Почему кипит твердотопливный котел

Причина закипания котла заключается в том, что вода в системе отопления не успевает в достаточной степени охладиться. Движение теплоносителя (воды) должно быть рассчитано таким образом, чтобы он по пути через все радиаторы успел полностью остыть и в котёл возвращался уже охлаждённым. Если этого не происходит, то перегретая вода на входе в котёл успевает закипать во время движения по нему.

Существует целый ряд факторов, приводящих к перегреву воды в котле. В основе каждого из них лежит либо неправильный расчёт системы отопления, либо выход из строя отдельных её элементов. Более точное определение источников сбоя стабильной работы теплосистемы требует подробного анализа конкретной схемы.

Наиболее подвержены данной проблеме именно твердотопливные котлы длительного горения. При анализе происхождения неисправности, в первую очередь следует установить, на каком этапе обустройства отопления был обнаружен процесс вскипания воды. Тут может быть два варианта:

1. Теплоноситель в котле начал кипеть сразу после завершения монтажа труб и первого запуска.
2. Закипание воды произошло в системе, которая до этого работала исправно на протяжении нескольких месяцев или лет.

В первом случае нужно сначала внимательно изучить работоспособность каждого из устройств. Причиной неисправности может стать как неправильное подключение одного или нескольких приборов, так и ошибки, совершенные в процессе прокладки труб.

Кипение воды, появившееся в уже работающей теплосистеме встречается реже. Связано это обычно с выходом из строя циркуляционного насоса и попаданием воздуха в систему. Если насос в порядке, то есть вероятность возникновения затора в трубопроводе. Образование известкового налёта изнутри клапанов или труб становится причиной их сужения и тормозит скорость продвижения теплоносителя.

Медленное движение воды в котле

Если функции каждого элемента теплосистемы в норме, то возможно одна или несколько труб имеют недостаточно большой диаметр. Даже один короткий участок трубопровода с каналами, сечение которых меньше оптимального, может стать источником возникновения проблемы. Дело в том, что по узким протокам теплоноситель будет перемещаться недостаточно быстро. Это приводит к задержке воды в системе, а следовательно и в котле.

Когда вода слишком долго находится в нагретом котле, она набирает более высокую температуру, чем это необходимо. В результате происходит закипание жидкости со всеми вытекающими последствиями. Большинство систем отопления имеет защиту специально для таких случаев, иногда даже двух- или трёхуровневую. Однако, срабатывание защиты — это признак того, что что-то пошло не так.

Также важно учитывать диаметр кранов (вентилей) в точках подключения труб к радиаторам. Часто эти места специально делают слишком узкими, чтобы продлить время пребывания воды в батарее и дать секциям радиатора возможность хорошо прогреться. Данный приём в конечном счёте также тормозит ток воды по трубам.

Особенно важно изготавливать трубопровод с грамотно рассчитанным диаметром (не менее 25 мм) в системах с естественной циркуляцией. То есть, если в схему не включён циркуляционный насос. В такой отопительной системе движение воды обеспечивается за счёт естественных законов гидравлики и гравитационных сил.

При правильном расположении всех элементов, теплоноситель самостоятельно приходит в движение в процессе нагрева. Более горячая вода имеет меньшую плотность и вес, а холодная — тяжелее и плотнее.

Корректировка скорости тока воды доступна только уменьшением или увеличением просвета регулирующих клапанов. И здесь всегда есть предел: когда все клапаны полностью открыты, ускорить движение теплоносителя уже не выйдет.

Роль циркуляционного насоса

Циркуляционный насос — это устройство, которое устанавливается в систему отопления для создания принудительного движения воды в ней. Его устанавливают, как правило, на контуре обратного тока теплоносителя, чтобы насос работал с уже охлаждённой водой.

Теплосистема с циркуляционным насосом называется системой отопления с принудительной циркуляцией. Если ранее вода по трубопроводу перемещалась естественным образом, то решить проблему закипания котла можно с помощью установки такого насоса. Он ускорит движение теплоносителя и позволит избежать чрезмерной задержки жидкости в котле, которая приводила к её вскипанию.

В то же время, такое решение — это лишь временная мера. При первом же случае отключения электричества, насос перестанет работать и вода в котле сразу начнёт закипать. Пользоваться отоплением в этот период будет невозможно, даже если в нём предусмотрены системы защиты от закипания. Все меры по предотвращению кипения воды в системе с остановившимся насосом носят экстренный характер. Они направлены только на сохранение целостности котла и труб на короткий период, пока котёл не остынет.

Если закипела вода в котле, а насос в системе работает исправно, то следует произвести калибровку циркуляционного насоса. Он может быть настроен как на недостаточно сильный напор, так и на создание чрезмерно высокого давления. В обоих случаях возникает явление так называемой кавитации, приводящее к появлению пузырьков воздуха в воде.

Исправить ситуацию можно следующими приёмами. Во-первых, насос нужно установить на самый медленный режим работы. Если кипение прекратилось, значит дело было в том, что аппарат создавал избыточное давление. Решение заключается в размещении байпаса с балансировочным клапаном на участке между местом входа воды в устройство и выходом.

Для контурных насосов существуют нормы давления на входе и выходе. Данный показатель в точке поступления воды составляет 0,8 бар, а на выходе — 1 бар. Отклонение от стандартных значений неизбежно приводит к появлению кавитации. Кавитация вредна потому, что становится причиной образования пузырьков воздуха в воде, которые наносят вред всем элементам системы. Именно из-за них, в том числе, вскипает теплоноситель в котле.

Ещё один случай, приводящий к появлению кавитации — это установка насоса в котле и контурного насоса в противоток. Когда схема требует размещения двух насосов, то при монтаже каждого устройства возникает вероятность их размещения в противоток. Если после осмотра системы была обнаружена данная ошибка монтажа, её следует устранить.

Слишком большая мощность котла

Только что смонтированная теплосистема с кипящим котлом — это, чаще всего, неправильно подобранная мощность отопительного агрегата. Существует усреднённый показатель необходимой мощности для отопления 10 м² площади жилого дома. Эта цифра составляет 1 кВт, при условии, что утепление дома не производилось с применением усиленных теплозащитных технологий.

Таким образом можно сказать, что для небольшого дома площадью до 100 кв. м вполне хватает котла мощностью 10 кВт. Разумеется, что установка агрегата с небольшим запасом до 12-13 кВт также возможна, но включение в такую схему котла мощностью 20 кВт и более недопустимо.

Теплоноситель просто не успеет охладиться в радиаторах и будет возвращаться в котёл ещё горячим. Дополнительный нагрев не до конца охлаждённой воды рано или поздно станет причиной её закипания.

Кипит котёл. Что делать?

Кипение воды в котле является нестандартной ситуацией. Конструкция предусматривает возможность вскипания теплоносителя, но работать долго в таком режиме котёл отопления не сможет. Поэтому первое, что нужно сделать — это установить терморегулятор на нулевую отметку и ожидать, пока процесс горения в топке не прекратится.

Внимание! Если в вашем твердотопливном котле не предусмотрены меры по защите от кипения, а система отопления герметична, то закипание теплоносителя может стать причиной аварии. Бывают даже случаи, когда котлы длительного горения взрываются под давлением образовавшегося внутри пара.

В закрытых теплосистемах без автоматических защитных каналов для спуска давления, обязательно следует открыть воздушный клапан на радиаторе, если такой есть. Это предотвратит вероятность повреждения соединений труб или других элементов от внутреннего давления в системе.

Дальнейшая эксплуатация отопления, где однажды было зафиксировано закипание воды в котле допустима только после устранения возможных неисправностей. Осуществляется это на практике одним из описанных ниже способов:

• Установка теплового аккумулятора (ТА)
• Ускорение движения воды путём установки циркуляционного насоса или устранения участков с плохой проходимостью теплоносителя
• Правильная настройка насоса, исключающая появление кавитационного эффекта
• Установка дополнительных секций к существующим радиаторам или размещение новых батарей в помещениях с недостаточно комфортной температурой
• Устранение возможных источников попадания воздуха в систему отопления

Теплоаккумулятор, как лучшее решение

Включение в отопительную систему теплового аккумулятора — это самый оптимальный способ выхода из ситуации, когда котёл постоянно закипает. Правильно подобранный теплоаккумулятор позволит не только избежать перегрева воды в котле, но и даст возможность реже заходить в котельное помещение для подброса топлива.

Принцип, лежащий в основе эффективности данного решения, заключается в увеличении общего количества воды в гидравлическом контуре. Даже очень мощному котлу понадобится значительное время для прогрева дополнительной буферной ёмкости объёмом в 1400-2000 литров.

Тепловые насосы требуют постоянного наличия электричества для нагнетания водяного потока в системе. Отключение электроэнергии хотя бы на короткий промежуток неизбежно приведёт к закипанию котла, если в контуре не размещён теплоаккумулятор (ТА). Объёмный резервуар с водой в случае экстренной ситуации перегрева теплоносителя возьмёт на себя лишнее тепло, произведённое котлом, и предотвратит нагрев жидкости до температуры кипения.

Кроме закрытия проблемы с перегревом, ТА выполняет также функцию накопления тепловой энергии. То есть, его применение не ограничивается только защитными целями, как у других вариантов перечисленных в статье. Тепловой аккумулятор предоставляет возможность продлить периоды между подходами к топке котла с новой порцией топлива.

Большой объём горячей воды в буферной ёмкости позволяет поддерживать тепло в частном доме ещё долго после того, как топливо в котле полностью прогорело. Особенно это актуально для регионов, где зимой температура опускается ниже отметки -25 °С. В эти периоды необходимость подброса топлива может появляться от 4-5 до 6-7 раз в сутки. Тепловой аккумулятор позволит сократить походы в котельную до 2-3 раз.

Таким образом, установка теплоаккумулятора — это комплексное решение, которое гарантирует безопасность использования отопительной системы, и исключает вероятность закипания котла. Кроме того, размещение ТА значительно повышает уровень удобства эксплуатации отопления. Для большей части отопительного сезона не характерны особо низкие температуры. Это значит, что при наличии теплового аккумулятора, одного-двух забросов топлива в течение суток будет вполне достаточно для поддержания комфортной температуры в доме.

Основное отличие открытых или гравитационных систем (ОС) от закрытых состоит в том, что в ОС теплоноситель сообщается с окружающим воздухом в открытом расширительном баке.

Теплоноситель находится в системе под атмосферным давлением, избыточное давление отсутствует.

Описание системы отопления открытого типа: что это такое

Отопительный контур ОС состоит из котла, расположенного в самой нижней точке здания – подвале или приямке.

От котла отходит вертикальный стояк подачи теплоносителя в верхнюю точку здания (чердак или мансарду), где расположен расширительный бак (РБ).

От РБ по верху здания отходят горизонтальные трубы с небольшим уклоном к вертикальным стоякам, по которым теплоноситель доставляется к радиаторам.

От приборов отопления по низу помещения отходит магистраль обратки также с небольшим уклоном в сторону котла.

Принцип работы

Схематично отопительный контур ОС можно представить в виде длинного вертикального кольца. Одна сторона кольца – с горячей водой (стояк подачи от котла к РБ), другая сторона – с холодной (стояк с обраткой от радиаторов). Плотность горячего теплоносителя меньше, чем холодного – от нагревания вода расширяется.

Следовательно, вес воды и давление водяного столба в холодной части контура будет выше, чем вес воды и давление столба в горячей ветке.

По закону сообщающихся сосудов жидкость будет стремиться к уравновешиванию давлений – к переходу из холодной ветки в горячую.

Так как контур — это такое замкнутое кольцо, происходит циркуляция или самотёк теплоносителя.

В ОС из физического принципа циркуляции следуют три конструктивные особенности системы:

• Стояк подачи максимально утепляется по всей высоте.
• Котёл находится как можно ниже последнего радиатора.
• В контуре имеется ёмкость для выхода избыточного объёма нагретого теплоносителя – расширительный бак (для обеспечения пониженной плотности и низкого давления водяного столба в нагретой ветке).

С естественной циркуляцией

Теплоноситель при естественной циркуляции движется под действием циркуляционного напора Pн (в мм. водного столба):

Pн=H x (pхол — pгор).

• Н – перепад высот между котлом и последним радиатором, м;
• pхол — плотность воды в холодном стояке обратки, кг/м³;
• pгор — плотность воды в горячем стояке подачи, кг/м³.

Во время циркуляции по контуру теплоноситель тратит часть давления на преодоление гидравлического сопротивления труб, радиаторов, запорной арматуры. Поэтому при проектировании ОС выбирают материалы с низким гидравлическим сопротивлением, чтобы они в сумме не превышали расчётный напор Pн(не запирали систему).

Важно! В теплоносителе ОС присутствует воздух, который подмешивается в расширительном бачке. Для удаления воздуха трубы делают с наклоном не менее 3–5 мм на п. м. трубы.

С циркуляцией от насоса

Для увеличения естественного напора в контур ОС включают циркуляционный насос.

Существует два места врезки насоса в существующую ОС:

1. На трубе обратки перед котлом. Расширительный бачок при этом переподключают к трубе обратки перед насосом (в зоне всасывания).
2. На верхней подающей трубе сразу после точки подключения расширительного бачка.

Справка! Место врезки насоса оборудуют байпасом с лепестковым обратным клапаном.

Однотрубная

Однотрубная система с естественной циркуляцией делается только с верхней раздачей теплоносителя.

Все радиаторы в стояке однотрубной ОС соединяются последовательно – выход одной батареи подключается ко входу другой.

• Малое количество труб.
• Простота монтажа.

• Несбалансированность системы – верхние батареи горячие, нижние – холодные. Для выравнивания температурного режима нижние радиаторы устанавливают с большим количеством секций.
• Невозможность проведения терморегуляции из-за высокого сопротивления регулирующих кранов.

Двухтрубная

Двухтрубная система характеризуется тем, что к каждому радиатору подходят две трубы: одна доставляет горячий теплоноситель от стояка подачи, другая отводит охлаждённую воду в стояк обратки.

Плюсы двухтрубной системы:

• Сбалансированность всех батарей по температуре.
• Радиатор можно заменить без отключения котла.

• Увеличенный расход труб.
• Трудоёмкость монтажа.

С верхней подачей

Горячая вода подаётся от котла вверх по вертикальному стояку на чердак или под крышу, откуда разводится по лежакам к вертикальным радиаторным веткам (как однотрубным, так и двухтрубным). Пройдя радиаторы, охлаждённый теплоноситель собирается в обратку и поступает в котёл.

С нижней подачей

При нижней подаче нагретый теплоноситель поступает в радиаторные ветки снизу вверх. Трубопроводы подачи и обратки прокладываются рядом друг с другом на уровне пола.

Внимание! Такая система не загромождает помещение обилием труб, но требует установки кранов Маевского на каждый радиатор для выпуска воздуха.

• Простота монтажа.
• Долговечность.
• Для циркуляции не требуется электроэнергия.
• Система саморегулирующаяся – скорость теплоносителя зависит от температуры в комнатах.

• Подходит не для всех помещений – нужен чердак, где ставится расширительный бак и прокладываются горизонтальные трубы.
• Требует как можно более низкого расположения котла – в приямке или подвале.
• Медленный нагрев при запуске.
• Непрезентабельный внешний вид (железные трубы большого диаметра, чугунные радиаторы).
• Малый радиус действия – не более 30 метров от котла.
• Невозможность использования антифриза из-за ядовитости испаряемых паров.

Монтаж открытой системы отопления: фото

Перед монтажом необходимо выполнить расчёт радиаторов, гидравлический расчёт циркуляционного напора, разработать монтажную схему, составить перечень материалов и комплектующих.

Фото 1. Отопительный газовый котел стального цвета напольного типа, установленный в помещении со всем оборудованием.

ОС состоит из следующих элементов:

• Отопительный котёл – газовый или твердотопливный.
• Трубы.
• Расширительный бак.
• Радиаторы.
• Арматура (краны, обвязка котла, клапаны).
• Циркуляционный насос (опционально).

Фото 2. Циркуляционный насос, врезанный в трубы, повышает эффективность работы всей отопительной системы.

• Уклон труб горизонтальных лежаков подачи и обратки — не менее 3–5 ммна погонный метр.
• Используют трубы диаметром не менее 30 мм.
• Объем расширительного бака 15% от общего объёма теплоносителя.

Фото 3. Расширительный бачок, выполненный из металла, монтированный под потолком чердачного помещения частного дома.

Схема

На схеме, выполненной в удобном масштабе на листе миллиметровой бумаги, должны быть указаны:

• Габариты помещений, где проходят трубы ОС.
• Схема расположения труб.
• Места размещения радиаторов, котла (с обеспечением необходимого перепада высоты между котлом и радиаторами), расширительного бачка, трубной арматуры.
• Размеры заготовок труб.
• Элементы крепежа труб к элементам здания.

1. Подготовить комплект необходимого инструмента (в зависимости от выбранного материала труб).
2. Выполнить монтаж котла и котельного оборудования согласно руководству по эксплуатации котла.
3. Изготовить расширительный бак, установить его на чердаке.
4. Выполнить монтаж вертикального стояка.
5. Установить радиаторы в комнатах.
6. Произвести окончательный монтаж труб, соединяющих все элементы системы.
7. Выполнить теплоизоляцию расширительного бака.
8. Заполнить систему.
9. Проверить систему на герметичность.
10. Произвести пробный запуск.

Расширительный бачок для ОС

В качестве расширительного бака (РБ) может служить любая открытая самодельная металлическая ёмкость или фляга с требуемым объёмом не менее 15% от общего объёма теплоносителя в системе.

РБ выполняет следующие функции:

• Служит буферной ёмкостью для размещения излишков теплоносителя, которые возникают из-за расширения жидкости при нагреве в котле.
• Обеспечивает атмосферное давление в системе.
• Является элементом, через который систему покидают пузырьки воздуха. Всплытие пузырьков воздуха обеспечивается уклоном труб.

Рекомендации по монтажу:

• Монтаж вертикального стояка от котла следует выполнять из стальной трубы диаметром 40–50 мм.
• Размер остальных труб – чем больше, тем лучше (меньше гидравлическое сопротивление).
• Лучше всего использовать чугунные радиаторы.
• Стараться минимизировать количество поворотов труб и запорно-регулирующей арматуры.
• Применять только полнопроходные шаровые краны.

Особенности установки в частном доме

Перед работой следует убедиться в том, что конструкция дома отвечает требованиям самотечной системы:

• Небольшая площадь (не более 150 м²).
• Наличие чердака.
• Возможность низкой установки котла по отношению к последнему радиатору.

Что делать, если в баке быстро закипает вода?

Если обнаружено, что вода закипает быстро, нужно как можно быстрее выполнить весь комплекс действий по аварийной остановке котла (перечисленных в инструкции по эксплуатации), чтобы избежать разрушения оборудования.

Затем надо разобраться с причинами.

Если вода закипела при первом запуске котла, то необходимо проверить гидравлический расчёт и правильность выбора и монтажа всех элементов.

Если вода закипает спустя какое-то время после нормальной работы, то нужно проверить следующие параметры:

• уровень теплоносителя в системе (необходимость подпитки);
• работоспособность котла;
• нормальную работу обратного клапана (при наличии насоса с байпасом);
• нормальную работу расширительного бака.

Полезное видео

В видео представлено, как работает обычная однотрубная отопительная система с естественной циркуляцией.

Дёшево, надёжно и практично

ОС проста в эксплуатации и дешева в монтаже.

Для осуществления циркуляции в самотечной системе нужно знать принцип её действия и иметь точный гидравлический расчёт всех элементов, для чего рекомендуется обратиться к специалистам.

[contents]

Существует несколько причин того, почему вода кипит в котле отопления. К примеру, закипание часто является следствием того, что жидкость греется в котле быстрее, чем тепловая энергия передается в отопительную магистраль. Это бывает из-за:

• неправильной установки системы;
• того, что нет циркуляции (либо ее скорость низкая) – обычно происходит в системах открытого типа с расширительным баком;
• слишком большой мощностью прибора по сравнению с батареями;
• низкого количества воды в магистрали.

Низкая скорость циркуляции

Так, если теплоноситель циркулирует слишком медленно, то теплоноситель не будет в полной мере передавать полученное тепло и, как следствие, вода в котле закипит. Это относится только к тем системам, в которых естественная циркуляция жидкости, а угол наклона или диаметр труб подобран неправильно.

Обратите внимание! В системах с принудительной циркуляцией это бывает исключительно в тех случаях, когда мощность насоса слишком низкая или же он вовсе вышел из строя.

Мало теплоносителя

Если в системе слишком мало воды или образовались воздушные пробки, то это также может стать причиной того, почему вода кипит в отопительном котле. Если есть расширительный бак, то нужно попросту добавить воды. В остальных же случаях достаточно стравить воздух (если отсутствует автоматический клапан, разумеется).

Для повышения интенсивности циркуляции следует переоборудовать отопительную систему, а лучше, если есть возможность, поставить циркуляционный насос. В таком случае даже при неправильном наклоне труб вода будет должным образом циркулировать.

Высокая мощность котла

В случае если мощность прибора выше теплоотдачи магистрали, это также может привести к закипанию воды. Особенно если система регулировку воздухоподачи сломана или отсутствует вовсе. Здесь есть несколько вариантов решения проблемы:

• поставить автоматическую систему регулировки;
• поставить аналогичную, но полуавтоматическую;
• поменять котел (если тот сделан своими руками);
• нарастить количество батарей;
• повысить их мощность.

Обратите внимание! Кроме того, вы можете врезать в магистраль бойлер косвенного нагрева – это прибор будет «впитывать» в себя некоторую часть энергии из системы для подогрева воды и послужит при этом своего рода теплоаккумулятором.

Проблема с циркуляцией

Если у вас есть циркуляционный насос, но система работает нестабильно, то проблема может крыться в нем. Для проверки работоспособности приложите руку к батарее – если ощущаете легкую вибрацию, значит, насос работает нормально, если нет – выполните следующие действия.

1. Проверьте и зачистите электроконтакты.
2. Проверьте детали насоса на предмет износа и наличия известковых отложений (если используется обычная водопроводная вода).
3. Наконец, можно выключить насос, открутить пробку и с предельной осторожностью провернуть вал. На некоторое время это должно помочь. Для удаления отложений можно использовать лимонную кислоту.

Надеемся, теперь вы знаете, почему закипает вода в котле. Чтобы избежать подобных проблем в будущем, советуем посмотреть тематический видеоролик, а более детально о котлах можете узнать тут – http://formulatepla.com.ua/7-kotly-dlitelnogo-goreniya.

Видео – Уход за котлом отопления