Обвязка твердотопливного котла: схема подключения с циркуляц насосом в частном доме

Закрытая система

Обвязка котельной в частном доме с закрытой системой отопления включает:

Мембранный расширительный бак. Он представляет собой емкость, разделенную резиновой мембраной на отсеки для воздуха и для теплоносителя. В отличие от жидкостей, воздух прекрасно сжимается и компенсирует увеличение объема воды или антифриза;

Устройство мембранного бачка.

Объем бака и в этом случае берется равным примерно 10% от объема теплоносителя. Тот, в свою очередь, в сбалансированной системе примерно равен 15 литрам на киловатт мощности котла .

Предохранительный клапан. Клапан сбрасывает теплоноситель при достижении верхней границы допустимого давления;

Предохранительный клапан с дренажной трубкой.

Постоянное срабатывание предохранительного клапана говорит о недостаточном объеме расширительного бачка.

Автоматический воздухоотводчик. Он помогает избавиться от препятствующих циркуляции воздушных пробок;

Устройство автоматического воздушника.

Манометр для визуального контроля давления.

Три в одном: группа безопасности котла.

В случае контура с принудительной циркуляцией схема обвязки котла предсказуемо включает циркуляционный насос.

И группа безопасности (воздухоотводчик, манометр и клапан), и расширительный бачок в теории могут монтироваться в любой точке закрытого контура. На практике при монтаже системы отопления своими руками бачок обычно ставят перед котлом. на расстоянии не менее 8 диаметров розлива после насоса или не менее двух диаметров розлива перед насосом.

Почему именно так?

• Минимальная температура теплоносителя увеличивает срок службы мембраны бачка;
• Отсутствие турбулентностей от крыльчатки насоса тоже благотворно сказывается на ресурсе мембраны.

Группа безопасности чаще всего ставится на выходе котла.

Расположение элементов обвязки.

Одноконтурные котлы с питанием для ГВС

Чтобы обеспечивать горячее водоснабжение, наряду с группой безопасности, насосом и расширительным бачком, обвязка одноконтурного газового котла должна включать бойлер косвенного нагрева. Возможна схема подключения бойлера косвенного нагрева с рециркуляцией. Нагрев воды в таком случае осуществляется благодаря теплоносителю из отопительного контура. Это приводит к появлению двух контуров циркуляции — большого (через систему отопления) и малого (через бойлер). На каждом из них имеются отсекающие краны, что позволяет включать их по-отдельности. Для разрыва розлива подачи используется схема обвязки одноконтурного котла с бойлером, сразу за которым монтируют байпас с краном.

Обвязка радиаторов и батарей

Варианты обвязки радиаторов отопления Радиаторы в системе отопления необходимы для передачи тепловой энергии от горячей воды воздуху в помещении

Поэтому следует уделить особое внимание их правильной комплектации и установке

Возможные варианты обвязки батарей отопления зависят от типа системы. Для оптимальной комплектации двухтрубной схемы понадобится установка таких компонентов:

• Запорная арматура. Монтируется на входной и выходной патрубки для перекрытия потока теплоносителя в случае ремонта или замены радиатора;
• Терморегулятор. Устанавливается на подающий патрубок и необходим для уменьшения (увеличения) притока объема горячей воды батарею. Обвязка радиаторов отопления может обойтись и без него, но в таком случае будет невозможно изменить степень нагрева поверхности;
• Кран Маевского. Необходим для удаления воздушных пробок. Устанавливается в верхний патрубок, расположенный на обратной стороне от входящего.

Дополнительные схемы обвязки батарей отопления Практически все эти компоненты обвязки радиаторов отопления реализовываются вместе с устройством. Исключения составляет терморегулятор. Его лучше всего купить отдельно, исходя из функциональных требований.

Существуют другие варианты обвязки батарей отопления для однотрубной системы. Разница заключается в установке байпаса – соединительной трубы между подающим и обратным патрубками. Он служит для беспрепятственного прохождения теплоносителя в случае необходимости отключения радиатора от общей системы.

В конструкцию байпаса обязательно включают шаровые краны для перекрытия теплоносителя. При нормальной работе системы их состояние остается закрытым. Если же в конкретном варианте обвязки радиатора отопления нет терморегулятора, то можно с помощью крана изменять объем притока теплоносителя.

Обвязка котла с естественным способом циркуляции

простейшие устройства

Схема обвязки напольных котлов с естественной циркуляцией теплоносителя считается самой простой для воплощения своими руками и поэтому доступна каждому желающему. Такая отопительная система состоит всего из нескольких элементов – котла, расширительного бака и батарей. При этом к достоинствам такого отопления можно отнести следующие параметры:

• простота проведения монтажных работ;
• котёл работает независимо от внешних энергетических источников;
• сравнительно невысокая цена устройства;
• простота схемы обвязки и обслуживания отопительной системы;
• сравнительно небольшие размеры;
• надёжность агрегата – почти все элементы котла с естественной циркуляцией теплоносителя практически не ломаются;
• распространённые поломки котла можно ремонтировать самостоятельно.

Естественно, есть у такого устройства и множество недостатков. При обвязке котла отопления своими руками возникает вопрос выбора диметра труб, теплоносителя

Для подбора подходящего сечения труб разводки важно учесть много нюансов. Очень часто для эффективной работы отопления используют трубы с большим диаметром. Также к недостаткам отопления работающего самотёком можно зачислить отсутствие возможности управления системы

Поэтому в процессе обвязки котла целесообразно включить в схему дополнительный насос

Также к недостаткам отопления работающего самотёком можно зачислить отсутствие возможности управления системы. Поэтому в процессе обвязки котла целесообразно включить в схему дополнительный насос.

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.

Простая схема обвязки твердотопливного котла отопления

Как уже отмечалось выше, схема обвязки для твердотопливного котла максимально простая и содержит следующие элементы:

1. Теплогенератор – твердотопливный котел.
2. Группа безопасности на выходе ТТ котла.
3. Подающий трубопровод – металлический участок (в случае ПП труб СО).
4. Циркуляционный насос на обратке котла.

Из всего этого стоит пояснить лишь 4 основных момента:

1. Группа безопасности ставится на выходе котла и не может быть отделена от котла никакой запорной арматурой.
2. Металлический участок на выходе из котлы (примерно 2-3 метра) необходим для того, чтобы в случае использования полипропиленовых труб в системе отопления они не были повреждены при закипании ТТ котла.
3. Циркуляционный насос в обязательном порядке должен быть подключен к ИБП и АКБ. В противном случае при отключении электричества ТТ котел легко перегреть и «вскипятить» систему.
4. Иногда логично добавить в стандартную систему так называемую «буферную емкость». Это не ТА, это буфер между ТТ котлом и системой отопления.

Что касается буферной емкости, то про нее уже подробно писали и вроде все «разжевали» — смотрите соответствующие материалы в категории «Твердотопливные котлы».

Стоит только сказать, что при наличии буферной емкости появляется возможность использования ТТ котла совместно с теплыми жидкостными полами в доме.

Схема обвязки твердотопливного котла с тепловым аккумулятором

Фактически это та же обвязка твердотопливного котла отопления. Схема с теплоаккумулятором добавляет сюда сам тепловой аккумулятор и трехходовой клапан подмеса.

Если мы используем такую схему, то стоит также прояснить еще 3 момента в дополнение к тем, что были уже описаны для стандартной ТТ схемы:

1. Основная функция трехходового узла подмеса – следить за температурой в системе отопления и добавлять в нее горячую воду из теплоаккумулятора.
2. Чтобы нагревать объем воды в тепловом аккумуляторе, нужно использовать твердотопливный котел избыточной мощности.
3. Объем теплового аккумулятора подбирается исходя из объема внутренних помещений дома и степени его утепленности.

Итак, если вы хотите нагревать теплоаккумулятор ТТ котлом примерно номинальной мощности, то вас ждет разочарование. Скажем для дома в 200 квадратных метров вы поставили ТТ котел на 20 киловатт и к нему теплоаккумулятор на 2,5 тонны, то есть объемом на 2 500 литров или 2,5 кубометра.

Мощности твердотопливного котла с такими характеристиками хватит, чтобы отапливать хорошо утепленный дом указанной площади. Но не хватит, чтобы одновременно отапливать дом и еще нагревать теплоноситель в теплоаккумуляторе.

Примечание. Вообще-то, нагреть ТА можно будет и ТТ котлом в 20 кВт. Но если котлом в 60 кВт вы нагреете такой объем за один подход, то 20-тикиловаттный котел вам придется «жарить» круглые сутки.

Обвязка твердотопливного котла и буферной емкости

Наиболее простой будет схема обвязки, содержащая буферную емкость с предустановленным змеевиком ГВС. Преимуществом такого варианта будет значительная экономия места в бойлерной за счет отсутствия отдельного бойлера. Еще один дополнительный плюс — скромная экономия на вложениях из-за отсутствия необходимости покупать и устанавливать еще один узел. В таком варианте упрощается процесс обслуживания системы, так как не будет проблем борьбы с бактериями.

Летом теплоаккумулятор со змеевиком ГВС становится полноценным бойлером косвенного нагрева. Насос в схему подключается стандартной дюймовой трубой, на электрический котел хорошо подходит труба ¾ или дюйм. Если запланирована установка буферной емкость объемом не менее 1000 л, то получается более экономно и целесообразно обратку от электрического котла немного поднять и подключить основной контур не снизу, а выше, в средние выводы теплоаккумулятора. При такой схеме котел не будет постоянно нагревать весь объем, что снизит скорость его амортизации. Этот параметр зависит от техзадания.

Если требуется обвязать не твердотопливный, а газовый котел, то используется такая же схема контура, как и для электрического. Необходимо отметить, что в рассматриваемой нами схеме стандартный электрический котел уже содержит в себе все необходимое:

• насос;
• датчик давления;
• предохранительный клапан.

При выборе модели, в которой эти части отсутствуют, котел придется соответствующим образом обвязать.

Обвязка с использованием резервного котла

Использование резервного источника отопления позволяет значительно усовершенствовать отопительную систему. В качестве запасного обычно применяются газовый или электрокотел. Резервный прибор включается в работу при прогорании топлива в основном твердотопливном котле или выходе его из строя.

На рисунке ниже представлена обвязка, содержащая основной и резервный котел:

Фото 5: Схема обвязки ТТ котла с резервным электрокотлом

Котел на твердом топливе подключается к теплоаккумулятору, тепло из которого уже поступает в систему отопления и расходуется отопительными приборами. Когда твердое топливо прогорает и температура бака-аккумулятора снижается до уровня недостаточного для поддержания комфортной температуры в помещениях, термореле запускает запасной источник и начинается обогрев помещений по резервному контуру. Включение запасного котла в контур отопления осуществляется с помощью гидравлической стрелки.

Использование основного и резервного источников не так популярно в России, но широко распространено в Европе.

Каждая из рассмотренных нами схем имеет свои плюсы и минусы. Так например гравитационная обвязка проста и не требует высоких затрат, однако обеспечивает недостаточный комфорт и небезопасные условия функционирования твердотопливного котла. В то же время схема с принудительной циркуляцией требует массу дополнительного оборудования, но обеспечивает значительно более комфортные условия отопления. Оценив все преимущества и недостатки каждой из схем, надеюсь, вы сможете выбрать наиболее подходящую именно для вашего конкретного случая.

Зачем нужна обвязка твердотопливного котла?

Подключенный твердотопливный котел

Итак, что получит владелец ТТ котла, если правильно подключит его ко всем системам? Преимуществ много и они весьма важны:

В системах с естественной циркуляцией теплоноситель будет равномерно циркулировать по всем трубам систем. Во всем, что касается систем с принудительной циркуляцией – там за движение теплоносителя отвечает насос.

Повышается уровень безопасной работы – это особенно актуально, если давление воды в системе резко увеличивается. Если никак не компенсировать его, то котел, как и сама обвязка могут быть повреждены

А если в этот момент рядом с агрегатом будут находиться люди, то могут пострадать и они.

Удаляется воздух из системы – это очень важно, так как воздушные пробки в трубах могут привести к тому, что какая-то часть радиатора останется холодной, не прогреется. А значит и дом не будет равномерно прогреваться.

Оптимизируется работа нескольких контуров – вы можете задать нужную вам температуру для радиаторов, теплых полов и других систем обогрева.

Помните, что любой твердотопливный котел, в отличие от других видов котлов, поставляется без циркуляционного насоса, расширительного/мембранного бачка и других атрибутов автоматики. Вам придется устанавливать их самостоятельно.

Назначение гидравлической стрелки

Гидрострелка – компонент схемы теплоснабжения, связывающий разные КО. Устройство обеспечивает минимально допустимый перепад давлений по контурам, что обеспечивает возможность безаварийно выключать один или ряд контуров без скачка давления в оставшихся.

Поэтому применение гидрораспределителя в отопительных системах исключает воздействие насоса в контуре котла на работоспособность циркуляционных насосов, функционирующих в контурах теплосъема и наоборот.

В каком случае без нее не обойтись

Гидрострелка эффективна для схем теплоснабжения дома, имеющих несколько самостоятельных контуров нагрева. Очень часто, особенно при установке котла европейской сборки, производитель требует обязательную установку такого гидроразделителя в схемах обвязки источников отопления.

Условия обязательного монтажа гидрострелки напольного котла:

• для котлоагрегатов тепловой мощностью выше 50 кВт, находящихся на гарантийном обслуживании;
• для разветвленных схем, требующих создание надежного гидравлического режима и теплового баланса;
• при параллельном подсоединении гидрострелки с контурами потребления для минимальных потерь по давлению и теплоэнергии;
• для обеспечения расчетной разницы температур между подачей и обраткой;
• для предупреждения гидроударов в теплосети;
• при необходимости выравнивания потоков греющей воды в котловом и отопительном контуре;
• при необходимости балансировки работы нескольких циркуляционных насосов;
• при необходимости уменьшить гидросопротивление системы.

Режимы работы

Существую три режима обвязки отопительной системы гидравлической стрелкой. Первый , когда циркуляционный электронасос котлоагрегата прокачивает весь объем теплоносителя во внутреннем отопительном контуре.

Этот вариант в реальности встречается весьма редко. Современная система автоматической регулировки систем отопления работает с терморегуляторами, которые управляют теплопроизводительностью котла, обеспечить постоянный расход циркуляционной воды, при таком регулировании практически не возможно.

Второй вариант функционирования гидрострелки устанавливается когда расход воды в одном либо нескольких нагревательных контурах больше производительности котельного электронасоса.

Это может произойти, например, когда насосы выбраны неправильно. В этом варианте, чтобы обеспечить требуемый расход воды в контуре, в него дополнительно к нагретому теплоносителю подается обратка.

Этот вариант нежелателен для работы котла, поскольку сильно будет занижать расход воды из контура, при этом вырастет разница температур между горячей и холодной водой перед котлом, что допустимо не для всех модификаций агрегатов.

В этой ситуации доля подающего теплоносителя будет по линии рециркуляции направляться обратно в котлоагрегат, температура воды будет повышаться и при достижении установленной температуры, он станет работать в минимальном режиме. В системе наступит тепловой баланс, поэтому оборудование станет функционировать с высокой эффективностью.

Схема обвязки ТТ котла с естественной циркуляцией

Перебои с электричеством в нашей стране нередки, причем обычно они случаются в самую плохую погоду. Поэтому во многих селах и деревнях предпочитают делать системы отопления с естественной циркуляцией — гравитационные. Они работают независимо от наличия электроэнергии, так что дом без тепла не останется.

Подключение котла на твердом топливе в гравитационную систему отопления

Приведенная на схеме обвязка твердотопливного котла для гравитационной системы — самый простой из возможных вариантов. В системе обязательно наличие расширительного бака. Он необходим для компенсации теплового расширения: во время нагрева объем теплоносителя увеличивается, и он вытесняется в расширительный бак. В системах с естественной циркуляцией расширительный бак ставят открытого типа. Это обычная емкость, в которой находится некоторое количество теплоносителя (около половины объема или меньше). Чтобы теплоноситель меньше испарялся, на бак ставят крышку. А чтобы одновременно еще и отводить воздух из системы, поднимают его в самую высокую точку системы.

Принцип работы системы отопления с естественной циркуляцией

В системах этого типа теплоноситель движется благодаря уклону труб. Для обеспечения циркуляции котел должен находиться в самой нижней точке, все отопительные приборы — выше него. Кроме этого, приходится использовать трубы большого сечения — чтобы снизить сопротивление при движении теплоносителя.

От котла труба поднимается вверх, затем, постепенно понижаясь, труба подачи обходит все отопительные приборы. Обратка подключается с обратным уклоном — к котлу. Работает схема так: нагретый теплоноситель за счет высокой температуры поднимается вверх по вертикальной трубе, с небольшим уклоном идет подача (немного выше уровня радиаторов). Эта часть называется разгонная петля. Далее по наклонной трубе подачи, за счет силы гравитации и набранной скорости, обходит все отопительные приборы.

Основной принцип работы естественной циркуляции — перепад высот и разница температур

Проходя по трубам и радиаторам теплоноситель остывает. Остывший теплоноситель имеет большую массу, чем горячий. Более холодный теплоноситель стремится вниз, создавая давление. За счет этого и происходит циркуляция — нагретый теплоноситель стремится вверх, холодный — вниз. Но система работает только при правильно подобранном диаметре труб и их уклоне.

Что еще необходимо

В приведенной выше схеме есть масса недостатков:

• Нет предохранительного клапана — это устройство ставят на выходе котла. С его помощью происходит сброс лишнего теплоносителя при его закипании. Если этот клапан не установить, возможен разрыв труб, радиаторов, теплообменника, расширительного бака (если он закрытого типа).

• Нет воздухоотводчика. Если система открытого типа (расширительный бак в этом случае просто емкость с крышкой), воздух может выходить через расширительный бак. Но при разветвленной системе необходимы дополнительные устройства для отведения воздуха на радиаторах.

Указанные два устройства обязательны, но еще желателен манометр и термометр. Они нужны для контроля за системой. Термометров желательно иметь два — на выходе и на входе котла. Чтобы можно было оценить эффективность работы системы, подстроить и отрегулировать теплоотдачу радиаторов.

Недостатки

Основное достоинство гравитационной схемы обвязки твердотопливного котла — независимость от наличия электроэнергии. Недостатков намного больше:

• Невысокая эффективность и невозможность регулировки. Скорость движения теплоносителя в таких системах невысокая. Поэтому добиться высокой эффективности не получается. Регулировать ее тоже нет возможности. Так что подстроиться под погодные условия невозможно.

• Каждый раз когда система разогревается ( утром, например), температура теплоносителя в обратке очень низкая. Из-за этого образуется конденсат, разъедающий теплообменник. И бороться с этим нет возможности.
• Неэстетичность исполнения. Для обеспечения циркуляции трубы подачи должны располагаться выше радиаторов. Обвязка твердотопливного котла в гравитационной системе делается трубой 32 мм или более. Иногда подачу тянут над ними — на уровне метра (или чуть выше) от пола, иногда — пускают под потолком. А трубы имеют немалый диаметр, так что вид тот еще.

Все эти недостатки приводят к тому, что системы отопления с естественной циркуляцией делают все реже. Люди предпочитают сделать резервированное электропитание (поставить аккумуляторные батареи или/и генератор) и иметь более удобную и регулируемую систему отопления.