Как подключить котел длительного горения к системе отопления?

Несмотря на прогресс в сфере электрификации и газификации страны, есть еще много мест, где эти коммуникации практически отсутствуют. Но даже там, где они есть, многие люди предпочитают устраивать в своих домах автономное отопление и горячее водоснабжение.

Для этого производится установка твердотопливного котла, что позволяет получить тепло и горячую воду в частном доме, коттедже или даче при гораздо меньших эксплуатационных затратах и финансовых вложениях. Выбор этого вида оборудования довольно большой, но все оно имеет достаточно понятные схемы подключения к различным видам отопления.

Назначение устройства

Твердотопливный котел длительного горения – это сложный агрегат, производящий нагрев циркулирующей воды путем сжигания различного топлива (древесины, угля, опилок, торфа, пеллет и прочего).

Котел может быть одноконтурным, применяемым только для отопления помещений, и двухконтурным, способным не только отапливать здание, но и нагревать воду накопительным или проточным методом. Для этого используется встроенная система ГВС.

Виды твердотопливных котлов

Данные устройства различаются разновидностями используемого топлива, количеством топок и камер горения, способом подачи топлива, материалом, из которого они изготовлены. Существуют несколько видов твердотопливных котлов.

Нагреватели постоянного горения

Они изготовляются из чугуна или стали, содержат одну или две топки, работают только на угле и дровах, цикл работы составляет 4–6 часов, топливо подается вручную. Схема управления таким оборудованием в основном механическая, температура котла 60–70 градусов, разница между подачей и обраткой 20 градусов.

Потребляемая мощность от 7 до 50 кВт, а КПД – 80–90%.

Это самые недорогие котлы, используются там, где нет газопровода, часто они подключаются к системе отопления как резервные.

Устройства длительного горения

Стальные однотопочные агрегаты – топка расположена сверху, что обеспечивает более длительное горение одной закладки (дрова более 24 часов, уголь – до 144 часов) и равномерный прогрев теплоносителя.

Работает на дровах и их производных (брикеты, опилки, стружка и прочее), а также на угле. Температура котла 70–80 градусов, мощность до 50 кВт, КПД – 90–95%. Подача топлива происходит вручную.

Пиролизные твердотопливные

Они производятся из стали, имеют две камеры, соединенные форсункой. Технология заключается в том, что основное топливо (сухие дрова с влажностью не более 25%), сгорая в первой камере, выделяют горючий древесный газ, который воспламеняется во второй камере.

Цикл работы в случае подключения буферной емкости возможен от 6 часов до суток, рабочая температура котла от 70 до 95 градусов, потребляемая мощность до 120 кВт, КПД 90–95%.

Эти котлы намного дороже других, но эффективней и экологичней, т.к. золы образуется минимум, а сажи нет вообще.

Пеллетные

Стальные агрегаты работают на гранулах (пеллетах), изготовляемых из отходов древесины – опилок, стружек и прочее. При наличии съемных колосников есть возможность использовать уголь и дрова.

Достигаемая температура – 70–80 градусов, мощность до 400 кВт, рабочий цикл от 24 до 144 часов.

Схема подачи топлива в таких котлах может быть автоматизирована, управление электронное. Этот вид оборудования используется для отопления помещений с большой площадью.

Способы подключения

Довольно распространенным способом является подключение водонагревателя в систему по закрытой схеме.

Корпус твердотопливных котлов не оборудован расширительным бачком, циркуляционным насосом и прочими элементами, обеспечивающими безопасность его эксплуатации. Поэтому все это оборудование должно быть обязательно включено в обвязку котла со стороны теплового контура.

Открытый

При врезке прибора в систему надо помнить, что расширение теплоносителя в этих агрегатах часто принимает неконтролируемый характер.

Поэтому монтаж твердотопливного котла лучше вести по открытой схеме, когда излишки воды при перегреве просто выльются через трубку расширительного бачка. В обратном случае повышенное давление в трубах может привести к их разрыву.

Со смесительным узлом

Второй способ подключения предполагает наличие смесительного узла. Согласно инструкции теплоноситель при входе в котел должен иметь температуру нагрева минимум 60 градусов для того, чтобы избежать больших тепловых перепадов. Нарушение этого пункта уменьшит срок службы агрегата и приведет к излишнему его загрязнению.

Чтобы избежать таких неожиданностей, к обвязке нагревателя надо подключить смесительный узел, который будет по необходимости подавать горячую воду из трубопровода и перемешивать ее с холодной водой из системы.

Буфер

Третий способ – это схема подключения к обвязке котла буферной емкости для регулирования температуры воды. Когда теплоноситель имеет высокую температуру, буфер поглощает излишнее тепло, а после остывания котла отдает его системе отопления.

Таким образом, тепловой контур ограждается от резких перепадов, что позволяет поддерживать в доме постоянный температурный режим.

Поэтапный ход монтажа

В любой инструкции, прилагаемой к котлу, есть рекомендации по установке оборудования. Монтаж твердотопливного котла должен производиться четко по инструкции и техническим правилам производителя.

Необходимо соблюдать последовательность действий.

Основание

Для начала следует устроить твердое основание из негорючего материала под днище на 20 см шире подошвы агрегата, лучше всего залить бетонную основу. После этого нужно установить котел на твердое основание с учетом всех расстояний, отрегулировать горизонтальность и вертикальность аппарата.

Подключение труб и элементов безопасности

Придерживаясь схемы подключения, произвести врезку группы безопасности в полной комплектации для данного типа котла, которая ставится до запорных кранов.

После этого следует подсоединить трубы отопления, подключение желательно выполнять через запорную арматуру, при этом стыки тщательно уплотнить льном или сантехнической лентой.

Дымоход

Далее нужно собрать дымоход, хорошая тяга в котором зависит от правильно подобранной площади сечения и высоты трубы, все соединения нужно промазать термостойким герметиком.

Завершающий этап

На следующем этапе уже можно заполнить систему отопления водой под более высоким давлением и проверить на наличие протечек. После чего необходимо проверить расположение колосников, заслонок, заглушки, шамотных камней. В заключение установки нужно сбросить давление воды до рабочего, установить заслонки в дымоходе и топке, загрузить дрова.

Теперь можно разжигать котел, при достижении проектной температуры включить терморегулятор на выбранный уровень подачи тепла для комфортного отопления помещения и не забывать вовремя подкладывать дрова в топку.

Обязательные правила при эксплуатации

• запрещено пользоваться для растопки веществами, выделяющими токсические вещества (бензином, соляркой, обрезками ДСП, ламината);
• ширина прохода вокруг котла должна быть не менее 1 метра;
• топливо и легковоспламеняющиеся вещества необходимо держать на расстоянии не менее 40 см от агрегата;
• оборудование необходимо регулярно осматривать и перед каждой растопкой убирать шлак и пепел;
• ежедневно очищать топку и зольник во избежание засорения дымохода.

При правильной эксплуатации оборудования в вашем доме всегда будет комфортный температурный режим.

От того, насколько правильно сделана обвязка твердотопливного котла, зависит эффективность его дальнейшей работы и срок службы. В этом отношении дровяные и угольные теплогенераторы отличаются от всех прочих и требуют особого подхода к вопросу.

Поэтому стоит поподробнее рассмотреть, как при монтаже системы отопления подключить котел на твердом топливе, в том числе и своими руками. Ответ на этот вопрос, а также описание всех вариантов стыковки агрегата с другим теплосиловым оборудованием вы сможете найти в данном материале.

В чем отличие твердотопливных котлов

Помимо того, что эти источники тепла производят тепловую энергию, сжигая различные виды твердого топлива, они имеют ряд других отличий от других теплогенераторов. Эти отличия как раз и являются следствием сжигания древесины, их надо воспринимать как данность и всегда учитывать при подсоединении котла к системе водяного отопления. Особенности заключаются вот в чем:

1. Высокая инерционность. На данный момент не существует способов резко потушить разгоревшееся твердое топливо в камере сжигания.
2. Образование конденсата в топливнике. Особенность проявляется во время 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.

Опасность инерционности состоит в возможном перегреве 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.

Как подключить твердотопливный котел

Каноническая схема подключения твердотопливного котла содержит два главных элемента, позволяющих ей надежно функционировать в системе отопления частного дома. Это группа безопасности и смесительный узел на основе трехходового клапана с термоголовкой и датчиком температуры, показанные на рисунке:

Примечание. Здесь условно не показан расширительный бак — он должен подключаться к обратной линии отопительной системы перед насосом (по направлению течения воды).

Представленная схема показывает, как подключить агрегат правильно и применяется с любыми котлами на твердом топливе, в том числе — пеллетными. Вы можете найти различные общие схемы отопления – с теплоаккумулятором, бойлером косвенного нагрева или гидрострелкой, на которых данный узел не показан, но он там должен быть обязательно. Способ защиты от выпадения влаги в топке подробно рассматривается на видео:

Задача группы безопасности, устанавливаемой прямо на выходе подающего патрубка твердотопливного котла, — сбрасывать в автоматическом режиме давление в сети при его росте сверх установленного значения (обычно – 3 Бар). Этим занимается предохранительный клапан, а кроме него элемент оснащен автоматическим воздухоотводчиком и манометром. Первый выпускает появляющийся в теплоносителе воздух, второй служит для контроля над давлением.

Внимание! На отрезке трубопровода между группой безопасности и котлом не допускается установка любой запорной арматуры.

Как работает схема

Смесительный узел, предохраняющий теплогенератор от конденсата и температурных перепадов, работает по такому алгоритму, начиная от растопки:

1. Дрова только разгораются, насос включен, клапан со стороны системы отопления закрыт. Теплоноситель циркулирует по малому кругу через байпас.
2. При повышении температуры в обратном трубопроводе до 50—55 °С, где стоит накладной датчик выносного типа, термоголовка по его команде начинает нажимать на шток трехходового клапана.
3. Клапан потихоньку открывается и холодная вода понемногу поступает в котел, смешиваясь с горячей из байпаса.
4. По мере того как прогреваются все радиаторы растет общая температура и тогда клапан перекрывает байпас полностью, пропуская весь теплоноситель через теплообменник агрегата.

Важный нюанс. В паре с 3-ходовым вентилем ставится специальная головка с датчиком и капилляром, рассчитанная на регулирование температуры воды в определенном диапазоне (например, 40…70 или 50…80 градусов). Обычная радиаторная термоголовка не подойдет.

Данная схема обвязки – самая простая и надежная, ее монтаж можно спокойно выполнить своими руками и таким образом обеспечить безопасную работу твердотопливного котла. Касательно этого есть парочка рекомендаций, особенно при обвязке дровяного отопителя в частном доме полипропиленом или другими полимерными трубами:

1. Участок трубы от котла до группы безопасности сделайте из металла, а дальше прокладывайте пластик.
2. Толстостенный полипропилен плохо проводит тепло, из-за чего накладной датчик станет откровенно врать, а трехходовой кран – запаздывать. Для корректной работы узла участок между насосом и теплогенератором, где стоит медная колба, тоже должен быть металлическим.

Другой момент – место установки циркуляционного насоса. Лучше всего ему стоять там, где он изображен на схеме – на обратке перед дровяным котлом. Вообще, ставить насос можно и на подаче, но вспомните, о чем говорилось выше: при аварийной ситуации в подающем патрубке может появиться пар. Насос не может перекачивать газы, поэтому при попадании в него пара циркуляция теплоносителя остановится. Это ускорит возможный взрыв котла, ведь он не будет охлаждаться протекающей из обратки водой.

Способ удешевления обвязки

Схему защиты от конденсата можно удешевить, если поставить трехходовой смесительный клапан упрощенной конструкции, не требующий подключения накладного температурного датчика и термоголовки. В нем уже вмонтирован термостатический элемент, настроенный на фиксированную температуру смеси 55 либо 60 °С, как это изображено на рисунке:

Специальный 3-ходовой клапан для твердотопливных отопительных агрегатов HERZ-Teplomix

Примечание. Подобные клапаны, поддерживающие фиксированную температуру смешанной воды на выходе и предназначенные для установки в первичный контур твердотопливного котла, выпускают многие известные бренды — Herz Armaturen, Danfoss, Regulus и другие.

Установка такого элемента однозначно позволяет сэкономить на обвязке ТТ-котла. Но при этом теряется возможность изменения температуры теплоносителя с помощью термоголовки, а ее отклонение на выходе может достигнуть на 1—2 °С. В большинстве случаев эти недостатки несущественны.

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.

Для справки. 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.

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:

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:

Заключение

Как вы могли убедиться, правильно произвести 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.

В отличие от электрических и газовых отопительных агрегатов, котлы, работающие на твёрдом топливе, практически никогда не оснащаются циркуляционными насосами, группой безопасности, устройствами регулировки и управления. Каждый решает эти вопросы самостоятельно, выбирая схему обвязки обогревающего прибора в соответствии с типом и особенностями системы обогрева. От того, насколько правильно будет выполнен монтаж теплогенератора, зависит не только экономичность и производительность отопления, но и его надёжная, безаварийная работа. Именно поэтому важно включить в схему узлы и устройства, которые обеспечат долговечность отопительного агрегата и его защиту при возникновении нештатных ситуаций.

Кроме того, при монтаже твердотопливного котла не стоит отказываться от оборудования, которое создаёт дополнительное удобство и комфорт. При помощи теплоаккумулятора можно решить проблему перепада температур во время перезагрузки котла, а бойлер косвенного нагрева обеспечит дом горячей водой. Задумались о подключении твердотопливного отопительного агрегата по всем правилам? Мы поможем вам в этом!

Типовые схемы обвязки твердотопливных котлов

Мнение о том, что твердотопливный котёл представляет собой морально устаревший агрегат, покрытый грязью и копотью, ошибочно, не так ли?

Сложность управления процессом горения в твердотопливных котлах приводит к большой инерционности отопительной системы, что негативно сказывается на удобстве и безопасности во время эксплуатации. Ситуация осложняется ещё и тем, что КПД агрегатов этого типа напрямую зависит от температуры теплоносителя. Для эффективной работы отопления обвязка должна обеспечивать температуру теплового агента в пределах 60 – 65 °С. Разумеется, при неправильной интеграции оборудования такой нагрев при плюсовой температуре «за бортом» будет весьма некомфортным и неэкономичным. Кроме того, полноценная работа теплогенератора зависит от ряда дополнительных факторов — типа отопительной системы, количества контуров, наличия дополнительных потребителей энергии и т. д. Представленные ниже схемы обвязок учитывают самые распространённые случаи. Если же ни одна из них не отвечает вашим требованиям, то знания принципов и особенностей структуры отопительных систем помогут в разработке индивидуального проекта.

Система открытого типа с естественной циркуляцией в частном доме

Прежде всего, необходимо отметить, что открытые системы гравитационного типа считаются наиболее подходящими для твердотопливных котлов. Связано это с тем, что даже в экстренных случаях, связанных с резким повышением температуры и давления, отопление, скорее всего, останется герметичным и работоспособным. Немаловажно и то, что функциональность обогревающего оборудования не зависит от наличия электропитания. Учитывая, что котлы, работающие на дровах, устанавливают не в мегаполисах, а в удалённых от благ цивилизации районах, этот фактор не покажется вам таким уж малозначительным. Конечно, эта схема не лишена недостатков, главными из которых являются:

• свободный доступ кислорода к системе, что вызывает внутреннюю коррозию труб;
• необходимость в пополнении уровня теплоносителя вследствие его испарения;
• неравномерность температуры теплового агента в начале и в конце каждого контура.

Слой любого минерального масла толщиной в 1 – 2 см, налитого в расширительный бак, предотвратит попадание кислорода в теплоноситель и снизит скорость испарения жидкости.

Несмотря на недостатки, гравитационная схема очень популярна ввиду её простоты, надёжности и низкой стоимости.

Схема монтажа твердотопливного агрегата в отопительной системе открытого типа

Принимая решение выполнять монтаж данным способом, учтите, что для нормальной циркуляции теплоносителя вход котла должен находиться ниже радиаторов отопления не менее, чем на 0.5 м. Трубы подачи и обратки должны иметь уклоны для нормальной циркуляции теплоносителя. Кроме того, важно правильно рассчитать гидродинамическое сопротивление всех веток системы, а в процессе проектирования стараться уменьшить число запорной и регулирующей арматуры. Правильная работа системы с естественной циркуляцией теплоносителя зависит и от места установки расширительного бачка — он должен подключаться в самой высокой точке.

Закрытая система с естественной циркуляцией

Установка на обратной магистрали расширительного бачка мембранного типа позволит избежать вредного воздействия кислорода и избавит от необходимости контроля уровня теплоносителя.

Конструкция мембранного расширительного бака

Принимая решение оборудовать гравитационную систему герметичным расширительным бачком, учитывайте следующие моменты:

• ёмкость мембранного бака должна вмещать не менее 10% объёма всего теплоносителя;
• на трубе подачи обязательно должен быть установлен предохранительный клапан;
• самая верхняя точка системы должна быть оборудована воздухоотводчиком.

Дополнительные устройства, которые входят в группу безопасности котла (предохранительный клапан и воздухоотводик), придётся приобретать отдельно — производители очень редко комплектуют агрегаты подобными устройствами.

Предохранительный клапан позволяет произвести сброс теплоносителя в случае, если давление в системе превысит критическое значение. Нормальным рабочим показателем считается давление от 1.5 до 2 атм. Аварийный клапан настраивают на величину 3 атм.

Более подробно об этой системе узнаете из нашей следующей статьи:

Особенности систем с принудительным движением теплоносителя

Для того чтобы выровнять температуру на всех участках, в закрытую отопительную систему интегрируют циркуляционный насос. Поскольку этот агрегат может обеспечить принудительное движение теплоносителя, требования к уровню установки котла и соблюдению уклонов становятся ничтожными. Тем не менее, не стоит отказываться от автономности естественного отопления. Если на выходе из котла установить обходную ветку, именуемую байпасом, то в случае отключения электричества циркуляцию теплового агента обеспечат силы гравитации.

Применение байпаса позволит при необходимости переключиться на естественный способ циркуляции теплоносителя

Электрическая помпа устанавливается на обратной магистрали, между расширительным баком и входным штуцером. Благодаря пониженной температуре теплоносителя насос работает в более щадящем режиме, что увеличивает его долговечность.

Установка циркуляционного агрегата на обратке необходима ещё и в целях безопасности. При закипании воды в котле возможно образование пара, попадание которого в центробежный насос чревато полным прекращением движения жидкости, что может привести к аварии. Если же прибор будет установлен на входе в теплогенератор, то он сможет обеспечивать циркуляцию теплоносителя даже при возникновении нештатных ситуаций.

Подключение через коллекторы

В случае если к твердотопливному котлу требуется подключить несколько параллельных веток с радиаторами, водяной тёплый пол и т. д., то требуется балансировка контуров, иначе теплоноситель пойдёт по пути наименьшего сопротивления, а остальные участки системы останутся холодными. С этой целью на выходе из отопительного агрегата устанавливают один или несколько коллекторов (гребёнок) – распределительных устройств с одним входом и несколькими выходами. Монтаж гребёнок открывает широкие возможности для подключения нескольких циркуляционных насосов, позволяет подавать к потребителям тепловой агент одинаковой температуры и регулировать его подачу. Единственным минусом обвязки этого типа можно считать усложнение конструкции и повышение стоимости отопительной системы.

Коллекторная обвязка твердотопливного котла

Отдельным случаем коллекторной обвязки является подключение с гидрострелкой. Её отличие от обычного коллектора заключается в том, что это устройство выступает своего рода посредником между отопительным котлом и потребителями. Выполненная в виде трубы большого диаметра, гидрострелка устанавливается вертикально и подключается к входному и напорному патрубкам котла. При этом врезку потребителей делают на различной высоте, что позволяет подобрать оптимальную температуру для каждого контура.

Установка аварийных и регулировочных систем

Аварийные и регулировочные системы служат нескольким целям:

• защита системы от разгерметизации в случае неконтролируемого повышения давления;
• регулировка температуры отдельных контуров;
• защита котла от перегрева;
• предотвращение конденсационных процессов, связанных с большим перепадом температуры подачи и обратки.

Для решения задач безопасности системы в схему обвязки вводят предохранительный клапан, аварийный теплообменник или контур естественной циркуляции. Что же касается вопросов регулирования температуры теплового агента, то в этих целях применяют термостатические и управляемые клапаны.

Обвязка с трёхходовым клапаном

Устройство трёхходового смесительного клапана

Твердотопливный котёл является отопительным агрегатом периодического действия, поэтому он подвергается опасности коррозии из-за конденсата, который выпадает на его стенках во время разогрева. Связано это с попаданием слишком холодного теплоносителя из обратки в теплообменник отопительного агрегата. Устранить опасность этого фактора можно при помощи трёхходового клапана. Это устройство представляет собой регулируемый вентиль с двумя входами и одним выходом. По сигналу с датчика температуры трёхходовой клапан открывает канал подачи горячего теплоносителя на вход котла, препятствуя возникновению точки росы. Как только отопительный агрегат войдёт в рабочий режим, подача жидкости по малому кругу прекращается.

Схема обвязки с трёхходовым клапаном

Довольно распространённой ошибкой является монтаж центробежного насоса до трёхходового вентиля. Естественно, при закрытом клапане ни о какой циркуляции жидкости в системе не может быть и речи. Правильно будет устанавливать помпу после регулировочного устройства.

Трёхходовой клапан можно использовать и для регулировки температуры теплового агента, поступающего к потребителям. В этом случае устройство настраивают на работу в другую сторону, подмешивая холодный теплоноситель из обратки в подачу.

Схема с буферной ёмкостью

Схема системы отопления с буферной ёмкостью

Низкая управляемость твердотопливных котлов требует постоянного контроля за количеством дров и тягой, что значительно снижает удобство при их эксплуатации. Загружать больше топлива и при этом не переживать по поводу возможного закипания жидкости позволит монтаж буферной ёмкости (теплоаккумулятора). Это устройство представляет собой герметичный бак, отделяющий отопительный агрегат от потребителей. Благодаря большому объёму, буферная ёмкость может накапливать избыточное тепло и по мере необходимости отдавать его радиаторам. Отрегулировать температуру жидкости, поступающей из теплоаккумулятора, поможет узел смешивания, который использует всё тот же трёхходовой клапан.

Элементы обвязки, обеспечивающие безопасность отопительной системы

Обвязка с аварийным контуром

Кроме предохранительного клапана, о котором говорилось выше, защита отопительного агрегата от перегрева решается при помощи аварийного контура, по которому в теплообменник подаётся холодная вода из водопровода. В зависимости от конструкции котла подача охлаждающей жидкости может осуществляться непосредственно в теплообменник или специальный змеевик, установленный в рабочей камере агрегата. К слову, именно последний вариант является единственно возможным для систем с залитым антифризом. Подача воды осуществляется при помощи трёхходового вентиля, которым управляет датчик, установленный внутри теплообменника. Сброс «отработанной» жидкости происходит по специальной магистрали, соединённой с канализацией.

Схема с подключением бойлера косвенного нагрева

Схема с подключением бойлера косвенного нагрева

Обвязка с подключением бойлера для горячего водоснабжения может применяться для отопительных систем всех типов. Для этого специальную теплоизолированную ёмкость (бойлер) подключают к водопроводу и системе ГВС, а внутри водонагревателя устанавливают змеевик, который врезают в магистраль подачи теплового агента. Проходя по этому контуру, горячий теплоноситель отдаёт тепло воде. Нередко бойлер косвенного нагрева оснащают ещё и ТЭНами, благодаря которым появляется возможность получать горячую воду в тёплое время года.

Трёхходовый клапан может быть использован и в схеме обвязки бойлера косвенного нагрева. Более подробно об этом читайте в нашем материале:

Видео: Обвязка твердотопливного котла

Правильная установка твердотопливного котла в отопительную систему закрытого типа

Огромным преимуществом твердотопливных котлов является то, что для их установки не требуется никаких разрешительных документов. Монтаж вполне можно провести собственноручно, тем более, что для этого не потребуется ни специального инструмента, ни особых знаний. Главное — ответственно подойти к работе и соблюдать очерёдность всех этапов.

Обустройство котельной

• расстояние от топочной дверцы до стены должно быть не менее 1м;
• на расстоянии не выше 50 см от пола и не ниже 40 см от потолка должны быть установлены вентиляционные каналы;
• в помещении не должны находиться горюче-смазочные и легковоспламеняющиеся вещества и предметы;
• площадку-основание перед зольником защищают при помощи металлического листа размерами не менее 0.5х0.7 м.

Подготовка к установке обогревающего агрегата

Перед установкой котла выбирают схему обвязки, рассчитывают длину и диаметр трубопроводов, количество радиаторов, тип и количество дополнительного оборудования и запорно-регулирующей арматуры.

Несмотря на всё разнообразие конструкторских решений, специалисты рекомендуют выбирать комбинированное отопление, которое сможет обеспечить принудительную и естественную циркуляцию теплоносителя. Поэтому при расчётах необходимо продумать, каким образом будет установлен параллельный участок трубопровода подачи (байпас) с центробежным насосом и предусмотреть необходимые для работы гравитационной системы уклоны. Не стоит отказываться и от буферной ёмкости. Конечно, её установка повлечёт дополнительные расходы. Тем не менее, накопитель этого типа сможет выровнять температурную кривую, а одной закладки топлива хватит на более продолжительное время.

Подключение котла к отопительной системе с буферной ёмкостью двойного назначения

Особый комфорт предоставит теплоаккумулятор с дополнительным контуром, который используется для горячего водоснабжения. Учитывая тот факт, что из-за установки твердотопливного агрегата в отдельной комнате значительно увеличивается длина контура ГВС, на нём монтируют дополнительный циркуляционный насос. Это устранит необходимость сливать холодную воду в ожидании, когда пойдёт горячая.

Перед монтажом котла обязательно надо предусмотреть место для расширительного бачка и не забывать об устройствах, призванных снизить давление в системе в критических ситуациях. Простая схема обвязки, которую можно использовать в качестве рабочего проекта, показана на нашем рисунке. Она объединяет всё рассмотренное выше оборудование и обеспечивает его правильную и безаварийную работу.

Ещё больше информации об обустройстве помещения-котельной и установке оборудования узнаете из нашей статьи:

Монтаж и подключение твердотопливного теплогенератора

1. Устанавливают на место, выравнивают по уровню и крепят отопительный агрегат, после чего к нему подключают дымоход.
2. Крепят радиаторы отопления, устанавливают теплоаккумулятор и расширительный бак.
3. Монтируют трубопровод подачи и байпас, на котором устанавливают центробежный насос. На обоих участках (прямом и обводном) устанавливают шаровые краны для того, чтобы теплоноситель можно было транспортировать принудительным или естественным способом.

Напоминаем, что центробежный насос можно устанавливать только при правильной ориентации вала, который должен находиться в горизонтальной плоскости. Схемы всех возможных вариантов монтажа производитель указывает в инструкции на изделие.

Монтаж отдельных насосов на котловом и теплообменном контуре сможет решить проблему утечки тепла через котёл при его остывании

Обратите внимание! На трубопроводах, которые подключаются к устройствам защиты, запорная арматура не устанавливается. На этих участках должно быть как можно меньше соединений.

Установка автоматического регулятора тяги позволит контролировать процесс горения топлива

Места всех резьбовых соединений должны быть тщательно загерметизированы с помощью сантехнического льна и специальной невысыхающей пасты.

После завершения монтажа в систему заливают теплоноситель, включают на полную мощность центробежные насосы и внимательно осматривают места всех присоединений на предмет утечки. Убедившись в отсутствии подтеканий, разжигают котёл и проверяют работу всех контуров на максимальных режимах.

Особенности интеграции твердотопливного агрегата в открытую отопительную систему

Главной особенностью открытых отопительных систем является контакт теплоносителя с атмосферным воздухом, который происходит с участием расширительного бака. Эта ёмкость призвана компенсировать тепловое расширение теплоносителя, которое происходит при его нагревании. Расширитель врезают в самой высокой точке системы, а для того, чтобы при переполнении бака горячая жидкость не заливала помещение, к его верхней части подключают сливную трубку, второй конец которой выводят в канализацию.

Конструкция расширительного бака открытого типа

Большой объём бака вынуждает устанавливать его на чердак, поэтому понадобится дополнительное утепление расширителя и подходящих к нему трубок, иначе они могут замёрзнуть зимой. Кроме того, надо обязательно помнить, что этот элемент является частью отопительной системы, поэтому его тепловые потери повлекут за собой снижение температуры в радиаторах.

Поскольку открытая система не является герметичной, отпадает необходимость в монтаже предохранительного клапана и подключении аварийных контуров. При закипании теплоносителя давление будет сброшено через расширительный бак.

Отдельное внимание следует уделить трубопроводам. Поскольку вода в них будет идти самотёком, то на циркуляцию будет оказывать влияние диаметра труб и гидравлическое сопротивление в системе. Последний фактор зависит от поворотов, сужений, перепадов уровня и т. д., поэтому их количество должно быть минимальным. Для того чтобы изначально придать потоку воды необходимую потенциальную энергию, на выходе из котла монтируют вертикальный стояк. Чем выше сможет подняться по нему вода, тем выше будет скорость теплоносителя и тем быстрее будут прогреваться радиаторы. В этих же целях вход обратки должен находиться в самой нижней точке отопительной системы.

Напоследок хотелось бы отметить, что в открытых системах предпочтительнее использовать не антифриз, а воду. Связано это с более высокой вязкостью, сниженной теплоёмкостью и быстрым старением вещества при контакте с воздухом. Что же касается воды, то её лучше всего умягчить и при возможности никогда не сливать. Это в несколько раз увеличит срок службы трубопроводов, радиаторов, теплогенератора и другого отопительного оборудования.

Обратите внимание на статью о выборе теплоносителей для систем отопления:

Видео: Подключение твердотопливного котла своими руками

• Автор: Виктор Каплоухий

(9 голосов, среднее: 4 из 5)

Ход установки твердотопливного котла

Несмотря на прогресс в сфере электрификации и газификации страны, есть еще много мест, где эти коммуникации практически отсутствуют. Но даже там, где они есть, многие люди предпочитают устраивать в своих домах автономное отопление и горячее водоснабжение.

Для этого производится установка твердотопливного котла, что позволяет получить тепло и горячую воду в частном доме, коттедже или даче при гораздо меньших эксплуатационных затратах и финансовых вложениях. Выбор этого вида оборудования довольно большой, но все оно имеет достаточно понятные схемы подключения к различным видам отопления.

Назначение устройства

Твердотопливный котел длительного горения – это сложный агрегат, производящий нагрев циркулирующей воды путем сжигания различного топлива (древесины, угля, опилок, торфа, пеллет и прочего).

Котел может быть одноконтурным, применяемым только для отопления помещений, и двухконтурным, способным не только отапливать здание, но и нагревать воду накопительным или проточным методом. Для этого используется встроенная система ГВС.

Виды твердотопливных котлов

Данные устройства различаются разновидностями используемого топлива, количеством топок и камер горения, способом подачи топлива, материалом, из которого они изготовлены. Существуют несколько видов твердотопливных котлов .

Нагреватели постоянного горения

Они изготовляются из чугуна или стали, содержат одну или две топки, работают только на угле и дровах, цикл работы составляет 4–6 часов, топливо подается вручную. Схема управления таким оборудованием в основном механическая, температура котла 60–70 градусов, разница между подачей и обраткой 20 градусов.

Потребляемая мощность от 7 до 50 кВт, а КПД – 80–90%.

Это самые недорогие котлы, используются там, где нет газопровода, часто они подключаются к системе отопления как резервные.

Устройства длительного горения

Стальные однотопочные агрегаты – топка расположена сверху, что обеспечивает более длительное горение одной закладки (дрова более 24 часов, уголь – до 144 часов) и равномерный прогрев теплоносителя.

Работает на дровах и их производных (брикеты, опилки, стружка и прочее), а также на угле. Температура котла 70–80 градусов, мощность до 50 кВт, КПД – 90–95%. Подача топлива происходит вручную.

Пиролизные твердотопливные

Они производятся из стали, имеют две камеры, соединенные форсункой. Технология заключается в том, что основное топливо (сухие дрова с влажностью не более 25%), сгорая в первой камере, выделяют горючий древесный газ, который воспламеняется во второй камере.

Цикл работы в случае подключения буферной емкости возможен от 6 часов до суток, рабочая температура котла от 70 до 95 градусов, потребляемая мощность до 120 кВт, КПД 90–95%.

Эти котлы намного дороже других, но эффективней и экологичней, т.к. золы образуется минимум, а сажи нет вообще.

Стальные агрегаты работают на гранулах (пеллетах), изготовляемых из отходов древесины – опилок, стружек и прочее. При наличии съемных колосников есть возможность использовать уголь и дрова.

Достигаемая температура – 70–80 градусов, мощность до 400 кВт, рабочий цикл от 24 до 144 часов.

Схема подачи топлива в таких котлах может быть автоматизирована, управление электронное. Этот вид оборудования используется для отопления помещений с большой площадью.

Способы подключения

Довольно распространенным способом является подключение водонагревателя в систему по закрытой схеме.

Корпус твердотопливных котлов не оборудован расширительным бачком, циркуляционным насосом и прочими элементами, обеспечивающими безопасность его эксплуатации. Поэтому все это оборудование должно быть обязательно включено в обвязку котла со стороны теплового контура.

При врезке прибора в систему надо помнить, что расширение теплоносителя в этих агрегатах часто принимает неконтролируемый характер.

Поэтому монтаж твердотопливного котла лучше вести по открытой схеме, когда излишки воды при перегреве просто выльются через трубку расширительного бачка. В обратном случае повышенное давление в трубах может привести к их разрыву.

Со смесительным узлом

Второй способ подключения предполагает наличие смесительного узла. Согласно инструкции теплоноситель при входе в котел должен иметь температуру нагрева минимум 60 градусов для того, чтобы избежать больших тепловых перепадов. Нарушение этого пункта уменьшит срок службы агрегата и приведет к излишнему его загрязнению.

Чтобы избежать таких неожиданностей, к обвязке нагревателя надо подключить смесительный узел, который будет по необходимости подавать горячую воду из трубопровода и перемешивать ее с холодной водой из системы.

Третий способ – это схема подключения к обвязке котла буферной емкости для регулирования температуры воды. Когда теплоноситель имеет высокую температуру, буфер поглощает излишнее тепло, а после остывания котла отдает его системе отопления.

Таким образом, тепловой контур ограждается от резких перепадов, что позволяет поддерживать в доме постоянный температурный режим.

Поэтапный ход монтажа

В любой инструкции, прилагаемой к котлу, есть рекомендации по установке оборудования. Монтаж твердотопливного котла должен производиться четко по инструкции и техническим правилам производителя.

Необходимо соблюдать последовательность действий.

Для начала следует устроить твердое основание из негорючего материала под днище на 20 см шире подошвы агрегата, лучше всего залить бетонную основу. После этого нужно установить котел на твердое основание с учетом всех расстояний, отрегулировать горизонтальность и вертикальность аппарата.

Подключение труб и элементов безопасности

Придерживаясь схемы подключения, произвести врезку группы безопасности в полной комплектации для данного типа котла, которая ставится до запорных кранов.

После этого следует подсоединить трубы отопления, подключение желательно выполнять через запорную арматуру, при этом стыки тщательно уплотнить льном или сантехнической лентой.

Далее нужно собрать дымоход, хорошая тяга в котором зависит от правильно подобранной площади сечения и высоты трубы, все соединения нужно промазать термостойким герметиком.

Завершающий этап

На следующем этапе уже можно заполнить систему отопления водой под более высоким давлением и проверить на наличие протечек. После чего необходимо проверить расположение колосников, заслонок, заглушки, шамотных камней. В заключение установки нужно сбросить давление воды до рабочего, установить заслонки в дымоходе и топке, загрузить дрова.

Теперь можно разжигать котел, при достижении проектной температуры включить терморегулятор на выбранный уровень подачи тепла для комфортного отопления помещения и не забывать вовремя подкладывать дрова в топку.

Обязательные правила при эксплуатации

• запрещено пользоваться для растопки веществами, выделяющими токсические вещества (бензином, соляркой, обрезками ДСП, ламината);
• ширина прохода вокруг котла должна быть не менее 1 метра;
• топливо и легковоспламеняющиеся вещества необходимо держать на расстоянии не менее 40 см от агрегата;
• оборудование необходимо регулярно осматривать и перед каждой растопкой убирать шлак и пепел;
• ежедневно очищать топку и зольник во избежание засорения дымохода.

Схема подключения твердотопливного котла для своего дома

В загородных домах и коттеджах, где нет поблизости газопровода, зачастую используются отопительные агрегаты, работающие на дровах и угле. Но схемы подключения твердотопливных котлов могут отличаться друг от друга, так как для пиролизных устройств обязательно наличие электроэнергии, да и сама такая установка имеет некоторые принципиальные отличия.

Твердотопливный котёл в системе отопления

Твердотопливные котлы и их подключение

Некоторые требования к установке ТТ котлов

• Корректность работы отопительной системы зависит, в первую очередь, от самой системы, так как правильно подключить твердотопливный котел (с водяным контуром или без) можно лишь в том случае, если разводка труб и радиаторов выполнена профессионально. Ведь, по сути, у водонагревающего устройства дано го типа есть только вход и выход, куда врезается остальная схема.
• Чтобы твердотопливный котёл работал с наибольшей отдачей и имел наибольший срок бесперебойной службы, инструкция по эксплуатации предполагает минимальную температуру на выходе – 55⁰C, а на входе (обратка) — 45⁰C. В противном случае, конденсат на холодных стенках агрегата снизит его временные показатели, разрушив металл. Этого можно избежать, используя различные схемы подключения котла к отопительной системе.

• Не менее важна и установка агрегата, потому что котёл должен стоять строго вертикально, на жёстком основании, а это подразумевает цементную стяжку не менее 5 см толщиной с подсыпкой (полушкой) такой же толщины. Расширительный бачок открытого типа должен находиться выше всей системы отопления и для этого чаще всего его определяют в чердачное помещение.
• Дымоход у котла должен быть оборудован клапаном из нержавеющей стали, а в нижней его части необходимо устроить сборник для конденсата. Чтобы иметь возможность очищать канал от сажи, по его длине можно сделать небольшие, легкодоступные люки. В неотапливаемой части помещения, через которую проходит труба для отвода копоти следует утеплить её своими руками, чтобы продлить срок эксплуатации.

Схемы подключения ТТ котлов

• Схем на подключение твердотопливного котла существует множество и все они в тех или иных случаях являются наиболее приемлемыми, а иногда – даже незаменимыми. Но, тем не менее, вовсе не обязательно заучивать все чертежи, чтобы добиться самого оптимального результата – достаточно хорошо знать принцип работы агрегатов на твёрдом топливе, их преимущества и недостатки.

• Чтобы рассчитать идеальную схему отопления, нужно как можно лучше совместить работу твердотопливного агрегата с баком аккумуляции тепловой энергии. Дело в том, что рабочая температура водоподогревающего устройства постоянно колеблется в районе 60⁰C-90⁰C и удержать её в постоянном режиме практически невозможно. Ведь котёл, работающий на дровах или угле – это инертное устройство, в отличие от аналогичных газовых, электрических и даже дизельных установок (схему подключения твердотопливного котла вы можете посмотреть в этом материале).

• Не всегда есть возможность для установки водяного насоса для принудительной циркуляции теплоносителя и причины для этого могут быть самые банальные. Одна из них – это частые перепады напряжения в сети, которые сложно выровнять стабилизатором или вообще, полное отсутствие ЛЭП вблизи дома. Конечно, цена на такую систему будет ниже за счёт отсутствия дополнительного оборудования, но дл её монтажа понадобится особая тщательность для соблюдения уклонов.

• Между котлом и баком в системе отопления будут не лишними предохранительные линии на входной и выходной трубе, как можно ближе к водонагревателю. Также соединение котла с расширительным бачком должно происходить наиболее коротким путём, на котором нельзя врезать краны или предохранительные клапаны.
• Обратите внимание на расстояние h на схеме, которое определяет подъём расширительного бачка над верхней точкой системы отопления. Если по каким-либо причинам невозможно поднять бак, таким образом, что циркуляционный насос следует врезать в прямую трубу. В противном случае вы откроете возможность для всасывания воздуха в верхние радиаторы.

• Циркуляционный насос устанавливается на трубе возврата (обратке) поблизости от котла отопления. Это делается для того чтобы в случае сбоя с энергообеспечением система продолжала функционировать без принуждения. Этот агрегат монтируется по обводному пути и в случае необходимости его можно отключить от сети, а обвод перекрыть кранами.

Заключение

Посмотрите на фото схем, а также видео ролик, чтобы составить себе полное представление о принципах монтажа отопления с твердотопливными котлами.

В любом случае, вся система будет основываться на вытеснении холодного теплоносителя горячим потоком. И оттого, насколько эффективно это будет происходить – зависит качество окончательной работы по сборке всего контура, вместе с котлом.

Особенности обвязки твердотопливного котла

Отопительные агрегаты, работающие на различных видах твердого топлива, в эксплуатации существенно отличаются от электрического, газового и жидкотопливного теплогенератора. В связи с этим подключение твердотопливного котла имеет ряд особенностей. Рассмотрим, как правильно установить агрегат для обогрева, чтобы его работа была эффективна и безопасна, а также как монтируется система отопления с двумя котлами.

Твердотопливный котел в системе отопления

Особенности твердотопливных котлов

Отличие твёрдотопливного теплогенератора от котлов, работающих на других энергоносителях, базируется на особенностях горения древесины, угля и иных видов твердого топлива.

1. Инерционность. Твердое топливо, разгоревшееся в камере сгорания, невозможно резко затушить, поэтому всегда сохраняется риск перегрева теплоносителя. Вскипание воды в рубашке котла ведет к скачкообразному повышению давления в системе и ее разгерметизации. Чтобы избежать аварийной ситуации в обвязку твердотопливного котла в обязательном порядке включают автоматический клапан, предназначенный для сброса давления.

По причине инерционности сложнее управлять нагревом теплоносителя – после срабатывания термостата задвижка перекрывается, уменьшая поток воздуха в камеру сгорания, но какое-то время горение продолжается в прежнем режиме и температура жидкости в контуре успевает подняться еще как минимум на 2-3 градуса прежде чем стабилизироваться.

Внимание! Такого недостатка, как высокая инерционность, лишен пеллетный котёл, поскольку конструкцией предусмотрена подача топлива в камеру сгорания мелкими порциями. Прекращение подачи ведет к быстрому угасанию пламени.

2. Конденсация влаги в топливнике. Конденсат образуется в случае, если в водяную рубашку агрегата поступает сильно остывший теплоноситель с температурой ниже 50 градусов. Выпадение конденсата чревато быстрой коррозией металла, из которого изготовлены стенки камеры сгорания, поскольку эта влага представляет собой агрессивную среду. Кроме того, конденсат, смешанный с пеплом, образует клейкую субстанцию, которую трудно счистить с внутренней поверхности топки.

Схема подключения твердотопливного котла должна включать смесительный узел, благодаря которому в остывший теплоноситель обратки подмешивается нагретая котлом жидкость.

Внимание! Чугунный котел, работающий на твёрдом топливе, устойчив к коррозии и не боится конденсата. Тем не менее, в обвязку такого агрегата также добавляют смесительный узел, поскольку поступление остывшего теплоносителя в водяную рубашку раскаленного котла может привести к разрушению чугуна по причине температурного шока.

Базовые принципы подключения твердотопливного агрегата

1. Пока топливо разгорается, клапан перекрывает поток остывшего теплоносителя из большого контура системы отопления. В результате циркуляционный насос гоняет по малому кругу ограниченный объем теплоносителя.
2. На трубе обратки установлен датчик, соединенный с термоголовкой трехходового клапана. Когда теплоноситель в обратном трубопроводе нагревается до 50-55 градусов, термоголовка срабатывает и нажимает на шток клапана.
3. Клапан плавно приоткрывается и остывший теплоноситель начинает понемногу поступать в рубашку котла, смешиваясь с нагретым из байпаса.
4. Когда все радиаторы прогреваются и температура обратки повышается до безопасных для котла значений, трехходовой клапан перекрывает байпас, полностью открывая проход потоку теплоносителя по обратному трубопроводу.

• Полимерные трубы небезопасно использовать для обвязки котла – они могут не выдержать аварийного повышения температуры и давления. Поэтому обвязку рекомендуется выполнить сталью или медью, а полимерные трубы подсоединять уже к коллектору, распределяющему теплоноситель по отопительным контурам. В крайнем случае, металлическую трубу монтируют только между подающим патрубком котла и группой безопасности.
• Использование толстостенной полипропиленовой трубы для обратного трубопровода на участке между трехходовым клапаном и патрубком котла приводит к тому, что накладной температурный датчик реагирует на нагрев теплоносителя с заметным запозданием. Лучше установить металлическую трубу.

Как удешевить обвязку

Базовая схема подключения твердотопливного котла предусматривает использование трехходового смесительного клапана, оснащенного термоголовкой и накладным датчиком. Это оборудование достаточно дорого стоит, и его можно заменить более дешевым вариантом – трехходовым клапаном с вмонтированным термостатическим элементом. Такое устройство отличается фиксированной настройкой – клапан срабатывает, когда температур среды достигает 55 или 60 градусов (в зависимости от модели).

Установка клапана, поддерживающего фиксированную температуру, снижает финансовые затраты на монтаж защиты твердотопливного агрегата от конденсата и термических перепадов. Теряется возможность гибко управлять температурой теплоносителя, отклонения от заданного значения могут достигать 1-2 градусов, но это не является критичным.

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.

Важно! Установка теплоаккумулятора должна быть предусмотрена на этапе разработки проекта отопительной системы. Чтобы котёл мог одновременно нагревать воду в контуре отопления, системе ГВС и в буферной емкости, его мощность должна вдвое превышать расчетную.

Установка с электрическим или газовым агрегатом

• термостатом, который отключает циркуляционный насос ТТ котла при остывании теплоносителя;
• комнатным датчиком температуры, который включает электрический котел, когда температура в помещении падает после прогорания топлива в ТТ агрегате.

Метод первичных и вторичных колец

Как подключить два котла в одну систему, используя минимальное количество электроники? Применение метода первичных и вторичных колец циркуляции позволяет выполнить совместную обвязку ТТ агрегата и электрокотла. Гидравлическое разделение потоков осуществляется без установки гидрострелки.

Вариант подлючения двух видов котлов к одной системе отопления

Оба котла, бойлер ГВС, а также все отопительные контуры, подключаются и подающим и обратным трубопроводом к единому циркуляционному кольцу – они является первичным. Минимальный перепад давлений обеспечивается за счет небольшого расстояния между каждой парой подключения (не более 300 мм). Напор насоса, установленного на главном контуре, обеспечивает движение теплоносителя по первичному кольцу, при этом на интенсивность потока не влияют насосы вторичных контуров (к которым подсоединены потребители тепла).

Чтобы система исправно функционировала, требуется выполнить сложные гидравлические расчеты и подобрать оптимальный диаметр трубопроводов для всех контуров. Также важно рассчитать производительность насосов. Реальная производительность насосного агрегата на главном контуре должен превышать расход теплоносителя на самом «объемном» вторичном контуре. Оба котла оснащаются отключающими термостатами, чтобы они могли работать, замещая друг друга.

Заключение

Перед тем как приступать к самостоятельному монтажу обвязки твердотопливного котла, рекомендуется обратиться к профессионалам, которые выполнят грамотный расчет системы и дадут консультацию по грамотному расположению ее элементов. Схема подключения должна обеспечивать безопасное функционирование твердотопливного котла и создавать оптимальные условия для эффективного расход топлива.