Система отопления твердотопливным котлом

Схема подключения твердотопливного котла для своего дома

В загородных домах и коттеджах, где нет поблизости газопровода, зачастую используются отопительные агрегаты, работающие на дровах и угле. Но схемы подключения твердотопливных котлов могут отличаться друг от друга, так как для пиролизных устройств обязательно наличие электроэнергии, да и сама такая установка имеет некоторые принципиальные отличия.

Твердотопливный котёл в системе отопления

Твердотопливные котлы и их подключение

Некоторые требования к установке ТТ котлов

Твердотопливный котел Viadrus U22C-5

• Корректность работы отопительной системы зависит, в первую очередь, от самой системы, так как правильно подключить твердотопливный котел (с водяным контуром или без) можно лишь в том случае, если разводка труб и радиаторов выполнена профессионально. Ведь, по сути, у водонагревающего устройства дано го типа есть только вход и выход, куда врезается остальная схема.
• Чтобы твердотопливный котёл работал с наибольшей отдачей и имел наибольший срок бесперебойной службы, инструкция по эксплуатации предполагает минимальную температуру на выходе – 55⁰C, а на входе (обратка) — 45⁰C. В противном случае, конденсат на холодных стенках агрегата снизит его временные показатели, разрушив металл. Этого можно избежать, используя различные схемы подключения котла к отопительной системе.

• Не менее важна и установка агрегата, потому что котёл должен стоять строго вертикально, на жёстком основании, а это подразумевает цементную стяжку не менее 5 см толщиной с подсыпкой (полушкой) такой же толщины. Расширительный бачок открытого типа должен находиться выше всей системы отопления и для этого чаще всего его определяют в чердачное помещение.
• Дымоход у котла должен быть оборудован клапаном из нержавеющей стали, а в нижней его части необходимо устроить сборник для конденсата. Чтобы иметь возможность очищать канал от сажи, по его длине можно сделать небольшие, легкодоступные люки. В неотапливаемой части помещения, через которую проходит труба для отвода копоти следует утеплить её своими руками, чтобы продлить срок эксплуатации.

Предостерегающие советы: категорически запрещается эксплуатация твердотопливных котлов для отопления частного дома без предохранительного клапана. Использование ТТ агрегатов возможно только в водяном контуре с давлением о,2МПа или 2кг/см2, а допустимая температура не должна превышать 90⁰ C .

Схемы подключения ТТ котлов

Подключение ТТ котла

• Схем на подключение твердотопливного котла существует множество и все они в тех или иных случаях являются наиболее приемлемыми, а иногда – даже незаменимыми. Но, тем не менее, вовсе не обязательно заучивать все чертежи, чтобы добиться самого оптимального результата – достаточно хорошо знать принцип работы агрегатов на твёрдом топливе, их преимущества и недостатки.

Самая простая и популярная схема подключения пиролизного котла

• Чтобы рассчитать идеальную схему отопления, нужно как можно лучше совместить работу твердотопливного агрегата с баком аккумуляции тепловой энергии. Дело в том, что рабочая температура водоподогревающего устройства постоянно колеблется в районе 60⁰C-90⁰C и удержать её в постоянном режиме практически невозможно. Ведь котёл, работающий на дровах или угле – это инертное устройство, в отличие от аналогичных газовых, электрических и даже дизельных установок (схему подключения твердотопливного котла вы можете посмотреть в этом материале).

Подключение твердотопливного котла без принудительной циркуляции

• Не всегда есть возможность для установки водяного насоса для принудительной циркуляции теплоносителя и причины для этого могут быть самые банальные. Одна из них – это частые перепады напряжения в сети, которые сложно выровнять стабилизатором или вообще, полное отсутствие ЛЭП вблизи дома. Конечно, цена на такую систему будет ниже за счёт отсутствия дополнительного оборудования, но дл её монтажа понадобится особая тщательность для соблюдения уклонов.

Ещё одна схема подключения ТТ котла к системе отопления

• Между котлом и баком в системе отопления будут не лишними предохранительные линии на входной и выходной трубе, как можно ближе к водонагревателю. Также соединение котла с расширительным бачком должно происходить наиболее коротким путём, на котором нельзя врезать краны или предохранительные клапаны.
• Обратите внимание на расстояние h на схеме, которое определяет подъём расширительного бачка над верхней точкой системы отопления. Если по каким-либо причинам невозможно поднять бак, таким образом, что циркуляционный насос следует врезать в прямую трубу. В противном случае вы откроете возможность для всасывания воздуха в верхние радиаторы.

Принцип врезки циркуляционного насоса

• Циркуляционный насос устанавливается на трубе возврата (обратке) поблизости от котла отопления. Это делается для того чтобы в случае сбоя с энергообеспечением система продолжала функционировать без принуждения. Этот агрегат монтируется по обводному пути и в случае необходимости его можно отключить от сети, а обвод перекрыть кранами.

Совет. При монтаже отопления не следует пренебрегать установкой байпаса (перемычки с краном между подачей и обраткой). Он служит для возвращения из радиатора в стояк избытка горячей воды, когда при помощи терморегулятора изменяется его количество.

Заключение

Посмотрите на фото схем, а также видео ролик, чтобы составить себе полное представление о принципах монтажа отопления с твердотопливными котлами.

В любом случае, вся система будет основываться на вытеснении холодного теплоносителя горячим потоком. И оттого, насколько эффективно это будет происходить – зависит качество окончательной работы по сборке всего контура, вместе с котлом.

Схемы подключения твердотопливного котла

Отопительный котел, работающий на различных видах твердого топлива, в эксплуатации отличается от газовых и электрических котлов. Здесь имеют место циклы нагрева и остывания, связанные с загрузками дров, опасность перегрева теплоносителя и низкотемпературной коррозии. Соответственно, и схема подключения твердотопливного котла к системе обогрева здания имеет свои особенности. Цель данной статьи – показать, как правильно включить агрегат в систему отопления, в том числе и совместно с другими котельными установками.

Базовая схема обвязки твердотопливного котла

Для наилучшего понимания процессов, что происходят во время работы теплогенератора, мы покажем на рисунке его обвязку, а затем разберем назначение каждого элемента. В том случае, когда отопительный агрегат – единственный в доме источник тепла, то для его присоединения рекомендуется использовать следующую базовую схему:

Примечание. Базовая схема, где имеется малый котловой контур и трехходовой клапан, представленная на рисунке, обязательна к применению и при совместной работе с другими видами теплогенераторов.

Итак, первым на пути движения теплоносителя от котельной установки встречается группа безопасности. Она состоит из трех деталей, установленных на одном коллекторе:

• манометр – для контроля давления в сети;
• автоматический клапан для сброса воздуха;
• предохранительный клапан.

При работе твердотопливного котла всегда присутствует риск перегрева теплоносителя, особенно на режимах, близких к максимальной мощности. Это связано с некоторой инерцией горения топлива, ведь при достижении требуемой температуры воды или внезапном отключении электричества сразу прекратить процесс не удастся. В течение нескольких минут после прекращения подачи воздуха теплоноситель еще будет нагреваться, в этот момент и возникает риск парообразования. Это приводит к росту давления в сети и опасности разрушения котла или прорыва труб.

Чтобы исключить аварийные ситуации, обвязка котла на твердом топливе обязательно должна включать в себя предохранительный клапан. Он настраивается на определенное критическое давление, чье значение указано в паспорте теплогенератора. Как правило, величина этого давления в большинстве систем равно 3 Бар, при его достижении клапан открывается, выпуская пар и лишнюю воду.

Далее, в соответствии со схемой, для правильной эксплуатации агрегата необходимо организовать малый контур циркуляции теплоносителя. Его задача – не допустить попадание холодной воды из домовой системы отопления в теплообменник и водяную рубашку котла. Это возможно в 2 случаях:

• при запуске отопления в работу;
• когда вследствие отключения электроэнергии останавливается насос, вода в трубопроводах остывает, а потом подача напряжения возобновляется.

Важно! Ситуация с отключением электричества представляет особую опасность для чугунных теплообменников. Резкая подача насосом холодной воды из системы может привести к его растрескиванию и потере герметичности.

Если топка и теплообменник изготовлены из стали, то подключение твердотопливного котла к системе отопления через трехходовой клапан защищает их от низкотемпературной коррозии. Явление возникает, если на внутренних стенках камеры сгорания образуется конденсат из-за разницы температур. Смешиваясь с летучими фракциями и пеплом, влага образует слой накипи на стальных стенках, который очень тяжело счищается. При этом металл подвергается коррозии и сокращается срок службы изделия в целом.

Схема работает по такому принципу: пока вода в рубашке котла и в системе холодная, трехходовой клапан позволяет ей циркулировать по малому контуру. После достижения температуры 60 ºС узел начинает подмешивать на входе в агрегат теплоноситель из сети, постепенно наращивая его расход. Таким образом, вся вода в трубах прогревается постепенно и равномерно.

Схема с теплоаккумулятором

В ряде стран Евросоюза введены правила, согласно которым схемы подключения твердотопливных котлов в систему отопления обязательно должны включать в себя теплоаккумулятор. Без него эксплуатация таких отопителей просто запрещена. Причина – в высоком содержании угарного газа (СО) в выбросах во время ограничения подачи кислорода в топку для уменьшения интенсивности горения.

При нормальном доступе воздуха образуется безвредный углекислый газ (СО2), поэтому топка должна функционировать на полную мощность, отдавая энергию теплоаккумулятору. Тогда содержание СО не будет превышать экологические нормы. На постсоветском пространстве таких требований пока что нет, соответственно, мы продолжаем перекрывать доступ воздуха с целью добиться медленного тления древесины, например, в котле длительного горения .

Теплоаккумуляторы имеются в продаже как готовое изделие, хотя многие умельцы делают их самостоятельно. По большому счету, это бак, покрытый слоем теплоизоляции. В заводском исполнении может иметь встроенный контур ГВС и ТЭН для подогрева воды. Такое решение позволяет накапливать тепло от дровяного котла, а в моменты его простоя – обеспечивать обогрев дома в течение какого-то времени. Схема соединения котла с теплоаккумулятором показана на рисунке:

Примечание. В схеме вместо смесительного узла, состоящего из нескольких элементов, установлено готовое устройство, выполняющее те же функции, — LADDOMAT 21.

Обвязка с электрическим или газовым котлом

Зачастую домовладельцы приобретают котел на твердом топливе в качестве основного источника тепла, оставляя в резерве существующий газовый или электрический агрегат. Обычно это выглядит так: пока хозяин дома бодрствует, он уделяет время дровяному теплогенератору, на ночь же включается отопитель другого типа. Грех не связать эти два котла таким образом, чтобы система работала автоматически, то есть, при угасании дров в топке в дело вступал электрический нагреватель.

Конечно, эффективнее всего будет работать схема параллельного подключения газового и твердотопливного котла через буферную емкость. Последняя будет одновременно выполнять 2 функции: служить гидравлическим разделителем и теплоаккумулятором.

Пока все отопительные системы функционируют от теплогенератора на дровах или угле, газовый котел находится в дежурном режиме. Но когда топливо в камере прогорит, то температура воды в буферной емкости станет понижаться. Это приведет к автоматическому пуску горелки газового агрегата, поскольку его циркуляционный насос работает постоянно. Он доставит остывшую воду к термодатчику, а тот через контроллер запустит главную горелку. При розжиге топки последует обратный процесс, газовая горелка отключится из-за высокой температуры теплоносителя.

Следует отметить, что схема подключения твердотопливного котла с электрическим котлом через буферную емкость будет абсолютно идентичной. Но у нее есть существенный недостаток – высокая стоимость. Такое устройство системы обогрева актуально для частных домов большой площади, для малых же зданий есть более простые решения:

Обе котельные установки включаются параллельно, при этом на выходе из каждой устанавливаются обратные клапаны. Поскольку насос в электрическом котле встроен, работает постоянно и отключить его невозможно, то надо верно подобрать насос для теплогенератора твердотопливного. Давление последнего должно быть выше, чтобы при совместной работе он имел приоритет над электрокотлом.

Данное подключение электрокотла к твердотопливному котлу будет функционировать автоматически, если установить два устройства:

• термостат, управляющий работой насоса теплогенератора на биомассе;
• комнатный датчик температуры, управляющий электрокотлом.

Во время сжигания дров комнатный датчик будет фиксировать нормальную температуру в доме, поэтому электрический нагреватель не включится. Но как только топливо прогорит, воздух в помещении станет охлаждаться, как и теплоноситель в трубах. Термостат насоса по снижении температуры воды отключит его, а датчик – включит электрический теплогенератор. Более подробную информацию можно получить, просмотрев видео:

Заключение

Итак, схема системы отопления с твердотопливным котлом должна обеспечить его правильную, а главное, — безопасную эксплуатацию. Вместе с тем нужно предусмотреть все индивидуальные условия монтажа и привязывать базовую схему по месту, лучше с рекомендациями специалистов.

Рекомендуем:

Как сделать отопление в частном доме — подробное руководство Монтаж твердотопливного котла в частном доме Как работает трехходовой термостатический смесительный клапан в системе отопления

Инструкции и схемы обвязки твердотопливного котла отопления

Под схемой обвязки котла на твердом топливе понимается вся совокупность необходимых устройств и элементов, образующих вместе единую систему отопления дома. В неё входит сам котел, приборы обогрева (радиаторы, полотенцесушители, теплый пол), устройства контроля и автоматики, запорная и регулирующая арматура, трубопроводы и т.д. Выбор оптимальной схемы подключения и соблюдение основных правил при установке котла являются залогом надежной и безопасной работы отопительного устройства в течение всего срока его эксплуатации.

При самостоятельном монтаже любой схемы обвязки ТТ котла должен соблюдаться ряд обязательных требований.

Мини-котельная с твёрдотопливным напольным котлом

Требования к монтажу:

• Рабочая температура и давление теплонесущей жидкости на выходе из котла не должны превышать установленных для них значений, для чего предусматривается использование специальных автоматических защитных устройств и аварийных схем подключения.
• Разница температур теплоносителя на выходе и входе котла не должна превышать более 20 градусов. Это необходимо, чтобы не допустить образования конденсирующейся влаги внутри его корпуса, что особенно важно для котлов из стали .
• В схему обвязки котла желательно включать приборы автоматики, позволяющие регулировать его мощность и поддерживать оптимальную температуру теплоносителя. Также нужно включить устройства для увеличения его эффективности и многофункциональности (накопительные емкости для ГВС, тепловые аккумуляторы и прочее).

Следует отметить, что соблюдение указанных требований гораздо удобнее осуществлять в схемах с принудительной циркуляцией, поэтому они получили наибольшее распространение среди владельцев домашних котелен.

Основные схемы обвязки

В зависимости от количества контуров котла, типа отопительной системы и необходимости подключения дополнительных устройств схема обвязки твердотопливного котла может быть иметь множество вариантов.

Рассмотрим самые распространенные способы подключения ТТ котлов.

К системе открытого типа с естественной циркуляцией

Эта схема считается самой простой в реализации. так как содержит минимальное количество подключаемых устройств. Основное ее преимущество заключается в полной независимости от наличия электропитания в доме.

Недостаток: невозможно регулировать температуру теплоносителя на выходе из котла и попадание кислорода в теплоноситель из открытого расширительного бачка. Это может вызывать ускоренную коррозию внутренней поверхности металлических труб отопления и стальных котлов.

Схема обвязки к открытой системе с естественной циркуляцией

Она требует особых правил монтажа:

• отопительный котел должен быть расположен ниже уровня установки радиаторов отопления минимум на 0,5м (для создания устойчивой естественной циркуляции теплоносителя);
• трубы должны быть расположены под уклоном в направлении циркуляции теплоносителя и иметь достаточно большой диаметр для уменьшения их гидросопротивления;
• расширительный бачок открытого типа должен располагаться в самом высоком месте системы;
• в системе отопления желательно использовать минимальное количество запорной арматуры и регулирующих устройств, которые уменьшают проходное сечение трубопроводов.

Подробнее о естественной системе отопления.

К закрытой системе с естественной циркуляцией

В этой схеме используется мембранный бак закрытого типа, устанавливаемый, как правило, на обратной линии системы отопления. Его емкость должна быть не меньше 10% от общего объема теплоносителя, используемого в системе отопления.

Обвязка котла к закрытой системе с естественной циркуляцией

При такой схеме подключения котла на выходе его подающей трубы обязательно должны присутствовать воздухоотводчик и предохранительный клапан для сброса давления, который соединяется сливным шлангом с канализацией.

Эти приборы могут быть установлены раздельно или включены в так называемую группу безопасности ТТ котла, представляющую собой отдельное устройство.

1. манометр для визуального контроля;
2. предохранительный клапан для сброса давления;
3. воздухоотводящий клапан для стравливания воздуха из системы.

В некоторых моделях котлов на твердом топливе эти элементы безопасности уже встроенные в корпус котла.

К системе с принудительной циркуляцией

Здесь присутствует насос для принудительной циркуляции теплонесущей жидкости по трубопроводам системы отопления. Насос устанавливается, как правило, на обратной линии подачи теплоносителя между входным патрубком котла и мембранным баком.

Работой насоса управляет датчик температуры, закрепленный на трубопроводе обратной линии.

Подключение котла к системе с принудительной циркуляцией

Применение насосов для принудительной циркуляции значительно повышает эффективность работы системы за счет использования различной терморегулирующей аппаратуры. Однако для его работы необходимо подключение к бытовой электросети, что увеличивает расход электроэнергии и делает систему энергозависимой от бесперебойной подачи электропитания.

Коллекторный способ подключения

Коллекторный способ подключения твёрдотопливного котла применяется в системах принудительной циркуляции и предусматривает включение в схему обвязки специальных устройств – коллекторов, называемых также гребенками.

Они представляют собой отрезки труб большего диаметра с одним входом и несколькими выходами, подключаемые к входу и выходу котла.

Обвязка ТТ котла с коллекторной системой

• возможность раздельного подключения каждого обогревательного прибора. Это позволяет подавать к ним теплоноситель одинаковой температуры и давления, а также более эффективно управлять их работой.

• большой расход труб и трудоемкость их прокладки при монтаже системы.

Схема с гидрострелкой

Это особенная разновидность обвязки с использованием так называемой гидрострелки, представляющей собой установленную вертикально трубу большого диаметра, подключенной к входу и выходу котла.

Приборы обогрева могут подключаться к входам и выходом гидрострелки на разной высоте.

Схема с гидрострелкой

Такой способ подключения обогревательных приборов позволяет подбирать для каждого из них оптимальную температуру теплоносителя на входе и выходе.

К системе с бойлером ГВС косвенного нагрева

Обвязка твердотопливного котла по этой схеме может применяться в системах с любым видом циркуляции теплоносителя.

Подключение к системе с бойлером ГВС

Выходная подающая линия котла параллельно подключается к батареям отопления и теплообменнику (змеевику), встроенному в отдельную теплоизолированную емкость (бойлер), в которой происходит нагрев воды для системы ГВС. Тем самым расширяются функциональные возможности ТТ котла, позволяющие при его работе дополнительно обеспечивать горячее водоснабжение дома.

На входе в теплообменник ГВС может быть установлен автоматический клапан, перекрывающий подачу в него теплоносителя при необходимом нагреве воды в бойлере.

К системе с теплоаккумулятором

Эту схему подключения можно использовать в системах с любым видом циркуляции теплоносителя.

В процессе обвязки образуется два контура циркуляции:

• между котлом и теплоаккумулятором (ТА);
• между ТА и основной системой отопления.

Обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором

Во время работы котла горячий теплоноситель поступает в ТА, представляющий собой отдельную накопительную емкость с термоизолированным корпусом. ТА постепенно накапливает выработанное котлом тепло и по необходимости передает его в систему отопления для приборов обогрева.

После остановки котла (прекращения горения топлива) горячий теплоноситель, хранящийся в ТА, продолжает поступать в систему еще некоторое время, зависящее от внутреннего объема ТА.

Такая схема подключения позволяет значительно увеличить КПД котла и сократить расход топлива, а также является эффективным средством защиты котла и всех элементов системы от перегрева.

Подключение аварийных систем

Элементы аварийных систем в схеме обвязки используются в целях:

• защиты от повышения максимального рабочего давления в системе;
• защиты от превышения максимально допустимой выходной температуры теплоносителя, перегрева котла и элементов системы отопления;
• предотвращения образования конденсата в котле вследствие большого перепада температур теплоносителя на входе и выходе устройства.

Предохранительный клапан

Защита котла и элементов системы при превышении рабочего давления теплонесущей жидкости обеспечивается предохранительным клапаном, устанавливаемом на подающей линии при выходе из котла. Такой клапан может входить в группу безопасности котла, которая встраивается в сам котел или подключается отдельно.

Как работает предохранительный клапан

К патрубку сброса давления клапана подсоединяется сливной шланг. При срабатывании клапана лишняя теплонесущая жидкость из системы через шланг сливается в канализацию.

Аварийный теплообменник

Авариный теплообменник нужен для защиты котла и элементов системы от перегрева.

Перегрев оборудования может произойти в двух случаях:

1. при превышении вырабатываемой котлом мощности свыше необходимой для потребителей тепла;
2. при прекращения работы циркуляционного насоса вследствие его поломки или отключения электричества.

Теплообменник состоит из охлаждающего модуля и термоклапана с выносным тепловым датчиком, настроенным на определенную температуру. Устанавливаться они могут внутри самого котла или отдельно на линии подачи теплоносителя в систему отопления.

Как работает теплообменник

При превышении допустимой температуры по сигналу теплового датчика срабатывает термоклапан.

Он подает холодную воду от магистрали водоснабжения в модуль охлаждения, в котором происходит отбор лишнего тепла от теплоносителя. Из модуля охлаждения отобравшая тепло вода поступает в канализацию.

Дополнительный контур

Защита котла от перегрева в системах с принудительной циркуляцией может быть также обеспечена с помощью дополнительного контура с естественной циркуляцией, к которому подключается накопительная емкость для ГВС.

Обвязка котла с дополнительным контуром

При нормальной работе системы давление, создаваемое циркуляционным насосом в основном контуре, запирает дополнительный контур при помощи обратного клапана, не давая циркулировать в нем теплонесущей жидкости.

При выключении по какой-либо причине насоса прекращается принудительная циркуляция теплоносителя в основном контуре и начинается естественная циркуляция в дополнительном контуре. За счет этого происходит охлаждение теплонесущей жидкости в системе до необходимой температуры.

Термостатический смеситель

Поддерживание минимально необходимой температуры на входе в котел, чтобы предотвратить образование в нем конденсата, обеспечивается термостатическим смесителем.

Устройство устанавливается на обратном трубопроводе и подключается к подающей линии при помощи перемычки (байпаса).

Установка термостатического смесителя

При низкой температуре теплоносителя в обратной линии термосмеситель открывается и подмешивает в нее горячую жидкость. После достижения нужной температуры термосмеситель закрывается и перестает подавать через байпас в обратку горячий теплоноситель.

Эту схему можно использовать в системах с любым видом циркуляции.

Можно ли сделать твердотопливный котел своими руками из подручных средств?

В чем преимущество двухконтурных твердотопливных котлов отопления перед аналогичными устройствами с одним контуром. Каким образом с помощью дополнительного контура можно увеличить мощность котла. Все ответы по доступны по ссылке.