Защита твердотопливных котлов от перегрева

За время своей работы я десятки раз слышал, и даже три раза видел взорвавшиеся твердотопливные котлы. Поэтому нужна защита твердотопливных котлов от перегрева.

Сильно повезёт, если не будет пожара, или его удастся вовремя потушить. А в момент взрыва рядом с котлом не будет людей, которых обольёт кипятком.

Почему закипает и взрывается твердотопливный котёл?

Причина одна — большая инерционность котла. При резком прекращении отбора тепла котёл не может быстро потухнуть. Теплоноситель в котле закипает, и возросшим давлением разрывает котёл.

Современные системы отопление — 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 котёл закипит.

По этой причине многим людям нравится самотёчная или гравитационная система отопления. В ней нет элементов, которым нужна электроэнергия. У самотёчной системы это единственное достоинство. Я даже не представляю, что нужно сделать, чтобы котёл закипел с такой системой отопления.

Варианты защиты твердотопливных котлов от перегрева

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

Как работает источник бесперебойной подачи электроэнергии

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

Стоимость бесперебойника

Стоимость ИБП зависит от мощности инвертора и ёмкости аккумуляторов. Нам нужно обеспечить циркуляцию, поэтому смотрим характеристики циркуляционного насоса, который обеспечивает циркуляцию теплоносителя в котле.

В нашем случае это насос 25/40. Его мощность, если он работает на первой скорости 36 Вт. Вентилятор к ИБП мы подключать не будем, т.к. мы топим дровами, а при топке дровами вентилятор не нужен.

источник бесперебойного питания

Используете вентилятор котла или циркуляционный насос работает у вас на других скоростях? Формула подбора аккумулятора ниже.

Расчёт необходимой ёмкости аккумуляторной батареи

Для определения необходимой ёмкости аккумулятора можно воспользоваться формулой:

E = P*T/K/U/Kкпд,
Е – Ёмкость аккумуляторной батареи, А/ч
K – Коэффициент глубины разряда аккумулятора (рекомендуем 0,7)
U – Напряжение аккумуляторной батареи, В
P – Мощность подключённых электроприборов, Вт
T – Необходимое время бесперебойной работы, ч
Kкпд -Кпд источника бесперебойного питания (принимается 0,8)

Пример: Потребляемая мощность 36 Вт, напряжение аккумуляторной батареи 12 В, требуемое время резерва 8 часов.

E = 36*8/0.7/12/0.8 = 42,85 А/ч

Аккумулятор ёмкостью 45 А/ч, стоит около 9 000 рублей. Инвертор мощностью 400-500 Вт будет стоить около 7 000 рублей. Цены даю на момент написания статьи – апрель 2020 года.

Защита твердотопливных котлов с буферной ёмкостью

Защитить котёл с помощью самотёка рациональный и правильный вариант защиты котла, на мой взгляд. Самотёчные системы я делаю редко. Они отвратительно выглядят. Трубы большого диаметра по стенам, бррр…

Раньше так делали от безысходности, но в новом доме делать самотёчную систему это глупость. Находятся люди, которые периодически меня ругают за то, что я против самотёчных систем.

Ребята! Я много раз видел как демонтируют самотечные системы, и делают современную систему отопления. Но ни разу не видел, чтобы ломали современное отопление, и делали самотёк.

демонтировали самотечную систему отопления

С твердотопливным котлом разумно поставить буферную ёмкость. Или теплоаккумулятор, кому как удобнее называть.

При этом котёл с буфером нужно соединить так, чтобы был самотёк. В этом случае, при отключении электроэнергии теплоноситель будет циркулировать от котла к буферной ёмкости. Котёл не закипит.

защита твердотопливных котлов от перегрева с буферной ёмкостью

Ещё один плюс к установке буферной ёмкости возможность регулирования температуры в доме. Я завязываю термостат на циркуляционный насос контура отопления. В этом случае, у меня циркуляционный насос включается по температуре воздуха в доме.

Саша в видео подробно рассказывает как мы делаем системы отопления в частных домах с твердотопливными котлами.

Если буферной ёмкости нет, то можно установить радиатор отопления, соединённый с котлом так, чтобы был самотёк. Считается, что такой радиатор защищает котёл от закипания при отключении циркуляционного насоса.

Как выбрать объём буферной ёмкости

Объём буферной ёмкости я подбираю из расчёта 40 литров на один киловатт мощности котла. При этом объём буферной ёмкости не может быть меньше тонны.

Получить проект системы отопления по 100 руб. за м²

То есть если мощность твердотопливного котла меньше или равно 25 кВт, то ставлю буфер на тонну. Если котёл мощнее, то считаю из расчёта 40 литров на киловатт.

Как выбрать буферную ёмкость

Если люди просили подешевле, я советовал буферные ёмкости S-Tank. Потом увидел, как они у людей текут. Посмотрел, как реагирует на это производитель, и перестал их советовать людям. Даже, наоборот, отговариваю от покупки.

Ребята поставили буферную ёмкость S-TANK, и встряли на 425 тысяч рублей

Сейчас из дешёвых буферных ёмкостей ставлю TESY, HAJDU, DRAZICE. У меня бюджетные заказы, поэтому хорошие и дорогие баки я ставлю очень редко. Смело можно покупать баки ACV, VIESSMANN, WOLF.

Защита твердотопливных котлов от перегрева с помощью радиатора отопления

В качестве радиатора охлаждения здесь использован стальной панельный радиатор 22 типа размером 500х600 мм.

Защита твердотопливных котлов от перегрева с помощью радиатора отопления

Я решил провести тест: проверить, за сколько времени закипит котёл, если отключить циркуляционный насос. У нас котёл Стропува, и горит он около суток.

Почему обязательно нужно делать опрессовку отопления после монтажа

Поэтому наш тест пройдёт в два этапа:

  •  День 1. Растапливаем котёл, ждём, когда он наберёт 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 котёл 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 котёл на кухне. Я несколько раз пытался его отговорить, но, как говорится, «хозяин — барин». Думаю, через некоторое время он передумает.

Получить проект системы отопления по 100 руб. за м²

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

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

коллекторная разводка трубопроводов

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

Он ещё не установлен. Но для него в обвязке котла есть специальные краны. В помещении ванной мы разместили коллекторные группы. Тёплые полы укрывают помещения кухни, ванной, коридор и прихожую. Радиаторы установлены в спальных комнатах и гостиной.

День 1. Испытание котла с радиатором

Котёл нагрелся до 60 градусов, я отключил циркуляционный насос и стал ждать, когда температура в котле поднимется до 100 градусов. За полчаса температура на котле поднялась до 95 градусов и остановилась.

Прошло 3 часа с момента отключения насоса, и температура на котле не поднялась выше 95 градусов. Дольше ждать не стал, запустил циркуляционный насос в штатном режиме.

День 2. Испытание котла без радиатора

Котёл 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. Включил циркуляционный насос.

Оказывается, радиатор соединённый с котлом самотёком защищает от закипания. Наш эксперимент можно посмотреть в видео.

 

Клапан защиты котлов от закипания

Существуют специальные защитные клапаны, которые монтируются в обвязку котла. При закипании котла клапан сбрасывает кипяток, и добавляет в систему отопления воду из водопровода.

Стоимость такого клапана около 14 тысяч рублей. Плюс фитинги и монтаж. За эти деньги проще купить инвертор с аккумулятором. Поэтому я такие клапаны не устанавливаю.

Знайте, что такая защита твердотопливных котлов от перегрева существует.

Защита твердотопливных котлов от перегрева — выводы

Твердотопливный котёл без циркуляции теплоносителя закипает за полчаса. Если у вас не самотёчная (гравитационная) система отопления, защищайте свой котёл от перегрева.

Из перечисленных мной в вариантах защиты котла от закипания мне больше всего нравится вариант с буферной ёмкостью. На второе место я бы поставил вариант с ИПБ. Вариант с радиатором в моём рейтинге оказался на третьем месте. Клапан на последнем.