Обвязка котла: твердотопливного, газового, схемы

Виды систем водяного отопления

По способу циркуляции теплоносителя системы водяного отопления делятся на 2 типа:

Схема с естественной (гравитационной) циркуляцией, открытая система;
Схема с принудительной циркуляцией, система закрытого типа.

В системе с естественной циркуляцией движение воды осуществляется за счет разницы плотностей теплоносителя. Нагретая вода несколько расширяется, приобретает меньшую плотность и вес, поднимается по системе вверх. Ее место занимает холодный теплоноситель, который, в свою очередь, также нагревается и продолжает движение.

Системы данного типа сообщаются с атмосферой через расширительный бак открытого типа. Бак служит естественным воздухоотводчиком, принимает в себя излишки воды при нагреве. Расширитель часто оборудуют трубой перелива для сброса воды при быстром расширении.

Гравитационная система применима только к напольным котлам, так как настенные имеют относительно малый диаметр подключения и небольшой теплообменник. Эти факторы не позволят реализовать принцип естественного циркулирования.

Котел устанавливается в нижней точке системы, от него поднимается вертикальный стояк высотой не менее 2,5 метров. На верхней точке устанавливается расширительный бак, труба переходит в горизонтальное направление с уклоном не менее 3 – 5 мм на погонный метр, расходится к приборам отопления.

Кроме расширительного бака никакого оборудования в этой схеме монтировать не требуется. Система выполняется из стальных труб диаметром 40 – 50 мм. Применение полимерных (пластиковых) трубопроводов не рекомендуется из-за высокого значения температуры в зоне котла и низкой теплопроводности стенок. Стальные трубы сами по себе выступают поверхностью нагрева.

В качестве приборов отопления используются чаще всего чугунные радиаторы, имеющие большое проходное сечение. Алюминиевые и биметаллические радиаторы имеют малое проходное сечение – это препятствует движению теплоносителя.

Система закрытого типа – наиболее популярная схема реализации отопления. Теплоноситель в такой системе движется принудительно, нагнетается циркуляционным насосом. Рабочее давление в закрытой схеме составляет 1,5 – 2,0 кгс/см2, предельное (давление срабатывания предохранительного клапана) – 3,0 кгс/см2.

Для монтажа систем применяются различные виды материалов. Трубы в этом случае имеют меньший диаметр по сравнению с естественной циркуляцией, доступна прокладка скрытым способом. Диапазон размеров трубопроводов колеблется от 15 до 25 мм (внутренний условный диаметр).

Закрытая схема универсальна для любых видов котлов – настенных и напольных. Обвязка котла в этом случае имеет набор обязательных элементов:

Расширительный бак мембранного типа (экспанзомат);
Циркуляционный насос;
Группа безопасности котла.

Для обеспечения более качественной работы устанавливают дополнительное оборудование – гидравлический разделитель (гидрострелка), теплоаккумулятор.

Расширительный бак предназначен для компенсации давления в системе. При расширении пластичная мембрана растягивается, излишки теплоносителя заполняют водную камеру сосуда. При остывании мембрана вытесняет воду обратно под давлением воздушной камеры экспанзомата (1,0 – 2,0 кгс/см2).

В состав группы безопасности входят следующие устройства:

Корпус;
Термоманометр;
Предохранительный сбросной клапан;
Ручной или автоматический воздухоотводчик.

Настенные модели обычно имеют полный набор встроенного оборудования – насос, экспанзомат и группу безопасности. Напольные модели зачастую производятся без дополнительного оборудования, его необходимо приобрести и установить отдельно.

Системы с естественной (гравитационной) циркуляцией модернизируются установкой насоса малой мощности. Это значительно улучшает показатели работы, выравнивает температуру сети, не требует монтажа другого оборудования.

Напольные газовые котлы с пьезорозжигом

Котлы с пьезорозжигом и напольное оборудование не относятся к мини-котельным: речь идет о нагревательных приборах, нуждающихся во внешней обвязке.

В ее состав входит:

Насос. Для подбора производительности помпы используется формула Q=0,86R/Dt (Q — производительность в м3/час, R — тепловая мощность котла или отдельного контура, Dt — разница температур между подачей и обраткой). Чтобы система конвекционного отопления с газовыми котлами работала нормально, разница температур должна равняться 20 градусам (+75-80 градусов на подающем, и +55-60 на обратном трубопроводе). Мощность котла в 36 кВт предполагает наличие следующего разумного минимума производительности насоса — 0,86х36/20=1,548 м3/ч.
Мембранная расширительная емкость.
Предохранительный клапан.
Автоматический воздушник.
Манометр.

При установке после насоса эту дистанцию увеличивают до восьми диаметров. Такое расстояние необходимо для того, чтобы скачки давления, возникающие во время работы насоса, не снижали ресурс мембраны бака. Чтобы не появлялся конденсат, теплообменник часто оснащают дополнительным малым контуром циркуляции. Если обратная труба будет охлаждаться, внутрь нее предусмотрено добавление более горячего теплоносителя (он отбирается из подающей трубы посредством смесительного узла).

Понимание котла простым языком

Итак, твердотопливный котел по сути — это большая металлическая емкость, внутри которой горит «костер» на твердом топливе. Основная проблема такого принципа обогрева (с этой проблемой сталкивается и производитель котельного оборудования, и пользователь, устанавливающий и эксплуатирующий это оборудование) — это проблема контроля интенсивности горения внутри котла. Если с газовым и электрическим оборудованием все предельно ясно, то в случае твердого топлива контроль становится действительно проблематичным.

Однако производители постоянно работают над улучшением характеристик своей продукции, и 99,9% производимых твердотопливных котлов контролируют процесс горения с помощью автоматики, которая управляет насосами котла, и (самое важное) вентилятором, который подает внутрь камеры воздух. При замедлении или остановке вентилятора подача воздуха прекращается, образуется нехватка кислорода (для поддержания горения), и котел снижает интенсивность горения

Отметим, что снижается именно интенсивность горения, полного прекращения процесса не происходит. Именно в этом и кроется корень проблемы, и он отражается в двух аспектах:

Если ваша система отопления уже нагрелась, но внутри котла все-таки присутствует еще некоторое количество несгоревшего топлива, в доме будет становиться все жарче. Фактически это означает, что остаточное топливо расходуется бесполезно (тепло «улетает в трубу»).
Аспект безопасности: если произошло внешнее отключение электроэнергии, остановился насос и вентилятор, температура внутри камеры будет расти, котел может «вскипеть», и ситуация может стать опасной вплоть до физического разрушения котельного оборудования.

Именно поэтому главное требование к твердотопливному котлу — наличие грамотно рассчитанной и подобранной автоматики, которая сможет использовать топливо максимально эффективно и безопасно. Для повышения эффективности и безопасности рекомендуется устанавливать в систему теплоаккумуляторы.

Приступаем к разбору схем обвязки твердотопливных котлов. Заранее отметим, что все схемы приведены для закрытых систем отопления, работающих под избыточным давлением и не имеющих в своем составе открытого расширительного бачка, напрямую связанного с атмосферой.

Схема подключения с бойлером

Рассмотрим еще одну схему обвязки твердотопливного котла, в которой кроме теплоаккумулятора есть бойлер. Не будем переделывать котловую часть, оставим ее без изменений. Аналогично предыдущей схеме подключим всю систему отопления. Новым будет только бойлер косвенного нагрева, добавленный в спланированный контур. Внутри выбранной нами модели находится змеевик, через который проходит нагретый теплоноситель. Благодаря этому вода нагревается напрямую и перекачивается с помощью специального насоса. По опыту ранее применявшихся схем рекомендую выводы, подсоединенные к бойлеру, использовать подальше от тех, которые подсоединены к самому котлу и радиаторам отопления.

На выводе подготовленной горячей воды из бойлера необходимо установить еще один расширительный бак. После этого на вводе в систему холодной воды врезаем лепестковый предохранительный клапан. По такой схеме допустимо подвести горячую воду без дополнительных вставок напрямую в санузлы. Трубы не будут слишком горячими — бойлер автоматически контролирует температуру теплоносителя внутри себя.

Может оказаться полезным поставить дополнительный смеситель на выходе, так как в бойлере периодически требуется делать профилактическую дезинфекцию внутреннй полости высокой температурой. При нагреве системы появляется вероятность ошпариться паром, если в этот момент кто-то откроет горячую воду. Помимо этого, смеситель позволит оставлять в бойлере увеличенный запас горячей воды. Для этого электрокотел должен быть подключен к бойлеру, но контур будет строиться напрямую по другой схеме.

Линия рециркуляции в бойлере подключается через специальный дополнительный выход. Подсоединяем в контур арматуру согласно рассмотренной выше схеме

Обратите внимание — в приведенных схемах подробно разобрана только гидравлическая часть, без монтажа изоляции

Подписывайтесь так же на наш Youtube, группу , . Там много полезного и интересного контента!

Дополнительные рекомендации

Чтобы теплообменник не зарастал накипью, заливайте в систему только обессоленную воду. Часто домовладельцы собирают для этих целей дождевую.

По той же причине лучше приобретать модель с охлаждающим змеевиком в теплообменнике, а не с подачей воды непосредственно в бак.

Не курите в доме с системой из алюминиевых радиаторов. В них образуется водород, выходящий наружу через воздухоотводчик или кран Маевского.

В период простоя отопителя теплообмен в его баке приобретает обратное направление. Чтобы вода в контуре остывала медленнее, рекомендуется сделать байпас с кранами, по которому среда будет двигаться в обход прибора.

К слову, несложно изготовить твердотопливный котел своими руками.

Где установить газовый котел

Место подбирается в зависимости от вида оборудования, существуют как настенные, так и напольные варианты исполнения. Первый тип агрегата зачатую имеет турбированные вентиляторы, которые отвечают за отвод вредных для человека продуктов сгорания.

Поскольку топливо перерабатывается интенсивно, то отработанные газы не отличаются высокими температурами. При монтаже дымохода в стену делают небольшой уклон, чтобы конденсат стекал наружу, а не внутрь. Используя коаксиальную трубу, можно реализовывать только схему обвязки газового котла для отопления закрытого типа.

Напольные конструкции предполагают монтаж вертикального дымохода, поэтому место для установки подбирается с учетом этого нюанса.

Часть конструкции, которая контактирует с улицей необходимо утеплить, чтобы снизить возможность возникновения конденсата. Твердотопливные агрегаты потребуют соблюдения строгих мер безопасности, их устанавливают на жесткую поверхность, которую предварительно застилают негорючими материалами, отлично подойдут такие составляющие как:

Лист металла.
Керамическая плитка.

Можно использовать как закрытый, так и открытый тип подключения, напольные аппараты с ручной загрузкой продуктивно работают независимо от выбора варианта исполнения, можно реализовать однотрубную и двухтрубную магистраль.

Схемы применения готовой обвязки Termicus OTK

Также, имеются обвязочные системы с гидравлическими разделителями и смесительными узлами, выполненные из нержавеющей стали. На фото обвязка котла с двумя независимыми контурами и защитой котла от конденсата.

Насосный модуль для включения резервного электрокотла в контуре системы отопления с твердотопливным котлом. Обеспечивает своевременное подключение электрокотла. Особенностью такой схемы является отсутствие расхода электричества на отопление контура котла (или других), все выработанное тепло идет к потребителю.

Пришлите нам паспортные данные котла, мы поможем вам выбрать нужную комплектацию обвязки.

Отопление в рассрочку с Termicus!

Уменьши нагрузку на семейный бюджет! Мы предоставляем рассрочку на систему отопления до 1 года.

Наши специалисты помогут вам подобрать нужную комплектацию, рассчитают оптимальную мощность, сделают проект, укомплектуют материалами. Комплексную заявку можно оплачивать в рассрочку, растянув выплаты на срок до одного года.

Это весьма удобно, и позволяет выполнить работы по отоплению вовремя, не растягивая их по мере поступлния средств.

Комплекс работ по акции:

► Проект (Проконсультируем, подберем, предложим варианты)

► Расчет (Выполним теплотехнические и гидравлические расчеты)

► Поставка (Поставим оборудование, согласно проекта, переподберем по существующему проекту)

► Монтаж (Установим, подключим поставленное оборудование, выполним пуск, настройку, выполним обслуживание)

Схемы обвязки по типам котлов

Довольно просто обвязать работу двух однотипных агрегатов, но это не всегда позволяют реальные условия эксплуатации. Более часто приходится объединять работу агрегатов не только с различной мощностью, но и с разными энергоносителями.

Наиболее популярные пары двухкотловых схем:

газовое топливо и электроэнергия;
газ и твердое топливо;
дрова и электроэнергия;
пропан и электроэнергия;
печное топливо и электроэнергия;
пеллеты и электроэнергия.

Подключение газового и напольного твердотопливного котла

Это наиболее технически сложный способ обвязки двух котлов, поскольку требует выполнения дымовентиляционной системы и соблюдения габаритов помещения для установки крупных пожароопасных объектов.

Разработку схемы лучше всего поручить проектной организации, поскольку в ней должны быть учтены все правила безопасной эксплуатации, как для газового, так и твердотопливного котла.

Оптимальный режим в отопительной сети достигается при монтаже многоконтурной системы, в этом случае необходимо подключить котлы с двумя независимыми контурами.

Учитывая, что твердотопливные устройства практически не поддаются регулированию температуры теплоносителя, должна применять открытая система теплоснабжения с установкой расширительного бака.

Электрический и газовый

Очень эффективная и простая в управлении схема. Сочетая газовый и электрический котлы в одной системе теплоснабжения, возможно, добиться намного большего теплотехнического эффекта, а при правильной комбинации режимов работы агрегатов — схема экономнее традиционных газовых котлов.

Функцию ведущего в этой паре, как правило, осуществляет газовый котлоагрегат, имея наименьшую себестоимость тепловой энергии. Электрокотел на дифтарифном учете электроэнергии включается ночью с использованием самого дешевого тарифа.

При выборе тепловой мощности оборудования необходимо ориентироваться на такую схему обвязки котлов. Газовый агрегат должен быть более мощным, а электрокотел обладать пиковой мощностью для работы в ночное время или при пиковой нагрузке теплопотребления. Запретов по совместной эксплуатации этой пары котлов в нормативных материалах не существует. Однако при их установке потребуется согласования проекта котельной и от газовой службы, и от энергонадзора.

Подключение твердотопливного и электрокотла

Подключение твердотопливного и электрокотла тоже является эффективной реализацией комбинированного источника теплоснабжения. Базовым котлом является твердотопливный, который способен работать при одной загрузке не менее 8 часов. Он хорошо разогревает объект теплоснабжения.

После выгорания топлива и остывания теплоносителя до 60 С, в работу включается электрокотел в режиме поддержания температурного графика. Желательно для большей энергоэффективности иметь бак-аккумулятор горячей воды, который нагревают электрокотлом в часы ночного экономного режима.

Сам твердотопливный котел плохо поддается регулированию из-за инертности процесса горения, он будет выдавать практически номинальную производительность, пока не выгорит топливо.

В этом случае работая на нагрев первичного контура в баке-аккумуляторее, регулировка режима отопления будет осуществляется во вторичном контуре отопления от бака-аккумулятора через трехходовой кран путем подмеса холодной воды от обратного теплоносителя с горячей от подающей линии.

Подключения твердотопливных котлов.

Котлы этого типа не имеют опции регулирования подачи тепла. Сгорание топлива происходит непрерывно, поэтому в случае отключения подачи электричества отключится насос, который отвечает за принудительное движение теплоносителя. Но, нагрев будет продолжаться, и давление расти, в итоге этот процесс выведет из строя всю систему.

Чтобы не допустить таких ситуаций предусмотрено несколько видов аварийных схем, которые позволяют сбрасывать лишнее тепло:

Аварийная подача холодной воды;
Подключение насоса к аккумуляторным батареям или генератору;
Наличие гравитационного контура;
Дополнительный аварийный контур.

Основные элементы обвязки

В этом разделе мы рассмотрим обязательные и желательные элементы обвязки. Начнем с самого необходимого – это расширительные бачки. Наши рекомендации применимы к газовым и электрическим отопительным агрегатам. Обвязка газового котла отопления и обвязка электрокотла отопления совпадают по своей оснащенности.

Расширительные бачки и их разновидности

Еще в школе нам объясняли то, что при нагревании вода расширяется, а на уроках физики мы устраивали лабораторные работы, подтверждающие этот факт. То же самое происходит в отопительных системах. Вода здесь является самым распространенным теплоносителем, поэтому ее тепловое расширение нужно как-то компенсировать. В противном случае возможны разрывы труб, протечки и повреждение отопительных приборов.

Обвязка котла отопления в обязательном порядке включает в себя расширительный бачок. Он ставится рядом с котлом или в самой верхней точке контура – все зависит от типа системы. В открытых системах применяются традиционные расширительные бачки, сообщающиеся с атмосферой. Для работы замкнутых контуров необходимы герметичные мембранные бачки.

В открытых системах отопления расширительные баки играют сразу три роли – через них производится добавление теплоносителя, они принимают в себя излишки расширяющейся воды, через них выходит воздух, образующийся в трубах и радиаторах. Поэтому они ставятся в самых высоких точках. Герметичные мембранные баки в схемах обвязки стоят в произвольных местах замкнутых контуров, например, рядом с котлом. Для удаления воздуха применяются специальные спускники.

Преимуществом замкнутых контуров является то, что в них могут циркулировать любые типы теплоносителей.

Циркуляционные насосы

Обвязка котельной в частном доме все чаще включает в себя циркуляционные насосы. Раньше отопление делалось на основе толстых металлических труб. Результатом становилось низкое гидродинамическое сопротивление контуров. Монтируя трубы под определенным углом, можно было добиться естественной циркуляции теплоносителя. Сегодня толстые металлические трубы уступили свое место тонким пластиковым и металлопластиковым образцам.

Тоненькие трубы хороши тем, что их практически не видно. Также их можно прятать в стены, в полы или же монтировать за потолками, добиваясь полной маскировки. Но они отличаются большим гидродинамическим сопротивлением. Преград добавляют и многочисленные соединения, разветвления. Поэтому рассчитывать на самостоятельное движение теплоносителя невозможно. В этом случае в схему обвязки котла отопления включаются циркуляционные насосы.

Рассмотрим основные плюсы применения циркуляционных насосов:

Возможность увеличить протяженность отопительных систем;
Принудительная циркуляция позволяет доставить тепло в самые удаленные точки дома;
Возможность спроектировать отопление любого уровня сложности;
Возможность организации нескольких отопительных контуров.

Есть и некоторые минусы:

Покупка циркуляционного насоса влечет за собой дополнительные затраты;
Повышение потребления электроэнергии – в рабочем режиме до 100 Вт/час, в зависимости от модели;
Возможные шумы, распространяющиеся по всему дому.

Для одновременной работы нескольких контуров необходимо приобрести и смонтировать коллектор, обеспечивающий равномерное распределение теплоносителя.

В последнем случае нужно просто купить хороший насос.

Циркуляционные насосы в схемах обвязки котлов отопления монтируются сразу после отопительного оборудования или перед ним, причем с байпасом. Если в доме планируется проложить несколько контуров, следует поставить на каждый из них по отдельному устройству. Такой подход применяется при наличии в доме теплых полов – один насос гоняет теплоноситель по полам, а второй – по основному контуру отопления.

Схема обвязки напольного твердотопливного котла

Твердотопливные котлы имеют особый режим работы, зависящий от частоты загрузки топлива и его теплотворной способности. Агрегат работает в циклическом режиме, при этом на пике процесса горения температура может приближаться к 95С. Поэтому для обвязки высокотемпературного контура следует применять металлические трубы – медь, нержавеющую и обычную сталь.

Для сохранения избытков тепла и защиты системы от перегрева в схему обвязки котла включают теплоаккумулятор. Это обеспечивает накопление теплоты и ее рациональное потребление, снижает расход топлива.

Теплоаккумулятор в схеме выполняет также функцию гидравлического разделения первичного и вторичного контуров. При полном гидравлическом разделении во вторичном контуре устанавливается отдельный расширительный бак, монтируется линия подпитки из системы холодного водоснабжения, группа безопасности.

Твердотопливные котлы зачастую оборудуются гравитационными системами отопления. Применение теплоаккумулятора актуально только для комплексов закрытого типа, с наличием циркуляционных насосов.

Обвязка котла – важнейший этап сооружения системы отопления. Работы можно произвести своими руками, при этом нужно придерживаться описанных выше правил и схем, паспортов изделий и проектов (в случае газового оборудования). Кроме того, требуется наличие навыков монтажа выбранного оборудования и материалов, необходимого набора инструментов и оборудования.

Особенности работы и монтажа пеллетных котлов

Хотя пеллетные котлы и относят к твердотопливному оборудования, они на порядок лучше, чем традиционные агрегаты, в которых сжигают дрова или уголь, поскольку:

сухие пеллеты сгорают, отдавая гораздо больше тепла, что значительно увеличивает КПД агрегата;
в процессе работы производится минимальное количество продуктов сгорания топлива;
загрузка пеллет в бункер осуществляется значительно реже, чем при использовании дров или угля.

Достигается такой эффект благодаря особой конструкции оборудования, а также за счет использования высокоэффективных процессов пиролизного горения. Важным моментом при работе пеллетного котла является влажность топлива, которая должна быть менее 20%. Если это требование не выполняется, в дальнейшем мощность оборудования снизится и в систему попадет конденсированная влага. А это может очень скоро привести к серьезным поломкам оборудования.

Существуют комбинированные пеллетные котлы, в которых имеется две топки: одна — для сжигания пеллет, другая — для обычного твердого топлива. КПД таких агрегатов несколько ниже, чем у котлов, которые работают только на пеллетах, а требования по монтажу и обвязке остаются довольно высокими.

Во время монтажа пеллетного котла необходимо установить бункер, горелку и шнековый механизм для подачи пеллет. Нередко специалисты рекомендуют использовать также специальную буферную емкость, объем которой может составить 50 л на каждый кВт мощности пеллетного котла. Все это существенно увеличивает размеры котельной, в которой будет производиться монтаж и обвязка оборудования.

Виды отопительных котлов

Котлы отопления в призме рассмотрения вопроса можно разделить на 3 группы, отличающиеся по способу обвязки:

Настенные – газовые, электрические, жидкотопливные;
Напольные газовые, электрические, жидкотопливные;
Напольные твердотопливные.

Сложность схемы обвязки зависит от наличия встроенного оборудования. Следует знать, что для напольных котлов отопления лучшими материалами обвязки являются стойкие к высокой температуре стальные или медные трубы. Температура в зоне напольного котла может достигать значений в 90 – 95С и быть предельной для целостности полимерных труб, даже стабилизированных.

Настенные котлы чаще всего работают на температурах до 75С, для обвязки можно применять полимерные трубы, желательно стабилизированные алюминием или стекловолокном.

Напольные твердотопливные котлы не имеют качественной регулировки температуры теплоносителя на выходе, имею высокую температуру и циклический режим работы. Цикличность обусловлена временем сгорания очередной загрузки топлива – угля, дров, торфа, брикетов и так далее. Обвязка такого оборудования выполняется строго из металлических труб. Для сглаживания циклов и сохранения теплоты в схему обвязки включают теплоаккумулятор.

Сложности использования двух котлов в одной системе

Главная сложность заключается в том, что газовые котлы для частного дома должны работать в закрытой системе, а наиболее безопасной для твердотопливных устройств является открытая. Обвязка открытого типа востребована потому, что котел может нагреть воду до 110 °С и более, подняв давление выше допустимых пределов.

Его можно понизить, уменьшив интенсивность горения. Но эффект будет виден тогда, когда угли полностью сгорят. Даже при слабом горении они являются очень горячими и продолжают нагревать воду, поднимая давление.

В такой ситуации нужно сбрасывать давление. С этой задачей справляется расширительный бачок открытого типа. Когда его объема не хватает, вода выводится в канализацию по трубе, установленной между бачком и канализацией. Такой бачок позволяет попадать воздуху в теплоноситель. Это плохо для внутренних элементов газового котла, труб и радиаторов системы отопления. Решения проблемы:

Сочетание закрытой и открытой системы отопления путем использования теплоаккумулятора.
Организация закрытой системы для дровяного или пеллетного котла с применением специальной группы безопасности. В таком случае два агрегата подключаются параллельно и работают как в паре, так и по отдельности.

Изготовление котла Холмова