Обвязка газового котла: как это делается?

Что такое бойлер косвенного нагрева

Его особенность состоит в том, что принцип действия основан не на нагреве воды за счёт собственного блока, а теплообмена от внешних источников, таких как сжигание топлива, электрической резистентности (сопротивления), контакт с центральным отоплением, использования солнечных батарей для переработки энергии. По своей сути бойлер является связующим звеном между сердцем системы отоплением (котлом) и всеми её сосудами и артериями, правильно распределяя нагрузку и напор на каждую ветвь. В данном распределителе горячая жидкость проходит сквозь металлическую спираль (змеевик), встроенную в накопитель. Теплообмен проходит с помощью теплопроводности между змеевиком и резервуаром с холодной водой. Обязательной составной частью бойлера является теплоизоляция, напоминающая по структуре термос для поддержания температуры внутри ёмкости, исключая потерю аккумулированных джоулей за пределы аппарата. Материалом для теплозащиты в основном становится полиуретан. В схему бойлера также встроены защитный анод, ревизионное отверстие, отбойник, погружная гильза (для датчика температуры).

За счет теплообменника возникает возможность нагрева воды за короткий промежуток времени (до 20 минут с нуля до 60 градусов). Единственно, необходимо делать связку бойлера косвенного нагрева с котлом (чаще газовым) для того, чтобы можно было осуществлять такой быстрый нагрев.

Схема обвязки ТТ котла с естественной циркуляцией

Перебои с электричеством в нашей стране нередки, причем обычно они случаются в самую плохую погоду. Поэтому во многих селах и деревнях предпочитают делать системы отопления с естественной циркуляцией — гравитационные. Они работают независимо от наличия электроэнергии, так что дом без тепла не останется.

Подключение котла на твердом топливе в гравитационную систему отопления

Приведенная на схеме обвязка твердотопливного котла для гравитационной системы — самый простой из возможных вариантов. В системе обязательно наличие расширительного бака. Он необходим для компенсации теплового расширения: во время нагрева объем теплоносителя увеличивается, и он вытесняется в расширительный бак. В системах с естественной циркуляцией расширительный бак ставят открытого типа. Это обычная емкость, в которой находится некоторое количество теплоносителя (около половины объема или меньше). Чтобы теплоноситель меньше испарялся, на бак ставят крышку. А чтобы одновременно еще и отводить воздух из системы, поднимают его в самую высокую точку системы.

Принцип работы системы отопления с естественной циркуляцией

В системах этого типа теплоноситель движется благодаря уклону труб. Для обеспечения циркуляции котел должен находиться в самой нижней точке, все отопительные приборы — выше него. Кроме этого, приходится использовать трубы большого сечения — чтобы снизить сопротивление при движении теплоносителя.

От котла труба поднимается вверх, затем, постепенно понижаясь, труба подачи обходит все отопительные приборы. Обратка подключается с обратным уклоном — к котлу. Работает схема так: нагретый теплоноситель за счет высокой температуры поднимается вверх по вертикальной трубе, с небольшим уклоном идет подача (немного выше уровня радиаторов). Эта часть называется разгонная петля. Далее по наклонной трубе подачи, за счет силы гравитации и набранной скорости, обходит все отопительные приборы.

Основной принцип работы естественной циркуляции — перепад высот и разница температур

Проходя по трубам и радиаторам теплоноситель остывает. Остывший теплоноситель имеет большую массу, чем горячий. Более холодный теплоноситель стремится вниз, создавая давление. За счет этого и происходит циркуляция — нагретый теплоноситель стремится вверх, холодный — вниз. Но система работает только при правильно подобранном диаметре труб и их уклоне.

Что еще необходимо

В приведенной выше схеме есть масса недостатков:

• Нет предохранительного клапана — это устройство ставят на выходе котла. С его помощью происходит сброс лишнего теплоносителя при его закипании. Если этот клапан не установить, возможен разрыв труб, радиаторов, теплообменника, расширительного бака (если он закрытого типа).

• Нет воздухоотводчика. Если система открытого типа (расширительный бак в этом случае просто емкость с крышкой), воздух может выходить через расширительный бак. Но при разветвленной системе необходимы дополнительные устройства для отведения воздуха на радиаторах.

Указанные два устройства обязательны, но еще желателен манометр и термометр. Они нужны для контроля за системой. Термометров желательно иметь два — на выходе и на входе котла. Чтобы можно было оценить эффективность работы системы, подстроить и отрегулировать теплоотдачу радиаторов.

Недостатки

Основное достоинство гравитационной схемы обвязки твердотопливного котла — независимость от наличия электроэнергии. Недостатков намного больше:

• Невысокая эффективность и невозможность регулировки. Скорость движения теплоносителя в таких системах невысокая. Поэтому добиться высокой эффективности не получается. Регулировать ее тоже нет возможности. Так что подстроиться под погодные условия невозможно.

• Каждый раз когда система разогревается ( утром, например), температура теплоносителя в обратке очень низкая. Из-за этого образуется конденсат, разъедающий теплообменник. И бороться с этим нет возможности.
• Неэстетичность исполнения. Для обеспечения циркуляции трубы подачи должны располагаться выше радиаторов. Обвязка твердотопливного котла в гравитационной системе делается трубой 32 мм или более. Иногда подачу тянут над ними — на уровне метра (или чуть выше) от пола, иногда — пускают под потолком. А трубы имеют немалый диаметр, так что вид тот еще.

Все эти недостатки приводят к тому, что системы отопления с естественной циркуляцией делают все реже. Люди предпочитают сделать резервированное электропитание (поставить аккумуляторные батареи или/и генератор) и иметь более удобную и регулируемую систему отопления.

Виды систем водяного отопления

По способу циркуляции теплоносителя системы водяного отопления делятся на 2 типа:

1. Схема с естественной (гравитационной) циркуляцией, открытая система;
2. Схема с принудительной циркуляцией, система закрытого типа.

В системе с естественной циркуляцией движение воды осуществляется за счет разницы плотностей теплоносителя. Нагретая вода несколько расширяется, приобретает меньшую плотность и вес, поднимается по системе вверх. Ее место занимает холодный теплоноситель, который, в свою очередь, также нагревается и продолжает движение.

Системы данного типа сообщаются с атмосферой через расширительный бак открытого типа. Бак служит естественным воздухоотводчиком, принимает в себя излишки воды при нагреве. Расширитель часто оборудуют трубой перелива для сброса воды при быстром расширении.

Гравитационная система применима только к напольным котлам, так как настенные имеют относительно малый диаметр подключения и небольшой теплообменник. Эти факторы не позволят реализовать принцип естественного циркулирования.

Котел устанавливается в нижней точке системы, от него поднимается вертикальный стояк высотой не менее 2,5 метров. На верхней точке устанавливается расширительный бак, труба переходит в горизонтальное направление с уклоном не менее 3 – 5 мм на погонный метр, расходится к приборам отопления.

Кроме расширительного бака никакого оборудования в этой схеме монтировать не требуется. Система выполняется из стальных труб диаметром 40 – 50 мм. Применение полимерных (пластиковых) трубопроводов не рекомендуется из-за высокого значения температуры в зоне котла и низкой теплопроводности стенок. Стальные трубы сами по себе выступают поверхностью нагрева.

В качестве приборов отопления используются чаще всего чугунные радиаторы, имеющие большое проходное сечение. Алюминиевые и биметаллические радиаторы имеют малое проходное сечение – это препятствует движению теплоносителя.

Система закрытого типа – наиболее популярная схема реализации отопления. Теплоноситель в такой системе движется принудительно, нагнетается циркуляционным насосом. Рабочее давление в закрытой схеме составляет 1,5 – 2,0 кгс/см2, предельное (давление срабатывания предохранительного клапана) – 3,0 кгс/см2.

Для монтажа систем применяются различные виды материалов. Трубы в этом случае имеют меньший диаметр по сравнению с естественной циркуляцией, доступна прокладка скрытым способом. Диапазон размеров трубопроводов колеблется от 15 до 25 мм (внутренний условный диаметр).

Закрытая схема универсальна для любых видов котлов – настенных и напольных. Обвязка котла в этом случае имеет набор обязательных элементов:

1. Расширительный бак мембранного типа (экспанзомат);
2. Циркуляционный насос;
3. Группа безопасности котла.

Для обеспечения более качественной работы устанавливают дополнительное оборудование – гидравлический разделитель (гидрострелка), теплоаккумулятор.

Расширительный бак предназначен для компенсации давления в системе. При расширении пластичная мембрана растягивается, излишки теплоносителя заполняют водную камеру сосуда. При остывании мембрана вытесняет воду обратно под давлением воздушной камеры экспанзомата (1,0 – 2,0 кгс/см2).

В состав группы безопасности входят следующие устройства:

1. Корпус;
2. Термоманометр;
3. Предохранительный сбросной клапан;
4. Ручной или автоматический воздухоотводчик.

Настенные модели обычно имеют полный набор встроенного оборудования – насос, экспанзомат и группу безопасности. Напольные модели зачастую производятся без дополнительного оборудования, его необходимо приобрести и установить отдельно.

Системы с естественной (гравитационной) циркуляцией модернизируются установкой насоса малой мощности. Это значительно улучшает показатели работы, выравнивает температуру сети, не требует монтажа другого оборудования.

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.

Схемы и правила подключения БКН

Схема подключения и особенности монтажа бойлера косвенного нагрева зависят от класса прибора и системы отопления в доме. Необходимо правильно выбрать место установки, ориентируясь на расположение котла, врезку насосов и уже имеющуюся разводку. Попробуем разобраться, что необходимо учесть при монтаже нагревательного оборудования.

#1: Способ обвязки с трехходовым клапаном

Это одна из наиболее популярных схем, так как при ее применении происходит параллельное подключение отопительной системы и БКН, оснащенное запорной арматурой. Бойлер необходимо установить около котла, на подачу врезать циркуляционный насос, затем трехходовой клапан. Данная схема успешно применяется, если используется несколько обогревательных приборов, например, два разных котла.

Трехходовой клапан – это своеобразный переключатель, который управляется термореле. При понижении температуры срабатывает автоматика, и поток теплоносителя с обогревательного контура перенаправляется в БКН (+)

По сути, это система с приоритетом, которая обеспечивает быстрый нагрев воды в бойлере при полном отключении радиаторов на некоторое время. Как только температура повышается до заданного значения, вновь срабатывает трехходовой клапан и возвращает теплоноситель в прежнее русло – в отопительную систему. Этот способ обвязки пригодится тем, кто использует бойлер в постоянном режиме

#2: Вариант с двумя циркуляционными насосами

Если бойлер применяют редко (например, сезонно или по выходным) или появилась необходимость в воде, температура которой ниже, чем в системе обогрева, применяют схему с двумя циркуляционными насосами. Первый устанавливают на трубе подачи, непосредственно перед БКН, второй – на контуре отопления.

Циркуляционный насос запитан через термореле, поэтому начинает действовать только при снижении температуры ниже требуемой. Ускорение нагрева происходит вместе с включением принудительной циркуляции (+)

Трехходовой клапан в данной схеме отсутствует, обвязка оборудована с применением простых соединительных тройников.

#3: Обвязка с гидравлической стрелкой

Это подключение используют для объемных бойлеров (200 л и более) и разветвленных отопительных систем с множеством дополнительных контуров. Примером может служить система отопления в двухэтажном доме, где кроме многоконтурной радиаторной сети используются теплые полы.

Гидравлический распределитель (гидрострелка) необходим, чтобы упростить схему отопительной системы и избежать монтажа рециркуляционных насосов на каждую отопительную ветку (+)

Оборудование гидрострелки позволяет избежать теплового удара, так как давление воды в каждом контуре будет одинаковым. Самостоятельно сделать обвязку по данной схеме довольно сложно, поэтому лучше обратиться к профессиональным монтажникам.

#4: Использование рециркуляции теплоносителя

Рециркуляция полезна, когда присутствует контур, нуждающийся в постоянной подаче горячей воды – например, полотенцесушитель. Если его подключить к системе отопления, теплоноситель будет постоянно циркулировать, а сушилка функционировать и одновременно служить отопительным прибором.

Применение рециркуляции обладает одним большим преимуществом – не нужно ждать, когда вода нагреется до нужной температуры, она всегда будет горячей (+)

Но у этой схемы есть и недостатки. Главный – это увеличение расходов на топливо, потому что требуется постоянный прогрев охлаждаемой в контуре воды. Второй минус – смешивание воды в бойлере. Обычно горячая вода находится в верхней части, и оттуда поступает к точкам водоразбора, здесь же она перемешивается с холодной, вследствие чего на выходе температура немного ниже.

Существуют модели бойлеров со встроенной рециркуляцией, то есть с готовыми патрубками для подключения полотенцесушителя. Но дешевле приобрести обычный бак, применив для подключения тройники.

#5: Система для работы с энергонезависимым котлом

Отличительная особенность данной схемы – установка бойлера на более высоком уровне, чем котел и отопительные приборы. Предпочтение отдается настенным моделям, которые можно подвесить на высоте 1 м над полом.

Напольные модели конкретно в рамках данной схемы уступают настенным скоростью и качеством нагрева. Температура воды значительно ниже (примерно как в обратном трубопроводе), следовательно, и запас горячей воды меньше (+)

Энергонезависимый тип отопления строится на применении законов гравитации, следовательно, теплоноситель будет циркулировать и при отключении электричества. В обычном режиме можно подключит циркуляционные насосы.

Естественная циркуляция

Для самотечной системы характерна полная энергетическая независимость: ее работу обеспечивает атмосферное давление. Вместо громоздкой группы безопасности в обвязке одноконтурного котла достаточно наличия расширительного бака. На розлив перед теплообменником котла желательно установить сбросник: это даст возможность полностью слить воду в канализацию или дренажный колодец. Обычно такая потребность возникает в случае длительного отъезда, или когда прекращается подача газа. Как результат, система защищается от разморозки.

Отдельные узлы системы расположены таким образом:

Бак рекомендуется установить выше всех остальных элементов.
Расположенный сразу после котла розлив позиционируют в вертикальном направлении (допускается наличие небольшого угла)

Благодаря разгонному участку нагретая в теплообменнике вода поднимается в верхнюю точку розлива подачи.
Важно соблюсти постоянный уклон при прокладке розлива после бачка. В результате остывающая вода будет возвращаться самотеком: воздушные пузыри при этом смогут выходить внутри расширительного бака.
Котел необходимо опустить максимально низко

Лучшее место для размещения нагревателя – приямок, цокольный этаж или подвал. За счет разницы высоты между теплообменником и отопительными приборами обеспечивается должный уровень гидравлического напора, обеспечивающего циркуляцию воды в контуре.

Некоторые особенности обустройства инерционной системы отопления:

• Для внутреннего диаметра розлива выбирается показатель от 32 мм. Если используются пластиковые или металлопластиковые трубы, то внешний диаметр ровняется 40 мм. Благодаря значительному сечению достигается компенсация минимального гидравлического напора, за счет которого перемещается теплоноситель.
• В состав гравитационной системы иногда входит насос: однако это не означает, что контур теряет энергонезависимость. Помпу в таком случае монтируют не в разрыве розлива, а параллельно ему. Для соединения отдельных врезок применяется обратный клапан шарикового типа, для которого характерно очень маленькое гидравлическое сопротивление. Также устанавливают шаровый кран. В случае остановки насоса производят перекрывание байпаса, что сохраняет работоспособность контура с естественной циркуляцией.

Обвязка газовых котлов

Современные газовые котлы имеют хорошую автоматику, которая контролирует все параметры работы оборудования: давление газа, наличие пламени на горелке, уровень давления и температуру теплоносителя в системе отопления. Есть даже автоматика, которая может подстраивать работу под погодные данные. Кроме того настенные газовые котлы в большинстве случаев содержат и такие необходимые устройства как:

ЧИТАТЬ ТАКЖЕ: Кольцевая Жесткость Полиэтиленовых Труб Что Это Такое

• группу безопасности (манометр, клапан для стравливания воздуха, аварийный клапан);
• расширительный бачок;
• циркуляционный насос.

В настенных газовых котлах расширительный мембранный бак и группа безопасности уже установлены

Параметры всех этих устройств указаны в технических данных газовых котов

При выборе модели надо на них обращать внимание и выбирать модель не только по мощности, но и по объему расширительного бака и максимальному объему теплоносителя

Схема обвязки настенного газового котла

В самом простом случае обвязка котла содержит только отсечные краны на входе в котел — чтобы при необходимости можно было провести ремонтные работы. Еще на обратном трубопроводе, идущем из системы отопления, ставят фильтр-грязевик — для удаления возможных загрязнений. Вот и вся обвязка.

Пример обвязки настенного газового котла (двухконтурного)

На фото выше стоят угловые шаровые краны, но это, как вы понимаете, не обязательно — вполне можно поставить обычные модели, а трубы развернуть ближе к стене при помощи уголков

Также обратите внимание, что с двух сторон от грязевика стоят краны — это для того, чтобы была возможность снять его и почистить без слива системы

В случае подключения одноконтурного настенного газового котла все еще проще — подводят только газ (подключают газовщики), подачу горячей воды к радиаторам или водяному теплому полу и обратку от них.

Схемы обвязки напольных газовых котлов

Напольные модели газовых отопительных котлов тоже снабжены автоматикой, но не имеют ни группы безопасности, ни расширительного бака, ни циркуляционного насоса. Все эти устройства приходится устанавливать дополнительно. Схема обвязки из-за этого выглядит немного сложнее.

Схемы обвязки напольного газового котла

На двух схемах классической обвязки котла установлена дополнительная перемычка. Это так называемая «антиконденсационная» петля. Нужна она в больших системах, если температура воды в обратном трубопроводе слишком низкая, она может вызвать образование конденсата. Чтобы устранить это явление и устраивают эту перемычку. С ее помощью к обратному трубопроводу подмешивается горячая вода с подачи, подымая температуру выше точки росы (обычно 40 °C). Есть два основных способа реализации:

• с установкой в перемычке циркуляционного насоса с выносным датчиком температуры (а фото вверху справа);
• с использованием трехходового клапана (на фото внизу слева).

В схеме с циркуляционником на перемычке (конденсационный насос) ее делают трубой на шаг меньшего диаметра чем магистрали. Датчик прикрепляют к трубе обратки. При понижении температуры ниже заданной, включается цепь питания насоса, добавляется горячая вода. Когда температура станет выше пороговой, насос отключается. Второй насос — собственно системы отопления он работает все время, пока работает котел.

Во второй схеме с трехходовым клапаном он открывает подмес горячей воды при понижении температуры (выставляется на клапане). Насос в этом случае стоит на обратном трубопроводе.

Расположение и монтаж газового котла

Основное правило выбора месторасположения напольного котла: он не должен находиться выше батарей. Если его не придерживаться, возможно появление пузырьков воздуха и образование пробок в системе. Труба, отходящая от котла, должна располагаться строго по вертикали.

Если же выбор сделан в пользу настенной модели, то она должна быть оборудована автоматическим воздухоотводчиком. При разработке схемы обвязки обязательно учитывают подобные нюансы.

Для отопления с принудительной циркуляцией лучше выбрать модель со встроенными дополнительными механизмами. А вот для гравитационной системы это ненужные узлы, и переплачивать за них нет смысла