Составляем схему обвязки котла отопления на твердом топливе

Составляющие элементы обвязки котла

запрету его размещения в верхней части разводки трубопроводчеткое вертикальное положение

Патрубки, расположенные внизу агрегата, «расскажут» о наличии автоматического воздухоотводчика, необходимого для подключения к отопительной сети. Они предусмотрены в настенной электрической и газовых моделях. Данную особенность следует учитывать при обвязке котла, поскольку настенные модели-моноблоки могут справиться самостоятельно с освобождением воздушных масс.

Котлы продаются, как полностью оснащенные, так и без дополнительных элементов. Необходимые детали докупаются отдельно и включаются в контур. Тем, кто остановился на выборе отопления с естественной циркуляцией, они не пригодятся.

Куда поставить циркуляционный насос

В большинстве схем обвязки теплоаккумулятора с циркуляционным насосом, он стоит в обратном трубопроводе перед котлом. В обратке — потому что тут ниже температуры, но можно поставить и на подаче. Современные насосы рассчитаны на прокачку теплоносителя до 110°C, так что они там неплохо себя чувствуют. Второй момент: при установке на подаче, насос не будет создавать дополнительное давление на теплообменник, что продлит срок его службы.

В любом случае при установке циркуляционного насоса в подаче или на обратке, возможность естественной циркуляции отсутствует. То есть, при отключении электроэнергии, циркуляция остановится, котел неминуемо закипит. Чтобы избежать этого, ставят четырехходовой клапан, через который организуют сброс перегретой воды в канализацию и подпитку холодной водой из ХВС. Так организуется аварийное охлаждение теплообменника и предупреждается закипание теплоносителя.

Один из способов избежать перегрева теплоносителя в котле отопления

Есть и другой способ. Он более щадящий по отношению к теплообменнику (подходит и для чугунных) и требует меньше материалов. Можно сделать обвязку между котлом и теплоаккумулятором для отопления так, чтобы сохранить естественную циркуляцию. В таком случае при отключении электропитания котел не закипит — будет продолжать греть воду в емкости.

Для сохранения естественной циркуляции теплоносителя, насос ставят в отдельном, специально созданном контуре. Чтобы схема работала, в контуре ставят лепестковый обратный клапан большого сечения.

Так сохраняется естественная циркуляция даже при отсутствии электропитания

Когда не работает циркуляционный насос, он пропускает поток теплоносителя от ТА. При работе циркуляционного насоса, он своим напором подпирает клапан и теплоноситель идет через насос. На насос идет труба не менее дюйма в диаметре. Только в этом случае может сохраниться естественная циркуляция.

Комплектация открытой сети

Для сборки контура открытого типа понадобятся следующие элементы:

• нагревательное оборудование;
• трубопроводы;
• расширительный бак атмосферного типа;
• отопительные приборы;
• насосное оборудование понадобится только для водяного отопления открытого типа с насосом;
• сливной вентиль;
• кран для заполнения сети теплоносителем.

Котел

Открытые контуры могут работать с котлами следующих видов:

1. Нагревательное оборудование на газе целесообразно использовать в регионах, где есть газовые магистрали. Газовые котлы самые экономичные, но они устанавливаются после получения разрешения в газовой службе.
2. Твердотопливные агрегаты работают на дровах, угле, пеллетах или брикетах. В продаже есть котлы длительного горения, которые отличаются экономичностью, эффективностью, не требуют частой загрузки топлива.
3. Электрические нагреватели используются не так часто, потому что энергоресурсы довольно дорогие.
4. Агрегаты комбинированного тип могут работать на двух разных видах топлива, что позволяет сделать работу оборудования энергонезависимой.

Циркуляционный насос

Если сравнивать естественную и принудительную циркуляцию, то последняя намного лучше, потому что повышает эффективность системы отопления. Несмотря на потребление электроэнергии насосом, наблюдается экономия энергоносителя, который использует котел.

Насосное оборудование подбирают по диаметру труб в месте врезки, напору жидкости и производительности

При выборе насоса обращайте внимание на его технические характеристики

Расширительный бак

Расширительную емкость можно изготовить самостоятельно или купить. Бак из нержавеющей стали укомплектовывается открывающейся крышкой для контроля уровня теплоносителя. В верхней части емкости устанавливается патрубок для стравливания лишней жидкости.

Расширительный бак можно устанавливать в следующих точках сети:

• на удаленном стояке;
• в самой высокой точке системы;
• на обратном трубопроводе;
• вместе с насосным оборудованием, которое установлено на трубах подачи.

Радиаторы отопления

Открытое отопление может работать со следующими видами отопительных приборов:

1. Чугунные батареи идеально подходят открытым системам, потому что обладают большой инертностью, что обеспечивает экономию энергоносителя.
2. Стальные радиаторы с антикоррозионным покрытием легкие и недорогие, но от их использования лучше отказаться. Прибор быстро остывает, что приведет к частой работе нагревателя, перерасходу энергоносителя.
3. При выборе алюминиевых приборов отдайте предпочтение агрегатам с антикоррозионным покрытием. Они ценятся за долговечность, хорошую теплоотдачу, малый вес и привлекательность.
4. Самые дорогие биметаллические приборы. Они объединяют в себе достоинства стальных и алюминиевых приборов, но совершенно лишены их недостатков. Но их лучше использовать в централизованных сетях с высоким давлением.

Трубы

Для естественного тока теплоносителя понадобятся трубы большого диаметра.

Можно применять трубопроводы из следующих материалов:

• стальные трубы почти не используются из-за сложности монтажа и большого веса;
• трубопроводы из меди самые качественные и долговечные, но они очень дорогие;
• металлопластиковые трубы сами по себе неплохие, но они соединяются на фитингах, которые часто дают протечки;
• лучше выбрать элементы из сшитого полиэтилена с защитой от окисления и армированием;
• есть еще один недорогой и практичный вариант – полипропиленовые трубопроводы с армированием с помощью стекловолокна.

Устройство

Напомним, что двухконтурный настенный котел — это небольшая котельная, в состав которой входит:

• Два теплообменника. Основной предназначен для нагрева теплоносителя в системе отопления. Второстепенный позволяет организовать подачу горячей воды для системы ГВС. Многие модели двухконтурных котлов работают по следующему принципу — если потребляется горячая вода из системы ГВС, тут же отключается подача газа на первый теплообменник. Это большой минус такого типа отопительных приборов. Но на рынке уже появились котлы, которые имеют сдвоенный теплообменник, что позволяет решить подобную проблему.
• Циркуляционный насос. Этот агрегат заранее вмонтирован в котел. А это исключает трудности с приобретением насоса необходимой мощности. Плюс не нужно проводить монтаж этого дополнительного оборудования и его обвязку.
• Расширительный бачок. Он подбирается под определенные размеры системы отопления, которая зависит от мощности отопительного агрегата.

Поскольку нас интересует обвязка котла, то рассмотрим только теплообменники.

Что такое теплоаккумулятор буферная емкость и его назначение.

Назначение теплоаккумулятора (ТА) будет легче описать на нескольких примерах-задачах.

Задача первая . Система отопления построена на основе твердотопливного котла. Постоянно отслеживать температуру теплоносителя на подаче и вовремя подбрасывать дрова нет возможности, в результате чего температура подачи то превышает нужную нам, то снижается ниже нормы. Как обеспечить поддержание требуемой температуры теплоносителя?

Задача вторая . Дом отапливается электрокотлом. Электроснабжение – двухтарифное. Как снизить затраты на электроэнергию, уменьшив энергопотребление днем и увеличив ночью?

Задача третья . Имеется система отопления, в которой тепло вырабатывается теплогенераторами, работающими на различных видах топлива и энергии – напр. газе, электричестве, солнечной энергии (гелиоколлекторы), энергии земли (тепловой насос). Как обеспечить их эффективную работу без потерь выработанного тепла, когда в нем нет потребности, при этом обеспечить дом теплом в период пикового энергопотребления?

Не особо вдаваясь в теорию теплотехники, для всех задач напрашивается решение в виде установки в систему буферной емкости, которая служила бы резервуаром для теплоносителя и в которой его температура поддерживалась бы на заданном уровне. Именно такой буферной емкостью и является теплоаккумулятор. Для решения этих задач, теплоаккумулятор обычно включается «в разрыв» системы с образованием котлового и отопительного контуров. Условная схема включения теплоакумулятора в систему отопления изображена ниже на рисунке.

Рис. Принципиальная схема включения буферной емкости (теплоакумулятора)

С различными способами включения буферной емкости в систему отопления можно ознакомиться в статье «Схемы подключения теплоаккумулятора».

В настоящее время тепловые аккумуляторы чаще всего используются в системых отопления с твердотопливными котлами. В этих системах использование теплоаккумулятора позволяет реже загружать топливо, обеспечить комфортное обеспечение теплом независимо от колебаний температуры теплоносителя на выходе из котла. Часто буферные емкости устанавливаются с электрокотлами для экономии средств за счет пониженного ночного тарифа и в комбинированных системах с одновременным использованием твердотопливных и электрических котлов. Теплоаккумулятор (ТА) бывает полезным в системах и с газовыми котлами, особенно, когда минимальная тепловая мощность котла превышает тепловую нагрузку объекта. За счет более продолжительных периодов «загрузки» ТА (нагрева теплоносителя) удаётся избежать «тактования» котла.

Кроме использования в качестве буферной емкости, ТА выполняет функцию гидравлического разделителя. Особенно это свойство теплоаккумулятора востребовано в системах с генераторами тепла, работающих на различающихся видах энергии (в т.ч. альтернативной). Как правило, эти источники тепла работают на специальных теплоносителях, которые не допускают смешения с другими типами, требуют уникального температурного и гидравлического режима, часто несовместимого с режимами контура отопления (радиаторного, теплого пола). Так, например, диапазон температур теплового насоса составляет обычно

5°C, а в контуре распределения тепла диапазон температур может быть значительно больше (10-20°С). Для разделения контуров, теплоаккумулятор может быть оборудован дополнительными встроенными теплообменниками.

Параллельная работа котлов на дровах и газе

Этот вариант теплоснабжения дома от двух котлов предусматривает их раздельное подключение к циркуляционной системе. На входе обратной линии каждого источника тепла должен быть установлен собственный циркуляционный насос. Для настенного газового котла этого делать не нужно, в нем насос уже установлен изготовителем. В случае прогорания твердого топлива температура теплоносителя снизится и газовый котел автоматически включится.

Важным конструктивным моментом является обвязка твердотопливного котла металлическими трубами и наличие аварийного сбросного устройства с одновременной подачи холодной воды в линию обратки.

1 схема (отрытая и закрытая системы)

Данный способ удобен тем что жидкости двух систем не смешиваются. Это позволяет использовать разные теплоносители.

Преимущества и недостатки

Плюсы	Минусы
Возможность использовать разные теплоносители	Большое количество дополнительного оборудования
Безопасная эксплуатация, резервный бак сбросит лишнюю воду в случаи закипания	КПД ниже за счет лишней воды в системе
Возможность использования без дополнительной автоматики

2 схема, две закрытые системы

Здесь используется закрытая система, что позволяет обойтись без тепло аккумулятора. Контроль производится термостатами и трехходовыми датчиками. Безопасность эксплуатации обеспечивает автоматика.

Здесь мы используем аккумулятор для излишком тепла. Тем самым мы увеличиваем эффективность системы и устраняем необходимость в термодатчиках и автоматике.

Подача тепла через 3х ходовой клапан

Каждый котел должен быть оснащен собственным циркуляционным насосом, а еще один насос потребуется для обеспечения циркуляции через приборы системы отопления. В верхней точке гидравлического разделителя должен быть установлен автоматический воздухоотводчик, а в нижней кран для аварийного слива воды.

Система с теплоаккумулятором, зачем он

Тепло, выработанное котлом на дровах, поступает в эту емкость. Из не, через змеевик, теплообменник или без них, в газовый котел. Автоматика второго понимает что вода имеет необходимую температуру и отключает газ. Так будет пока в теплоаккумуляторе достаточно температуры.

Аккумулятор тепла или это теплоизолированная емкость с встроенным змеевиком, предназначенная для накопления нагретого теплоносителя и подачи его в систему отопления. В этой схеме газовый котел, отопительные приборы и аккумулятор соединены трубопроводами в одну систему закрытого типа. Твердотопливный котел подключен к встроенному змеевику аккумулятора и таким образом нагревает теплоноситель в закрытой системе. Организация работы отопления в этой схеме происходит в следующем порядке:

• в твердотопливном котле горят дрова, и происходит нагрев теплоносителя от змеевика в емкости;
• твердое топливо прогорело, теплоноситель остыл;
• газовый котел включается автоматически;
• снова закладываются дрова, и разжигается твердотопливный котел;
• температура воды в аккумуляторе поднимается вы той, которая задана на газовом котле, который останавливается автоматически.

Эта схема требует наибольших затрат на приобретение материалов и оборудования, однако имеет целый ряд преимуществ:

• твердотопливный котел может работать в схеме открытого типа;
• самый высокий уровень безопасности;
• отсутствие необходимости постоянного пополнения топки дровами или углем;
• циркуляция теплоносителя по системе закрытого типа;
• возможность одновременной работы двух котлов одновременно и каждого в отдельности.

В числе дополнительных затрат необходимо учесть покупку бака аккумулятора со змеевиком, двух расширительных баков и дополнительного циркуляционного насоса.

рассчитать необходимый объем емкости

Принципиальная схема обвязки

Эффективность отопления зависит от точности подключения. Общая схема обвязки для котлов всех типов, включая твердотопливные и конденсационные виды несложная, и выглядит так:

1. Котел.
2. Радиатор.
3. Гайки «американки» — для крепления котла к отопительной системе.
4. Шаровые краны— для отсоединения котла от системы.
5. Фильтры для очистки — защитят от нестандартных фракций воды.
6. Термоголовки, тройники, краны Маевского
7. Уголки и тройники.
8. Клапаны: проходные, разделительные, воздушные и предохранительные.
9. Расширительные бачки.
10. Теплосчетчики.
11. Манометры, термометры, гидравлические разделители, циркуляционный насос.
12. Хомуты и другие детали крепления.

Схема обвязки с напольным одноконтурным газовым котлом

Какой будет схема обвязки для одноконтурного напольного газового котла? Фактически, она будет идентичной той, которую мы рассматривали выше. Только корпус котла будет «распотрошен» — все компоненты будут снаружи и будут стоять отдельно.

Получится, что в корпусе напольного одноконтурного газового котла будет только два компонента из списка выше:

1. Газовая горелка.
2. Теплообменник.

Все остальные устройства будут находиться в самой котельной — это группа безопасности, расширительный бак и циркуляционный насос.

А в случае производства ГВС здесь роль «второго контура» будет выполнять БКН – бойлер косвенного нагрева.

Все прочие атрибуты теплогенерирующего оборудования – дымоход, система подмеса воды и подающая газовая труба с датчиками и счетчиками – едины в любой схеме. То есть, могут конечно быть различными, уже не зависят от типа котла.

Базовые принципы подключения твердотопливного агрегата

Рассматривая, как правильно подключить твердотопливный котел, необходимо обратить внимание на базовые элементы обвязки, обеспечивающие безопасность функционирования теплогенератора. Речь идет о группе безопасности и смесительном узле. Группа безопасности, в состав который входит манометр, а также предохранительный клапан и воздухоотводчик, смонтированные на одном коллекторе, устанавливается непосредственно на выходном патрубке котельного агрегата

Манометр помогает следить за давлением в системе, воздухоотводчик служит для удаления воздушных пробок, а предохранительный клапан сбрасывает излишки пароводяной смеси, когда давление превышает заданные параметры

Группа безопасности, в состав который входит манометр, а также предохранительный клапан и воздухоотводчик, смонтированные на одном коллекторе, устанавливается непосредственно на выходном патрубке котельного агрегата. Манометр помогает следить за давлением в системе, воздухоотводчик служит для удаления воздушных пробок, а предохранительный клапан сбрасывает излишки пароводяной смеси, когда давление превышает заданные параметры.

Смесительный узел на основе трехходового клапана с термоголовкой устанавливается совместно с байпасом (перемычкой), соединяющим трубу подачи и обратки, за счет чего формируется малый циркуляционный контур.

Работает система, предохраняющая котел от конденсата и температурного шока, по следующей схеме:

1. Пока топливо разгорается, клапан перекрывает поток остывшего теплоносителя из большого контура системы отопления. В результате циркуляционный насос гоняет по малому кругу ограниченный объем теплоносителя.
2. На трубе обратки установлен датчик, соединенный с термоголовкой трехходового клапана. Когда теплоноситель в обратном трубопроводе нагревается до 50-55 градусов, термоголовка срабатывает и нажимает на шток клапана.
3. Клапан плавно приоткрывается и остывший теплоноситель начинает понемногу поступать в рубашку котла, смешиваясь с нагретым из байпаса.
4. Когда все радиаторы прогреваются и температура обратки повышается до безопасных для котла значений, трехходовой клапан перекрывает байпас, полностью открывая проход потоку теплоносителя по обратному трубопроводу.

Базовая схема подключения твердотопливного котла к отопительной системе максимально проста и надежна, монтаж обвязки можно выполнить самостоятельно.

Важно знать, как подключить твердотопливный котел с использованием полимерных труб, чтобы избежать распространенных проблем:

• Полимерные трубы небезопасно использовать для обвязки котла – они могут не выдержать аварийного повышения температуры и давления. Поэтому обвязку рекомендуется выполнить сталью или медью, а полимерные трубы подсоединять уже к коллектору, распределяющему теплоноситель по отопительным контурам. В крайнем случае, металлическую трубу монтируют только между подающим патрубком котла и группой безопасности.
• Использование толстостенной полипропиленовой трубы для обратного трубопровода на участке между трехходовым клапаном и патрубком котла приводит к тому, что накладной температурный датчик реагирует на нагрев теплоносителя с заметным запозданием. Лучше установить металлическую трубу.

Насос для системы отопления с принудительной подачей теплоносителя устанавливается на трубу обратки между трехходовым клапаном и котлом. Такое расположение позволяет ему обеспечить циркуляцию воды или антифриза по малому кругу. Ставить циркуляционный насос на трубу подачи нельзя, поскольку устройство не рассчитано на работу с пароводяной смесью, которая образуется при перегреве теплоносителя. Остановка насоса ускорит или спровоцирует взрыв отопительного котла, поскольку в него перестанет поступать остывший теплоноситель.

Как удешевить обвязку

Базовая схема подключения твердотопливного котла предусматривает использование трехходового смесительного клапана, оснащенного термоголовкой и накладным датчиком. Это оборудование достаточно дорого стоит, и его можно заменить более дешевым вариантом – трехходовым клапаном с вмонтированным термостатическим элементом. Такое устройство отличается фиксированной настройкой – клапан срабатывает, когда температур среды достигает 55 или 60 градусов (в зависимости от модели).

Установка клапана, поддерживающего фиксированную температуру, снижает финансовые затраты на монтаж защиты твердотопливного агрегата от конденсата и термических перепадов. Теряется возможность гибко управлять температурой теплоносителя, отклонения от заданного значения могут достигать 1-2 градусов, но это не является критичным.

Установка с электрическим или газовым агрегатом

В одну систему отопления можно установить два теплогенератора, основной из которых является твердотопливным агрегатом, а дополнительный – котлом, работающим на газе или электричестве. Такой вариант удобен тем, что на ночь можно включать котел, функционирующий в автоматическом режиме. Газ в баллонах неудобно использовать в качестве основного энергоносителя из-за необходимости заботиться о регулярных поставках топлива. Электричество – самый дорогой энергоноситель и выгоднее всего эксплуатировать такой котельный агрегат только по ночам, если в регионе действует система дешевых ночных тарифов.

Как подключить твердотопливный и газовый котлы в одну систему для отопления большого дома? Самый простой вариант – подсоединение двух теплогенераторов параллельно через теплоаккумулятор, который будет дополнительно выполнять функцию гидравлического разделителя.

Газовый котел функционирует в режиме ожидания, пока вода буферной емкости нагревается твердотопливным агрегатом. После прогорания топлива теплоноситель начинает остывать, и как только термодатчик передает соответствующий сигнал контроллеру газового агрегата, тот автоматически включается. При новом запуске твердотопливного теплогенератора происходит обратный процесс – нагрев теплоносителя выше определенной температуры приводит к отключению газовой горелки.

Систему с электрическим котлом в домах большой площади монтируют по аналогичному принципу. Но для небольших частных домов актуален более простой и дешевый вариант подключения ТТ и электрокотла(см. схему).

Котельные агрегаты подсоединяются параллельно с установкой обратных клапанов на каждом выходе. Электрический котел снабжен встроенным циркуляционным насосом, который невозможно отключить, поэтому для твердотопливного теплогенератора необходимо подобрать более мощный насос, чтобы ТТ котел имел преимущество перед электрическим при совместном функционировании.

Система дополняется:

• термостатом, который отключает циркуляционный насос ТТ котла при остывании теплоносителя;
• комнатным датчиком температуры, который включает электрический котел, когда температура в помещении падает после прогорания топлива в ТТ агрегате.

Метод первичных и вторичных колец

Как подключить два котла в одну систему, используя минимальное количество электроники? Применение метода первичных и вторичных колец циркуляции позволяет выполнить совместную обвязку ТТ агрегата и электрокотла. Гидравлическое разделение потоков осуществляется без установки гидрострелки.

Оба котла, бойлер ГВС, а также все отопительные контуры, подключаются и подающим и обратным трубопроводом к единому циркуляционному кольцу – они является первичным. Минимальный перепад давлений обеспечивается за счет небольшого расстояния между каждой парой подключения (не более 300 мм). Напор насоса, установленного на главном контуре, обеспечивает движение теплоносителя по первичному кольцу, при этом на интенсивность потока не влияют насосы вторичных контуров (к которым подсоединены потребители тепла).

Чтобы система исправно функционировала, требуется выполнить сложные гидравлические расчеты и подобрать оптимальный диаметр трубопроводов для всех контуров

Также важно рассчитать производительность насосов. Реальная производительность насосного агрегата на главном контуре должен превышать расход теплоносителя на самом «объемном» вторичном контуре. Оба котла оснащаются отключающими термостатами, чтобы они могли работать, замещая друг друга

Оба котла оснащаются отключающими термостатами, чтобы они могли работать, замещая друг друга.

В заключение, важный вывод

Из сказанного видно, что решение вопроса о том, как подключить газовый котел с твердотопливным, зависит от финансовых возможностей, общей отапливаемой площади и требуемого уровня безопасности. Если позволяют финансы и дом большой, то лучше всего использовать теплоаккумулятор, а в маленьком доме будет отлично работать и последовательная схема.

Однако, как показывает опыт, оптимальным вариантом является система с гидравлическим разделителем 93х ходовым клапаном). При настенном газовом котле требуется купить только 2 насоса – на твердотопливный котел и в целом на систему. А сам разделитель, по своей сути, является тепловым аккумулятором в миниатюре, только без змеевика. Единственный недостаток заключается в том, что твердотопливный котел работает в закрытой системе циркуляции, что снижает уровень безопасности в случае отключения электроэнергии.

Варианты котлов с работой на разном топливе

котлов на твердом топливе

Существует несколько схем обвязки двух котлов для совместной работы. Самые распространенные это:

• последовательная установка;
• параллельное подключение двух источников тепла к системе отопления;
• подача тепла от котлов через гидравлический разделитель;
• использование аккумулятора тепла.

Каждый из способов имеет свои преимущества и недостатки. Одна схема обойдется дешевле, но потеряет в надежности. Другая стоит дороже, но выигрывает с обеспечении более стабильной работе и увеличении экономии топлива.

Последовательная установка

Теплоноситель из обратки сначала поступает в менее мощный источник тепла, а после этого в следующий. Система отопления закрытого типа с одним общим расширительным баком. Обвязка потребует минимальных финансовых затрат, однако может использоваться только в небольших жилых домах с отапливаемой площадью не более 120 м2.

Как вам статья?