Как подключить твердотопливный котел отопления своими руками — схемы

Принцип работы твердотопливных котлов

Котлы имеют модульную конструкцию, состоящую из нескольких устройств в одном корпусе:

• теплообменника;
• топки с дверцей;
• колосниковой решётки;
• зольника с люком для прочистки;
• терморегулятора.

Отопительный котёл работает по следующему принципу:

1. В камеру загружают топливо, поджигают. Дрова или альтернативные материалы сгорают, образуя СО.
2. Температура воздуха увеличивается и газы поднимаются выше в дымоход.
3. Горячие воздушные потоки, вытесняя холодные, перемещаются по отопительной сети.
4. По мере их продвижения жидкость в теплообменнике нагревается.

За подведение воды отвечает впускной патрубок, а за поступление горячего носителя в радиаторы — коллектор обратки. Обе точки подключения контура рекомендуют оборудовать температурными датчиками.

Закрытая система с естественной циркуляцией

В данной схеме основой является разность плотности горячей и холодной воды, как и в предыдущем варианте. Тут контур имеет достаточно простое строение, благодаря чему, монтаж осуществляется быстро и его стоимость не будет слишком высокой. Если в открытой системе, предохранительный бак остается открытым, то тут он полностью закрыт. А значит, кислород не имеет никакого контакта с теплоносителем, за счет чего снижает риск развития коррозии системы, а это существенно продлит срок службы всех устройств.

В данной схеме есть ряд основных элементов:

• котел;
• расширительный бак;
• мембранный бак;
• группа безопасности.

О последних устройствах стоит сказать более подробно. Такая группа, как видно из названия, обеспечивает безопасную эксплуатацию. В нее входит манометр, который контролирует давление внутри котла, и предохранительный клапан, сбрасывающий давление. Если в системе произойдут какие-либо сбои, то такие устройства не позволят возникнуть побочным эффектам.

КПД системы зависит от теплоизоляции труб для отопления, то есть, чем надежнее они защищены специальными материалами, тем меньше тепла будет рассеиваться. Но стоит знать, что в схеме закрытого типа с естественной циркуляцией нет возможности контролировать температуру теплоносителя на выходе (как и в предыдущем случае). Это приводит к снижению эффективности обогрева. Именно поэтому специалисты рекомендуют проводить дополнительную теплоизоляцию труб, чтобы суметь максимально сохранить тепло.

Взвешивая все за и против, становится понятным, что такая система может быть эффективной в доме, если учесть все нюансы естественной циркуляции воды. А значит, она вполне может подойти для дома, в котором планируется жить круглый год.

Виды схем обвязок твердотопливного котла

Схема подключения к системе отопления должна выбираться в соответствии с количеством контуров нагревательного элемента. Также тут учитывается геометрия и квадратура помещения, где устанавливают контур, и будут ли дополнительные вспомогательные устройства. Проанализировав все эти моменты, можно приступать к созданию чертежа.

Схема контура может быть следующей:

– открытой (циркуляция гравитационного типа);

– закрытой (естественная или принудительная циркуляция);

– коллекторный тип.

Любой тип схемы подключения требует правильной организации контура

Важно соблюсти дельту температур воды, чтобы на входе и выходе, она не превышала 20 градусов. Если этот момент упустить, то могут возникнуть побочные эффекты, в частности конденсат, который приводит к коррозии металлических элементов

Закрытый тип с принудительной циркуляцией

Несложная схема с циркуляционным насосом, который перемещает теплоноситель по системе. Уклон как таковой уже не требуется соблюдать. Насос, а также термодатчик (контролирует работу насоса) устанавливаются на обратке (между расширительным баком и котлом), подключаются к электросети.

Схема отопления закрытого типа с принудительной циркуляцией

Данная обвязка отличается большей производительностью из-за использования устройства терморегулировочного. Может использоваться там, где подача электроэнергии стабильна. Иначе при отключении электричества остановится система отопления.

Какие материалы используют

Материалами для изготовления трубопроводов в системах отопления служат:

• Сталь. В советские времена стальные трубы были практически единственным вариантом. Они дешевы, способны выдерживать высокое давление. Недостатком является необходимость сварных работ и склонность к коррозии и образованию на внутренних стенках известкового налета, способного полностью перекрыть сечение трубопровода. Позже появились трубы из нержавеющей стали, которые не склонны к возникновению известковых отложений и коррозии.
• Медь. Наиболее распространенный материал для создания обвязки газовых котлов. Соединяется с помощью пайки, выдерживает высокое давление. Не склонна к коррозии или появлению отложений на внутренних стенках трубок.
• Металлопластик. Трубы появились относительно недавно. Их основная ценность состоит в простоте монтажа — для него не требуется сварка, все соединения выполняются с помощью гаечных ключей. Металлопластиковые трубы обладают пластичностью, позволяющей в ряде случаев обходиться без фитингов.
• Полипропилен. Для его монтажа используется специальный паяльник, но он недорогой, как и сами трубопроводы. В последнее время этот материал активно применяется для сборки систем в частных домах, поскольку при замерзании такие трубы не лопаются. Собранная из полипропиленовых труб автономная система останется целой в случае аварии, что высоко ценится пользователями. Стенки трубопроводов довольно толстые, что некоторым кажется недостатком.
• Полиэтилен низкого давления (ПНД). Эти трубы также не разрывает замерзшая вода. Однако, для отопительной системы ПНД трубы не годятся, поскольку имеют низкую рабочую температуру. Они могут быть использованы только для наружной части систем теплого пола.

Выбор наиболее подходящего материала обусловлен возможностями и предпочтениями владельца дома.

Рекомендуется делать систему с некоторым запасом прочности, поскольку переделывать ее в отделанном и благоустроенном доме чрезвычайно дорого и затруднительно.

Традиционная схема подключения твердотопливных котлов

Основу практически любой, используемой сегодня автономной системы отопления составляет подключение . Именно эта связка является ключом к безопасности всего отопительного комплекса. Предварительно сделанные тепловые расчеты позволяют беспрепятственно подавать теплоноситель на специальную емкость, которая выполняет аккумулирующие функции. При необходимости, во время остывания основного механимзма, система отопления отбирает из теплового аккумулятора теплоноситель нужной температуры.

Нагревательный прибор с теплоаккумулятором может работать в постоянном рабочем режиме, сохраняя максимально высокий КПД, экономя при этом драгоценное топливо.

Нередко именно с помощью расширительного бака осуществляется регулировка температуры теплоносителя в отопительном контуре. Ниже показана и место теплового аккумулятора во всей единой системе отопления частного дома.

Расширительный бак является обязательным элементом всей системы, на котором базируется горячее водоснабжение. Контур горячего водоснабжения помещается в теплоаккумулятор, где разогретый теплоноситель отдает свое тепло проточной воде, циркулирующей по контуру ГВС. Без расширительного бака невозможно оборудовать подключение теплого пола. Котлы длительного горения вместе с теплоаккумулятором идеально подходят для обустройства отопления по типу «теплые полы». За счет расширительного бака создается необходимая температура теплоносителя, который далее поступает в трубопровод, уложенный на пол. Отопления «теплый пол» в таком виде обладает максимальной эффективностью.

Схемы подключения твердотопливных котлов вместе с расширительным аккумулирующим баком представляют собой комплекс сложного и дорогостоящего оборудования. Несмотря на высокую стоимость подобных схем обогрева, вложенные средства и ваши старания окупятся в скором времени.

Схемы: ТТ котел

Это простейшая схема обвязки твердотопливного котла. Ее можно использовать только, если используется блок управления котлом, который предусматривает управление циркуляционным насосм для предотвращения конденсата.

Это распространная схема бюджетной обвязки котла на твердом топливе. Она включает защиту от образования конденсата – трехходовой клапан. Подробнее.

Схема обвязки твердотопливного котла с аварийным гравитационным контуром. Из существующих элементов безопасности аварийный гравитационный контур самый надежный, на мой взгляд. Подробнее.

На этой схеме обвязка котла на дровах с четырехходовым клапаном аварийного подмеса. Я не рекомендую его для котлов с чугунным теплообменником.

При такой обвязке в бойлер дополнительно нужно вмонтировать ТЭН.

Такой вариант для котлов с вентилятором. На бойлер ставится отдельный насос. Требуется автоматика с функцией управления насосом бойлера, с функцией отключения насосов при падении температуры ниже точки образования конденсата. В бойлер также монтируется ТЭН.

Плюсы и минусы твердотопливного котла

Отопительные котлы на твёрдом топливе выгодно отличаются от альтернативных моделей:

​

• дрова стоят дешевле газа и электроэнергии;
• на растопку идут и древесные отходы — стружка или опилки;
• помещение прогревается равномерно и остывает дольше;
• котёл легко подключить и к ГВС, и к отопительной сети;
• оборудование экологично и имеет высокий КПД до 85%.

Недостаток конструкции в необходимости постоянно следить за тем, чтобы котёл не перегревался. Дрова подкладывают вручную по мере прогорания топлива. Одной загрузки в котёл в среднем хватает на 2—4 часа. Кроме того, котёл нуждается в регулярной чистке из-за быстрого скапливания сажи в дымоходе и на стенках корпуса.

Схемы: ТТ котел

Это простейшая схема обвязки твердотопливного котла. Ее можно использовать только, если используется блок управления котлом, который предусматривает управление циркуляционным насосм для предотвращения конденсата.

Это распространная схема бюджетной обвязки котла на твердом топливе. Она включает защиту от образования конденсата – трехходовой клапан. Подробнее.

Схема обвязки твердотопливного котла с аварийным гравитационным контуром. Из существующих элементов безопасности аварийный гравитационный контур самый надежный, на мой взгляд. Подробнее.

На этой схеме обвязка котла на дровах с четырехходовым клапаном аварийного подмеса. Я не рекомендую его для котлов с чугунным теплообменником.

При такой обвязке в бойлер дополнительно нужно вмонтировать ТЭН.

Такой вариант для котлов с вентилятором. На бойлер ставится отдельный насос. Требуется автоматика с функцией управления насосом бойлера, с функцией отключения насосов при падении температуры ниже точки образования конденсата. В бойлер также монтируется ТЭН.

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.

Какими трубами делать

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.

Какие из полимерных труб лучше? Полипропиленовые или металлопластиковые? Однозначного ответа нет. Обвязка полипропиленом хороша надежностью соединений — правильно сваренные трубы представляют собой монолит. (Как соединять полипропиленовые трубы читайте тут). Но максимально допустимая температура теплоносителя в системе — не выше 80-90°C (в зависимости от типа трубы). И то, длительное воздействие высоких температур приводит к быстрому разрушению полипропилена — он становится хрупким. Потому обвязка котла полипропиленом делается только в низкотемпературных системах на основе автоматизированных котлов.

При наличии защиты от перегрева обвязку котла можно сделать полиропиленовыми трубами

Подключение аварийных систем

Элементы аварийных систем в схеме обвязки используются в целях:

• защиты от повышения максимального рабочего давления в системе;
• защиты от превышения максимально допустимой выходной температуры теплоносителя, перегрева котла и элементов системы отопления;
• предотвращения образования конденсата в котле вследствие большого перепада температур теплоносителя на входе и выходе устройства.

Предохранительный клапан

Защита котла и элементов системы при превышении рабочего давления теплонесущей жидкости обеспечивается предохранительным клапаном, устанавливаемом на подающей линии при выходе из котла. Такой клапан может входить в группу безопасности котла, которая встраивается в сам котел или подключается отдельно.

Как работает предохранительный клапан

К патрубку сброса давления клапана подсоединяется сливной шланг. При срабатывании клапана лишняя теплонесущая жидкость из системы через шланг сливается в канализацию.

Аварийный теплообменник

Авариный теплообменник нужен для защиты котла и элементов системы от перегрева.

Перегрев оборудования может произойти в двух случаях:

1. при превышении вырабатываемой котлом мощности свыше необходимой для потребителей тепла;
2. при прекращения работы циркуляционного насоса вследствие его поломки или отключения электричества.

Теплообменник состоит из охлаждающего модуля и термоклапана с выносным тепловым датчиком, настроенным на определенную температуру. Устанавливаться они могут внутри самого котла или отдельно на линии подачи теплоносителя в систему отопления.

Как работает теплообменник

При превышении допустимой температуры по сигналу теплового датчика срабатывает термоклапан.

Он подает холодную воду от магистрали водоснабжения в модуль охлаждения, в котором происходит отбор лишнего тепла от теплоносителя. Из модуля охлаждения отобравшая тепло вода поступает в канализацию.

Дополнительный контур

Защита котла от перегрева в системах с принудительной циркуляцией может быть также обеспечена с помощью дополнительного контура с естественной циркуляцией, к которому подключается накопительная емкость для ГВС.

Обвязка котла с дополнительным контуром

При нормальной работе системы давление, создаваемое циркуляционным насосом в основном контуре, запирает дополнительный контур при помощи обратного клапана, не давая циркулировать в нем теплонесущей жидкости.

При выключении по какой-либо причине насоса прекращается принудительная циркуляция теплоносителя в основном контуре и начинается естественная циркуляция в дополнительном контуре. За счет этого происходит охлаждение теплонесущей жидкости в системе до необходимой температуры.

Термостатический смеситель

Поддерживание минимально необходимой температуры на входе в котел, чтобы предотвратить образование в нем конденсата, обеспечивается термостатическим смесителем.

Устройство устанавливается на обратном трубопроводе и подключается к подающей линии при помощи перемычки (байпаса).

Установка термостатического смесителя

При низкой температуре теплоносителя в обратной линии термосмеситель открывается и подмешивает в нее горячую жидкость. После достижения нужной температуры термосмеситель закрывается и перестает подавать через байпас в обратку горячий теплоноситель.

Эту схему можно использовать в системах с любым видом циркуляции.

Особенности покупки и установки электрокотлов

При монтаже электрического отопительного оборудования следует учитывать ряд нюансов:

1. Чтобы выполнить правильное подключение электрокотла к электричеству и отопительной системе, необходимо прибегнуть к услугам сотрудников организаций, занимающихся таким видом работ на профессиональной основе.
2. Сам прибор следует покупать в специализированных торговых предприятиях, где к нему прилагаются соответствующие документы. Оборудование должно иметь заводскую упаковку, которую желательно вскрывать в присутствии специалиста из сервисной службы. Вместе с ним котел осматривают, чтобы убедиться в отсутствии на поверхности механических повреждений и прочих дефектов.
3. Перед установкой электрокотла с патрубков нужно снять заглушки и удостовериться, что в них и коммуникациях отсутствует грязь. При такой схеме подключения электрокотла используют уплотнительные материалы и прокладки.
4. Выбирая место для монтажа теплового электрокотла, желательно отдать предпочтение нежилому помещению. Оптимальным вариантом является кухня (см фото). Прибор следует расположить так, чтобы им было удобно не только пользоваться, но и осуществлять его техническое обслуживание. В соответствии с нормами, промежуток между боковыми сторонами котла и стенами должен составлять 5 сантиметров. Свободное пространство перед прибором не может быть менее 70 сантиметров, над ним – не меньше 80 сантиметров, а под котлом – минимум 50 сантиметров.
5. Устанавливать отопительное оборудование необходимо на стене, сделанной из негорючего материала. Для монтажа устройства используют специальный крепежный элемент – монтажную планку. Обычно она входит в базовую комплектацию электрического котла. На стене планку закрепляют при помощи 4 дюбелей.

Открытый тип с естественной циркуляцией

Самая простая обвязка с минимальным количеством приборов, полной независимостью от электроэнергии. Движение жидкости по системе происходит естественным образом из-за общего расположения труб под небольшим уклоном. Котел устанавливается на полметра ниже уровня радиаторов. Минимальное количество механизмов запорных, приборов регулирующих и т.д.

Такая обвязка эффективна для маленького дома с небольшим количеством потребителей теплоэнергии. Расширительный бак открытого типа устанавливается как можно выше, на чердаке, например.

При этом температуру теплоносителя откорректировать нельзя. А через открытую расширительную емкость часто попадает воздух, влияющий на пагубно внутреннюю поверхность патрубков.

Что еще необходимо в системе

Обвязка котла будет неполной, если в ней не будет крана для слива и заполнения системы. И лучше, если они будут раздельными. Конкретное место установки зависит от строения системы, но есть определенные правила:

Кран для слива делают в самой нижней точке

Это очень важно, если систему отопления надо будет консервировать на зиму — необходимо чтобы в ней оставалось как можно меньше теплоносителя. Если система будет работать зимой постоянно обычно к одному из радиаторов приделывают кран (с патрубком или без) Это и будет место слива системы.
Такой кран для слива системы можно установить в любом удобном месте (на обратном трубопроводе)
Если в системе отопления будет использоваться вода, обычно подключается вход от водопровода

В случае с настенным газовым котлом для этого есть специальный патрубок со стационарным краном. Холодную воду подключают к этому входу, при необходимости подпитки кран открывают на короткое время. Если используется котел без специального патрубка, в трубопроводе подачи (желательно повыше) также устанавливают кран. Как вариант — на отрезке трубы, которая идет на расширительный бачок.

Один из вариантов установки крана для заполнения системы отопления

В некоторых системах слив и залив системы делают из одного крана. Это возможно, если есть насос, которым закачивается теплоноситель и есть манометр, по которому можно контролировать создаваемое давление. При наличии отдельного крана для залива системы в высокой точке можно ее заполнить и самотеком.

Подмес горячей воды и добавка клапанов

Чтобы система заработала надо обеспечить автоматический подмес горячей воды в обратку. Таким образом повышаем температуру воды, заходящей в котел. Если в него будет попадать слишком холодный теплоноситель, котел может быстро выйти из строя. Существует несколько распространенных схем обвязки с добавлением обратки. Мы используем трехходовой смесительный термостатический клапан. Установка этого клапана позволяет образовать малый круг обращения теплоносителя, в результате чего разогрев котла ускорится. Такой подход предотвращает образование конденсата, тем самым оберегает теплообменник от поломок из-за значительной разницы температур.

Представим смоделированную ситуацию. Встроенный лепестковый клапан выставим на срабатывание при достижении температуры 55 градусов. При запуске котла вода в системе не нагрета и пока она холодная, клапан закрывается и пускает носитель по малому кругу. После того, как подаваемая вода нагрелась до порогового значения 55 градусов, клапан приоткрылся и начал подмешивать охлажденную воду из обратки. На следующем этапе нагревается вся бочка, при этом температура обратки также поднимется выше 55 градусов. В этот момент клапан полностью переключится и пустит воду по большому кольцу.

После подключения обратки схему обвязки твердотопливного котла добавляем клапан сброса давления. Он необходим на случай превышения рабочих показателей. В твердотопливном котле предусмотрено специальное отверстие для монтажа клапана. В других моделях клапан можно установить через тройник. Включаем в систему расширительный бак. После него для завершения обвязки со стороны теплогенератора необходимо подключить электрокотел. Он включается в схему параллельно уже установленному твердотопливному котлу.

У нас образовались две подачи, на каждой из них необходимо установить обратные клапаны. Это делается для того, чтобы насос одного из котлов не качал воду по рабочему контуру в противоход другому. Напомним, на твердотопливном котле используем не обычный, а лепестковый клапан.

Схемы монтажа

Схемы монтажа отопительных батарей представлены 5 способами подключения:

• верхний вариант предполагает подводку или отводку жидкости только из верхней точки радиатора;
• нижний метод подключения характеризуется поступлением жидкости непосредственно из разъема расположенного внизу;
• односторонняя подводка осуществляется через верх, а ее отвод снизу только с одной стороны трубы;
• подключение по диагонали осуществляется при подаче теплой воды сверху и ее отводе снизу, но уже с обратной стороны батареи;
• спотовая схема используется нечасто, так как для ее реализации нужен специальный радиатор – монтаж входа и выхода теплоносителя из 4 углов в батарее.