Подключение котла отопления: схемы, материалы, оборудование

Приветствую, камрады! Есть несколько схем подключения отопительного оборудования. И все они мне знакомы. Хочу рассказать из чего должна состоять обвязка котла, какие трубы можно использовать и как можно подключить к котлу горячее водоснабжение. Приступим.

Подключение котла отопления: схемы, материалы, оборудование

Котельная частного дома с напольным газовым котлом и бойлером косвенного нагрева.

Немного теории

Один из признаков, по которым можно классифицировать системы автономного отопления, — способ побуждения циркуляции в них. По этому параметру отопительная система может быть:

  • Гравитационной (с естественной циркуляцией). Теплоноситель приводится в движение только естественной конвекцией:
    1. нагревшиеся массы жидкости вытесняются в верхнюю часть контура более холодными (и, соответственно, плотными);
    2. после чего самотеком под действием гравитации возвращаются назад;

Подключение котла отопления: схемы, материалы, оборудование

Горячий теплоноситель вытесняется в верхнюю часть контура и возвращается к теплообменнику котла самотеком.

  • Принудительной. В этом случае теплоноситель приводит в движение циркуляционный насос.

Принудительная циркуляция обеспечивает быстрый и более равномерный нагрев отопительных приборов. Достоинство гравитационной системы — энергонезависимость. Она будет работать в отсутствие электроэнергии или при ее частых отключениях.

Трубы

Какие трубы можно использовать для подключения котла к отопительной системе?

Принудительная циркуляция

Типичные параметры контура с циркуляционным насосом таковы:

Параметр Значение
Давление 1-2,5 кгс/см2
Температура подачи 70-75С
Температура обратки 50-55С

Подключение котла отопления: схемы, материалы, оборудование

Автономное отопление работает в щадящем для труб режиме. На фото электрокотел поддерживает температуру подачи в +65 ºС.

В штатном режиме эти параметры не могут быть превышены ни в одной точке контура. А что произойдет при остановке насоса?

  • Газовый, электрический, дизельный котлы: термостат выключит нагрев и удержит параметры контура в пределах допустимых и безопасных;
  • Твердотопливный котел: термостат прикроет заслонку, но тление топлива какое-то время будет продолжаться. Температура воды на выходе из теплообменника котла заметно вырастет.

Подключение котла отопления: схемы, материалы, оборудование

Твердотопливный котел — прибор с большой инерционностью. При закрытом поддувале он будет греть теплоноситель еще 15-30 минут.

Поэтому:

  1. Для котлов первых трех типов можно смело использовать любые пластиковые и металлопластиковые трубы с заявленной производителем рабочей температурой от 80С и выше;
  2. Как минимум первые 1-2 метра трубопровода от патрубков твердотопливного котла (а лучше — все розливы) нужно прокладывать металлическими трубами — стальными, нержавеющими или медными.

Подключение котла отопления: схемы, материалы, оборудование

Участок между теплообменником твердотопливного котла и трехходовым клапаном смонтирован стальной трубой. Остальной розлив — полипропиленом.

Естественная циркуляция

В гравитационной системе теплоноситель движется куда медленнее, чем в контуре с принудительной циркуляцией. При растопке гидравлическое сопротивление всего контура будет препятствовать началу циркуляции, и температура воды на выходе из котла отопления может достигать 90 и более градусов.

Именно поэтому участок контура, соединяющий котел и расширительный бак (что это такое — я объясню чуть позже), прокладывается только металлическими трубами. Для всех видов пластика температура выше 90 ºС — нештатный режим.

Последствия эксплуатации труб в этом режиме предсказуемы:

  • Многократное уменьшение ресурса (с 25-50 лет до нескольких недель, а то и часов);
  • Размягчение пластиковых оболочек и появление течей (при температурах свыше 130 ºС).

Подключение котла отопления: схемы, материалы, оборудование

Разрыв армированной полипропиленовой трубы вследствие перегрева.

При монтаже контура своими руками учтите, что в гравитационной системе внутренний диаметр розлива не должен быть меньше 32 мм. Большое сечение трубы означает минимальное гидравлическое сопротивление. Не забывайте: гравитационное отопление работает с минимальным гидравлическим напором.

Обвязка

Какое дополнительное оборудование необходимо для установки котла?

Закрытая система с принудительной циркуляцией

Закрытой называется система отопления, не сообщающаяся с окружающим воздухом и работающая при избыточном давлении. Абсолютное большинство контуров с принудительной циркуляцией — закрытые.

Подключение котла отопления: схемы, материалы, оборудование

Закрытая отопительная система с индукционным электрическим котлом и циркуляционным насосом.

Элементы

В этом случае обвязка котла включает:

Насос. Маломощный (100-200 ватт) прибор с центробежной крыльчаткой, который устанавливается в разрыв розлива.
Мембранный расширительный бак. Его задача — предоставить нагревающемуся теплоносителю место для расширения без критического роста давления в розливе.
Предохранительный клапан. Клапан отвечает за сброс теплоносителя в дренаж в том случае, если давление на выходе из теплообменника котла все-таки превысит опасные значения.
Автоматический воздушник. После сброса и повторного заполнения контура в нем останется воздух, препятствующий циркуляции и создающий шумы. Задача воздушника — сбросить его в атмосферу без потери теплоносителя.
Манометр. Визуальный контроль текущего давления в системе.
Статья в тему:  Основное устройство и принцип работы электрических нагревателей

Опционально обвязка может включать:

  • Фильтр для газового котла устанавливается на входе в теплообменник и страхует от его засорения мелким мусором;

Подключение котла отопления: схемы, материалы, оборудование

Фильтр грубой очистки на входе теплоносителя в теплообменник газового котла. Функция фильтра — задержать мелкий мусор и не дать ему забить тонкие каналы.

  • Фильтр грубой очистки часто ставится и перед циркуляционным насосом. Цель — исключить попадание мусора к крыльчатке;
  • Теплоаккумулятор нередко встречается в обвязке твердотопливного или электрического котла. На нем мы остановимся чуть подробнее.

Что это такое — теплоаккумулятор (или буферная емкость)?

Так называется объемный герметичный бак с несколькими патрубками для подключения к отопительным контурам и внешней теплоизоляцией. О его функциях нетрудно догадаться по названию: теплоаккумулятор накапливает тепловую энергию.

Подключение котла отопления: схемы, материалы, оборудование

Теплоаккумулятор — приспособление для накопления тепловой энергии.

Нагрев 3 тонны воды с 40 до 80 градусов, можно запасти 175 кВт·ч тепла. Этим теплом дом площадью 80 м 2 отапливается в течение суток.

Зачем аккумулировать энергию в таких количествах?

Теплоаккумулятор в обвязке котла может выполнять несколько функций:

  1. Увеличивать периодичность растопок котла на твердом топливе. Классический котел приходится растапливать три-пять раз в сутки. Если в состав отопительной системы входит буферная емкость достаточного объема, растопка нужна лишь раз в сутки: вода в баке нагревается и постепенно отдает накопленное тепло батареям в жилых комнатах;

Подключение котла отопления: схемы, материалы, оборудование

Схема с твердотопливным котлом и буферной емкостью. Она позволит увеличить промежуток между растопками до 12-24 часов.

  1. Сделать более экономичным отопление на твердом топливе. Классический котел при работе на пониженной мощности снижает КПД (коэффициент полезного действия) из-за неполного сгорания угля или дров при прикрытом поддувале:
  • Ограниченный приток воздуха приводит к тому, что ваши деньги в буквальном смысле слова вылетают в трубу в виде летучих углеводородов и угарного газа;
  • Схема с буферной емкостью допускает длительную работу отопительного контура без снижения мощности котла: работая на номинальной мощности, он отдает все тепло воде в теплоаккумуляторе;
  1. Обеспечить работу электрокотла только в ночное время. Ночной тариф при двухставочной тарификации в 2-4 раза ниже дневного. Днем, когда цена киловатт-часа электроэнергии выше, на отопление дома расходуется накопленное ночью тепло.

Подключение котла отопления: схемы, материалы, оборудование

Двухтарифный счетчик в комплекте с теплоаккумулятором позволит вашему электрокотлу стать более экономичным.

Как выбрать и где установить

Вначале о том, как подобрать элементы обвязки.

Насос подбирается в зависимости от:

  • Тепловой нагрузки на контур (читай — мощности котла);
  • Разницы между подачей и обраткой в градусах.

Формула для подсчета минимальной производительности циркуляционного насоса имеет вид:

Q=0,86R/Dt.

  • Q — производительность в кубометрах в час;
  • R — нагрузка в киловаттах;
  • Dt — та самая дельта температур.

Так, при мощности котла 16 кВт и параметрах отопления 70/50 ºС насос должен перекачивать 0,86*16/(70-50)=0,688 м3/ч.

Подключение котла отопления: схемы, материалы, оборудование

Насос со ступенчатой регулировкой мощности позволяет подобрать производительность, обеспечивающую равномерный нагрев радиаторов при отсутствии гидравлических шумов.

Еще одним параметром циркуляционного насоса (напором) можно смело пренебречь. Его минимальное значение — 2 метра; такой же перепад приводит в движение теплоноситель в отопительном контуре многоквартирного дома с его куда более высоким гидравлическим сопротивлением.

Мембранный бачок подбирается по объему. Объем бака обычно берут равным 1/10 от количества теплоносителя в системе. Последнее, в свою очередь, в контуре с алюминиевыми или биметаллическими батареями вычисляется как 15 литров на киловатт мощности котла.

Давление зарядки бака обычно равно 1,5кгс/см 2 . При необходимости его можно увеличить, накачав воздух в воздушный отсек бачка через ниппель обычным велосипедным насосом.

О группе безопасности (клапане, воздушнике и манометре) полезно знать всего две вещи:

  1. Клапан должен быть отрегулирован на верхнюю границу допустимого давления (обычно 2,5кгс/см2);
  2. Шкала манометра должна показывать давление как минимум до 4кгс/см2.

Подключение котла отопления: схемы, материалы, оборудование

Шкала манометра в группе безопасности котла должна быть откалибрована как минимум до 4 атмосфер.

Где устанавливаются элементы обвязки?

  • Циркуляционный насос обычно ставится перед камерой сгорания или теплообменником котла, на участке контура с наиболее низкой температурой;
  • Группа безопасности монтируется на выходе из его теплообменника — там, где при остановке циркуляции начинает расти давление;
  • Расширительный бачок можно подключить к любому участку контура. Его нельзя монтировать лишь около места установки насоса (2 диаметра розлива перед насосом и 8 диаметров после насоса). Инструкция связана с тем, что завихрения от крыльчатки будут создавать постоянные колебания давления в бачке, и приведут к преждевременному износу мембраны.
Статья в тему:  Немного о самом нагревательном устройстве

Подключение котла отопления: схемы, материалы, оборудование

Расположение элементов обвязки твердотопливного котла в однотрубной системе отопления (ленинградке).

Особый случай

Многие современные котлы (ТЭНовые электрические, дизельные, газовые с принудительной тягой) снабжаются установленными в корпус расширительным бачком, насосом и группой безопасности, что превращает такой прибор в полноценную мини-котельную.

Подключение котла отопления: схемы, материалы, оборудование

Циркуляционный насос смонтирован производителем в корпусе котла.

Подключение котла отопления: схемы, материалы, оборудование

Предохранительный клапан установлен непосредственно на теплообменнике с блоком ТЭНов. Он сбросит избыток теплоносителя при его закипании в случае остановки насоса.

В этом случае обвязка состоит только из пары отсекающих котел шаровых кранов. Они позволяют вскрыть прибор для ремонта или обслуживания с минимальными потерями теплоносителя.

Подключение котла отопления: схемы, материалы, оборудование

Если все элементы обвязки находятся в корпусе котла, на входном и выходном патрубках достаточно установить два шаровых крана.

Открытая гравитационная система

В ней функции всех элементов обвязки выполняет единственный элемент — открытый расширительный бак, который:

  • Вмещает избыток нагревшегося теплоносителя;
  • Исключает критическое увеличение давления;
  • Отводит воздух и (при закипании контура) водяной пар.

Объем бака берется равным тем же 10% от объема теплоносителя в системе или чуть больше. Бачок устанавливается в верхней точке отопительного контура, сразу после разгонного коллектора (вертикального участка розлива после котла). От бачка розлив возвращается к теплообменнику с постоянным уклоном, обеспечивающим отвод воздушных пробок и движение воды самотеком.

Часто в открытый расширительный бак открывается вывод холодной воды. Ее приходится периодически заливать в контур, компенсируя испарение.

Схемы

Как правильно подключить котел к отопительному контуру и организовать нагрев горячей воды (если прибор используется для приготовления ГВС)?

Вот несколько примеров того, как могут быть организованы горячее водоснабжение и отопление в доме.

Подключение котла отопления: схемы, материалы, оборудование

Простейшая схема подключения газового котла (настенного или напольного) для нужд отопления.

Здесь реализована двухтрубная тупиковая схема. Отопительные приборы подключены между розливами. Ближние из них будут пропускать основной объем теплоносителя, а дальние станут замерзать, поэтому система требует балансировки (дросселирования подводок ближних к котлу батарей).

Подключение котла отопления: схемы, материалы, оборудование

Принципиальная схема подключения двухконтурного газового котла. Для приготовления ГВС используется отдельный теплообменник.

Подключение котла отопления: схемы, материалы, оборудование

Подключение двухконтурного газового котла к системе отопления и водоснабжения.

Реализация ГВС предельно проста: холодная вода проходит теплообменник котла и разводится по сантехническим приборам.

Подключение двухконтурного котла к отоплению реализовано куда интереснее:

  • Малый контур с циркуляцией, которую обеспечивает встроенный в котел насос, замыкает его теплообменник с гидрострелкой;
  • После гидрострелки выполнена коллекторная разводка на 6 независимых контуров: 2 с классическими секционными радиаторами и 4 контура теплого пола. При этом к одной паре гребенок теплого пола подключается по 2 контура;
  • Синхронизация контуров с высокой и низкой температурой обеспечена рециркуляцией теплоносителя в кольцах водяного теплого пола.

Подключение котла отопления: схемы, материалы, оборудование

Схема с одноконтурным котлом, бойлером косвенного нагрева, конвекционным отоплением и теплым полом.

Организация ГВС в частном доме на основе одноконтурного котла. Для приготовления горячей воды используется бойлер косвенного нагрева. Теплоноситель отдает часть энергии его теплообменнику.

Низкотемпературное внутрипольное отопление и здесь реализовано схемой с трехходовым клапаном и рециркуляцией.

Летом вода циркулирует только через котел и бойлер.

Подключение котла отопления: схемы, материалы, оборудование

Классическая гравитационная система. Гидравлический напор в ней равен перепаду высоты H между точками с равной температурой воды в теплообменнике котла и отопительных приборах.

Подключение котла отопления: схемы, материалы, оборудование

Схема с теплоаккумулятором и твердотопливным котлом.

При растопке котел работает на полной мощности и греет воду в баке. При его простое вода циркулирует между теплоаккумулятором и отопительными приборами. Регулируемую температуру радиаторов и здесь обеспечивает трехходовой кран с термостатом: они вовлекают часть воды или антифриза с обратки на второй круг циркуляции.

Заключение

Надеюсь, что мои рекомендации и предложенные решения помогут в проектировании эффективной и недорогой в эксплуатации системы отопления. Как всегда, в видео в этой статье вы найдете дополнительные тематические материалы. Буду признателен за ваши дополнения. Успехов, камрады!

Поделитесь с друзьями в соц.сетях

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *