Обвязка тт котла

Несмотря на разнообразие отопительного оборудования, твердотопливный котел по-прежнему пользуется большим спросом, особенно там, где сложно с подведением газоснабжения, есть трудности с организацией хранения жидкого топлива, часто происходят перебои в электроснабжении. Рассмотрим принцип действия и схемы обвязки твердотопливных котлов.

Особенности работы котла на твердом топливе

Эта отопительная система вырабатывает тепло за счет сжигания топлива твердого (древесина, уголь, торф, пеллеты). Отличается своими особенностями, которые непосредственно влияют на ее эффективность и безопасность:

• Инерционность. Котел твердотопливный невозможно остановить сразу. После прекращения подачи кислорода система продолжает работу, пока не закончится кислород внутри топки, либо пока топливо не прогорит. Это может привести к перегреву теплоносителя, образованию большого количества пара. Как следствие – разрушение корпуса котла или частей системы отопления.
• Конденсат. Появляется, когда котел подключен напрямую, через котловой бак проходит теплоноситель невысокой температуры. Приводит к коррозии стальных стенок топлевника. При этом, смешиваясь с пеплом, он превращается в липкую массу, которую отчистить сложно.

Чтобы исключить перечисленные проблемы, следует правильно организовать обвязку котла с обязательным включением в нее группы безопасности. Рассмотрим подробнее, для чего нужна обвязка твердотопливного котла отопления, основные схемы установки.

Обвязка твердотопливного котла отопления. Назначение. Элементы

Самое главное назначение обвязки – обеспечить эффективную, безопасную, экономичную работу котла. Это значит:

• защищать оборудование от перегрева, перепадов резких давления, поддерживать наиболее приемлемую температуру;
• контролировать количество теплоносителя в системе, отводить избыточную жидкость, пар излишний;
• выводить воздух из системы;
• распределительная функция – разделять теплоноситель между всеми потребителями тепла в системе.

Элементы обвязки твердотопливного котла и их правильная установка тем способом или иным работают на безопасность отопительного оборудования. К числу основных относятся:

1. группа безопасности (манометр, воздухоотводчик, предохранительный клапан);
2. расширительный бак;
3. теплоаккумулятор;
4. смесительный клапан трехходовой.

Правила обвязки, которые нужно соблюдать при самостоятельном подключении системы отопления на твердом топливе:

• чтобы избежать появления конденсата, температурная разница подачи и обратки не должна превышать 20 ⁰С;
• следует установить приборы защитные, которые будут регулировать давление теплоносителя по всему контуру;
• также рекомендуется включить в обвязку автоматические приборы, отвечающие за регулировку мощности, температуры жидкости в системе.

Эти правила лучше всего действуют в системах с движением теплоносителя принудительным. Кратко рассмотрим схемы обвязки твердотопливных котлов. Но перед этим несколько слов о группе безопасности в системе отопления.

Группа безопасности

Включает элементы:

— манометр (показывает уровень давления в системе)
— клапан предохранительный (автоматически сбрасывает давление, если оно превышает допустимое значение 2 Бар, срабатывает обычно при показателе 3 Бар),
— воздухоотводчик автоматический (выводит воздух из теплоносителя).

Устанавливается на подающем патрубке самого котла, сразу на выходе. Важно помнить, что между группой безопасности и котлом нельзя ставить какие-либо запорные механизмы. Эти приборы должны быть обязательно установлены в любой схеме обвязки системы отопительной.

Открытый тип с естественной циркуляцией

Самая простая обвязка с минимальным количеством приборов, полной независимостью от электроэнергии. Движение жидкости по системе происходит естественным образом из-за общего расположения труб под небольшим уклоном. Котел устанавливается на полметра ниже уровня радиаторов. Минимальное количество механизмов запорных, приборов регулирующих и т.д.

Такая обвязка эффективна для маленького дома с небольшим количеством потребителей теплоэнергии. Расширительный бак открытого типа устанавливается как можно выше, на чердаке, например.

При этом температуру теплоносителя откорректировать нельзя. А через открытую расширительную емкость часто попадает воздух, влияющий на пагубно внутреннюю поверхность патрубков.

Закрытый тип с естественной циркуляцией

Также довольно простая схема обвязки с малым числом теплопотребителей. По схеме очень похожа на открытый тип. Отличается включением закрытого расширительного бака с мембраной, который устанавливается на обратном патрубке. Кроме того, не забываем про группу безопасности. Некоторые модели уже укомплектованы ею на производстве.

Емкость расширительная рассчитана на объем более 10% от всего объема теплоносителя.

Здесь есть несколько важных моментов при обвязке котла отопления полипропиленом. Патрубок от теплогенератора до группы безопасности делается из металла, дальше прокладывается из полипропилена. Также участок обратного патрубка с установленным трехходовым краном и датчиком – из металла. Полипропилен обладает малой теплопроводностью. Если на нем установить кран трехходовой, он будет с задержкой реагировать на повышение температуры, а датчик подавать информацию неверно.

В целом же, система обвязки котла отопления полипропиленом выгодна, достаточно практична.

Закрытый тип с принудительной циркуляцией

Несложная схема с циркуляционным насосом, который перемещает теплоноситель по системе. Уклон как таковой уже не требуется соблюдать. Насос, а также термодатчик (контролирует работу насоса) устанавливаются на обратке (между расширительным баком и котлом), подключаются к электросети.

Данная обвязка отличается большей производительностью из-за использования устройства терморегулировочного. Может использоваться там, где подача электроэнергии стабильна. Иначе при отключении электричества остановится система отопления.

Коллекторная обвязка с принудительной циркуляцией

Циркуляционный насос + коллекторы. Это характерное отличие коллекторной системы обвязки.

Насос продвигает по трубам жидкость. К системе отопления подключены коллекторы (так называемые гребенки). Представляют собой патрубки с большим сечением. Имеют один общий вход и несколько выходов для подключения необходимого количества теплоэлементов(например, радиаторы, система теплого пола, полотенцесушитель). Подключаются к подающему и обратному патрубкам системы.

Специфика такого подключения характеризуется отдельной подачей теплоносителя в каждый элемент системы с одинаковой температурой, давлением. Отличается более эффективной регулировкой работы системы обогревательной.

При этом нужно учитывать, что такая обвязка займет много времени, сил, материальных затрат (большой расход труб, финансовые траты).

Обвязка с гидрострелкой

В системе обвязки используется патрубок вертикальный большого сечения – гидрострелка. Этот элемент связан с котлом трубами подачи и обратки. Устанавливается там же, где и коллекторы: после бака расширительного, перед обогревательными элементами (радиаторы, полотенцесушитель и т.д.).

От коллекторов отличается тем, что к гидрострелке можно подключаться на разной высоте. Это непосредственным образом влияет на температуру теплоносителя, а вместе с ним – на температуру каждого элемента нагревательного в доме. Так, используя обвязку с гидрострелкой, можно создавать оптимальный терморежим для каждого прибора в отдельности.

Обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором

Для оборудования, работающего на топливе твердом, рекомендуется устанавливать теплоаккумулятор. Представляет собой буферную емкость для накопления, а затем сохранения выработанного котлом тепла.

Очень выгодное устройство, ведь оно позволяет повысить КПД оборудования твердотопливного, и при этом сэкономить отопительный материал.

Схема обвязки твердотопливного котла с буферной емкостью выглядит следующим образом. Патрубки входа и выхода из теплогенератора подключаются к аккумулятору тепла, а от него – к элементам отопления. Теперь образовывается сразу два контура:

1. между буфером тепла и котлом;
2. между буфером и обогревательными приборами дома.

Проходя по обогревательной системе, теплоноситель заполняет буферный бак. При чем внизу проходит жидкость остывшая от обогревательных элементов, вверху – горячая от котла. Буфер накапливает тепло, когда топка работает на полную мощность. После прогорания топлива накопленное тепло из бака отдается по системе отопления еще определенное время. После буфера накопительного устанавливается насос, клапан трехходовой для корректировки температуры отопительной жидкости.

Схема обвязки твердотопливного котла с баком аккумулятором экономит топливо, позволяя делать закладку угля, дров значительно реже. Необходимо учитывать, что при такой обвязке мощности котла должно хватить на отопление и на прогрев буферной емкости.

Обвязка твердотопливного и газового котла (электрокотла)

Данная обвязка актуальна и пользуется спросом у жителей загородных домов. Она позволяет организовать круглогодичный комфорт в доме, включая в общую обвязку несколько источников обогрева. Как правило, устанавливаются пары из газового котла отопления с устройством на твердом виде топлива, а также твердотопливное оборудование с электрокотлом.

Схема обвязки газового и электрического устройств с дровяным одинакова, достаточно проста, потому что использует теплоаккумулятор одновременно и как гидрострелку. Это позволяет снабжать теплом эффективно сразу большое количество обогревательных точек (радиаторы, теплый пол, бойлер, полотенцесушитель и т.д.). При этом тепло газового котла отопления (электрического) и дровяного заряжает буферный бак, а затем уже он снабжает энергией тепловой конечные точки обогрева.

Существует также другой вариант совместного подключения газового котла отопления (электрокотла) и твердотопливного, без использования емкости буферной, потому что это достаточно дорого. Здесь главным источником обогрева выступает котел дровяной, газовый – вспомогательный.

Принцип действия. После прогорания твердого топлива температура воздуха снижается. Это фиксирует установленный в комнате датчик и сразу же запускает котел газовый. Остывающий главный котел отключается автоматически. Газовый работает до тех пор, пока дровяной агрегат не начнет прорабатывать следующую порцию топлива. Теперь уже в обратном порядке датчик комнатной температуры отключает газовое устройство обогрева.

Схема с такой обвязкой проста, ее можно самостоятельно установить.

Обвязка с подключением косвенного водонагревателя

Схема обвязки твердотопливного котла с бойлером довольно распространена за счет экономичности, эффективной работы. Особенно актуальна во время сезона отопительного, когда удается сэкономить на электроэнергии значительную сумму.

Данная обвязка устроена таким образом, что нагретая жидкость подается одновременно в бойлер и радиаторы. При этом контур котла подключается к теплообменнику водонагревателя, который прогревает воду косвенным способом.

Часто в бойлере устанавливается дополнительный способ нагревания жидкости (газ, ТЭН) на случай, когда отопление отключается (теплое время года).

Рассмотренная обвязка может применяться со всеми отопительными устройствами как с естественной, так и с принудительной циркуляцией жидкости.

Источник: foundmaster.ru

Что такое обвязка и из чего ее делают

В системе отопления две основные части — котел и радиаторы отопления или теплый пол. То что их связывает и обеспечивает безопасность — это и есть обвязка. В зависимости от типа установленного котла используются разные элементы, потому обычно рассматривают отдельно обвязку твердотопливных агрегатов без автоматики и автоматизированных (чаще — газовых) котлов. У них разные алгоритмы работы, основные — возможность нагрева ТТ котла в фазе активного горения до высоких температур и наличие/отсутствие автоматики. Это накладывает ряд ограничений и дополнительных требований, которые приходится выполнять при обвязке котла, работающего на твердом топливе.

Что должно быть в обвязке

Для обеспечения безопасной работы отопления обвязка котла должна содержать ряд устройств. Обязательно должны быть:

• Манометр. Для контроля давления в системе.
• Автоматический воздухоотводчик. Для спуска воздуха, попавшего в систему — чтобы не образовывались пробки и не стопорилось движение теплоносителя.
• Аварийный клапан. Для сброса чрезмерного давления (подключается к системе канализации так как стравливается  некоторое количество теплоносителя).
• Расширительный бак. Необходим для компенсации теплового расширения. В системах открытого типа бак ставится в верхней точке системы и представляет собой обычную емкость. В закрытых системах отопления (обязательно с циркуляционным насосом) ставится мембранный бачок. Место установки — в обратном трубопроводе, перед входом в котел. Он может быть внутри настенного газового котла или устанавливается отдельно. При использовании котла для подготовки воды для ГВС также необходим расширительный бак в этом контуре.
• Циркуляционный насос. Обязателен к установке в системах с принудительной циркуляцией. Для повышения эффективности отопления может стоять и в системах с естественной циркуляцией (гравитационных). Ставится на подачу или обратку перед котлом до первого ответвления.

Часть этих устройств уже установлена под кожухом газового настенного котла. Обвязка такого агрегата очень проста. Для того чтобы не усложнять систему большим количеством отводов манометр, воздухоотводчик и аварийный клапан собирают в одну группу. Есть специальный корпус с тремя отводами. На него накручиваются соответствующие устройства.

Устанавливают группу безопасности на подающем трубопроводе сразу на выходе котла. Ставят так, чтобы легко было контролировать давление и можно было вручную стравить давление в случае необходимости.

Какими трубами делать

Сегодня в системе отопления уже редко используют металлические трубы. Их все чаще заменяют на полипропилен или металлопластик. Обвязка газового котла или любого другого автоматизированного (пеллетного, на жидком топливе, электрического) возможна сразу этими видами труб.

При подключении твердотопливного котла хотя-бы метр трубы на подаче непроходимо делать металлической трубой и лучше всего — медной. Дальше можно ставить переход на металлопластик или полипропилен. Но и это — не гарантия того, что полипропилен не разрушится. Лучше всего сделать дополнительную защиту от перегрева (закипания) ТТ котла.

Какие из полимерных труб лучше? Полипропиленовые или металлопластиковые? Однозначного ответа нет. Обвязка полипропиленом хороша надежностью соединений — правильно сваренные трубы представляют собой монолит. (Как соединять полипропиленовые трубы читайте тут). Но максимально допустимая температура теплоносителя в системе — не выше 80-90°C (в зависимости от типа трубы). И то, длительное воздействие высоких температур приводит к быстрому разрушению полипропилена — он становится хрупким. Потому обвязка котла полипропиленом делается только в низкотемпературных системах на основе автоматизированных котлов.

Металлопластик имеет более высокую температуру эксплуатации — до 95°C, чего достаточно для большинства систем. Можно ими делать и обвязку твердотопливного котла, но только в случае наличия одной из систем защиты от перегрева теплоносителя (рассказано чуть ниже). Но металлопластиковые трубы имеют два существенных недостатка: сужение в месте соединения (конструкция фитингов) и необходимость регулярной проверки соединений, так как они со временем текут. Так что обвязку котла металлопластиком делают при условии использования в качестве теплоносителя воды. Незамерзающие жидкости более текучие, потому в таких системах обжимные фитинги лучше не использовать — они все равно будут течь. Даже если заменить прокладки на химически стойкие.

Обвязка газовых котлов

Современные газовые котлы имеют хорошую автоматику, которая контролирует все параметры работы оборудования: давление газа, наличие пламени на горелке, уровень давления и температуру теплоносителя в системе отопления. Есть даже автоматика, которая может подстраивать работу под погодные данные. Кроме того настенные газовые котлы в большинстве случаев содержат и такие необходимые устройства как:

• группу безопасности (манометр, клапан для стравливания воздуха, аварийный клапан);
• расширительный бачок;
• циркуляционный насос.

Параметры всех этих устройств указаны в технических данных газовых котов. При выборе модели надо на них обращать внимание и выбирать модель не только по мощности, но и по объему расширительного бака и максимальному объему теплоносителя.

Схема обвязки настенного газового котла

В самом простом случае обвязка котла содержит только отсечные краны на входе в котел — чтобы при необходимости можно было провести ремонтные работы. Еще на обратном трубопроводе, идущем из системы отопления, ставят фильтр-грязевик — для удаления возможных загрязнений. Вот и вся обвязка.

На фото выше стоят угловые шаровые краны, но это, как вы понимаете, не обязательно — вполне можно поставить обычные модели, а трубы развернуть ближе к стене при помощи уголков. Также обратите внимание, что с двух сторон от грязевика стоят краны — это для того, чтобы была возможность снять его и почистить без слива системы.

В случае подключения одноконтурного настенного газового котла все еще проще — подводят только газ (подключают газовщики), подачу горячей воды к радиаторам или водяному теплому полу и обратку от них.

Схемы обвязки напольных газовых котлов

Напольные модели газовых отопительных котлов тоже снабжены автоматикой, но не имеют ни группы безопасности, ни расширительного бака, ни циркуляционного насоса. Все эти устройства приходится устанавливать дополнительно. Схема обвязки из-за этого выглядит немного сложнее.

На двух схемах классической обвязки котла установлена дополнительная перемычка. Это так называемая «антиконденсационная»  петля. Нужна она в больших системах, если температура воды в обратном трубопроводе слишком низкая, она может вызвать образование конденсата. Чтобы устранить это явление и устраивают эту перемычку. С ее помощью к обратному трубопроводу подмешивается горячая вода с подачи, подымая температуру выше точки росы (обычно 40°C). Есть два основных способа реализации:

• с установкой в перемычке циркуляционного насоса с выносным датчиком температуры (а фото вверху справа);
• с использованием трехходового клапана (на фото внизу слева).

В схеме с циркуляционником на перемычке (конденсационный насос) ее делают трубой на шаг меньшего диаметра чем магистрали. Датчик прикрепляют к трубе обратки. При понижении температуры ниже заданной, включается цепь питания насоса, добавляется горячая вода. Когда температура станет выше пороговой, насос отключается. Второй насос — собственно системы отопления он работает все время, пока работает котел.

Во второй схеме с трехходовым клапаном он открывает подмес горячей воды при понижении температуры (выставляется на клапане). Насос в этом случае стоит на обратном трубопроводе.

Обвязка твердотопливного котла

Любой владелец ТТ котла знает, что во время фазы активного горения выделяется очень много тепла. Со времени приходит опыт — когда и как именно прикрыть заслонку, на какой промежуток времени и т.п. Но стоит немного отвлечься, и вода в системе перегреется и может даже закипеть. Чтобы не допустить подобного явления обвязка котла без автоматики должна содержать несколько устройств, предотвращающих закипание системы. Только в этом случае можно разводку по дому делать полимерными трубами. Иначе, рано или поздно, перегретый теплоноситель размягчит материал, трубы прорвутся со всеми вытекающими последствиями. Потому обвязка твердотопливного котла кроме традиционных элементов — группы безопасности, расширительного бака и циркуляционного насоса — содержит солидное количество дополнительных устройств и обычно требует довольно солидных средств.

Циклический характер работы котлов на твердом топливе приводит не только к закипанию системы, но и к тому, что в доме то очень жарко (когда топливо активно горит), то холодно — когда все прогорело. Для устранения этих явлений есть решение: установить бойлер косвенного нагрева или теплоаккумулятор. И то и другое — емкости с водой, просто выполняют они разные функции и, соответственно, подключаются по-разному.

Обвязка с бойлером косвенного нагрева

Бойлер косвенного нагрева греет воду для ГВС и подключается с одной стороны к системе отопления, а с другой — к гребенке раздачи горячей воды. Таким образом и смягчаются температурные перепады, и греется вода для технических нужд. Неплохое решение.

Как работает данная схема? Если температура воды в водонагревателе ниже заданной, то котел подключается к нагреву воды в баке. Система отопления на это время оказывается отключенной и немного остывает. После нагрева воды до необходимой температуры котел снова переключается на работу с контуром отопления. Когда теплая вода расходуется, температура в баке снова падает, снова происходит подключение для подогрева.

Несложно, но при такой схеме все равно возможен перегрев — не всегда расход горячей воды совпадает с фазой активного горения топлива. Вот в этом случае возможен перегрев.

Схема с теплоаккумулятором

Второй способ — установить теплоаккумулятор. Это тоже емкость с водой, но подключена она только к системе отопления.  Служит для смягчения температурных перепадов в системе.

Этот способ более надежный, но требует устройства нескольких отдельных контуров. Котел греет воду в теплоаккумуляторе — он подключен ко входам ТА. Это один замкнутый контур. Второй контур идет на отопление — с выхода теплоаккумулятора (в верхней части бака) горячая вода поступает в систему отопления, а остывшая вода с обратного трубопровода поступает в нижнюю часть того же бака. При необходимости, можно подключить еще и систему водяного теплого пола.

 

При таком построении нет обычного для твердотопливного котла резкого повышения температуры на время активного горения. Все потому что добавляется объем бака, потому перегрева воды практически не бывает. Потом, когда топливо прогорело и в обычной системе дом начинает остывать, в системе с ТА продолжает расходоваться запасенное на фазе нагрева тепло. Таким способом выравнивается температурный фон и увеличивается время между топками.

Такая обвязка котла на твердом топливе более надежна и разводку от ТА можно делать полипропиленовыми трубами, но контур от котла до емкости обязательно делать металлическими трубами. В данном случае можно использовать стальные, но лучше все-таки медные.

Обвязка ТТ котла с клапаном от перегрева

Третий способ сделать защиту от перегрева твердотопливного котла — установить автоматическое устройство защиты от перегрева. Это специальный клапан с датчиком температуры. Принцип работы прост: при превышении определенной температуры (обычно 95-97°C) вентиль открывает впуск холодной воды из водопровода, а излишек перегретой выпустит в канализацию. Так работает, например,  REGULUS DBV 1-02, Regulus BVTS 14480.

Клапана хоть и производятся одной фирмой, имеют разное строение и схему монтажа. Так  REGULUS DBV устанавливается на выходе из котла, имеет встроенный датчик температуры (схема установки — выше). Клапан защиты от перегрева ТТ котла Regulus BVTS 14480 имеет выносной датчик, может монтироваться как на входе, так и на выходе (схема установки внизу). Чем хорош этот вариант? Тем что он может работать в системах с естественной циркуляцией — ему давление для работы не нужно.

Их ориентировочная стоимость — 40-60€ — это намного меньше, чем стоимость монтажа теплоаккумулятора или бойлера косвенного нагрева, но проблему колебания температуры этот способ не решает. Эти клапана, кстати, можно использовать для повышения надежности схемы с установленным косвенником и тем точно устранить возможность закипания системы.

Что еще необходимо в системе

Обвязка котла будет неполной, если в ней не будет крана для слива и заполнения системы. И лучше, если они будут раздельными. Конкретное место установки зависит от строения системы, но есть определенные правила:

• Кран для слива делают в самой нижней точке. Это очень важно, если систему отопления надо будет консервировать на зиму — необходимо чтобы в ней оставалось как можно меньше теплоносителя. Если система будет работать зимой постоянно обычно к одному из радиаторов приделывают кран (с патрубком или без) Это и будет место слива системы.
• Если в системе отопления будет использоваться вода, обычно подключается вход от водопровода. В случае с настенным газовым котлом для этого есть специальный патрубок со стационарным краном. Холодную воду подключают к этому входу, при необходимости подпитки кран открывают на короткое время. Если используется котел без специального патрубка, в трубопроводе подачи (желательно повыше) также устанавливают кран. Как вариант — на отрезке трубы, которая идет на расширительный бачок.

В некоторых системах слив и залив системы делают из одного крана. Это возможно, если есть насос, которым закачивается теплоноситель и есть манометр, по которому можно контролировать создаваемое давление. При наличии отдельного крана для залива системы в высокой точке можно ее заполнить и самотеком.

Источник: stroychik.ru

Способы подключения котла к контуру отопления

Состав оборудования и обвязка котла напрямую зависит от выбранного типа контура отопления, способа циркуляции теплоносителя и степени автоматизации процесса, такой как тонкая настройка климата или же простая регулировка нагрева теплоносителя.

Задача всего комплекса обвязки:

• Обеспечить равномерное распределение тепла по контуру отопления.
• Обезопасить людей и оборудования от любых внештатных и аварийных ситуаций, минимизация последствий в результате поломки.
• Снижение влияния периодичности в работе твердотопливного котла, так как основная мощность выдается только после розжига очередной закладки топлива, тогда как с его прогоранием теплоотдача снижается.

Автоматика

В первую очередь нужно обеспечить беспроблемную работу самого котла. Чтобы контролировать процесс горения топлива (дров, угля или паллет), достаточно взять под контроль подачу свежего воздуха к топке. С твердотопливными котлами это означает использование в обвязке блоков автоматизации на основе контроллера, термостата и нагнетающего вентилятора.

В самом простом варианте автоматизировать работу котла поможет регулятор тяги. Простое конструктивное решение, в котором учувствует энергонезависимый термостат. В зависимости от температуры исходящих газов или теплоносителя в теплообменнике регулятор тяги меняет степень натяжения цепочки, соединенной с шибером, изменяя тем самым уровень подачи воздуха в камеру сгорания.

Для полноценного управления и автоматизации не обойтись без включения в обвязку контроллера, способного задавать оптимальный режим работы твердотопливного агрегата. Он опирается на данные о нескольких термодатчиков и управляет вентилятором, подающим воздух в топку. Комплект  управления твердотопливным котлом обойдется в среднем в $25-45 и обеспечит:

• Регулировку активности горения топлива в зависимости от температуры теплоносителя.
• Экономию топлива, избегая бессмысленного прогорания и выброса тепла в трубу.
• Повышение безопасности котла за счет установки принудительной тяги и контроля отвода продуктов горения.
• Автоматическое выключение котла при перегреве воды в теплообменнике, не допуская разрыва или других серьезных последствий.

Однако блок автоматики одновременно делает твердотопливный котел энергозависимым, потому для безостановочной и качественной работы придется обзавестись мощным источником бесперебойного питания (ИБП).

Состав обязательной обвязки

Группа безопасности

Подразумевается стандартный набор оборудования, включающий в себя:

• подрывной защитный клапан;
• автоматический воздухоотводчик;
• манометр.

Желательно группу безопасности приобретать в готовом виде, подобрав элементы в строгом соответствии с проектом отопления и характеристиками твердотопливного котла. В указанной компоновке группа безопасности востребована в первую очередь в закрытых системах отопления, где поддерживается стабильно повышенное давление теплоносителя.  О том, как выбрать группу безопасности, рассказано в этой статье.

Устанавливается группа в обвязку только с соблюдением четырех основных правил:

• непосредственно возле котла на горячем выходе;
• участок трубы от котла к группе должен выполняться с одинаковым сечением трубы, без заужения и желательно без использования колен и поворотов;
• между котлом и группой безопасности недопустимо устанавливать запорную арматуру;
• группа и конкретно воздухоотводчик монтируется в самой верхней точке контура.

Для естественной циркуляции с закрытым контуром расстояние от котла до группы безопасности может составлять несколько метров, от чего эффективность подрывного клапана сильно падает.

Расширительный бак

Чтобы компенсировать тепловое расширение теплоносителя в обвязке контура отопления, используется расширительный бак:

• негерметичный для систем открытого типа;
• мембранный – для герметичных закрытых систем отопления.

В первом случае это может быть емкость объемом не менее 10% от общего объема теплоносителя в контуре. Устанавливается в самой верхней точке контура. Высота установки также определяет рабочее давление системы. Выполняет функции группы безопасности. Бак не изолирован от окружающей среды и за счет установки в самой верхней точке обеспечивает эффективный вывод воздуха, циркулирующего в трубах. При чрезмерном расширении теплоносителя излишек воды поступает в бак или же сбрасывается в канализацию при превышении допустимого объема.

Расширительный бак мембранного типа рассчитан для закрытых систем отопления, в которых искусственно задается рабочее давление на уровне 1,5-2,5 атмосферы. Внутри бака пространство разделено эластичной резиновой мембраной на две камеры: в одну поступает теплоноситель, во вторую закачивается под давлением воздух.

Устанавливается расширительный бак на горячем выходе котла после группы безопасности или же на холодном нижнем подключении после обвязки циркуляционного насоса.

Байпас и подбор труб разводки

Байпасом называется участок трубы, подключенный параллельно любому узлу в контуре отопления. Он нужен для снижения общего гидросопротивления контура и для возможности контролировать и регулировать объем теплоносителя, поступающего в отдельный узел, радиатор, аккумулирующую емкость, расширительный бак и т.п.

С твердотопливным котлом байпасы необходимо устанавливаться на каждом радиаторе и аккумулирующей емкости без исключения так, чтобы образовался контур, в котором теплоноситель по умолчанию может циркулировать без каких-либо препятствий и проблем и вне зависимости от пропускной способности каждого отдельного элемента.

Кроме этого байпас желательно поставить и на самом котле. Фактически это формирует малый контур циркуляции, в котором котел завязан сам на себе.

Однако делать это можно, только если обвязку твердотопливного агрегата входит защита от перегрева, блок автоматики, который не допустит закипания воды.

Наличие малого контура в системе с принудительной циркуляцией позволяет, не меняя нагрузку на насос и не прибегая к тонкой настройке работы котла, управлять обогревом дома. С помощью трехходового клапана с термостатической головкой есть возможность в узком диапазоне задать целевую температуру в контуре отопления и горячая вода от котла будет поступать только при необходимости для восполнения затраченной энергии.

Основные требования к трубам для отопления твердотопливными котлами:

• Участок непосредственно от котла по горячему и холодному выводу на расстояние до 1,5 метров делается исключительно из металла, а после по необходимости монтируется переход на металлопластик.
• К основным узлам обвязки (группа безопасности, циркуляционный насос, расширительный бак) монтируется трубами максимально допустимого сечения для снижения гидравлического сопротивления.
• Трубы разводки обязательно должны соответствовать температурному режиму котла и системы отопления с запасом до 20%.

Аккумулирующая емкость

Байпас и малый контур с трехходовым клапаном позволяют полностью решить проблему с настройкой отопления со стороны радиаторов. Однако это не решает проблему с котлом, который вынужден работать с перерывами или часто отключаться по решению автоматики, после чего его придется растапливать вновь.

Аккумулирующая емкость в обвязке твердотопливного отопления представляет собой утепленный бак большого объема, наполненный теплоносителем. За счет высокой теплоемкости воды в аккумуляторе может накапливаться тепловая энергия в периоды максимальной теплоотдачи котла. Как только закладка топлива прогорает, и температура теплоносителя в основном контуре снижается, тепло начинает поступать именно из теплоаккумулятора, сглаживая колебания температуры. Устанавливается теплоаккумулятор параллельно основному контуру.

По конструкции различают:

• проходные теплоаккумуляторы, в которых накапливается непосредственно теплоноситель, повышая общий объем воды в системе;
• аккумуляторы с теплообменниками в виде вмонтированных змеевиков или трубных регистров.

Источник: www.domskotlom.com

Схема обвязки ТТ котла

Правильная обвязка твердотопливного котла своими руками может быть выполнена только при условии полного соблюдения правил таких работ. Про дымоходы для ТТ котлов я уже писал – там есть свои особенности.

Начнем с обратки, то есть, со входа холодной воды в теплогенератор. На обратке ставится циркуляционный насос, в случае использования закрытой СО с принудительной циркуляцией. Насос ставится именно на обратке, он нагнетает воду в котле. Если ЦН будет установлен на подаче из котла, то там он долго не протянет.

Почему? Потому что выход теплоносителя из ТТ котла высокотемпературный.

Если дизельный или газовый котлы выдают на выходе от 40 до 65 градусов, установленные автоматикой котла, то на выходе ТТ котла – от 60 до 90 градусов в штатном режиме.

Труба подачи холодной воды подключается к входному патрубку котла. Обычно он располагается в нижней части котла.

Труба подачи горячей воды из котла подключается к выходному патрубку котла. Обычно этот патрубок расположен в верхней части котла. Такое расположение позволяет использовать ТТ котлы в системах с естественной циркуляцией теплоносителя.

Труба выхода горячей воды из котла имеет температуру в штатном режиме от 60 до 90 градусов Цельсия. В нештатном режиме труба может иметь на внутренней поверхности температуру перегретого пара 105-110 градусов Цельсия, а на внешней части у патрубка котла – до 200-350 градусов Цельсия – от самого перегретого котла.

Потому труба подачи горячего теплоносителя должна исполняться из металла, лучше из меди. Хотя и стальная труба также исправно будет справляться со своими обязанностями.

Далее следует группа безопасности твердотопливного котла. Что входит в ее состав – смотрите ниже.

Далее подключается расширительный бак системы отопления. Бак может быть подключен на подаче, может быть подключен на обратке. Особой роли это не играет.

Основное правило, которое устанавливает схема обвязки твердотопливного котла – между системой отопления и расширительным баком не должно быть никакой запорной арматуры.

Что входит в группу безопасности котла

Группа безопасности твердотопливного котла включает в себя три элемента:

1. Манометр, показывающий давление в системе на выходе котла.
2. Аварийный клапан сброса давления, настроенный на верхнее значение допустимого давления в СО.
3. Автоматический воздухоотводчик.

Для удобства эксплуатации манометр группы безопасности имеет дополнительную стрелку, устанавливаемую вручную, которая показывает предел допустимого давления теплоносителя в системе отопления.

Аварийный клапан сброса давления настраивается на сброс теплоносителя при превышении установленного предельного давления. Обычно рабочее давление в системе отопления составляет 1,5-2 атм, клапан сброса настраивается на 3 атм.

Воздухоотводчик выводит воздух при заполнении системы отопления теплоносителем. При повышении давления в системе отопления до рабочего уровня, клапан воздухоотводчика закрывается.

Далее воздух можно выпускать через верхний кран сброса воздуха в системе или через краны Маевского в каждом отдельном радиаторе.

Группа безопасности твердотопливного котла должна ставиться на выходе из ТТ котла, на подаче горячей воды в систему отопления. Только такая схема обвязки твердотопливного котла с использованием группы безопасности правильная.

Случалось видеть такое, что группа безопасности твердотопливного котла устанавливалась на обратке системы отопления. В этом случае и котел уже сможет взорваться, и трубы системы отопления расплавятся, а группа безопасности все так и не сработает.

Источник: kotlobzor.ru

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).

Примечание. Явление инерционности отсутствует только у одного вида агрегатов на твердом топливе – пеллетных котлов. В них имеется горелка, куда древесные гранулы подаются дозировано, после прекращения подачи пламя угасает почти сразу же.

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.

Во избежание превышения давления и последующей аварии, в обвязке твердотопливного котла всегда участвует важный элемент – группа безопасности, подробнее о ней будет сказано ниже.

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.

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.

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:

Примечание. Здесь условно не показан расширительный бак — он должен подключаться к обратной линии отопительной системы перед насосом (по направлению течения воды).

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.

Внимание! На отрезке трубопровода между группой безопасности и котлом не допускается установка любой запорной арматуры. Если вы поставили шаровой кран для отсечения и ремонта деталей группы, снимите со штока рукоятку.

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.

Важный нюанс. В паре с 3-ходовым вентилем ставится специальная головка с датчиком и капилляром, рассчитанная на регулирование температуры воды в определенном диапазоне (например, 40…70 или 50…80 градусов). Обычная радиаторная термоголовка не подойдет.

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.

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:

Примечание. Подобные клапаны, поддерживающие фиксированную температуру смешанной воды на выходе и предназначенные для установки в первичный контур твердотопливного котла, выпускают многие известные бренды — Herz Armaturen, Danfoss, Regulus и другие.

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.

Вариант обвязки с буферной емкостью

Наличие буферной емкости крайне желательно для работы котла на твердых видах топлива и вот почему. Чтобы агрегат функционировал эффективно и производил тепло с заявленным в паспорте КПД (от 75 до 85% у разных типов), он должен действовать на максимальном режиме. Когда прикрывается воздушная заслонка с целью замедлить горение, в топке наблюдается недостаток кислорода и КПД сжигания дров снижается. При этом возрастают выбросы в атмосферу угарного газа (СО).

Для справки. Именно из-за выбросов в большинстве европейских стран запрещается эксплуатировать твердотопливные котлы без буферной емкости.

С другой стороны, при максимальном горении температура теплоносителя в современных теплогенераторах достигает 85 °С, а одной закладки дров хватает всего часа на 4. Это не устраивает многих владельцев частных домов. Решение проблемы – поставить буферную емкость и включить ее в обвязку ТТ-котла таким образом, чтобы она служила баком-аккумулятором. Схематично это выглядит так:

Когда топка горит вовсю, буферная емкость накапливает тепло (на техническом языке – загружается), а после затухания отдает его в отопительную систему. Для управления температурой теплоносителя, подающегося в радиаторы, с другой стороны от бака-аккумулятора тоже ставится трехходовой смесительный клапан и второй насос. Теперь вовсе не обязательно бегать к котлу каждые 4 часа, ведь после затухания топки обогрев дома какое-то время будет обеспечивать буферная емкость. Как долго – зависит от ее объема и температуры нагрева.

Справка. На основании практического опыта вместительность теплоаккумулятора можно определить так: на частный дом площадью 200 м² понадобится бак объемом не менее 1 м³.

Есть парочка важных нюансов. Чтобы схема обвязки благополучно работала, нужен твердотопливный котел, чьей мощности хватит на одновременное отопление и загрузку буферной емкости. Значит, потребуется мощность в 2 раза выше расчетной. Другой момент – подбор производительности насосов таким образом, чтобы расход в котловом контуре немного превышал количество протекающей воды в контуре отопительном.

Интересный вариант стыковки ТТ-котла с самодельным буферным резервуаром (он же — бойлер косвенного нагрева) без насоса продемонстрирован нашим экспертом в видеосюжете:

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.

Совет. Информацию о расчете объема буферного резервуара вы найдете в отдельной публикации.

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:

Примечание. Схема справедлива как для электрического, так и для газового теплогенератора, работающего вместе с твердотопливным.

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:

Обвязка методом первичных и вторичных колец

Существует еще один способ совместной обвязки твердотопливного котла с электрическим для обеспечения большого числа потребителей. Это  метод первичных и вторичных колец циркуляции, который предусматривает гидравлическое разделение потоков, но без использования гидрострелки. Также для надежной работы системы требуется минимум электроники, а контроллер не нужен вообще, невзирая на кажущуюся сложность схемы:

Хитрость в том, что все потребители и котлы подсоединяются к одному первичному кольцу циркуляции как подающим трубопроводом, так и обратным. За счет малого расстояния между подключениями (до 300 мм) перепад давлений выходит минимальным по сравнению с напором насоса главного контура. Благодаря этому движение воды в первичном кольце не зависит от работы насосов колец вторичных. Меняется лишь температура теплоносителя.

Теоретически в главный контур может быть включено сколько угодно источников тепла и вторичных колец. Главное, верно подобрать диаметры труб и производительность насосных агрегатов. Фактическая производительность главного кольцевого насоса должна превышать расход в самом «прожорливом» вторичном контуре.

Чтобы этого добиться, необходимо выполнить гидравлический расчет и только потом удастся верно подобрать насосы, так что без помощи специалистов обычному домовладельцу не обойтись. Кроме того, надо увязать работу твердотопливного и электрического котлов путем установки отключающих термостатов, о чем рассказано в следующем видео:

Заключение

Как вы могли убедиться, правильно сделать обвязку котла на твердом топливе не так уж просто. К вопросу надо отнестись ответственно и перед выполнением работ по монтажу и подключению дополнительно проконсультироваться со специалистом, чья квалификация не вызывает сомнений. Например, с таким, кто дает пояснения в представленных видеороликах.

Источник: otivent.com