Схемы обвязки котла отопления при различных видах циркуляции и контурах

Схема подключения котла отопления с принудительной циркуляцией

Основная особенность котлов с принудительной циркуляцией с насосом является быстрое передвижение теплоносителя по трубам. При этом отличают и другие особенности системы

Важно изучить все нюансы, чтобы правильно установить и эксплуатировать котел

Особенности системы с принудительной циркуляцией:

1. Можно монтировать трубы небольшого размера: 20-25 мм. Так можно снизить расход воды.
2. Существует несколько вариантов монтажа. Обвязать можно по одноконтурному, двухконтурному котлу и коллекторной системе.
3. Возможность регулировать температуру для отдельных элементов и по всей системы в целом. Лучше всего это выполняется в коллекторной системе.
4. Удобное пользование.

Твердопаливний электрокотел имеет и свои недостатки. Потребуется установить насос для работы оборудования. Потребуется потратиться на покупку. При этом работа системы будет полностью зависеть от подачи электроэнергии. Но данные минусы полностью себя окупают всеми положительными аспектами.

Обвязка работает за счет насоса. Место их установки зависит от разводки трубопровода. Также понадобится смонтировать группу безопасности. Она выполняет контроль давления в трубах, чтобы не произошло перегрева.

Схема твердотопливной системы с принудительной циркуляцией:

1. Группа безопасности включает спускной клапан и трубу отвода воздуха;
2. Расширительная емкость – следует выбрать конструкцию мембранного типа;
3. Балансировочный клапан;
4. Запорная арматура – перекрывает движение теплоносителя;
5. Продукты сжигания уходят по дымоходу.

Каждый элемент системы имеет свои особенности выбора и установки. Также следует правильно эксплуатировать каждую деталь. В противном случае возникнут проблемы при использовании прибора.

Чтобы составить схему понадобится план частного дома. На нем указывается размещение всех труб, радиаторов, и прочих деталей автоматики в зависимости от обвязки с одной или двумя контурами. После составления всех расчетов происходит монтаж системы.

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:

Всегда открытый выход смесительного клапана (левый патрубок на схеме) должен быть направлен к насосу и теплогенератору, иначе циркуляции в малом котловом контуре не будет

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.

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.

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.

Подключение медными трубами не защитит полипропилен от разрушения в случае перегрева ТТ-котла. Зато позволит корректно работать термодатчику и предохранительному клапану на группе безопасности

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 неспособен перекачивать газы, поэтому при заполнении камеры паром крыльчатка остановится, циркуляция теплоносителя прекратится. 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

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.

Обвязка твердотопливного котла

В комплектацию твердотопливного котла редко входят циркуляционный насос, автоматика, группа безопасности. Все это владелец докупает сам, руководствуясь особенностями своей системы отопления.Независимо от типа разводки трубопровод следует оснастить приборами безопасности (см. ниже). Второй этап – обеспечение функциональности системы и комфорта при ее использовании. Здесь следует упомянуть пару устройств:

• теплоаккумулятор. Благодаря его работе в процессе перезагрузки котла не будет резких температурных перепадов в доме. Это бак большого объема, который устанавливают между котлом и системой на подающей трубе. Для регулировки температуры на выходе из бака устанавливают смеситель с трехходовым клапаном;
• бойлер косвенного нагрева для ГВС подключают параллельно отопительной системе. Оснащают смесителем и собственным насосом, чтобы при движении от котла к потребителям вода не успевала остыть.

Обвязка котла с теплоаккумулятором

 Приобретать или не приобретать насос, если ГВС не предусмотрено – зависит от разводки. Рассмотрим ее основные виды.

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.

Подающие линии котлов присоединяются к верхним патрубкам теплоаккумулятора, обратные – к нижним

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:

В схеме учтена особенность электрокотла – встроенный циркуляционный насос всегда работает

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:

Контур из полипропилена для разных котлов

Большинство производителей водонагревателей первый метр трубопровода от него рекомендуют делать из металла. Особенно это касается твердотопливных устройств с более высокой температурой воды на выходе. Полипропилен при обвязке следует подсоединять уже к этому отводу, иначе при сбоях в котле он получит тепловой удар и может лопнуть.

Вариант #1: Газовый водонагреватель

Обвязку полипропиленом газового котла рекомендуется выполнять с использованием гидрострелки и коллектора. Зачастую модели на газу уже оборудованы встроенными насосами для подкачки воды. Практически все они изначально предназначены для принудительных систем.

Самой надежной в плане безопасности будет схема с циркуляционным оборудованием на каждый контур за коллектором.

В этом случае встроенный насос будет нагнетать давление на небольшом участке трубопровода от котла до распределителя, а дальше будут задействованы дополнительные помпы. Именно на них будет ложиться основная нагрузка по перекачке теплоносителя.

Обвязывать полипропиленом газовый котел можно без длинных металлических патрубков, вода в таком нагревателе редко когда нагревается до 75–80 градусов

Если газовый котел имеет чугунный теплообменник, то при его обвязке в систему следует установить дополнительный теплоаккумулятор. Он сгладит резкие перепады температуры воды, которые оказывают негативное воздействие на чугун. При скачкообразном нагреве или охлаждении теплоносителя он может даже лопнуть.

При обвязке двухконтурного аппарата с параллельным нагревом воды для ГВС дополнительно на этот отвод придется устанавливать фильтры тонкой и грубой очистки. Их же стоит смонтировать на входе в водонагреватель, куда подается холодная вода.

Вариант #2: Твердотопливная модель

Основная особенность котла на твердом топливе – это его инертность при прекращении подачи горючего. Пока все находящееся в топке не прогорит полностью, он будет продолжать нагревать теплоноситель. А это может пагубно сказаться на полипропилене.

При обвязке твердотопливного котла сразу к нему следует подсоединять исключительно металлические трубы, а только через метр-полтора можно врезать полипропиленовые. Вдобавок к этому, надо предусмотреть резервный подвод холодной воды для аварийного охлаждения теплообменника, а также ее отвод в канализацию.

Отрезок трубопровода от твердотопливного котла до коллектора следует делать из металла, а уже дальше можно выполнять обвязку полипропиленом – только это защитить пластиковые трубы от перегрева

Если система выстроена на принудительной циркуляции, то в нее обязательно надо будет установить источник бесперебойного питания для насоса. Вода должна постоянно отводить тепло от топки, где горит твердое топливо, даже при перебоях с электроснабжением.

В дополнение к нему можно сделать малый гравитационный контур либо все батареи оборудовать байпасами для отключения отдельных участков системы. При авариях это позволит ремонтировать поврежденный отрезок при работающем отоплении.

Твердотопливный котел должен быть укрыт защитным кожухом, который ограничивает распространение тепла от стенок топки в котельную. Но даже при его наличии коллектор и пластиковые трубы следует удалить подальше от печки.

Вариант #3: Нагреватели на жидком топливе и электричестве

Котел на отработке или дизеле обвязывается полипропиленом по идентичной с твердотопливным аналогом схеме. Полимер нужно удалить от него на максимально возможное расстояние.

При обвязке электрического котла PPR можно не беспокоиться о порывах труб, в нем стоит защитная автоматика, не дающая воде дойти до кипения

Нагрев теплоносителя в водонагревателе на электричестве до критических для полипропилена температур практически исключен. При пропадании напряжения он просто перестает работать. От гидравлических ударов трубы в этом случае защищены гидроаккумулятором и клапанами для сброса избыточного давления.

Открытая система с естественной циркуляцией

Такая схема носит звание самой простой среди всех обвязок твердотопливных котлов длительного горения. Это потому, что ее состав представлен минимальным количеством элементов. Благодаря этому она является полностью автономной, то есть не требует электроэнергии. Но, есть недостатки:

1. Невозможно регулировать температуру воды на выходе из теплообменника.
2. Через открытый расширительный бак в теплоноситель может проникать воздух. А это ускоряет коррозию панельных и биметаллических радиаторов, стальных труб, а также теплообменника. Об этом часто отмечается в разных видео.

Этот тип обвязки включает:

1. Котел длительного горения.
2. Подающую линию нагретой воды.
3. Открытый расширительный бачок.
4. Определенное количество радиаторов отопления.
5. Обратную линию подачи воды.

Правила монтажа этой часто изображаемой на разных фото схемы являются такими:

1. Патрубок подачи воды из котла должен находиться ниже радиаторов отопления более чем на 0,5 м. Иначе естественная циркуляция теплоносителя будет неустойчивой.
2. Трубы устанавливают так, чтобы они были наклоненными в направлении движения воды. Чтобы сопротивление движению было меньше, рекомендуется использовать большие по диаметру трубы.
3. Расширительный бачок нужно ставить в том месте, высота которого является наибольшей, если сравнивать ее с высотой размещения всех элементов обвязки.
4. Поскольку запорная и регулирующая арматура уменьшает проходное сечение труб (это увеличивает сопротивление воде), ее количество должно быть как можно минимальным.

Типичные схемы обвязки для твердотопливных котлов

Обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором: схема и пояснение.

Этот вариант достаточно кропотливый и сложный, но и эффективный. В схеме этого типа аккумулятор играет роль специальной емкости буферного типа. В первый установленный контур, где двигается вода в момент розжига самого котла, встраивается блок постепенного подмешивания, в который вошли определенные элементы:

1. краны шаровые;
2. ;
3. грязевик;
4. насос циркуляционный;
5. клапан термостатический трехходовой;
6. устройство для контроля температуры.

Схема обвязки с теплоаккумулятором

Обвязка твердотопливного котла отопления, схема которого состоит из таких устройств, отличается от других модификаций тем, что каждый компонент собран в единый блок, а теплоноситель направлен в сам бак, а не во всю систему отопления дома.

Данный метод позволяет подключать на выходе из нагретой емкости столько ветвей для отопления, сколько требует того площадь и индивидуальные потребности проживающий в помещении

Обратите внимание, что каждая ветвь обладает собственным небольшим циркуляционным насосом. Каждый контур разделен гидравлическим методом, а излишнее тепло концентрируется в баке

Обвязка с естественной циркуляцией топлива: схема и описание.

Этот вариант является самым простым, так как не предусматривает ни одного дополнительного элемента. Каждый этап выполняется исключительно вручную, а топливо добавляют постепенно и по потребности. Обязательное требование — трубы с максимально большим диаметром, чтобы образовать правильный контур глобального отопления.

Обвязка с естественной циркуляцией топлива

Обвязка принудительной циркуляции топлива: схема и пояснение.

Схема обвязки твердотопливного котла с циркуляционным насосом, который предназначается для равномерного и сбалансированного перемещения подобранного теплоносителя по связанной системе, дает возможность правильно отрегулировать температуру каждого установленного радиатора по отдельности. Значительный недостаток — хорошая и стабильная работа насоса напрямую зависит от переменчивого в своей работе и подаче электричества.

Схема обвязки принудительной циркуляции

Схема обвязки твердотопливного котла с гидрострелкой: описание.

Данный вариант подразумевает использование современного специального устройства — гидрострелки, которая представляет собой небольшую вертикальную трубу со значительным диаметром. Подключается она к выходу-входу котла. Данный метод подключения любого обогревательного прибора дает возможность подобрать оптимальную и индивидуальную температуру для каждого устройства отдельно.

Схема обвязки с гидрострелкой

Виды систем водяного отопления

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

1. Схема с естественной (гравитационной) циркуляцией, открытая система;
2. Схема с принудительной циркуляцией, система закрытого типа.

В системе с естественной циркуляцией движение воды осуществляется за счет разницы плотностей теплоносителя. Нагретая вода несколько расширяется, приобретает меньшую плотность и вес, поднимается по системе вверх. Ее место занимает холодный теплоноситель, который, в свою очередь, также нагревается и продолжает движение.

Системы данного типа сообщаются с атмосферой через расширительный бак открытого типа. Бак служит естественным воздухоотводчиком, принимает в себя излишки воды при нагреве. Расширитель часто оборудуют трубой перелива для сброса воды при быстром расширении.

Гравитационная система применима только к напольным котлам, так как настенные имеют относительно малый диаметр подключения и небольшой теплообменник. Эти факторы не позволят реализовать принцип естественного циркулирования.

Котел устанавливается в нижней точке системы, от него поднимается вертикальный стояк высотой не менее 2,5 метров. На верхней точке устанавливается расширительный бак, труба переходит в горизонтальное направление с уклоном не менее 3 – 5 мм на погонный метр, расходится к приборам отопления.

Кроме расширительного бака никакого оборудования в этой схеме монтировать не требуется. Система выполняется из стальных труб диаметром 40 – 50 мм. Применение полимерных (пластиковых) трубопроводов не рекомендуется из-за высокого значения температуры в зоне котла и низкой теплопроводности стенок. Стальные трубы сами по себе выступают поверхностью нагрева.

В качестве приборов отопления используются чаще всего чугунные радиаторы, имеющие большое проходное сечение. Алюминиевые и биметаллические радиаторы имеют малое проходное сечение – это препятствует движению теплоносителя.

Система закрытого типа – наиболее популярная схема реализации отопления. Теплоноситель в такой системе движется принудительно, нагнетается циркуляционным насосом. Рабочее давление в закрытой схеме составляет 1,5 – 2,0 кгс/см2, предельное (давление срабатывания предохранительного клапана) – 3,0 кгс/см2.

Для монтажа систем применяются различные виды материалов. Трубы в этом случае имеют меньший диаметр по сравнению с естественной циркуляцией, доступна прокладка скрытым способом. Диапазон размеров трубопроводов колеблется от 15 до 25 мм (внутренний условный диаметр).

Закрытая схема универсальна для любых видов котлов – настенных и напольных. Обвязка котла в этом случае имеет набор обязательных элементов:

1. Расширительный бак мембранного типа (экспанзомат);
2. Циркуляционный насос;
3. Группа безопасности котла.

Для обеспечения более качественной работы устанавливают дополнительное оборудование – гидравлический разделитель (гидрострелка), теплоаккумулятор.

Расширительный бак предназначен для компенсации давления в системе. При расширении пластичная мембрана растягивается, излишки теплоносителя заполняют водную камеру сосуда. При остывании мембрана вытесняет воду обратно под давлением воздушной камеры экспанзомата (1,0 – 2,0 кгс/см2).

В состав группы безопасности входят следующие устройства:

1. Корпус;
2. Термоманометр;
3. Предохранительный сбросной клапан;
4. Ручной или автоматический воздухоотводчик.

Настенные модели обычно имеют полный набор встроенного оборудования – насос, экспанзомат и группу безопасности. Напольные модели зачастую производятся без дополнительного оборудования, его необходимо приобрести и установить отдельно.

Системы с естественной (гравитационной) циркуляцией модернизируются установкой насоса малой мощности. Это значительно улучшает показатели работы, выравнивает температуру сети, не требует монтажа другого оборудования.

В чем отличие твердотопливных котлов

Помимо сжигания различных видов твердого топлива, теплогенераторы имеют ряд отличий от остальных источников тепла. Эти особенности нужно воспринимать как данность и всегда учитывать при обвязке твердотопливного котла с системой водяного отопления. В чем они заключаются:

1. Высокая инерционность. На данный момент не существует способов резко потушить разгоревшееся твердое топливо в камере сжигания.
2. Образование конденсата в топливнике во время прогрева. Особенность проявляется из-за поступления в котловой бак теплоносителя с низкой температурой (ниже 50 °С).

Схема устройства ТТ-котла прямого горения с принудительным нагнетанием воздуха

Инерционность создает опасность перегрева 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.

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.