Группа безопасности для отопления

Котел — какой выбрать

Так как закрытая система отопления частного дома может работать в автономном режиме, имеет смысл установить отопительный котел с автоматикой. В таком случае, настроив параметры, вам нет необходимости к этому возвращаться. Все режимы поддерживаются без вмешательства человека.

Самые удобные в этом плане газовые котлы. У них есть возможность подключения комнатного термостата. Выставленная на нем температура поддерживается с точностью до одного градуса. Упала она на градус, котел включился, нагревая дом. Как только сработал термостат (температура достигнута), работа останавливается. Комфортно удобно, экономно.

В некоторых моделях есть возможность подключения погодозависимой автоматики — это наружные датчики. По их показаниям котел корректирует мощность работы горелок. Газовые котлы в закрытых системах отопление — хорошее оборудование, которое может обеспечить комфорт. Жаль только, что газ есть не везде.

Двухтрубная закрытая система отопления в доме на два этажа (схема)

Не меньшую степень автоматизации могут дать электрические котлы. Кроме традиционных агрегатов на ТЭНах не так давно появились индукционные и электродные. Они отличаются компактными размерами и малой инерционностью. Многие считают, что они более экономичны, чем котлы на ТЭНах. Но и этот видотопительных агрегатов далеко не везде можно использовать, так как перебои с электроэнергией в зимнее время — частое явление во многих регионах нашей страны. А обеспечить электроэнергией котел мощность. в 8-12 кВт от генератора — дело очень непростое.

Более универсальны и независимы в этом плане котлы на твердом или жидком топливе. Важный момент: для установки котла на жидком топливе обязательно отдельное помещение — это требование пожарной службы. Котлы на твердом топливе могут стоять в доме, но это неудобно, так как во время топки с топлива падает много мусора.

Современные котлы на твердом топливе хоть и остаются оборудованием периодического действия (то разогреваются при топке, от остывают, когда закладка прогорела), но и они имеют автоматику, которая позволяет поддерживать в системе заданную температуру, регулируя интенсивность горения. Хотя степень автоматизации и не столь высокая, как у газовых или электрических котлов, но она есть.

Пример закрытой системы отопления с индукционным котлом

Не очень распространены в нашей стане котлы на пеллетах. Фактически это тоже твердое топливо, но котлы этого типа работают в непрерывном режиме. В топку автоматически подаются пеллеты (пока не закончен запас в буркере). При хорошем качестве топлива, чистка золы требуется один раз в несколько недель, а все параметры работы контролирует автоматика. Сдерживает распространение этого оборудования только его высокая цена: производители в основном европейские, и цены у них соответственные.

Немного о расчете мощности котла для систем отопления закрытого типа. Она определяется по общему принципу: на 10 кв. метров площади с нормальным утеплением берут 1 кВт мощности котла. Только брать «впритык» не советуют. Во-первых, бывают аномально холодные периоды, в которые вам может не хватить расчетной мощности. Во-вторых, работа на пределе мощности ведет к быстрому износу оборудования. Потому желательно мощность котла для системы брать с запасом 30-50%.

Устройство и принцип работы группы безопасности

Группа системы безопасности отопительного котла относится к устройствам, отвечающим за безаварийное обеспечение потребителя тепловой энергией. В комплект оборудования входит:

• прибор для автоматического отвода воздуха;
• клапан сбрасывающий, предохранительный;
• манометр.

Модули контроля давления в системе теплоносителя установлены в металлическом корпусе, оснащённом резьбовыми разъёмами. Если контрольное оборудование устанавливается в холодном помещении, то выбор следует остановить на корпусе с термоизоляцией.

Отводчик воздуха

По условиям технических параметров отопительного котла устройство для стравливания воздуха, или кран Маевского, устанавливается выше корпуса обогревателя для удаления воздуха, выделяющегося при нагревании рабочей среды системы. Пузырьки кислорода также могут проникать в магистраль по ряду причин:

• первичное заполнение системы рабочей средой;
• подпитка трубопровода свежим теплоносителем;
• дефекты в уплотнительных прокладках;
• засор трубопровода частицами ржавчины;
• некачественный монтаж магистрали и оборудования.

В процессе нагревания рабочая среда расширяется, освобождает молекулы кислорода, образующие воздушную пробку, влияющую на интенсивность циркуляции рабочей среды в магистрали. Предупредить повреждение труб поможет автоматический прибор для сброса давления, рабочие параметры которого регулируются без участия оператора.

Процесс регулировки давления в отопительной системе управляется поплавком, коромыслом, игольчатым клапаном. Образовавшаяся воздушная пробка давит на поплавок, коромысло открывает клапан и стравливает воздух. После снижения давления в системе клапан возвращается в исходное положение.

Клапан предохранительный

С целью увеличения безопасности котельной и всего отопительного оборудования вместе с контрольными автоматическими приборами устанавливается расширительный бак. В качестве дополнительной защиты в группу безопасности включается предохранительный клапан, предназначенный для сброса «лишней» жидкости в канализацию.

ВАЖНО! Чтобы в помещении котельной было всегда сухо – рекомендуется предохранительный клапан подключать к сливу в канализацию. Защитный элемент группы безопасности в генераторах тепловой энергии выполняет функцию контроля над давлением в магистрали с паровыми установками в случае возникновения аварийной ситуации:

Защитный элемент группы безопасности в генераторах тепловой энергии выполняет функцию контроля над давлением в магистрали с паровыми установками в случае возникновения аварийной ситуации:

• сбой в работе автоматики;
• повышение объёма теплоносителя в случае поломки термостата;
• нарушение давления потока жидкости в линии трубопровода.

В конструкцию клапана предохранительного входит мембрана и стальная пружина, заключённые в латунный модуль с вентилем или рукояткой. При сбое в работе системы более чем на 15% через контрольный прибор за один выброс выпускается до 100 мл жидкости. На потребительском рынке представлены предохранительные приборы разных моделей, при выборе комплектующего элемента под обогревательный котёл индивидуального пользования необходимо купить клапан, выдерживающий давление 3 атмосферы и температуру жидкости 120 °C.

Манометр

Кроме предохранительного и стравливающего клапанов следить за ситуацией поможет манометр, входящий в группу безопасности котла. Показания бытового прибора понятны для любого пользователя благодаря наличию стрелок разного цвета: красного и чёрного. Рабочие значения красной стрелки устанавливаются вручную в соответствии с рекомендациями котла (порядка 2 атмосфер). Чёрная стрелка управляется давлением рабочей среды в линии трубопровода. Если показатели чёрной стрелки превышают положение красной, то система находится на грани аварии.

При выборе стрелочной гарнитуры необходимо учесть следующие факторы:

• размер циферблата;
• точность измерения;
• допустимая погрешность;
• измерительные единицы (бары или атмосферы);
• допустимое давление.

Для частной котельной подойдёт манометр со шкалой до 4 атмосферы.

Как работает

Группа безопасности представляет собой набор элементов, отвечающих за общую безопасность системы отопления. В ее состав по умолчанию входят:

• манометр;
• воздухоотводчик;
• предохранительный клапан.

Все три элемента закреплены на одной основе – консоли, представляющей собой отрезок трубы с набором необходимых штуцеров, входом и выходом. Опционально могут добавляться отводы для подсоединения расширительного бака, дополнительных датчиков или дублирующих систем, в том числе автоматизации.

Манометр указывает текущее фактическое давление в системе отопления, по которому можно судить об общем ее состоянии и предпринимать действия при недопустимых отклонениях. Повышенное давление всегда говорит о наличии проблемы, притом критической, требующей немедленных действий. Пониженное давление сигнализирует о недостаточном объеме теплоносителя, нарушении герметичности трубопровода, котла или радиаторов.

Воздухоотводчик включен в группу безопасности как предохранительный элемент, позволяющий не только решать проблему с воздушными пробками, способными свести на нет циркуляцию теплоносителя, но и для получения достоверных значений и адекватной работы манометра и защитного клапана.

Следует учесть, если клапан и манометр из группы безопасности нужны только в одном экземпляре, то воздухоотводчик должен устанавливаться и в группе, и во всех точках системы, где может скапливаться воздух, в том числе обязательно в наивысшей точке разводки.

Предохранительный клапан выполняет автоматический сброс теплоносителя при повышении давления выше допустимого порога. Клапан срабатывает в том случае, если по каким-то причинам расширительный бак не справился с поставленной перед ним задачей, или давление выросло на столько, что физически бака не хватило для устранения дисбаланса. Предохранительный клапан предохраняет систему от разрыва в случае закипания теплоносителя в котле или постепенного увеличения давления вследствие неконтролируемого накопления газов, например из-за химической реакции алюминия, в радиаторах с водой.

Для каждого элемента присущи особые характеристики, необходимые для адекватной работы. Манометр должен обладать диапазоном измерений, соответствующим проектному давлению в системе. Если по расчетам в котле давление должно составлять 3 атмосферы, то манометр должен уметь измерять давление до 4-5 атмосфер. Этого достаточно для диагностики.

Предохранительный клапан должен срабатывать по верхнему порогу допустимого давления для котла. Данное значение указывается в инструкции и техническом паспорте к котельному оборудованию. Соответственно и клапан подбирается строго под него.

Автоматический воздухоотводчик наиболее неприхотлив, достаточно знать, что он способен отвести воздух и в первую очередь именно в точке подключения группы безопасности, чтобы свести на нет любые погрешности в работе клапана и манометра.

Изготавливается консоль для группы из стали или латуни, единым блоком. Часто для сохранности или эстетичного внешнего вида консоль и установленные приборы закрываются в защитный кожух, общий пластиковый или металлический корпус.

Для твердотопливного

В твердотопливном котле риск закипания теплоносителя значительно выше, чем в любом другом. Основной элемент группы безопасности при этом – это предохранительный клапан

Манометр можно выбрать самый простой, с нужным диапазоном измерения. Диагностировать по минимальным изменениям давления неисправность в любом случае не получится. Важнее фиксировать лишь значительные колебания. Лучший вариант – это наличие дополнительных указателей стрелок, которые будут отмечать максимальное и минимальное значение, достигнутое за период наблюдений.

Для газового

В настенных газовых котлах практически всегда группа безопасности уже включена в состав оборудования, так что устанавливать дополнительную нет нужды

Однако этот момент важно проверить заранее. Группа при этом монтируется внутри корпуса как можно выше

Собираем группу безопасности своими руками

Перед тем как приступать к изготовлению группы безопасности своими руками, необходимо приобрести необходимые компоненты и подготовить инструменты и материалы. Итак, для работы нам понадобятся:

Фото 4: Детали и инструменты для сборки группы безопасности своими руками

• предохранительный клапан;
• манометр;
• воздухоотводчик;
• два угла с внутренней и наружной резьбой;
• крестовина;
• ниппель;
• переходники;
• два газовых ключа;
• лен;
• средство герметизации.

Сборка группы безопасности начинается с присоединения углов к крестовине. Для этого небольшие пряди льна накручиваются на резьбовое соединение по часовой стрелке, равномерно покрывая поверхность резьбы. Затем поверх льна наносится небольшой слой герметика и углы вкручивается в крестовину друг напротив друга при помощи гаечных ключей. После этого по той же технологии устанавливаются манометр, воздухоотводчик и предохранительный клапан. Для стыковки деталей разного диаметра используются переходники.

После того как вы собрали группу безопасности, ее необходимо проверить под давлением на отсутствие течей и работоспособность всех ее элементов. Итоговая стоимость самодельного блока примерно в 2 раза ниже заводских аналогов.

Более подробно о процессе самостоятельного изготовления группы безопасности смотрите в следующем видео:

Назначение и устройство группы безопасности для котлов отопления, 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.

Функциональное назначение

• 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.

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.

Обзор лучших моделей

Среди самых популярных производителей, которые занимаются изготовлением защитной арматуры, можно отметить такие компании, как Valtec и Watts.

Фирма Watts прославилась огромным ассортиментом разных устройств для системы отопления, среди них немаловажное место имеет и защитный блок. Модельный ряд KSG имеет разные приборы резьбового корпуса, которые отличаются размерами и материалом производства

Дополнительно определенные приборы продаются с теплоизоляционным кожухом. Для изделий модельного ряда KSG характерно оснащение устройств клапаном сброса, который рассчитан на максимальный показатель в 3 бара. Установка в магистраль отопления проводится с помощью специального разъема с резьбой внутри.

Фирма Valtec по качеству не уступает этому бренду. Компанией представлен модельный ряд устройств для котельного оборудования и расширительных баков — сериями VT495 и VT460. Изделия VT460 рассчитаны на работу с домашними котлами отопления мощностью не более 45 кВт и давлением не выше 3 бар.

Но стоимость фабричных устройств довольно высока, потому целесообразно изготовить этот блок своими руками.

Перед самостоятельной сборкой группы безопасности не забываем подготовить соответствующий инструмент

Назначение и принцип работы

Любая отопительная система находится под давлением. Существует безопасный диапазон значений, в котором должна находится каждая правильно настроенная и функционирующая система отопления, проходя циклы нагрева и охлаждения. Для малоэтажных загородных домов обычно это 1-2 бара. При более высоких значениях, отопители, например такие как универсальный твердотопливный котел «Wirbel» EKO могут выйти из строя.

Фото 1: Внешний вид группы безопасности и назначение элементов

В случае возникновения аварийной ситуации, например такой как перегрев водогрейного котла – давление в системе начинает расти. Это происходит от того, что теплоноситель разогревается выше допустимой температуры. Как известно, жидкость при нагревании расширяется, а так как в закрытой системе отопления запаса для аварийного расширения нет — давление теплоносителя нарастает. В результате это может привести к разрыву труб, поломке котла или других элементов.

Для того чтобы контролировать давление и сбросить его в случае аварии до безопасных значений служит группа безопасности отопительного котла. Давайте рассмотрим как она устроена и из каких состоит блоков:

Автоматический воздухоотводчик

Воздух в системе отопления крайне нежелателен. Наличие его в теплоносителе приводит к появлению такого неприятного явления как кавитация. Оно способствует преждевременному выходу из строя различных элементов и шуму при работе. Однако, воздух неизбежно попадает внутрь на этапе заливки, смешиваясь с теплоносителем. Также при высоких температурах теплоносителя в нем естественным путем образуются пузырьки пара. Для того, чтобы снизить завоздушенность и нужен воздухоотводчик.

С помощью него владелец может осуществлять визуальный контроль за давлением в системе. Часто, для удобства контроля, на него наносят дополнительные шкалы, указывающие границы рабочего давления и его минимальные и максимальные значения.

Предохранительный клапан

Осуществляет сброс теплоносителя, тем самым снижая давление в системе. Обычно на группу безопасности устанавливаются клапаны с пороговым значением 3 бар, что соответствует максимально допустимому рабочему давлению современных приборов отопления, например такого как автоматический котел «Старт» на топливных гранулах. Направление выброса теплоносителя обычно указывается на корпусе стрелочкой. Следует периодически проверять работоспособность клапана, принудительно открывая его с помощью специальной ручки. Если долгое время он будет без работы, различные отложения могут засорить его механизмы и в нужный момент он не сработает.

Совет: Следует предусмотреть специальную насадку с трубкой на отверстие для сброса. Второй конец следует опустить в бутылку. Это позволит вам, по наличию жидкости в емкости понять, было ли срабатывание клапана в ваше отсутствие или нет.

Все три устройств монтируются обычно на общей стальной или литой консоли с общим присоединительным отверстием диаметром 1 дюйм. Для изолирования горячей поверхности многие производители закрывают металлические части защитным кожухом из полиуретана.

Конструктивные элементы прибора

Обычно все приборы группы безопасности котла отопления приобретаются в комплекте. Поэтому производитель позаботился, чтобы настройка каждого прибора была произведена на оптимальный режим эксплуатации.

Предохраняющий клапан

При нормальной работе отопительной системы расширительный бак, установленный выше всех трубопроводов и нагревательных приборов, компенсирует расширение теплоносителя. В зависимости от заданного режима работы устанавливается определенная температура на выходе из теплогенератора. Количество жидкости в расширительном баке меняется.

Обычно работоспособность этого узла не вызывает нареканий. При длительной эксплуатации иногда возникает забивание трубы накипью, проходное сечение постепенно уменьшается, а потом исчезает полностью. Пользователи редко замечают эту неисправность, так как зрительно определить ее невозможно. Возникший дефект скрыт внутри трубы, выходящей к расширительному баку. При повышении давления и отсутствии группы безопасности котла отопления произойдет разрушение одного или нескольких элементов отопительной системы.

Предохранительный клапан для системы отопления в разрезе

Если произведена установка группы безопасности, то предохраняющий клапан сбросит излишки теплоносителя. Котел и трубопроводы останутся целыми. Пользователь увидит наличие сброса воды. Сервисные службы или пользователь самостоятельно определят неисправность и устранят причину.

Перед каждым отопительным сезоном нужна проверка работоспособности предохранительного клапана. Она займет немного времени.

1. На верхней части имеется рукоятка, ее нужно повернуть по направлению стрелки.
2. Потечет вода.
3. Повернуть в обратную сторону.
4. Вода должна прекратить течь — предохранительный клапан исправен.
5. Другой вариант: вода продолжает течь.
6. В этом случае нужно повторить открывание-закрывание несколько раз подряд.
7. Практика показывает, что этих действий достаточно, чтобы немного притереть клапан в гнезде.
8. Течь прекращается.
9. Если вода продолжает стекать, то нужно срочно заменить предохранительный клапан.

В частных домах используются предохранительные клапаны, рассчитанные на давление до 3 бар.

Манометр

Манометр контролирует работу отопительной системы. На манометре присутствуют две стрелки:

• стрелка черного цвета показывает фактическое давление – это рабочая стрелка;
• красная устанавливается при настройке системы перед запуском отопительного котла, она служит ориентиром в работе.

Аксиальный и радиальный манометры

В индивидуальных домах рабочее давление находится на уровне 2-3 бар. Но сам манометр должен быть рассчитан на давление не менее 4 бар.

Автоматический воздухоотводчик

Автоматический воздухоотводчик желательно устанавливать выше всей отопительной системы, так как воздух тоже располагается вверху. Некоторые пользователи полагают, что достаточно установить на нагревательных приборах кран Маевского, а потом при наполнении трубопроводов и систем нагрева выпустить имеющийся воздух наружу. Так можно удалить большую часть имеющегося воздуха. Практика показала, что в процессе работы остатки воздуха циркулируют по трубам и батареям, снижая эффективность работы.

Автоматический угловой воздухоотводчик

Автоматический воздухоотводчик будет удалять воздушные и паровые пузырьки в автоматическом режиме. Часто при осеннем запуске котла многие наблюдают работу этого прибора. Она характеризуется небольшим шипением, раздающихся со стороны группы безопасности для отопления.