Как подключить твердотопливный котел для отопления дома?

Обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором

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

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

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

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

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

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

Аварийный теплообменник в схеме обвязки котла

Выше мы уже отмечали, что перегрев котла из-за отключения электроэнергии, требуемой циркуляционному насосу — ситуация неприятная и очень опасная. Чтобы такого не случилось изготовители часто снабжают твердотопливный котел встроенным аварийным теплообменником либо предлагают отдельный модуль с теплообменником вместе с необходимой запорно-регулирующей арматурой как дополнительное оборудование.

Твердотопливный котел со встроенным (а) и внешним (б) аварийными теплообменниками:

Еще один вариант обезопасить котел от перегрева — установка бака-водонагревателя с естественной циркуляцией. Как это работает:

Если циркуляционный насос работает, он запирает естественную циркуляцию через теплообменник бака-водонагревателя посредством обратного клапана, установленного на выходе теплообменника.
Выключение насоса при разогретом котле открывает путь естественной циркуляции и сбросу тепла из котла в бак-водонагреватель.
Такой бак не может быть основным средством приготовления горячей воды в доме. Кроме того, он не действует как аккумулятор тепла в ситуации, когда циркуляционный насос работает, однако котел производит больше тепла, чем потребляет отопительный контур.

Более совершенное решение — установка бака-аккумулятора, дополнительного циркуляционного насоса и запорной арматуры. В этом случае жесткая связь между производительностью котла и потреблением тепла системой отопления устраняется при помощи бака-аккумулятора.

Примерная схема обвязки твердотопливного котла с баком-аккумулятором:

	1) Подающая линия
2) Обратная линия
3) Предохранительный клапан
4) Автоматический воздухоотводчик
5) Расширительный бак
6) Колпачковый вентиль
7) Циркуляционный насос котла
Термостатический смеситель
9) Отопительный прибор
10) Бак-аккумулятор. Он сохраняет все тепло от сгорания топлива в котле, чтобы затем оно расходовалось по мере необходимости.
11) Трехходовой вентиль с приводом
12) Комнатный термостат
13) Циркуляционный насос отопления

При использовании в схеме обвязки котла бака-аккумулятора как вход горячей воды в бак, так и выход горячей воды в систему отопления должны быть расположены в верхней части бака. С учетом этого степень его заполнения горячей водой практически не влияет на готовность системы отопления

В такой системе важно, чтобы циркуляционный насос котлового контура автоматически отключался всякий раз, когда дрова в котле прогорели, и он остыл. Тяга в котле есть практически всегда, и если не выключать насос при холодном котле, тепло из бака будет расходоваться на бесполезный подогрев котла

Методика обвязки первичных и вторичных колец

Инженерами предусмотрен еще один вариант общей обвязки твердоптопливного котла с электрическим агрегатом для возможности подключения большего числа потребителей.

Методика обвязки первичных и вторичных колец выполняет распределение потоков, без применения гидрострелки. Для качественной работы может потребоваться дополнительное оборудование. Контролер не нужен.

Схема выполнения обвязки

Основная хитрость данной схемы подключения состоит в том, что все элементы: котлы и потребители, подключаются лишь к первичному кольцу и подающим, и обратным трубопроводом. Благодаря небольшому промежутку подключения (до 30 см) перепад давления будет минимален в сравнении с напором насоса главного контура. Это позволит осуществлять циркуляцию воды в системе, независимо от того, как и когда функционируют насосы вторичных колец. В результате происходит только изменение температуры воды.

В теории, в главный контур можно подключать различное количество источников тепла и колец вторичных. Самое главное, чтобы были правильно определены диаметры труб и мощность, а также, изготовитель основного кольцевого насоса.

Для достижения нужного результата потребуется произвести достаточно простой гидравлический расчет, который позволит правильно подобрать насос

Также, важно увязать функционирование котлов твердотопливного и электрического при помощи специальных термостатов

Другие схемы подключения нагревательного прибора на твердом топливе

Подключаем устройство к магистрали с подмесом

Конструкция системы отопления в данном случае включает следующие элементы:

группу безопасности отопительного оборудования (термостатический клапан, предохранительный клапан);
расширительная емкость (тепловой аккумулятор);
циркуляционный насос, обеспечивающий подачу теплоносителя на всю систему;
запорная арматура.

Данная схема отличается тем, что она имеет дополнительный контур подмеса и краны, с помощью которых можно легко объем теплоносителя в контуре подмеса. Такой вид присоединения позволяет держать радиаторы отопления с комфортной температурой, притом, что отопительный котел работает в оптимальном режиме.

Подключение твердотопливной установки с гидрострелой

Этот тип подключения используется в тех ситуациях, когда система отопления имеет не один, а несколько контуров. Гидравлический распределитель или гидравлическая стрелка выполняет задачу предохранителя, исключая гидравлическое воздействие циркуляционных насосов, установленных на каждом контуре. Гидрострелка одновременно выступает уловителем шлама, осуществляет дегазацию всей отопительного комплекса.

Схема подключения в доме котла твердотопливного с гидрострелой состоит из следующих элементов:

приборы контроля;
расширительная емкость;
два независимых друг от друга циркуляционных насоса;
гидравлическая стрела;
радиаторы отопления;
распределительные гребенки (грязеулавиватели).

Схема №3

Для защиты котла от конденсата можно использовать не только трехходовой клапан, но и насос на подмес. Во многих моделях твердотопливных котлов имеется выход для насоса подмеса. У системы автоматического управления котлом имеются датчики, которые устанавливаются как можно ближе ко входу твердотопливного котла. Все это работает таким образом: вместе с главным циркуляционным насосом запускается насос подмеса, которые добавляет горячий теплоноситель к обратке, возвращающейся из системы, таким образом максимально предохраняя котел от конденсата. Автоматика ориентируется на датчик на входе, и как только температура достигает, к примеру, 55 градусов — подмес выключается и работает только циркуляционный насос.

Какие недостатки данной схемы обвязки твердотопливного котла? Дело в том, что эта схема называется «количественный подмес», и если мощности котла и самой системы отопления подобраны неверно, насос подмеса будет постоянно пытаться поднять температуру на входе в котел, но (если мощности котла недостаточно) все равно не сможет предотвратить образование конденсата. Именно поэтому эта схема проигрывает схеме №1 (так называемый «качественный подмес»). В схеме №1 все понятно: клапан подаст на вход котла именно такую температуру воды, при которой котел не будет конденсировать, несмотря на все огрехи и ошибки в расчетах мощности.

Дополнительные рекомендации

Чтобы теплообменник не зарастал накипью, заливайте в систему только обессоленную воду. Часто домовладельцы собирают для этих целей дождевую.

По той же причине лучше приобретать модель с охлаждающим змеевиком в теплообменнике, а не с подачей воды непосредственно в бак.

Не курите в доме с системой из алюминиевых радиаторов. В них образуется водород, выходящий наружу через воздухоотводчик или кран Маевского.

В период простоя отопителя теплообмен в его баке приобретает обратное направление. Чтобы вода в контуре остывала медленнее, рекомендуется сделать байпас с кранами, по которому среда будет двигаться в обход прибора.

К слову, несложно изготовить твердотопливный котел своими руками.

Необходимые условия для правильного подключения твердотопливного котла к системе отопления

Помещение для котельной выбирается отдельное. Площадью порядка 7м2. Котельная в отдельном здании идеальный вариант. Загрузку топлива в котельную можно облегчить. Достаточно в зоне приемного бункера с наружной стороны где будет выгружаться, к примеру, уголь, смонтировать так называемую течку. Выгрузив топливо в приемный бункер, уголь по наклонной ссыпается внутрь котельной самостоятельно.
Расположить котел отопления предпочтительно ниже 0 отметки пола. Данный вариант установки котла обеспечивает идеальную циркуляцию теплоносителя в системе отопления без использования циркуляционного насоса.
Основание под котел необходимо выполнить из бетонной подушки с ровным верхним слоем. Толщина бетонной стяжки 10 см. Площадь основания под котлом должно быть больше габаритов подключенного котла на 20 см. Со стороны топки 40-50 см.
По нормам СНиП и пожарным требованиям НПБ расстояние между котлом и стеной 50 см. Со стороны топочного отверстия, топки, до противоположенной стены расстояние не менее 1,3м.
Установленный отопительный котел не должен иметь зазоров между основанием и корпусом.
Подключить котел к системе отопления необходимо стальной трубой длиной не менее 1 метра на входе и выходе трубопровода. Подключать котел к системе отопления медными и полимерными трубами неправильно.

Ниже применена схема правильного подключения твердотопливного котла.

Методов подключения много. Рассмотрим один из простых и надежных способов подключения.

От котла на прямом трубопроводе устанавливается группа безопасности. После группы безопасности устанавливается тройник для байпаса. Далее, подача подключается к разводке системы отопления. Отдав свое тепло в системе отопления, теплоноситель по обратной трубе возвращается в котел. Чтобы избежать главной болезни в работе твердотопливных котлов, конденсата, который отрицательно сказывается на целостности котла, монтируется термостатический трехходовой клапан, на байпасе подключенный к обратке, настроенный на температуру 50-60°C. Нагреваясь, теплоноситель циркулирует по малому контуру через трехходовой клапан. Температура в 55°C предотвращает образование конденсата на внутренних стенках котла. После трехходового термостатического клапана монтируется циркуляционный насос. Как только температура по обратке достигнет 55°C, открывается трехходовой клапан, и нагретый теплоноситель устремляется в отопительный контур к радиаторам.

Распространённые проблемы и их решение

Неисправности в работе котла чаще возникают по причине нарушений, допущенных при:

выборе дымохода;
сварке труб «рубашки»;
резьбовом соединении;
расчёте наклона теплообменника.

Если после загрузки сырья в котёл появляется дым, то проблема заключается в тяге. Она же препятствует нормальному горению топлива в котле.

Внимание! Перед строительством необходимо получить консультацию инженера для расчёта высоты и диаметра конструкции. При образовании смолистых выделений в котле рекомендуют:

При образовании смолистых выделений в котле рекомендуют:

увеличить рабочую температуру до 75 или более градусов;
почистить внутренние стенки камеры;
поддерживать температуру воды в обратке на уровне от 55 и более градусов 3-ходовым клапаном.

Сырые или недостаточно калорийные дрова часто мешают равномерному сжиганию и обогреву помещения.

Отличительные особенности твердотопливных котлов

В последнее время, все больше людей стараются перейти на твердотопливные котлы. Дело в том, что такие приборы не только в этом отличаются от теплогенераторов других типов по принципу работы. Есть и еще ряд других особенностей, которые им присущи:

высокий показатель инерционности – если топливо разгорелось в камере сжигания, то потушить его моментально не представляется возможным;
конденсат в топливнике – такой момент возникает в том случае, если в котловой бак попадет теплоноситель, температура которого не превышает 50 градусов.

И вот тут возникают свои достаточно опасные моменты.

Что касается инерционности, то она может привести к перегреву рубашки отопителя. А это чревато последствиям – закипанием теплоносителя. Тут идет образование горячего пара, создающего высокое давление, из-за чего происходит разогрев корпуса и ближней части трубопровода. Поэтому в топочной создается не очень приятный «климат» — много воды и пара. К тому же котел достаточно быстро выходит из строя. Такую проблему можно создать себе собственными руками, если не правильно выполнить обвязку теплогенератора. А ведь работать в максимальном режиме для твердотопливных котлов – норма. Только в этом случае, устройство показывает те показатели КПД, которые заявлены в его техническом паспорте.

Теперь стоит упомянуть про конденсат. Он оседает с внутренней стороны топливника, что приводит к проблемам, так как полуразогретый теплоноситель в это время уже начинает проходить через водяную рубашку. На самом деле, такая жидкость является достаточно агрессивной средой. Из-за этого быстро развивается коррозия на стальных стенках сжигающей камеры. В дальнейшем, смешиваясь с пеплом, конденсат становиться липким по консистенции и оседает на всех поверхностях. Отмыть ее не так уж и легко, поэтому специалисты рекомендуют сразу устанавливать смесительный узел, который защитит установку от такой проблемы.

Интересен и тот момент, что даже владельцы чугунных теплообменников расслабиться не могут. Тут опасность заключается в «температурном шоке», который опасен для чугуна. В основе лежит инерционность. То есть, если в доме по каким-либо причинам пропадет электричество, то вода в батареях начнет остывать, в то время, как в самом теплообменнике она начнет нагреваться. Как только насос начнет работать, холодная жидкость попадет в горячий котел, что приведет к резкому температурному перепаду. Такой процесс и называется «температурный шок». Зачастую это приводит к возникновению трещин в чугунных секциях. Данная поломка не просто тяжело устраняется, но чаще всего, требует полноценной замены секции. А это тоже не всегда представляется возможным. В этом случае мастера советуют устанавливать узел подмеса.

Уяснив для себя такие потенциальные аварийные ситуации, можно понять, с какой ответственностью нужно подходить к схеме отопления частного дома с твердотопливным котлом. Если к данному вопросу подойти серьезно, то удастся избежать покупки ненужных элементов и установить все правильно.

Обвязка с теплоаккумулятором

Чтобы твердотопливный агрегат работал в оптимальном режиме и его КПД приближался к паспортным значениям, необходимо использовать буферную емкость, которая служит аккумулятором излишков тепловой энергии, остающихся после нагревания теплоносителя в отопительном контуре до рабочих температур.

Если котел на дровах или угле работает без теплоаккумулятора, тягу приходится уменьшать, чтобы дрова не горели слишком жарко и теплоноситель не перегревался. Но из-за недостатка кислорода образуется повышенное количество угарного газа, который попадает в атмосферу. В передовых европейских странах по этой причине запрещается эксплуатировать твердотопливные обогреватели без монтажа буферной емкости.

Установка теплоаккумулятора имеет и еще одно преимущество: топливо, сгорающее при оптимальной подаче кислорода, отдает максимум тепловой энергии, и ее излишки не улетают в дымовую трубу, а накапливаются в буферной емкости. Это позволяет поддерживать высокую температуру теплоносителя в контуре отопления в течение нескольких часов после прогорания закладки топлива.

Обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором предусматривает подсоединение буферной емкости следующим образом:

Схема обвязки теплоаккаумлятора с твердотопливным котлом

Чтобы управлять температурой теплоносителя, который подается в радиаторы, предусмотрена установка второго трехходового клапана и второго циркуляционного насоса на линии подачи после подключенного к системе бака-теплоаккумулятора.

Время остывания теплоносителя в системе с теплоаккумулятором после затухания котла зависит от объема резервуара и температуры нагрева. Для частного дома площадью 150-200 кв. м требуется буферная емкость объемом от 1 куб. м. Можно приобрести готовый теплоаккумулятор подходящего объема или изготовить его самостоятельно – он представляет собой прямоугольную или цилиндрическую емкость из стального листа, снабженную надежной теплоизоляцией.

Типичные схемы обвязки для твердотопливных котлов

Обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором: схема и пояснение.

Этот вариант достаточно кропотливый и сложный, но и эффективный. В схеме этого типа аккумулятор играет роль специальной емкости буферного типа. В первый установленный контур, где двигается вода в момент розжига самого котла, встраивается блок постепенного подмешивания, в который вошли определенные элементы:

краны шаровые;
;
грязевик;
насос циркуляционный;
клапан термостатический трехходовой;
устройство для контроля температуры.

Схема обвязки с теплоаккумулятором

Обвязка твердотопливного котла отопления, схема которого состоит из таких устройств, отличается от других модификаций тем, что каждый компонент собран в единый блок, а теплоноситель направлен в сам бак, а не во всю систему отопления дома.

Данный метод позволяет подключать на выходе из нагретой емкости столько ветвей для отопления, сколько требует того площадь и индивидуальные потребности проживающий в помещении

Обратите внимание, что каждая ветвь обладает собственным небольшим циркуляционным насосом. Каждый контур разделен гидравлическим методом, а излишнее тепло концентрируется в баке

Обвязка с естественной циркуляцией топлива: схема и описание.

Этот вариант является самым простым, так как не предусматривает ни одного дополнительного элемента. Каждый этап выполняется исключительно вручную, а топливо добавляют постепенно и по потребности. Обязательное требование — трубы с максимально большим диаметром, чтобы образовать правильный контур глобального отопления.

Обвязка с естественной циркуляцией топлива

Обвязка принудительной циркуляции топлива: схема и пояснение.

Схема обвязки твердотопливного котла с циркуляционным насосом, который предназначается для равномерного и сбалансированного перемещения подобранного теплоносителя по связанной системе, дает возможность правильно отрегулировать температуру каждого установленного радиатора по отдельности. Значительный недостаток — хорошая и стабильная работа насоса напрямую зависит от переменчивого в своей работе и подаче электричества.

Схема обвязки принудительной циркуляции

Схема обвязки твердотопливного котла с гидрострелкой: описание.

Данный вариант подразумевает использование современного специального устройства — гидрострелки, которая представляет собой небольшую вертикальную трубу со значительным диаметром. Подключается она к выходу-входу котла. Данный метод подключения любого обогревательного прибора дает возможность подобрать оптимальную и индивидуальную температуру для каждого устройства отдельно.

Схема обвязки с гидрострелкой

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:

Если пользователь забудет подложить дрова, второй агрегат запустится автоматически и не даст системе остыть.
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.

Открытый контур с гравитационной циркуляцией

Данный вариант легко выполнить даже новичку. Тут вода циркулирует в системе за счет разницы плотности холодной и горячей жидкости. Согласно законов физики, горячая вода начинает поступать вверх (так как ее плотность меньше), а там уже остывает и возвращается в исходную точку.

Не смотря на то, что такой тип обвязки достаточно прост, он требует соблюдения ряда требований. Во-первых, для того, чтобы вода свободно циркулировала в системе, нужно устанавливать нагревательное оборудование на полметра ниже, чем в доме расположены батареи. Во-вторых, чтобы свести к минимуму проявление гидросопротивляемости, нужны трубы сечением до 5 см, при этом распределительные трубы на батареях могут иметь значение в 2,5 см. В-третьих, запирающие устройств и арматура напрямую влияет на свободную циркуляцию воды в системе, поэтому таких элементов должно быть минимум.

Но ради справедливости стоит сказать, что открытая система с естественной циркуляцией имеет и ряд своих преимуществ. Помимо того, что она самая простая в обустройстве, финансовые затраты на нее не так уж и велики. Правда, хозяин не сможет постоянно контролировать температурный режим теплоносителя на выходе, из-за чего обогрев контура несколько снижается. Также расширительный бак эпизодически остается открытым, значит, получается, что кислород имеет контакт с теплоносителем, из-за чего постепенно повышается риск развития коррозии.

Подведя итоги, стоит сказать, что специалисты рекомендуют данный тип схемы отопления только для тех частных домов, где люди живут время от времени, а не на постоянной основе, например, для дачи.

Обвязка котла с бойлером косвенного нагрева

При использовании бойлера группа безопасности устанавливается между ним и котлом. Горячая вода поступает в это устройство, где поддерживается ее нужная температура. При остывании воды в бойлере система переключается на нагрев воды здесь.

Отопительный контур при этом может немного остыть, но понижение температуры будет несущественным.
При достижении заданной температуры в бойлере котел снова переключается на работу с отоплением.
Таким образом обеспечивается наличие горячей воды в водопроводе и в системе отопления.
Циркуляционный насос устанавливается после места соединения труб от бойлера и котла.

Благодаря этому вода из бойлера может расходоваться как для водопровода, так и для отопительного контура.

Отличительные особенности твердых котлов

Особенности твердых котлов

Кроме того, что такие агрегаты осуществляют производство тепловой энергии, в процессе сжигания разного вида топлива, они имеет некоторые значимые отличия от других агрегатов такого же профиля

Данные различия появляются в результате сжигания дров или иного вида топлива и их стоит обязательно принимать во внимание при подключении котла к отопительной системе, заполненной обычной водой

Особенности агрегатов такого типа заключаются в следующем:

повышенная инерционность. На сегодняшний день нет возможности быстро загасить пожар, появившийся в результате воспламенения твердого топлива в камере сгорания;
в топливнике образуется конденсат. Эта особенность имеет место в том случае, когда в котел поступает холодна вода (ниже 50 градусов Цельсия);

Дополнительно следует отметить, что инерционности нет лишь у одной разновидности агрегатов – пеллетных котлов. В них предусмотрена встроенная горелка, куда топливо попадает дозировано, а после подачи, пламя практически сразу перестает гореть.

Минусы гравитационной системы

Недостатки гравитационной системы зависят от инерционности отопления котел после пуска из холодного состояния значительное время работает в нежелательном режиме, что может отрицательно сказаться на сроке его службы.

Чтобы значение температуры в обратной линии не опускалось ниже предельного, необходимо минимизировать перепад температур – иными словами, за счет увеличения скорости протока добиваться как можно меньшего остывания воды в системе отопления. Для этого требуется обеспечить минимальное гидравлическое сопротивление системы – за счет применения труб большего диаметра, отопительных приборов с большим сечением каналов и пр. Итак, в рамках системы отопления гравитационного типа реально обеспечить рабочие условия котла – по крайней мере, в стационарном режиме работы. Вместе с тем для создания комфорта такое решение предоставляет мало возможностей. Его достоинства – видимая простота и независимость от электроснабжения, к очевидным же минусам можно отнести слабую управляемость и, как следствие, необходимость в частых дозагрузках котла и неэкономичный расход топлива.

Принцип работы твердотопливных котлов

Котлы имеют модульную конструкцию, состоящую из нескольких устройств в одном корпусе:

теплообменника;
топки с дверцей;
колосниковой решётки;
зольника с люком для прочистки;
терморегулятора.

Отопительный котёл работает по следующему принципу:

В камеру загружают топливо, поджигают. Дрова или альтернативные материалы сгорают, образуя СО.
Температура воздуха увеличивается и газы поднимаются выше в дымоход.
Горячие воздушные потоки, вытесняя холодные, перемещаются по отопительной сети.
По мере их продвижения жидкость в теплообменнике нагревается.

За подведение воды отвечает впускной патрубок, а за поступление горячего носителя в радиаторы — коллектор обратки. Обе точки подключения контура рекомендуют оборудовать температурными датчиками.

Аварийные системы в созданной обвязке: нужна ли?

Дополнение такого характера является обязательным элементом, который применяется в продуманной схеме обвязки. Это надо сделать в таких целях:

защитить систему от значительного повышения уровня рабочего давления до максимума;
обеспечить нормальный уровень температуры аж на выходе, подогрева самого котла и компонентов всей системы домашнего отопления;
предотвращает появление нежелательного конденсата в установленном котле.

Если обвязка выполнена качественно, соответствует всем требованиям и рекомендациям, в частном доме обеспечивается идеальное тепло, которое поддается легкой регулировке, включению и выключению. Чтобы все сделать правильно, надо подобрать оптимальную систему обвязки, которая подойдет под индивидуальные требования и условия помещения.