользователь может контролировать показания давления в момент наполнения магистрали носителем тепла, а еще при функционировании котла.
  2. Защитный клапан предохраняет теплогенератор от критических изменения давления.
  3. Ключевой функционал крана Маевского построен на автоматическом спуске воздуха, попадающего в трубопровод при его первоначальном наполнении или во время работы.

Все модули безопасности представлены единым звеном и оснащены при помощи специализированного корпуса — коллектора. При условиях, что в схеме котельной установки применяется бак расширительный открытого типа, монтаж группы безопасности смысла нет — водопроводное давление равно атмосферному, а избытки воздуха покидают систему через емкость бака.

Группы безопасности котлов отопления — устройство и порядок монтажа

Работа отопительной системы — это сбалансированный процесс, контроль которого должен осуществляться в автоматическом режиме. Помимо поддержания оптимального значения температуры воды в трубах, следует предусмотреть меры безопасности при возникновении внештатных ситуаций. В первую очередь – это резкий скачок давления в магистрали. Для этого в отопительный контур устанавливают группу безопасности.

Читайте также:  Как подобрать котел по мощности: 4 варианта

Функциональное назначение

При работе котла отопления теплоноситель подвергается температурному воздействию. Это приводит к его расширению и повышению давления в трубах. Существуют оптимальные параметры, которые следует учитывать при проектировании отопительной системы:

  • Температура — от 65°С до 95°С.
  • Давление — до 3 атм.

Во многом эти параметры зависят от материала изготовления труб и их физических характеристик.

В открытых системах отопления компенсация происходит за счет расширительного бака. Но если система закрытого типа, то без соблюдения мер безопасности не обойтись.

Большинство газовых котлов и некоторые модели твердотопливных оснащены системой контроля давления и температуры. Но всегда есть вероятность выхода ее из строя. Именно для таких непредвиденных ситуаций необходима установка группы безопасности.

Конструктивно она состоит из следующих элементов:

Манометр

Указывает текущее значение давления в системе. Помимо этого для визуального контроля в приборе предусмотрены дополнительные шкалы максимального и минимального показателей давления.

Воздухоотводчик

При резком повышении температуры воды происходит выделение пара в системе. Для быстрой стабилизации необходимо оперативно вывести излишек воздуха, что и выполняет воздухоотводчик. Дополнительными функциями являются защита элементов отопления от быстрой коррозии, понижение уровня шума при работе системы.

Предохранительный клапан

Нагрев теплоносителя также сопровождается его расширением. Излишек удаляется с помощью предохранительного клапана, который срабатывает при достижении определенного давления. Обычно его настраивают на максимальное значение 2,5-3 атм.

Это является базовой комплектацией группы безопасности. Кроме вышеперечисленных элементов в нее могут входить смесительный узел, дополнительные датчики температуры.

Монтаж

Правильное функционирование группы безопасности во многом зависит от профессиональной установки. Во время проектирования отопления всегда предусматривают монтаж запорной арматуры, которая отсекает приток теплоносителя при проведении ремонтных работ, либо замены отдельных элементов. При этом зачастую делают ошибку, монтируя шаровой кран перед системой безопасности.

Это является грубейшим нарушением правил установки, так как при перекрытии система безопасности не сможет выполнять свои функции. Лучше всего рассмотреть подобную ситуацию на конкретном примере.

Предположим, произошла поломка труб – нарушение герметичности вызвало протекание воды. Оперативно затушить твердотопливный котел не представляется возможны. Он будет еще некоторое время выделять тепло. Если запорная арматура установлена по вышеприведенной схеме, то его перекрытие отсекает группу безопасности от системы работы котла. В это время теплоноситель нагревается, давление повышается, но механизм его стабилизации остается вне работающей обвязки котла. И по вполне понятным причинам происходит либо поломка отопительного оборудования, либо разрыв трубопровода.

Во избежание подобной ситуации установку следует проводить согласно следующей схемы:

Руководствуясь таким принципом монтажа можно смело проводить любые ремонтные и профилактические работы, не беспокоясь о безопасности магистралей и отопительного прибора. После монтажа устройство приводится в действие путем открытия колпачка на автоматическом воздухоотводчике. Ни в коем случае не нужно его снимать полностью. Также не реже 1 раза в месяц проводится визуальный осмотр клапана. Если он долгое время не срабатывал, то между седлом и тарелкой устройства появляется слой загрязнений. В дальнейшем это может привести к возникновению протечек. Для его промывки без демонтажа достаточно провернуть конструкцию согласно указанной на ней стрелки.

Цена

Стоимость групп безопасности во много определяется производителем, параметрами устройства и дополнительными функциями. Основным критерием является мощность отопительного прибора. Исходя из этого делается выбор той или иной модели.

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.

Где монтируется блок безопасности?

Установить группу безопасности в закрытую систему отопления, можно на любом элементе отопительной системы.

Обязательным же является котел, это самый опасный участок системы отопления и если вам не безразлична ваша безопасность и ваших близких, то блок безопасности является обязательным к установке.

Конечно это не касается котлов с предустановленными системами защиты. Проблемы могу возникнуть на твёрдотопливном котле.

У них очень сложно одномоментно остановить нагрев теплоносителя. Если затушить огонь, то угли буду ещё тлеть, если очистить печь, то часть топлива всё равно останется внутри.

Где монтируется блок безопасности?

Из-за этого температура может вырасти ещё на несколько градусов, что может привести к печальному результату. Именно поэтому блок безопасности обязателен в твёрдотопливных котлах.

Где монтируется блок безопасности?

Где монтируется блок безопасности?