Защита электрокотла от перегрева

Содержание

Электронный терморегулятор можно запрограммировать в произвольном порядке.

Любой современный котел отопления, независимо от используемого типа энергоносителя, должен отвечать ряду требований. Сюда относится функциональность, эргономичность, безопасность и последнее качество, актуальность которого растет с каждым годом – это энергоэффективность. Выбирая котел, покупатель задумывается о том, насколько оборудование поможет сэкономить его бюджет. Снизить энергозатраты на обогрев дома позволит не только высокий КПД нагревательного элемента, но и дополнительные комплектующие системы отопления. Это термостат и терморегулятор для электрокотла отопления, которые управляют работой котла в зависимости от температуры окружающей среды.

Кроме этого, если речь идет об электрооборудовании, необходимо задуматься о приобретении стабилизатора напряжения. На энергоэффективность нагревательного прибора он не повлияет, но также поможет сэкономить бюджет, сохранив работоспособность электрокотла во время скачков напряжения в сети.

Что такое терморегулятор для электрических котлов отопления? Его основные функции и типы

Терморегулятор для электрического котла отопления, независимо от его принципа работы – это оборудование, которое способно управлять работой нагревательного элемента, в зависимости от температуры теплоносителя в системе отопления дома или от температуры окружающего воздуха. Упрощенно схему работы любого терморегулятора можно представить так: пользователь на панели оборудования задает нужный ему интервал температур либо теплоносителя в контуре отопления, либо воздуха в помещении. Терморегулятор включает котел.

Последний работает до тех пор, пока температура теплоносителя или воздуха не достигнет указанного верхнего предела. Далее термостат выключает нагревательный элемент котла. Отопление автоматически включается в тот момент, когда температура в помещении не опустится ниже указанного на терморегуляторе предела. Как результат подобная автоматика для электрических котлов отопления без постоянного контроля со стороны человека способна поддерживать нужный микроклимат в доме и позволяет рационально использовать энергоноситель.

Терморегулятор для электрокотла отопления может быть механическим и электронным, проводным и беспроводным. Цена меняется в зависимости от типа оборудования. Каждый тип термостатов имеет свои преимущества и недостатки.

Что такое группа безопасности для отопления и возможна ли без нее работа контура.

Вопрос о том, нужен ли фильтр на газовый котел освещен в этой статье.

Механические термостаты

Так выглядит механический терморегулятор.

В их основе лежат либо биметаллические пластины, либо газо- или жидкостно-заполненные сильфоны. Последние срабатывают очень просто. Под воздействием повышенной температуры вещество, заполняющее сильфоны, способно расширяться, тем самым перекрывая или открывая (в зависимости от температуры окружающей среды) ток теплоносителя, что, в свою очередь, сказывается на работе основного нагревательного элемента. Котел включается/отключается.

Биметаллический терморегулятор для электрического котла отопления срабатывает следующим образом: биметалл под действием высокой температуры способен изгибаться, тем самым размыкая электрическую сеть. Как результат – нагревательный элемент электрокотла отключается. С понижением температуры пластина снова выравнивается, цепь замыкается, котел возобновляет работу. В результате батареи становятся теплыми. Между прочим вакуумные радиаторы отопления — отличное решение при желании сэкономить.

Преимущества, которыми обладает механический термостат для электрического котла отопления:

  • простота в управлении;
  • невысокая стоимость;
  • долговечность;
  • устойчивость к скачкам напряжения в сети.
  • низкая чувствительность;
  • отклонение от заданного диапазона температур на 2-3 градуса.

Электронные терморегуляторы

Электронный терморегулятор оснащен дисплеем.

Это сложная система, способная поддерживать нужную температуру в помещении продолжительный промежуток времени без вмешательства человека. Подобная автоматика для электрокотлов отопления состоит из выносного датчика и блока управления. Последний непосредственно влияет на работу котла. Выносной датчик подключается к нагревательному элементу через провода либо дистанционно. Датчик снимает показания температуры в контрольном помещении, согласно показаниям контролируется работа электрокотла. Он включается либо отключается.

Электронная автоматика для электрических котлов отопления и ее преимущества:

  • многофункциональность (отвечает за работу котла, циркуляционного насоса и др.);
  • точность (незначительные отклонения от заданных человеком параметров температуры);
  • независимость (оборудование может работать без вмешательства человека от 8 часов до 1 недели);
  • несколько режимов работы.

Специалисты рекомендуют выбирать термостат и котел от одного производителя. Целесообразно при покупке основываться на площадь обслуживаемого помещения и нужный температурный режим. Необходимо также учесть мощность проводки и ее рабочие характеристики.

  • высокая выходная стоимость;
  • дорогое сервисное обслуживание;
  • монтаж выполняется только профессионалами;
  • недопустимы скачки напряжения в электросети.

Отдельного внимания заслуживает программируемый термостат для электрокотлов отопления. Он способен создать нужный микроклимат для каждого, конкретного помещения. В своем арсенале оборудование имеет несколько программ работы. Так, пользователь может настроить время включения и отключения котла на неделю вперед. Возможен также ночной режим работы котла, когда температура в помещении снижается на несколько градусов, по сравнению с дневными показателями.

Даже обычный грязевик для систем отопления нужно умело установить, иначе весь его функционал сводится на нет.

Очень важно правильно настроить давление расширительного бака отопления. Об этом подробнее здесь.

Читайте также:  При какой температуре замерзают пластиковые трубы

Зачем нужен стабилизатор для электрического котла?

Стабилизатор напряжения – это автоматика для электрокотлов отопления, которая так же, как и терморегулятор, позволяет экономить. Но в данном случае речь идет не об эффективном потреблении энергоносителя, а о целостности и работоспособности нагревательного элемента в целом.

Стабилизатор для электрического котла отопления позволяет сгладить все перепады рабочих характеристик электросети в течение суток и получить на выходе напряжение правильной синусоиды, что благоприятно скажется на долговечности котла. Стабилизаторы обеспечивают высокую степень защиты электроприборов от пульсации и перепадов напряжения. Качественное оборудование отличается высокой чувствительностью, что важно для электронной части котла и термостата. Стабилизаторы отличаются повышенным запасом по выходной мощности сети. Это позволяет сохранять рабочие характеристики электросети на должном уровне даже в моменты включения котла.

Перед покупкой стабилизатора необходимо проконсультироваться у специалиста и четко определить тип необходимого оборудования, его мощность.

Терморегулятор и стабилизатор – устройства, помогающие экономить

Терморегуляторы и стабилизаторы – это автоматика, без которой электрический котел отопления для дома не сможет полноценно работать. Эти устройства относятся к разным типам оборудования, но в комплексе они позволяют существенно экономить бюджет. На современном рынке можно найти автоматику любой ценовой категории и с различным набором функций. Главный критерий выбора – это долговечность и функциональность покупки.

Массовое использование котельного оборудования, работающего на твердом топливе, ставит перед владельцами частных домов особые требования. Несмотря на технический прогресс, позволивший довести современные твердотопливные отопительные приборы до совершенства, работа подобного оборудования несет в себе определенную опасность. Сбои в работе, нарушения условий эксплуатации отопительной техники могут стать причинами выхода оборудования из строя в разгар отопительного сезона. В худшем случае, возникновение внештатных ситуаций с работающим агрегатом может обернуться серьезными травмами для обитателей дома, ущербом жилым строениям.

В этом аспекте одним из важнейших условий безопасной эксплуатации станет защита твердотопливного котла от перегрева. Точное соблюдение правил безопасности эксплуатации нагревательной техники, наличие дееспособной автоматики и приборов контроля, позволят обеспечить вам необходимую защиту от непредвиденных ситуаций.

Рассмотрим детальнее, на чем базируется защита котельного оборудования от перегрева. С чем может быть связано кипение теплоносителя в нагреваемом контуре и каковы последствия такого ЧП.

Причины, в результате которых может возникнуть перегрев твердотопливного котла

Еще на стадии выбора и покупки важно учитывать эксплуатационные характеристики обогревательного прибора. Многие модели, которые сегодня представлены в продаже, имеют встроенную систему защиты от перегрева. Работает она или нет – вопрос второй. Однако необходимо придерживаться определенных знаний и навыков, рассчитывая создать у себя дома эффективную и безопасную систему автономного отопления.

От условий эксплуатации зависит надежная работа нагревательного агрегата. При явных нарушениях технологических параметров отопительного оборудования и злоупотреблением стандартными правилами безопасности, высокая вероятность возникновения аварийной ситуации.

Для справки: превышение температуры в топочной камере допустимых параметров может вызвать кипение котловой воды. Результатом бесконтрольного процесса становится разгерметизация отопительного контура, разрушения корпуса теплообменника. В случае с водогрейными котлами при перегреве возможен взрыв.

Предупредить возможные негативные последствия можно еще на стадии монтажа твердотопливного котла. Правильная обвязка отопительного аппарата станет залогом вашей безопасности и надежной работы агрегата в будущем.

Если говорить детально, то в каждом случае система защиты твердотопливного котла имеет свою специфику и особенности. Каждая система отопления имеет свои плюсы и минусы. К примеру:

  • Когда речь идет о твердотопливных котлах с естественной циркуляцией теплоносителя, необходимо позаботиться о безопасности и работоспособности отопительного оборудования еще во время монтажа. Трубы в системе устанавливаются металлические. Причем диаметр таких труб должен превышать диаметр труб, используемых для прокладки контура с принудительной циркуляцией теплоносителя. Датчики, установленные на водяном контуре, будут сигнализировать о возможном перегреве теплоносителя. Предохранительный клапан и расширительный бак играют роль компенсатора, снижая избыточное давление в системе.

Существенным минусом гравитационной системы отопления является отсутствие эффективного механизма регулировки рабочих режимов твердотопливных котлов.

  • Большие технологические возможности для потребителей предоставляют двухконтурные твердотопливные котлы, работающие с принудительной циркуляцией теплоносителя в системе. Уже только наличие второго контура существенно увеличивает возможность регулировать температуру нагрева котловой воды. Единственный минус в работе такой системы является работающий насос, который может внести своей работой сложности при эксплуатации отопительной системы.

Это связано с тем, что при отключении электричества, насос перестает выполнять свои функции. Остановка циркуляционного процесса и инерционность нагревательных котлов на твердом топливе могут привести к перегреву нагревательного агрегата. Если котельная техника не оснащена бесперебойником, ситуация с отключением электричества чревата крайне неприятными последствиями.

Эффективная защита от перегрева работающего твердотопливного котла должна базироваться на механизме съема избыточного тепла, вырабатываемым нагревательным прибором.

Какие существуют способы защиты отопительной техники от перегрева

Компании – производители стараются в целях повышения потребительской привлекательности своих товаров, вносить в технический паспорт котельного оборудования любые гарантии его безопасности. О средствах защиты отопительного котла от закипания, непосвященный потребитель не имеет малейшего представления.

Существуют на данный момент следующие способы обеспечения защиты твердотопливных агрегатов, используемых для автономных систем отопления. Действенность каждого способа объясняется условиями эксплуатации котельной техники, и конструкционными особенностями агрегатов.

В большинстве случаев в техпаспорте на отопительный прибор производители рекомендуют использовать для охлаждения водопроводную воду. В ряде случаев отопительные котлы на твердом топливе оснащаются встроенными дополнительными теплообменниками. Встречаются модели котлов с выносными теплообменниками. Для предотвращения перегрева используется клапаном безопасности. Предохранительный клапан рассчитан только на сброс чрезмерного давления в системе, тогда как клапан безопасности при перегреве котла открывает доступ водопроводной воды.

Читайте также:  Газовая горелка для котла дон 16

Важно! При наличии чугунных нагревательных аппаратов, такая мера в корне неправильна. Чугунные теплообменники панически бояться резкого перепада температуры. Подача в контур холодной воды может привести к потере целостности корпуса теплообменника. (нагретый до высокой температуры чугун просто лопнет при контакте с холодной водой).

Превышение температуры теплоносителя отметки в 100 0С создает избыточное давление, открывающее клапан. Под действием водопроводной воды, которая подается под давлением в 2-5 бар, горячая вода из контура вытесняется холодной.

Первый аспект, который вызывает спорные моменты по поводу охлаждения водопроводной водой – отсутствие электричества, обеспечивающего работу насоса. Расширительная емкость не располагает достаточным объемом воды, достаточной для охлаждения котла.

Второй аспект, который отметает этот способ охлаждения, связан с использованием в качестве теплоносителя антифриза. При возникновении внештатной ситуации в канализацию вместе с поступающей холодной водой уйдет до 150 литров антифриза. Стоит ли этого такой способ защиты?

Наличие ИБП позволит сохранить в критической ситуации работу циркулирующего насоса, с помощью которого теплоноситель равномерно будет расходиться по трубопроводу, не успевая перегреваться. До тех пор пока хватит емкости аккумулятора, источник бесперебойной подачи питания гарантирует работу насоса. За это время котел не должен успеть нагреться до критических параметров, сработает автоматика, запускающая воду по запасному, аварийному контуру.

Другим способом выхода из критической ситуации станет установка аварийной схемы в обвязку твердотопливного агрегата. Отключение насоса может дублироваться работой запасного контура с естественной циркуляцией теплоносителя. Роль аварийного контура не в обеспечении обогрева жилых помещений, а только в возможности снять избыточную тепловую энергию при аварийной ситуации.

На заметку: установку аварийного контура можно заменить монтажом байпаса, который будет в крайних случаях отводить перегретую котловую воду в расширительный бак или тепловой аккумулятор.

Такая схема организации защиты нагревательного агрегата от перегрева надежна, проста и удобна в эксплуатации. Особых средств на ее оборудование и установку от вас не потребуется. Единственными условиями для работы такой защиты являются:

  • наличие расширительного бака или накопительной емкости в системе;
  • использование обратного клапана только лепесткового типа;
  • трубы второго контура должны быть большего диаметра, чем обычный отопительный контур.

Заключение

Оценивая технологические возможности современных твердотопливных котлов, следует думать не только о его рабочей мощности, но и заранее предусмотреть установку элементов защиты всей системы. Перегрев котла – явление частое и хорошо знакомое для обитателей частных домов. Использовать имеющиеся средства для обеспечения защиты позволит не только избежать внештатных ситуаций, но и продлит работу нагревательных агрегатов. Каждый сам воле выбирать средство и способ защиты. Одному будет достаточно установить электрический генератор, который вместе с ИБП не позволит остановиться циркуляции воды в системе. Другим владельцам частного дома, наоборот, потребуется в целях безопасности установить байпас или оборудовать запасной, аварийный контур.

По мнению специалистов, монтаж буферной емкости или установка байпаса являются наиболее действенными способами защиты системы отопления от перегрева.

На заметку: в США и в странах Европы эксплуатация твердотопливных аппаратов без буферной емкости запрещена.

Защита твердотопливного котла от перегрева — самая важная задача для его владельца. Главный минус любого твердотопливного котла — его инертность и отсутствие автоматизации. При аварийной ситуации котел не может быстро выключится. Установите на твердотопливный котел контроллер, всевозможные датчики, но управлять сможете только вентилятором котла и циркуляционным насосом. Отсутствие защиты твердотопливного котла от перегрева может привести к пожару.

Современные системы отопление в большинстве случаев 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 котел закипит.

Управление твердотопливным котлом

Во многих твердотопливных котлах встроены механизмы управления воздушными заслонками, которые перекрывают подачу воздуха в топочную камеру при повышении температуры.

Если прекратится циркуляция, что происходит при отключении электроэнергии или поломке циркуляционного насоса, твердотопливный котел закипит. Дрова или уголь не могут потухнуть мгновенно, поэтому котел не просто закипит, а будет кипеть продолжительное время, от 10 минут до нескольких часов.

Вероятнее всего, что этот котел выйдет из строя. Его может разорвать давлением пара. Поэтому если у вас твердотопливный котел, следует позаботиться о его защите от перегрева.

Популярные варианты защиты котлов от перегрева

Самый простой и надежный вариант защиты твердотопливного котла от закипания – источник бесперебойной подачи электроэнергии. Обычно это инвертер и электрический аккумулятор.

Инве́ртор — устройство для преобразования постоянного тока в переменный с изменением величины напряжения. Обычно представляет собой генератор периодического напряжения, по форме приближённого к синусоиде, или дискретного сигнала. Википедия

Электри́ческий аккумуля́тор — химический источник тока, источник ЭДС (идеа́льный источник напряже́ния) многоразового действия, основная специфика которого заключается в обратимости внутренних химических процессов, что обеспечивает его многократное циклическое использование (через заряд-разряд) для накопления энергии и автономного электропитания различных электротехнических устройств и оборудования, а также для обеспечения резервных источников энергии. Википедия

Как работает источник бесперебойной подачи электроэнергии

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

Читайте также:  Чем уплотнить пластиковую резьбу

Стоимость источника бесперебойного питания

Стоимость ИБП зависит от мощности инвертера и емкости 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 1 скорости 36 Вт. Вентилятор к ИБП мы подключать не будем, т.к. мы топим дровами, а при топке дровами вентилятор не нужен.

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

Расчет необходимой емкости аккумуляторной батареи

Для определения необходимой емкости аккумулятора можно воспользоваться простой формулой:

Е – Емкость аккумуляторной батареи, А*ч

K – Коэффициент глубины разряда аккумулятора (рекомендуем 0,7)

U – Напряжение аккумуляторной батареи, В

P – Мощность подключенных электроприборов, Вт

T – Необходимое время бесперебойной работы, ч

Kкпд -KПД 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 емкостью 45 А*ч, стоит около 8 000 рублей. Инвертер мощностью 400-500 Вт будет стоить около 7 000 рублей. Цены даю на момент написания статьи – февраль 2018 года.

Система охлаждения твердотопливного котла

Защиту от закипания твердотопливного котла можно организовать с помощью буферной емкости, которая связана с котлом самотечной системой.

На мой взгляд, это самый лучший вариант защиты котла. Но не всегда есть возможность установить буферную емкость. В этих случаях можно установить радиатор отопления, который соединен с котлом самотечной системой.

Как это работает?

Это обычный радиатор отопления, который подключают непосредственно к обвязке котла, так, чтобы он нагревался самотеком. Считается, что такой радиатор защищает котел от закипания при отключении циркуляционного насоса.

Защита твердотопливного котла от перегрева с помощью радиатора?

В качестве радиатора охлаждения здесь использован обычный панельный радиатор 22 типа размером 500х600 мм.
Я решил провести тест: проверить, за сколько времени закипит котел, если отключить циркуляционный насос. У нас котел Стропува, и горит он около суток.

Поэтому наш тест пройдет в два этапа:

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

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

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

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

Он еще не установлен. Но для него в обвязке котла есть специальные краны. В помещении ванной мы разместили коллекторные группы. В дальнейшем, отделочники закроют их коробом из гипсокартона. Теплые полы мы не увидим, так как они уже закрыты стяжкой пола. Теплые полы укрывают помещения кухни, ванной, коридор и прихожую. Радиаторы установлены в спальных комнатах и гостиной.

День 1. Испытание котла с радиатором

Котел 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, особого смысла нет, включаю циркуляционный насос в стандартный режим. Завтра, когда прогорит котел, я отключу радиатор охлаждения. После этого мы повторим наш эксперимент, и узнаем сколько понадобится времени, чтобы котел нагрелся с 60 до 100 градусов, но уже без радиатора охлаждения.

День 2. Испытание котла без радиатора

Котел 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.

Выводы

Твердотопливный котел без циркуляции теплоносителя закипает за полчаса. Если у вас не самотечная (гравитационная) система отопления, защищайте свой котел от перегрева. Из перечисленных мной в вариантов защиты котла от закипания мне больше всего нравится вариант с буферной емкостью. На второе место я бы поставил вариант с ИПБ. И в крайнем случае, я бы ставил радиатор. Пользоваться радиаторами охлаждения или нет — решать вам.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *