Теплый пол — его эффективность и совместимость с твердотопливными котлами
Основное преимущество, которым обладает подогреваемый пол в сравнении с другими способами обогрева, равномерная площадь прогрева внутреннего пространства. В комнате, которая оборудована теплым полом практически нет ни теплых, ни холодных зон. Нагретое напольное покрытие излучает тепло. Теплые воздушные потоки равномерно поднимаются вверх, вытесняя собой более прохладный воздух. За счет естественной конвекции происходит регулярный воздухообмен в отапливаемом помещении.
Важно! По своей эффективности отопление типа теплый пол, работающее за счет нагревательного прибора на твердых видах топлива, лишь немногим уступает аналогичным система, работающим от газовых котлов. За счет того, что температура теплоносителя в отопительном контуре для водяного теплого пола ниже, чем при конвекционном обогреве, достигается существенная экономия топливного ресурса
В случае с твердотопливными котлами этот факт является немаловажным. Нагретая стяжка является своеобразным тепловым аккумулятором, который способен длительное время отдавать во внутреннее пространство накопленную тепловую энергию. Даже при остановке котла, теплые полы еще довольно долгое время остаются теплыми
За счет того, что температура теплоносителя в отопительном контуре для водяного теплого пола ниже, чем при конвекционном обогреве, достигается существенная экономия топливного ресурса. В случае с твердотопливными котлами этот факт является немаловажным. Нагретая стяжка является своеобразным тепловым аккумулятором, который способен длительное время отдавать во внутреннее пространство накопленную тепловую энергию. Даже при остановке котла, теплые полы еще довольно долгое время остаются теплыми.
На предлагаемом видео подробно рассказывается и показывается основные технические тонкости и нюансы, возникающие при монтаже данной схемы отопления.
Для тех, кто выбирает домашнюю систему отопления теплый пол от твердотопливного котла, нужно учитывать целый круг нюансов и технических аспектов. Грамотный подбор нагревающего прибора для системы отопления, правильная обвязка и подключение, позволят вам получить максимально ожидаемый результат от работы отопительного оборудования. Твердотопливные котлы за счет своей высокой инерционности представляют для отопительной системы теплый пол, «палку о двух концах». С одной стороны хорошо, когда котел долго остывает и в трубопровод продолжает какое-то время поступать горячий теплоноситель. Это позволит на какое-то время избежать стремительного падения температуры внутри жилых помещений.
С другой стороны, быстро уменьшить температуру нагрева во время работы котлов на твердом топливе, не представляется возможным. Система трудно поддается регулировке. Требуется установка дополнительных защитных приспособлений, компенсирующих недостаток технологической гибкости отопительного оборудования, работающего на дровах или угле.
Перечень недостатков, связанных с котельным оборудованием, работающим на дровах или на угле можно продолжить:
- необходимость регулярной загрузки очередной партии топлива (по крайней мере, не реже 1 раза в сутки);
- уборка и чистка котла осуществляется вручную, что тоже займет немало времени;
- необходимость хранения определенного запаса угля или дров в непосредственной близости от топливного агрегата;
- регулярная проверка работоспособности дымохода и состояния вентиляции в доме;
- резкое падение КПД отопительной системы за счет снижения мощности котла.
Последний пункт для теплых полов не столь актуален, вспоминая о способности бетонной стяжки играть роль теплового аккумулятора.
Несмотря на очевидные трудности, водяной пол в загородном доме, питаемый от твердотопливного агрегата, имеет свои положительные стороны. На первом месте здесь стоит – автономность. Для загородного дома такой плюс в системе отопления является если не самым важным, то ключевым
Экономичность и эффективность отопительных агрегатов, работающих на дровах, отходах деревообработки, на угле или на топливных брикетах, так же являются немаловажными аспектами, на которые следует обратить внимание
Обвязка газовых котлов
Современные газовые котлы имеют хорошую автоматику, которая контролирует все параметры работы оборудования: давление газа, наличие пламени на горелке, уровень давления и температуру теплоносителя в системе отопления. Есть даже автоматика, которая может подстраивать работу под погодные данные. Кроме того настенные газовые котлы в большинстве случаев содержат и такие необходимые устройства как:
- группу безопасности (манометр, клапан для стравливания воздуха, аварийный клапан);
- расширительный бачок;
- циркуляционный насос.
В настенных газовых котлах расширительный мембранный бак и группа безопасности уже установлены
Параметры всех этих устройств указаны в технических данных газовых котов
При выборе модели надо на них обращать внимание и выбирать модель не только по мощности, но и по объему расширительного бака и максимальному объему теплоносителя
Схема обвязки настенного газового котла
В самом простом случае обвязка котла содержит только отсечные краны на входе в котел — чтобы при необходимости можно было провести ремонтные работы. Еще на обратном трубопроводе, идущем из системы отопления, ставят фильтр-грязевик — для удаления возможных загрязнений. Вот и вся обвязка.
Пример обвязки настенного газового котла (двухконтурного)
На фото выше стоят угловые шаровые краны, но это, как вы понимаете, не обязательно — вполне можно поставить обычные модели, а трубы развернуть ближе к стене при помощи уголков
Также обратите внимание, что с двух сторон от грязевика стоят краны — это для того, чтобы была возможность снять его и почистить без слива системы
В случае подключения одноконтурного настенного газового котла все еще проще — подводят только газ (подключают газовщики), подачу горячей воды к радиаторам или водяному теплому полу и обратку от них.
Схемы обвязки напольных газовых котлов
Напольные модели газовых отопительных котлов тоже снабжены автоматикой, но не имеют ни группы безопасности, ни расширительного бака, ни циркуляционного насоса. Все эти устройства приходится устанавливать дополнительно. Схема обвязки из-за этого выглядит немного сложнее.
Схемы обвязки напольного газового котла
На двух схемах классической обвязки котла установлена дополнительная перемычка. Это так называемая «антиконденсационная» петля. Нужна она в больших системах, если температура воды в обратном трубопроводе слишком низкая, она может вызвать образование конденсата. Чтобы устранить это явление и устраивают эту перемычку. С ее помощью к обратному трубопроводу подмешивается горячая вода с подачи, подымая температуру выше точки росы (обычно 40 °C). Есть два основных способа реализации:
- с установкой в перемычке циркуляционного насоса с выносным датчиком температуры (а фото вверху справа);
- с использованием трехходового клапана (на фото внизу слева).
В схеме с циркуляционником на перемычке (конденсационный насос) ее делают трубой на шаг меньшего диаметра чем магистрали. Датчик прикрепляют к трубе обратки. При понижении температуры ниже заданной, включается цепь питания насоса, добавляется горячая вода. Когда температура станет выше пороговой, насос отключается. Второй насос — собственно системы отопления он работает все время, пока работает котел.
Во второй схеме с трехходовым клапаном он открывает подмес горячей воды при понижении температуры (выставляется на клапане). Насос в этом случае стоит на обратном трубопроводе.
https://youtube.com/watch?v=yHYOANv89hs
Схема с насосно смесительным узлом
Эта схема тоже относится к комбинированным системам, когда у вас одновременно есть и радиаторы, и теплый пол.
Однако здесь вместо 3-х ходового клапана, применяется более дорогой насосно-смесительный узел.
По факту, здесь также подмешивается остывшая обратка к основной котловой подаче. Но благодаря балансировочному клапану, остывшую воду можно подмешивать в определенных дозах и заданных пропорциях.
Этим вы обеспечите точно заданную температуру теплоносителя, поступающего в трубки ТП через коллектор.
Это наиболее эффективная и самая комфортная схема. Сам насосно-смесительный узел может быть собран в различных вариациях.
В зависимости от ваших потребностей и финансовых возможностей в него могут быть включены следующие компоненты:
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.
2 Основные виды котлов
Условно котлы по загрузке делятся на ручные и автоматические. При этом автономное оборудование с учетом применяемого топлива может быть:
- электрическое;
- твердотопливное;
- жидкотопливное;
- газовое.
К отопительным приборам ручной загрузки относятся твердотопливные котлы. В этом случае в качестве топлива применяются уголь, торф, дрова. Это оборудование нуждается в участии человека для загрузки горючего. Сохранение требуемой температуры теплового носителя также должно поддерживаться оператором. Котлы изготовлены в напольном варианте и имеют минимум устройств автоматики.
Особенности
Если отопительный аппарат можно уподобить сердцу нагревательной системы, то обвязка котла – это сосуды и периферические органы.
При использовании такой системы осуществляются следующие действия:
- обеспечивается нормальная температура в отопительных контурах;
- сбрасывается содержащийся в магистрали воздух;
- поддерживается нормальный запас теплоносителя;
- отслеживается равномерность прогрева отопительных приборов;
- поддерживается подключение различных отопительных контуров и настройка их на ту или иную температуру;
- повышение эффективности распределения получающегося тепла.
Тонкости обвязки газовых котлов
Обвязка газового и твёрдотопливного котла делается разными способами. Наиболее популярным является метод с использованием полипропилена. Работа с полипропиленовыми изделиями славится своей лёгкостью и дешевизной. За счёт особенных характеристик используемого материала, на стеках трубопровода не образуется налет. А процессы по обвязке очень просты, с ними сможет справиться даже неподготовленный заранее человек.
Обвязка котлов, в том числе и двухконтурных, происходит посредством пайки. Это исключает возможность появления протечек, которые могли образоваться, например, при неточном размещении фитингов.
Полипропиленовый трубопровод позволит создать любой контур, а схема обвязки будет проста и понятна. Сварка полипропилена может быть осуществлена разными способами. Главное правило — избежать большого количества соединения труб.
Не менее важным является то, что все соединения должны быть максимально плавны и равномерны. Единственное, в месте, где к котлу будет подводиться газ, нужно сделать жёсткое соединение «сгоном» или «американкой.
В качестве прокладки нужно использовать только паронит. Ни в коем случае нельзя применять фум-ленту, паклю или комплектующие из резины. Эти материалы легко воспламеняемы, а резиновые детали при высоких температурах сужаются и уменьшают диаметр трубы, что приведет к нарушениям подачи топлива.
Трубопровод, который обвязан полипропиленовыми трубами, выдерживает высокое давление — до 25 бар. Ему не страшны и высокие температуры — максимальное значение — 95 градусов по Цельсию.
Особенности подключения двухконтурных газовых котлов
подключение двухконтурных газовых котлов
Принцип работы двухконтурных котлов прост — тепловая энергия отдаётся воде напрямую. Особенность двухконтурных котлов заключается в том, что теплоноситель не нагревается при расходе горячей воды, то есть параллельная работа двух контуров исключена. Соответственно, обвязка настенного двухконтурного газового котла одинакова и не зависит от типа обогрева. Радиатор и теплоноситель охлаждаются очень долго. Объясняется это большим размером труб.
Что касается особенностей подключения двухконтурных котлов, то следует знать, что сочетание его с системой естественной циркуляцией исключено. После того, как генератор прекратит нагреваться, движение воды остановится. Если установка начинает повторный нагрев, то это занимает намного больше времени, плюс ко всему радиатор начинает неравномерно распределять тепло. Поэтому многие модели имеют в своём составе циркуляционный насос.
Что такое обвязка и из чего ее делают
В системе отопления две основные части — котел и радиаторы отопления или теплый пол. То что их связывает и обеспечивает безопасность — это и есть обвязка. В зависимости от типа установленного котла используются разные элементы, потому обычно рассматривают отдельно обвязку твердотопливных агрегатов без автоматики и автоматизированных (чаще — газовых) котлов. У них разные алгоритмы работы, основные — возможность нагрева ТТ котла в фазе активного горения до высоких температур и наличие/отсутствие автоматики. Это накладывает ряд ограничений и дополнительных требований, которые приходится выполнять при обвязке котла, работающего на твердом топливе.
Пример обвязки котла — сначала идет медь, потом — полимерные трубы
Что должно быть в обвязке
Для обеспечения безопасной работы отопления обвязка котла должна содержать ряд устройств. Обязательно должны быть:
- Манометр. Для контроля давления в системе.
- Автоматический воздухоотводчик. Для спуска воздуха, попавшего в систему — чтобы не образовывались пробки и не стопорилось движение теплоносителя.
- Аварийный клапан. Для сброса чрезмерного давления (подключается к системе канализации так как стравливается некоторое количество теплоносителя).
- Расширительный бак. Необходим для компенсации теплового расширения. В системах открытого типа бак ставится в верхней точке системы и представляет собой обычную емкость. В закрытых системах отопления (обязательно с циркуляционным насосом) ставится мембранный бачок. Место установки — в обратном трубопроводе, перед входом в котел. Он может быть внутри настенного газового котла или устанавливается отдельно. При использовании котла для подготовки воды для ГВС также необходим расширительный бак в этом контуре.
Циркуляционный насос. Обязателен к установке в системах с принудительной циркуляцией. Для повышения эффективности отопления может стоять и в системах с естественной циркуляцией (гравитационных). Ставится на подачу или обратку перед котлом до первого ответвления.
Часть этих устройств уже установлена под кожухом газового настенного котла. Обвязка такого агрегата очень проста. Для того чтобы не усложнять систему большим количеством отводов манометр, воздухоотводчик и аварийный клапан собирают в одну группу. Есть специальный корпус с тремя отводами. На него накручиваются соответствующие устройства.
Так выглядит группа безопасности
Устанавливают группу безопасности на подающем трубопроводе сразу на выходе котла. Ставят так, чтобы легко было контролировать давление и можно было вручную стравить давление в случае необходимости.
Какими трубами делать
Сегодня в системе отопления уже редко используют металлические трубы. Их все чаще заменяют на полипропилен или металлопластик. Обвязка газового котла или любого другого автоматизированного (пеллетного, на жидком топливе, электрического) возможна сразу этими видами труб.
Настенный газовый котел можно подключать полипропиленовыми трубами сразу от входа котла
При подключении твердотопливного котла хотя-бы метр трубы на подаче непроходимо делать металлической трубой и лучше всего — медной. Дальше можно ставить переход на металлопластик или полипропилен. Но и это — не гарантия того, что полипропилен не разрушится. Лучше всего сделать дополнительную защиту от перегрева (закипания) ТТ котла.
При наличии защиты от перегрева обвязку котла можно сделать полиропиленовыми трубами
Металлопластик имеет более высокую температуру эксплуатации — до 95°C, чего достаточно для большинства систем. Можно ими делать и обвязку твердотопливного котла, но только в случае наличия одной из систем защиты от перегрева теплоносителя (рассказано чуть ниже). Но металлопластиковые трубы имеют два существенных недостатка: сужение в месте соединения (конструкция фитингов) и необходимость регулярной проверки соединений, так как они со временем текут. Так что обвязку котла металлопластиком делают при условии использования в качестве теплоносителя воды. Незамерзающие жидкости более текучие, потому в таких системах обжимные фитинги лучше не использовать — они все равно будут течь. Даже если заменить прокладки на химически стойкие.
Как подключить твердотопливный котел
Каноническая схема подключения твердотопливного котла содержит два главных элемента, позволяющих ей надежно функционировать в системе отопления частного дома. Это группа безопасности и смесительный узел на основе трехходового клапана с термоголовкой и датчиком температуры, показанные на рисунке:
Всегда открытый выход смесительного клапана (левый патрубок на схеме) должен быть направлен к насосу и теплогенератору, иначе циркуляции в малом котловом контуре не будет
Представленная схема показывает, как подключить агрегат правильно и применяется с любыми котлами на твердом топливе, в том числе — пеллетными. Вы можете найти различные общие схемы отопления – с теплоаккумулятором, бойлером косвенного нагрева или гидрострелкой, на которых данный узел не показан, но он там должен быть обязательно. Способ защиты от выпадения влаги в топке подробно рассматривается на видео:
Задача группы безопасности, устанавливаемой прямо на выходе подающего патрубка твердотопливного котла, — сбрасывать в автоматическом режиме давление в сети при его росте сверх установленного значения (обычно – 3 Бар). Этим занимается предохранительный клапан, а кроме него элемент оснащен автоматическим воздухоотводчиком и манометром. Первый выпускает появляющийся в теплоносителе воздух, второй служит для контроля над давлением.
Как работает схема
Смесительный узел, предохраняющий теплогенератор от конденсата и температурных перепадов, работает по такому алгоритму, начиная от растопки:
- Дрова только разгораются, насос включен, клапан со стороны системы отопления закрыт. Теплоноситель циркулирует по малому кругу через байпас.
- При повышении температуры в обратном трубопроводе до 50—55 °С, где стоит накладной датчик выносного типа, термоголовка по его команде начинает нажимать на шток трехходового клапана.
- Клапан потихоньку открывается и холодная вода понемногу поступает в котел, смешиваясь с горячей из байпаса.
- По мере того как прогреваются все радиаторы растет общая температура и тогда клапан перекрывает байпас полностью, пропуская весь теплоноситель через теплообменник агрегата.
Данная схема обвязки – самая простая и надежная, ее монтаж можно спокойно выполнить своими руками и таким образом обеспечить безопасную работу твердотопливного котла. Касательно этого есть парочка рекомендаций, особенно при обвязке дровяного отопителя в частном доме полипропиленом или другими полимерными трубами:
- Участок трубы от котла до группы безопасности сделайте из металла, а дальше прокладывайте пластик.
- Толстостенный полипропилен плохо проводит тепло, из-за чего накладной датчик станет откровенно врать, а трехходовой кран – запаздывать. Для корректной работы узла участок между насосом и теплогенератором, где стоит медная колба, тоже должен быть металлическим.
Подключение медными трубами не защитит полипропилен от разрушения в случае перегрева ТТ-котла. Зато позволит корректно работать термодатчику и предохранительному клапану на группе безопасности
Другой момент – место установки циркуляционного насоса. Лучше всего ему стоять там, где он изображен на схеме – на обратке перед дровяным котлом. Вообще, ставить насос можно и на подаче, но вспомните, о чем говорилось выше: при аварийной ситуации в подающем патрубке может появиться пар.
Насос неспособен перекачивать газы, поэтому при заполнении камеры паром крыльчатка остановится, циркуляция теплоносителя прекратится. Это ускорит возможный взрыв котла, ведь он не будет охлаждаться протекающей из обратки водой.
Способ удешевления обвязки
Схему защиты от конденсата можно удешевить, если поставить трехходовой смесительный клапан упрощенной конструкции, не требующий подключения накладного температурного датчика и термоголовки. В нем уже вмонтирован термостатический элемент, настроенный на фиксированную температуру смеси 55 либо 60 °С, как это изображено на рисунке:
Специальный 3-ходовой клапан для твердотопливных отопительных агрегатов HERZ-Teplomix
Установка такого элемента однозначно позволяет сэкономить на обвязке ТТ-котла. Но при этом теряется возможность изменения температуры теплоносителя с помощью термоголовки, а ее отклонение на выходе может достигнуть на 1—2 °С. В большинстве случаев эти недостатки несущественны.
