Аварійний гравітаційний контур у твердопаливній котельні

Аварійний гравітаційний контур - це шлях, яким вода буде текти самопливом, якщо аварійно вимкнеться насос.

Особливості монтажу гравітаційного контуру

Він виконується трубою великого діаметру. При виборі діаметра труби потрібно виходити із діаметрів патрубків твердопаливного котла. Бажано, щоб труба гравітаційного контуру була такого самого діаметра. Але я зазвичай роблю його не товщі, ніж 1,5". Цього цілком достатньо для природної циркуляції в твердопаливних котельнях приватного будинку.

На малюнку контур із природною циркуляцією позначений зеленими кружечками.

На всій протяжності гравітаційного контуру має бути мінімальний опір. Це означає, що потрібно використовувати якнайменше колін. Регулююча арматура, розміщена на цьому контурі, може взагалі заблокувати природну циркуляцію.

Зазвичай циркуляційний насос ставиться на паралельне відгалуження, при цьому на гравітаційну ділянку відгалуження встановлюється зворотний клапан. Це має бути клапан із мінімальним опором. Тому потрібно встановлювати пелюстковий клапан. Також зворотний клапан може ставитися на трубу, що подає, при паралельному підключенні електричного котла. Аналогічно можна ставити тільки пелюстковий зворотний клапан.

Куди скидатиметься тепло при аварійному відключенні насоса?

Найбільш ефективним та технологічним буде використання теплового акумулятора для цієї мети. Він у більшості випадків зможе "проковтнути" тепло з повним завантаженням дров. Адже зупиняться всі насоси до споживачів, і розбору тепла не буде.

Якщо в котельні не встановлений тепловий акумулятор, то якась гілка радіаторів повинна мати гравітаційний контур. Таку систему складніше налаштувати, вона менше піддається регулюванню, товсті труби псують зовнішній вигляд.

Який варто вибирати твердопаливний котел: енергонезалежний чи з вентилятором?

Коли покупець бачить у характеристиках твердопаливного котла напис "енергонезалежний" у нього складається враження, що він створений для роботи без електрики. Це вірно для самопливних систем опалення, які практично не використовуються. У сучасних насосних системах енергонезалежний твердопаливний котел не має жодного сенсу. Більше того, він програє котлу з вентилятором за багатьма параметрами.

У цій статті розглядаємо аварійне відключення насоса. У зв'язку з цим порівняємо обидва типи котла щодо роботи з гравітаційним контуром.

У енергонезалежному котлі регулювання тяги відбувається механічним регулятором тяги. Такий регулятор працює неточно і трохи із запізненням. Крім того, для підтримки горіння, дверцята припливного повітря в таких котлах завжди трохи відчинені. Під час аварійної зупинки насоса зняти надлишок тепла з такого котла буде складніше.

Інша справа - твердопаливний котел з вентилятором. При відключенні електрики подача повітря в нього моментально припиниться, і паливо одразу перейде на тління. Гравітаційному контуру буде простіше впоратися зі зняттям зайвого тепла.

Випробовування аварійного гравітаційного контуру в котлі з чавунним теплообмінником та механічним регулюванням тяги

Я провів випробування контуру з природною циркуляцією на об'єкті. Твердопаливний котел Bosch Solid 3000 25 кВт (чавунний теплообмінник з механічним регулятором тяги) з'єднаний із буферною ємністю мідною трубою діаметром 42 мм. На цій трубі встановлені 2 пелюсткові зворотні клапани і 4 коліна 90 град. Контур виділено на фото червоним.

Порядок випробування:

1. Розпалювання дров.
2. Зупинення всіх насосів (імітація вимкнення енергії).
3. Заміри температури кожні 5 хв.

Ось таблиця записів, де t_{теплооб.} - температура теплообмінника котла, t_котла - температура подавальної труби котла, t_верх - температура верхньої частини теплоакумулятора.

Через 20-25 хв. полум'я горіння перейшло в тління.

Випробування гравітаційного контуру в котлі зі сталевим теплообмінником та електронним регулюванням тяги

На об'єкті встановлено: котел Ідмар GK-1 25 кВт. Буферна ємність Drazice 500 л. Котел має сталевий теплообмінник, тяга забезпечується вентилятором. Гравітаційний контур виконаний мідною трубою діаметром 42 мм. Гравітаційний контур на фото позначений червоною лінією.

Порядок випробування: розігрів котла, заповнення буферної ємності теплом, відключення всіх насосів та вентилятора. Після відключення вентилятора котел одразу перейшов на тління. Замір температури проводився на подавальній трубі котла t_котла, у верхній частині теплоакумулятора t_верх і нижній - t_низ. Отримані показання у таблиці нижче.

Виходячи з того, що вода закипить при температурі не менше, ніж 100 °C, можна припустити, що буфер прийме на себе тління протягом 2-х годин. Чи відверне це кипіння залежить від кількості дров, ступеню розігріву буфера та об'єму буфера. Можна впевнено сказати, що буферна ємність 1000 л. зможе прийняти на себе все тепло і запобігатиме закипанню.