Основные схемы обвязки напольных газовых котлов

Особенности двухконтурных генераторов тепла

1. Главное отличие таких агрегатов от одноконтурных собратьев в том, что тепловую энергию топлива они используют не только для нагрева воды в отопительном контуре, но и в ветке для ГВС.
2. Одноконтурные аналоги также можно применять для согрева воды. Происходить это может в накопительном баке при помощи косвенного нагревания. Теплоноситель при этом будет частично отдавать энергию, протекая через дополнительный теплообменник в термически изолированном резервуаре.
3. Главное же отличие заводского двухконтурного агрегата от таких самодельных схем – прямая передача энергии тепла от топлива воде.

Как на практике работает такой агрегат

1. Для грамотно утепленных зданий, имеющих значительную площадь, озвученный режим работы двухконтурного агрегата не очень важен. Подобные постройки обладают высокой тепловой инерционностью. Поэтому, даже тогда, когда котел в течение нескольких часов греет воду лишь для хозяйственных нужд, температура в доме изменится всего на 1/2 градуса.
2. Когда здание небольшое либо недостаточно утеплено, инерционность становится важным параметром. Отопительные батареи и вода в трубах в этом случае должны остывать как можно дольше. Добиться этого можно, подобрав радиаторы с большим объемом секций и трубы с увеличенным сечением.
3. Когда существует нужда в значительных объемах и постоянных затратах горячей воды, то двухконтурный котел лучше не ставить.

Тут лучше подойдет схема отопления с двумя котлами либо одноконтурного аналога и греющей воду колонки. Двухконтурный агрегат не будет способен поддерживать комфортную температуру в помещениях, если станет работать больший процент времени на ГВС.

1. Гравитационную систему отопления также планировать с подобным котлом не следует.

Схема отопления с двумя котлами

Часто с твердотопливной установкой используют маломощный прибор, работающий на ином виде горючего, – электрокотел или газовый, запитанный от баллона.

Это дает такие преимущества:

1. Если пользователь забудет подложить дрова, второй агрегат запустится автоматически и не даст системе остыть.
2. Основной отопитель работает с максимальным КПД.

Основное оборудование подбирают не по наименее низкой, а по среднезимней температуре. Это дает возможность эксплуатировать его большую часть времени в режиме номинальной производительности, а значит, с максимальным КПД.

Схема отопления с двумя твердотопливными котлами.

Второй котел используют:

• в экстремальные холода;
• во время простоя основного отопителя из-за отсутствия горючего или в период обслуживания;
• в межсезонье (в одиночку).

Применяют разные схемы подключения:

• параллельную;
• последовательную;
• каскадную.

Что такое обвязка?

Обвязка даёт ряд преимуществ:

• обеспечивает оптимальную температуру в отопительной магистрали,
• контролирует количество теплоносителя в системе,
• удаляет из магистрали воздух,
• гарантирует безопасность котла от превышения давления,
• не даёт приборам засориться шлаком, писком и другим мусором,
• контролирует время нагрева отопительных приборов,
• позволяет подключить разные контуры отопления и настроить их на необходимую температуру,
• эффективно распределяет тепло по радиаторам.

Что входит в систему обвязки?

Вот перечень основных элементов:

• бак расширительный,
• насос,
• клапан распределительный,
• балансировочный кран,
• манометр,
• сливные и шаровые краны,
• клапаны (воздушный, проходной, обратный, предохранительный),
• фильтр.

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.

Пример обвязки котла — сначала идет медь, потом — полимерные трубы

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.

Так выглядит группа безопасности

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.

Настенный газовый котел можно подключать полипропиленовыми трубами сразу от входа котла

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.

При наличии защиты от перегрева обвязку котла можно сделать полиропиленовыми трубами

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.

2 Основные виды котлов

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

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

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

Схема обвязки ТТ котла с естественной циркуляцией

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

Подключение котла на твердом топливе в гравитационную систему отопления

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

Принцип работы системы отопления с естественной циркуляцией

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

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

Основной принцип работы естественной циркуляции — перепад высот и разница температур

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

Что еще необходимо

В приведенной выше схеме есть масса недостатков:

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

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

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

Недостатки

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

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

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

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

Предметы мебели

Несколько примеров меблировки кухни, объединенной с гостиной:

1. 1. Диван. Он становится предметом, который зонирует пространство. Диван ставят спинкой к тому месту, где готовят еду. В небольшие комнаты (менее 20 кв м) ставят уголок, который располагают у стены, установленной перпендикулярно или параллельно от кухни.
2. 2. Гарнитур. По мнению дизайнеров, минималистичные модели без вычурных деталей смотрятся современно. Сервиз, вазы или бокалы ставят на открытой полке. Для них можно купить модную витрину. Мебель ставят возле стены. Если пространство большое (20 кв м, 25 кв м или 30 кв м), то в центральной части можно установить остров, в котором есть и отделы для кухонных приборов.
3. 3. Комплект мебели. Стиль должен сочетаться с оформлением обеих комнат. В малогабаритных помещениях хорошо смотрится компактный столик и стулья, сделанные в из прозрачного материала или окрашенные в светлые цвета. В интерьер гостиной можно поставить стол с круглой столешницей. В просторных помещениях комплект устанавливают возле стенки или в центральной части. Здесь будет хорошо смотреться вытянутый обеденный стол прямоугольной формы.

Напольные газовые котлы с пьезорозжигом

Котлы с пьезорозжигом и напольное оборудование не относятся к мини-котельным: речь идет о нагревательных приборах, нуждающихся во внешней обвязке.

В ее состав входит:

• Насос. Для подбора производительности помпы используется формула Q=0,86R/Dt (Q — производительность в м3/час, R — тепловая мощность котла или отдельного контура, Dt — разница температур между подачей и обраткой). Чтобы система конвекционного отопления с газовыми котлами работала нормально, разница температур должна равняться 20 градусам (+75-80 градусов на подающем, и +55-60 на обратном трубопроводе). Мощность котла в 36 кВт предполагает наличие следующего разумного минимума производительности насоса — 0,86х36/20=1,548 м3/ч.
• Мембранная расширительная емкость.
• Предохранительный клапан.
• Автоматический воздушник.
• Манометр.

При установке после насоса эту дистанцию увеличивают до восьми диаметров. Такое расстояние необходимо для того, чтобы скачки давления, возникающие во время работы насоса, не снижали ресурс мембраны бака. Чтобы не появлялся конденсат, теплообменник часто оснащают дополнительным малым контуром циркуляции. Если обратная труба будет охлаждаться, внутрь нее предусмотрено добавление более горячего теплоносителя (он отбирается из подающей трубы посредством смесительного узла).

Обвязка 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.

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.

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.

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.

Двухконтурный котел

Схема обвязки напольного газового котла отопления с двумя контурами состоит из пяти труб: одна газовая, четыре водяные. Газовая подключается к горелке шаровым краном.

Водяные соединяют:

• патрубок основного теплообменника с подающей трубой отопления;
• второй патрубок основного теплообменника с обратной трубой;
• водопроводную трубу с патрубком теплообменника ГВС;
• подачу горячей воды со вторым патрубком для ГВС.

Распределением воды автоматически управляет кран-трехходовка. Он переводит поток из основного теплообменника во вторичный, когда открыт горячий кран. При закрытии крана – обратно.

Двухконтурные котлы тоже часто требуют подключения бойлера. Котел обеспечивает горячей водой только одну точку потребления.

Одновременно использовать горячую воду в ванной и кухне без дополнительного теплообменника не получится.

Иногда система с дополнительным бойлером включает в себя ТЭН. Газовая грелка работает на нагрев воды, поддержание нужной температуры в косвенном накопителе обеспечивает электрический элемент.

Схема отопления с насосом

Контур с принудительной циркуляцией лишен недостатков гравитационной системы. Длина труб и их диаметр могут быть любыми, нужно только установить мощную помпу.

Инструменты и материалы

Дополнительно потребуются:

• индикатор фазы;
• кусачки;
• стриппер (приспособление для снятия оболочки с жил) или нож.

Из инструментов вам понадобится индикатор фазы.

Нужны такие материалы и изделия:

• медные провода с сечением, соответствующим потребляемому насосом току;
• клеммы типа WAGO или самоизолирующие зажимы;
• диэлектрическая клейкая лента;
• короб для кабеля.

Кроме труб, фитингов и радиаторов, для монтажа контура понадобятся:

1. Мембранный расширительный бак. Из-за создаваемого помпой избыточного давления систему делают закрытой, поэтому вариант для гравитационного отопления не подойдет. Нужен красный мембранный бак – для технической воды. Синий для питьевой стоит дороже.
2. Манометр, воздухоотводчик и предохранительный клапан. Вместе они называются группой безопасности.
3. Трехходовой вентиль с термоголовкой.
4. Фильтр.

Что делать с конденсатом

Чтобы избежать поступления в котловой бак теплоносителя с температурой ниже +50…+55°С, вызывающего образование кислоты на его стенках, вблизи отопителя монтируют смесительный узел.

«Подачу» и «обратку» соединяют перемычкой с 3-ходовым вентилем, управляемым сигналами от термодатчика. При остывании теплоносителя на впуске в агрегат ниже критической температуры клапан поменяет положение, и произойдет подмес горячего потока в холодный.

Инструкция

Систему отопления собирают по следующим правилам:

1. Используют трубы ДУ25, при большой протяженности контура – ДУ32.
2. Горизонтальные участки прокладывают с малым уклоном, необходимым только для дренирования трубопровода, – 2-3 мм/м.
3. Разгонного коллектора не делают.
4. Группу безопасности устанавливают со стороны подающего патрубка котла не далее 0,5 м от него. Между теплогенератором и приборами запрещено размещать запорную арматуру.
5. Насос с фильтром и мембранный расширительный бак подсоединяют к «обратке», чтобы они работали в щадящих условиях при относительно низкой температуре.
6. Помпу размещают между 3-ходовым вентилем и отопителем.

Схема отопления твердотопливным котлом с насосом.

Нужно предусмотреть возможность аварийного сброса избыточного тепла.

Для этого используют:

• ветку с радиаторами в неотапливаемых помещениях (например, в кладовой или на веранде);
• змеевик в котловом баке, подключаемый к водопроводу с одной стороны и канализации – с другой.

Аварийная обвязка котла отопления

Подключение многих отопительных котлов к сети переменного тока приводит к тому, что владельцы устройств с принудительной циркуляцией теплоносителя прибегают к использованию аварийной схемы обвязки. Естественно, стоимость таких работ будет немного выше, чем при стандартной обвязке, но позволит пользоваться отоплением вне зависимости от наличия электроэнергии. На сегодняшний день специалистами рассматриваются следующие аварийные варианты подключения котлов.

1. Подключение кота к бесперебойному источнику питания или генератору. Но по причине потребления циркуляционным насосом достаточно большого количества электричества бесперебойное устройство должно снабжаться батареей просто с огромнейшим объёмом аккумулятора. В свою очередь, запуск генератора требует обязательного вмешательства человека.
2. Более удобным считается создание конвекционного контура, который конструктивно похож на классическую обвязку системы отопления, но со значительно меньшим размером, достаточным для съёма излишков тепловой энергии во время отсутствия электричества.
3. Отдельный аварийный контур является наиболее предпочитаемым по той простой причине, что в такой схеме обвязки задействован как принудительный, так и естественный способ циркуляции теплоносителя.

Правильно подобрать схему обвязки газового котла отопления можно только исходя из габаритов отапливаемого здания. Для маленьких строений приемлемо отопление с естественной циркуляцией воды по трубам. Дома с несколькими этажами лучше отапливать котлами с рециркуляционным насосом для принудительной подачи теплоносителя. В помещениях с тёплым полом, подключённым в общую отопительную сеть, используют сложные схемы обвязок с несколькими насосами для равномерного распределения нагретой воды. Схемы обвязки, включающие в себя гидравлический уравнитель, подходят к домам с множеством комнат на нескольких этажах.

https://youtube.com/watch?v=owCRvUbz1CI