Схемы обвязки котла отопления при различных видах циркуляции и контурах

Как составить и реализовать схему обвязки котла отопления в частном коттедже

При создании отопительной системы частного коттеджа или квартиры необходимо соблюсти определённые правила соединения между собой всех элементов, принимающих участие в обогреве помещений

Кроме подбора оптимальной мощности котла и радиаторов стоит обратить внимание на магистрали, по которым будет проходить теплоноситель, а точнее на их диаметр и последовательность соединений. Каждый, кто решил самостоятельно развести обогревающие контуры должен понимать, что система не всегда может состоять из труб одинакового диаметра, и этот показатель может значительно отличаться в разных частях схемы в зависимости от исполняемых функций

Какие трубы нужны для подключения котла отопления

Выбор труб является очень важным этапом подготовки к монтажу отопительного оборудования.

Для эффективной работы системы обогрева с циркуляционным насосом, трубы должны выдерживать следующие показатели:

• давление — 1-2,5 кгс/кв. см.;
• температура жидкости на подаче 70-75 °C;
• температура на обратке — 55°C.

Это параметры, которые выдерживаются при нормальной работе системы, без аварийных моментов.

Если насос по какой-то причине остановится, то развитие ситуации следующее:

• у газового, электрического и дизельного котла термостат перекроет подачу топлива, и работа водяного контура останется безопасной;
• у котла, работающем на твёрдом топливе, термостат прикроет поддувало, но горение (тление) топлива будет продолжаться до получаса, это значит, что температура теплоносителя может вырасти.

При таком раскладе эксплуатационные характеристики пластиковых и металлопластиковых труб, которые будут использоваться для газового, электрического и дизельного котла, должны иметь рабочие параметры не менее 80 °C.

Что касается твердотопливного агрегата, то не менее 1-2 метров водяного контура, идущего от котла, нужно делать из стальных, медных труб или нержавейки. Стальные трубы, стойкие к перепадам температуры и гидравлическому давлению, к сожалению, подвержены коррозии, имеют немалый вес и недостаточно гладкую внутреннюю поверхность. Монтаж нужно выполнять с помощью сварки. Снаружи трубы покрывают краской, и такой уход требуется делать регулярно. У труб из меди и нержавейки таких проблем нет. Единственный недостаток — довольно высокая цена на эти изделия.

При естественной циркуляции процесс нагрева теплоносителя происходит медленно. Температура жидкости при выходе из котла иногда превышает 90°C. Поэтому трубопровод между котлом и расширительным бачком всегда делают металлическим.

Ни один, самый лучший пластик, не выдержит нештатную температуру. Образование течи и размягчение пластика гарантировано при 130°C. От перегрева полипропиленовые трубы разрываются.

В последние годы всё чаще трубопровод стараются скрыть из виду. Разводку делают не только наружную, но и скрытую в стенах, под чистовым полом, внутри гипсокартонных коробов. В системах отопления допустимо комбинировать разные типы труб.

Обвязка по схеме с естественной циркуляцией

Самый простой способ это обвязка твердотопливного котла отопления – схема с естественной циркуляцией. Она не требует наличия электропитания. Циркуляция воды осуществляется посредством силы гравитации. Именно поэтому ее еще называют гравитационной.

Фото 2: Схема обвязки гравитационного типа

Твердотопливный котел располагается в самой нижней точке контура, а отопительный прибор (например радиатор) – в верхней. Котел нагревает воду которая по трубам поднимается до радиатора, где отдает часть своего тепла помещению и при этом охлаждается. Остывший теплоноситель спускается вниз и круг замыкается. Удельный вес охлажденного теплоносителя больше чем горячего, поэтому он стремится вниз. Таким образом появляется напор и осуществляется круговорот воды в системе отопления.

Чем больше различаются температуры в прямой и обратной линии тем выше скорость движения воды по контуру. Но к сожалению большой разницы сложно добиться так как в подающей и обратной линиях температуры ограничены техническими характеристиками твердотопливного котла «Дон» 16. а также безопасными условиями его эксплуатации. Поэтому для обеспечения лучшей циркуляции применяются трубы большего диаметра.

Для защиты от перегрева используется специальный контур, который обеспечивает обращение теплоносителя и потребления тепла в любом случае.

Защиту от образования избыточного давления обеспечивает расширительный бак. Их существует два вида: открытого и мембранного типа. Недостаток применения открытых баков в том, что вода в нем обогащается кислородом, что в свою очередь вызывает коррозию стальных частей твердотопливного котла. Именно поэтому, чаще всего открытые баки применяются совместно с чугунными котлами и радиаторами. При использовании мембранного бака, появляется необходимость подключения дополнительного оборудования, такого как: воздухоотводчик, сбросной клапан и манометр для контроля за давлением.

Фото 3: Самостоятельная обвязка твердотопливного котла

Для обеспечения горячего водоснабжения, применяется нагревательный бак. По соображениям безопасности, на выходе из него горячей воды он должен быть оборудован термостатическим смесителем. Функция смесителя заключается в доведении температуры воды до исключающих ожоги значений. Требования к расположению нагревателя такие же как и к другим отопительным приборам – т.е. выше уровня твердотопливного котла.

Основными достоинствам такой схемы являются простота ее конструкции и энергонезависимость. Основным минусом является то, что во время холодного старта, пока вся вода в контуре полностью не прогреется, температура в обратной линии будет ниже допустимой. Это негативно сказывается на сроке службы, к примеру, стальных отопительных котлов на твердом топливе «Сибирь» КВО. Также к недостаткам стоит отнести плохую управляемость и низкую энергоэффективность.

Варианты обвязки

Существует 4 основных и самых распространённых способов:

1. с циркуляцией естественной,
2. с принудительной,
3. коллекторная классическая,
4. на первично-вторичных кольцах.

Обводка с естественной циркуляциейЧтобы такое отопление исправно работало, необходимо учесть некоторые советы:

• труба должна быть большого внутреннего диаметра (от 32 мм),
• котёл устанавливается ниже радиаторов,
• наклон труб должен составлять не менее 5 мм по ходу теплоносителя,
• минимальное количество поворотов труб, чтобы не препятствовать естественному ходу жидкости в магистрали.

Принудительная циркуляцияОднако есть 2 способа решить такую проблему:

• установка обводного трубопровода (байпас), что даст возможность системе, переключаться на естественную циркуляцию;
• устроить качественную аварийную схему, благодаря которой можно будет сбросить лишнее тепло;
• установить систему автономного питания (бесперебойник).

Коллекторная разводкаЕсть ряд преимуществ, которые появляются благодаря этому способу:

• Каждый элемент отопления контролируется отдельно с коллекторного ящика, что даёт возможность отключать любой, не нарушая работы всей магистрали.
• По всей магистрали одинаковая температура.

Обвязка на первично-вторичных кольцахЕсть 2 вида подключенных к котлу контуров:

• Смесительные. Здесь на температуру теплоносителя влияет то, насколько открыта заслонка.
• Прямые. В таком случае, нагрев жидкости производится от горелки.

Также существуют 2 способа подключения контуров:

• Двухходовое подключение, когда теплоноситель подаётся насосами.
• В трёхходовом подключении, каждый контур имеет отдельный кран, и соединён с бойлером, в котором подогревается теплоноситель.

Есть 4 варианта такой схемы.

Холодная вода подаётся из водопровода.
Насос переключается на дополнительный источник питания (например, аккумулятор)

Используя такой вариант, важно не забывать следить за подзарядкой этого источника.
Монтаж дополнительного контура с естественной циркуляцией. Этот небольшой контур отводит тепло после отключения насоса.
Одновременное использование двух контуров. Когда прекращает работать ветка, зависимая от электроэнергии, контур с естественной циркуляцией продолжает обогревать помещение.

Когда прекращает работать ветка, зависимая от электроэнергии, контур с естественной циркуляцией продолжает обогревать помещение.

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.

Оборудование при закрытой системе с принудительной циркуляцией

Когда отопительная система не сообщается с окружающим воздухом и работает под давлением, такие контуры бывают только закрытыми.

Для обвязки котла в таком случае требуется следующее оборудование:

• насос 100-200 ватт, который следует установить на подачу;
• расширительный бак мембранного типа, чтобы обеспечить теплоносителю дополнительный объём при расширении;
• предохранительный клапан для сброса теплоносителя, в случае превышения допустимого давления;
• автоматический воздухоотводчик, который поможет появившейся воздушной пробке самостоятельно покинуть систему, чтобы теплоноситель беспрепятственно циркулировал по контуру;
• манометр — для контроля давления.

Это обязательные элементы. Так же в схему могут включаться следующие опции:

• фильтр для газового агрегата;
• фильтр на входе в теплообменник для защиты от мусора;
• теплоаккумулятор, который выгодно ставить в паре с твердотопливными или электрическими котлами для экономии энергоресурсов.

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.

2 Основные виды котлов

Условно котлы по загрузке делятся на ручные и автоматические. При этом автономное оборудование с учетом применяемого топлива может быть:

• электрическое;
• твердотопливное;
• жидкотопливное;
• газовое.

К отопительным приборам ручной загрузки относятся твердотопливные котлы. В этом случае в качестве топлива применяются уголь, торф, дрова. Это оборудование нуждается в участии человека для загрузки горючего. Сохранение требуемой температуры теплового носителя также должно поддерживаться оператором. Котлы изготовлены в напольном варианте и имеют минимум устройств автоматики.

Принудительная циркуляция

Такой способ считается наиболее популярным и распространенным, т.к. насос осуществляет интенсивное перекачивание теплоносителя через систему и эффективность обогрева возрастает на 30 %.

В качестве плюсов можно отметить возможность осуществлять регулировку температуры и небольшой расход труб при монтаже. Система будет стоить дороже, т.к. она более сложная и требует большее количество приборов. Установленные узлы предполагают наличие балансировки, а вся система — регулярного обслуживания. Помимо этого необходим источник электрической энергии.

Если производить монтаж комбинированной системы, то в ней будут сочетаться достоинства обеих предыдущих. Вы можете переключить ее в любой режим работы посредством байпаса, который установлен совместно с насосом. При этом функционирование отопления будет находиться в непосредственной зависимости от подачи электрической энергии в дом.

Основные узлы и элементы системы

Для обустройства газовой обвязки потребуются такие приборы:

• манометр;
• циркуляционный насос;
• расширительный бак;
• сливной кран;
• шаровой кран;
• балансировочный кран;
• система фильтрации;
• клапаны (распределительный, обратный, предохранительный и т.д.).

Каждый из узлов выполняет собственные функции, и необходимость их монтажа определяется конструкцией отопительного оборудования. Так, если насос изначально входит в комплектацию котла, то его не требуется приобретать отдельно.

Галерея изображений
Фото из
Замкнутые системы имеют определенный объем, и отопительная не исключение. Вода расширяется при нагреве, за счет чего растет давление. Чтобы в системе не появились течи, нужен расширительный бак, куда поступает лишняя жидкость. Еще одна функция прибора – восполнение дефицита воды, когда температура снижается

Прибор нужен для стабилизации работы системы. Он поддерживает давление, которое необходимо для того, чтобы вода свободно перемещалась по системе, несмотря на естественное сопротивление. Обладатели частных домов обычно покупают насосы с мокрым ротором. У этих моделей относительно низкий КПД, зато они не шумят при работе

Манометр работает в связке с предохранительным клапаном. Прибор измеряет давление, а клапан срабатывает, когда оно достигает предельно допустимых отметок. Пока котел отключен, давление в замкнутой системе остается неизменным, однако оно начинает расти сразу после включения горелки котла: вода прогревается, расширяется и перемещается. Если процесс не контролировать, это может привести к поломкам и даже взрыву

Это устройство регулирует объем теплоносителя, поступающего к приборам отопления. Если схема простая, а диаметр труб изначально просчитан точно, в балансировочном клапане не возникает потребности, но сложную конструкцию лучше все-таки снабдить таким вентилем

Устройство необходимо для удаления воды из всей системы или какого-то одного ее участка. Есть несколько видов кранов из разных материалов: прямые, угловые, латунные, полипропиленовые и т.д. При выборе следует ориентироваться на особенности конструкции системы и предположительную частоту использования прибора

Нельзя сказать, что без фильтра отопление не будет работать. Вопрос не в функциональности такой системы, а в ее долговечности. Мелкий мусор и кусочки окалины постоянно циркулируют по трубам вместе с теплоносителем и повреждают узлы системы изнутри. Накапливаясь, они могут создать механическую преграду для движения теплой воды

Приборы изготавливают из латуни и стали. Они бывают ручными, а также с приводами – электрическими или пневматическими. Краны выполняют функцию управления теплоносителем в трубопроводе. С помощью устройства можно легко переключить его в другое направление

Функция обратного клапана – направлять поток теплоносителя лишь в одну сторону, не допуская движения обратно по трубе. Только так можно добиться безаварийной работы отопления

В то же время прибор не должен ухудшать эксплуатационные и технические показатели системы, поэтому стоит уделить внимание выбору правильного устройства

Расширительный бак в системе отопления

Установка циркуляционного насоса

Установка манометра в обвязке

Балансировочный кран для системы обогрева

Сливной кран – важный узел системы

Фильтр механической очистки

Шаровой кран – элемент арматуры

Принцип работы байпаса с обратным клапаном

В обвязке газового котла обязательно должны быть установлены запорные устройства, приборы контроля давления и защитные системы. Причем все узлы следует тщательно подбирать, а экономия на них чревата поломками.

При подборе оборудования для обвязки котла имеет смысл изучать рейтинги, отзывы покупателей, особенно если речь идет о циркуляционных насосах. Эти приборы отвечают за равномерный прогрев и одинаковую температуру всех радиаторов в доме

Стоит переплатить за оборудование и трубы от производителей с хорошей репутацией. Это гораздо дешевле, чем потом ремонтировать отопление.

Что представляет собой обвязка

Если вы совсем новичок в делах отопительных, то нелишним будет сначала узнать, что же вообще имеется в виду под термином «обвязка». Собственно, это и есть вся отопительная система, кроме нагревательного котла. Именно от обвязки зависит то, как именно теплоноситель будет циркулировать до всех мест назначения, насколько качественно у него это будет получаться и т. д.

Для всего этого используется несколько элементов:

трубы. Именно они сегодня нас интересуют, да и вообще это один из главных компонентов конструкции. Их внешний вид вы можете увидеть на фото:

Помимо них, также важны фитинги — соединительные элементы, обеспечивающие возможность прокладки трубопровода по нужному маршруту и подключения труб к различному отопительному оборудованию,

• расширительный бак. Необходим для отвода излишков воздуха и воды из отопительной системы,
• радиаторы отопления. Представляют собой стационарные устройства, устанавливаемые в помещениях и обладающие высоким уровнем теплоотдачи,
• байпасы. Строго говоря, это все те же трубы, но предназначены они не для основной циркуляции, а для дополнительной. Байпас представляет собой обходной маршрут. Если вам по какой-то причине понадобилось, например, отключить один из радиаторов, вы можете перекрыть его с помощью запорного вентиля. Если байпаса при этом не будет, то теплоноситель упрется в эту преграду и не пойдет дальше — таким образом, холодными станут все батареи, расположенные дальше ремонтируемой. А при наличии байпаса такой проблемы не возникнет — теплоноситель просто пойдет в обход и успешно доберется до всех следующих целей.

Сердцем любой отопительной системы является нагревательный котел. Именно он отвечает за достижение теплоносителем необходимой температуры. Все перечисленные элементы подключаются именно к котлу, напрямую или с помощью труб.

Помимо уже упомянутого, в обвязке может участвовать и некоторое другое оборудование:

• кран Маевского. Устанавливается на каждый радиатор и в некоторых других местах. Необходим для быстрого и просто выпуска излишков воздуха из системы, что помогает не допускать образования воздушных пробок, препятствующих току теплоносителя. То есть, по сути, это оборудование является вспомогательным, в дополнение к расширительному баку,
• циркуляционный насос. Все системы отопления делятся на две больших категории. В первой из них циркуляция теплоносителя осуществляется естественным путем. Это происходит за счет разницы в плотности холодной и горячей воды. Обустройство такой системы не отличается сложностью, да и экономически довольно выгодно. Но эффективность невысока. Естественная циркуляция может применяться только в небольших домах, поскольку с контуром большой длины она просто не справится — вода будет доходить до дальних радиаторов, будучи уже остывшей. Ко второй категории относятся системы с принудительной циркуляцией. Движение теплоносителя в данном случае происходит за счет работы специального оборудования — циркуляционного насоса. Это позволяет придавать жидкости необходимую скорость и, соответственно, предотвращает ее остывание посреди маршрута,
• манометры и термостаты. Это оборудование необходимо для отслеживания корректности работы отопительной системы в целом и отдельных ее участков в частности. Термостаты отслеживают температуру теплоносителя, а манометры — уровень давления. Соответственно, при возникновении каких-либо неполадок вы можете своевременно их обнаружить, ориентируясь на показатели приборов.