Газовые

Схема совмещении электро и твердотопливного котла. 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 . 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 .

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.

Самой рациональной системой отопления является та, в которой теплоноситель становится горячим благодаря работе двух или трех котлов. При этом они могут быть одинаковыми по мощности и типу. Такая рациональность объясняется тем, что один теплогенератор работает на полную мощность лишь несколько недель в году. В другое время нужно уменьшать его производительность. А это приводит к падению его КПД и увеличению расходов на отопление.

Несколько объединенных в позволяют более гибко управлять работой обвязки без потери КПД, так как достаточно отключить одно или два устройства. Кроме этого, в случае поломки одного из них, система продолжает поднимать температуру в доме.

Виды подключения двух и более котлов

Использование большего количества одинаковых котлов требует особой схемы их подключения. Объединить их в одну систему можно:

Параллельно .
Каскадно или последовательно .
По схеме первично-вторичных колец .

Особенности параллельного подключения

Существуют следующие особенности:

Контуры подачи горячего теплоносителя обоих котлов присоединяются к одной линии. На этих контурах обязательно стоят группы безопасности и вентили. Последние могут перекрываться вручную или автоматически . Второй случай возможен только тогда, когда используются автоматика и сервоприводы.
присоединяются к другой линии. На этих контурах также имеются вентили, которыми может управлять вышеупомянутая автоматика.
Циркуляционный насос расположен на обратной линии перед местом объединения труб обратки двух котлов.
Обе магистрали всегда присоединяются к гидроколлекторам . На одном из коллекторов находится расширительный бачок. При этом к концу трубы, к которой подключен бачок, присоединена труба подпитки. Конечно, на месте соединения стоят обратный клапан и запорный вентиль. Первый не позволяет горячему теплоносителю попадать в трубу подпитки.
От коллекторов отходят ветви к радиаторам, теплым полам, . Каждая из них оснащена своим циркуляционным насосом и клапаном слива теплоносителя.

Использование такой схемы организации обвязки без автоматики является весьма проблематичным, поскольку надо вручную перекрывать вентили, размещенные на трубах подачи, и обратки одного котла. Если этого не делать, то теплоноситель будет двигаться через теплообменник выключенного котла. А это оборачивается:

дополнительным гидравлическим сопротивлением в водогрейном контуре аппарата;
увеличением «аппетита» циркуляционных насосов (они же должны преодолеть это сопротивление). Соответственно, растут расходы на электроэнергию;
потерями тепла на нагрев теплообменника выключенного котла.

Поэтому необходимо правильно устанавливать автоматику, которая будет отсекать выключенный аппарат от системы отопления.

Каскадное подсоединение котлов

Концепция каскадирования котлов предусматривает распределение тепловой нагрузки между несколькими агрегатами , которые могут работать независимо и нагревать теплоноситель настолько, насколько этого требует ситуация.

Каскадировать можно как котлы со ступенчатыми газовыми горелками, так и с модулируемыми. Последние, в отличие от первых, позволяют плавно менять мощность нагрева. Стоит добавить, что если котлы имеют более двух ступеней регулировки подачи газа, то третья и остальные ступени делают их производительность меньше. Поэтому лучше пользоваться агрегатами с модулируемой горелкой.

При каскадном подключении основная нагрузка ложится на один из двух или трех котлов. Дополнительные два или три устройства включаются только тогда, когда нужно.

Особенности этого подключения следующие:

Подводка и контроллеры выполнены так, что в каждом агрегате можно управлять циркуляцией теплоносителя . Это позволяет прекратить поток воды в отключенных котлах и избежать потерь тепла через их теплообменники или кожухи.
Присоединение линий подачи воды всех котлов к одной трубе, а линий возврата теплоносителя – ко второй. По сути, присоединение котлов к магистралям происходит параллельно. Благодаря такому подходу теплоноситель на входе каждого агрегата имеет одинаковую температуру. Также это позволяет избежать движения нагретой жидкости между отключенными контурами.

Плюсом параллельного подключения является предварительный нагрев теплообменника перед включением горелки . Правда, такое преимущество имеет место тогда, когда используются горелки, которые зажигают газ с задержкой после включения насоса. Такой нагрев минимизирует перепад температуры в котле и позволяет избежать образования . Это касается ситуации, когда один или два котла были выключены в течение длительного времени и успели остыть. Если же они недавно выключились, то движение теплоносителя перед включением горелки позволяет впитать остаточное тепло, которое сохранилось в топке.

Обвязка котлов при каскадном подключении

Ее схема такова:

2–3 пары труб, отходящих от 2–3 котлов.
Циркуляционные насосы, обратные и запорные клапаны. Они находятся на тех трубках, которые предназначены для возвращения теплоносителя в котел . Насосы могут не использоваться, если конструкция агрегата включает их.
Запорные краны на трубках подачи горячей воды.
2 толстые трубы. Одна предназначена для подачи теплоносителя в сеть, другая – для возврата . К ним присоединены соответственные трубки, отходящие от котельных устройств.
Группа безопасности на магистрали подачи теплоносителя. Она состоит из термометра, гильзы поверочного термометра, термостата с ручной разблокировкой, манометра, прессостата с ручной разблокировкой, резервной заглушки .
Гидравлический разделитель низкого давления . Благодаря ему насосы могут создавать надлежащую циркуляцию теплоносителя через теплообменники их котлов независимо от того, каков расход отопительной системы.
Контуры отопительной сети с запорной арматурой и насосом на каждом из них.
Многоступенчатый каскадный контроллер. Его задача заключается в измерении показателей теплоносителя на выходе каскада (часто термодатчики стоят в зоне группы безопасности). На основе полученной информации контроллер определяет, нужно ли включать/отключать и как должны работать котлы, объединенные в одну каскадную схему.

Без подключения такого контроллера к обвязке работа котлов в каскаде невозможна, потому что они должны работать как единое целое.

Особенности схемы первично-вторичных колец

Такая схема предусматривает организацию первичного кольца , по которому должен постоянно циркулировать теплоноситель. К этому кольцу подключаются котлы отопления и отопительные контуры. Каждый контур и каждый котел является вторичным кольцом.

Еще одной особенностью этой схемы является наличие циркуляционного насоса в каждом кольце. Работа отдельного насоса создает определенное давление в том кольце, в котором он установлен. Также узел оказывает определенное влияние на давление в первичном кольце. Так, когда он включается, вода выходит из трубы подачи воды, попадая в первичный круг и меняя гидросопротивление в нем. В итоге появляется своеобразный барьер на пути движения теплоносителя.

Поскольку к кругу сначала подключается труба обратки, а после нее – труба подачи, теплоноситель, получив немалое сопротивление у трубы подачи, начинает течь в трубку обратки. Если же насос выключается, гидросопротивление в первичном кольце становится очень малым и теплоноситель не может заплыть в теплообменник котла. Обвязка продолжает работать так, как будто отключенного агрегата вообще не было.

По этой причине не нужно использовать одну сложную автоматику для отключения котла . Единственное, что нужно, так это установить между насосом и патрубком возвращения воды обратный клапан. Аналогичная ситуация с контурами отопления. Только линии подачи и обратки присоединяют к первичной цепи в противоположном порядке: сначала первую, затем вторую.

В такую схему целесообразно включать не более 4 котлов. Использование дополнительных устройств нецелесообразно.

Универсальная комбинированная схема

Эта система имеет такую обвязку:

Два общих коллектора или гидроколлектора . К первому подключены подающие линии котлов. Ко второму – линии обратки. На всех линиях находится запорная арматура. На трубах возврата теплоносителя находятся циркуляционные насосы.
Мембранный бак подключен к большому коллектору обратной линии.
Бойлер косвенного нагрева является связующим звеном между двумя коллекторами. На трубе, которая соединяет бойлер с коллектором подачи , стоят циркуляционный насос и запорный клапан. На трубе, соединяющей бойлер с коллектором обратки, также имеет клапан.
Группа безопасности установлена на коллекторе подачи теплоносителя.
Труба подпитки присоединена к коллектору, который находится на линии подачи горячей воды. Во избежание утечки горячего теплоносителя через эту трубу, на нее ставят обратный клапан.
Определенное количество малых гидроколлекторов (их может быть два, три и более) . Каждый из них соединен с вышеупомянутыми общими коллекторами. Эти гидроколлекторы и крупные коллекторы образуют первичные кольца. Количество таких колец равно количеству малых гидроколлекторов.
Контуры отопления отходят от малых гидроколлекторов. Каждый контур имеет миниатюрный смеситель и циркуляционный насос.

Твердотопливный котел всегда требует постоянного внимания со стороны жителей дома, ведь после того, как сгорели загруженные в него дрова, тепло перестает поступать в радиаторы отопления. Конечно, ситуацию может улучшить теплоаккумулятор, однако после его остывания система отопления перестанет быть системой отопления. Облегчить жизнь владельцев частного дома могут комбинированные котлы отопления дрова-газ или два котла, один из которых работает на твердом топливе, а другой — на газе.

Любой из этих двух вариантов дает возможность получать желаемое тепло в том случае, когда дров в топке не осталось, а газ в баллоне еще есть. Агрегат газ-дрова подходит для тех людей, которые не хотят тратить особых усилий и денег на организацию сложной обвязки. Однако практика показывает, что лучше совместить два разных котла. Наименьшее преимущество такого подхода заключается в постоянной работе сети, невзирая на возможную поломку любого из устройств. Если устройство газ-дрова поломается, система перестает работать и в помещениях дома будет холодно.

Сложности использования двух котлов в одной системе

Главная сложность заключается в том, что газовые котлы для частного дома должны работать в закрытой системе, а наиболее безопасной для твердотопливных устройств является открытая. востребована и ввиду того, что котел может нагреть воду до 110 °С и более, подняв давление выше допустимых пределов.

Его можно понизить, уменьшив интенсивность горения. Но эффект будет виден тогда, когда угли полностью прогорят. Даже при слабом горении они являются очень горящими и продолжают нагревать воду, поднимая давление.

В такой ситуации нужно сбрасывать давление. С этой задачей справляется расширительный бачок открытого типа . Когда же его объема не хватает, вода выводится в канализацию по трубе, установленной между бачком и канализацией. Однако такой бачок позволяет попадать воздуху в теплоноситель. А это плохо для внутренних элементов газового котла, труб и . К счастью многих владельцев частного дома, которые не знают, как подключить твердотопливный и газовый котлы в одну систему, сегодня есть решения, которые позволяют обойти вышеупомянутые сложности. Они таковы:

Сочетание закрытой и открытой системы отопления путем использования теплоаккумулятора.
Организация закрытой системы для дровяного или с применением специальной группы безопасности. В таком случае два агрегата подключаются параллельно и работают как в паре, так и по отдельности.

Обвязка с теплоаккумулятором

Вся идея применения теплоаккумулятора заключается в таких нюансах:

Газовый котел, получающий газ из баллона, и отопительные устройства образуют одну закрытую систему. Конечно, она включает в себя теплоаккумулятор.
, угле или пеллетах также подключаются к теплоаккумулятору. Но нагретая ими вода отдает тепло теплоаккумулятору, а дальше оно передается теплоносителю, который циркулирует по закрытой системе.

Чтобы сделать своими руками такую обвязку правильно, кроме котлов для дома и теплоаккумулятора нужно иметь:

Открытый расширительный бак.
Шланг, который будет находиться между баком и канализацией.
Отсекающие краны (13 шт).
Циркуляционный насос (2 шт).
Трехходовой клапан.
Фильтр для очистки воды.
Трубы из стали или полипропилена.

Согласно многим видео о разных котлах, включая устройства газ-дрова, создаваемая схема может работать в четырех режимах:

От дровяного котла с передачей градусов через теплоаккумулятор.
От этого же котла с обходом теплоаккумулятора (конечно, газовое устройство будет отключено).
От газового котла, который может получать газ из баллона.
От обоих котлов.

Организация открытой системы с теплоаккумулятором

Согласно разным видео об обвязках котлов, включая агрегаты газ-дрова, его выполнение предусматривает такие этапы:

Установка своими руками на два штуцера дровяного котла отсекающих кранов.
Подключение расширительного бачка. Его нужно размещать так, чтобы он был выше всех элементов обвязки. Важный момент: давление, под которым подает твердотопливный котел воду, часто превышает давление, под которым подается теплоноситель с газового котла, подключенного к баллону. Чтобы выровнять эти величины, нужно правильно настроить открытый расширительный бачок. Об этом можно узнать в разных видео.
Монтаж кранов на патрубки теплоаккумулятора.
Соединение и котла двумя трубами.
Подключение двух трубок к трубам, размещенным между теплоаккумулятором и котлом. Их врезают возле кранов, которые находятся возле штуцеров аккумулятора, или на небольшом расстоянии от запорной арматуры. На эти трубки монтируют своими руками отсекающие краны. Благодаря этим трубам можно будет использовать котел на твердом топливе в обход теплоаккумулятора.
Врезка перемычки. Ею соединяют подающую и обратную трубы, находящиеся между дровяным котлом для дома и аккумулятором тепла. К подающей линии эту перемычку крепят путем сварки или использования фитингов, а к обратной — с помощью трехходового клапана. Образуется малый круг, по которому теплоноситель будет циркулировать до тех пор, пока не нагреется до 60 °С. После вода будет перемещаться по большому кругу через теплоаккумулятор.
Подключение своими руками фильтра и насоса. Их монтируют на обратной линии в месте между трехходовым клапаном и патрубком теплообменника котл а. Для этого к линии параллельно подключают П-образную трубку, посередине которой находится насос с фильтром. Перед этими элементами и после них должны быть краны. Такое решение позволяет сделать байпас, по которому будет двигаться теплоноситель в случае отсутствия электроэнергии. О его пользе часто говорят в видео, посвященных котлам газ-дрова, пиролизным и иным агрегатам.

Закрытая система с теплоаккумулятором

Ее организация является более простой, ведь не нужно подключать устройство, аналогичное расширительному баку. Это потому, что подключенный к сети или баллону газовый котел для дома уже имеет в своем составе диафрагменный расширительный бак, а также предохранительный клапан.

Чтобы сделать эту схему своими руками правильно, нужно:

Подключить к подающему штуцеру газового устройства кран и трубу, которая будет подходить к .
На этой трубе перед отопительными устройствами поставить циркуляционный насос.
Подсоединить своими руками отопительные устройства.
Отвести от них трубу, которая будет подходить к котлу. В ее конце на небольшом расстоянии от газового агрегата, который питается от газового баллона, нужно поставить своими руками отсекающий кран.
К подающей и обратной линиям подключить две трубки , которые будут подходить к у. Первую надо подсоединить перед циркуляционным насосом, вторую — сразу после радиаторов. На обе трубы ставят отсекающие краны. К этим же трубам подключают две трубки, которые были врезаны в открытую систему перед входом и после выхода из теплоаккумулятора.

Закрытая система с двумя котлами

Такая схема предусматривает параллельное подключение двух котлов . При этом востребованной становится группа безопасности. Также вместо открытого расширительного бака в специальном помещении устанавливается закрытый мембранный.

Группа безопасности состоит из:

Клапана для стравливания воздуха.
Предохранительного клапана для снижения давления.
Манометра.

Согласно многим видео эту обвязку делают по такой схеме:

Устанавливают на выходы теплообменников обоих котлов отсекающие краны.
На подающую линию, которая отходит от , устанавливают своими руками группу безопасности. Расстояние между ней и клапаном может быть небольшим.
Соединяют подающие трубы обоих котлов. При этом перед соединением в линию, которая отходит от твердотопливного котла для дома, врезают перемычку (для организации малого круга). Место врезки может находиться на расстоянии 1-2 м от котла. На небольшом расстоянии от перемычки ставят обратной лепестковый клапан. Если дровяной котел перестанет работать, теплоноситель под давлением, созданным газовым работающим от баллона агрегатом, не сможет двигаться по подающей линии в сторону твердотопливного устройства.
Подающую линию соединяют с радиаторами отопления, находящимися в разных помещениях и на разных расстояниях друг от друга.
Монтируют обратную линию. Она должна находиться между батареями и котлами. В одном месте ее разделяют на две трубы. Одна из них будет подходить к газовому котлу. На ней перед агрегатом ставят обратной пружинный клапан . Другая труба должна подходить к твердотопливному котлу. К ней подключают вышеупомянутую перемычку. Для подключения используют трехходовой клапан.
Перед разветвлением обратной линии стоит поставить мембранный бак и циркуляционный насос.

Подобная схема может быть использована в ситуации, когда монтируются универсальные