Что включает в себя работа по обвязки котла

Схемы отопления

Начну с небольшого лирического отступления.

Системы отопления с водой в качестве теплоносителя делятся на:

• Открытые и закрытые;
• С принудительной циркуляцией и гравитационные.

Что означает такое деление?

Открытая и закрытая

В верхней точке открытого контура монтируется открытый расширительный бак.

Открытый расширительный бачок.

Он совмещает три функции:

1. Позволяет долить воду, компенсировав ее утечку и испарение;
2. Вмещает избыток воды при ее расширении, сопутствующем нагреву;
3. Служит для отвода воздушных пробок.

Для работы воздухоотвода через открытый бачок розлив должен быть проложен с постоянным уклоном от бака к теплообменнику котла.

Закрытая система не сообщается с атмосферой и работает с избыточным давлением. Ее основная проблема — в том, что при нагреве теплоноситель увеличивается в объеме и вполне может разорвать трубы и отопительные приборы.

Разрыв полипропиленовой трубы на отоплении.

Гравитационная и принудительная

Работу отопительной системы с принудительной циркуляцией обеспечивает циркуляционный насос — маломощный прибор с винтовой или центробежной крыльчаткой, сидящей на валу электромотора. Он обеспечивает достаточно высокую скорость потока в трубах и, соответственно, быстрый и равномерный нагрев отопительных приборов.

Циркуляционный насос.

Ахиллесова пята принудительной циркуляции — энергозависимость насоса. В условиях кратковременных отключений ситуацию может спасти источник бесперебойного питания, но при длительном отсутствии электричества отопление перестанет выполнять свои функции.

Этого недостатка лишена система с естественной циркуляцией, которую обеспечивает разница в плотности холодной и горячей воды.

Принцип ее работы предельно прост:

• Нагретая в теплообменнике отопительного котла (как правило, твердотопливного) вода вытесняется через разгонный коллектор в верхнюю часть контура более холодными массами теплоносителя;
• Оттуда она самотеком движется по контуру, постепенно отдавая тепло через радиаторы;
• Остывшая вода возвращается в теплообменник, и после ее нагрева цикл повторяется.

Принцип работы гравитационной системы.

Знакомство с теорией завершено. Перейдем к практике.

Гравитационная открытая система

Открытая гравитационная система отопления.

Элементы

В гравитационной открытой системе обвязка пеллетного котла отопления или другого твердотопливного источника тепла включает:

• Разгонный коллектор. В сущности, это всего лишь короткий вертикальный участок розлива сразу после котла;
• Открытый расширительный бак. Как правило, его объем берется примерно равным 10% объема теплоносителя в контуре.

Вместимость контура проще всего выяснить, заполнив систему отопления водой и слив ее в ведро известного объема или любую другую мерную тару.

Кроме того, на входе и на выходе из котла ставятся отсекающие краны. Они позволяют отключить теплообменник для ремонта или обслуживания, не сбрасывая весь объем теплоносителя.

Такие краны ставятся в любой системе, независимо от ее типа и источника тепла.

Отсекающие краны на входе и выходе электрокотла.

Схема

Она предельно проста: расширительный бачок монтируется в верхней точке розлива после разгонного коллектора. Опционально он снабжается краном для заполнения контура водой. В нижней точке системы устанавливается кран для полного слива теплоносителя: он будет полезен, если в холода дом остается без отопления.

Котел устанавливается в нижней точке контура (обычно в подвале или приямке). Перепад высоты между его теплообменником и радиаторами, собственно, и обеспечивает стабильную циркуляцию: благодаря этому перепаду остывшая вода продолжает движение самотеком.

Гидравлический напор в системе равен высоте Н.

Нюансы и варианты обвязки для разных типов котлов

Общие рекомендации опытных мастеров:

Схема монтажа подбирается индивидуально. Котел устанавливают согласно правилам СНИиП ниже уровня приборов отопления. Напольный котел перед обвязкой полипропиленом устанавливается на металлическое или бетонное основание. Системы принудительной вентиляции и аварийного освещения рекомендуются для всех вариантов агрегатов. В обвязку устройства, работающего на газовом топливе, включается коаксиальный дымоход, который при монтаже уплотняется по всем стыкам. После завершения обвязки котлоагрегата и дымохода, приступают к устройству системы безопасности в следующем порядке: приборы по давлению среды (манометры), защитные приборы и далее автоматический воздухоотводчик. Коллекторную схему выполняют трубопровод PPR 1.25 дюйма, по движению среды устанавливают защитные устройства, циркуляционный насос, гидрострелка и воздушник. Для подачи отопительного теплоносителя к приборам нагрева от гребенки отводят 3 ответвления трубы PPR 1.0 дюйма, а остальные закрывают заглушками. Подключают приборы нагрева и обратку. В комбинированной системе нагрева контур теплого пола оборудуют самостоятельным наосом, при этом расширительный бачок устанавливают между гидрострелкой и котлоагрегатом. Обвязку котлоагрегата завершают установкой дренажного крана, его используют также для заполнения контура, но лучше, если это будут два самостоятельных вентиля

Точка установки зависит от выбранной системы, но есть общие условия — дренажный вентиль устанавливается в нижней точке, что особенно важно, если планируется законсервировать систему зимой, чтобы в ней не осталось воды.

Газовое оборудование

Обвязку такого оборудования полипропиленовыми трубами выполняют с самостоятельной схемой и контурным насосом, создающим рабочее давление на малом участке сети от источника до распределителя.

Обвязывать такими трубами газовый агрегат допускается без стальных патрубков, поскольку температура нагрева на подаче не превышает 80 С.

В агрегате, работающем на газе, с чугунным бойлером, монтируют теплоаккумулятор, который помогает сбалансировать гидравлический режим и препятствует резким скачкам температур, влияющим на хрупкие чугунные поверхности нагрева. При обвязке 2х- контурных котлов дополнительно нужно размещать фильтры тонкой и грубой очистки воды.

Электрический нагреватель

Обвязка электрического котла полипропиленом вполне допустима. Котел имеет высшую оценку защитной системы, не дающей закипеть воде в агрегате, с последующим образованием пара и разрывом трубы. Процесс нагрева прекращается при отключении подачи электроэнергии на электронагревательные элементы.

Кроме того в системе имеются встроенные гидроаккумуляторы и устройства, для сброса излишнего давления среды, которое может образоваться при внезапном отключении электроэнергии и остановки насоса перекачки горячей воды к приборам нагрева и точкам водоразбора.

Обвязка твердотопливного котла

Твердотопливные модели

Это самый проблемный агрегат для обвязки из пластиковых труб. Для него установка защитного метрового патрубка на входе/выходе среды – обязательна, чтобы защитить их от перегрева. Для систем с насосной циркуляцией, потребуется дополнительное устройство резервного электропитания, чтобы продолжить охлаждение котла при аварийном отключении основного источника электричества. Кроме того выполняют малый гравитационный контур с небольшим количеством подключенных батарей, чтобы охладить котловые поверхности нагрева, пока не выгорит все топливо.

Твердотопливный котел по требованиям правил пожарной безопасности накрывают защитным кожухом, существенно снижающего теплопотери от стенок топочной камеры в котельную и, следовательно, негативное воздействие на PPR-трубы

Небольшая памятка для монтажа пластиковых труб — качество будет определяться не только монтажными работами, но и выбранным сортаментом труб. Следует приобретать все основное и вспомогательное оборудование котельной, только сертифицированные у зарекомендовавших поставщиков. Полимерные трубы не требуют изоляционных работ и покраски, на них не образовывается накипь и коррозия, они отличаются высокой шумоизоляцией. Стоимость материала ниже, а трубы легче, чем из металла, поэтому монтаж можно выполнить своими руками.

Открытая система с принудительной циркуляцией

Открытая система с насосом.

Элементы

Разгонный коллектор в этом случае по понятным причинам не нужен. Его функции выполняет циркуляционный насос.

При выборе насоса стоит обратить внимание на его производительность. Она подбирается в зависимости от тепловой нагрузки на контур (читай — от мощности котла) по следующей таблице:

Параметры некоторых циркуляционных насосов.

На создаваемый насосом напор при его выборе можно не обращать внимания, его минимальных значений вполне достаточно для частного дома любых разумных размеров. Для справки: систему отопления многоквартирного дома заставляет циркулировать напор всего в 2 метра (что соответствует избыточному давлению в 0,2 кгс/см2).

Схема

Циркуляционный насос устанавливается, как правило, перед котлом по ходу движения теплоносителя: на этом участке контура температура теплоносителя минимальна.

Незначительное изменение конфигурации контура позволит работать ему как с принудительной, так и с естественной циркуляцией:

• Насос врезается не в разрыв розлива, а параллельно его участку;
• Между врезками ставится шаровый кран или обратный клапан с минимальным гидравлическим сопротивлением (как правило, шариковый).

Врезка насоса в розлив гравитационной системы.

При работе насоса байпас между врезками перекрыт. При прекращении подачи питания кран или обратный клапан открываются, и отопительная система продолжает работу в качестве гравитационной.

Правила обвязки газового агрегата

Владельцу, планирующему использовать отопление голубым топливом, нужно уяснить нормы расстановки оборудования. Перед тем как осуществить обвязку напольного газового котла своими руками, выполняют правила:

1. Нормативные документы предусматривают установку агрегата только в случае правильно оформленной проектной разработки.
2. Техусловия для составления документа предоставляет поставщик топлива. Эта организация участвует и в согласовании бумаг.
3. Размещение генератора и его обвязку можно делать самостоятельно, но в строгом соответствии с принятым проектом.
4. Нельзя подсоединять контур к основной газовой трубе, т.к. этим занимаются специализированные фирмы с оформленным допуском. Чаще всего ими являются поставщики топлива.

Требования к размещению

Ставить газогенератор в любой из комнат нельзя, для этого существуют ограничения. Обязательными являются устройство вытяжки и организация поступления свежего воздуха. В задачи схемы входит замена объема атмосферы в котельной трижды за час. Чтобы узнать показатель, перемножают ширину, длину и высоту комнаты для расчета объема. Полученное значение умножают на три.

Подобным образом узнают обмен атмосферы в помещении для системы с замкнутой камерой сгорания. Для агрегатов, установленных в открытой схеме и потребляющих окружающий воздух, к трехкратному объему добавляют расход атмосферы. Значение берется из технической документации обслуживания для котла.

Монтирование газового генератора по строительным нормативам разрешается в определенных местах дома:

• при мощности не больше 60 кВт размещают на кухне;
• в комнате, одна стена которой является наружной;
• в самостоятельных верандах к дому;
• в отдельной постройке отопительного блока.

Ставить агрегат в жилых комнатах или ванных нельзя. При установке в кухне потолок делают от пола на высоте 2,5 м и больше. При этом для расчета объема помещения учитывают, что начальный показатель составляет 15 м³, а на каждый киловатт мощности агрегата добавляют 0,2 м. Например, для котла 15 кВт требуется объем кухни 18 м³ (15 + 15 × 0,2).

Обязательно делают форточку в стене или раме (большие створки окна не считаются). Обеспечивается проход воздуха при минимальной площади форточки не меньше 0,25 м³. При расстановке газового оборудования в других местах дома требования остаются такими же. При размещении агрегата выполняют следующие правила в отношении расстояний:

• от лицевой стороны (каждого выступающего элемента) до стенового ограждения — 1 м;
• для ремонта с боков оставляют проходы 0,6 м и больше;
• сзади для подсоединения дымового канала и обслуживания — 0,6 м.

При выборе настенного аппарата или в случае размещения в шкафу выполняются аналогичные интервалы. В котельной должен быть естественный свет. Площадь проема составляет показатель, равный объему комнаты, умноженному на 0,03 м². Для перегородок применяют несгораемый материал, который выдерживает огонь в течение 45 мин.

Закрытая система

Элементы

Обвязка котельной в частном доме с закрытой системой отопления включает:

• Мембранный расширительный бак. Он представляет собой емкость, разделенную резиновой мембраной на отсеки для воздуха и для теплоносителя. В отличие от жидкостей, воздух прекрасно сжимается и компенсирует увеличение объема воды или антифриза;

Устройство мембранного бачка.

Объем бака и в этом случае берется равным примерно 10% от объема теплоносителя. Тот, в свою очередь, в сбалансированной системе примерно равен 15 литрам на киловатт мощности котла .

• Предохранительный клапан. Клапан сбрасывает теплоноситель при достижении верхней границы допустимого давления;

Предохранительный клапан с дренажной трубкой.

Постоянное срабатывание предохранительного клапана говорит о недостаточном объеме расширительного бачка.

• Автоматический воздухоотводчик. Он помогает избавиться от препятствующих циркуляции воздушных пробок;

Устройство автоматического воздушника.

• Манометр для визуального контроля давления.

Три в одном: группа безопасности котла.

В случае контура с принудительной циркуляцией схема обвязки котла предсказуемо включает циркуляционный насос.

Схема

И группа безопасности (воздухоотводчик, манометр и клапан), и расширительный бачок в теории могут монтироваться в любой точке закрытого контура. На практике при монтаже системы отопления своими руками бачок обычно ставят перед котлом, на расстоянии не менее 8 диаметров розлива после насоса или не менее двух диаметров розлива перед насосом.

Почему именно так?

• Минимальная температура теплоносителя увеличивает срок службы мембраны бачка;
• Отсутствие турбулентностей от крыльчатки насоса тоже благотворно сказывается на ресурсе мембраны.

Группа безопасности чаще всего ставится на выходе котла.

Расположение элементов обвязки.

Опциональные элементы

Какие еще элементы может включать обвязка напольного или настенного котла?

Теплоаккумулятор

Так называется металлический или полимерный бак с теплоизолированными стенками. Как и следует из названия, он служит для накопления тепловой энергии.

Это полезно в двух случаях:

1. При использовании твердотопливного котла. Накопление тепла позволяет увеличить промежуток времени между растопками и эксплуатировать котел на номинальной мощности (и, соответственно, с максимальным КПД);
2. При обогреве дома электрокотлом и наличии двухтарифного счетчика. Ночью, когда цена киловатт-часа электроэнергии минимальна, котел греет воду в баке теплоаккумулятора, а днем накопленное тепло расходуется для обогрева жилья.

Теплоаккумулятор в домашней котельной.

Использование теплоаккумулятора подразумевает наличие двух контуров, по крайней мере, один из которых работает с принудительной циркуляцией. Первое кольцо соединяет теплообменник котла и бак, второе — теплоаккумулятор и отопительные приборы.

Схема подключения теплоаккумулятора к котлу и отопительному контуру с рециркуляцией.

Гидрострелка

Гидрострелка с патрубками для подключения нескольких контуров.

В сущности, это просто толстая труба с несколькими входными и выходными патрубками. Функция гидрострелки — синхронизация работы нескольких контуров с разной температурой теплоносителя (например, радиаторов и теплого пола).

Температура воды в трубах теплого пола — не больше 40 градусов.

Каждый из контуров комплектуется собственным насосом и (в случае низкотемпературного контура) трехпроходным клапаном, обеспечивающим рециркуляцию теплоносителя.

В ряде случаев функцию гидрострелки выполняет теплоаккумулятор.

Как это возможно?

Внутри бака медленно циркулирующая вода разделяется по температуре: наиболее горячий (и наименее плотный) теплоноситель собирается в верхней части бака, наиболее холодный — в нижней.

Отбирая воду из патрубков, расположенных на разной высоте, можно получить любую температуру в диапазоне от температуры подачи котла до комнатной.

На фото — подключение теплоаккумулятора к разнотемпературным системам ГВС и теплого пола.

Коллектор

Отопительный коллектор.

Одна из проблем последовательного подключения отопительных приборов — разброс между ними по температуре. Радиаторы на подаче всегда горячее батарей на обратке, что приводит к неравномерному прогреву комнат в доме.

Коллектор позволяет подключить несколько конвекторов, радиаторов или контуров теплого пола параллельно. Каждый отвод коллектора комплектуется собственным краном или дросселем, допускающими независимое отключение и регулировку приборов.

Коллекторная разводка отопления.

Бойлер косвенного нагрева

Обычно для нагрева ГВС практикуется использование двухконтурного котла с проточным теплообменником.

Однако у этого решения есть пара неприятных недостатков:

• Одновременная работа отопления и проточного водонагревателя требует большого запаса по мощности. Если у вас стоит электрокотел, а на дом выделена мощность в 10 КВт — вам волей-неволей придется выбирать между теплыми комнатами и горячим душем;
• Большая часть проточных нагревателей не допускает точной регулировки температуры воды на выходе. Попытка принять душ или помыть посуду превращается в непрерывное сражение с кранами.

Бойлер косвенного нагрева — типичный накопительный водонагреватель, лишенных обеих проблем. Он подключается к отопительному контуру и отбирает часть тепла у теплоносителя.

Бойлер косвенного нагрева.

Летом циркуляция идет по малому кругу — между котлом и бойлером.

Подключение бойлера к котлу.

Обвязка навесного конденсационного котла повышенной мощности

Условно схему монтажа (в качестве примера мы рассматриваем котел Victrix 50) можно разделить на несколько этапов подключения: ❏ комплекта безопасности; ❏ накопительного бойлера; ❏ солнечного коллектора; ❏ гидравлического разделителя. Подробно рассмотрим каждый этап. Комплект безопасности

При подключении котла мощностью более 35 кВт европейское законодательство обязывает уделять более пристальное внимание вопросам обеспечения безопасности. Поэтому предусматривается специальный комплект безопасности, который включает в себя термостат безопасности, реле максимального давления воды (4 бар), манометр и кран заполнения системы (гильза для подключения термобаллона отсечного газового крана). Предусмотрены также штуцеры для подключения расширительного бака и гильза погружного спиртового термометра. Прессостат и термостат перегрева имеют ручную разблокировку и подключаются последовательно в цепь питания котла (рис. 2). Предел срабатывания предохранительных устройств настраивается и составляет 3 бар и 105 °С соответственно. Данный комплект позволяет произвести компактный, быстрый и надежный монтаж предохранительных устройств, а также гарантирует надежную защиту от аварийных ситуаций при любых обстоятельствах.
Накопительный бойлер
Поскольку котлы одноконтурные, то для удовлетворения потребностей в горячей воде предлагается использовать бойлер накопительного типа. Предлагаются несколько типоразмеров бойлеров, емкостью от 80 до 200 л. Бойлеры имеют прямоугольный корпус белого цвета. Материал изготовления корпуса и змеевика бойлера — пищевая нержавеющая сталь высокого качества. Для снижения тепловых потерь бойлер заключен в высокоэффективную пенополиуретановую изоляцию. Бойлеры снабжены спиральными теплообменниками с большой поверхностью теплообмена, которые подключены по схеме противотока (рис. 3). Это позволяет быстро нагревать накопленный запас воды. Чтобы обеспечить приготовление большого объема горячей воды, можно использовать два бойлера объемом 200 л, в которых контуры теплоносителя и санитарной воды подключаются параллельно. Для подключения бойлера к котлу необходимо использовать специальный комплект, который состоит из переходников и трехходового клапана. Как и во всех других навесных котлах, работа в режиме горячего водоснабжения основывается на принципе жесткого приоритета ГВС.
Подключение солнечных коллекторов
Особенностью 200-литровых бойлеров является возможность их работы с солнечными коллекторами. На рис. 4 показан пример подключения солнечных коллекторов к системе теплоснабжения на основе конденсационного котла. Высококачественные солнечные коллекторы и согласованная с ними система теплоснабжения дома позволяют рассматривать хозяйственное использование солнечной энергии уже как необходимое условие построения эффективной системы. В наших широтах суммарное излучение (отраженное и прямое) в оптимальных условиях (безоблачное ясное небо, середина дня) составляет максимум 1000 Вт/м2. Солнечные коллекторы, в зависимости от их типа, позволяют использовать до 75 % суммарного излучения. Остается только отметить, что с нашей точки зрения связка конденсационный котел + солнечный коллектор (тепловой насос)— наиболее перспективное направление дальнейшего развития систем автономного теплоснабжения.
Гидравлический разделитель
Поскольку котел рассчитан на выполнение значительной тепловой нагрузки, то это предполагает наличие отдельных контуров системы отопления с зональным контролем. Поэтому актуальным становится вопрос независимого регулирования контуров. Возникает вероятность изменения количества теплоносителя, циркулирующего через котел, что неблагоприятно сказывается на его гидравлическом режиме. Естественным решением в данной ситуации служит применение гидравлического разделителя (гидравлической стрелки). Одновременно выполняется переход на трубы большего диаметра, что позволяет подключить «гидравлическую стрелку» непосредственно к подающему и обратному распределительным коллекторам. Для одного котла предлагается компактный вариант решения данного узла, в виде трубы прямоугольного сечения (рис. 5). Этот узел располагается непосредственно под котлом, что позволяет значительно сократить габариты установки. Так как коллектор установлен горизонтально, то для удаления шлама из системы отопления обязательна установка осадочного фильтра на обратной магистрали, перед коллектором.