Безопасность газовых котлов – особенности работы оборудования

В быту газ оказывается намного опаснее угля, дров, брикетов и даже электроэнергии. Поэтому безопасность газовых котлов – это первое, о чем задумываются разработчики котельных систем отопления, использующих бытовой газ. По другому и быть не может, так как ущерб от чрезвычайного происшествия будет намного больше суммы средств, сэкономленных на системе безопасности.

Особенности работы оборудования

В отличие от отопительного оборудования на электроэнергии или на твердом топливе, система безопасности газового котла как бы «размазана» по основным блокам агрегата в виде небольших дополнительных устройств и узлов. В итоге некоторые функции могут дублироваться, тем самым повышая надежность работы оборудования.

Второй базовый принцип – это независимость элементов системы безопасности. Все датчики работают под управлением одного блока. Выход из строя одного из них никак не скажется на функционировании остальных.

Безопасность газового котла (особенно бездымоходных моделей) обеспечивается дополнительными требованиями к установке оборудования. Регламентируются расстояния от угловых линий, оконных проемов, удаления от газовых и электрических коммуникаций.

Особенность системы безопасности котла – постоянный контроль за состоянием газового топлива:

• за процессом подачи газа;
• сжигания газовоздушной смеси;
• удаления из топочной камеры продуктов сгорания.

Контролируя только подачу и сжигание газового топлива, можно без труда блокировать все потенциально опасные процессы, происходящие в отопительном котле. Для примера – в электрических и твердотопливных системах отопления безопасность построена на контроле температуры внутри топки.

Еще один нюанс – для современных двухконтурных моделей существуют дополнительные требования по обеспечению бесперебойного электропитания, защиты от скачков напряжения в сети. Часто в целях безопасности приходится устанавливать блок бесперебойного питания или стабилизатор напряжения.

Источники опасности в ходе эксплуатации котла

Бытует мнение, что основной угрозой использования газового оборудования считается возгорание газовоздушной смеси с дальнейшим пожаром. На самом деле пожар из-за разгерметизации оборудования – явление редкое, так как пассивная пожарная безопасность газовых котлов заложена в их конструкции. Для того чтобы оборудование загорелось, нужно блокировать выход продуктов горения через дымоход, вывести из строя как минимум горелку и прессостату.

Остальные угрозы, такие как поражение электрическим током, ожоги о раскаленные детали дымохода, устраняются путем заземления и использования термозащитной облицовки. В данном случае обеспечение безопасности не отличается от любых других типов котлов.

Пожар

Возгорание котельного оборудования может быть следствием утечки газа внутри котла, но при регулярном обслуживании горелки и топки, газового клапана такие случаи встречаются редко. Утечка газа может произойти на подводящих газовых магистралях или неплотно закрученном штуцере термопары. Устанавливается по запаху, устраняется переупаковкой соединений.

Чаще пожар возникает при неисправном дымоходе, забитом выводном газовом канале или главном теплообменнике. Из-за пониженной тяги нарушается стехиометрическое соотношением газовоздушной смеси – она переобогащается газом, фронт горения получается высоким, а продукты горения перенасыщаются угарным газом.

В этом случае в газовых котлах с открытой камерой сгорания пламя «выплескивается» за пределы обечайки теплоизоляции, что может стать причиной пожара. У газовых котлов с закрытой топкой начинают гореть фланцы дымохода.

В современном котле безопасность контролируется прессостатом, термопарой, датчиком температуры воды. Автоматика блокирует подачу газа, сохраняя возможность продувки топочной камеры вентилятором или естественной тягой в дымоходе.

Появление угарного газа

Не менее опасна утечка СО. Может возникнуть при забитом главном теплообменнике, нарушении работы газового клапана. Любые отложения сажи внутри камеры сгорания провоцируют образование угарного газа. Поэтому, чем чаще выполняется обслуживание, чистка горелки и дымохода, тем выше безопасность котла.

Иногда причиной нарушения безопасности становятся снег и лед, замерзшие на коаксиальной трубе газового котла с закрытой камерой. Замерзшая вода не дает забирать воздух с улицы, поэтому давление в выходном канале получается слишком высоким даже при максимальных оборотах нагнетающего вентилятора.

В этом случае безопасность работы котла восстанавливают с помощью аварийной резиновой заглушки на камере, которую нужно временно снять. Некоторое время газовый котел будет отбирать воздух изнутри помещения. После того как ледяная пробка растает, заглушку по условиям безопасности нужно вернуть на место.

Для безвентиляторных моделей нормативными документами определено комплектование системы безопасности газовых котлов выносными датчиками угарного газа в помещении. Это повышает безопасность, особенно для атмосферного котельного оборудования, установленного в квартирах многоэтажек до 5 этажа включительно.

Разгерметизация теплообменника

Редкий тип нарушения безопасности работы газового котла. Причиной может быть кипение теплообменника для самотечных моделей или остановка циркуляционного насоса. В результате в газовых котлах с энергонезависимым блоком безопасности срабатывает аварийный клапан сброса пара и датчик температуры.

В современных двухконтурных котлах перегретый пар улавливается расширительным баком. При этом по условиям безопасности давление выравнивается не сбросом пара, а стравливанием запаса воды из расширителя в систему канализации. Если остановился насос, то автоматика сразу заблокирует подачу газа.

Причем повторный запуск газового котла возможен лишь после восстановления работоспособности насоса и поднятия давления воды в главном теплообменнике до нормы 1,5 Ат. Иначе система безопасности не разблокирует газовый клапан.

Накопление несгоревшей газо-воздушной смеси в топке котла

Появление пожароопасной смеси из газа и воздуха характерно для старого газового оборудования. Для котлов с энергонезависимой автоматикой безопасности причиной может быть выход из строя термопары и газового клапана.

У современного котельного оборудования газо-воздушная смесь может скопиться из-за электронной платы розжига или газового клапана.

Безопасность воспламенения при старте котла контролируют сразу три элемента:

• прессостат;
• термопара;
• датчик температуры воды в главном теплообменнике.

Одновременный выход из строя всех трех маловероятен, поэтому причиной сбоя в системе безопасности является скачок напряжения в проводке. Например, при включении стиральной машины, бойлера или электрического духового шкафа.

Устройство и принцип действия автоматики безопасности

Большая часть узлов автоматики газового котла одновременно являются элементами структуры безопасности оборудования. Между современными двухконтурными моделями и котлами с энергонезависимой автоматикой ОГВ существуют различия в организации безопасного горения газового топлива.

Принято считать, что безопасность котельного оборудования с электронной платой управления и розжига намного выше, чем у котлов с традиционным энергонезависимым АОГВ. Но это не совсем так. В условиях сельской местности или пригорода с постоянными скачками напряжения в сети безопасность работы электронных компонентов оказалась заметно ниже традиционных систем.

АОГВ с ручным пьезорозжигом

Вся система безопасности энергонезависимого типа строится на блоке АОГВ. Единственными электрическими элементами являются пьезовоспламенитель запальника и термопара.

Кроме них, в систему безопасности котла также включаются:

• газовый клапан;
• термостат с ручным регулятором температуры;
• датчик тяги.

Несмотря на невысокую точность, энергонезависимая автоматика считается более надежной, так как управление процессом горения газового топлива осуществляется напрямую по сигналам датчиков.

В системе безопасности исключено промежуточное преобразование информации между чувствительным элементом и исполнительным механизмом АОГВ. Поэтому риск выхода из строя автоматики ниже. Главное, чтобы в газовом котле изначально использовался блок управления качественной сборки, например, итальянский «Eurosit 630».

Электронные платы

Для энергозависимых газовых котлов система безопасности построена на электронной плате розжига. Это сложное устройство, обрабатывающее информацию от термопары, датчика тяги и температуры не напрямую, а через промежуточное преобразование в электрический сигнал.

Скорость реакции на нештатную ситуацию возрастает на порядок, но при этом снижается надежность. Поэтому при нестабильном напряжении газовые котлы приходится комплектовать импульсными блоками питания двойного преобразования.

Прессостат

По сути, это пластиковая круглая коробка с эластичной мембраной, разделяющей внутреннюю полость на две камеры, и тремя контактами. На боковой стенке имеются два штуцера.

Используется прессостат для проверки наличия тяги в дымоходе. Если есть подозрения в работе системы безопасности, например, котел не включается, то можно проверить работу датчика.

Для этого снимают с прессостата клеммы проводки, подключают к контактам (1) и (3) щупы мультиметра в режим прозвонки, и создают вакуум в камере (2). Если датчик тяги исправен, то будет слышен щелчок, а прибор покажет короткое замыкание.

Термопара

Конструктивно термопара представляет собой спай из двух разнородных сплавов. Устанавливается рядом с запальником. При нагреве от пламени газового запальника на контактах появляется термоЭДС до 20 мВ. Этот элемент газового котла управляет открытием клапана и подачей газа в камеру сгорания.

Проверить можно, если отвернуть гайку от АОГВ, разжечь запальник и подключить к контактам щупы мультиметра.

Температурный датчик

Накладные термодатчики используются в системе безопасности настенных газовых котлов. Совместно с термопарой контролируют температуру теплообменника, косвенным образом – теплоотдачу от газового пламени. Подключаются к электронной плате управления.

Кроме температурного датчика системы безопасности, в газовых котлах устанавливаются еще три сенсора:

• измерения температуры теплоносителя на входе в главный теплообменник отопления;
• контроля температуры на выходе из теплообменника системы отопления;
• измерения температуры воды на входном патрубке ГВС.

В целом датчик простой, но ремонту не подлежит. Если мультиметр показывает короткое замыкание, то сенсор меняют на новый.

Нормативные требования по безопасности эксплуатации оборудования

Существует много документов, регламентирующих установку отопительного котла на природном или сжиженном газе. Основные из них – СП89.13660, СНиП 41-01-2003, СП41-104-2000, СНиП 2.04.08-87.

Они определяют требования к установке котельного оборудования. Кроме того, требуется соблюдение правил противопожарной безопасности при установке котла.

Есть эксплуатационные нормы безопасности – они определены ТУ-газ 86: «Требования к установке сигнализаторов и газоанализаторов».

Для пользования котлом необходимо выполнение 2 основных условий:

• контролировать предельно допустимую концентрацию угарного газа;
• контролировать довзрывную концентрацию по природному газу или пропан-бутану, если для отопления используется сжиженное топливо.

Датчики ПДК по СО устанавливают не менее одного сенсора на помещение с котельным оборудованием. Расстояние от окна приточной вентиляции должно быть не менее 3 м, от котельного оборудования – не менее 1 м. Высота установки – 150-180 см.

Датчики довзрывной концентрации (ДВК) устанавливаются на удалении от топки не более 3 м. При этом ДВК можно ставить над котлом при использовании природного газа. Если котельная горелка работает на пропан-бутане, ДВК ставят на уровне не выше 50 см над полом.

Безопасность газовых котлов обеспечивается отдельными узлами и компонентами газоотопительного оборудования. Кроме того, безопасная эксплуатация зависит от того, насколько правильно выполнена установка прибора.

Правила эксплуатации газовых приборов: видео.

Часто приходится выполнять обслуживание и проверку своими руками. Поделитесь опытом практической работы – насколько сложно поддерживать котел на газу в рабочем состоянии, контролировать работоспособность отдельных узлов? Сохраните статью в закладках, чобы полезная нформация всегда была под рукой. Поделитесь ей социальных сетях.