Особенности размещения, элементов обвязки котла
Котёл в устройстве обвязки является главным звеном системы отопления. Его конструктивные особенности напрямую влияют на схему обвязки
Так, если это напольный газовый агрегат важно чтобы генерирующее тепло устройство располагалось на уровне пола, но не выше точки разводки трубопровода. В противном случае это может привести к образованию воздушных пробок
Если используется котёл, не снабжённый воздухоотводом, подающая магистраль располагается строго в вертикальном положении. В нижней части корпуса обогревательного агрегата закреплены специальные патрубки, предназначенные для подсоединения подающей трубы основной магистрали и трубопровода обратки.
Также такими патрубками оснащаются электрические и газовые двухконтурные устройства настенного типа
При этом такую конструктивную особенность важно учесть при составлении схемы обвязки газового котла, так как самостоятельное удаление воздушных пробок позволяет отоплению работать с высокой эффективностью
Если при продаже котла в комплект не входят дополнительные приспособления, переходники и приборы их нужно приобрести отдельно
При этом важно проверить совместимость отопительного агрегата с дополнительными аксессуарами. Но чаще всего дополнения к основному агрегату не нужны, особенно если это котёл с естественным принципом циркуляции теплоносителя
Первый способ подключения теплого пола к твердотопливному котлу
Способ первый – подключить в систему радиатор, через который теплоноситель будет циркулировать в любом случае:
Радиатор лучше всего чугунный, т. к. он в состоянии выдерживать большое давление и даже пар. Впрочем, это могут быть сваренные из стальных труб регистры. Главное здесь – как можно большая площадь теплоотдачи.
Обратите внимание, что в системе теплого пола, подключенной к твердотопливному котлу, обязательно наличие смесительного узла с трехходовым клапаном. Думаю, догадаться о причине необходимости данного устройства не трудно: теплоноситель из твердотопливного котла может быть (и не только может, а и будет) весьма высокой температуры, значительно большей, чем нужно для теплого пола
Но вернёмся к радиатору. Радиатор должен быть подключен по принципу естественной циркуляции, чтобы теплоноситель через него шёл и без насоса.
Важно! Труба от котла к радиатору только стальная! Никакого пластика!
Ещё важно! Должны соблюдаться уклоны от стояки к радиатору и от него к котлу. При таком подключении даже с кипящим котлом система не разрушится, а теплоноситель будет «ходить» через радиатор и отдавать тепло комнате
И так будет, пока топливо прогорит и котел остынет
При таком подключении даже с кипящим котлом система не разрушится, а теплоноситель будет «ходить» через радиатор и отдавать тепло комнате. И так будет, пока топливо прогорит и котел остынет.
(Кстати, если вы достаточно внимательны, то наверняка заметили, что на схеме не показан расширительный бак. который в реальной системе должен быть ОБЯЗАТЕЛЬНО.)
Понятно, что дополнительные радиаторы – это дополнительные затраты, включая и монтаж. Можно вместо радиатора потратиться на инвертор с аккумулятором, которые обеспечат бесперебойную работу циркуляционного насоса при отключенном электричестве. Это, разумеется, тоже затраты, просто нужно сравнить и выбрать тот вариант, который вас больше «греет».
Нюансы обвязки
Несмотря на то, что обвязка подбирается индивидуально, есть несколько общих положений, которых нужно придерживаться:
- Котел для схем с естественной циркуляцией отопления устанавливают ниже уровня радиаторов.
- Основание для установки напольных агрегатов должно быть из негорючих материалов.
- Помещения котельных оснащаются вентиляцией и освещением.
- Обвязку котлоагрегата выполняют с включением коаксиального дымохода.
- После сборки и установки агрегата и дымовентиляционных систем устанавливают группу безопасности: контрольный манометр, клапан для сброса давления и далее воздухоотводчик.
- Расширительный бак устанавливают между гидрострелкой и котлоагрегатом.
Подключение настенного котла
Этот тип котлоагрегата позволяет выполнить установку на стене в кухне. Конструкционно он выполнен таким образом, что необходимая обвязка уже осуществлена заводом-изготовителем, а элементы ее поставляется в комплекте. В зависимости от разновидности агрегата, они могут быть одно или двухконтурные, поэтому число труб для обвязки может отличаться.
Обвязка настенного газового котла
Алгоритм обвязки двухконтурного газового котла:
- Удаляют заглушки с патрубков.
- Устанавливают сетчатый фильтр на обратке, для удаления грязи и взвешенных веществ.
- Устанавливают фильтр очистки воды от солей жесткости, его можно установить на общем вводе водопроводной воды.
- При обвязке настенного газового котла устанавливают запорно-регулирующую арматуру с разъемными соединениями, например, «американки».
- Патрубки холодной воды, располагаются с левой стороны относительно центра котла, а горячей – с правой.
- Выполняют подключение котла к газовой магистрали с привлечением аттестованного специалиста, окончательный допуск котла будет выдаваться представителем горгаза, после пробного пуска котельного оборудования.
- При обвязке двухконтурного газового котла уплотнения резьбовых газовых соединений выполняют только паклей.
- Устанавливают специальный фильтр на кране-отсекателе газа.
- Котел подключают к газовой магистрали гофрированным шлангом и накидной гайки с паранитовой прокладкой.
Подключение напольного газового котла
Эта схема требует отдельного помещения для размещения котла, поскольку напольные модели крупногабаритные и зачастую имеют открытую конструкцию топки, работающую с естественной циркуляцией по газовоздушному тракту. Также в схему включают насос для циркуляции теплоносителя, особенно для обвязки двухконтурного газового котла и для многопланового уровня отопления: этажность, разные виды отопления – радиаторная и «теплый пол».
Схема для двухконтурного нагрева (отопление и ГВС) состоит из 5 труб: 1- газ, 4- водяной теплоноситель. Первая подключается к горелочному устройству шаровым краном.
Схема подключения водяного теплоносителя при обвязке напольного газового котла:
- Вход бойлера отопления;
- выход бойлера отопления;
- вход теплообменника ГВС;
- выход теплообменника ГВС.
Распределение потоков воды автоматическое, выполняется трехходовым краном, гидравлической стрелкой либо балансировочными кранами.
Для обвязки напольного газового котла с разветвленными сетями отопления, и большой протяженности, рекомендуется обвязывать 2 коллектора, с автономным насосом, например, один для низкотемпературного теплоносителя до 50 С системы «теплый пол», а другой до 90 С для обычных радиаторов.
Для снижения температуры коллектор может укомплектовываться смесителем или трехходовым краном с сервоприводом, установленным между подачей и обраткой на гребенке. Датчики позволяют устанавливать различную температуру в контурах.
Таким образом, для того чтобы правильно обвязать котел потребуется не только опыт монтажных работ, но и четкое выполнение государственных правил эксплуатации и требований завода-изготовителя.
Сборка нагревателя с ТЭН
Чтобы изготовить самодельный электрический котел отопления с трубчатым электронагревателем понадобится следующий комплект материалов:
- стальной лист толщиной больше 2 мм;
- отрезок стальной трубы (длина и диаметр зависят от производительности агрегата);
- трехфазные ТЭНы (не рекомендуется применять нагреватели со встроенным реле, поскольку они быстро изнашиваются).
Сначала из стального листа необходимо вырезать будущее дно котла. Размеры дна должны соответствовать диаметру трубы. Затем из того же металла требуется сделать фланец – кольцо, чей внутренний диаметр равен наружному или внутреннему диаметру трубы, в зависимости от того, каким способом деталь планируется закрепить на корпусе. Ширина кольца обычно составляет 30 мм.
Далее из стального листа изготавливают крышку с диаметром, соответствующим внешнему диаметру фланца. Крышка и фланец соединяются при помощи 6 болтов, в местах монтажа креплений заранее проделываются отверстия. Еще несколько отверстий просверливается в крышке — их размер должен соответствовать размерам запланированных к установке ТЭНов.
Приваривание элементов
Первым к корпусу котла нужно приварить дно, следующим – фланец. Крышку монтируют только после того, как на ней будут прочно зафиксированы трубчатые нагреватели. Между ТЭНами и крышкой вставляется уплотняющая прокладка из материала, устойчивого к воздействию воды.
Между крышкой и фланцем располагается еще одна прокладка, выполненная из автомобильной камеры. Эта прокладка должна быть точной копией фланца, в том числе в ней надо сделать отверстия под болты.
Монтаж патрубков
До того, как закрыть котел крышкой, в его корпус монтируют патрубки для подключения труб системы отопления, предварительно вырезав подходящие отверстия
Важно, чтобы на концах патрубков имелась резьба: это требуется для установки входных кранов, которые позволят перекрывать циркуляцию теплоносителя в контуре, если электрический котел потребуется отремонтировать. Труба для отвода горячей жидкости располагается в верхней части агрегата, желательно встроить ее прямо в крышку
Охлажденный теплоноситель подается по трубе снизу.
Когда патрубки монтированы, котел полностью собирают и подключают к сети. Иногда его конструкция может меняться: например, на фланец монтируют не только крышку, но и дно. Устройство является универсальным, и его получится легко приспособить к техническим параметрам системы отопления дома.
Электромонтажные работы
Во время электромонтажных работ контакты всех ТЭНов котла соединяются с колодкой, к ней же подключается нулевой провод. Иногда нагревательные элементы сразу же замыкают на этот провод без использования колодки.
К контакту каждого нагревателя подключают фазный провод, пропущенный через автомат защиты. Сечение кабеля выбирают на основе нагрузки, создаваемой всеми включенными ТЭНами одновременно.
Все провода должны быть изолированы, особое внимание нужно уделить тому, чтобы их оголенные части не соприкасались с металлической крышкой котла
Виды радиаторов
Если рассматривать радиаторы, то они выпускаются трёх видов:
- Алюминиевые — самая распространённая модель. Весь корпус батареи изготовлен из алюминия, что делает её легкой и повышает уровень теплоотдачи. Единственный минус — не высокая прочность.
- Биметаллические — имеют алюминиевый корпус со стальной или медной сердцевиной. Наличие такой вставки придаёт изделию прочность, оно способно выдержать высокое давление и температурные перепады.
- Чугунные — классика, они и сегодня пользуются популярностью, хотя обладают внушительным весом и достаточно инертны. Имеют продолжительное время нагрева, но зато хорошо лучше держат и отдают тепло.
Кроме того, радиаторы подразделяются на самотечные и принудительные. Суть работы самотечной системы — прогрев воды в котле, после чего, по закону физики, она поднимается вверх по стояку и опускается при остывании.
Бывают одно и двухтрубные. В батареях с принудительным действием подразумевается наличие насоса, который способствует продвижению жидкости в трубах.
С чем придется столкнуться при отоплении теплыми полами?
Дом не прогреется к Вашему приезду
Теплый пол без радиаторов очень медленно реагирует любые команды и изменения. У него слишком высокая инерция.
Сначала система получит команду с котла, затем прогреет 45 мм бетонной стяжки, 20 мм напольного покрытия и только потом начнет медленно отдавать тепло в помещение. Температура пола при этом 35 о С. Поэтому для нагрева дома с дежурной температуры 15 о С до комфортной 23 о С теплому полу понадобится примерно 11 часов.
Если Вы не планируете жить в доме круглосуточно – отопление теплым полом окажется неэкономичным. Когда Вас нет дома, придется поддерживать не 15 о С, а все 20 о С, иначе дом просто не успеет прогреться к Вашему приезду. Радиаторы с 15 о С до 23 о С нагреют дом в среднем за 3 часа.
Нет резерва на случай сильных холодов
В комбинированной системе радиаторы включаются при наружной температуре -12 о С и работают вместе с теплым полом.
Если Вы решаете не ставить радиаторы, вы лишаетесь резерва, который гарантированно отопит дом в сильные холода. В таком случае вам придется перегревать полы и передвигаться по полу перебежками. От перегретых поверхностей будет выделяться запах.
По расчетам: перегретый пол может отапливать помещение до -16 о С. При температуре ниже полы не будут справляться и в помещении будет холодно.
Напольное покрытие — плитка или керамогранит
Отопление теплым полом накладывает свои ограничения по материалу покрытий. Даже небольшие ковры на полу придется исключить во всем доме, потому что они полностью перекрывают тепловой поток.
Отдача тепла от поверхности пола напрямую зависит от материала покрытия. Вы не сможете себе позволить паркет, ламинат, поливинилхлорид или пробку. всё это не подходит для систем отопления теплыми полами. Ламинат и паркет в 7 раз хуже отдает тепло, чем плитка.
Важный нюанс: не столько важен внутренний состав материала, сколько сама поверхность! Матовые и ребристые поверхности того же керамогранита на 30% хуже отдают тепло, чем гладкие.
Никаких витражных окон «в пол»
Витражные окна в комнатах создают большие потери тепла. Примерно на 50% больше, чем обычные окна, поэтому для отопления дома с витражными окнами теплые полы не подойдут. Вам придется отказаться от фасадных и витражных окон во всех жилых комнатах.
Теплый пол в помещении с витражными окнами сможет обогреть помещение при наружной температуре не ниже -12оС, поэтому в Европе теплые полы применяют как основное отопление. В России это недопустимо.
Локальные зоны перегрева или мебель на ножках
При отоплении теплым полом единственным источником тепла является поверхность пола. В спальных комнатах обычно 40% площади съедает мебель. Диваны, шкафы и кровати полностью перекрывает тепловой поток от пола к воздуху, поэтому теплообмен не происходит и помещение не обогревается.
Поэтому есть 2 варианта решения этой проблемы:– диваны, шкафы и кровати должны быть на ножках; – локальные зоны перегрева вдоль окон.
Локальные зоны перегрева – область пола вокруг стен и окон, в которой трубы теплого пола укладываются близко друг другу, с уменьшенным шагом укладки, от чего в результате повышается тепловой поток.
Обычно в спальных комнатах локальная зона перегрева точно попадает на площадь вокруг кровати, поэтому проснувшись зимним морозным утром и встав с кровати, Вы точно попадаете ногой на горячую зону теплого пола с температурой 38-42 о С, при этом без радиаторов температура воздуха в помещении будет около 18 о С.
Одноконтурный котел
Практически все современные модели газовых котлов отопления имеют одинаковое конструктивное решение входящих и исходящих патрубков, используемых для подключения газа, отопления и водоснабжения. Патрубки расположены следующим образом:
- Для газа – по центру;
- Для системы отопления – крайний слева подача теплоносителя, крайний справа обратка;
Последовательность действий по схеме подключения газового котла к системе отопления следующая:
- Запорная арматура. На патрубке, как подачи, так и обратки, устанавливаются шаровые краны. Они нужны для быстрого отсоединения системы отопления от котла в случае необходимости его ремонта. Кран может подсоединиться к патрубку напрямую или через сгон-разъемные соединения: накидная гайка или американка. Все профессиональные инсталляторы рекомендуют использовать дополнительные соединения, существенно облегчающие процесс подключения и отсоединения котла к системе. Вариант американки более дорогостоящий, однако, он оправдывает себя, обеспечивая более надежное соединение, которые даже при частом использовании не допускает подтекания.
- Фильтр грубой очистки. Вода, которая чаще всего используется в качестве теплоносителя, циркулируя по системе теплоснабжения, вымывает из неё грязь. Твёрдые нерастворимые частицы могут оседать в теплообменнике, значительно снижая его КПД. Чтобы избежать подобного на трубу обратки устанавливается фильтр грубой очистки — «грязевик». Он монтируется непосредственно после шарового крана, подключённого к котлу, и также отделяется от остальной системы теплоснабжения вторым краном. Это делается для того, чтобы фильтр можно было почистить, не отсоединяя его от труб и не сливая теплоноситель с системы.
Фильтр грубой очистки
- Кран для подпитки и слива. Обычный шаровой кран, который устанавливается в самой нижней части системы отопления на обратке. Он служит для слива и подачи теплоносителя в систему. При необходимости к этому крану подсоединяется гибкий шланг, который в зависимости от функции, выводится либо в канализационную систему для слива, либо присоединяется к системе водоснабжения для наполнения. Также подача теплоносителя может выполняться из обычной емкости через насосное оборудование. Это удобно если в качестве теплоносителя используется антифриз. В современных настенных газовых котлах в схеме подключения предусмотрен встроенный кран подпитки.
- Расширительный бак — емкость, компенсирующая увеличение объема теплоносителя при тепловом расширении жидкости. Многие современные модели газовых котлов имеют расширительный бак в базовой комплектации. Однако при подключении такого котла необходимо проверить максимально допустимый объем теплоносителя, на который рассчитан такой бак. Как правило, он не превышает 70-100 л теплоносителя в системе. Этого достаточно для отопления небольшой однокомнатной квартиры. Во всех остальных случаях необходима установка внешнего компенсатора. Бак врезается в основную линию обратки и отделяется от неё шаровым краном.
Устройство расширительного бака закрытого типа
- Группа безопасности. Многие модели газовых котлов оборудованы своими устройствами безопасности. Однако для объёмных систем отопления, которые интенсивно эксплуатируются в различных режимах, рекомендуется устанавливать отдельные группы безопасности, состоящие из следующих устройств:
- Манометр — показывает текущее давление теплоносителя в трубопроводах системы отопления. Для квартир этот показатель составляет не более 1,5 атм. Для больших частных коттеджей может доходить до 2 атм.;
- Предохранительный клапан — сбрасывает лишний теплоноситель из системы при критическом повышении допустимого давления. Иногда используется для ручного удаления воздуха из трубопроводов;
- Кран Маевского (автоматический воздухоотводчик). Основная функция автоматическое удаление воздуха из системы отопления.
Группа безопасности устанавливается в самой высокой точке системы отопления на трубопроводе подачи теплоносителя. Рекомендуемое расстояние от котла не более 1,5м.
Обустройство отопления, если здание небольшое
Рассмотрим, какой может быть схема обвязки двухконтурного котла отопления, если дом одноэтажный, небольшой (до 100 м2) и имеет несколько раздельных помещений, которые все надо обогреть.
Оптимальной в данном случае будет однотрубная сеть. Она самая простая по конструкции и в монтаже, при ее эксплуатации почти не возникает проблем. Кроме этого, цена системы будет невысокой, благодаря экономии материалов, ведь их уйдет меньше, чем на двухтрубный аналог.
Реализация схемы
- Небольшой объем здания говорит о том, что жильцов в нем будет мало. Значит и затраты горячей воды будут невелики. Тут не стоит отказываться от имеющих неважную инерционность, зато красивых и хорошо отдающих тепло алюминиевых батарей. Чугунные аналоги теплоемкие, но, как правило, неэстетичные.
- Объем теплоносителя в трубах, в данном случае, рекомендуется увеличить. Оптимальное решение задачи — повысить сечение изделий на один ряд. Например, с Ду-30 до Ду-40. Количество воды в контурах тогда станет больше в 1.6 раза.
- Все радиаторы нужно монтировать, не размыкая контур, параллельно ему. Схема их врезки может быть диагональной либо нижней.
Инструкция рекомендует на каждой батарее поставить:
- дроссель (балансировка подачи);
- отсекающий вентиль на обратке;
- кран для стравливания воздуха из системы (обычной конструкции либо Маевского) в правую либо левую верхнюю заглушку.
Вариант с нижней разводкой
- Уменьшать сечение основного контура и размыкать его, в данном случае, не следует.
- Сразу после теплогенератора трубу контура надо резко поднять вертикально для создания «разгонного» коллектора. Затем ее нужно вести с наклоном (постоянным) вниз.
- Перед котлом (по ходу течения теплоносителя) следует установить расширительный бачок (мембранный). Он будет компенсировать увеличение объема воды при ее разогревании.
- Бачок должен иметь емкость, составляющую 10 процентов объема носителя тепла. Резервуар следует поставить вверх подводкой.
Первично-вторичные кольца
Для котлов мощностью от 50 кВт или группы котлов, которые предназначены для отопления и горячего водоснабжения домов большой площади, применяется схема первично-вторичных колец. Первичное кольцо составляют котлы — генераторы тепла, вторичные кольца — потребители тепла. Причём потребители могут устанавливаться на прямой ветви и быть высокотемпературными, или на обратной — и называться низкотемпературными.
Для того чтобы в системе не было гидравлических перекосов и для разделения контуров, между первичным и вторичными кольцами циркуляции устанавливают гидроразделитель (стрелку). Он же защищает теплообменник котла от гидравлических ударов.
Если дом большой, то после разделителя устраивают коллектор (гребёнку). Чтобы система работала, нужно произвести расчёт диаметра стрелки. Выбор диаметра осуществляется на основании максимальной производительности (протока) воды и скорости потока (не выше 0,2 м/с) или как производная от мощности котла с учётом градиента температур (рекомендованное значение Δt — 10 °С).
Формулы для расчётов:
- G — максимальный расход, м3/ч;
- w — скорость воды через поперечное сечение стрелки, м/с.
- Р — мощность котла, кВт;
- w — cкорость воды через поперечное сечение стрелки, м/с;
- Δt — градиент температур, °С.
Основные элементы обвязки
В этом разделе мы рассмотрим обязательные и желательные элементы обвязки. Начнем с самого необходимого – это расширительные бачки. Наши рекомендации применимы к газовым и электрическим отопительным агрегатам. Обвязка газового котла отопления и обвязка электрокотла отопления совпадают по своей оснащенности.
Расширительные бачки и их разновидности
Еще в школе нам объясняли то, что при нагревании вода расширяется, а на уроках физики мы устраивали лабораторные работы, подтверждающие этот факт. То же самое происходит в отопительных системах. Вода здесь является самым распространенным теплоносителем, поэтому ее тепловое расширение нужно как-то компенсировать. В противном случае возможны разрывы труб, протечки и повреждение отопительных приборов.
Обвязка котла отопления в обязательном порядке включает в себя расширительный бачок. Он ставится рядом с котлом или в самой верхней точке контура – все зависит от типа системы. В открытых системах применяются традиционные расширительные бачки, сообщающиеся с атмосферой. Для работы замкнутых контуров необходимы герметичные мембранные бачки.
В открытых системах отопления расширительные баки играют сразу три роли – через них производится добавление теплоносителя, они принимают в себя излишки расширяющейся воды, через них выходит воздух, образующийся в трубах и радиаторах. Поэтому они ставятся в самых высоких точках. Герметичные мембранные баки в схемах обвязки стоят в произвольных местах замкнутых контуров, например, рядом с котлом. Для удаления воздуха применяются специальные спускники.
Преимуществом замкнутых контуров является то, что в них могут циркулировать любые типы теплоносителей.
Циркуляционные насосы
Обвязка котельной в частном доме все чаще включает в себя циркуляционные насосы. Раньше отопление делалось на основе толстых металлических труб. Результатом становилось низкое гидродинамическое сопротивление контуров. Монтируя трубы под определенным углом, можно было добиться естественной циркуляции теплоносителя. Сегодня толстые металлические трубы уступили свое место тонким пластиковым и металлопластиковым образцам.
Тоненькие трубы хороши тем, что их практически не видно. Также их можно прятать в стены, в полы или же монтировать за потолками, добиваясь полной маскировки. Но они отличаются большим гидродинамическим сопротивлением. Преград добавляют и многочисленные соединения, разветвления. Поэтому рассчитывать на самостоятельное движение теплоносителя невозможно. В этом случае в схему обвязки котла отопления включаются циркуляционные насосы.
Рассмотрим основные плюсы применения циркуляционных насосов:
- Возможность увеличить протяженность отопительных систем;
- Принудительная циркуляция позволяет доставить тепло в самые удаленные точки дома;
- Возможность спроектировать отопление любого уровня сложности;
- Возможность организации нескольких отопительных контуров.
Есть и некоторые минусы:
- Покупка циркуляционного насоса влечет за собой дополнительные затраты;
- Повышение потребления электроэнергии – в рабочем режиме до 100 Вт/час, в зависимости от модели;
- Возможные шумы, распространяющиеся по всему дому.
Для одновременной работы нескольких контуров необходимо приобрести и смонтировать коллектор, обеспечивающий равномерное распределение теплоносителя.
В последнем случае нужно просто купить хороший насос.
Циркуляционные насосы в схемах обвязки котлов отопления монтируются сразу после отопительного оборудования или перед ним, причем с байпасом. Если в доме планируется проложить несколько контуров, следует поставить на каждый из них по отдельному устройству. Такой подход применяется при наличии в доме теплых полов – один насос гоняет теплоноситель по полам, а второй – по основному контуру отопления.
