Схемы обвязки котла отопления при различных видах циркуляции и контурах

Устройство однотрубной системы отопления

Ключевая особенность данной системы заключается в том, что подача и отвод теплоносителя выполняются одной трубой, к которой посредством подводок подключены все отопительные приборы, установленные последовательно. Основная магистраль подключается к источнику тепла и затем возвращается к нему же, тем самым замыкая контур. Для обеспечения необходимого давления в системе присутствует вертикальная труба, по которой вода поднимается до верхней точки, а по мере остывания перемещается дальше.

Немного иначе будет отопление в одну трубу в частном доме, имеющем два этажа. В данном случае вода из установленного вертикально стояка проходит по отопительным контурам. На первом этаже стояк опускается до уровня пола, в результате чего образуется разгонный коллектор. Далее труба проходит по всему дому, подавая воду в подключенные отопительные приборы, и уже после этого попадает в источник тепла.

Схема однотрубной системы отопления в частном доме с двумя этажами имеет свои особенности:

• Сечение основной магистрали не меняется на участках трубопровода;
• Вода при прохождении через отдельные отопительные приборы теряет часть температуры, и эта тенденция будет сохраняться вплоть до попадания жидкости в зону нагрева;
• Поскольку температура жидкости падает, то количество секций в батарее должно постепенно увеличиваться по направлению движения теплоносителя.

Впрочем, описанный процесс можно скомпенсировать грамотной планировкой, которая позволит обойтись без дополнительных секций. Если разогретая жидкость будет попадать в первую очередь в жилые помещения, а потом в хозяйственные, то расширять батареи не придется.

Если имеются некоторые опасения по поводу перебоев с электричеством, то обустраивается самотечная однотрубная система отопления для дома. Она работает по описанному выше принципу: устанавливается разгонный коллектор, находящийся на высоте хотя бы 2 метров от уровня пола.

Чтобы система могла функционировать, потребуется расширительный бак, установленный выше крайней верхней точки контура трубопровода. Как правило, местом установки бачка является чердак. Подсоединенный к системе бачок обеспечивает ее работу, но эффективность самотечной системы даже при грамотном обустройстве оставляет желать лучшего – движение воды за счет разницы температур нельзя назвать достаточно интенсивным.

Что представляет собой обвязка

Если вы совсем новичок в делах отопительных, то нелишним будет сначала узнать, что же вообще имеется в виду под термином «обвязка». Собственно, это и есть вся отопительная система, кроме нагревательного котла. Именно от обвязки зависит то, как именно теплоноситель будет циркулировать до всех мест назначения, насколько качественно у него это будет получаться и т. д.

Для всего этого используется несколько элементов:

трубы. Именно они сегодня нас интересуют, да и вообще это один из главных компонентов конструкции. Их внешний вид вы можете увидеть на фото:

Помимо них, также важны фитинги — соединительные элементы, обеспечивающие возможность прокладки трубопровода по нужному маршруту и подключения труб к различному отопительному оборудованию,

• расширительный бак. Необходим для отвода излишков воздуха и воды из отопительной системы,
• радиаторы отопления. Представляют собой стационарные устройства, устанавливаемые в помещениях и обладающие высоким уровнем теплоотдачи,
• байпасы. Строго говоря, это все те же трубы, но предназначены они не для основной циркуляции, а для дополнительной. Байпас представляет собой обходной маршрут. Если вам по какой-то причине понадобилось, например, отключить один из радиаторов, вы можете перекрыть его с помощью запорного вентиля. Если байпаса при этом не будет, то теплоноситель упрется в эту преграду и не пойдет дальше — таким образом, холодными станут все батареи, расположенные дальше ремонтируемой. А при наличии байпаса такой проблемы не возникнет — теплоноситель просто пойдет в обход и успешно доберется до всех следующих целей.

Сердцем любой отопительной системы является нагревательный котел. Именно он отвечает за достижение теплоносителем необходимой температуры. Все перечисленные элементы подключаются именно к котлу, напрямую или с помощью труб.

Помимо уже упомянутого, в обвязке может участвовать и некоторое другое оборудование:

• кран Маевского. Устанавливается на каждый радиатор и в некоторых других местах. Необходим для быстрого и просто выпуска излишков воздуха из системы, что помогает не допускать образования воздушных пробок, препятствующих току теплоносителя. То есть, по сути, это оборудование является вспомогательным, в дополнение к расширительному баку,
• циркуляционный насос. Все системы отопления делятся на две больших категории. В первой из них циркуляция теплоносителя осуществляется естественным путем. Это происходит за счет разницы в плотности холодной и горячей воды. Обустройство такой системы не отличается сложностью, да и экономически довольно выгодно. Но эффективность невысока. Естественная циркуляция может применяться только в небольших домах, поскольку с контуром большой длины она просто не справится — вода будет доходить до дальних радиаторов, будучи уже остывшей. Ко второй категории относятся системы с принудительной циркуляцией. Движение теплоносителя в данном случае происходит за счет работы специального оборудования — циркуляционного насоса. Это позволяет придавать жидкости необходимую скорость и, соответственно, предотвращает ее остывание посреди маршрута,
• манометры и термостаты. Это оборудование необходимо для отслеживания корректности работы отопительной системы в целом и отдельных ее участков в частности. Термостаты отслеживают температуру теплоносителя, а манометры — уровень давления. Соответственно, при возникновении каких-либо неполадок вы можете своевременно их обнаружить, ориентируясь на показатели приборов.

Обвязка газового котла с бойлером косвенного нагрева

Для того, чтобы подсоединить бойлер косвенного нагрева к газовому котлу, его конструкцией предусмотрен температурный датчик, помещенный в бак.

Для того, чтобы бойлер функционировал вместе с отопительным агрегатом, который снабжен контуром горячей воды, применяется предохранительный клапан. При помощи его распределяется поток нагретого теплоносителя между основным контуром отопления и вспомогательным контуром горячего водоснабжения.

Управление трехходовым клапаном осуществляется по сигналам, которые поступают от термостата, вмонтированного в водонагреватель. Когда вода в бойлере охлаждается ниже заданной величины, термостат включает клапан, которые направляет поток теплоносителя из отопительного трубопровода в контур ГВС. Термостат осуществляет переключение клапана в первоначальное состояние при достижении температуры воды в баке выше указанного значения. При этом поток теплоносителя движется в отопительную магистраль. В теплое время года происходит перенаправление потока, а управление режимом горения котла. Когда температура воды в бойлере снижается, термостат при помощи трехходового клапана «зажигает» основную горелку устройства, а при ее повышении подача газа на горелку прекращается.

Подобная схема станет отличным вариантом для газовых котлов, которые снабжены циркуляционным насосом и автоматикой. В таких ситуациях управление клапаном может выполнять сам котел по команде, которую получает от терморегулятора водонагревателя.

Осуществляя подключение бойлера к одноконтурному котлу, используется схема с двумя циркуляционными насосами. Подобный способ подсоединения по сути может заменить и схему с трехходовым датчиком. Отличительной особенностью такого способа подключения является разделение потоков теплоносителя по разным трубопроводам с использованием насосов. Контур горячего водоснабжения также имеет более высокий приоритет перед отопительным контуром, однако он достигается благодаря четко выстроенному алгоритму включения.

Поочередное включение центробежных насосов происходит по сигналам термостата, который располагается в баке.

Особенности разных схем обвязки

Теплоноситель перемещается по трубопроводу за счет уклона системы или принудительно прокачивается циркуляционным насосом. В зависимости от этого подбирают схему обвязки котла.

Способ 1: обвязка в гравитационных системах

Обвязка котла в гравитационной отопительной системе проста, и ее может смонтировать любой человек, умеющий обращаться с инструментами. Теплоноситель перемещается в соответствии с физическими законами.

Для этого не требуется никаких приборов. Работа системы не зависит от электричества, поэтому внезапное отключение не скажется на качестве обогрева.

Обвязка котла обойдется в минимальные деньги, т.к. не приходится докупать дополнительные приборы, платить бригаде мастеров за монтаж. Эксплуатация такой системы тоже дешева, а поломки можно исправить самостоятельно.

Обвязку котла в системе гравитационного отопления можно смонтировать своими руками, но не всегда удается сделать это безупречно. Если допущены ошибки при расчете диаметра и отопление плохо работает, ситуацию можно исправить, установив насос

Единственный минус: такую схему можно использовать лишь для дома небольшой площади. Кроме того, придется тщательно рассчитать диаметр труб и неоднократно перепроверить данные, иначе нельзя гарантировать нормальный обогрев дома. Трубопровод большого диаметра портит интерьер, и его проблематично замаскировать.

Способ 2: обвязка котла с циркуляционным насосом

Системы с насосным оборудованием проще в управлении, чем гравитационные. При устройстве принудительного отопления обвязка котла сложнее и дороже, зато результат – комфортная температура во всех комнатах.

Это отопление энергозависимо, поэтому желательно перестраховаться и смонтировать его так, чтобы при отключении электроэнергии можно было переключить систему в режим гравитационной циркуляции теплоносителя.

Невозможно организовать принудительную циркуляцию, если дом не подключен к энергосети, однако такое случается нечасто. Для большого здания это наилучшая схема отопления, хотя устройство обвязки котла требует немалых усилий

Схема обвязки котла усложнена дополнительными приборами, которым в процессе эксплуатации потребуется регулярное обслуживание. Не имея опыта, затруднительно справиться самому, поэтому придется нанимать мастеров и оплачивать их работу.

Гидровыравниватели подключают к отоплению домов, в которых проживает множество людей. Приборы нужны там, где предусмотрены несколько контуров и установлены мощные котлы (больше 50 кВт)

Чтобы минимизировать количество дополнительных устройств, можно реализовать схему с первично-вторичными кольцами с циркуляционными насосами в каждом из них. Если мощность котла составляет меньше 50 кВт, то в схему следует включить коллекторы, иначе батареи будут неравномерно прогреваться.

Комбинированные системы экономичны и эффективны. Теплый пол работает за счет нагретой воды, поступающей от контура радиаторов. Это позволяет целесообразно расходовать энергоресурсы и жить с максимальным комфортом

Лучшая обвязка котла для обогрева небольшого дома – простейшая. Не нужно устанавливать лишних приборов, ведь чем проще конструкция, тем надежнее. Однако для просторного здания с несколькими контурами отопления стоит выбрать схему с принудительным перемещением теплоносителя и коллектором-гребенкой.

Гидрострелки и коллекторы

Применение в схемах обвязки твердотопливных котлов гидрострелок и коллекторов позволяет обеспечить подачу теплоносителя по нескольким направлениям – к радиаторам, теплым полам, полотенцесушителям и бойлерам. Коллекторы распределяют теплоноситель равномерно, на каждом выходе у него одинаковая температура. Далее теплоноситель подхватывается циркуляционными насосами и уносится в требуемом направлении.

Гидрострелки позволяют распределить теплоноситель по температуре. Если коллекторов в системе отопления два (один ставится на подающую трубу, а второй на обратную), то гидрострелка ставится одна и подключается сразу к двум трубам. В ней делаются врезки, позволяющие забирать теплоноситель разной температуры – например, в теплых полах не нужна слишком высокая температура, поэтому его можно забрать ближе к обратной трубе.

Основные характеристики

Для отопления десяти квадратных метров жилища при высоте потолка не более 3м необходим один киловатт тепла (приблизительный расчет). Таким образом, частный дом площадью 200 кв. м. поможет обогреть газовый котел, мощность которого не менее 20 – 24 кВт. Информацию о мощностном показателе можно узнать из технического паспорта приобретаемого газового оборудования, данные указываются также на упаковке. Что касается скорости нагревания воды в приборе с заявленной мощностью 20-24 кВт, то она составит порядка 12-14 л в минуту. Для принятия душа или мытья посуды этого объема вполне достаточно. Хотя одновременное воспроизведение обеих процедур может вызывать определенные неудобства.

Полипропиленовые трубы в системах отопления

Фитинги и трубы из полипропилена (PPR) популярны благодаря своей дешевизне и простоте монтажа. Они не подвержены коррозии, имеют гладкие внутренние стенки и служат не меньше объявленных изготовителем 50ти лет.

Существует несколько видов этих трубных изделий, которые различаются техническими характеристиками и предназначением.

В сооружении систем отопления, а также в устройстве близких к ним по эксплуатационным параметрам контуров ГВС применяют:

• Трубы с маркировкой PN 25. Изделия с армированием, выполненным алюминиевой фольгой. Применяются в системах с номинальным давлением до 2,5 мПа. Предел рабочих температур +95º С.
• Трубы с маркировкой PN 20. Усиленный вариант, используемый в ветках ГВС двухконтурных котлов отопления. Отработают заявленный изготовителем срок, если температура теплоносителя не будет выше +80º С, а давление до 2 мПа.
• Трубы с маркировкой PN 10. Тонкостенные полимерные изделия. Используются, если котел поставляет теплоноситель в систему водяного теплого пола. Рабочая температура не выше +45º С, номинальное давление до 1 мПа.

Полимерные трубы подходят для всех известных способов прокладки: открытых и скрытых. Но у этого материала большой коэффициент теплового расширения. При нагреве такие изделия начинают слегка увеличиваться в длину. Этот эффект называется тепловым линейным расширением, его необходимо учитывать при сооружении трубопроводов.

Обвязывать котел следует трубами из полипропилена, которые в маркировке имеют класс эксплуатации 5, рабочее давление в 4–6 атмосфер и номинальное давление PN от 25 и выше

Чтобы не допустить разрушения полипропиленовых трубопроводов отопления можно установить компенсационные петли. Но проще взять многослойные трубы, армирование в которых специально предназначено для компенсации этого растяжения. Слой фольги внутри полипропиленовых труб PN 25 уменьшает их тепловое удлинение в два раза, а стекловолокна во все пять раз.

Для чего нужна обвязка

Обвязка котла – это различное оборудование, которое соединяет котел и всю отопительную систему, а также водопровод с горячей водой.

Приборы в обвязке еще и управляют отопительной системой, а именно обеспечивают:

• Фильтрацию воды, для защиты котла и труб от накипи.
• Аккумулируют и сохраняют горячую воду для ее стабильной подачи.
• Регулируют давление в трубах.
• Регулируют температуру подаваемой воды в трубы.
• Обеспечивают отведение излишнего тепла.

Так как котлы могут подключаться к одному или двум контурам, а также обладать дополнительным оборудованием, то применяют различные схемы обвязки котлов.

Схемы

Как правильно подключить котел к отопительному контуру и организовать нагрев горячей воды (если прибор используется для приготовления ГВС)?

Вот несколько примеров того, как могут быть организованы горячее водоснабжение и отопление в доме.

Простейшая схема подключения газового котла (настенного или напольного) для нужд отопления.

Здесь реализована двухтрубная тупиковая схема. Отопительные приборы подключены между розливами. Ближние из них будут пропускать основной объем теплоносителя, а дальние станут замерзать, поэтому система требует балансировки (дросселирования подводок ближних к котлу батарей).

Принципиальная схема подключения двухконтурного газового котла. Для приготовления ГВС используется отдельный теплообменник.

Подключение двухконтурного газового котла к системе отопления и водоснабжения.

Реализация ГВС предельно проста: холодная вода проходит теплообменник котла и разводится по сантехническим приборам.

Подключение двухконтурного котла к отоплению реализовано куда интереснее:

• Малый контур с циркуляцией, которую обеспечивает встроенный в котел насос, замыкает его теплообменник с гидрострелкой;
• После гидрострелки выполнена коллекторная разводка на 6 независимых контуров: 2 с классическими секционными радиаторами и 4 контура теплого пола. При этом к одной паре гребенок теплого пола подключается по 2 контура;
• Синхронизация контуров с высокой и низкой температурой обеспечена рециркуляцией теплоносителя в кольцах водяного теплого пола.

Схема с одноконтурным котлом, бойлером косвенного нагрева, конвекционным отоплением и теплым полом.

Организация ГВС в частном доме на основе одноконтурного котла. Для приготовления горячей воды используется бойлер косвенного нагрева. Теплоноситель отдает часть энергии его теплообменнику.

Низкотемпературное внутрипольное отопление и здесь реализовано схемой с трехходовым клапаном и рециркуляцией.

Летом вода циркулирует только через котел и бойлер.

Классическая гравитационная система. Гидравлический напор в ней равен перепаду высоты H между точками с равной температурой воды в теплообменнике котла и отопительных приборах.

Схема с теплоаккумулятором и твердотопливным котлом.

При растопке котел работает на полной мощности и греет воду в баке. При его простое вода циркулирует между теплоаккумулятором и отопительными приборами. Регулируемую температуру радиаторов и здесь обеспечивает трехходовой кран с термостатом: они вовлекают часть воды или антифриза с обратки на второй круг циркуляции.

Схемы обвязки по типам котлов

Довольно просто обвязать работу двух однотипных агрегатов, но это не всегда позволяют реальные условия эксплуатации. Более часто приходится объединять работу агрегатов не только с различной мощностью, но и с разными энергоносителями.

Наиболее популярные пары двухкотловых схем:

• газовое топливо и электроэнергия;
• газ и твердое топливо;
• дрова и электроэнергия;
• пропан и электроэнергия;
• печное топливо и электроэнергия;
• пеллеты и электроэнергия.

Подключение газового и напольного твердотопливного котла

Это наиболее технически сложный способ обвязки двух котлов, поскольку требует выполнения дымовентиляционной системы и соблюдения габаритов помещения для установки крупных пожароопасных объектов.

Разработку схемы лучше всего поручить проектной организации, поскольку в ней должны быть учтены все правила безопасной эксплуатации, как для газового, так и твердотопливного котла.

Оптимальный режим в отопительной сети достигается при монтаже многоконтурной системы, в этом случае необходимо подключить котлы с двумя независимыми контурами.

Учитывая, что твердотопливные устройства практически не поддаются регулированию температуры теплоносителя, должна применять открытая система теплоснабжения с установкой расширительного бака.

Электрический и газовый

Очень эффективная и простая в управлении схема. Сочетая газовый и электрический котлы в одной системе теплоснабжения, возможно, добиться намного большего теплотехнического эффекта, а при правильной комбинации режимов работы агрегатов — схема экономнее традиционных газовых котлов.

Функцию ведущего в этой паре, как правило, осуществляет газовый котлоагрегат, имея наименьшую себестоимость тепловой энергии. Электрокотел на дифтарифном учете электроэнергии включается ночью с использованием самого дешевого тарифа.

При выборе тепловой мощности оборудования необходимо ориентироваться на такую схему обвязки котлов. Газовый агрегат должен быть более мощным, а электрокотел обладать пиковой мощностью для работы в ночное время или при пиковой нагрузке теплопотребления. Запретов по совместной эксплуатации этой пары котлов в нормативных материалах не существует. Однако при их установке потребуется согласования проекта котельной и от газовой службы, и от энергонадзора.

Подключение твердотопливного и электрокотла

Подключение твердотопливного и электрокотла тоже является эффективной реализацией комбинированного источника теплоснабжения. Базовым котлом является твердотопливный, который способен работать при одной загрузке не менее 8 часов. Он хорошо разогревает объект теплоснабжения.

После выгорания топлива и остывания теплоносителя до 60 С, в работу включается электрокотел в режиме поддержания температурного графика. Желательно для большей энергоэффективности иметь бак-аккумулятор горячей воды, который нагревают электрокотлом в часы ночного экономного режима.

Сам твердотопливный котел плохо поддается регулированию из-за инертности процесса горения, он будет выдавать практически номинальную производительность, пока не выгорит топливо.

В этом случае работая на нагрев первичного контура в баке-аккумуляторее, регулировка режима отопления будет осуществляется во вторичном контуре отопления от бака-аккумулятора через трехходовой кран путем подмеса холодной воды от обратного теплоносителя с горячей от подающей линии.

1 Расчет мощности

Первым этапом является выбор отопительного котла, с мощностью которого нужно предварительно определиться. На правильный расчет требуемой производительности отопительного оборудования влияет большое количество различных факторов:

• количество и размер окон и дверных проемов;
• площадь дома;
• теплопроводность материалов, которые применялись во время возведения стен;
• расположение дома, то есть на какую сторону света направлен фасад;
• средняя температура в вашем регионе;
• наличие теплоизоляции стен.

Для средних регионов за начальную точку можно взять 1 кВт на 10 м² отапливаемого здания. К расчетному показателю нужно непременно добавить запас мощности не меньше 15%. Затем нужно определить способ загрузки котла: ручной или автоматический.

Нюансы обвязки

Несмотря на то, что обвязка подбирается индивидуально, есть несколько общих положений, которых нужно придерживаться:

1. Котел для схем с естественной циркуляцией отопления устанавливают ниже уровня радиаторов.
2. Основание для установки напольных агрегатов должно быть из негорючих материалов.
3. Помещения котельных оснащаются вентиляцией и освещением.
4. Обвязку котлоагрегата выполняют с включением коаксиального дымохода.
5. После сборки и установки агрегата и дымовентиляционных систем устанавливают группу безопасности: контрольный манометр, клапан для сброса давления и далее воздухоотводчик.
6. Расширительный бак устанавливают между гидрострелкой и котлоагрегатом.

Подключение настенного котла

Этот тип котлоагрегата позволяет выполнить установку на стене в кухне. Конструкционно он выполнен таким образом, что необходимая обвязка уже осуществлена заводом-изготовителем, а элементы ее поставляется в комплекте. В зависимости от разновидности агрегата, они могут быть одно или двухконтурные, поэтому число труб для обвязки может отличаться.

Обвязка настенного газового котла

Алгоритм обвязки двухконтурного газового котла:

1. Удаляют заглушки с патрубков.
2. Устанавливают сетчатый фильтр на обратке, для удаления грязи и взвешенных веществ.
3. Устанавливают фильтр очистки воды от солей жесткости, его можно установить на общем вводе водопроводной воды.
4. При обвязке настенного газового котла устанавливают запорно-регулирующую арматуру с разъемными соединениями, например, «американки».
5. Патрубки холодной воды, располагаются с левой стороны относительно центра котла, а горячей – с правой.
6. Выполняют подключение котла к газовой магистрали с привлечением аттестованного специалиста, окончательный допуск котла будет выдаваться представителем горгаза, после пробного пуска котельного оборудования.
7. При обвязке двухконтурного газового котла уплотнения резьбовых газовых соединений выполняют только паклей.
8. Устанавливают специальный фильтр на кране-отсекателе газа.
9. Котел подключают к газовой магистрали гофрированным шлангом и накидной гайки с паранитовой прокладкой.

Подключение напольного газового котла

Эта схема требует отдельного помещения для размещения котла, поскольку напольные модели крупногабаритные и зачастую имеют открытую конструкцию топки, работающую с естественной циркуляцией по газовоздушному тракту. Также в схему включают насос для циркуляции теплоносителя, особенно для обвязки двухконтурного газового котла и для многопланового уровня отопления: этажность, разные виды отопления – радиаторная и «теплый пол».

Схема для двухконтурного нагрева (отопление и ГВС) состоит из 5 труб: 1- газ, 4- водяной теплоноситель. Первая подключается к горелочному устройству шаровым краном.

Схема подключения водяного теплоносителя при обвязке напольного газового котла:

• Вход бойлера отопления;
• выход бойлера отопления;
• вход теплообменника ГВС;
• выход теплообменника ГВС.

Распределение потоков воды автоматическое, выполняется трехходовым краном, гидравлической стрелкой либо балансировочными кранами.

Для обвязки напольного газового котла с разветвленными сетями отопления, и большой протяженности, рекомендуется обвязывать 2 коллектора, с автономным насосом, например, один для низкотемпературного теплоносителя до 50 С системы «теплый пол», а другой до 90 С для обычных радиаторов.

Для снижения температуры коллектор может укомплектовываться смесителем или трехходовым краном с сервоприводом, установленным между подачей и обраткой на гребенке. Датчики позволяют устанавливать различную температуру в контурах.

Таким образом, для того чтобы правильно обвязать котел потребуется не только опыт монтажных работ, но и четкое выполнение государственных правил эксплуатации и требований завода-изготовителя.

Обвязка с гидрострелкой

В системе обвязки используется патрубок вертикальный большого сечения – гидрострелка. Этот элемент связан с котлом трубами подачи и обратки. Устанавливается там же, где и коллекторы: после бака расширительного, перед обогревательными элементами (радиаторы, полотенцесушитель и т.д.).

Схема системы отопления с гидрострелкой

От коллекторов отличается тем, что к гидрострелке можно подключаться на разной высоте. Это непосредственным образом влияет на температуру теплоносителя, а вместе с ним – на температуру каждого элемента нагревательного в доме. Так, используя обвязку с гидрострелкой, можно создавать оптимальный терморежим для каждого прибора в отдельности.