Подключаем твердотопливный котёл к системе отопления: проблемы и их решение

Типовая схема

Схема обвязки двухконтурного газового котла в обязательном порядке включает несколько грязевиков для фильтрации воды. Расширительный бак желательно укомплектовать защитным клапаном, стравливающим излишки теплоносителя в дренаж. Дополнительный электробойлер позволит более экономно расходовать тепловую энергию, подогревая воду для ГВС.

Несмотря на сложность и более высокую стоимость такой тип более экономичен и удобен в эксплуатации. Он позволяет регулировать температуру в каждом помещении. Одним из основных недостатков является энергозависимость. В случае отключения электрического снабжения, КПД системы значительно снижается.

Элементы устройства подпитки

Схема подпитки теплосетей будет зависеть от часовой производительности нормативной подпитки. Для больших магистральных теплосетей, в которых нормативная подпитка составляет сотни, а иногда и тысячи кубометров воды в час в комплекс входят: бак воды, химводоочистка, автоматика, электронасос и запорно-регулирующая арматура. При снижении производительности, количество элементов схемы может быть существенно изменено.

Узел подпитки системы

Редуктор котла

Редуктор устанавливают на обратном трубопроводе перед котлом для подачи подпиточной воды в контур сети. Вода из горводопровода поступает через клапан при падении давления в сетевом трубопроводе, вызванного утечками или сбросом воздушной пробки. Если по схеме, предусмотрена установка циркуляционного насоса, то его монтируют вторым. Иначе возможно нарушение работы всей системы отопления.

Редуктор работает в автоматическом режиме без обслуживающего персонала. Порой это не всегда удобно, поскольку невозможно проконтролировать утечку, а ее размер может достигнуть аварийных размеров. Поэтому многие пользователи предпочитают ручной режим подпитки или устраивают системы с сигнализацией по высокому уровню утечки.

Насосная группа

Один или несколько насосов подают подпиточную воду перед котлоагрегатами с давлением, превышающем в обратной сетевой воде. Насос срабатывает по датчику давления и запитывает воду из бака подпиточной воды.

Существуют схемы с погружным насосом, который может брать воду со скважины или колодца. Насосная группа рассчитывается по часовой производительности нормативной подпитки, количество электронасосов обязано быть не менее 2-х, один из которых резервный.

Схема системы отопления с подпиткой

Исполнительный механизм

Он устанавливается для управления задвижкой на подпиточной линии. Обычно он входит в подпиточный узел, состоящий из запорного и обратного клапанов. Он обладает электроконтактами для подачи сигнала на управление насосом. Механизм настраивается на допустимое рабочее давление. Исполнительным устройством обычно выступает клапан с электромотором.

По мере наполнения, давление достигает рабочего значения, датчик дает сигнал на закрытие вентиля, электромотор которого начинает вращаться в обратном направлении.

Обратный клапан

Это обязательный элемент для любой подпиточной схемы, поскольку препятствует попаданию сетевой воды в горводопровод или бак воды, что может привести к загрязнению водопроводной воды и аварийной остановке котлоагрегата.

Обратный ход воды может возникнуть даже в ходе подпитки, если давление в горводопроводе ниже чем в обратке, либо когда запорно-регулирующая арматура не обеспечивает плотное закрытие. Обратный клапан устанавливают после исполнительного устройства.

В торговой сети встречаются варианты, когда его встраивают в корпус редукционного клапан. В настоящее время подпиточный узел укомплектовывают обратным клапаном впереди либо применяют «прерыватель протока».

Фильтры очистки подпиточной воды

Примеси, находящиеся в сырой воде плохо влияют на работу теплового оборудования, особенно на котел и могут откладываться на котловых поверхностях нагрева, в виде накипи и шлама, снижая скорость циркуляции теплоносителя и вызывая перегрев в котле, с последующим разрывом труб.

Более простая очистка выполняется с применением механических фильтров, наполненным песком или активированным углем. Могут устраиваться и более простые устройства — грязевики, в которых установлены сетчатые фильтры и имеющие больший диаметр корпуса, чем у труб обратки. Вода поступает в грязевик, скорость ее падает и твердые взвешенные вещества выпадают в осадок. Более сложные соли жесткости должны удалятся в специализированных фильтрах-умягчителях.

Нюансы и варианты обвязки для разных типов котлов

Общие рекомендации опытных мастеров:

Схема монтажа подбирается индивидуально.
Котел устанавливают согласно правилам СНИиП ниже уровня приборов отопления.
Напольный котел перед обвязкой полипропиленом устанавливается на металлическое или бетонное основание.
Системы принудительной вентиляции и аварийного освещения рекомендуются для всех вариантов агрегатов.
В обвязку устройства, работающего на газовом топливе, включается коаксиальный дымоход, который при монтаже уплотняется по всем стыкам.
После завершения обвязки котлоагрегата и дымохода, приступают к устройству системы безопасности в следующем порядке: приборы по давлению среды (манометры), защитные приборы и далее автоматический воздухоотводчик.
Коллекторную схему выполняют трубопровод PPR 1.25 дюйма, по движению среды устанавливают защитные устройства, циркуляционный насос, гидрострелка и воздушник.
Для подачи отопительного теплоносителя к приборам нагрева от гребенки отводят 3 ответвления трубы PPR 1.0 дюйма, а остальные закрывают заглушками.
Подключают приборы нагрева и обратку.
В комбинированной системе нагрева контур теплого пола оборудуют самостоятельным наосом, при этом расширительный бачок устанавливают между гидрострелкой и котлоагрегатом.
Обвязку котлоагрегата завершают установкой дренажного крана, его используют также для заполнения контура, но лучше, если это будут два самостоятельных вентиля

Точка установки зависит от выбранной системы, но есть общие условия — дренажный вентиль устанавливается в нижней точке, что особенно важно, если планируется законсервировать систему зимой, чтобы в ней не осталось воды.

Газовое оборудование

Обвязку такого оборудования полипропиленовыми трубами выполняют с самостоятельной схемой и контурным насосом, создающим рабочее давление на малом участке сети от источника до распределителя.

Обвязывать такими трубами газовый агрегат допускается без стальных патрубков, поскольку температура нагрева на подаче не превышает 80 С.

В агрегате, работающем на газе, с чугунным бойлером, монтируют теплоаккумулятор, который помогает сбалансировать гидравлический режим и препятствует резким скачкам температур, влияющим на хрупкие чугунные поверхности нагрева. При обвязке 2х- контурных котлов дополнительно нужно размещать фильтры тонкой и грубой очистки воды.

Электрический нагреватель

Обвязка электрического котла полипропиленом вполне допустима. Котел имеет высшую оценку защитной системы, не дающей закипеть воде в агрегате, с последующим образованием пара и разрывом трубы. Процесс нагрева прекращается при отключении подачи электроэнергии на электронагревательные элементы.

Кроме того в системе имеются встроенные гидроаккумуляторы и устройства, для сброса излишнего давления среды, которое может образоваться при внезапном отключении электроэнергии и остановки насоса перекачки горячей воды к приборам нагрева и точкам водоразбора.

Обвязка твердотопливного котла

Твердотопливные модели

Это самый проблемный агрегат для обвязки из пластиковых труб. Для него установка защитного метрового патрубка на входе/выходе среды – обязательна, чтобы защитить их от перегрева. Для систем с насосной циркуляцией, потребуется дополнительное устройство резервного электропитания, чтобы продолжить охлаждение котла при аварийном отключении основного источника электричества. Кроме того выполняют малый гравитационный контур с небольшим количеством подключенных батарей, чтобы охладить котловые поверхности нагрева, пока не выгорит все топливо.

Твердотопливный котел по требованиям правил пожарной безопасности накрывают защитным кожухом, существенно снижающего теплопотери от стенок топочной камеры в котельную и, следовательно, негативное воздействие на PPR-трубы

Небольшая памятка для монтажа пластиковых труб — качество будет определяться не только монтажными работами, но и выбранным сортаментом труб. Следует приобретать все основное и вспомогательное оборудование котельной, только сертифицированные у зарекомендовавших поставщиков. Полимерные трубы не требуют изоляционных работ и покраски, на них не образовывается накипь и коррозия, они отличаются высокой шумоизоляцией. Стоимость материала ниже, а трубы легче, чем из металла, поэтому монтаж можно выполнить своими руками.

Особенности монтажа PPR трубопроводов

При выполнении обвязки котла полипропиленовые трубы и фитинги соединяются преимущественно путем холодной или горячей сварки, в случае подключения к металлическим трубопроводам используются резьбовые соединения. Навинчивать гораздо удобней, но из-за них сборка системы обойдется существенно дороже.

Правда при желании присоединить полипропиленовый трубопровод к металлическому собрату без резьбовых фитингов не обойтись.

Для формирования линейных и узловых соединений полипропиленовых труб выпускается обширная линейка фитингов

“По-горячему” сваривают специальным аппаратом (паяльником, “утюгом”). Трубы разогреваются с помощью подходящей насадки до температуры плавления в 260 градусов, а затем детали с размягченными краями прижимаются друг к другу. В результате получается надежное и монолитное соединение.

Перед сваркой фольгу армированных труб в обязательном порядке следует зачищать. Иначе она помешает соединению полимерных изделий, сделав шов непрочным. Со стекловолокном этих лишних действий производить не потребуется. Он спокойно плавится вместе с пластиком.

Технология пайки PPR предельно проста, все работы можно выполнить своими руками (+)

Холодная сварка предполагает применение специализированного клеевого состава. В последние годы этот метод редко применяется, т.к. результат недостаточно надежен.

В системах отопления резьбовые соединения герметизацию следует производить паронитом либо высокотемпературным герметиком. Не стоит забывать о достаточно высокой рабочей температуре теплоносителя.

Есть еще один нюанс применения полипропилена для обвязки котла отопления. Антифриз с пластиком – достаточно плохое сочетание. В качестве теплоносителя для системы из пластиковых труб рекомендуется использовать воду.

Гидрострелка

Этот узел включают в себя оба контура:

1. В первом используется движение теплоносителя между гидрострелкой и теплообменником котла.
2. Во втором на нее коммутируются один или несколько контуров отопления с разным уровнем нагрева.

Принципы работы следующие:

• Вертикальная гидрострелка дает возможность отбирать теплоноситель разной температуры. Верхний отдел будет горячим, а нижний — холодным.
• При отборе воды с верхней пары отводов допускается коммутация конвекционного отопления. Нижнюю пару используют во внутрипольной схеме.
• Показатель температуры теплоносителя ниже уровня коммутации обратной трубы контура на участке соединения гидрострелки и котла может заметно опускаться.

Типовая схема

Схема обвязки двухконтурного газового котла в обязательном порядке включает несколько грязевиков для фильтрации воды. Расширительный бак желательно укомплектовать защитным клапаном, стравливающим излишки теплоносителя в дренаж. Дополнительный электробойлер позволит более экономно расходовать тепловую энергию, подогревая воду для ГВС.

Несмотря на сложность и более высокую стоимость такой тип более экономичен и удобен в эксплуатации. Он позволяет регулировать температуру в каждом помещении. Одним из основных недостатков является энергозависимость. В случае отключения электрического снабжения, КПД системы значительно снижается.

Выбор схемы разводки системы отопления

Существует несколько вариантов обвязки котла полипропиленом. Для каждого дома схема эта подбирается индивидуально. То, что в одном здании является оптимальным, в другом может быть малоэффективным.

Кроме того, системы обогрева по принципу движения воды делятся на: принудительные с гидронасосом и гравитационные (самотечные, естественные), есть еще классификация по устройству трубопроводов. Согласно их структуре они бывают одно- и двухтрубными, коллекторными лучевыми или аналогами с замкнутыми кольцами.

Что лучше: самотек или насос?

В гравитационном контуре нагретая вода к радиаторам от котла поступает самотеком. Горячий теплоноситель, имеющий высокую температуру, всегда стремится собою заместить более холодную жидкость. Эту систему обвязки котла отопления собрать проще всего. В ней помимо нагревателя присутствуют трубы из полипропилена, радиаторы и расширительный бак.

В варианте с верхней разводкой вода после нагрева поднимается в самую высокую точку – в расширитель, а уже оттуда спускается к батареям. После отдачи тепла она возвращается в котел, где снова подогревается, затем начиная новый цикл.

По такой схеме устроено отопление во многих домах в отечественных деревнях. Только там стоит печь на твердом топливе. Это самый простой и дешевый способ организации обогрева небольшого коттеджа. Однако он имеет ограничения как по количеству подключаемых радиаторов, так и по удаленности крайнего из них от водонагревателя.

Схема обвязки с естественным движением воды самая простая из всех возможных вариантов, в ней минимум узлов и точек соединения труб из полипропилена

Более сложна и дорогостоящая принудительная система. Однако она значительно упрощает создание в отдельных комнатах комфортных температур. В ней теплоноситель двигается уже за счет стимуляции ее движения насосом.

Выбор схемы разводки труб из полипропилена и самого котла тесно связаны. Система с естественной циркуляцией является энергонезависимой. Если водонагревателю в ней не требуется питание от электросети, то даже при перебоях с электричество дом будет обогрет.

В принудительной схеме насосу для работы нужно постоянное электроснабжение. Поэтому котел для нее лучше всего подбирать зависимый от электричества, который имеет дополнительные возможности. Но чтобы подстраховаться от проблем с напряжением, придется к ним прикупить резервный генератор или бесперебойник.

Какую схему отопления лучше выбрать?

Способов развести трубопроводы из полипропилена от котла до радиаторов отопления существует немало.

Но все эти схема делятся на:

• однотрубные;
• двухтрубные.

В однотрубных системах разогретая вода, поставляемая в качестве теплоносителя, подается и отводится одной трубой. В двухтрубных для подачи теплоносителя и обратки, т.е. отведения остывшей воды обратно в котел для нагрева, сооружаются отдельные магистрали.

По способу соединения рабочих компонентов отопительные контуры подразделяются на:

• тройниковые;
• коллекторные.

Тройниковые типы могут быть использованы как при самотечной, так и при принудительной циркуляции. Коллекторная схема может работать лишь при наличии циркуляционного насоса.

Однотрубная схема заведомо дешевле двухтрубной, но дальний в цепочки от котла радиатор в ней получает минимум тепловой энергии (+)

Однотрубный способ подразумевает прокладку одной закольцованной магистрали и последовательное подключение к ней батарей. В двухтрубной схеме от котла идут два независимых трубопровода с горячей водой и обраткой. И уже к ним подключаются радиаторы.

При коллекторной обвязке в систему встраивается один или два коллектора, с которых к каждой батарее прокидываются отдельные трубы. Также такой распределитель позволяет подсоединить к котлу «теплый пол», выполненный все из того же PPR.

Коллекторная разводка дает возможность создавать эффективные системы отопления для домов большой площади и разной этажности (+)

Использование коллекторов и раздельных стояков для каждой батареи приводит к значительному удорожанию как проектирования, так и монтажа. На этапе подготовки проекта приходится делать более сложные расчеты. А при сборке расходуется гораздо больший объем полипропилена. Но зато получается система, каждую часть которой можно отрегулировать под конкретные условия и требования.

Закрытая система

Элементы

Обвязка котельной в частном доме с закрытой системой отопления включает:

Мембранный расширительный бак. Он представляет собой емкость, разделенную резиновой мембраной на отсеки для воздуха и для теплоносителя. В отличие от жидкостей, воздух прекрасно сжимается и компенсирует увеличение объема воды или антифриза;

Устройство мембранного бачка.

Предохранительный клапан с дренажной трубкой.

Устройство автоматического воздушника.

Манометр для визуального контроля давления.

Три в одном: группа безопасности котла.

В случае контура с принудительной циркуляцией схема обвязки котла предсказуемо включает циркуляционный насос.

Схема

И группа безопасности (воздухоотводчик, манометр и клапан), и расширительный бачок в теории могут монтироваться в любой точке закрытого контура. На практике при монтаже системы отопления своими руками бачок обычно ставят перед котлом, на расстоянии не менее 8 диаметров розлива после насоса или не менее двух диаметров розлива перед насосом.

Почему именно так?

• Минимальная температура теплоносителя увеличивает срок службы мембраны бачка;
• Отсутствие турбулентностей от крыльчатки насоса тоже благотворно сказывается на ресурсе мембраны.

Группа безопасности чаще всего ставится на выходе котла.

Расположение элементов обвязки.

Схема обвязки ТТ котла с естественной циркуляцией

Перебои с электричеством в нашей стране нередки, причем обычно они случаются в самую плохую погоду. Поэтому во многих селах и деревнях предпочитают делать системы отопления с естественной циркуляцией — гравитационные. Они работают независимо от наличия электроэнергии, так что дом без тепла не останется.

Подключение котла на твердом топливе в гравитационную систему отопления

Приведенная на схеме обвязка твердотопливного котла для гравитационной системы — самый простой из возможных вариантов. В системе обязательно наличие расширительного бака. Он необходим для компенсации теплового расширения: во время нагрева объем теплоносителя увеличивается, и он вытесняется в расширительный бак. В системах с естественной циркуляцией расширительный бак ставят открытого типа. Это обычная емкость, в которой находится некоторое количество теплоносителя (около половины объема или меньше). Чтобы теплоноситель меньше испарялся, на бак ставят крышку. А чтобы одновременно еще и отводить воздух из системы, поднимают его в самую высокую точку системы.

Принцип работы системы отопления с естественной циркуляцией

В системах этого типа теплоноситель движется благодаря уклону труб. Для обеспечения циркуляции котел должен находиться в самой нижней точке, все отопительные приборы — выше него. Кроме этого, приходится использовать трубы большого сечения — чтобы снизить сопротивление при движении теплоносителя.

От котла труба поднимается вверх, затем, постепенно понижаясь, труба подачи обходит все отопительные приборы. Обратка подключается с обратным уклоном — к котлу. Работает схема так: нагретый теплоноситель за счет высокой температуры поднимается вверх по вертикальной трубе, с небольшим уклоном идет подача (немного выше уровня радиаторов). Эта часть называется разгонная петля. Далее по наклонной трубе подачи, за счет силы гравитации и набранной скорости, обходит все отопительные приборы.

Основной принцип работы естественной циркуляции — перепад высот и разница температур

Проходя по трубам и радиаторам теплоноситель остывает. Остывший теплоноситель имеет большую массу, чем горячий. Более холодный теплоноситель стремится вниз, создавая давление. За счет этого и происходит циркуляция — нагретый теплоноситель стремится вверх, холодный — вниз. Но система работает только при правильно подобранном диаметре труб и их уклоне.

Что еще необходимо

В приведенной выше схеме есть масса недостатков:

• Нет предохранительного клапана — это устройство ставят на выходе котла. С его помощью происходит сброс лишнего теплоносителя при его закипании. Если этот клапан не установить, возможен разрыв труб, радиаторов, теплообменника, расширительного бака (если он закрытого типа).

• Нет воздухоотводчика. Если система открытого типа (расширительный бак в этом случае просто емкость с крышкой), воздух может выходить через расширительный бак. Но при разветвленной системе необходимы дополнительные устройства для отведения воздуха на радиаторах.

Указанные два устройства обязательны, но еще желателен манометр и термометр. Они нужны для контроля за системой. Термометров желательно иметь два — на выходе и на входе котла. Чтобы можно было оценить эффективность работы системы, подстроить и отрегулировать теплоотдачу радиаторов.

Недостатки

Основное достоинство гравитационной схемы обвязки твердотопливного котла — независимость от наличия электроэнергии. Недостатков намного больше:

• Невысокая эффективность и невозможность регулировки. Скорость движения теплоносителя в таких системах невысокая. Поэтому добиться высокой эффективности не получается. Регулировать ее тоже нет возможности. Так что подстроиться под погодные условия невозможно.

• Каждый раз когда система разогревается ( утром, например), температура теплоносителя в обратке очень низкая. Из-за этого образуется конденсат, разъедающий теплообменник. И бороться с этим нет возможности.
• Неэстетичность исполнения. Для обеспечения циркуляции трубы подачи должны располагаться выше радиаторов. Обвязка твердотопливного котла в гравитационной системе делается трубой 32 мм или более. Иногда подачу тянут над ними — на уровне метра (или чуть выше) от пола, иногда — пускают под потолком. А трубы имеют немалый диаметр, так что вид тот еще.

Все эти недостатки приводят к тому, что системы отопления с естественной циркуляцией делают все реже. Люди предпочитают сделать резервированное электропитание (поставить аккумуляторные батареи или/и генератор) и иметь более удобную и регулируемую систему отопления.

Естественная циркуляция

Для самотечной системы характерна полная энергетическая независимость: ее работу обеспечивает атмосферное давление. Вместо громоздкой группы безопасности в обвязке одноконтурного котла достаточно наличия расширительного бака. На розлив перед теплообменником котла желательно установить сбросник: это даст возможность полностью слить воду в канализацию или дренажный колодец. Обычно такая потребность возникает в случае длительного отъезда, или когда прекращается подача газа. Как результат, система защищается от разморозки.

Отдельные узлы системы расположены таким образом:

Бак рекомендуется установить выше всех остальных элементов.
Расположенный сразу после котла розлив позиционируют в вертикальном направлении (допускается наличие небольшого угла)

Благодаря разгонному участку нагретая в теплообменнике вода поднимается в верхнюю точку розлива подачи.
Важно соблюсти постоянный уклон при прокладке розлива после бачка. В результате остывающая вода будет возвращаться самотеком: воздушные пузыри при этом смогут выходить внутри расширительного бака.
Котел необходимо опустить максимально низко

Лучшее место для размещения нагревателя – приямок, цокольный этаж или подвал. За счет разницы высоты между теплообменником и отопительными приборами обеспечивается должный уровень гидравлического напора, обеспечивающего циркуляцию воды в контуре.

Некоторые особенности обустройства инерционной системы отопления:

• Для внутреннего диаметра розлива выбирается показатель от 32 мм. Если используются пластиковые или металлопластиковые трубы, то внешний диаметр ровняется 40 мм. Благодаря значительному сечению достигается компенсация минимального гидравлического напора, за счет которого перемещается теплоноситель.
• В состав гравитационной системы иногда входит насос: однако это не означает, что контур теряет энергонезависимость. Помпу в таком случае монтируют не в разрыве розлива, а параллельно ему. Для соединения отдельных врезок применяется обратный клапан шарикового типа, для которого характерно очень маленькое гидравлическое сопротивление. Также устанавливают шаровый кран. В случае остановки насоса производят перекрывание байпаса, что сохраняет работоспособность контура с естественной циркуляцией.