Обвязка твердотопливного котла отопления: схема, инструкция

Обвязка с теплоаккумулятором

Чтобы твердотопливный агрегат работал в оптимальном режиме и его КПД приближался к паспортным значениям, необходимо использовать буферную емкость, которая служит аккумулятором излишков тепловой энергии, остающихся после нагревания теплоносителя в отопительном контуре до рабочих температур.

Если котел на дровах или угле работает без теплоаккумулятора, тягу приходится уменьшать, чтобы дрова не горели слишком жарко и теплоноситель не перегревался. Но из-за недостатка кислорода образуется повышенное количество угарного газа, который попадает в атмосферу. В передовых европейских странах по этой причине запрещается эксплуатировать твердотопливные обогреватели без монтажа буферной емкости.

Установка теплоаккумулятора имеет и еще одно преимущество: топливо, сгорающее при оптимальной подаче кислорода, отдает максимум тепловой энергии, и ее излишки не улетают в дымовую трубу, а накапливаются в буферной емкости. Это позволяет поддерживать высокую температуру теплоносителя в контуре отопления в течение нескольких часов после прогорания закладки топлива.

Обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором предусматривает подсоединение буферной емкости следующим образом:

Схема обвязки теплоаккаумлятора с твердотопливным котлом

Чтобы управлять температурой теплоносителя, который подается в радиаторы, предусмотрена установка второго трехходового клапана и второго циркуляционного насоса на линии подачи после подключенного к системе бака-теплоаккумулятора.

Время остывания теплоносителя в системе с теплоаккумулятором после затухания котла зависит от объема резервуара и температуры нагрева. Для частного дома площадью 150-200 кв. м требуется буферная емкость объемом от 1 куб. м. Можно приобрести готовый теплоаккумулятор подходящего объема или изготовить его самостоятельно – он представляет собой прямоугольную или цилиндрическую емкость из стального листа, снабженную надежной теплоизоляцией.

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.

Виды систем водяного отопления

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

Схема с естественной (гравитационной) циркуляцией, открытая система;
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:

Расширительный бак мембранного типа (экспанзомат);
Циркуляционный насос;
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:

Корпус;
Термоманометр;
Предохранительный сбросной клапан;
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.

Что понадобится для установки твердотопливного котла своими руками

Если для монтажа твердотопливного котла вы не собираетесь привлекать специалистов, вам придётся самостоятельно подготовиться к работе.

Прежде всего понадобится спецодежда и инструмент:

спецовка, краги и сварочная маска;
сварочный аппарат;
дисковая пила с режущими дисками по металлу;
строительный уровень и угольник;
набор рожковых ключей;
разводные ключи;
отвёртка с набором различных насадок;
рулетка и маркер;
пистолет для герметика.

Для подключения котла к отопительной системе нужно дополнительно приобрести:

2 шаровых крана со сгоном и двусторонней (внешней и наружной) резьбой диаметром 50 мм;
группу безопасности (манометр, предохранительный клапан, автоматический воздухоотводчик и пару шаровых кранов диаметром 15 мм);
3 стальных муфты диаметром 50 мм;
стальные переходники 57-32 мм;
стальные отводы диаметром 50 мм;
дымовую трубу с шиберной задвижкой;
металлические трубы для подключения котла;
термозащищённый герметик;
сантехническую подмотку;
циркуляционный насос (устанавливается на линии обратного хода и обеспечивает принудительную циркуляцию теплоносителя в случае затруднения естественной).

Самое главное при установке теплогенератора – следовать положениям инструкции завода-изготовителя. Перед началом монтажных работ необходимо выполнить сборку системы отопления и проверить её на герметичность, а также организовать вентиляцию и систему дымоудаления в котельной.

Твердотопливный котел. Некоторые особенности

должен оснащаться контуром аварийного охлаждения

Некоторые котлы имеют уже предустановленную систему охлаждения, которые имеют змеевидную форму, и подключающуюся к водопроводу. Также можно приобрести твердотопливный котел, со специальной арматурой, где находятся встроенные теплообменники. Кроме этого, твердотопливный котел имеет смесительный узел, который используется для понижения температуры.

Обвязка твердотопливного котла отопления схема

обеспечит качественное безопасное отопление

На сегодня можно успешно применять несколько разных систем обвязки отопления. Обвязка твердотопливного котла для отопления различаются между собой по сложности монтажа и принципу работы.

Одна из самых простых схем отопления, это использование гравитационного контура. Такая обвязка прекрасно подойдет для отопления небольшого помещения.

В такой системе отопления движение теплоносителя происходит за счет естественных процессов. Такая обвязка имеет довольно эффективную защиту от перегрева во время отключения основного контура при отключении электричества. При подключении есть одна важная особенность. Твердотопливный котел должен находиться немного ниже радиаторов отопления в цепи.

Чтобы не было гидроудара, схема монтажа для правильного отопления предусматривает установку специального расширительного бака. Бак разделен на две полости. В одной части бака находится вода, а в другой части бака находится воздух. Это сделано для того, чтобы избежать повреждения бака и котла, когда в трубах возникнет повышенное давление. Необходимо отметить, что такая схема обвязки отопления очень проста в исполнении.

Твердотопливные котлы схема обвязки с естественной циркуляцией

Для поддержания необходимой температуры, нужно добавлять в обратную линию теплоносителя воду из котла для подачи. Для этого в систему монтируется специальный трехходовой термический вентиль. Такой вентиль выпускается в трех вариантах.

Для небольшого котла
Имеет в наличии термоэлемент
В комплект поставки входит насос.

Вентиль нужно установить на обратной линии . Когда температура начинает расти байпас закрывается на входе и добавление воды прекращается. Необходимо отметить, что работа такой системы требует подключение к электрической сети, поэтому если электроэнергия отключена, необходимо использовать теплоаккумуляторы.

При монтаже необходимо помнить, что рабочая система должна эффективно перемещать теплоноситель по трубам.

Обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором

Конструкция теплоаккумурятора такая. Он представляет из себя утепленную емкость для воды определенной вместительности, которую можно рассчитать.

При расчете бака для теплоаккумулятора можно следовать такому правилу. Объем бака принимается в соотношении 25 – 30 л воды 1 Вт мощности, исходя из обогрева небольшого помещения.

Схема включения

Схема отопления включает в себя такие основные элементы.

Циркуляционный насос.
Трехходовый и обратный клапан.

Сразу вода проходит по трубопроводу от источника тепла через трехходовый клапан на отопительные приборы до тех пор, пока не достигается определенная температура. Например, 60°.

При этой температуре клапан будет добавлять в систему холодную воду. При этом на выходе должна быть температура 60°.

Обратный клапан присоединяется параллельно трехходовому термостату. Он включится при остановке насоса. При этом котел и теплоаккумурятор будут работать напрямую.

Эта схема отопления работает полностью автономно

Некоторые важные особенности

При подключении и монтаже нужно соблюдать некоторые важные правила. Для обеспечения долгой и бесперебойной работы системы, температура на входе должна быть около 40 или 45°, а на выходе из котла температура должна составлять примерно 55°. Если это условие не будет выполнено, на стенках оборудования начнет собираться конденсат, который постепенно будет разрушать металл.

Итак, было рассмотрено, что такое обвязка твердотопливного котла. Перечисленные выше схемы обводки наиболее распространенные, что связано, в первую очередь, с легкостью монтажа и надежностью работы. Правильное подключение определенного узла в монтаже системы, последовательность соединения соединительных труб необходимо делать правильно. Котел должен быть оснащен аварийным контуром, чтобы система могла работать даже во время ремонтных работ системы. Только правильное подключение обеспечит эффективность работы всей отопительной системы, и отопление помещения будет максимально эффективным.

Подключение котла

Следует отметить, что обвязка газовых, дизельных и электрических теплогенераторов практически одинакова. Тут надо учитывать, что подавляющее большинство настенных котлов оборудовано встроенным циркуляционным насосом, а многие модели – и расширительным баком. Для начала рассмотрим схему подключения простого газового или дизельного агрегата:

На рисунке изображена схема закрытой системы с мембранным расширительным баком и принудительной циркуляцией. Этот способ обвязки встречается наиболее часто. Насос с байпасной линией и грязевиком находится на обратной магистрали, там же стоит расширительная емкость. Давление контролируется с помощью манометров, удаление воздуха из котлового контура происходит через автоматический воздухоотводчик.

Когда теплогенератор снабжен собственным насосом, а также контуром для подогрева воды на нужды ГВС, разводка труб и монтаж элементов выглядит следующим образом:

Здесь показан настенный котел с принудительным нагнетанием воздуха в закрытую камеру сгорания. Для удаления дымовых газов служит двустенный коаксиальный газоход, выведенный на улицу горизонтально сквозь стену. Если топка агрегата – открытая, то нужен традиционный дымоход с хорошей естественной тягой. Как правильно установить дымоходную трубу из сэндвич – модулей, изображено на рисунке:

В загородных домах большой площади нередко приходится состыковывать котел с несколькими контурами отопления – радиаторным, теплыми полами и бойлером косвенного нагрева для нужд ГВС. В такой ситуации оптимальным решением будет задействовать гидравлический разделитель. Он позволит организовать независимую циркуляцию теплоносителя в котловом контуре и одновременно послужит распределительной гребенкой для остальных ветвей. Тогда принципиальная схема отопления двухэтажного дома будет иметь такой вид:

По этой схеме на каждом контуре отопления предусмотрен собственный насос, благодаря чему он работает независимо от остальных. Поскольку к теплым полам следует подавать теплоноситель с температурой не более 45 °С, на этих ветвях задействованы трехходовые клапаны. Они подмешивают горячую воду из основной магистрали тогда, когда снижается температура теплоносителя в контурах теплых полов.

С теплогенераторами на твердом топливе дело обстоит сложнее. Их обвязка должна учитывать 2 момента:

возможный перегрев из-за инертности агрегата, дрова никак не удастся потушить быстро;
образование конденсата при поступлении в котоловой бак холодной воды из сети.

Чтобы избежать перегрева и возможного закипания, циркуляционный насос всегда ставится на обратке, а на подаче сразу за теплогенератором должна стоять группа безопасности. Она состоит из трех элементов: манометра, автоматического воздухоотводчика и предохранительного клапана. Наличие последнего имеет решающее значение, именно клапан сбросит лишнее давление при перегреве теплоносителя. Если вы решили организовать отопление дома дровами, то нижеприведенная схема обвязки обязательна для исполнения:

Здесь же байпас и трехходовой клапан защищают топку агрегата от выпадения конденсата. Клапан не пропустит в малый контур воду из системы, пока температура в нем не достигнет 55 °С. Подробную информацию по этому вопросу можно получить, просмотрев видео:

Многие домовладельцы ставят в помещении топочной два разных источника тепла. Их надо правильно обвязать и подключить к системе. На этот случай мы предлагаем 2 схемы, одна из них – для твердотопливного и электрического котла, совместно работающих с радиаторным отоплением.

Вторая схема объединяет газовый и дровяной теплогенератор, подающие тепло на обогрев дома и приготовление воды для ГВС:

Установка котла на кухне

Кухонное помещение часто является наиболее оптимальным вариантом для монтажа газового котла.

Это связано со следующими моментами:

Помещение отвечает всем требованиям и критериям пожарной безопасности.
На кухнях всегда имеется окно, а иногда их несколько. В окне предусмотрена форточка, с помощью которой тоже можно эффективно проветривать помещение.
На кухне всегда имеется качественная вентиляция.
Стены на кухне делают из трудновоспламеняемых материалов и часто отделывают кафельной плиткой.

Выводы

Вне зависимости от разновидности котла для его самостоятельного монтажа необходимо иметь определённые знания и навыки, а также придерживаться всех требований СНиПов и норм противопожарной безопасности.

Однотрубная горизонтальная

Самый простой вариант однотрубной горизонтальной системы отопления с нижним подключением.

При создании системы отопления частного дома своими руками схема с однотрубной разводкой может оказаться самой выгодной и дешевой. Она одинаково хорошо подходит как для одноэтажных домов, так и для двухэтажных. В случае с одноэтажным домом она выглядит очень просто – радиаторы соединяются последовательно – с целью обеспечения последовательного протекания теплоносителя. После последнего радиатора теплоноситель отправляется по цельной обратной трубе в котел.

Достоинства и недостатки схемы

Для начала мы рассмотрим основные достоинства схемы:

простота реализации;
отличный вариант для небольших домов;
экономия материалов.

Однотрубная горизонтальная схема отопления — отличный вариант для небольших помещений с минимальным количеством комнат.

Схема действительно очень простая и понятная, поэтому с ее реализацией сможет справиться даже новичок. Она предусматривает последовательное соединение всех устанавливаемых радиаторов. Это идеальная схема разводки отопления для частного дома небольших размеров. Например, если это однокомнатный или двухкомнатный дом, то «городить» более сложную двухтрубную систему не имеет особого смысла.

Глядя на фото такой схемы, мы можем отметить, что обратная труба здесь цельная, она не проходит через радиаторы. Поэтому такая схема более экономичная в плане расхода материалов. Если у вас нет лишних денег, такая разводка станет для вас наиболее оптимальной – она сэкономит деньги и позволит обеспечить дом теплом.

Что касается недостатков, то их мало. Главным недостатком является то, что последняя батарея в доме будет холоднее, чем самая первая. Это связано с последовательным проходом теплоносителя через батареи, где он отдает накопленное тепло в атмосферу. Еще одним недостатком однотрубной горизонтальной схемы является то, что при выходе из строя одной батареи придется отключать сразу всю систему.

Несмотря на определенные недостатки, такая схема обогрева продолжает использоваться во многих частных домах небольшой площади.

Особенности монтажа однотрубной горизонтальной системы

Создавая водяное отопление частного дома своими руками, схема с однотрубной горизонтальной разводкой окажется самой простой для реализации. В процессе монтажа необходимо смонтировать батареи отопления, после чего соединить их отрезками трубы. После подключения самого последнего радиатора необходимо развернуть систему в обратном направлении – желательно, чтобы отводящая труба проходила по противоположной стене.

Однотрубная горизонтальная схема отопления может использоваться и в двухэтажных домах, каждый этаж здесь подключается параллельно.

Чем больше ваше домовладение, тем больше в нем окон и тем больше в нем радиаторов. Соответственно, растут и тепловые потери, в результате чего в последних комнатах становится ощутимо прохладнее. Компенсировать падение температуры можно путем увеличения количества секций на последних радиаторах. Но лучше всего смонтировать систему с байпасами или с принудительной циркуляцией теплоносителя – об этом мы расскажем чуть позже.

Аналогичная схема отопления может быть использована для обогрева двухэтажных домов. Для этого создаются две цепочки радиаторов (на первом и втором этажах), которые подключаются параллельно друг другу. Обратная труба в этой схеме подключения батарей одна, она начинается от последнего радиатора на первом этаже. Туда же подключается обратная труба, спускающаяся со второго этажа.

Основные требования к помещению котельной

Бытовые теплогенераторы на твёрдом топливе устанавливаются в отдельных сухих помещениях, пристройках или отдельных строениях. Размеры котельной определяются габаритами агрегата, а также особенностями его обслуживания, однако наименьшая допустимая площадь составляет 7 м.кв. При этом необходимо предусмотреть защищённое от атмосферного воздействия место для хранения запаса топлива — перед загрузкой оно обязательно должно быть сухим.

3D схема отопительной системы с твердотопливным котлом

Нормальный режим работы твердотопливного котла обеспечивается стабильным притоком воздуха. Поэтому в котельной нужно выполнить приточную и вытяжную вентиляцию. Канал первой размерами 30х30 см должен выходить на нижнюю часть стены напротив дымохода, а вытяжное отверстие, габариты которого должны составлять 40х40 см, располагается на не более чем 40 см от потолка. Вентиляция котельной должна обеспечивать нормальную тягу. При её недостатке падает производительность котла, а при избытке – затрудняется регулировка процесса сгорания топлива.

Приточно-вытяжная вентиляция и дымоудаление в котельной

Твердотопливный котёл должен быть установлен на строго горизонтальной несгораемой (бетонной или кирпичной) площадке толщиной около 7 см. На деревянном полу такое оборудование можно устанавливать только с обустройством промежуточного кирпичного слоя, накрытого 3-4 мм металлическим листом или не мене чем 5-см цементной стяжкой. Основа котла на твёрдом топливе должна быть на 10-20 см шире внешних габаритов корпуса, но стороны топки следует дополнительно обустроить зону безопасности шириной не менее 40 см.