03.03.2021

Пиролизный котел обвязка – Схема обвязки твердотопливного котла: естественная, принудительная и классическая

Содержание

Обвязка пиролизного котла схема — Отопление частного дома

Несмотря на разнообразие отопительного оборудования, твердотопливный котел по-прежнему пользуется большим спросом, особенно там, где сложно с подведением газоснабжения, есть трудности с организацией хранения жидкого топлива, часто происходят перебои в электроснабжении. Рассмотрим принцип действия и схемы обвязки твердотопливных котлов.

Схема связки котла на твердом топливе с системой отопления

Особенности работы котла на твердом топливе

Эта отопительная система вырабатывает тепло за счет сжигания топлива твердого (древесина, уголь, торф, пеллеты). Отличается своими особенностями, которые непосредственно влияют на ее эффективность и безопасность:


  • Инерционность. Котел твердотопливный невозможно остановить сразу. После прекращения подачи кислорода система продолжает работу, пока не закончится кислород внутри топки, либо пока топливо не прогорит. Это может привести к перегреву теплоносителя, образованию большого количества пара. Как следствие – разрушение корпуса котла или частей системы отопления.
  • Конденсат. Появляется, когда котел подключен напрямую, через котловой бак проходит теплоноситель невысокой температуры. Приводит к коррозии стальных стенок топлевника. При этом, смешиваясь с пеплом, он превращается в липкую массу, которую отчистить сложно.

Чтобы исключить перечисленные проблемы, следует правильно организовать обвязку котла с обязательным включением в нее группы безопасности. Рассмотрим подробнее, для чего нужна обвязка твердотопливного котла отопления, основные схемы установки.

Обвязка твердотопливного котла отопления. Назначение. Элементы

Самое главное назначение обвязки – обеспечить эффективную, безопасную, экономичную работу котла. Это значит:

  • защищать оборудование от перегрева, перепадов резких давления, поддерживать наиболее приемлемую температуру;
  • контролировать количество теплоносителя в системе, отводить избыточную жидкость, пар излишний;
  • выводить воздух из системы;
  • распределительная функция – разделять тепл

Как делается обвязка твердотопливного котла

котлы

От того, насколько правильно сделана обвязка твердотопливного котла, зависит эффективность его дальнейшей работы и срок службы. В этом отношении дровяные и угольные теплогенераторы отличаются от всех прочих и требуют особого подхода к вопросу.

Поэтому стоит поподробнее рассмотреть, как при монтаже системы отопления подключить котел на твердом топливе, в том числе и своими руками. Ответ на этот вопрос, а также описание всех вариантов стыковки агрегата с другим теплосиловым оборудованием вы сможете найти в данном материале.

Cодержание статьи

В чем отличие твердотопливных котлов

Каноническая схема подключения твердотопливного котла содержит два главных элемента, позволяющих ей надежно функционировать в системе отопления частного дома. Это группа безопасности и смесительный узел на основе трехходового клапана с термоголовкой и датчиком температуры, показанные на рисунке:

котлы

Особенности заключаются вот в чем:

  • Высокая инерционность. На данный момент не существует способов резко потушить разгоревшееся твердое топливо в камере сжигания;
  • Образование конденсата в топливнике. Особенность проявляется во время поступления в котловой бак теплоносителя с низкой температурой (ниже 50 °С)

Явление инерционности отсутствует только у одного вида агрегатов на твердом топливе – пеллетных котлов. В них имеется горелка, куда древесные гранулы подаются дозировано, после прекращения подачи пламя угасает почти сразу же.

Опасность инерционности состоит в возможном перегреве водяной рубашки отопителя, вследствие чего теплоноситель в ней вскипает. Образуется пар, который создает высокое давление, разрывающее корпус агрегата и часть подающего трубопровода. Как результат, в помещении топочной много воды, куча пара и непригодный к дальнейшей эксплуатации твердотопливный котел.

Подобная ситуация может возникнуть, когда обвязка теплогенератора выполнена неправильно. Ведь на самом деле нормальный режим работы дровяных котлов – максимальный, именно в это время агрегат выходит на свой паспортный КПД. Когда термостат реагирует на достижение теплоносителем температуры 85 °С и прикрывает воздушную заслонку, горение и тление в топке еще продолжается. Температура воды повышается еще на 2—4 °С, а то и больше, прежде чем ее рост остановится.

Во избежание превышения давления и последующей аварии, в обвязке твердотопливного котла всегда участвует важный элемент – группа безопасности, подробнее о ней будет сказано ниже.

Другая неприятная особенность работы агрегата на дровах – появление конденсата на внутренних стенках топливника из-за прохождения через водяную рубашку еще не разогретого теплоносителя. Этот конденсат – вовсе не божья роса, поскольку представляет собой агрессивную жидкость, от которой быстро корродируют стальные стенки камеры сжигания. Потом смешавшись с пеплом, конденсат превращается в липкую субстанцию, отодрать ее от поверхности не так легко. Проблема решается установкой смесительного узла в схему обвязки твердотопливного котла.

Владельцам теплогенераторов с чугунными теплообменниками, не боящимися коррозии, рано вздыхать с облегчением. Их может ожидать другая беда – возможность разрушения чугуна от температурного шока. Представьте, что в частном доме на 20—30 минут отключили электроэнергию и циркуляционный насос, прогоняющий воду через твердотопливный котел, остановился. За это время вода в радиаторах успевает остыть, а в теплообменнике – нагреться (из-за той же инерционности).

Появляется электричество, включается насос и направляет в разогретый котел остывший теплоноситель из закрытой системы отопления. От резкого перепада температур у теплообменника случается температурный шок, чугунная секция дает трещину, на пол бежит вода.

Отремонтировать весьма сложно, заменить секцию удается не всегда. Так что и при таком раскладе узел подмеса предотвратит аварию, о чем будет сказано далее.

Аварийные ситуации и их последствия описаны не с целью напугать пользователей твердотопливных котлов или побудить их к покупкам ненужных элементов схем обвязки. Описание основано на практическом опыте, который необходимо учитывать всегда. При правильном подключении теплового агрегата вероятность подобных последствий чрезвычайно низка, почти такая же, как у теплогенераторов на других видах топлива.

Как подключить твердотопливный котел

Опыт строительства говорит о том, что при выборе системы отопления необходимо учесть множество факторов. Например: степень доступности того или иного вида топлива, предполагаемые ежемесячные затраты на отопление, климатические условия проживания и теплопотери дома.

Примечание. Здесь условно не показан расширительный бак, поскольку он может располагаться в разных местах в различных отопительных системах.

Представленная схема показывает, как подключить агрегат правильно и должна всегда сопровождать любой котел на твердом топливе, желательно даже пеллетный. Вы можете где угодно найти различные общие схемы отопления – с теплоаккумулятором, бойлером косвенного нагрева или гидрострелкой, на которых данный узел не показан, но он там должен быть обязательно. Подробнее об этом рассказано на видео:

Задача группы безопасности, устанавливаемой прямо на выходе подающего патрубка твердотопливного котла, — сбрасывать в автоматическом режиме давление в сети при его росте сверх установленного значения (обычно – 3 Бар).

Этим занимается предохранительный клапан, а кроме него элемент оснащен автоматическим воздухоотводчиком и манометром. Первый выпускает появляющийся в теплоносителе воздух, второй служит для контроля над давлением.

Внимание! На отрезке трубопровода между группой безопасности и котлом не допускается установка любой запорной арматуры.

Как работает схема

Смесительный узел, предохраняющий теплогенератор от конденсата и температурных перепадов, работает по такому алгоритму, начиная от растопки:

  • Дрова только разгораются, насос включен, клапан со стороны системы отопления закрыт. Теплоноситель циркулирует по малому кругу через байпас;
  • При повышении температуры в обратном трубопроводе до 50—55 °С, где стоит накладной датчик выносного типа, термоголовка по его команде начинает нажимать на шток трехходового клапана;
  • Клапан потихоньку открывается и холодная вода понемногу поступает в котел, смешиваясь с горячей из байпаса;
  • По мере того как прогреваются все радиаторы растет общая температура и тогда клапан перекрывает байпас полностью, пропуская весь теплоноситель через теплообменник агрегата.

Данная схема обвязки – самая простая и надежная, ее монтаж можно спокойно выполнить своими руками и таким образом обеспечить безопасную работу твердотопливного котла.

Касательно этого есть парочка рекомендаций, особенно при обвязке дровяного отопителя в частном доме полипропиленом или другими полимерными трубами:

  • Участок трубы от котла до группы безопасности сделайте из металла, а дальше прокладывайте пластик;
  • Толстостенный полипропилен плохо проводит тепло, из-за чего накладной датчик станет откровенно врать, а трехходовой кран – запаздывать. Для корректной работы узла участок между насосом и теплогенератором, где стоит медная колба, тоже должен быть металлическим.

Другой момент – место установки циркуляционного насоса. Лучше всего ему стоять там, где он изображен на схеме – на обратке перед дровяным котлом. Вообще, ставить насос можно и на подаче, но вспомните, о чем говорилось выше: при аварийной ситуации в подающем патрубке может появиться пар. Насос не может перекачивать газы, поэтому при попадании в него пара циркуляция теплоносителя остановится. Это ускорит возможный взрыв котла, ведь он не будет охлаждаться протекающей из обратки водой.

Способ удешевления обвязки

Схему защиты от конденсата можно удешевить, если поставить трехходовой смесительный клапан упрощенной конструкции, не требующий подключения накладного температурного датчика и термоголовки. В нем уже вмонтирован термостатический элемент, настроенный на фиксированную температуру смеси 55 либо 60 °С, как это изображено на рисунке:

Подобные клапаны, поддерживающие фиксированную температуру смешанной воды на выходе и предназначенные для установки в первичный контур твердотопливного котла, выпускают многие известные бренды — Herz Armaturen, Danfoss, Regulus и другие.

Установка такого элемента однозначно позволяет сэкономить на обвязке ТТ-котла. Но при этом теряется возможность изменения температуры теплоносителя с помощью термоголовки, а ее отклонение на выходе может достигнуть на 1—2 °С. В большинстве случаев эти недостатки несущественны.

Вариант обвязки с буферной емкостью

Наличие буферной емкости крайне желательно для работы котла на твердых видах топлива и вот почему. Чтобы агрегат функционировал эффективно и производил тепло с заявленным в паспорте КПД (от 75 до 85% у разных типов), он должен действовать на максимальном режиме. Когда прикрывается воздушная заслонка с целью замедлить горение, в топке наблюдается недостаток кислорода и КПД сжигания дров снижается. При этом возрастают выбросы в атмосферу угарного газа (СО).

Для справки. Именно из-за выбросов в большинстве европейских стран запрещается эксплуатировать твердотопливные котлы без буферной емкости.

С другой стороны, при максимальном горении температура теплоносителя в современных теплогенераторах достигает 85 °С, а одной закладки дров хватает всего часа на 4. Это не устраивает многих владельцев частных домов. Решение проблемы – поставить буферную емкость и включить ее в обвязку ТТ-котла таким образом, чтобы она служила баком-аккумулятором. Схематично это выглядит так:

Когда топка горит вовсю, буферная емкость накапливает тепло (на техническом языке – загружается), а после затухания отдает его в отопительную систему. Для управления температурой теплоносителя, подающегося в радиаторы, с другой стороны от бака-аккумулятора тоже ставится трехходовой смесительный клапан и второй насос.

Теперь вовсе не обязательно бегать к котлу каждые 4 часа, ведь после затухания топки обогрев дома какое-то время будет обеспечивать буферная емкость. Как долго – зависит от ее объема и температуры нагрева.

Для справки. На основании практического опыта вместительность теплоаккумулятора можно определить так: на частный дом площадью 200 м² понадобится бак объемом не менее 1 м³.

Есть парочка важных нюансов. Чтобы схема обвязки благополучно работала, нужен твердотопливный котел, чьей мощности хватит на одновременное отопление и загрузку буферной емкости. Значит, потребуется мощность в 2 раза выше расчетной.

Другой момент – подбор производительности насосов таким образом, чтобы расход в котловом контуре немного превышал количество протекающей воды в контуре отопительном.

Интересный вариант стыковки ТТ-котла с самодельным буферным резервуаром (он же — бойлер косвенного нагрева) без насоса продемонстрирован нашим экспертом в видеосюжете:

Совместное подключение двух котлов

Для повышения комфорта отопления частного дома многие хозяева устанавливают два и более источника тепла, работающие на разных энергоносителях.

На данный момент наиболее актуальны сочетания котлов на:

  • природном газе и дровах;
  • твердом топливе и электричестве.

Соответственно, газовый и твердотопливный котел надо подключить таким образом, чтобы второй автоматически замещал первый после сжигания очередной порции дров. Такие же требования выдвигаются и к обвязке электрокотла с дровяным. Это сделать достаточно просто, когда в схеме обвязки участвует буферная емкость, поскольку она одновременно играет роль гидрострелки, что и показано на рисунке.

котлы

Как видите, благодаря наличию промежуточного бака-аккумулятора 2 разных котла могут обслуживать сразу несколько распределительных контуров отопления – батареи и теплые полы, и вдобавок загружать бойлер косвенного нагрева. Но теплоаккумулятор с ТТ-котлом ставят далеко не все, поскольку это недешевое удовольствие.

На этот случай существует простая схема, причем ее можно смонтировать своими руками:

котел

Примечание. Схема справедлива как для электрического, так и для газового теплогенератора, работающего вместе с твердотопливным.

Здесь основным источником тепла является дровяной отопитель. После прогорания закладки дров температура воздуха в доме начинает падать, что регистрирует датчик комнатного термостата и тут же включает нагрев электрокотлом. Без новой загрузки дров температура в подающей трубе снижается и накладной механический термостат отключает насос твердотопливного агрегата.

Если спустя какое-то время его разжечь, то все произойдет в обратном порядке. Подробно об этом способе совместного подключения рассказано на видео:

Обвязка методом первичных и вторичных колец

Существует еще один способ совместной обвязки твердотопливного котла с электрическим для обеспечения большого числа потребителей. Это метод первичных и вторичных колец циркуляции, который предусматривает гидравлическое разделение потоков, но без использования гидрострелки.

Также для надежной работы системы требуется минимум электроники, а контроллер не нужен вообще, невзирая на кажущуюся сложность схемы:

котлы

Хитрость в том, что все потребители и котлы подсоединяются к одному первичному кольцу циркуляции как подающим трубопроводом, так и обратным. За счет малого расстояния между подключениями (до 300 мм) перепад давлений выходит минимальным по сравнению с напором насоса главного контура. Благодаря этому движение воды в первичном кольце не зависит от работы насосов колец вторичных. Меняется лишь температура теплоносителя.

Теоретически в главный контур может быть включено сколько угодно источников тепла и вторичных колец. Главное, верно подобрать диаметры труб и производительность насосных агрегатов. Фактическая производительность главного кольцевого насоса должна превышать расход в самом «прожорливом» вторичном контуре.

Чтобы этого добиться, необходимо выполнить гидравлический расчет и только потом удастся верно подобрать насосы, так что без помощи специалистов обычному домовладельцу не обойтись. Кроме того, надо увязать работу твердотопливного и электрического котлов путем установки отключающих термостатов, о чем рассказано в следующем видео:

Заключение

Как вы могли убедиться, правильно произвести обвязку котла на твердом топливе не так уж просто. К вопросу надо отнестись ответственно и перед выполнением работ по монтажу и подключению дополнительно проконсультироваться со специалистом, чья квалификация не вызывает сомнений. Например, с таким, кто дает пояснения в представленных видеороликах.


Схема обвязки твердотопливного котла: естественная, принудительная и классическая

Твердотопливный котел, равно как и любой другой, сам по себе отопить дом не сможет. Даже самое лучшее оборудование должно быть собрано в отопительную систему, после чего сможет функционировать. В эту систему входят все основные элементы – собственно, котел, радиаторы, трубопровод, циркуляционный насос, расширительный бачок, запорная арматура, вплоть до группы безопасности. Монтаж всех указанных систем воедино именуют обвязкой котла, и в этой статье речь пойдет о том, как происходит процесс обвязки оборудования на твердом топливе.

Фото 1 Схема обвязки твердотопливного котла

Правильное соединение, проведение монтажных работ строго по схеме обеспечит не только качественное и полноценное функционирование всей системы отопления в целом, но и экономию топлива.

Почему требуется обвязка?

Прежде всего, необходимо понимать, что любая система отопления – достаточно сложная схема, при установке которой требуется соблюдать предельную внимательность. Даже небольшая ошибка может спровоцировать возникновение аварийной ситуации и, как следствие, выход из строя всей системы. Поэтому, перед тем, как начинать проектирование установки, определитесь, какой схеме отдать предпочтение и что понадобится для этого приобрести. О том, как осуществляется отопление дома твердотопливным котлом, вы узнаете в отдельной статье.

Итак, схема обвязки твердотопливного котла – это комплекс отопительного оборудования и всех соединяющих и обеспечивающих его работу элементов.

Видео 1 Ответы на вопросы по обвязке котла

Видео 2 Пример неправильной обвязки котла

Видео 3 Обзор ошибок при обвязке

Помимо того, что такая схема обеспечивает бесперебойную работу всей системы, она заставляет циркулировать теплоноситель, удаляет все воздушные пузыри и дает возможность подключать одновременно несколько контуров.

Контурность — принцип соединения труб, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя. Всего выделяют 2 схемы:

  • малая;
  • большая.

Малый контур используется исключительно для разогрева, поскольку чем меньше объем, тем меньше времени на это уходит. И только после того, как оборудование разогрелось, в работу вступает большой, который обеспечивает функционирование всей системы и равномерную подачу теплоносителя по всем радиаторам, которые можно подключить самостоятельно. Как установить батареи отопления в частном доме своими руками – в нашей статье.

Каким образом это работает

На сегодняшний день выделяют сразу несколько схем, отличающихся друг от друга как по принципу работы, так и по сложности.

Для небольших (до 100 кв.м.) домов подходит наиболее простая система, т.н. гравитационная (без подключения к электричеству). В этом случае движение теплоносителя по контуру будет естественным. Одновременно, такая обвязка является способом защиты от перегрева системы, тогда как другой контур отключится из-за отсутствия или перепада напряжения в сети.

Фото 2 Гравитационная схема обвязки котла

При организации гравитационного принципа твердотопливный котел всегда располагается в цепи ниже уровня всех радиаторов.

Особого внимания заслуживает и возможность снизить мощность гидроудара. В этом случае выше уровня радиаторов устанавливается расширительный бачок, состоящий из 2-х частей. В одной части такого бака помещается вода, в другой – воздух, что при повышенном давлении воздуха в системе снимает напряжение. Рабочее давление в системе не превышает 4 баррелей.

Схемы обвязки

Помимо гравитационного принципа, о котором было рассказано выше, выделяют еще 4 основных, по которым осуществляется обвязка котлов на твердом топливе:

  • естественный;
  • принудительный;
  • коллекторный;
  • аварийный.

Между собой схемы отличаются не только обеспечением движения теплоносителя, но и зависимостью от источников питания.

Естественная циркуляция

Простейшая схема обвязки, работающая по аналогичному с гравитационным принципу движения теплоносителя. В подобной схеме котел устанавливается всегда выше радиаторов, соответственно, движение теплоносителя будет естественным – по мере охлаждения он начинается опускать все ниже. В этом случае контроль за работой отопительного оборудования осуществляется вручную, равно как и контроль наличия топлива и работы горелки. Это самая популярная схема в тех регионах, где есть риск отключения электроэнергии.

Фото 3 Схема обвязки одноконтурного котла с естественной циркуляцией

При выборе естественной схемы учтите, что обязательным условием является увеличенный диаметр труб, которые монтируются в контуре.

Принудительная циркуляция

Движение теплоносителя обеспечивает работа циркуляционного насоса. Это самая популярная схема во всех регионах, где предпочтение отдается достаточно простой работе и равномерному прогреву всего помещения. Стоит отметить, что именно эта схема отличается рядом качественных преимуществ:

  • максимально высокий (более 80%) КПД;
  • возможность регулировать теплоотдачу каждого радиатора по отдельности;
  • удобство работы и отсутствие необходимости контроля.

По сравнению с естественной схемой обвязки, в принудительной есть один недостаток, но весьма существенный – зависимость от энергоносителей. Для того, чтобы обезопасить себя от такого несанкционированного отключения, можно выбрать один из следующих вариантов:

  • установка обводного трубопровода (гравитационная схема) вокруг циркуляционного насоса, где движение теплоносителя будет подчинено естественным процессам;
  • монтаж одной из аварийных схем.

Видео 4 Схема обвязки котла с буферной емкостью

Классическая разводка

Эта схема работает только в системе принудительной циркуляции теплоносителя, но в качестве коллекторов используются т.н. гребенки – часть трубы с одним входных отверстием и несколькими выходными гораздо меньшего диаметра. И вход, и выход в этом случае подключаются одновременно к котлу.

Фото 4 Классическая схема обвязки твердотопливного котла

Учитывая то, что во всей системе теплоноситель будет одинаковой температуры, можно отключать/включать отопительные приборы по отдельности. К слову, подобная схема не пользуется популярностью ввиду сложности монтажа и металлоемкости коллектора.

Аварийные схемы обвязки

Обязательным условием бесперебойной работы котла даже при отсутствии электроэнергии является правильный монтаж аварийной схемы. Только в этом случае котел будет продолжать работать даже при длительном отсутствии электричества, хотя, надо заметить, и с гораздо меньшей эффективностью.

В целом, выделяют 4 аварийных схемы, а именно:

  • холодная вода;
  • аккумулятор;
  • дополнительный контур;
  • одновременная работа 2-х контуров.
Подача холодной воды

Эффективный способ, обеспечивающий естественное движение теплоносителя, но в настоящее время не пользуется популярностью. Дело в том, что в современном частном сектора за подачу воды также «отвечает» электричество, соответственно, при его отключении перестает работать не только котел, но и водопровод.

Дополнительный источник питания

Как правило, в качестве такого источника энергии используются аккумуляторы, обеспечивающие работу циркуляционного насоса на время отсутствия электроэнергии.

Не забывайте, особенно, в зимний период, современно проверять и контролировать зарядку аккумуляторов.

Дополнительный контур

Установка дополнительного контура, работающего по принципу малого и обеспечивающего своевременный отвод тепла. Такой контур включается в работу автоматически после выключения основного насоса.

Одновременная работа 2-х контуров

Наиболее эффективная работа, где каждый контур работает в обычном режиме. После прекращения подачи электроэнергии основной насос отключается, а гравитационная схема работает в штатном режиме, поддерживая работу котла на малом контуре.

Рекомендации и отзывы специалистов

Для того, чтобы вся система работала правильно и не приводила к созданию аварийных ситуаций, необходимо соблюдать определенные правила.

Соответствие температурного режима

Температура теплоносителя на выходе всегда должна быть 55 градусов, а на входе – 45. Только в этом случае котел будет работать весь заявленный эксплуатационный срок. Если указанные требования проигнорировать, со временем на стенках котла будет собираться конденсат, что в дальнейшем приведет к коррозии и разрушению.

Вертикальное положение

Все котлы, в том числе и твердотопливный, должны располагаться исключительно вертикально. Но у котла на твердом топливе обязательно должна быть цементная «подушка» не менее 10 см.

Работа дымохода

На любом дымоходе, независимо от конструкции и времени изготовления, должен монтироваться сборник для конденсата и клапан из нержавейки.

Не экономьте на стадии проекта и предусмотрите для дымохода эксплуатационные и смотровые люки, что позволит без усилий и своевременно проводить очистку.

Монтаж аварийной системы

Обязательное условие бесперебойной работы котла, что позволит сбрасывать тепло и контролировать его работу.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *