Контроль уровня жидкости в топливном баке отопительного котла

Содержание

Запуск котла

Рассматривая такую разновидность расширительного бака с использованием воды в качестве теплоносителя, стоит помнить, что он больше всего подходит для применения в частном доме. Таким образом, из-за открытого типажа конструкции жидкость всего лишь испаряется. То и есть происходит естественная циркуляция. Что касается самого процесса, так это нагревание теплоносителя на максимальном уровне. Когда показатель доходит до наивысшей отметки, тепловая масса поступает в специальные регистры через трубопроводы.

Кроме этого, в некоторых устройствах существуют отопительные батареи. И именно из названных изделиях поступает температура с высокими показателями. При остывании поток вновь возвращается на исходное место нахождения — в котел. Как говорилось ранее, все действия проходят при естественных обстоятельствах. Отсюда следует, что высока вероятность возникновения давления. Чтобы его предотвратить, используется специально предназначенный бак, который при описанные ситуациях стравливает воду или раствор. В нем есть отверстие, с помощью которого ликвидируется лишняя часть теплоносителя.

Благодаря этому пользователю гарантируется отсутствие вероятности разрыва внешней оболочки конструкции. Стоит не забывать также, что существуют модели с закрытым типом. В таких случаях тепловой носитель оказывается в постоянном положении, где давление является высоким.

Выбор мембранного расширителя

Какую разновидность выбрать (открытого или закрытого типа)

Есть два типа расширительных баков: мембранные (закрытые) и открытые баки.

Рассмотрим отличия и определимся с рациональным выбором.

Расширительный бак с мембраной (закрытый)

При установке этого оборудования требуется манометр, ниппель и предохранительный клапан.

Чтобы избежать вскипания воды, располагайте бак ближе к котлу на обратке. Тщательно закрепите бак. Вес устройства в процессе эксплуатации может меняться в большую сторону.

Открытый расширительный бак

Устанавливают такой бак на самом высоком уровне установки. Часто пользуются чердаком. Бак снабжен переливной трубой для сброса излишков теплоносителя. В случае утечки воды из системы вода из бака автоматически позволяет восстановить прежний объем. Расширитель оборудуют циркуляционной трубой, чтобы исключить замерзание теплоносителя.

Открытые баки используют редко из-за недостатков:

массивная конструкция;
создаются благоприятные условия для процесса коррозии;
нельзя использовать при высоком давлении.

Как определить необходимый объем расширительного бака

Основная характеристика при выборе и установке расширительного мембранного бака – объем. Рассмотрим разные методы, которые используют для определения этого показателя.

Способ 1

Объем бака должен составлять 10% от объема воды используемой в качестве теплоносителя. Метод основан на том, что коэффициент расширения у воды при температуре 100 градусов не переходит границу 0,08. Неточность состоит в том, что не берется в расчет давление в отопительной системе.

Способ 2

Относится к достаточно точным и рекомендуется при выборе расширительного мембранного бака. Формула для расчета:

V = C*Bt / (1 – (Pmin /Pmax))/ Кзап.

Где:

V – количество жидкости в системе;

Bt – коэффициент, учитывающий расширение воды при изменении температуры;

P min – исходное значение давления;

P max – разрешенное давление. Используется при расчете предохранительного клапана;

Кзап. – коэффициент наполнения бака водой. Отражает максимальный объем теплоносителя, который может поместиться в бачке. Для расчета используют таблицу:

Образец расчета:

Количество воды в установке 800 литров;

Bt для воды с температурой 85 градусов составляет 0,034;

Исходное давление – 1,5;

Предельное давление – 5.0;

Величину коэффициента заполнения находим по таблице – 0.58

Объем бака: 0,034*800/ (1 — 1,5/5,0)/0,58 = 67 литров.

Полученный результат умножают на коэффициент резерва равный 1,25.

Полный объем: 67*1,25 = 83,75 л.

Выбираем бак, который по объему близок этому значению.

Допускается пользоваться таблицами. В качестве теплоносителя – вода.

В расчете принимают во внимание все узлы гидросистемы. Параметры берутся из документации по проектированию систем теплоснабжения объекта

Если такая возможность отсутствует, воспользуйтесь следующим способом определения необходимого объема

Читайте еще: Схемы подключения гидроаккумулятора для систем водоснабжения: особенности подсоединения гидробака

Способ 3

Расчет приблизительный, основанный на связи мощности отопительной системы с объемом воды – теплоносителя установки. Один кВт соответствует 15 литрам воды, циркулирующей по трубопроводам установки. Что касается Bt –коэффициента расширения, то он находится по специальным таблицам с учетом состава жидкости. Сейчас в систему вводят теплоноситель состоящий из смеси воды с гликолями. Это повышает эффективность теплоотдачи.

Показатель давления определяют в каждом узле тепловой установки. Допустимое давление принимается по самому большому значению. Именно на это давление настраивается предохранительный клапан.

Мембранные компенсационные баки снабжаются устройствами для контроля и регулирования давления. Для контроля используют манометры.

Как определить диаметр трубы, идущей к расширительному баку

Чтобы не загружать вас излишними формулами, посмотрите видео, где подробно рассказано о том, какие диаметры труб должны быть при установке мембранного расширительного бака в системе отопления:

Недорогие приборы промышленного производства

Различные модификации АРС

Такие поплавковые датчики применяются, как правило, в водоёмах. Измерительная головка в приборах этого типа небольшая, что делает прибор компактным. Нагрузочная возможность применения, согласно инструкции по эксплуатации, может достигать 1 ампера. Ввод провода в устройства герметичный. Корпус сделан из пластика. Рабочий дифференциал срабатывания равен 45 градусам. Максимальное давление для корректной работы приборов — 3 бара. Стоимость около 2 тыс. рублей в зависимости от модификации.

Устройства контроля заполнения ёмкости «Кристалл»

Эти датчики поплавкового типа можно применять в агрессивных средах. Очень компактны. Измерительная головка 2.3 сантиметра в диаметре. Максимальное давление корректной работы достигает 3.3 бара. Проводной вход выполнен в виде пластикового уплотнителя. Приборы оснащены барьером искрозащиты. Могут работать в горячей среде. Цена чуть выше 2 тыс. рублей, в зависимости от модификации.

Приборы Burkle

Эти устройства предназначены для загрязнённых сред, но также могут быть использованы и в чистых водоёмах, и резервуарах с чистой водой. Максимальное давление корректной работы составляет 4.1 бара. Максимально возможная нагрузка равна 1А. Возможна работа в средах, нагретых до 170 градусов, в жидкостях плотностью до 3 кг на кв. см. Средняя цена прибора составляет 2200 рублей и зависит от незначительных модификаций, вносимых производителем.

Датчики Fine Tek и Wilo

Эти устройства поплавкового типа можно использовать в агрессивных средах. Применяются для дренажных целей, также могут быть установлены в колодцах. Датчики выдерживают нагрузку до 2 ампер. Измерительные головки компактны и составляют 2.5 см. Проводные входы выполнены в специализированном уплотнителе. Корпуса сделаны из термостойкого пластика. Устройства оснащены топливными зондами, что позволяет их использование в горючих средах. Цена колеблется от 2 тыс. до 2500 рублей и также зависит от модификации.

Приборы Wilo поплавкового типа наиболее дёшевы, но функционально не предназначены для агрессивных сред применения и могут быть использованы только в чистой воде. Датчики обладают небольшими измерительными головками и имеют компактный вид. Максимальная температура использования равна 140 градусам. Рабочий дифференциал равен всего 30 градусам. Максимальное рабочее давление не превышает 2 бара. Цена таких датчиков колеблется в районе 1900 рублей.

Как измерить и отрегулировать давление в расширительном бачке

Давление в системе отопления контролируется манометрами, но в самой емкости нет штуцера под установку этого прибора. Однако есть ниппель, в который вмонтирован золотник для подкачки или выпуска воздуха. Он находится на стороне, противоположной подводу теплоносителя. Ниппель, по сути, является аналогом автомобильного, поэтому чтобы проверить этот параметр или отрегулировать его, можно воспользоваться обыкновенным автомобильным насосом со встроенным манометром.

На шкале автомобильного манометра значения указаны в МПа, тогда как напор в отопительном контуре дается в барах или кгс/см 2 . Перевести легко:

1 Бар = 1 атм = 100 000 Па = 0,1 МПа

Измерение давления автомобильным манометром:

Нужно отключить котел и подождать 5-10 минут до полного прекращения циркуляции системы;
Перекрыть запорные вентили на участке, где стоит гидробак. Слить воду через дренажный штуцер. Если мембранный бак встроен в котел, то перекрывается подача и обратка теплоносителя;
Открутить колпачок ниппеля и подсоединить к нему насос;
Накачать воздух до 1,5 атм и подождать пока с мембранного бака не выльются остатки теплоносителя, после чего снова спустить воздух;
Перекрыть запорную арматуру и насосом довести давление в мембранном баке до рекомендуемого в разделе выше. Если бак перекачан, нужно стравить лишнее через золотник;
Снять насос, накрутить колпачок на ниппель и перекрыть сливной штуцер. Открыть отсекающую арматуру и добить в систему отопления воду через кран подпитки;
Проверить, правильно отрегулирован напор воздуха или нет, легко. При достижении котлом рабочих параметров стрелка манометра не прыгает, давление набирается плавно без скачков.

Расширительный бак выполняет две задачи: компенсация увеличения объёма жидкости при нагреве и защита от гидроударов.

Чтобы предотвратить поломку систем отопления, в них обязательно устанавливают подобные устройства.

Как выставить оптимальное давление?

На системе отопления стоят манометры, с помощью которых контролируется давление в контуре. На самом же расширительном баке штуцера под установку измерительного прибора нет. Зато есть ниппель или золотник для выпуска и подкачки воздуха или газа. Ниппель такой же как на колесах машин. Поэтому проверить уровень давления и отрегулировать его можно посредством обычного автомобильного насоса с манометром.

Перед тем, как спустить лишнее давление или накачать воздухом расширительный бачок бытового газового котла, необходимо подготовить систему. Автомобильный манометр показывает значение в МПа, полученные данные нужно перевести в атмосферы или бары: 1 Бар (1 атм) = 0,1 МПа.

Алгоритм измерения давления:

Отключить газовый котел. Подождать пока вода не перестанет циркулировать по системе.
На участке с гидробаком перекрыть все запорные вентили и через дренажный штуцер слить теплоноситель. Для котлов со встроенным баком перекрывается обратка, а также подача воды.
Подсоединить к ниппелю бака насос.
Накачать воздух до показателей в 1,5 атм. Немного подождать, чтобы вылились остатки воды, снова пустить воздух.
Перекрыть вентили запорной арматуры и компрессором докачать давление до указанных в паспорте параметров или до уровня — давление в системе минус 0,2 атм. В случае перекачки бака лишний воздух стравливают.
Извлечь из ниппеля насос, закрутить колпак и перекрыть сливной штуцер. Залить в систему воду.

Проверить правильность регулировки напора воздуха можно, когда котел достигнет рабочих параметров.

При неправильной настройке напора воздуха в расширительном баке возможны сбои в работе всей системы отопления. Если экспанзомат перекачан, компенсирующие свойства не сработают. Поскольку воздух будет выталкивать излишки нагретой воды из бачка, повышая давление в трубах системы отопления.

А с заниженными показаниями давления компенсирующей емкости, вода просто протолкнет мембрану и заполнит весь резервуар. Как результат, при повышении температуры теплоносителя сработает предохранительный клапан.

Иногда в двухконтурных газовых котлах срабатывают предохранители и при правильной настройке давления встроенного расширительного бака. Это свидетельствует о том, что объем резервуара слишком мал для такой системы отопления. В этой ситуации рекомендуется вмонтировать дополнительный гидробак.

Виды жидкостей: чем лучше пользоваться

Систему обогрева наполняют разными теплоносителями:

вода;
тосол;
антифриз.

Это основные жидкости.

Вода

Популярный вид жидкости для заполнения отопительной системы. Преимущества:

хорошая теплоемкость, обеспечен бесперебойный цикл подачи тепла в помещение, даже когда на улице мороз;
низкая вязкость положительно влияет на работу насоса, испытывает невысокую нагрузку. Преимущество указывает на долговечность агрегата;
низкий коэффициент расширения воды при нагревании, не требуется установка большого расширительного бака, достаточно конструкции малого размера;
безопасность;
доступность.

Система отопления

Недостатки:

при поступлении к системе ресурса, вместе с жидкостью в коммуникации попадает кислород — причина коррозии.

Антифриз

Многие выбирают антифриз вместо воды. Наполнитель прибора отопления для нормальной работы должен иметь качества:

высокий процент теплоотдачи;
сохранение физико-химических свойств;
жидкость не должна оставлять во внутренней части труб накипь;
не должен замерзать во время морозов.

Вода попадает не под все характеристики, становиться очагом образования накипи из-за расщепления солей, замерзает при морозах, если вовремя не запустить систему отопления. Антифриз не замерзает при низких температурах, сохраняет свойства внутри коммуникаций, идущих от газового оборудования.

при температурах -40, +115 градусов по Цельсию, необходимо разбавлять в соотношении 50 на 50;
если температура -60 — +135 градусов, нужно заполнять систему 30 % воды, 70% антифриза.

Антифриз для заливки

Преимущества:

защита коммуникаций от вероятности появления коррозий;
антифриз расщепляет побочные продукты, образующиеся от нагрева;
благодаря консистенции теплоносителя, раствор защищает прокладки, синтетические элементы конструкции.

Типы изделий контроля уровня заполнения

Приборы контроля уровня жидкости подразделяются на два основных вида: контактные и бесконтактные.

Бесконтактные датчики: описание

Используются преимущественно в промышленных процессах и делятся на ультразвуковые устройства, ёмкостные, электродные, работающие по гидростатическому принципу и так далее. Такие устройства применяются не только в воде, но и в других средах, в том числе и агрессивных. В схему входит, помимо самого датчика, погружаемого или устанавливаемого на стенки ёмкости, контроллер управления, который устанавливается в отдельном блоке управления вне резервуара. Такие системы являются сложными и дорогими, а, следовательно, нерентабельными для использования в бытовых условиях.

Для контроля уровня наполнения бака водой, необходимой для полива или водопровода, целесообразнее применять устройства боле простые и дешёвые.

Характеристика контактных приборов

Самые распространённым в этом виде приборов контроля заполнения резервуаров являются контактные датчики поплавкового типа, собранные на основе герконов. Устройства просты, надёжны и дёшевы. Разделяются по месту расположения в ёмкости с жидкостью:

Вертикальное расположение. Шток с поплавком и магнитом двигается вдоль вертикальной трубки, на которой расположены герконы включения и отключения насоса.
Горизонтальное размещение. Устанавливается в верхней или нижней части стенки ёмкости. По мере наполнения резервуара поплавок с закреплённым на нём магнитом поднимается на поперечной штанге к геркону, который коммутирует отключения питания насоса.

Поплавковые датчики контроля наполнения с различными конструктивными особенностями можно приобрести в магазинах. Выбор зависит от конкретного места установки прибора и условий эксплуатации.

Давление в расширительном бачке котла

Под давлением в расширительном бачке подразумевается начальное давление воздушной камеры ПУСТОГО резервуара при комнатной температуре. Это давление должно быть равно статическому давлению системы отопления после заполнения ее теплоносителем. Таким образом, мембрана будет находиться в равновесии и давление газа воздушной камеры будет компенсировать давление теплоносителя системы отопления и бак будет НЕ заполнен и обладать необходимым объемом для компенсации теплового расширения жидкости.
Статическое давление 1 метра водяного столба примерно равно 0,1 бар, то есть для контуров отопления квартир и малоэтажных домов оно будет менее 1 бара. Но, для нормальной работы газового котла, а именно насосного оборудования и воздухоотводчиков давление теплоносителя в закрытой системе должно быть не ниже величины, указанной производителем оборудования в паспорте или руководстве по эксплуатации котла. Вот выборка из руководства по эксплуатации некоторых популярных моделей котлов:

Рекомендуемые настройки разных производителей котлов
Модель котла	Необходимое давление для нормальной работы котла	Примечание руководства по эксплуатации
Vaillant TEC	0.8-2 бар
Ariston EGIS 24	1-3(max) бар	Давление в расширительном баке 1 бар
Ariston CLASS	1-1.5 бар
BAXI ECO 4	0.7-1.5 бар
BAXI ECO 5	1-1.5 бар
Buderus U042	1-2 бар	Предварительное давление РБ = 0.5 бар

При давлении в системе менее 0.7 бар большинство бытовых газовых котлов просто отключится. Отсюда видно, что для нормальной эксплуатации среднее значение составляет примерно 1.2 бара. Учитывая, что сама мембрана при определенных условиях (когда стремится принять равновесное положение) может создавать дополнительное давление, то начальное давление зарядки пустого расширительного бачка можно установить на 0.2-0.4 бара ниже компенсируемого. То есть можно определенно утверждать, что для большинства закрытых систем отопления малоэтажных домов или квартир давление в расширительном бачке системы отопления допустимо на уровне 0.8-1 бар.
Для нестандартных систем расчеты производятся на этапе проектирования, вычисляется объем жидкости в системе, необходимый объем расширительного бака, коэффициенты полезного объема РБ и начальное давление зарядки должно быть известно пользователю.

Как проверить давление в расширительном бачке отопления

Проверка давления в расширительном бачке отопления производится ручным манометром, так как в большинстве случаев воздушная камера бачка оснащается обычным ниппелем, таким же как на колесе автомобиля или велосипеда. В случае если речь идет о настенном газовом котле — компенсатор как правило, расположен на задней стенке и до него бывает не так просто добраться, особенно если котел висит в нише или в шкафу. Поэтому удобнее всего воспользоваться компактным шинным манометром с возможностью фиксации показаний.
Если в результате проверки выяснилось, что давление недостаточно — необходимо это исправить. Отсутствие надлежащего давления может принести пользователю неприятности в виде аварийных остановок котла или сброса избытка давления через предохранительные устройства. Доводить до таких ситуаций не желательно и согласно рекомендаций большинства производителей котельного оборудования — давление расширительного бачка должно контролироваться 1 раз в год при проведении технического обслуживания.
Производить «подкачку» бака нужно только тогда, когда он полностью пустой. Так как конструктивно он располагается на котле — будет достаточно слить воду с котла. Подкачивать можно любым доступным способом. Практика показывает, что проще всего это сделать обычным велосипедным насосом и проконтролировать ручным манометром. В случае, если давление в воздушной камере расширительного бака не может компенсировать давление водяной камеры, также есть вероятность повреждения мембраны или клапана.

Выводы

Для установки давления необходимо руководствоваться параметрами Вашей системы отопления, а также рекомендациями изготовителя бачка и котельного оборудования. Для большинства закрытых систем отопления малоэтажных домов или квартир давление в расширительном бачке можно установить на уровне 0.8-1 бар. Регулярное проведение технического обслуживания, в которое входит контроль давления РБ, поможет избежать нежелательных проблем в течение всего отопительного сезона.
Рекомендуем также посмотреть короткий видеоролик, в котором специалист компании Bosch рассказывает и показывает, каким образом проверить и накачать давление в расширительном баке

Принцип работы котла и его устройство

Изображение 1. Гидравлическая схема двухконтурного котла в режиме отопления.

Газовые приборы с двумя контурами нагрева имеют следующий принцип работы. Теплота сгоревшего природного газа передается теплообменнику, который расположен над газовой горелкой. Этот теплообменник включен в магистраль отопительной системы, то есть нагретая вода в нем будет циркулировать по отопительной системе. Циркуляция воды осуществляется с помощью насоса, встроенного в котел. Для приготовления горячей воды двухконтурное устройство оснащено вторичным теплообменником.

Представленная схема на ИЗОБРАЖЕНИИ 1 показывает происходящие процессы работы и устройство оборудования:

Газовая горелка.
Циркуляционный насос.
Трехходовой клапан.
Контур ГВС, пластинчатый теплообменник.
Теплообменник контура отопления.

D — вход (обратка) отопительной системы для нагрева;
A — подача готового теплоносителя для отопительных приборов;
C — вход холодной воды из магистрали;
B — выход готовой горячей воды для санитарных нужд и бытового использования.

Принцип приготовления воды для ГВС таков: нагретая вода в первом теплообменнике(5), который расположен над газовой горелкой(1) и предназначен для нагрева отопительного контура, поступает во второй пластинчатый теплообменник(4), где передает свое тепло контуру ГВС.

Как правило, двухконтурные котлы имеют встроенный расширительный бак для компенсации изменения объема теплоносителя.

Схема двухконтурного котла позволяет производить горячую воду и нагревать ее для отопления только в отдельных режимах.

Конструкция двухконтурного газового котла.

Использование котла одновременно для ГВС и отопления в определенный момент времени невозможно. Например, во время работы устройства происходит нагрев отопительной системы с заданной температурой, процесс поддержания температуры контролируется автоматикой котла, а циркуляция теплоносителя по сети отопления осуществляется насосом.

В определенный момент происходит открытие крана горячей воды для бытовых нужд, и, как только начинается движение воды по контуру ГВС, срабатывает специальный датчик протока, установленный в котле. С помощью трехходового клапана (3) в котле перенастраиваются контуры протоков воды. А именно вода, нагретая в теплообменнике (5), перестает поступать в отопительную систему и подается в пластинчатый теплообменник (4), где и передает свое тепло системе ГВС, то есть поступившая холодная вода из трубопровода (С) нагревается и по трубопроводу (В) подается потребителям квартиры или дома.

В этот момент циркуляция идет по малому кругу и система отопления на время использования ГВС не нагревается. Как только кран на водозаборе ГВС перекрывается, датчик протока срабатывает и трехходовой клапан опять открывает контур отопления, происходит дальнейший нагрев отопительной системы.

Наиболее часто схема устройства двухконтурного газового котла подразумевает наличие пластинчатого теплообменника. Как уже говорилось, его предназначение состоит в том, чтобы передать тепло от контура отопления к контуру водоснабжения. Принцип такого теплообменника состоит в том, что наборы пластин с горячей и холодной водой собраны в пакет, где происходит теплоотдача.

Соединение выполняется герметичным путем: это препятствует смешиванию жидкостей из различных контуров. За счет постоянного изменения температуры возникают процессы теплового расширения металла, из которого сделан теплообменник, что способствует механическому удалению возникающей накипи. Пластинчатые теплообменные устройства изготавливаются из меди или латуни.

Схема подключения двухконтурного котла.

Существует схема двухконтурного котла, которая включает в себя комбинированный теплообменник.

Располагается он над газовой горелкой и состоит из двойных трубок. То есть трубка контура отопления содержит внутри своего пространства трубку горячего водоснабжения.

Данная схема позволяет обойтись без пластинчатого теплообменника и несколько повысить КПД в процессе приготовления горячей воды.

Недостаток котлов, имеющих комбинированный теплообменник, состоит в том, что между тонкими стенками трубок откладывается накипь, в результате чего ухудшаются условия работы котла.

Ищем утечку

Потеря герметичного состояния отопительной системы влечет к потере давления. Проведя полный осмотр отопительного устройства и системы труб, можно обнаружить протечки. Протечки не вооруженным глазом определяются скоплением влаги в местах соединений или же пробоин с характерным белым налетом.

При осмотре стоит обращать внимание на соединительные элементы, муфты в местах пайки и непосредственное подключения к отопительным приборам. Система, имеющая трубы из металла, может давать течь на продольных швах

Как только место течи обнаружено, стоит позаботиться об ее устранении. Места соединения перепаковываются, устанавливаются прокладки и сальниковые уплотнители, толщиной чуть большей предыдущей. В случае повреждения трубопровода, необходима замена поврежденного участка.

Открытый кран подпитки

Если в системе отопления отсутствует расширительный бак и залив воды осуществляется непосредственно из водопровода, важно не забывать закрывать кран. Как только давление в системе дошло до нужного уровня (зависит от котла), вентиль крана закрывают

Что происходит, если этого не сделать? Пока вода в водопроводе есть, создается давление в системе и все нормально. Стоит только отключить подачу воды, и она может уйти из контура через незакрытый кран, что приведет к остановке работы котла.

Аналогичная ситуация и с двухконтурными котлами. Отсутствие воды при закрытом кране мало заметно, но, если открыть вентиль горячей воды, то теплоноситель уйдет, что приведет к резкому падению давления.