Обвязка котла отопления

Котел – основной элемент любой системы отопления. Правильная обвязка котла гарантирует эффективность работы всего комплекса, сборка своими руками позволяет сэкономить неплохую сумму. Существует общий принцип и схема обвязки теплогенераторов, для каждого отдельного случая они приобретают свою конфигурацию. Это зависит от вида отопительного котла и способа циркуляции теплоносителя, наличия встроенного оборудования. Материал статьи рассматривает все аспекты самостоятельной реализации обвязки котла отопления.

С каждым годом все больше людей стараются отказаться от затратного газового отопления. В качестве альтернативы выбирают твердотопливный котел. Учитывая специфику работы оборудования, действительно позволяет снизить расходы. Насколько – вопрос сугубо индивидуальный. В одном случае в 2 раза, в другом на треть. Данный вопрос всецело зависит от погодных условий, которые никто не может предсказать заранее. А также от стоимости закупаемого топлива. Однако опытным путем доказано, что даже при самых неблагоприятных условиях экономия будет значительной.

В частных домах отказываются от газовых котлов в пользу твердотопливных. Сегодня ассортимент агрегатов настолько обширен, что несложно подобрать подходящую модель. Владельцам частных домов достаточно разобраться, какой котел необходим и будет соответствовать потребностям – благо сегодня ассортимент на рынке огромен.

Владельцы квартир также ищут альтернативу центральному отоплению. Многие хотели бы установить котел для дров или угля, но не знают, возможно ли это в многоквартирном доме. Ответим кратко – возможно, но не во всех. В данном случае сложность не в том, какой котел купить, а в конструкции дома. Ниже мы подробнее опишем, какой должно быть строение. И расскажем о нюансах установки твердотопливного котла в квартире.

Первый запуск котла

Хоть твердотопливный котел на первый взгляд – простое устройство, необходимо знать правила его запуска. Все связаны с усилением безопасности.

К ним относится:

1. Еще раз проверить все соединения. Они должны быть надежно загерметизированными.
2. Наполнить трубы водой или другим теплоносителем. Растопка твердотопливного котла приведет к разрушению герметика в соединениях и порче всей системы.
3. Закрыть люки камер, предназначенных для чистки твердотопливной техники от золы.
4. Проверить показатели на манометре. Давление должно быть рабочим, соответствующим модели котла.
5. Открыть вентили для свободного прохода воды и включить циркуляционные насосы.
6. Заполнить камеру топливом и разжечь его.

Последующие действия не менее важны. Необходимо внимательно еще раз проверить все соединительные узлы и следить за повышением давления. Если оно не стабилизируется, все оборудование необходимо выключить и потушить пламя.

Виды систем водяного отопления

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

В состав группы безопасности входят следующие устройства:

1. Корпус;
2. Термоманометр;
3. Предохранительный сбросной клапан;
4. Ручной или автоматический воздухоотводчик.

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

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

Виды отопительных котлов

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

1. Настенные – газовые, электрические, жидкотопливные;
2. Напольные газовые, электрические, жидкотопливные;
3. Напольные твердотопливные.

Сложность схемы обвязки зависит от наличия встроенного оборудования. Следует знать, что для напольных котлов отопления лучшими материалами обвязки являются стойкие к высокой температуре стальные или медные трубы. Температура в зоне напольного котла может достигать значений в 90 – 950С и быть предельной для целостности полимерных труб, даже стабилизированных.

Настенные котлы чаще всего работают на температурах до 750С, для обвязки можно применять полимерные трубы, желательно стабилизированные алюминием или стекловолокном.

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

Подвод труб отопления и водопровода

Во всех инструкциях и нормативах сказано, что соединения водопроводных труб и труб отопления с газовым котлом должно быть, также, жесткое. Это значит, что можно использовать любые трубы для обвязки газового котла, а само соединение труб отопления и водоснабжения с газовым котлом выполняются через металлические сгоны.

Соединение труб в обвязке выполняются по стандартам простых сантехнических соединений, а именно:

• Металлические резьбовые соединения делаются с уплотнительной подмоткой;
• Полипропиленовые трубы соединяются на специальной сварке;
• Полиэтиленовые трубы соединяются на обжимных фитингах;
• Металлопластиковые трубы соединяется цанговыми соединениями или компрессионными фитингами;
• Соединения медных труб пропаиваются или соединяются цангой.

Схема обвязки настенного котла

Место установки котла должно соответствовать следующим требованиям:

1. Требования прилагаемой технической документации на котел;
2. Требования газового проекта для газовых котлов.

Сопроводительная документация всегда четко отражает размеры расстояний до ограждающих конструкций. Решения о размещении электрических, твердотопливных и жидкотопливных теплогенераторов владелец может принимать самостоятельно, с соблюдением требований паспортов оборудования.

Газовые котлы настенного и напольного типа устанавливаются строго с соблюдением требований согласованного проекта. Жидкотопливные котлы при замене горелки и переводе на природный газ также требуют выполнения проекта – возможна смена точки размещения.

Настенные котлы имеют два патрубка с наружной резьбой диаметром ¾ дюйма (Ду20). Для обвязки котла с полным набором внутреннего оборудования применяют следующие изделия:

1. Кран шаровый ¾ со сгоном Американка – 2 шт.;
2. Фильтр сетчатый грубой очистки, внутренние резьбы ¾ — 1 шт.;
3. Муфта латунная Ду20 (3/4 дюйма);
4. Переходник выбранной трубной системы Ду20х3/4 НР (наружная резьба).

Шаровые краны устанавливаются сгонами в сторону патрубков котла. Это позволяет отключать и снимать котел для профилактики без освобождения системы от воды. Фильтр предназначен для защиты теплообменника от крупных фракций – окалины, песка и тому подобное.

К переходникам 20х3/4 присоединяются трубопроводы отопления – полипропиленовые, металлопластиковые, медные, из сшитого полиэтилена. Далее монтируется система отопления различных конфигураций:

1. Однотрубная;
2. Двухтрубная;
3. Коллекторная;
4. Комбинированная.

Нужно отметить, что объем встроенного расширительного бака в котле не всегда соответствует объему системы отопления. Для проверки всегда нужно проводить поверочный расчет.

Для этого рассчитывается объем теплоносителя в следующем оборудовании:

1. Котел (вместимость теплообменника указана в паспорте);
2. Радиаторы отопления – внутренний объем;
3. Внутренний объем трубопроводов.

Внутренний объем воды в радиаторах указан в технической документации на изделие. В одной секции алюминиевого радиатора стандартной высоты 500 мм (расстояние между центрами подключения) содержится 300 – 350 мл теплоносителя, в секции чугунного радиатора МС-160 – около 1,5 литров.

Внутренний объем труб рассчитывается по проходному сечению трубы, умноженному на длину трубопровода (объем цилиндра).

Объем встроенного экспанзомата должен быть не менее 10% общего объема системы. В ином случае требуется установить дополнительный мембранный расширительный бак.

В случае отсутствия встроенного оборудования типовая схема обвязки состоит из запорной арматуры, фильтра, экспанзомата, циркуляционного насоса, группы безопасности. Линия подпитки (заполнения) от холодного водопровода монтируется только к одноконтурным настенным котлам. Двухконтурные котлы подключены к воде, имеют соответствующий переключатель для пополнения системы.

Группа безопасности устанавливается в верхней точке узла обвязки. Циркуляционный насос рекомендуется устанавливать на обратном трубопроводе, имеющем более низкую температуру. Это создает условия для более продолжительной службы насоса.

При установке насоса следует соблюдать правила монтажа оборудования с «сухим» и «мокрым» ротором. Изделия с «сухим» ротором могут устанавливаться в любом пространственном положении, с «мокрым» ротором – строго с горизонтальным расположением ротора. Это обусловлено тем, что подшипники «мокрого» ротора охлаждаются перекачиваемой жидкостью.

Схема обвязки напольного газового котла

Принцип обвязки напольного газового котла мало отличается от схемы подключения настенного теплогенератора, изменяются диаметры трубопроводов. Чаще всего схема усложняется. Котлы имеют более высокую тепловую мощность, к ним часто подключают бойлеры косвенного нагрева, комплексы напольного отопления, калориферы приточной вентиляции.

При многокомпонентной системе лучшим решением является внедрение в схему гидравлического разделителя, коллекторной группы. Гидрострелка разделяет потоки теплоносителя, успешно балансирует между собой элементы системы с разными режимами работы и температурой.

Распределительные коллекторы с балансировочными вентилями улучшают возможности регулирования и балансировки ветвей.

Схема обвязки напольного твердотопливного котла

Твердотопливные котлы имеют особый режим работы, зависящий от частоты загрузки топлива и его теплотворной способности. Агрегат работает в циклическом режиме, при этом на пике процесса горения температура может приближаться к 950С. Поэтому для обвязки высокотемпературного контура следует применять металлические трубы – медь, нержавеющую и обычную сталь.

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

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

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

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

(Просмотров 3 999 , 1 сегодня)

В чем отличие твердотопливных котлов

Помимо сжигания различных видов твердого топлива, теплогенераторы имеют ряд отличий от остальных источников тепла. Эти особенности нужно воспринимать как данность и всегда учитывать при обвязке твердотопливного котла с системой водяного отопления. В чем они заключаются:

1. Высокая инерционность. На данный момент не существует способов резко потушить разгоревшееся твердое топливо в камере сжигания.
2. Образование конденсата в топливнике во время прогрева. Особенность проявляется из-за поступления в котловой бак теплоносителя с низкой температурой (ниже 50 °С).

Примечание. Явление инерционности отсутствует только у одного вида агрегатов на твердом топливе – пеллетных котлов. В них имеется горелка, куда древесные гранулы подаются дозировано, после прекращения подачи пламя угасает почти сразу же.

Схема устройства ТТ-котла прямого горения с принудительным нагнетанием воздуха

Инерционность создает опасность перегрева водяной рубашки отопителя, вследствие чего теплоноситель в ней вскипает. Образуется пар, который создает высокое давление, разрывающее корпус агрегата и часть подающего трубопровода. Как результат, в помещении топочной много воды, куча пара и непригодный к дальнейшей эксплуатации твердотопливный котел.

Подобная ситуация может возникнуть, когда обвязка теплогенератора выполнена неправильно. Ведь на самом деле нормальный режим работы дровяных котлов – максимальный, именно в это время агрегат выходит на свой паспортный КПД. Когда термостат реагирует на достижение теплоносителем температуры 85 °С и прикрывает воздушную заслонку, горение и тление в топке еще продолжается. Температура воды повышается еще на 2—4 °С, а то и больше, прежде чем ее рост остановится.

Во избежание превышения давления и последующей аварии, в обвязке твердотопливного котла всегда участвует важный элемент – группа безопасности, подробнее о ней будет сказано ниже.

Другая неприятная особенность работы агрегата на дровах – появление конденсата на внутренних стенках топливника из-за прохождения через водяную рубашку еще не разогретого теплоносителя. Этот конденсат – вовсе не божья роса, поскольку представляет собой агрессивную жидкость, от которой быстро корродируют стальные стенки камеры сжигания. Потом смешавшись с пеплом, конденсат превращается в липкую субстанцию, отодрать ее от поверхности не так легко. Проблема решается установкой смесительного узла в схему обвязки твердотопливного котла.

Такой налет служит теплоизолятором и снижает КПД твердотопливного котла

Владельцам теплогенераторов с чугунными теплообменниками, не боящимися коррозии, рано вздыхать с облегчением. Их может ожидать другая беда – возможность разрушения чугуна от температурного шока. Представьте, что в частном доме на 20—30 минут отключили электроэнергию и циркуляционный насос, прогоняющий воду через твердотопливный котел, остановился. За это время вода в радиаторах успевает остыть, а в теплообменнике – нагреться (из-за той же инерционности).

Появляется электричество, включается насос и направляет в разогретый котел остывший теплоноситель из закрытой системы отопления. От резкого перепада температур у теплообменника случается температурный шок, чугунная секция дает трещину, на пол бежит вода. Отремонтировать весьма сложно, заменить секцию удается не всегда. Так что и при таком раскладе узел подмеса предотвратит аварию, о чем будет сказано далее.

Аварийные ситуации и их последствия описаны не с целью напугать пользователей твердотопливных котлов или побудить их к покупкам ненужных элементов схем обвязки. Описание основано на практическом опыте, который необходимо учитывать всегда. При правильном подключении теплового агрегата вероятность подобных последствий чрезвычайно низка, почти такая же, как у теплогенераторов на других видах топлива.

Вариант обвязки с буферной емкостью

Наличие буферной емкости крайне желательно для работы котла на твердых видах топлива и вот почему. Чтобы агрегат функционировал эффективно и производил тепло с заявленным в паспорте КПД (от 75 до 85% у разных типов), он должен действовать на максимальном режиме. Когда прикрывается воздушная заслонка с целью замедлить горение, в топке наблюдается недостаток кислорода и КПД сжигания дров снижается. При этом возрастают выбросы в атмосферу угарного газа (СО).

Для справки. Именно из-за выбросов в большинстве европейских стран запрещается эксплуатировать твердотопливные котлы без буферной емкости.

С другой стороны, при максимальном горении температура теплоносителя в современных теплогенераторах достигает 85 °С, а одной закладки дров хватает всего часа на 4. Это не устраивает многих владельцев частных домов. Решение проблемы – поставить буферную емкость и включить ее в обвязку ТТ-котла таким образом, чтобы она служила баком-аккумулятором. Схематично это выглядит так:

Измеряя температуру Т1 и Т2, можно настроить послойную загрузку емкости балансировочным вентилем

Когда топка горит вовсю, буферная емкость накапливает тепло (на техническом языке – загружается), а после затухания отдает его в отопительную систему. Для управления температурой теплоносителя, подающегося в радиаторы, с другой стороны от бака-аккумулятора тоже ставится трехходовой смесительный клапан и второй насос. Теперь вовсе не обязательно бегать к котлу каждые 4 часа, ведь после затухания топки обогрев дома какое-то время будет обеспечивать буферная емкость. Как долго – зависит от ее объема и температуры нагрева.

Справка. На основании практического опыта вместительность теплоаккумулятора можно определить так: на частный дом площадью 200 м² понадобится бак объемом не менее 1 м³.

Есть парочка важных нюансов. Чтобы схема обвязки благополучно работала, нужен твердотопливный котел, чьей мощности хватит на одновременное отопление и загрузку буферной емкости. Значит, потребуется мощность в 2 раза выше расчетной. Другой момент – подбор производительности насосов таким образом, чтобы расход в котловом контуре немного превышал количество протекающей воды в контуре отопительном.

Интересный вариант стыковки ТТ-котла с самодельным буферным резервуаром (он же — бойлер косвенного нагрева) без насоса продемонстрирован нашим экспертом в видеосюжете:

Совместное подключение двух котлов

Для повышения комфорта отопления частного дома многие хозяева устанавливают два и более источника тепла, работающие на разных энергоносителях. На данный момент наиболее актуальны сочетания котлов на:

• природном газе и дровах;
• твердом топливе и электричестве.

Соответственно, газовый и твердотопливный котел надо подключить таким образом, чтобы второй автоматически замещал первый после сжигания очередной порции дров. Такие же требования выдвигаются и к обвязке электрокотла с дровяным. Это сделать достаточно просто, когда в схеме обвязки участвует буферная емкость, поскольку она одновременно играет роль гидрострелки, что и показано на рисунке.

Подающие линии котлов присоединяются к верхним патрубкам теплоаккумулятора, обратные – к нижним

Совет. Информацию о расчете объема буферного резервуара вы найдете в отдельной публикации.

Как видите, благодаря наличию промежуточного бака-аккумулятора 2 разных котла могут обслуживать сразу несколько распределительных контуров отопления – батареи и теплые полы, и вдобавок загружать бойлер косвенного нагрева. Но теплоаккумулятор с ТТ-котлом ставят далеко не все, поскольку это недешевое удовольствие. На этот случай существует простая схема, причем ее можно смонтировать своими руками:

В схеме учтена особенность электрокотла – встроенный циркуляционный насос всегда работает

Примечание. Схема справедлива как для электрического, так и для газового теплогенератора, работающего вместе с твердотопливным.

Здесь основным источником тепла является дровяной отопитель. После прогорания закладки дров температура воздуха в доме начинает падать, что регистрирует датчик комнатного термостата и тут же включает нагрев электрокотлом. Без новой загрузки дров температура в подающей трубе снижается и накладной механический термостат отключает насос твердотопливного агрегата. Если спустя какое-то время его разжечь, то все произойдет в обратном порядке. Подробно об этом способе совместного подключения рассказано на видео:

Обвязка методом первичных и вторичных колец

Существует еще один способ совместной обвязки твердотопливного котла с электрическим для обеспечения большого числа потребителей. Это метод первичных и вторичных колец циркуляции, который предусматривает гидравлическое разделение потоков, но без использования гидрострелки. Также для надежной работы системы требуется минимум электроники, а контроллер не нужен вообще, невзирая на кажущуюся сложность схемы:

Хитрость в том, что все потребители и котлы подсоединяются к одному первичному кольцу циркуляции как подающим трубопроводом, так и обратным. За счет малого расстояния между подключениями (до 300 мм) перепад давлений выходит минимальным по сравнению с напором насоса главного контура. Благодаря этому движение воды в первичном кольце не зависит от работы насосов колец вторичных. Меняется лишь температура теплоносителя.

Теоретически в главный контур может быть включено сколько угодно источников тепла и вторичных колец. Главное, верно подобрать диаметры труб и производительность насосных агрегатов. Фактическая производительность главного кольцевого насоса должна превышать расход в самом «прожорливом» вторичном контуре.

Чтобы этого добиться, необходимо выполнить гидравлический расчет и только потом удастся верно подобрать насосы, так что без помощи специалистов обычному домовладельцу не обойтись. Кроме того, надо увязать работу твердотопливного и электрического котлов путем установки отключающих термостатов, о чем рассказано в следующем видео:

Как вы могли убедиться, правильно сделать обвязку котла на твердом топливе не так уж просто. К вопросу надо отнестись ответственно и перед выполнением работ по монтажу и подключению дополнительно проконсультироваться со специалистом, чья квалификация не вызывает сомнений. Например, с таким, кто дает пояснения в представленных видеороликах.