Как правильно подключить твердотопливный котел к системе отопления в частном доме
Зачем нужен теплоаккумулятор
Теплоаккумулятор представляет собой бак, который подключается к котлу и водяному контуру. Корпус его надёжно укрыт теплоизолятором и позволяет аккумулировать тёплую воду для контура, а затем обогревать помещение около суток при отключенном котле.
Как действует теплоаккумулятор:
Отопительный агрегат загружают топливом, разжигают его.
Циркуляционный насос прокачивает теплоноситель по теплообменнику. Холодная вода из нижней части бака устремляется в котёл, в верхнюю часть прибывает уже нагретая вода. Так как плотность холодной и горячей жидкости разная, перемешиваться она не будет. Так бак постепенно заполнится горячей водой.
Если расчёты выполнены верно, когда топливо прогорит, ёмкость окажется наполненной горячей водой нужной температуры. Хорошая термоизоляция сохранит теплоноситель горячим длительное время.
Когда котёл не функционирует, система отопления продолжает выполнять свою задачу. Циркуляционный насос отопительного контура прогоняет теплоноситель по системе. Вода забирается из верхней «горячей зоны» бака.
В обратку вода возвращается уже охлажденной, так теплоаккумулятор постепенно отдаст накопленное тепло.
В реальных условиях, отбор воды в систему отопления идёт беспрерывно. Теплоаккумулятор накапливает «лишнее», в данный момент, невостребованное тепло.
Аккумулятор объёмом 3 тонны, с запасом воды температурой 40-80°C сможет сутки отапливать дом площадью 80 кв.м. Эти параметры соответствуют 170-175 кВт час тепла.
Обычный котёл нужно растапливать до пяти раз в сутки. Если поставлен теплоаккумулятор, периодичность закладки топлива в камеру сгорания сократится в пять раз. Нагретая вода в баке будет постепенно отдавать энергию тепла радиаторам. Твердотопливный котёл будет работать гораздо экономичней. Такая схема подключения отопительного котла в частном доме позволяет без снижения мощности котла длительно обогревать помещение.
Очень выгодно теплоаккумулятор ставить в паре с электрокотлом, когда экономия энергоресурсов особенно актуальна.
На заметку. Ночной тариф при двухтарифном счётчике гораздо ниже дневного: в 2-4 раза. Если включать электрокотел только ночью, чтобы днём теплоаккумулятор лишь отдавал тепло, то можно значительно сэкономить на электроэнергии.
Монтаж закрытой системы с двумя котлами – газовым и твердотопливным
При обустройстве такой отопительной системы твердотопливный и газовый котел в одном контуре подключаются параллельно с обязательной установкой группы безопасности. Открытый расширительный бак заменяют закрытым мембранным бачком, который располагают в специальном помещении.
В составе группы безопасности отмечаются следующие элементы:
Клапан для удаления скопившегося воздуха.
Предохранительный клапан, с помощью которого можно снижать давление в системе.
Манометр.
Вопрос, как подключить два котла, газовый и твердый, решается в следующем порядке:
На трубах, идущих от теплообменников газового и твердотопливного котла в одной системе, устанавливаются отсекающие краны.
На подающей трубе, идущей от твердотопливного агрегата, располагают группу безопасности. При этом она может размещаться вблизи клапана.
Трубы подачи обоих котлов соединяются. Предварительно на линии, идущей от твердотопливного котла, врезается перемычка, по которой будет организовано движение теплоносителя по малому кругу. Расстояние от котла до места врезки может составлять до 2 метров. Рядом с перемычкой устанавливают лепестковый клапан. При отключении котла, работающего на дровах, такая схема не позволяет теплоносителю поступать в котел, несмотря на сильное давление, которое создает газовый котел.
Выполняют соединение подающей линии с приборами отопления, которые располагаются в разных комнатах и на разном расстоянии друг от друга.
Между котлами и отопительными приборами выполняют монтаж обратной линии. В определенном месте ее разделяют на две трубы: одну направляют к газовому котлу, другую – к твердотопливному агрегату. Перед устройством, работающим от газового баллона, устанавливают пружинный клапан. К другой трубе подключается перемычка и трехходовой клапан.
Мембранный расширительный бачок и насос для принудительной циркуляции теплоносителя монтируют на участке перед разделением обратной линии.
Совет: Используйте наши строительные калькуляторы онлайн, и вы выполните расчеты строительных материалов или конструкций быстро и точно.
Закрытая система отопления не требует установки расширительного бачка, поэтому монтажный процесс значительно упрощается. Чаще всего газовые котлы оснащены расширительным баком и предохранительным клапаном.
Для правильной сборки такого отопительного контура необходимо следовать определенной инструкции:
К подающему штуцеру газового котла подключается кран и труба, идущая к приборам отопления.
На этой трубе устанавливается насос для принудительной циркуляции теплоносителя. Его следует расположить перед радиаторами.
Последовательно подключается каждый радиатор.
От них отводится труба, идущая к отопительному котлу. В конце трубы на небольшом расстоянии от агрегата, питающегося от газового баллона, выполняется установка отсекающего крана.
К трубам подачи и обратки подключаются трубы, идущие к аккумулятору тепла. Одна из трубок подсоединяется перед насосом, вторая трубка – за приборами отопления. Каждая трубка оснащается краном, также сюда следует подключить трубки, которые предварительно были врезаны перед теплоаккумулятором и после него.
Схема №4
Данная схема подключения практически ничем не отличается от предыдущей, за исключением того, что мы добавили в нее бойлер косвенного нагрева, насос для загрузки бойлера и насос для подмеса. Оба добавочных насоса установлены между котлом и основным насосом. После каждого насоса рекомендуется устанавливать пружинный обратный клапан.
Мощность насоса подмеса приблизительно можно подсчитать как 30% от мощности основного насоса. Например, если основной насос создает расход 1000 литров в час, то насос подмеса подбирается на 300 л/ч. Все подробные расчеты достаточно громоздки, отметим лишь следующее: если насос подмеса по мощности подобран так, как описано выше, т.е. по правилу 30%, а мощность системы отопления правильно согласуется с мощностью котла, то перепад температур на входе и выходе котла не превысит 5 градусов.
В чем заключается сложность подключения двух котлов
Основной сложностью использования двух котлов в одной отопительной системе является необходимость обустройства разных типов обвязки. Два газовых котла в одном доме могут устанавливаться только при закрытой системе отопления. То есть, подключение газового котла к системе отопления не доставит проблем. А для твердотопливных агрегатов нужна открытая система. Дело в том, что второй вариант котла способен нагревать воду до очень высокой температуры, что приводит к повышению давления в системе. Даже при слабом горении углей теплоноситель продолжает нагреваться.
В такой ситуации требуется сброс давления в отопительной сети, для чего в контур врезают расширительный бак открытого типа. При недостаточном объеме этого элемента системы можно вывести отдельную трубу в канализацию для отвода излишков теплоносителя. Однако установка такого бачка может стать причиной попадания воздуха в теплоноситель, от чего могут пострадать внутренние элементы газового котла, труб и приборов отопления.
Избежать всех перечисленных сложностей подключения двух котлов в одну систему отопления одновременно можно с помощью двух вариантов:
Использовать теплоаккумулятор — устройство, позволяющее совместить закрытую и открытую отопительную систему.
Организовать закрытую схему отопления для твердотопливного и пеллетного котла, применив специальную группу безопасности. В этом случае агрегаты могут работать автономно и параллельно.
Сборка системы открытого типа с аккумулятором тепла
Организация такого типа отопительной системы выполняется по следующей схеме:
На два штуцера твердотопливного котла устанавливают отсекающие краны.
Подключают расширительный бак. При этом место его размещения должно находиться на самом высоком уровне относительно других элементов отопительного контура.
На патрубки аккумулятора тепла также устанавливают краны.
Соединяют котел и теплоаккумулятор посредством двух труб.
Врезают две трубки в контур между теплоаккумулятором и котлом, отступив небольшое расстояние от кранов. На этих трубках также устанавливают запорную арматуру. Дополнительные трубки позволят нагревать теплоноситель от твердотопливного котла, не используя аккумулятор тепла.
Далее врезают перемычку для соединения подающей и обратной трубы в промежутке между теплоаккумулятором и котлом. Для крепления перемычки к подаче можно использовать сварку или фитинги, на обратной трубе перемычка закрепляется посредством трехходового клапана. По образованному малому кругу происходит циркуляция теплоносителя, пока его температура не достигнет 60 градусов. При более сильном нагревании вода начинает двигаться по большому кругу, захватывая аккумулятор тепла.
Подключают фильтр для очистки воды и циркуляционный насос. Оба устройства необходимо установить на обратной трубе контура отопления, оптимальным местом считается промежуток между котлом и трехходовым клапаном. Здесь располагают отвод с насосом и фильтром. Следует помнить, что перед этими элементами и после них в обязательном порядке монтируются краны. Преимуществом П-образного отвода является возможность установки байпаса, по нему будет осуществляться движение теплоносителя при отсутствии электроэнергии. Естественно, газовая котельная в частном доме должна иметь достаточно места для размещения всего необходимого оборудования.
Схема подключения с бойлером
Рассмотрим еще одну схему обвязки твердотопливного котла, в которой кроме теплоаккумулятора есть бойлер. Не будем переделывать котловую часть, оставим ее без изменений. Аналогично предыдущей схеме подключим всю систему отопления. Новым будет только бойлер косвенного нагрева, добавленный в спланированный контур. Внутри выбранной нами модели находится змеевик, через который проходит нагретый теплоноситель. Благодаря этому вода нагревается напрямую и перекачивается с помощью специального насоса. По опыту ранее применявшихся схем рекомендую выводы, подсоединенные к бойлеру, использовать подальше от тех, которые подсоединены к самому котлу и радиаторам отопления.
На выводе подготовленной горячей воды из бойлера необходимо установить еще один расширительный бак. После этого на вводе в систему холодной воды врезаем лепестковый предохранительный клапан. По такой схеме допустимо подвести горячую воду без дополнительных вставок напрямую в санузлы. Трубы не будут слишком горячими — бойлер автоматически контролирует температуру теплоносителя внутри себя.
Может оказаться полезным поставить дополнительный смеситель на выходе, так как в бойлере периодически требуется делать профилактическую дезинфекцию внутреннй полости высокой температурой. При нагреве системы появляется вероятность ошпариться паром, если в этот момент кто-то откроет горячую воду. Помимо этого, смеситель позволит оставлять в бойлере увеличенный запас горячей воды. Для этого электрокотел должен быть подключен к бойлеру, но контур будет строиться напрямую по другой схеме.
Линия рециркуляции в бойлере подключается через специальный дополнительный выход. Подсоединяем в контур арматуру согласно рассмотренной выше схеме. Обратите внимание — в приведенных схемах подробно разобрана только гидравлическая часть, без монтажа изоляции.
Подписывайтесь так же на наш Youtube, группу Вконтакте, Яндекс Дзен. Там много полезного и интересного контента!
Правила монтажа
Первым шагом становится определение места, где будет поставлен котел. Уже с учетом специфики этой площадки определяется и подход к обустройству основания. Следует обратить внимание, что нет до сих пор строгих и систематизированных актов, которые определяли бы весь ход монтажа твердотопливных котлов. Раздел СНиП, посвященный котельным установкам, регулирует только использование генераторов мощнее 0,36 МВт.
Не следует также руководствоваться и указаниями норм, относящихся к бытовым газовым котлам.
Обобщение повседневной практики отопления твердым топливом показывает, что все его виды приводят к запылению окружающего пространства и выходу наружу дыма, пусть и в небольшом объеме. Это означает, что котел нужно ставить за пределами жилого пространства. Если выделить под него обособленный отсек дома не получается, можно использовать кухню, коридор.
Идеальные места (в порядке убывания приоритета):
автономная котельная на улице;
технический блок в самом доме;
подвальное помещение;
гараж;
коридор с приличной естественной вентиляцией.
Рекомендуется ставить котлы на твердом топливе ближе к наружным стенам. При этом: чем больше расстояние, тем длиннее требуется горизонтальный кусок дымохода. Нужно подумать и о том, как именно будет очищаться теплообменник котла. В норме перед ним должно оставаться хотя бы 1 м, с трех других сторон — по 60 см. Строжайше исключено подсоединение газового хода дровяного или угольного котла к кирпичным ходам вентиляции, проложенным внутри стен. Важно принять во внимание и размещение других крупных аппаратов, мебели, дизайн помещения и удобство пользования им.
Заблаговременно требуется, кроме подготовки фундамента из бетона:
пробивать отверстия в стенах под сброс дыма и вентиляцию;
прикрыть склонные к воспламенению конструкции листами несгораемых материалов;
подключить помещение к электросети, обеспечив освещение в ночные часы, работу циркуляционных насосов и автоматики.
Котлы легче 200 кг можно, без сомнений, ставить на стяжку из цемента. Выполнение этого элемента по технологии позволяет исключить малейшие проблемы. Если твердотопливный аппарат оснащен теплообменником из чугуна, придется использовать стяжку из железобетона слоем 100–120 мм. Для котлов, масса которых превосходит 300 кг, потребуется обособленная плита. Нельзя забывать и о том, что котлы, работающие на пеллетах, создают вибрацию, сказывающуюся и на фундаменте, который по этой причине требуется выполнять по особой схеме.
Хотя мелкие твердотопливные котлы и можно поставить просто на полу, требуется заблаговременно усиливать нужное место.
Его укрепление производится за счет дополнительных лаг, для формирования которых применяют брус не тоньше 10х5 см. При установке сразу нескольких тяжеловесных агрегатов нет необходимости отливать обособленный фундамент для всех, а лучше создать так называемый промышленный пол – это стяжка из бетона слоем 120 мм, которую упрочнили стальными стержнями.
Вентиляция
Роль вентиляции в помещении, где монтируется котел на твердом топливе, тройная:
выталкивание наружу газообразных продуктов сгорания, чтобы они не скапливались;
поддержание нормального горения топлива;
замещение расходуемого кислорода идентичным по объему притоком.
На полноценное сжигание 1 кг дерева расходуется приблизительно 4,6 куб. м. воздуха. Если же котел использует каменный уголь, нужно обеспечить вдвое более интенсивный приток. Но этого мало, ведь точно такое же количество образующихся дымовых газов понадобится оперативно выводить на улицу. Потому не обойтись без точного расчета параметров необходимого вентиляционного контура. Входить воздух в котельную будет с одной стороны практически на уровне пола, а выход лучше организовать у потолка, в непосредственной близости от котла.
Если сделать иначе, поступать внутрь воздуха будет очень мало, что не позволит добиться эффективного горения. При этом дым, чтобы покинуть помещение, должен будет пройти значительное расстояние, нередко по сложной траектории. Правильное (рядом с котлом) расположение вывода позволяет поскорее освобождать пространство от незначительного задымления. Но: установка вытяжки около источника тепла, оборудованного вентилятором, приведет к тому, что она станет работать в приточном режиме.
Многие предпочитают строить котельную вплотную к дому, чтобы туда можно было попасть, не выходя под дождь или в мороз. Однако при наличии входной двери, ведущей в жилище, решетку притока рекомендуют ставить на ней внизу. Поступление уже подогретого ранее воздуха увеличивает КПД работы котла.
Важно: вытяжку необходимо делать меньше, чем канал притока. Ее сечение оценивают путем увеличения тепловой мощности котла в 8 раз — результат умножения покажет нужное число кв. см.
Дымоход
Вентиляция сбрасывает только излишки дыма, просочившегося в помещение. Нормальное функционирование котла, уход горючих газов и поступление свежего воздуха обеспечивается такой конструкцией, как дымоход. Потому его проектированию и созданию нужно уделить максимум внимания. Нет никакой необходимости тщательно подгонять оси патрубка и стенного отверстия. Все равно совмещать их придется, поворачивая колена тем или иным образом.
Чтобы исключить возникновение эксплуатационных проблем (прежде всего, конденсата), требуется использовать утепленные трубы. Заменить их могут обычные трубные конструкции, которые обшивают волокнистым базальтом. Самый простой дымоход — пускаемый снаружи приставным способом. Это труба, присоединяемая по вертикали к стене. Связка дымохода с ней производится через так называемый тройник. Повысить безопасность проводки дымового хода через внешние стены или перекрытия особенно важно в деревянных домах.
В нужной перегородке вырезается проем в виде квадрата. Важно: во все стороны размер свободного пространства должен быть на 0,38 м больше, чем протягиваемая труба.
Узел, при помощи которого обеспечивается вывод, формируют из стали с цинковым покрытием. Протолкнув трубу, пустоты насыщают базальтовой ватой. Завершающим этапом является прикрепление внешней крышки короба.
Если приходится вытягивать дымоход по кирпичной стене или через блоки из пенного бетона, применяют стальные гильзы и уплотнительные материалы. Не допускается создание 4 и более поворотов, а также использование дымоходов, общая высота которых (с отсчетом от решетки колосников) составляет менее 5 м.
Стыковка делается так, чтобы конденсат тек по внутренней поверхности трубы, а дождь или тающий снег — по внешней стороне ее. Горизонтальные фрагменты устанавливаются с незначительным уклоном к котлу. Внизу обязательно оборудуют лючок для ревизии и накопитель конденсата. Вторжения в карниз кровли можно избежать за счет обхода трубой из пары колен, соединяемых под углом 30 градусов.
Кронштейны, которые устанавливаются на внутренней части дымохода, должны быть в стороне от границ секций его. Головная часть дымового канала оснащается колпаком. В зависимости от личных предпочтений колпак делают в формате флюгера либо неподвижного конуса. Высота головной части определяется тем, насколько далеко канал выводится от конька. При этом недопустимо размещение оголовка в области ветрового напора как собственного дома, так и соседних строений.
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.
Схема №2
Практически аналогична первой схеме, главное отличие — добавлен бойлер косвенного нагрева. Загрузка бойлера происходит до трехходового клапана, т. е. между клапаном и котлом не требуется насос для загрузки бойлера.
Часто люди все-таки врезают в это место насос по той простой причине, что со змеевика бойлера будет возвращаться холодный теплоноситель, тем самым заставляя котел конденсировать. Однако, если мощность змеевика бойлера косвенного нагрева подобрана верно, то по мере роста температуры внутри змеевика бойлера его мощность будет падать, а значит, и разность температур на входе и выходе бойлера будет уменьшаться, это не позволит образовываться конденсату в котле.
Эта схема подключения твердотопливного котла обладает рядом преимуществ. Первое — возможность организовать приоритет нагрева бойлера путем отключения насоса. В этом случае вся мощность котла направляется на нагрев бойлера, ускоряя его нагрев.
Кроме того, в этой схеме можно организовать следующую логику работы. Допустим, вы греете бойлер, но одновременно идет активный водоразбор — в этом случае бойлер может греться достаточно долго, и правильным решением будет включение насоса. Теперь мощность котла будет расходоваться и на нагрев бойлера, и на поддержание температуры в системе отопления. Таким образом организуется максимально правильная и эффективная работа системы.
Понимание котла простым языком
Итак, твердотопливный котел по сути — это большая металлическая емкость, внутри которой горит «костер» на твердом топливе. Основная проблема такого принципа обогрева (с этой проблемой сталкивается и производитель котельного оборудования, и пользователь, устанавливающий и эксплуатирующий это оборудование) — это проблема контроля интенсивности горения внутри котла. Если с газовым и электрическим оборудованием все предельно ясно, то в случае твердого топлива контроль становится действительно проблематичным.
Однако производители постоянно работают над улучшением характеристик своей продукции, и 99,9% производимых твердотопливных котлов контролируют процесс горения с помощью автоматики, которая управляет насосами котла, и (самое важное) вентилятором, который подает внутрь камеры воздух. При замедлении или остановке вентилятора подача воздуха прекращается, образуется нехватка кислорода (для поддержания горения), и котел снижает интенсивность горения. Отметим, что снижается именно интенсивность горения, полного прекращения процесса не происходит. Именно в этом и кроется корень проблемы, и он отражается в двух аспектах:
Если ваша система отопления уже нагрелась, но внутри котла все-таки присутствует еще некоторое количество несгоревшего топлива, в доме будет становиться все жарче. Фактически это означает, что остаточное топливо расходуется бесполезно (тепло «улетает в трубу»).
Аспект безопасности: если произошло внешнее отключение электроэнергии, остановился насос и вентилятор, температура внутри камеры будет расти, котел может «вскипеть», и ситуация может стать опасной вплоть до физического разрушения котельного оборудования.
Именно поэтому главное требование к твердотопливному котлу — наличие грамотно рассчитанной и подобранной автоматики, которая сможет использовать топливо максимально эффективно и безопасно. Для повышения эффективности и безопасности рекомендуется устанавливать в систему теплоаккумуляторы.
Приступаем к разбору схем обвязки твердотопливных котлов. Заранее отметим, что все схемы приведены для закрытых систем отопления, работающих под избыточным давлением и не имеющих в своем составе открытого расширительного бачка, напрямую связанного с атмосферой.
Как выбирать элементы обвязки
При выборе насоса нужно обратить внимание на тепловую нагрузку на контур. Здесь важно вычислить разницу между температурой воды на подачу и в обратке.
Q=0,86хR/Dt,
где Q — показатель производительности насоса (кубометры в час),
R — мощность котла,
Dt — температурная разница.
Например, при мощности котла 20 кВт и температурных показателях отопительной системы 80/60oС насос нужен со следующими эксплуатационными характеристиками:
Хорошо себя показывает насос, у которого ступенчатая регулировка мощности. Он сможет обеспечить такой уровень производительности, чтобы радиаторы по всему контуру равномерно прогревались.
Такой параметр, как напор теплоносителя, который измеряется в метрах водяного столба, можно не учитывать. В системе отопления не имеет никакого значения количество этажей в здании, этаж, на котором стоит циркуляционный насос. Минимальное значение насоса — 2 метра. Приборы с таким параметром хорошо справляются с движением теплоносителя в водяном контуре многоквартирного дома с высоким гидравлическим сопротивлением. Когда выполняется обвязка котла отопления, эти моменты нужно помнить.
На что обратить внимание при установке мембранного бачка:
Прежде всего, важно выбрать объём бачка. Он должен составлять 1/10 часть от объёма теплоносителя в водяном контуре. Есть простой способ это вычислить. Если в отопительной системе стоят алюминиевые или биметаллические радиаторы, то на 1 киловатт мощности котла идёт 15 литров теплоносителя.
Бачок выдерживает температуру до +120 C.
Рабочее давление устройства зачастую не превышает 1,5 бар. Иногда возникает необходимость его увеличить. Для этого накачивают воздух в бачок с помощью велосипедного насоса.
У клапана верхняя граница допустимого давления 2,5 бар.
Манометр нужно выбирать с давлением в 4 атмосферы.
Как располагать элементы обвязки:
Циркуляционный насос ставят перед камерой сгорания (перед теплообменником), там, где более низкая температура.
Клапан и манометр монтируют при выходе из теплообменника, в месте, где давление начинает повышаться.
Расширительный бачок монтируют в любом участке контура, но не рядом с насосом (колебания давления приведут к износу бачка).
Особенности
В современном частном доме многие люди стараются употребить газовые или даже электрические котлы. Это и понятно: подобная аппаратура автоматизирована и довольно удобна в применении. Но классическая конструкция — твердотопливный котел — тоже не так просто сдает свои позиции.
Мало того, сейчас такой способ обогрева постепенно набирает популярность. Протянуть газ можно не везде, как и электричество, подсоединение к соответствующим сетям стоит дорого, а стабильность их работы, даже в самых освоенных местностях, может быть нарушена непогодой, техническим сбоем, действиями злоумышленников.
Котлы на твердом топливе делаются чугунными либо стальными, при этом нельзя заранее сказать, какой из двух материалов окажется лучше в конкретном случае. Хрупкость чугуна не мешает ему служить очень долго и длительное время сохранять выработанное тепло.
Однако и у сравнительно недолговечной стали есть свои аргументы: это повышенная крепость и более скорый прогрев жилья.
Неважно, ставится ли котел в деревянном, кирпичном или ином доме, основным требованием при выборе его становится количество контуров.
Возвращаясь к материалу теплообменника, стоит подчеркнуть, что сталь лучше переносит рывки температуры, а чугун оказывается устойчивее к коррозии. Стальные изделия легче чугунных, но соединение производится с использованием сварки, а давно известно, что каждый сварной стык является слабым местом конструкции, в которой его сделали. Мастерство сварщиков и тщательное соблюдение технологии уменьшают потери, но не могут предотвратить их совсем.
Нет особого смысла дополнять одноконтурный котел резервуаром для воды. Более правильным шагом оказывается покупка полноценного агрегата с двумя контурами. В конечном счете установка дополнительных баков стоит денег и отнимает лишнее время. Если требуется приобрести котел увеличенной мощности, нужно выбирать пиролизную модель. Она же будет предпочтительной и для тех, кто хочет использовать топливо с максимальной пользой. Но есть существенный минус — очень высокая стоимость.
Последовательность монтажа
Промышленность выпускает несколько разновидностей твердотопливных котлов – пеллетные, прямого горения и пиролизные.
Тем не менее установка твердотопливного котла любого типа выполняется по одинаковой методике:
Сначала определяют место, где будет размещен котел.
Далее выполняют предварительную подготовку помещения.
Оборудуют приточно-вытяжную вентиляцию.
Монтируют выбранный котел на твердом топливе и выкладывают дымоход.
Подключают к общей отопительной системе и проверяют его работоспособность пробным запуском.
Обратите внимание, что некоторые модели котлов на дровах или угле нуждаются в дополнительном питании от электросети. Такую возможность необходимо предусмотреть на этапе подготовки.
Грамотное выполнение подготовительных работ перед установкой твердотопливного котла в доме имеет большое значение. Если проигнорировать один из этапов подготовки, в процессе эксплуатации котла вы неминуемо столкнетесь со сложностями. Тогда все недочеты устранять придется в текущем режиме прямо посреди отопительного сезона. Рассмотрим каждый из перечисленных пунктов более подробно.
Подключение твердотопливного котла к системе
После того как монтаж твердотопливного котла своими руками будет завершен, а дымовая труба займет свое место, можно переходить непосредственно к подключению оборудования к общей системе. Главное, о чем следует помнить – в работающий котел, особенно если в нем чугунный теплообменник, не должна подаваться холодная вода. В противном случае из-за перепада температур на стенках топки образуется липкий конденсат, который смешается с сажей. Он будет снижать эффективность котла, а отчистить его достаточно сложно.
В связи с этим, требования к установке твердотопливного котла предусматривают типовую схему обвязки с байпасом и трехходовым клапаном. Его выставляют на фиксированную температуру в 50-55º, так что теплоноситель будет двигаться по малому кругу до тех пор, пока его температура не достигнет нужных показателей, после чего клапан начнет его постепенно разбавлять холодным потоком из отопительного контура.
Стоит отметить, что при обвязке пеллетных котлов особое внимание нужно уделить подключению горелки и автоматики. Нередко изделия европейских брендов оборудованы автоматическими системами пожаротушения, подключенными к центральному водопроводу. Поэтому, чтобы разобраться, как правильно установить твердотопливный котел пеллетного типа, стоит проконсультироваться с представителем фирмы производителя.
Для подключения котла понадобится также установка расширительного бачка, запорной арматуры и циркуляционного насоса. После этого контур заполняют водой и нагнетают в нем давление в 1 Бар. По завершении работ для проверки работоспособности выполняют пробный запуск системы.
Схема №7
Такая схема говорит нам о том, как делать не надо. Во многих случаях в системе отопления помимо радиаторов устанавливаются теплые полы, поэтому на вторичное кольцо устанавливаются несколько насосов, которые работают каждый по своему контуру.
Так собирать не стоит, а если есть необходимость, между гидрострелкой и циркуляционным насосом нужно поставить трехходовой клапан-термостат, который будет беречь котел от конденсата.
Требования к помещению
Твердотопливные котлы устанавливаются в помещении с низким уровнем влажности. Параметры котельной определяется количеством и параметрами оборудования. Как правило, достаточно площади в 7-8 квадратных метров. Ещё следует определиться с местом хранения топлива. Оно должно быть защищено от атмосферных воздействий.
Стены помещения, где будет устанавливаться котёл, покрываются толстым слоем штукатурки, асбестом и листовым железом. Нужно обратить внимание и на потолок. Если он не защищён от воздействия высоких температур, верхняя часть помещения должна находиться на расстоянии не менее 120 см. Есть ещё несколько требований:
котёл должен располагаться на огнеупорном помосте толщиной 7-10 см;
обязательно наличие у основания кирпичной кладки и стального листа;
допускается применение цементной стяжки толщиной 5-8 см;
от топочной камеры обустраивается зона безопасности – 40-50 см.
Повышенное внимание следует уделить деревянным конструкциям. Они должны быть защищены кирпичной кладкой.
Наличие вентиляции в помещении котельной обязательно. Она призвана выполнять несколько важных функций:
обеспечивать поступление воздушных масс, необходимых для процесса горения;
удалять из помещения вредные газы, которые образуются при горении топлива;
создавать равное количество удалённого и приточного воздуха.
В помещении должно быть оборудовано два отверстия: приточное и вытяжное.
Оборудование при открытой гравитационной системе
При открытой гравитационной системе вся нагрузка ложится на открытый расширительный бачок.
Он выполняет следующие функции:
забирает себе избыточное количество теплоносителя;
компенсирует увеличение давления;
выводит воздух и горячий пар при закипании теплоносителя.
По объёму бак не должен быть меньше 10 процентов от объёма теплоносителя. Больше — можно. Устанавливают его в верхней точке контура, там, где заканчивается разгонный коллектор. От бака розлив идёт назад, в теплообменник, с уклоном, который обеспечивает вывод воздушных пробок и продвижение теплоносителя самотёком.
Через открытый расширительный бачок обычно заливают холодную воду для компенсации испарения.
Схемы обвязки
Закончив с монтажом отводящих горючие газы каналов, нужно заняться обвязкой твердотопливного котла, причем в ней есть не меньше тонкостей. Очень часто такие генераторы тепла оснащают баком для воды, который используется в разнообразных схемах подсоединения. Роль устройства состоит в гашении напряжений, которые могут возникнуть при предельной нагрузке на котел.
Выбор теплоаккумулятора зависит от личных вкусов владельца. Более того, при покупке стоит обратить внимание и на потребности в поддержании некоторой нагрузки за конкретное время теплоаккумулятором.
Требуется обратить внимание и на габариты, поскольку устройство будет массивным и не везде оно поместится.
Обычно ориентируются на величину аккумулятора тепловой энергии в 30–50 л на 1 кВт предельной мощности котла. Если пиковый расход тепла значительно превосходит средний суточный уровень в пересчете на 1 час, а особенно если этот расход длится долго, требуется установить более емкий бак.
Он должен быть рассчитан на давление большее, чем запланированный рабочий максимум. Независимо от избранной схемы присоединения требуется ставить предохраняющие клапаны и бак для расширения. Следует внимательно проводить все расчеты, а в идеале обратиться к профессионалам и для них, и для выполнения самого монтажа.
Правильная обвязка всегда содержит так называемую группу безопасности, которая должна ставиться непосредственно на выводе подающего патрубка.
Это набор систем, которые автоматически сбросят давление, если оно превзойдет установленные показатели. Подобного рода манипуляция осуществляется предохраняющим клапаном, который дополняется манометром и устройством, как раз выводящим воздух наружу. От набора безопасности до самого котла недопустимо применение какой угодно запирающей арматуры. Когда топливо начинает разгораться, циркуляционный насос работает, а клапан, расположенный на вводе в нагревательный контур, перекрыт.
При этом движение жидкости происходит по сокращенному кругу. Как только обратный трубопровод прогреется до 50 или 55 градусов, термическая головка по команде датчика начинает приоткрывать закрытый контур. Это делается плавно, чтобы перемешивание холодной воды с горячей, содержащейся в байпасе, происходило равномерно. В результате прогрева радиаторов температура вырастает, и наступает момент, когда клапан закрывает байпас до конца. При этом 100% теплоносителя направляется сквозь теплообменник котла.
Подобная конфигурация проще всех и может быть выполнена своими руками. Полипропиленовыми трубами пользоваться совершенно спокойно, но требуется только проверить их официальное происхождение и соответствие необходимым характеристикам. Рекомендуется использовать для промежутка между котлом и группой безопасности исключительно металл.
Толстые стенки полипропиленовой трубы отличаются слабой теплопроводностью, из-за которой внешние датчики дают неверные показания, а трехходовой клапан опаздывает с реакцией на изменения условий.
Важно: от насоса до медной колбы тоже следует ставить металлическую трубу, дополнение ТЭНом позволит выдерживать температуру в помещении более четко.
Схема №1
Состав: циркуляционный насос, трехходовой термостатический клапан (для защиты котла от конденсата), экспанзомат (расширительный бачок), собственно, сама система отопления (трубы, радиаторы), группа безопасности.
Плюсы и недостатки схемы
Эта схема обвязки угольного котла отопления максимально надежна. В ней на входе котла гарантированно стабильная температура, а это означает, что внутри камеры не будет образовываться конденсат.
Конденсат внутри котла всегда означает его ускоренную коррозию и износ, а также образование на внутренних поверхностях котла всевозможного рода грязи и смолы, что сильно снижает КПД агрегата.
Недостаток схемы в том, что в систему может подаваться теплоноситель температурой не менее 55 градусов. Для осени или весны эта температура уже является некомфортной, и понизить ее никак не возможно, так как используется трехходовой термостатический клапан. При 45 градусах ваш котел будет просто стоять в режиме ожидания и топливо просто будет расходоваться впустую. Кроме того, дрова в режиме тления опять-таки способствуют образованию смол на стенках котла и снижению его КПД.
Именно поэтому, приобретая клапан, необходимо заранее спланировать, каким видом топлива вы собираетесь топить свой котел. От этого зависит температура теплоносителя на входе в котел и в систему отопления (это два принципиально разных значения).
Рекомендация: к приведенной схеме лучше добавить источник бесперебойного питания. Дело в том, что при внезапном отключении электроэнергии, например, ночью, останавливается циркуляционный насос и кислородный вентилятор. Температура котла при этом повышается, растет давление. Аварийный клапан сброса давления, сработавший один раз на номинальном значении давления, второй раз может не сработать на том же давлении. Как видим, ситуация уже становится опасной, хотя, казалось бы, ничего катастрофического не произошло.
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.
Какие трубы нужны для подключения котла отопления
Выбор труб является очень важным этапом подготовки к монтажу отопительного оборудования.
Для эффективной работы системы обогрева с циркуляционным насосом, трубы должны выдерживать следующие показатели:
давление — 1-2,5 кгс/кв. см.;
температура жидкости на подаче 70-75 °C;
температура на обратке — 55°C.
Это параметры, которые выдерживаются при нормальной работе системы, без аварийных моментов.
Если насос по какой-то причине остановится, то развитие ситуации следующее:
у газового, электрического и дизельного котла термостат перекроет подачу топлива, и работа водяного контура останется безопасной;
у котла, работающем на твёрдом топливе, термостат прикроет поддувало, но горение (тление) топлива будет продолжаться до получаса, это значит, что температура теплоносителя может вырасти.
При таком раскладе эксплуатационные характеристики пластиковых и металлопластиковых труб, которые будут использоваться для газового, электрического и дизельного котла, должны иметь рабочие параметры не менее 80 °C.
Что касается твердотопливного агрегата, то не менее 1-2 метров водяного контура, идущего от котла, нужно делать из стальных, медных труб или нержавейки. Стальные трубы, стойкие к перепадам температуры и гидравлическому давлению, к сожалению, подвержены коррозии, имеют немалый вес и недостаточно гладкую внутреннюю поверхность. Монтаж нужно выполнять с помощью сварки. Снаружи трубы покрывают краской, и такой уход требуется делать регулярно. У труб из меди и нержавейки таких проблем нет. Единственный недостаток — довольно высокая цена на эти изделия.
При естественной циркуляции процесс нагрева теплоносителя происходит медленно. Температура жидкости при выходе из котла иногда превышает 90°C. Поэтому трубопровод между котлом и расширительным бачком всегда делают металлическим.
Ни один, самый лучший пластик, не выдержит нештатную температуру. Образование течи и размягчение пластика гарантировано при 130°C. От перегрева полипропиленовые трубы разрываются.
Важно. Внутренний диаметр трубы на подаче не может быть менее 32 мм. Это необходимо для того, чтобы обеспечить минимальный гидравлический напор при гравитационном отоплении.
В последние годы всё чаще трубопровод стараются скрыть из виду. Разводку делают не только наружную, но и скрытую в стенах, под чистовым полом, внутри гипсокартонных коробов. В системах отопления допустимо комбинировать разные типы труб.
Схема подключения системы горячего водоснабжения
Часто к отопительному котлу подключают дополнительно систему горячего водоснабжения.
Здесь могут применяться разные способы:
При двухтрубной тупиковой схеме отопительные приборы подключены между розливами. Большой минус — ближние радиаторы будут более горячими, дальние — холодными, поэтому этой системе требуется балансировка.
При подключении двухконтурного газового котла для организации ГВС нужен отдельный теплообменник. Здесь схема простая: холодная вода идёт через теплообменник и направляется дальше, к сантехническим приборам.
Если к системе отопления двухконтурный котёл подключается по принудительной схеме циркуляции, то монтаж радиаторов выполняют параллельным способом, чтобы не рассекать трубу подачи теплоносителя.
При использовании схемы с одноконтурным котлом для получения ГВС в частном доме нужно подключить бойлер косвенного нагрева. В этом случае теплоноситель будет отдавать свою тепловую энергию теплообменнику бойлера. В летнее время отопительный контур отключается.
Классическая гравитационная система отопления основана на перепаде высоты между теплообменником и радиаторами.
Если к твердотопливному котлу привязан теплоаккумулятор, температуру радиаторов регулирует трёхходовой клапан с термостатом.
Вариант реализации системы отопления двухконтурного котла:
малый контур, в который встроен циркуляционный насос, замыкается теплообменником с гидрострелкой;
следующая позиция — идёт коллекторная разводка на независимые контуры: 2 радиатора и 4 контура тёплых полов.
Обустройство системы отопления с теплоаккумулятором
Применение такого элемента в схеме с двумя котлами в одной системе отопления имеет несколько особенностей в зависимости от установленных агрегатов:
Теплоаккумулятор, газовый котел и приборы отопления образуют единую закрытую систему.
Твердотопливные котлы, работающие на дровах, пеллетах или угле, нагревают воду, тепловая энергия передается теплоаккумулятору. Он в свою очередь греет теплоноситель, циркулирующий по закрытому контуру отопления.
Для самостоятельного создания схемы отопления с двумя котлами необходимо приобрести следующее:
Отопительный котел.
Теплоаккумулятор.
Расширительный бачок соответствующего объема.
Шланг для дополнительного отвода теплоносителя.
Отсекающие краны в количестве 13 штук.
Насос для принудительной циркуляции теплоносителя в количестве 2 штуки.
Трехходовой клапан.
Водяной фильтр.
Стальные или полипропиленовые трубы.
Для подобной схемы характерна работа в нескольких режимах:
Передача тепловой энергии от твердотопливного котла посредством теплоаккумулятора.
Нагревание воды твердотопливным котлом без использования этого устройства.
Получение тепла от газового котла, подключенного к газовому баллону.
Подключение двух котлов одновременно.
Подключение твердотопливного котла к системе отопления
Основное правило: в работающий котёл не должна подаваться холодная вода, если в нём нет чугунного теплообменника. Иначе в топке будет неизбежно образовываться жидкий конденсат, который начнёт смешиваться с сажей. Получится липкая масса, которая будет снижать эффективность работы системы, и удалить которую будет чрезвычайно трудно.
В связи с этим применяется особая система обвязки с трёхходовым клапаном и байпасом. В клапане фиксируется температура около 50 градусов.
Еще для подключения котла потребуется:
запорная аппаратура;
бачок расширительный;
насос.
После полной установки системы она заполняется водой, и в ней нагнетается давление в 1 Бар.
Последовательность монтажа твёрдотопливного котла
Соблюдать установку твердотопливного котла своими руками не очень сложно:
определяется место размещения котла, лучше, если это будет хорошо проветриваемый коридор;
подготавливается помещение;
обустраивается проточно-вытяжная вентиляция;
монтируется сам котёл;
проводится дымоход;
После всех этих манипуляций котёл подключается к системе отопления и производится пробный пуск оборудования.
У этих устройств есть ряд несомненных преимуществ:
выбор моделей многообразен;
стоимость топлива относительно невысока;
работают такие котлы автономно, без потребления электроэнергии.
Для газового котла нужны дополнительные вложения за проведение газа, установка твердотопливного котла этого не требует. Правда, в автоматическом режиме он работать не может, поскольку периодически требуется закладка топлива. Без присутствия человека его заложить нельзя, это – определённый недостаток таких систем отопления.
Подключение к системе отопления
Рациональная и правильная установка твердотопливного котла — это еще не все, что от него требуется. Обязательно нужно произвести по всем правилам и подключение последующих элементов. После группы безопасности обычно ставят тройник, ведущий в байпас. Температура переключения при настройке датчика на возвратном трубопроводе составляет 55 градусов. Такое значение позволяет исключить возникновение конденсата и поддержать стабильную работу устройства.
Требования к монтажу
Чёткого регламента для установки твёрдотопливных котлов своими руками в жилом помещении нет, но некоторые условия должны быть соблюдены:
желательно устанавливать оборудование как можно ближе к внешней стене дома;
должен быть обеспечен свободный доступ к котлу для технического обслуживания;
запрещается подключение вентиляции в котельной к стационарной кирпичной вентиляции.
Между стеной и котлом должен быть обеспечен зазор, который должен быть не менее 10 см.
Подготовка фундамента
Есть несколько обязательных положений:
если твердотопливный котёл весит до 200 кг, вполне можно обойтись цементной стяжкой;
при весе до 300 кг стяжка должна быть уже железобетонной;
если масса ещё больше, устанавливается фундаментная плита.
При дополнительной установке терплоаккумулятора допускается наличие единой стяжки с котлом арматурного типа.
Подключение дымохода
Самый простой способ обустройства дымохода твердотопливного котла – сделать его приставным с внешней стороны. Это будет вертикальная труба, соединённая с патрубком. Методика установки не представляет особой сложности:
в стене делается отверстие, которое должно превосходить размеры трубы приблизительно на 40 см;
минимальная высота дымохода должна быть не меньше 5 м;
труба не должна иметь более 3 поворотов;
горизонтальная честь дымоходной трубы должна быть немного наклонена в сторону котла;
в нижней части дымохода должен присутствовать сборник образующегося конденсата;
крепления трубы к стене не должны соседствовать с её стыками;
сверху на дымоходную трубу монтируют специальный колпак, предохраняющий от попадания осадков.
Сэндвич-дымоход для твердотопливного котла
Дымоход должен находиться выше кровли, чтобы обеспечить надёжную вытяжку.
Она делится на самотечную и принудительную. Первый способ встречается гораздо чаще, он ещё и дешевле. Для этого варианта установки твердотопливного котла своими руками необходимо будет использовать:
трубы для подачи теплоносителя и его обратного возвращения, они подключаются непосредственно к котлу;
твердотопливный котёл должен быть установлен ниже топливной развязки для облегчения циркуляции теплоносителя в системе;
в группу безопасности входят манометр, предохранительный клапан, система отведения воздуха.
Для принудительной обвязки оборудования понадобится больше:
увеличивается количество труб;
обязательно устанавливается циркуляционный насос;
нужно включить в систему радиаторы и воздухосбросник;
увеличивается количество вентилей, манометров и тонометров.
Принудительная обвязка предусматривает обязательное подключение к электросети.
Грамотно произведённая обвязка обязательно содержит так называемую группу безопасности. Она ставится на выходе из подающего теплоноситель патрубка. Если давление в системе будет выше расчётного, устройства группы безопасности его сбросят. Между ними и непосредственно котлом не должно присутствовать никакой запорной аппаратуры.
Для обвязки твердотопливного котла допустимо использование полипропиленовых труб, их удобно соединять и резать. Для соединения отдельных частей труба нагревается специальным техническим паяльником и мгновенно стыкуется. А вот между группой безопасности и котлом рекомендуется использовать металлические соединения. Систему должен дополнять ТЭН, чтобы предотвратить теплоноситель от возможного замерзания при внезапном отключении системы.
Схема №6
Отличается от предыдущей тем, что в нее добавлен трехходовой клапан с сервоприводом, который обязательно должен быть подключен к электронике твердотельного котла. Во-первых, если система отопления низкотемпературная (к примеру, используется много теплых полов, рассчитанных на температуру 45 градусов), этот клапан будет понижать температуру теплоносителя и приводить в равновесие систему отопления и котел по мощности. Преимущества такой схемы подключения твердотопливного котла в том, что котел защищен от конденсации, а также (в осенне-весенний период) в систему можно подавать более холодный теплоноситель.
Во-вторых, главное преимущество управляемого электронного клапана — в параметрах настройки выставляется минимальный процент открытия, таким образом, чтобы ни происходило в системе, в отличие от трехходового термостата-клапана электронный преднастроенный клапан никогда не закроется. Таким образом, это предохраняет котел от перегрева и аварийных ситуаций. Кроме того, эта схема и этот тип клапана позволяет максимально точно отбалансировать систему отопления и котел по мощности.
