Разом зі зростаючою популярністю твердопаливних котлів спостерігається тривожна тенденція до «удосконалення» систем опалення, з якими вони повинні працювати. Наслідки таких «поліпшень» можуть бути дуже небезпечними. З ростом температури води збільшується її обсяг. Якщо в системі опалення не буде передбачений відтік, вода, нагріваючись, створюватиме великий тиск на стінки теплообмінника котла, а також у трубах системи, що призведе до їх неминучого руйнування. Результат цього нагадує вибух гранати. Щоб виключити найменшу загрозу руйнування системи опалення, її потрібно оснастити розширювальним баком для збору надлишку води, викликаного її нагріванням.
Для цього в системах опалення з твердопаливним котлом необхідно використовувати відкритий розширювальний бак. Що міститься в повітрі кисень, розчиняючись у воді, сприяє прискореної корозії елементів системи (наприклад, теплообмінника котла, радіатора). Тому бажано використовувати систему закритого типу. Це виключає контакт води, що знаходиться в системі, з повітрям. Спільно з газовими або рідко-паливними котлами, які оснащені спеціальними регуляторами (термостатами), що запобігають неконтрольований ріст температури води в системі, зазвичай використовуються закриті (мембранні) розширювальні баки. На жаль, їх не можна використовувати в системах з твердопаливними котлами. Тверде паливо (вугілля, дрова і пелети) на відміну від газу або рідкого палива має тривалий процес горіння.
Кількість тепла, що міститься в палаючій порції вугілля або дров, настільки велике, що навіть повне припинення припливу повітря в топку (регулювання припливу повітря - це єдиний, повсюдно використовуваний спосіб автоматичного керування роботою твердопаливних котлів) не приведе до негайного припинення виділення тепла і зниження температури води в котлі. Більш того, протягом деякого часу температура навіть може зростати. Багато монтажники, які не мають достатнього досвіду, не розуміють, наскільки небезпечним може бути пряме під'єднання твердопаливного котла (це також стосується і камінів з водяним контуром) до системи закритого типу, оснащеної закритим розширювальним баком і запобіжним клапаном. Використання в системі з твердопаливним котлом відкритого розширювального бака міститься у вимогах виробників таких котлів, в іншому випадку вони не надають гарантії на обладнання. Крім того, це підказує і здоровий глузд.
Як правильно виконати систему?
Система ЦО з твердопаливним котлом повинна бути оснащена відкритим розширювальним баком, в якому вода контактує з атмосферним повітрям. Це дає можливість воді в системі вільно розширюватися при нагріванні, перетікати, заповнюючи розширювальний бак (розташований в найвищій точці системи) і навіть (при значному перегріві) переливатися через спеціально передбачену для цього трубу. Тому під час нагрівання води тиск в системі не змінюється. Велике значення має правильний підбір діаметрів труб в системі, що забезпечує захист котла. Вони повинні мати достатню пропускну здатність. Кожен монтажник обов'язково повинен робити монтаж з урахуванням вимог виробника обладнання, викладених у відповідній документації.
Розширювальний бак
Це сталевий резервуар, що має форму циліндра або прямокутного паралелепіпеда. Його обсяг повинен бути таким, щоб прийняти приріст обсягу води в системі, підігрітою від первісної температури (20 ° С) до максимальної температури у системі опалення - навіть 100 ° С (з урахуванням її можливого перегріву твердопаливним котлом). При такій зміні температури води приріст її обсягу (з урахуванням коефіцієнта теплового розширення) складе близько 4%. Якщо система (при температурі 20 ° С) містить 1 м води, то при нагріванні до температури 95С її обсяг збільшиться на 38 л. Якби вода не змогла переміститися з системи в розширювальний бак, тиск в системі зросла б настільки, що неминуче призвело до її руйнування. Щоб вода не витікала з системи під час звичайної роботи, низ розширювального бака повинен знаходитися вище найвищої точки системи, де циркулює вода. Циркуляція води в розширювальному баку практично відсутня, тому вона не дуже нагрівається і її температура наближається до температури навколишнього повітря. Про це необхідно пам'ятати, тому що вода в розширювальному баку, розташованому в неопалюваному приміщенні (наприклад, на горищі), може замерзнути, і це зробить роботу системи неможливою. Якщо немає можливості розташувати бак в опалювальному приміщенні, то його, принаймні, необхідно покрити шаром теплоізоляції.
Запобіжна труба
Розширювальний бак з котлом з'єднує запобіжна труба. Для котлів потужністю до 30 кВт її діаметр повинен становити мінімум 25 мм. На ділянці від котла до з'єднання з нижньою частиною розширювального бака вона може одночасно виконувати функцію розширювальної труби (замість двох труб - використовується одна, але тільки тоді, коли в системі працює тільки одне джерело тепла). Найкраще змонтувати її вертикально над котлом. Якщо необхідно змістити трубу в бік (ні в якому разі не можна опускати її від котла вниз), слід пам'ятати, що горизонтальний ділянка не повинна бути занадто довгим. Вигини запобіжної труби повинні бути виконані з використанням плавних дуг, а не прямих колін. Дуже важливо, щоб по всій довжині запобіжної труби не було ніяких елементів, які могли б завадити протока води, - зокрема, відтинають кранів. Монтажники іноді порушують це правило. Вони встановлюють відтинають крани поруч з котлом, щоб котел можна було демонтувати без видалення води з системи. Вони попереджають господарів, що ці крани завжди повинні бути відкриті: тоді не буде ніяких проблем. На жаль, буває так, що з різних причин під час розпалу котла цей кран залишився закритим. У такій ситуації може статися нещасний випадок, і той, хто розпалював котел, постраждає від опіків.
Повітряна труба
У найвищій точці розширювального бака або на переливний трубі повинна бути змонтована повітряна труба діаметром 15 мм у формі трубки. Через неї з бака йде повітря, виштовхували надходить водою. Коли температура води знижується і зменшується її обсяг, повітря через цю трубу повертається в бак. Саме завдяки повітряній трубі, яка забезпечує зв'язок з атмосферою, в системі не зростає тиск. Тому її ніколи не слід закупорювати або прикривати.
Переливна, що сигналізує і циркуляційна труби
Для видалення надлишку води з системи служить переливна труба. Її діаметр повинен бути не менше діаметра запобіжної труби. Крім того, на ній не можна монтувати ніяких кранів. Вода повинна витікати з неї вільно: трубу прокладають від розширювального бака вниз до котельні разом із сигнальною трубою, щоб людина, яка обслуговує котел, міг помітити можливий перелив води і належним чином відреагувати на нього, обмеживши приплив повітря в топку. На кінці сигнализирующей труби повинен бути встановлений відтинаючий кран. На ній монтують манометр, що показує висоту водяного стовпа, що дозволяє стежити за рівнем води в розширювальному баку. Завдяки наявності циркуляційної труби в розширювальному баку відбувається рух води. Це перешкоджає її замерзання, якщо бак розташований в неопалюваному приміщенні. Якщо вода переллється з бака після охолодження в системі, її слід долити до необхідного обсягу. Для того щоб це відбувалося автоматично, до розширювального баку можна підвести холодну воду і встановити на її подачі автоматичний поплавковий клапан.
Чому не запобіжний клапан?
Серйозною помилкою є заміна повітряної труби автоматичним повітряним клапаном, а переливний труби - запобіжним клапаном. На жаль, багато монтажники пропонують таке рішення господарям, які сумніваються в надійності відкритої системи, де вода постійно контактує з атмосферним повітрям, насичуючись киснем. Після такої модифікації система перестає бути відкритою і стає небезпечною! Відомі випадки, коли такі системи руйнувалися, в результаті чого був «душ» з окропу, навіть котли вибухали і разом з дверима вилітали з котельні. Чому запобіжний клапан не підходить для системи з твердопаливним котлом? Тому що він відкривається тільки під впливом високого тиску, який зростає, коли температура води в котлі стає вже небезпечно високою (понад 100).
Дуже часто буває так, що тиск при якому відкривається запобіжний клапан вище, ніж тиск, що викликає розрив елементів котла, які спочатку спроектовані для роботи у відкритій системі та не призначені для роботи при підвищеному тиску (варто звернути увагу на допустимий тиск роботи котла, вказане в інструкції з обслуговування). Не слід погоджуватися на спрощення системи захисту - монтажник може не мати достатньої кваліфікації або просто хоче спростити собі роботу, мотивуючи це тим, що система буде коштувати трохи дешевше (вартість труб, необхідних для виконання системи захисту на належному рівні, становить близько сотні гривень). Не варто ціною загрози для власного життя робити перевірку таких «раціоналізаторських» пропозицій.
Твердопаливний котел в закритій системі
Способи захисту системи закритого типу з твердопаливним котлом існують. Слід звернути увагу на те, що в такій системі можуть працювати тільки котли, спеціально призначені для цього. Вони повинні витримувати підвищений тиск (бути розрахованими для роботи в системі з підвищеним тиском, який неминуче присутній в закритій системі), а в їх стандартне оснащення повинні входити пристрої, здатні видаляти надлишок тепла. Перш ніж котел буде допущений до продажу та експлуатації, він повинен пройти відповідні випробування разом з таким пристроєм. Виконання своїми силами захисту. дозволяє твердопаливного котла працювати в закритій системі без перевірки її ефективності відповідними службами, не гарантує повної безпеки його роботи. Більшість що продаються в Україні твердопаливних котлів не призначені до роботи в закритих системах.
Це стосується також котлів з автоматичною подачею палива (пеллет). Заява монтажника про те, що він вже змонтував багато систем, в яких для захисту таких котлів встановив запобіжні клапани і великий мембранний розширювальний бак, і вони чудово працюють, можна порівняти з розповіддю водія про те, що він багато разів сідав за кермо нетверезим і нічого не сталося. Ніхто, будучи в здоровому глузді, не прийде до висновку, що їзда в нетверезому стані безпечна! Єдиним допустимим способом підключення звичайного твердопаливного котла до системи закритого типу є використання теплообмінника, що розділяє систему на два контури: котел (з відкритим розширювальним баком) і радіатори, захищені закритим (мембранним) баком.