Перегрев газового котла
Газовый котел является частью системы отопления и выполняет функцию нагревания теплоносителя. Передача тепла от газа к теплоносителю происходит в основном теплообменнике котла, который располагается над газовой горелкой. Так как гидравлическая система закрытая, то слишком сильный нагрев воды не допустим, процесс кипения вызовет резкий рост давления и повреждение ее элементов.
Чтобы этого избежать в газовых котлах предусмотрена система защиты: предохранительный клапан давления воды, предохранительный термостат перегрева, датчики температуры. Предохранительный клапан давления будет сбрасывать воду с котла в случае роста давления выше 3 бар (такое значение установлено в большинстве бытовых котлов).
Предохранительный термостат перегрева будет блокировать работу котла в случае роста температуры на выходе из теплообменника более критического значения. В зависимости от модели котла это может быть, например, 95 или 103 или 105 градусов Цельсия.
В отличие от предыдущих защитных устройств, которые срабатывают только по факту наступления аварийной ситуации, есть еще датчики температуры, которые контролируют ее постоянно. В зависимости от технического оснащения котла датчиков температуры может быть либо один, на выходе из теплообменника, либо два – один на выходе, другой на входе.
Алгоритмы предупреждения перегрева по датчикам температуры в разных котлах могут быть разные, и основаны либо на скорости изменения температуры, либо на разнице температур на входе и выходе из теплообменника.
Как понять, что котел перегревается
Чаще всего при достижении критических температур на теплообменнике будет слышен характерный треск. Наверняка все слышали подобный треск при закипании обычного чайника, только в случае газового котла, в котором площадь нагреваемой поверхности гораздо больше и он закрыт в корпусе звук будет гораздо сильнее. Поэтому, пользователю не стоит игнорировать такие посторонние звуки, даже если котел пока не регистрирует аварийной ситуации. Если газовый котел, применяемый в конкретной системе отопления, подобран правильно по мощности – то никаких перегревов и посторонних звуков в нем быть не должно.
Критические температуры и закипание теплообменника будут негативно сказываться на сроке эксплуатации, а теплообменник – это рабочее тело котла и один из самых дорогих узлов в котле.
Причины перегрева газового котла (теория)
Если говорить в широком смысле, то перегрев теплообменника происходит в случае, когда с него не происходит эффективного отведения тепла. Часть тепла уходит с продуктами сгорания, но основная теплопередача должна происходить за счет протока теплоносителя системы отопления (воды или антифриза) и передаваться через радиаторы в помещения, так как именно в этом заключается функция теплообменника.
Тепловая мощность, необходимая для нагрева проточной воды рассчитывается так:
W = q × (T2 - T1) × 0,073,
где q – расход воды (л/мин),
T1 – начальная температура воды (°С),
T2 – конечная температура воды (°С).
Здесь видно, что конечная температура воды зависит от: мощности горелки, начальной температуры и расхода.
В конечном итоге перегрев происходит при совокупности всех факторов. Рассмотрим их подробнее.
Мощность горелки. Мощность горелки имеет прямую зависимость на дельту температур в теплообменнике. На современных газовых котлах применяются модулируемые горелки, которые способны регулировать тепловую мощность в определенном диапазоне. Например, в котле номинальной мощностью 24 КВт горелка может регулировать тепловую мощность в диапазоне от 11 до 24 киловатт.
Текущая мощность горелки определяется платой управления в зависимости от текущих условий работы. Но изначально при монтаже котла минимальная и максимальная мощность горелки должна быть настроена механически на газовом клапане. Если правильная настройка не была выполнена, при совпадении прочих негативных факторов произойдет перегрев.
Пример из практики: перегрев бакси при работе в режиме ГВС (ошибка Е02)
Начальная температура входящей воды. Функция теплоносителя заключается в передаче тепла в радиаторы или на второй теплообменник ГВС. В свою очередь радиаторы или второй теплообменник ГВС должны эффективно отдавать это тепло потребителю и так как система замкнутая, то в котел должен возвращаться остывший теплоноситель. Если эффективной передачи тепла потребителям не происходит, то назад в котел будет возвращаться вода все большей температуры, и при постоянной мощности горелки температура на выходе также будет расти.
Низкий проток воды через теплообменник. Наверное, самая критическая характеристика, влияющая на перегрев котла. Проток – это количество жидкости, проходящее через теплообменник в единицу времени. Меньше количество жидкости, проходящей через теплообменник – больше температура на выходе. Меньше скорость прохождения жидкости – больше температура на выходе.
Как могут проявляться эти физические явления на котле, рассмотрим далее.
Причины перегрева газового котла
Перегрев котла (срабатывание предохранительного термостата) может быть вызвано:
- Засорением фильтров системы отопления (при их наличии)
- Отсутствием циркуляции из-за воздушной пробки или промерзания элемента системы отопления
- Неисправностью циркуляционного насоса или его элементов
- Неправильной настройкой газового клапана
- Засорением полости теплообменника (внутри или снаружи)
- Неисправностью датчика (предохранительного термостата)
- Неисправностью проводки от датчика до платы управления
- Неисправностью платы управления или неправильная настройка
Действия для поиска и устранения причин перегрева котла
Универсального быстрого решения проблемы с перегревом нет, чтобы найти и устранить причину неисправности понадобится осматривать элементы системы отопления и котла, анализировать условия появления неисправности.
Если перегрев теплообменника действительно происходит, то придется осматривать элементы системы отопления и котла (теплообменник, насос, фильтра), для этого понадобится инструмент, навыки и понимание принципов работы котла и системы отопления.
Если неисправность вызвана неполадками электроники (фактического перегрева нет), то также понадобится делать тесты с частичной разборкой котла. Признаки плохой циркуляции теплоносителя в системе:
Температура быстро растет и котел отключается, при этом температура радиаторов системы отопления явно не соответствует желаемой (установленной на котле). Большинство котлов, оснащенных дисплеями, отображают абсолютные показания с датчиков. Если дисплея нет, то процесс можно проконтролировать только с помощью бесконтактного термометра.
Типичные причины слабой циркуляции теплоносителя и способы устранения:
- Засоренные фильтры (выполнить осмотр, очистка при необходимости)
- Засоренный теплообменник – осмотр, демонтаж, химическая очистка
- Воздушная пробка – осмотр радиаторов, проверка отводчика воздуха на котле, в некоторых котлах предусмотрена специальная программа для обезвоздушивания системы отопления
- Неисправность циркуляционного насоса. Визуально можно проверить, что насос работает, также без труда можно проверить, что в принципе крутится вал (статор не заклинил относительно ротора), оценить наличие посторонних шумов и измерить емкость конденсатора электрической части насоса, что тоже может быть причиной неисправности. Более глубокая диагностика (проверка ротора, рабочего колеса и улитки насоса) потребует снятия и осмотра. Частая подпитка котла неподготовленной водой является причиной неисправностей, связанных с плохой циркуляцией теплоносителя.
- Если насос не работает вообще, причина может быть на плате управления (на насос не подается питание) или не переключает скорости.
Логично будет произвести наблюдения, определить в какой момент, при каких условиях происходит перегрев и начинать поиск причин "от простого к сложному", либо вызвать технического специалиста.