9 схем подключения твердотопливного котла в системе отопления

6 Обогрев с принудительной циркуляцией за 8 шагов

Установка насоса в систему отопления будет оправдана и при одноконтурной разводке. Однако максимальную эффективность системе с принудительной циркуляцией обеспечит только двухтрубная разводка, обустраиваемая по таким правилам:

1. Котел можно установить на пол или повесить на стену в любом помещении, не отслеживая высоту размещения отопительного прибора.
2. Затем от напорного и обратного патрубков котла на уровень пола спускают 2 трубы, используя либо муфты, либо угловые фитинги.
3. К торцам этих труб монтируют 2 горизонтальные линии – напорную и обратную. Они идут вдоль несущих стен дома, от котла до месторасположения крайней батареи.
4. На этой стадии нужно развесить батареи, не обращая внимания на высоту расположения патрубков относительно соседнего радиатора. Вход и выход из батареи можно расположить на одной высоте или на разной, на эффективность отопления этот факт не повлияет.
5. Затем врезаем в напорную и обратную ветвь по тройнику, расположив их под входом и выходом каждой батареи. После этого соединяем тройник напорной трубы с входом в батарею, а фитинг на обратке – с выходом. Причем эту операцию придется проделать со всеми батареями. По аналогичной схеме в системе монтируем и отводы для подключения теплого пола.
6. На этой стадии устанавливаем расширительный бак. Для этого в участок напорной трубы между котлом и первой батарей врезаем тройник, отвод которого соединяем вертикальной трубой с входом в расширительный бак.
7. Затем следует заняться монтажом циркуляционного насоса. Для этого в обратную линию между первой батарей и котлом монтируем вентиль и 2 тройника, собирая байпас для насоса. Затем от тройников отводим 2 Г-образных отрезка, между торцами которых и монтируем насос.
8. В финале обустраиваем отвод для залива воды в систему. Для этого нужно врезать еще один тройник между насосом и котлом, подключив к его отводу шланг от водопровода.

Четко следуя простым шагам, возможно самостоятельно с первого раза получить рабочую систему

Действуя по этому плану, можно собрать двухтрубную разводку в доме любой площади. Ведь конструкция подобной системы не зависит от количества батарей – принцип монтажа идентичен и для двух, и для 20 радиаторов.

Технические характеристики

Типовая конструкция бытового бойлера включает следующие основные элементы:

Корпус аппарата. Это наружный элемент, защищающий рабочую емкость от внешних воздействий.
Рабочая емкость или накопительный бак. Он располагается внутри корпуса и отделен от него теплоизоляционным слоем. В зависимости от модели и назначения, объем бака колеблется вдиапазоне от 10 до 450 л. Оптимальный вариант для частной отопительной системы — 150-250 л.
Нагревательный элемент. Для бойлеров, в зависимости от объема бака, применяются различные конструкции ТЭНов — стержни, спирали, круглые модели и т.п. Важная их характеристика — мощность. В бойлерах для нагрева воды устанавливаются нагреватели 1-5 кВт, а в специализированных отопительных бойлерах — 7-12 кВт. При выборе мощности необходимо учитывать площадь обогреваемого помещения, тип отопительной системы и ее разветвленность, высота помещения и его теплоизоляция, а также внешние климатические условия.
Патрубки для подключения. Они обеспечивают ввод холодной воды из водопровода и выход нагретого теплоносителя в отопительную систему. Эффективность обогрева определяется скоростью теплообмена, которая во многом зависит от диаметра выходного отверстия. В нагревательных бойлерах он составляет 1/2-2-3/4 дюйма (10-20 мм), а в обогревательных — 1,5-2 дюйма (30-48 мм). Чем больше отверстие, тем эффективнее работает система, но при условии достаточности мощности ТЭНа.
Контролирующие приборы. Обязательным элементом современных аппаратов является датчик температуры нагрева воды в накопительном баке. Он включен в цепь автоматического управления электропитанием нагревателя. При достижении требуемой температуры воды ТЭН отключается, а при снижении ниже допустимого уровня — включается. Это позволяет поддерживать необходимый запас тепла в баке при периодической работе нагревателей. В некоторых моделях аппаратов существует возможность регулирования мощности ТЭНов, что обеспечивает оптимальный расход электроэнергии.

Второй важный тип прибора — реле контроля нагрузки на сеть. Длительные перегрузки в питающей электросети вызывают сильный нагрев проводки, что создает пожарную опасность. При появлении слишком высоких нагрузок реле отключает нагреватель.

При использовании бойлеров для обогрева также учитываются следующие характеристики:

Температура воды в накопительном баке должна поддерживаться в пределах 65-75 градусов.
Инертность системы зависит от типа бойлера и мощности ТЭНа. В баках объемах 200-250 л она составляет 1-2 ч. В проточных аппаратах разогрев воды происходит за 0,5-2 минуты.
Бытовые аппараты должны работать от сети 220 В., а нагрузки не должен превышать 25-40 А.

Однотрубный способ

При создании однотрубной разводки отопления все ее составляющие связаны друг с другом. Их последовательно соединяют в одну сеть. В результате получается одна длинная труба.

Обычно однотрубные системы наполняются водой. Конечный пункт, в который попадает жидкость – это радиаторы. Впоследствии тепло от нагретой воды отдается в помещения через батареи.

Нагревается вода в котле. Затем она перемещается по трубам, чтобы поступить в радиатор. Такая система отопления обладает несколькими недостатками. Основной минус – конечный радиатор находится на большом удалении от котла, за счет чего вода в нем нагревается слабо. Исключить такой недочет возможно при помощи небольшой модификации батареи. Ее следует сделать со множеством секций. Если следовать этим советам, система однотрубного типа становится намного эффективнее.

Такая схема разводки отопления частного дома отлично работает, если установить ее в здании с 2 этажами. Объяснить это достаточно просто. Если бы подобная разводка монтировалась в одноэтажном здании, пришлось бы искать подходящее место для коллектора. Такой элемент нужен для исправного функционирования всей системы.

Разгонный коллектор требуется для ускорения передачи тепла к радиаторам. Устройство позволяет поддерживать температуру воды на нужном уровне и снижает уровень шума.

Эффективность функционирования при этом находится в прямой зависимости от расположения коллекторной. Чем выше она будет находиться, тем лучше. При наличии дома с 2 этажами таких проблем не возникает – коллектор будет справляться с задачей поддержания тепла и при этом не создавать лишнего шума.

Другие достоинства однотрубной разводки:

При выборе однотрубной разводки не придется тратить много средств. Невысокая стоимость обеспечивается за счет малого количества труб.
Еще одним преимуществом такого способа разведения отопления является возможность прокладки даже в самых труднодоступных местах.
Легкий монтаж и эстетичность тоже следует причислить к плюсам установки подобной системы.

Однако такой способ разводки обладает и своими недостатками. К примеру, если понадобится заменить сломанные элементы, отопление в доме придется полностью выключить. Кроме того, обогрев происходит неравномерно. Это зависит от расстояния между котлом и дальней батареей.

Однако, в случае модернизации конструкции и при правильном монтаже она окажется достаточно эффективной. Установить такую систему возможно за несколько этапов. Работу возможно выполнить самостоятельно.

Принцип работы водяного отопления

Система представляет собой замкнутый контур, в котором теплоноситель циркулирует по трубам от котла к радиаторам.

Остывая, вода вновь поступает к котлу, и цикл повторяется многократно.

В качестве теплоносителя чаще используют воду, реже — антифриз. Первый вариант выгоднее, а второй — безопаснее, так как системы не размерзнутся в суровые зимы.

Работу отопления регулируют дополнительные приборы, к которым относятся расширительный бак, манометры, предохранительные клапаны, запорная арматура.

Для создания замкнутой цепи используют трубопроводы

При выборе труб необходимо обратить внимание на материал изготовления. Популярные варианты — оцинкованная или нержавеющая сталь, медь, полимеры

Справка! Чаще выбирают металлопластиковые трубы. Изделия прочны, не подвержены коррозии, долговечны. Внутренние стенки таких трубопроводов гладкие, не зарастают окалиной и накипью, благодаря чему не теряют своих свойств с течением времени.

Естественная и принудительная циркуляция воды

Циркуляция воды обеспечивается за счёт естественных гравитационных процессов или специальных насосов (принудительная циркуляция).

Гравитационные системы выгодны в обустройстве и эксплуатации.

Для него не требуется дополнительное оборудование, а при работе нет шума. Нагретая вода поднимается вверх и распределяется по радиаторам, а остывшая опускается и поступает к котлу.

Движение теплоносителя не зависит от подачи энергии, поэтому в периоды отключения электричества дом остаётся тёплым.

Чтобы спроектировать и смонтировать систему с естественной циркуляцией воды, не требуется особых навыков. Достаточно продумать схему и выдержать необходимые уклоны.

Такое отопление способно бесперебойно работать в течение 30–35 лет. Максимум, что может потребоваться — мелкий ремонт.

Важно! У отопления с естественной циркуляцией воды есть существенный минус: система эффективна, если обустроена двухтрубная система. Когда контур один — радиаторы неравномерно прогреваются и каждый последующий холоднее предыдущего

При экономии на оборудовании приходится переплачивать за трубы и комплектующие.

Для принудительной циркуляции теплоносителя устанавливают насосы.

Такие системы более эффективны потому, что горячая вода быстро поступает к радиаторам, не успевая остыть в трубопроводе.

Отопление отлично работает, независимо от того, какая схема выбрана — одно- или двухтрубная. Однако при отключении электропитания обогрев прекращается, а дом быстро остывает.

Компромиссный вариант — продуманная схема, предусматривающая естественную и принудительную циркуляцию одновременно. При отключении электроэнергии отопление просто переключают в гравитационный режим в обход насоса.

Одно- и двухтрубная, коллекторная разводка

В зависимости от специфики движения теплоносителя и принципа работы различают однотрубную, двухтрубную, коллекторную систему. Каждая из схем имеет свои преимущества:

Однотрубная. Это стандартная схема, в которой сопротивление системы возрастает по мере удаления от котла, что ведёт к неравномерному прогреву радиаторов. Чтобы решить проблему, используют балансировочную арматуру.

Фото 2. Однотрубная схема отопительной системы с котлом, радиаторами, расширительным баком, циркуляционным насосом.

Двухтрубная. Схема предусматривает две трубы — подающую и обратную. Теплоноситель от котла подаётся ко всем радиаторам в цепи, благодаря чему они равномерно прогреваются. Двухтрубная разводка удобна, практична, но металлоёмкая, поэтому требует серьёзных затрат на обустройство.
Коллекторная (лучевая). Это идеальный вариант с точки зрения эксплуатационных характеристик и гидравлической стабильности. Для регулировки технологии работы радиаторов устанавливают шкаф, где размещают коллекторы, всю запорную, балансировочную арматуру. При необходимости отключается один или несколько радиаторов без ущерба для остальных приборов.

Как работает электрический водонагреватель для отопления

Как правило, такие устройства применяют исключительно для ГВС. Но современные технологии позволяют использовать его в качестве дополнительного теплового контура для нагрева воды системы отопления. Прежде чем применять водоподогреватель для подготовки теплоносителя приборов отопления необходимо произвести модернизацию его схемы подпитки:

Создать принудительный контур циркуляции теплоносителя.

Выполнить обвязку отопительной схемы с установкой обязательны устройств защиты и регулирования: расширительный бак, циркуляционный электронасос и запорно-регулирующая арматура, блок управления и защиты с первичными датчиками по температуре и давлению среды.

Оригинальность идеи, и ее практическая реализация, состоит в синхронной эксплуатации одного и того же источника: для ГВС и отопления. По этой причине предварительно рекомендуется подобрать электронасос требуемой электромощности. Он должен быть способен обеспечить покрытие всех гидравлических потерь в системе и равномерно распределить тепло по отопительным приборам. Специалисты рекомендуют в системах одновременного нагрева ГВС, и отопления предусмотреть установку фильтров очистки воды на входе перед бойлером.

Бак-аккумулятор и бойлер для отопления

Накопительный бак, в конечном счете, целиком и полностью идентичен классическому водонагревателю. Различие состоит во внутреннем змеевике, который присоединяется к отопительной системе.

Профессионально организованное система теплоснабжения через теплообменник подразумевает, что данный компонент станет осуществлять функцию термического аккумулятора. Жидкая среда, находящаяся в баке, принимает тепло через змеевиковый теплообменник, подсоединенный к внутридомовой отопительной трубной системе.

Бойлер косвенного нагрева

Оптимальной альтернативой варианта отопления небольших помещений, является включение в схему теплоснабжения бойлера косвенного нагрева. Они могут быть универсальными, способными работать на разных видах энергоносителей: газ, дымовые газы от сгорания твердого топлива и электричество.

Обычно такие устройства устанавливают в схемах теплоснабжения для повышения общего КПД в виде дополнительного источника нагрева. Основным считается традиционный отопительный котел. Для результативной работы водонагревателя непрямого нагрева требуется его установка перед вводом обратной сетевой воды в котлоагрегат. Таким способом, возможно, выполнить оптимальную систему отопления.

Монтаж и эксплуатация бойлера отопления

Бойлер в системе отопления

После выполнения всех необходимых вычислений мощности бойлера и его объема можно приступать к интеграции устройства в отопительную систему

Важной задачей является определение места установки. Определившись с назначением бойлера в системе отопления нужно ознакомиться с инструкцией по его монтажу. Оптимальным вариантом будет установка в непосредственной близости от котла

В этом случае передача тепловой энергии от теплоносителя воде является наиболее эффективной.

Но при этом можно столкнуться со следующими трудностями организации отопления с помощью бойлера:

Подвод системы ГВС. В системе отопления с твердотопливным котлом бойлер удобнее всего разместить непосредственно в котельной. Но тогда для подачи нагретой воды в помещения понадобиться отдельный насос и устройства управления к нему;
Большой объем емкости, если планируется отопление через бойлер для значительных жилых площадей. Возникает проблема с размещением отопительного элемента;
Подвод электросети для обеспечения работы ТЭНа. Для нормального функционирования бойлера для отопления частного дома также рекомендуется установить автономный источник электроэнергии.

Решив эти вопросы можно приступать непосредственно к монтажу.

Установка накопительного бака отопления

Установленный бойлер

Для монтажа теплового аккумулятора необходимо заранее подготовить ровную площадку. Следует учитывать его большой вес – в случае надобности делается отдельный фундамент или усиливаются полы.

Оптимальный вариант монтажа – на отдельную платформу. Так можно избежать контакта корпуса с бетонной поверхностью, что снизит тепловые потери в электрическом бойлере для отопления. Практически все производители делают емкость на специальных ножках. В случае их отсутствия на пол рекомендуется установить утеплитель.

Порядок подключения бойлера к системе отопления заключается в выполнении таких действий:

После установки емкости нужно проверить ее положение относительно горизонта. Не допускаются отклонения.
Выполнить подключение к отоплению

Важно, чтобы диаметр патрубков был равный. В противном случае после подключения бойлера к системе отопления появится избыточное гидравлическое сопротивление.
Если монтаж выполняется в неотапливаемом помещении – корпус бойлера утепляется.
Выполняется подключение к горячему водоснабжению, чтобы бойлер работал не только для отопления, но и ГВС.

По завершении этой работы нужно проверить герметичность всех подключений и запустить отопительную систему. В течение 2-3 недель рекомендуется делать замеры температуры воды в емкости и теплоносителя в трубах после отключения котла. Так можно определить фактическое время поддержания нужного уровня нагрева в схеме отопления от бойлера.

Условия правильной эксплуатации бойлера

Накипь на ТЭНе бойлера

Облуживание накопительного бака практически ничем не отличается от проведения необходимых процедур для поддержания работоспособности любого электрического котла с ТЭНами. И в этом случае для того, чтобы бойлер нормально работал в системе отопления частного дома — требуется следовать рекомендациям производителя.

Это можно обеспечить еще до того как делается теплоснабжение от бойлера. Лучше всего приобретать модели с так называемым «сухим ТЭНом». На нем образование накипи происходит гораздо медленнее. Также следует предварительно фильтровать воду перед подачей в накопительный бак.

Кроме этих процедур необходимо делать следующие:

Один раз в месяц проверять целостность теплоизоляции конструкции;
Контролировать продолжительность поддержания температуры теплоносителя во время режима работы теплоснабжения через бойлер. Разница между расчетными и фактическими показателями не должна превышать 15%;
Контроль герметичности соединений. Перед каждым отопительным сезоном рекомендуется заменять прокладки. Так можно добиться более надежного отопления частного дома с помощью бойлера.

Блок управления некоторых моделей чувствителен к перепадам напряжения. Во избежание поломок этого дорогого устройства следует подключать стабилизатор для бойлера в отопительной системе.

Система с естественной циркуляцией теплоносителя

Это самый простой вариант обогрева, который не потребует значительных финансовых вложений. Проектирование и монтаж системы не предусматривает проведения сложных работ, а все комплектующие и материалы доступны. Поэтому такая система водяного отопления частного дома может быть выполнена самостоятельно – подробное описание содержится в инструкции к оборудованию.

Принцип функционирования водяного отопления с естественной циркуляцией крайне прост. Нагреваемая в котле вода, поднимается по трубопроводу вверх (это происходит из-за разницы температур), и со временем попадает во все радиаторы, разведенные по дому. Уже охлажденная вода снова возвращается в котел. Таким образом, теплоноситель циркулирует по системе отопления естественно, без применения специального оборудования.

При монтаже нужно прокладывать магистральные трубы с небольшим уклоном – обычно достаточно 3-5 градусов на 1 метр (примерно 10 миллиметров). Если этого не сделать, отопительная система тоже будет работать, но не столь эффективно, в результате чего расход топлива увеличится.

Для разводки используются трубы разного диаметра – выбор зависит от особенностей оборудования и радиаторов. Обязательно должно соблюдаться уменьшение сечения труб в сторону крайней точки отопительной системы – последней батареи.

Труба, по которой вода, нагретая в котле, подается в систему, устанавливается таким образом, чтобы наблюдался максимальный уклон в сторону батарей. Место входа в теплогенератор обратки делается как можно ниже относительно радиаторов – это необходимо для эффективной циркуляции теплоносителя. С этой целью нагревательный котел часто устанавливают на цокольном этаже или в подвале.

Неотъемлемая часть водяной конструкции с естественной циркуляцией – расширительный бак. Данное устройство устанавливается, в отличие от котла, в самой высокой точке дома, например, на чердаке. Также иногда используются гидроаккумулирующие баки, но в данном случае необходимо произвести монтаж предохранительных и воздушных клапанов, манометров.

Поскольку обычно чердаки не отапливаются, то расширительный бак приходится утеплять – выбор материалов для этого достаточно широк. Однако нужно учитывать, что утеплитель должен быть устойчивым к влиянию высоких температур и не менять своих свойств даже при 90 градусах (подробнее: «Как выбрать утеплитель для труб отопления и нужен ли он «).

Для разводки отопительной системы можно использовать не только металлические, но и пластиковые трубы. Последние из них легко устанавливаются, и время выполнения работ уменьшается.

Подключение твердотопливного котла к гравитационной системе отопления

Гравитационная система отопления характеризуется естественной циркуляцией теплоносителя в системе отопления. При нагревании теплоносителя горячая вода от котла вытесняет более холодную, отдавшую тепло посредством радиаторов отопления. Остывшая вода поступает в котел, цикл повторяется и тем самым поддерживается непрерывная циркуляция.

Рассмотрим самую простую схему обвязки твердотопливного котла в системе с расширительным баком открытого типа (система гравитационного типа):

	1) Твердотопливный котел
2) Подающая магистраль
3) Расширительный бак
4) Отопительный прибор (ОП)
5) Обратная магистраль

Несмотря на минимальное количество компонентов, система содержит все необходимое для безопасной эксплуатации котла. Под безопасностью подразумевается защита от перегрева и повышения давления в системе. Постоянная циркуляция воды позволяет не допустить перегрева котла. При этом нужно помнить о важных правилах организации гравитационной системы отопления:

Одним из важных параметров системы выступает величина циркуляционного напора — расстояние от центра отопительного прибора до центра отопительного котла. Чем выше этот показатель, тем эффективнее работа всей системы. Отопительные приборы должны быть расположены хотя бы на 30 — 50 см выше котла.
Хотя бы один контур в гравитационной системе должен быть неотсекаемым. Это значит, что циркуляция теплоносителя в нем при работающем котле не должна прерываться ни при каких условиях.

Избежать превышения допустимого давления в котле позволяет расширительный бак. Он может быть как открытого типа, так и мембранным:

Высота расположения расширительного бака открытого типа относительно котла определяет давление в котле, которое обычно ограничивается значением 2–2,5 бара для стальных котлов и 4 бара — для чугунных секционных. Такой бак являясь местом попадания в теплоноситель кислорода из воздуха не несет почти никакой угрозы долговечности чугунного котла, но грозит сокращением срока службы стального котла из-за коррозии.
Мембранный расширительный бак превращает систему отопления в закрытый объем и компенсирует объемные изменения теплоносителя, происходящих при его нагреве и охлаждении.

Схема обвязки твердотопливного котла в гравитационной системе отопления с мембранным расширительным баком:

	1) Предохранительный клапан — обязательный элемент в закрытой системе. В дополнение к нему нужен еще и манометр для визуального контроля давления в котле.
2) Расширительный бак
3) Колпачковый вентиль для контроля, технического обслуживания и замены мембранных расширительных баков
4) Автоматический воздухоотводчик для спуска воздуха
5) Термостатический смеситель для обеспечения наиболее комфортной температуры воды на выходе
6) Водонагреватель

Расположив в одной из ветвей гравитационной системы отопления бак-водонагреватель (установка не менее чем на 30 см выше котла) можно получить горячую воду для бытовых нужд. При этом процесс нагрева воды будет саморегулирующийся. Как только жидкость нагреется, исчезнет разница температур в прямой и обратной линиях, и на выходе из котла циркуляция через контур прекратится. После использования горячей воды температура в баке понизится, что приведет к возобновлению циркуляции теплоносителя. Необходимым элементом такой схемы приготовления горячей воды является термостатический смеситель.

Изготовители твердотопливных котлов регламентируют не только максимальные давление, температуру, но и минимальную температуру котловой воды (50-65°С) или минимальную температуру воды в обратной линии (45-50°С). Чтобы обеспечить соблюдение этого требования в гравитационной системе, необходимо минимизировать перепад температур. Достигается это за счет увеличения скорости протока для меньшего остывания воды в системе отопления. На скорость потока влияет гидравлическое сопротивление системы — чем оно меньше, тем лучше. Уменьшить сопротивление потоку можно за счет применения труб большего диаметра, отопительных приборов с большим сечением каналов.